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物质的分离与提纯【知识梳理】一、基本原理 1.物质的分离是通过适当的方法,把混合物中的各种物质彼此分开,并且恢复到各种物质的原来存 在状态,分别得到纯净物;而物质的提纯是通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去,以 便获得相对纯净的物质,又称除杂。2.除去杂质过程中必须遵循的原则: 不增所选试剂不能带入新的杂质。不减所选试剂只与杂质反应而不与被提纯的物质反应。易分试剂与杂质反应的产物与被提纯的物质容易分离。X k B 1 . c o m最佳在除去杂质的同时能增加被提纯物质的量。二、物质分离与提纯的方法1.质的分离与提纯常用的物理方法:方法适用范围或原理举例物理方法过滤法难溶性固体与液体的分离、可溶性固体与难溶性固体的分离从双氧水制氧后的废物中提取MnO2;从氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气后的混合物中提取MnO2。结晶法蒸发结晶溶质的溶解度随温度的变化较小,则用蒸发结晶法NaCl中混有少量的KNO3时,可采用此法提纯NaCl降温结晶溶质的溶解度随温度的变化较大且溶液饱和,则用降温结晶法KNO3中混有少量的NaCl时,可采用此法提纯KNO3升温结晶溶质的溶解度随温度的升高而减小Ca(OH)2中混有KNO3时,可采用此法提纯Ca(OH)2蒸馏分离沸点不同的液体混合物石油炼制,酒精溶液中提取酒精,制取蒸馏水等2常用的化学方法化气法:与杂质反应生成气体而除去。如:除NaCl中Na2CO3,可加适量稀HCl,蒸发Na2CO3+ 2HCl2NaCl+ CO2+ H2O沉淀法:将杂质转化为沉淀过滤除去。 如:除去NaCl中的Na2SO4,可加适量的BaCl2,过滤Na2SO4+ BaCl2=BaSO4+2NaCl置换法:将杂质通过置换反应而除去。 如:除FeSO4溶液中的CuSO4,可加过量的铁粉,过滤CuSO4+Fe=Cu+FeSO4溶解法:将杂质溶于某种试剂而除去。 除C粉中的CuO粉,可加适量稀硫酸,再过滤CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O 除Cu粉中的Fe粉,可加入适量的稀盐酸,再过滤Fe + 2HClFeCl2+ H2加热法:杂质受热易分解,通过加热将杂质除去。 如:除CaO中的CaCO3可加热CaCO3CaO+ CO2转化法:将杂质通过化学反应转化为主要成分。 如:除CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuOCO+CuOCu+CO2吸收法:用吸收剂将杂质气体吸收除去。 如:除去CO中混有的少量CO2,可用浓NaOH溶液吸收CO2CO2+2NaOH= Na2CO3+ H2O 除去CO2中混有的少量HCl,可用饱和的NaHCO3溶液吸收HCl+ NaHCO3= NaCl+ CO2+ H2O 三、气体的干燥气体的干燥是通过干燥剂来实现的,选择干燥要根据气体的性质,一般原则是:酸性干燥剂不能用来干燥碱性气体,碱性干燥剂不能用来干燥酸性气体,干燥装置由干燥剂状态决定。常见的干燥剂干燥剂可干燥气体不可干燥气体干燥装置浓H2SO4H2、O2、CO2、HCl、CH4等NH3A固体NaOH或碱石灰H2、O2、CH4、NH3等CO2、HClB或C常用干燥装置如下: 【点拨】选择吸收装置时,要注意进、出气体导管的连接方法,若用“洗气瓶”,要注意“长进短出”,若用干燥管要注意“大进小出”。先除去气体中的其他杂质,最后干燥除去水蒸气。四、酸碱盐溶液的除杂技巧被提纯物与杂质所含阳离子相同时,选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子,再与被提纯物中的 阴离子组合出除杂试剂,如Na2SO4(NaOH):可选用稀H2SO4为除杂试剂(生成物为Na2SO4和H2O, 达到目的); KCl(K2SO4):可选用BaCl2溶液为除杂试剂(生成物为BaSO4沉淀和KCl,达到目的)被提纯物与杂质所含阴离子相同时,选取与杂质中阴离子不共存的阴离子,再与被提纯物中的阳 离子组合出除杂试剂,如NaCl(BaCl2):可选用Na2SO4溶液为除杂试剂(生成物为BaSO4沉淀和NaCl, 达到目的);KNO3(AgNO3):可选用KCl溶液为除杂试剂(生成物为AgCl沉淀和KNO3,达到目的)。被提纯物与杂质所含阴阳离子都不相同时,选取与杂质中阴阳离子都不共存的阴阳离子组合出除 杂试剂。 如NaNO3(CuSO4):可选用Ba(OH)2溶液为除杂试剂(生成物为Cu(OH)2沉淀与BaSO4沉淀)。【典例解析】例1下列措施能达到目的是() A用NaOH溶液除去CO2气体中混有的HCl气体 B用点燃的方法除去CO2气体中少量的CO气体 C用稀盐酸除去热水瓶中的水垢(主要成分是碳酸钙和氢氧化镁) D用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混入的少量K2SO4【解析】根据除杂质的原则,首先要能把杂质除掉,原物质的质量不能减少,可以增加,不能带入 新的杂质; 操作越简便越好,尽量把杂质转化成与原物质状态不同的物质而分离开。 物质的分离与提纯探究专题 班级 姓名 一、选择题(每小题只有一个选项最符合题意)1.下列实验方案合理的是() A.用点燃的方法除去CO2中混有少量的CO B.制备NaOH溶液是将饱和的Na2CO3溶液与适量的石灰水混合 C.除铁锈是将铁制品长时间浸泡在过量的稀盐酸中 D.用Cu、Ag、和Zn(NO3)2溶液验证Cu、Zn、Ag的金属活动性顺序X k B 1 . c o m2除去下列各物质中的少量杂质。所选用的试剂及操作方法均正确的是( )物质杂质除杂所用的试剂和方法ACaO固体CaCO3固体加入水,过滤BFeCu加入适量的稀盐酸,过滤CCO2气体水蒸气通过盛有氢氧化钠固体的干燥管DNaCl溶液NaOH加入适量的稀盐酸3.下列分离混合物的方法中,对所依据的原理分析不正确的是() A.工业上用分离液态空气的方法制取氧气,是利用氧气和氮气的密度不同 B.粗盐中的泥沙用溶解过滤法除去,利用了泥沙和食盐的溶解性不同 C.分离KNO3和NaCl的混合物,利用两者溶解度受温度影响不同 D将石油加热炼制,可得到汽油、煤油、柴油等不同产品,这是利用石油中各成分的沸点不同4.下列关于混合物分离与提纯的方法(括号中物质是杂质)中,正确的一项是() AFe粉(CuO):将混合物加入到足量的稀硫酸中,充分反应后过滤、烘干 BCO2(CO):将混合物通入澄清石灰水后,再干燥剩余气体 CK2SO4(K2CO3):将混合物溶解,滴加过量稀盐酸,蒸发、结晶 D氯化钠(泥沙):将混合物放入水中搅拌、溶解、过滤、蒸发、结晶5. 要除去下列四种物质中的少量杂质(括号内的物质为杂质) 甲:CaCO3(KCl) 乙:Na2SO4(CuSO4) 丙:KCl(KOH) 丁:碳粉(CuO) 可选用的试剂及操作方法有:加适量水,搅拌,过滤;加过量稀H2SO4,过滤;溶解后加适 量KOH溶液,过滤;溶解后加适量盐酸,蒸发;加热(或高温灼烧)下列组合中正确的是() A甲- B乙- C丙- D丁-6.下列除去杂质的方法,错误的是() A除去H2中的少量水蒸气:通过浓硫酸 B除去CO2中的少量HCl:通入足量的NaOH溶液,干操X k B 1 . c o m C除去NaCl溶液中少量的CaCl2:加入适量Na2CO3溶液,过滤D除去FeCl3溶液中少量的CuCl2:加入足量的铁屑充分反应后,过滤7.除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),所用方法正确的是() ACaCO3固体(CaO固体)-高温煅烧 BN2气体(O2气体)-通过灼热的铜网 CCO气体(CO2气体)-依次通过浓硫酸和足量的氢氧化钠溶液 DKCl溶液(CaCl2溶液)-滴加碳酸钠溶液至恰好完全反应,过滤8.某化学兴趣小组设计的下列实验方案不合理的是()选项实验目的实验方案A除去CaO中的CaCO3滴加稀盐酸至不再产生气泡为止B鉴别硝酸铵和氯化钠固体分别取等量的固体溶于水,溶液温度降低的为硝酸铵C检验盐酸中是否含有硫酸滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则含有硫酸D分离氯化钾和二氧化锰溶解,过滤,蒸发滤液;洗涤、干燥滤渣9.在实验室中,同学们用如图装置制取纯净的CO2,下列说法不正确的是() 【查阅资料】饱和碳酸氢钠溶液可以吸收HCl而不吸收CO2。 A.中固体反应物也可用Na2CO3固体代替 B.中没有白色沉淀产生,说明CO2气体中已经不 混有HCl气体 C.中浓H2SO4的作用是吸收CO2气体中混有的H2O D.将燃着的小木条放在中的集气瓶口,可以检验 集气瓶是否收集满CO2二、填空及实验探究题10.实验是科学探究的重要途径,请将下列有关实验问题填写完整。 除去O2中少量的CO2,可将混合气体通过足量的_。 测定稀硫酸的pH时,先用水将pH试纸润湿会使结果偏_(填“大”或“小”)。 要除去K2SO4溶液中的少量KOH,不能选用稀HCl,原因是会生成_而引入新的杂质。 要使NaCl溶液中的少量Na2SO4转化为沉淀而除去,可选用适量的_,发生反应的化学 方程式为: 。11.下列各物质都含有少量杂质(括号内的物质为杂质),写出除杂的简要操作和有关化学方程式。 CO2(CO) ; Na2SO4溶液(CuSO4) ; NaCl溶液(NaOH) ; ZnSO4溶液(CuSO4) 。12.如图为常见实验装置,根据下列要求回答问题(每个装置只能使用一次)。 提示:无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色 若要证明混合气体中是否含有二氧化碳和水 蒸气,应将混合气体先通过_装置,再通 过_ 装置(填装置代号)。 要除去混合气体中的水蒸气,应将混合气体 从_端通入(填接口字母)。 若将丙装置装满水,可用于收集氧气,气体应从_端通入(填接口字母)。14. 现有某河水水样,有异味,还有固体小颗粒。为了净化该水样,某化学兴趣小组对水样进行如下 处理。 向水样中加入明矾搅拌溶解,静置一段时间后, 进行_(填操作名称),除去固体小 颗粒; 再向 滤液中加入活性炭,利用其_性 除去水样中的异味,得到净化水。 向净化水中通入氯气杀菌消毒,得到净化水。该过程中发生如下化学反应: Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸)。则次氯酸中氯元素的化合价为_价。 为了判断净化水是硬水还是软水,可加入_进行检验。15. 某食盐样品中含有少量沙土、氯化钙和氯化镁以下是除去食盐样品中沙土、氯化钙和氯化镁的 NaCl 滤液 蒸馏水操作 滤液 过量NaOH 过滤 试剂A 过滤 滤液 沉淀 试剂B蒸发结晶 样品 NaCl 固体 实验流程: 根据流程图回答: 操作的名称是_, 加入的 试剂A是_, 沉淀是_; 写出NaOH与杂质反应的化学方程式_; 加入试剂B的目的是_; 蒸发结晶时用到玻璃棒的作用是_。16. 某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题,以下是他们的实验方案: 方案一:图1中装置B的作用是_ _, 装置C的作用是_。 方案二:将空气通过图1中A、B装置后,收集于图2的广口瓶中,用图2装置代替装置C进行实验。实验中用红磷而不用木炭的原因是_;X 此法得到的氮气不纯,请你分析可能的原因是_; 在工业上,分离空气中的氮气和氧气是利用它们_的不同。17.实验室用如图装置制取干燥纯净的CO2气体,并验证CO2中混有HCl气体(假设每步均完全反应) 写出实验室制取二氧化碳的化学方程 式 ; D装置的作用是_, D装置中的现象是_, D装置中发生的化学反应方程式 是_。 将上图装置按题目要求连接起来,正确顺序是_(填端口字序号)。17. 氢氧化钠固体保存不善会变质而产生碳酸钠。为了除去氢氧化钠中的碳酸钠杂质,兴趣小组最初 设计了蒸发 NaCl固体 混合物溶于水 (NaOH溶液中含少量Na2CO3) 适量BaCl2 溶液 滤液 沉淀 如下实验方案。 请回答下列问题: 按照此方案_(填“能”或否) 得到纯净的氢氧化钠固体。理由 是 ; 你认为要得到较纯净的氢氧化钠固体, 应选择除杂试剂是_(填物质的名称),加入该试剂后,分离除去沉淀A的实验操作方法 是_,杂质与该试剂反应的化学方程式是 。19.为了除去氯化钠样品中的碳酸钠杂质,某兴趣小组将样品溶解后进行如下实验:操作 固体物质C 样品溶液 过量A溶液 操作 无色溶液 沉淀B A溶液中溶质可能为_; 将无色溶液与沉淀B分离的操作的方法 名称是_; 从无色溶液得到固体物质C的操作的方法名称是_; 因为A溶液过量,此方案得到的固体物质C中混有新的杂质,为了既能除去杂质碳酸钠,又能有 效地防止新杂质的引入,可向样品溶液中加入过量的_后,直接进行操作即可得 到纯净的氯化钠固体。写出有关反应的化学方程式:_。20. 要除去NaCl样品中少量的Na2SO4和CuCl2杂质,请根据所提供的试剂:NaOH溶液、稀HCl、BaCl2 溶液分析 并完成下列有关问题: 第一步:取NaCl样品溶于水,加入过量的_试剂,完全反应后,过滤,除去CuCl2杂质; 所发生的化学反应方程式是_; 第二步:在第一步所得滤液中加适量的_试剂,完全反应后过滤,除去样品中_杂质; 第三步:在第二步所得滤液中加足量的稀HCl,完全反应后进行_操作,最后得到NaCl固体。21.某化学兴趣小组利用锌和浓盐酸以及如图所示装置来制取干燥、纯净的氢气,并验证气体中的杂质。 实验中看到B中无水硫酸铜变蓝色,这说明产生 气体中含有杂质_(填化学式),除此以外, 还可能含有杂质气体是_(填名称)。 为了检验该杂质可将E装置连接到上述装置中

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