專題三 物質(zhì)的分離與提純
【復(fù)習(xí)目標(biāo)】
1．知道什么是分離，什么是提純；知道分離與提純的聯(lián)系和區(qū)別；
2．知道物質(zhì)分離與提純的方法，且會(huì)用這些方法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離與提純；
3．會(huì)選擇合適的試劑對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離與提純。
【知識(shí)梳理】
一、基本原理
1．物質(zhì)的分離是通過適當(dāng)?shù)姆椒�，把混合物中的各種物質(zhì)彼此分開，并且恢復(fù)到各種物質(zhì)的原來存在狀態(tài)，分別得到純凈物；而物質(zhì)的提純是通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|(zhì)里的少量雜質(zhì)除去，以便獲得相對(duì)純凈的物質(zhì)，又稱除雜。
2．在除去雜質(zhì)過程中必須遵循的原則：
①不增——所選試劑不能帶入新的雜質(zhì)。
②不減——所選試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)而不與被提純的物質(zhì)反應(yīng)。
③易分——試劑與雜質(zhì)反應(yīng)的產(chǎn)物與被提純的物質(zhì)容易分離。
④最佳——在除去雜質(zhì)的同時(shí)能增加被提純物質(zhì)的量。
二、物質(zhì)分離與提純的方法
1．物質(zhì)的分離與提純常用的物理方法：
方法 適用范圍或原理 舉例
物
理
方
法 過濾法 難溶性固體與液體的分離、可溶性固體與難溶性固體的分離 從雙氧水制氧后的廢物中提取MnO2；從氯酸鉀和二氧化錳混合制取氧氣后的混合物中提取MnO2。
結(jié)晶法 蒸發(fā)結(jié)晶 溶質(zhì)的溶解度隨溫度的變化較小，則用蒸發(fā)結(jié)晶法 NaCl中混有少量的KNO3時(shí)，可采用此法提純NaCl
降溫結(jié)晶 溶質(zhì)的溶解度隨溫度的變化較大且溶液飽和，則用降溫結(jié)晶法 KNO3中混有少量的NaCl時(shí)，可采用此法提純KNO3
2．常用的化學(xué)方法
①化氣法：與雜質(zhì)反應(yīng)生成氣體而除去。
如：除NaCl中Na2CO3，可加適量稀HCl，蒸發(fā)——Na2CO3+ 2HCl＝2NaCl+ CO2↑+ H2O
②沉淀法：將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀過濾除去。
如：除去NaCl中的Na2SO4，可加適量的BaCl2，過濾——Na2SO4+ BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
③置換法：將雜質(zhì)通過置換反應(yīng)而除去。
如：除FeSO4溶液中的CuSO4，可加過量的鐵粉，過濾——CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
④溶解法：將雜質(zhì)溶于某種試劑而除去。
除C粉中的CuO粉，可加適量稀硫酸，再過濾——CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O
除Cu粉中的Fe粉，可加入適量的稀鹽酸，再過濾——Fe + 2HCl＝FeCl2+ H2↑
⑤加熱法：雜質(zhì)受熱易分解，通過加熱將雜質(zhì)除去。
如：除CaO中的CaCO3可加熱——CaCO3 CaO+ CO2↑
⑥轉(zhuǎn)化法：將雜質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為主要成分。
如：除CO2中的CO，可將氣體通過灼熱的CuO——CO+CuO Cu+CO2
⑦吸收法：用吸收劑將雜質(zhì)氣體吸收除去。
如：除去CO中混有的少量CO2，可用濃NaOH溶液吸收CO2——CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O
除去CO2中混有的少量HCl，可用飽和的NaHCO3溶液吸收——HCl+ NaHCO3= NaCl+ CO2↑+ H2O
三、氣體的干燥
氣體的干燥是通過干燥劑來實(shí)現(xiàn)的，選擇干燥要根據(jù)氣體的性質(zhì)，一般原則是：酸性干燥劑不能用來干燥堿性氣體，堿性干燥劑不能用來干燥酸性氣體，干燥裝置由干燥劑狀態(tài)決定。
（1）常見的干燥劑
干燥劑 可干燥氣體 不可干燥氣體 干燥裝置
濃H2SO4 H2、O2、CO2、HCl、CH4等 NH3 A
固體NaOH或堿石灰 H2、O2、CH4、NH3等 CO2、HCl B或C
（2）常用干燥裝置如下：
【點(diǎn)撥】選擇吸收裝置時(shí)，要注意進(jìn)、出氣體導(dǎo)管的連接方法，若用“洗氣瓶”，要注意“長(zhǎng)進(jìn)短出”，若用干燥管要注意“大進(jìn)小出”。先除去氣體中含有的其他雜質(zhì)，干燥除去水蒸氣的操作放在最后。
四、酸堿鹽溶液的除雜技巧
（1）被提純物與雜質(zhì)所含陽離子相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中的陰離子不共存的陽離子，再與被提純物中的陰離子組合出除雜試劑，如Na2SO4（NaOH）：可選用稀H2SO4為除雜試劑（生成物為Na2SO4和H2O，達(dá)到目的）；KCl（K2SO4）：可選用BaCl2溶液為除雜試劑（生成物為BaSO4沉淀和KCl，達(dá)到目的）
（2）被提純物與雜質(zhì)所含陰離子相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中陰離子不共存的陰離子，再與被提純物中的陽離子組合出除雜試劑，如NaCl（BaCl2）：可選用Na2SO4溶液為除雜試劑（生成物為BaSO4沉淀和NaCl，達(dá)到目的）；KNO3（AgNO3）：可選用KCl溶液為除雜試劑（生成物為AgCl沉淀和KNO3，達(dá)到目的）。
（3）被提純物與雜質(zhì)所含陰陽離子都不相同時(shí)，選取與雜質(zhì)中陰陽離子都不共存的陰陽離子組合出除雜試劑。如NaNO3（CuSO4）：可選用Ba(OH)2溶液為除雜試劑【生成物為Cu(OH)2沉淀與BaSO4沉淀，達(dá)到目的】。
【典例解析】
例1．下列措施能達(dá)到目的是（ �。�
A．用NaOH溶液除去CO2氣體中混有的HCl氣體
B．用點(diǎn)燃的方法除去CO2氣體中少量的CO氣體
C．用稀鹽酸除去熱水瓶中的水垢（主要成分是碳酸鈣和氫氧化鎂）
D．用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混入的少量K2SO4
【解析】根據(jù)除雜質(zhì)的原則，首先要能把雜質(zhì)除掉，原物質(zhì)的質(zhì)量不能減少，可以增加，不能帶入新的雜質(zhì)；操作越簡(jiǎn)便越好，盡量把雜質(zhì)轉(zhuǎn)化成與原物質(zhì)狀態(tài)不同的物質(zhì)而分離開。
例2．請(qǐng)回答下列與物質(zhì)提純有關(guān)的問題：
（1）下列兩個(gè)方案是除去銅粉中少量氧化鐵的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：①用鹽酸除去氧化鐵；②用CO還原氧化鐵。
簡(jiǎn)便易行的方案是___________（填序號(hào)），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。
（2）要除去Na2SO4溶液中少量NaOH不能選用稀鹽酸，原因是會(huì)生成___________而引入新的雜質(zhì)。
（3）要除去氫氣中的少量水蒸氣和氯化氫氣體，將混合氣體先通過足量的濃硫酸，再通過足量的氫氧化鈉溶液后，氫氣中仍含有的雜質(zhì)是____________。
【解析】在除去混合溶液中的雜質(zhì)時(shí)，選擇加入液體試劑若過量或順序不對(duì)則易產(chǎn)生新雜質(zhì)，因此在選擇試劑除雜時(shí)，應(yīng)考慮到不能引入新的雜質(zhì)。
物質(zhì)的分離與提純探究專題
一、選擇題（每小題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意）
1．下列實(shí)驗(yàn)方案合理的是（ ）
A．用點(diǎn)燃的方法除去CO2中混有少量的CO
B．制備NaOH溶液是將飽和的Na2CO3溶液與適量的石灰水混合
C．除鐵銹是將鐵制品長(zhǎng)時(shí)間浸泡在過量的稀鹽酸中
D．用Cu、Ag、和Zn(NO3)2溶液驗(yàn)證Cu、Zn、Ag的金屬活動(dòng)性順序
2．除去下列各物質(zhì)中的少量雜質(zhì)。所選用的試劑及操作方法均正確的是（ ）
物質(zhì) 雜質(zhì) 除雜所用的試劑和方法
A CaO固體 CaCO3固體 加入水，過濾
B Fe Cu 加入適量的稀鹽酸，過濾
C CO2氣體 水蒸氣 通過盛有氫氧化鈉固體的干燥管
D NaCl溶液 NaOH 加入適量的稀鹽酸
3．下列分離混合物的方法中，對(duì)所依據(jù)的原理分析不正確的是（ �。�
A．工業(yè)上用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣，是利用氧氣和氮?dú)獾拿芏炔煌?br>B．粗鹽中的泥沙用溶解過濾法除去，利用了泥沙和食鹽的溶解性不同
C．分離KNO3和NaCl的混合物，利用兩者溶解度受溫度影響不同
D．將石油加熱煉制，可得到汽油、煤油、柴油等不同產(chǎn)品，這是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同
4．下列關(guān)于混合物分離與提純的方法（括號(hào)中物質(zhì)是雜質(zhì)）中，正確的一項(xiàng)是（ ）
A．Fe粉（CuO）：將混合物加入到足量的稀硫酸中，充分反應(yīng)后過濾、烘干
B．CO2（CO）：將混合物通入澄清石灰水后，再干燥剩余氣體
C．K2SO4（K2CO3）：將混合物溶解，滴加過量稀鹽酸，蒸發(fā)、結(jié)晶
D．氯化鈉（泥沙）：將混合物放入水中攪拌、溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶
5．要除去下列四種物質(zhì)中的少量雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)）
甲：CaCO3（KCl） 乙：Na2SO4（CuSO4） 丙：KCl（KOH） �。禾挤郏–uO）
可選用的試劑及操作方法有：①加適量水，攪拌，過濾；②加過量稀H2SO4，過濾；③溶解后加適量KOH溶液，過濾；④溶解后加適量鹽酸，蒸發(fā)；⑤加熱（或高溫灼燒）．下列組合中正確的是（ �。�
A．甲-⑤ B．乙-③ C．丙-④ D．丁-①
6．除去CO中少量的CO2，選用的試劑和裝置均正確的是（ �。�
A B C D
試劑 NaOH溶液 CuO固體 濃硫酸 Ca(OH)2溶液
部分裝置
7．（2013•義烏市）下列除去雜質(zhì)的方法，錯(cuò)誤的是（ �。�
A．除去H2中的少量水蒸氣：通過濃硫酸
B．除去CO2中的少量HCl：通入足量的NaOH溶液，干操
C．除去NaCl溶液中少量的CaCl2：加入適量Na2CO3溶液，過濾
D．除去FeCl3溶液中少量的CuCl2：加入足量的鐵屑充分反應(yīng)后，過濾
8．（2013•南京）除去下列物質(zhì)中混有的少量雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì)），所用方法正確的是（ �。�
A．CaCO3固體（CaO固體）--高溫煅燒 B．N2氣體（O2氣體）--通過灼熱的銅網(wǎng)
C．CO氣體（CO2氣體）--依次通過濃硫酸和足量的氫氧化鈉溶液
D．KCl溶液（CaCl2溶液）--滴加碳酸鈉溶液至恰好完全反應(yīng)，過濾
9．（2013•大興安嶺）某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的下列實(shí)驗(yàn)方案不合理的是（ �。�
選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;實(shí)驗(yàn)方案
A 除去CaO中的CaCO3 滴加稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止
B 鑒別硝酸銨和氯化鈉固體 分別取等量的固體溶于水，溶液溫度降低的為硝酸銨
C 檢驗(yàn)鹽酸中是否含有硫酸 滴加氯化鋇溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，則含有硫酸
D 分離氯化鉀和二氧化錳 溶解，過濾，蒸發(fā)濾液；洗滌、干燥濾渣
10．在實(shí)驗(yàn)室中，同學(xué)們用如圖裝置制取純凈的CO2，下列說法不正確的是（ �。�
【查閱資料】飽和碳酸氫鈉溶液可以吸收HCl而不吸收CO2。
A．①中固體反應(yīng)物也可用Na2CO3固體代替
B．③中沒有白色沉淀產(chǎn)生，說明CO2氣體中已經(jīng)不混有HCl氣體
C．④中濃H2SO4的作用是吸收CO2氣體中混有的H2O
D．將燃著的小木條放在⑤中的集氣瓶口，可以檢驗(yàn)集氣瓶是否收集滿CO2
二、填空及實(shí)驗(yàn)探究題
11．實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要途徑，請(qǐng)將下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)問題填寫完整。
（1）除去O2中少量的CO2，可將混合氣體通過足量的__________________________________。
（2）測(cè)定稀硫酸的pH時(shí)，先用水將pH試紙潤濕會(huì)使結(jié)果偏_________ （填“大”或“小”）。
（3）要除去K2SO4溶液中的少量KOH，不能選用稀HCl，原因是會(huì)生成_________（填化學(xué)式）而引入新的雜質(zhì)。
（4）要使NaCl溶液中的少量Na2SO4轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，可選用適量的_________，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：
。
12．下列各物質(zhì)都含有少量雜質(zhì)（括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì)），寫出除去雜質(zhì)的簡(jiǎn)要操作步驟和有關(guān)化學(xué)方程式。
（1）CO2（CO） ；
（2）Na2SO4溶液（CuSO4） ；
（3）NaCl溶液（NaOH） ；
（4）ZnSO4溶液（CuSO4） 。
13．如圖為常見實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)下列要求回答問題（每個(gè)裝置只能使用一次）。提示：無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色．
（1）若要證明混合氣體中是否含有二氧化碳和水蒸氣，應(yīng)將混合氣體先通過____裝置，再通過____裝置（填裝置代號(hào)）。（2）要除去混合氣體中的水蒸氣，應(yīng)將混合氣體從_________端通入（填接口字母）。
（3）若將丙裝置裝滿水，可用于收集氧氣，氣體應(yīng)從____________端通入（填接口字母）。
14．現(xiàn)有某河水水樣，有異味，還有固體小顆粒。為了凈化該水樣，某化學(xué)興趣小組對(duì)水樣進(jìn)行如下處理。
（1）向水樣中加入明礬攪拌溶解，靜置一段時(shí)間后，進(jìn)行____________（填操作名稱），除去固體小顆粒；再向?yàn)V液中加入活性炭，利用其___________性除去水樣中的異味，得到凈化水Ⅰ。
（2）向凈化水Ⅰ中通入氯氣殺菌消毒，得到凈化水Ⅱ。該過程中發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：Cl2+H2O=HCl+HClO（次氯酸）。則次氯酸中氯元素的化合價(jià)為_________價(jià)。
（3）為了判斷凈化水Ⅱ是硬水還是軟水，可加入_________進(jìn)行檢驗(yàn)。
15．某食鹽樣品中含有少量沙土、氯化鈣和氯化鎂．以下是除去食鹽樣品中沙土、氯化鈣和氯化鎂的實(shí)驗(yàn)流程：
根據(jù)流程圖回答：
（1）操作Ⅰ的名稱是_________，加入的試劑A是_____________，沉淀是_______________；
（2）寫出NaOH與雜質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________；
（3）加入試劑B的目的是__________________________________；
（4）蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)用到玻璃棒的作用是_______________________________________。
16．某學(xué)習(xí)小組將“從空氣中制取氮?dú)狻弊鳛檠芯空n題，以下是他們的實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：（1）圖1中裝置B的作用是__________________，裝置C的作用是___________________________________。
方案二：（2）將空氣通過圖1中A、B裝置后，收集于圖2的廣口瓶中，用圖2裝置代替裝置C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中用紅磷而不用木炭的原因是_______________________________________；
（3）此法得到的氮?dú)獠患儯?qǐng)你分析可能的原因是____________________________________________；
（4）在工業(yè)上，分離空氣中的氮?dú)夂脱鯕馐抢盟鼈僟_______________的不同。
17．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置制取干燥純凈的CO2氣體，并驗(yàn)證CO2中混有HCl氣體（假設(shè)每步反應(yīng)均完全反應(yīng)）
（1）寫出實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的化學(xué)方程式________________________________；
（2）D裝置的作用是_______________________，D裝置中的現(xiàn)象是__________________________，D裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是____________________________________。
（3）將上圖裝置按題目要求連接起來，正確順序是_____________________________（填端口字母序號(hào)）。
18．氫氧化鈉固體保存不善會(huì)變質(zhì)而產(chǎn)生碳酸鈉。為了除去氫氧化鈉中的碳酸鈉雜質(zhì)，興趣小組最初設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。
請(qǐng)回答下列問題：
（1）按照此方案_______（填“能”或否）得到純凈的氫氧化鈉固體。理由是______________________________；
（2）你認(rèn)為要得到較純凈的氫氧化鈉固體，應(yīng)選擇除雜試劑是____________（填物質(zhì)的名稱），加入該試劑后，分離除去沉淀A的實(shí)驗(yàn)操作方法是________，雜質(zhì)與該試劑反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。
19．為了除去氯化鈉樣品中的碳酸鈉雜質(zhì)，某興趣小組將樣品溶解后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
（1）A溶液中溶質(zhì)可能為______________；
（2）將無色溶液與沉淀B分離的操作①的方法名稱是______________；
（3）從無色溶液得到固體物質(zhì)C的操作②的方法名稱是_______________；
（4）因?yàn)锳溶液過量，此方案得到的固體物質(zhì)C中混有新的雜質(zhì)，為了既能除去雜質(zhì)碳酸鈉，又能有效地防止新雜質(zhì)的引入，可向樣品溶液中加入過量的______________后，直接進(jìn)行操作②即可得到純凈的氯化鈉固體。寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________________。
20．某化學(xué)興趣小組利用鋅和濃鹽酸以及如圖所示裝置來制取干燥、純凈的氫氣，并驗(yàn)證氣體中的雜質(zhì)．
（1）實(shí)驗(yàn)中看到B中無水硫酸銅變藍(lán)色，這說明產(chǎn)生的氣體中含有雜質(zhì)_______（填化學(xué)式），除此以外，還可能含有
雜質(zhì)氣體是____________（填名稱）。為了檢驗(yàn)該雜質(zhì)可將E裝置連接到上述裝置中__________（填序號(hào)）之間，氣體
從______（填a或b）進(jìn)入裝置E，E中所放試劑為____________，觀察到的現(xiàn)象是___________________________。
（2）C裝置的作用是_____________________________________。
（3）此實(shí)驗(yàn)收集氫氣的下列方法，你認(rèn)為合理的是_____（填編號(hào)）。①向上排空氣法 ②用干癟氣球收集 ③排水法。
21．要除去NaCl樣品中少量的Na2SO4和CuCl2雜質(zhì)，請(qǐng)根據(jù)所提供的試劑：NaOH溶液、稀HCl、BaCl2溶液分析并完成下列有關(guān)問題：
（1）第一步：取NaCl樣品溶于水，加入過量的__________試劑，完全反應(yīng)后，過濾，除去CuCl2雜質(zhì)；所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是________________________________；
（2）第二步：在第一步所得濾液中加入適量的__________試劑，完全反應(yīng)后，再過濾，除去樣品中___________雜質(zhì)；
（3）第三步：在第二步所得濾液中加足量的稀HCl，完全反應(yīng)后，再進(jìn)行_______________操作，最后得到NaCl固體。
22．某化工廠排放的廢液中含有大量的硫酸鋅和硫酸銅，化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)方案，用來回收金屬銅并得到硫酸鋅晶體，主要過程如圖所示：
請(qǐng)回答下列問題：
（1）步驟②中分離物質(zhì)的方法是_____________________。（2）固體A的成分是________________。
（3）步驟②中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。（4）步驟③中加入的B物質(zhì)是_____________。
23．實(shí)驗(yàn)室有A、B兩瓶溶液：A瓶是含有少量BaCl2的KCl溶液；B瓶是含有少量KCl的BaCl2溶液．小松和小思為回收試劑進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。
（1）小松欲從A瓶中得到純凈的KCl晶體，可向A溶液加入稍過量的_____________溶液，過濾后，在濾液中滴加鹽酸至pH=7，再蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干即得到純凈的KCl。
（2）小思欲從B瓶中得到純凈的BaCl2晶體，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案，請(qǐng)你填寫以下部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
【操作Ⅰ】：向B溶液中加入過量的碳酸鉀溶液，其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為____________________________。
【操作Ⅱ】：過濾、_________________（填“蒸發(fā)結(jié)晶”、“洗滌沉淀”或“冷卻結(jié)晶”）。
【操作Ⅲ】：將Ⅱ操作中得到的物質(zhì)加入適量鹽酸，其實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_______________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
_____________________________________________。
【操作Ⅳ】：將Ⅲ操作中得到的濾液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、烘干即得到純凈的BaCl2。
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.douzifanli.com/chusan/272175.html
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