第四节 混合物的分离

1、第四节  混合物的分离学习目标学习引导1.初中阶段只要求掌握两种分离混合物的方法，即过滤和结晶（重结晶）。将难溶物与可溶物分离，须将待分离物溶解于水，然后过滤，难溶物被滤在滤纸上，进而分离出来。将几种可溶性固体混合物分离则是根据它们在同一溶剂里溶解度的不同，采用结晶（或重结晶）的方法分离。2.使物质结晶的方法又有两种：被分离物质的溶解度随温度变化影响不大时，可采用蒸发溶剂的方法使其结晶；当物质的溶解度随温度变化很大时则采用冷却热饱和溶液的方法，使溶解度变化大的物质，先折出晶体而分离。3.分离混合物，往往不只是使用一种方法，而是几种方法交替使用，例如粗盐的提纯就用到过滤、蒸发、结晶三种

2、方法，这些都是物理方法，也就是说在过滤、蒸发、结晶的过程中都没有新物质生成，没有发生化学变化。有些混合物的分离则需用化学方法。4.由两种物质组成的混合物，其中有一种含量很小，可采用一定的物理，化学方法除去杂质，将物质提纯，如NaCl混少量NaOH，则加入适量的盐酸，可除去NaOH（NaOH+HCl=NaCl+H2O）。那么分离物质与提纯物质（即除杂质）有什么区别呢？分离物质与提纯物质的相同点是被分离和提纯的都是混合物。分离物质要求最后能得到原混合物组成中的各物质，而提纯只要求得到主要成分，杂质不一定要求回收，但不能引入新的杂质。所以提纯物质的方法很多，可用过滤、结晶的物理方法，也可用化学方法，

3、让杂质参加化学反应变为气体跑掉，变为沉淀过滤掉，或使杂质反应生成原混合物中的主要成份等。 人们所接触到的很多物质（如空气、河水、粗盐、石油等）都是混合物。它们都是由两种或多种物质混合而成的。然而，在生产、生活和科学实验中往往需要较纯净的物质。例如，粗盐所含的泥沙及有害物质须经分离除去，才能供食用。这就需要进行混合物分离的操作，以达到提纯的目的。混合物的分离方法是根据混合物中各组分物质性质上的差异而设计的。例如，根据液态氮和液态氧的沸点不同，可以设计从液态空气中分离出氮气和氧气的方法。本节将学习两种最常用的混合物分离方法过滤和结晶。 一、过滤 过滤是将难溶于液体的固

4、体物质与液体分离的一种方法。在粗盐提纯、自来水生产等过程中，都要用到这种分离方法。在粗盐提纯的过程中，除去粗盐中难溶的泥沙等固体杂质，大体要经过溶解、过滤和蒸发三步操作。1.溶解首先，将粗盐溶解于适量的水中。为了加速粗盐的溶解，应进行搅拌。【想一想】如果采用加热的方法加速粗盐的溶解，效果如何？为什么？2.过滤粗盐溶解于水得到的是浑浊的液体。其中难溶的泥沙等固体物质大部分经一定时间的静置后能够沉降。但是，只靠重力沉降难于使难溶杂质完全沉降。因此，需要进行过滤操作。在实验室里，过滤作用通常是通过滤纸来实现的。滤纸上充满着许许多多液体能穿过而固体不能穿过的小孔。因此，它能将液体和固体混合物分离，使固

5、体物质截留在滤纸上。由于滤纸在湿润时机械强度不高，因此，过滤时必须使用漏斗作为滤纸的支撑物。这就构成了一套过滤装置（图66）。过滤得到的液体统称为滤液。滤液应是澄清透明的。  3.蒸发加热滤液使溶剂（水）蒸发，从而使溶质（主要是氯化钠）从滤液中析出。【想一想】在粗盐提纯中，能否采用降温方法使氯化钠从滤液中析出？为什么？经过以上提纯操作，粗盐就变成了较纯净的精盐。但是，过滤并不能除去粗盐中的可溶性杂质，如MgCl2、KCl、MgSO4等。 二、结晶 结晶是从溶液里分离出固体溶质的一种方法。如果仔细观察各种固体物质，就会发现它们中的大多数都有一定的几何形状。

6、例如，氯化钠是立方体，明矾是八面体（图67）。这种具有规则几何形状的固体称为晶体。结晶方法又分为蒸发结晶和降温结晶两种。  1.蒸发结晶蒸发结晶是利用蒸发溶剂，减少溶液中的溶剂量，使溶质有部分过剩而结晶析出。例如，海水晒盐就是将海水围入盐滩，利用日晒、风吹使水分蒸发，粗盐就会结晶析出。蒸发结晶尤其适用于将溶解度受温度变化影响不大的固体溶质从溶液中分离出来。2.降温结晶对于溶解度受温度变化影响较大的固体溶质从溶液中分离出来，还能采用什么分离方法呢？实验63 降温结晶1.取两支试管，各加入约10mL蒸馏水，然后分别加入少量硝酸钾和硫酸铜晶体，振荡，使它们完全溶解。2.加热两支试

7、管中的溶液，再继续分别加入硝酸钾和硫酸铜晶体，制成饱和溶液。3.将两支试管都放入冷水中（图68）冷却，观察发生的现象。 实验表明，冷却热的饱和溶液可使部分溶质从溶液中结晶析出。这就是降温结晶的分离方法。它适用于将溶解度受温度变化影响较大的固体溶质从溶液中分离出来；还适用于分离溶解度受温度变化影响程度差异较大的几种物质组成的混合物。例如，硝酸钾晶体中含少量氯化钠，就可采用这种方法提纯硝酸钾。具体操作是将混合物溶于适量水中，加热使其完全溶解；然后冷却溶液，就会有部分硝酸钾结晶析出。这是因为硝酸钾的溶解度受温度变化的影响较大（80时硝酸钾溶解度是169g，20时是31.6g），当较高温度下

8、的硝酸钾饱和溶液降温时，就有部分硝酸钾结晶析出；而氯化钠的溶解度受温度变化影响较小（80时氯化钠溶解度是38.4g，20时是36.0g），降温时大部分氯化钠仍然溶解在溶液里，过滤时，硝酸钾晶体留在滤纸上，而氯化钠则大部分仍留在滤液里（这种滤液又称为母液），达到初步分离硝酸钾和氯化钠的目的。如果多次重复这一过程，就可得到纯度较高的硝酸钾晶体。混合物的分离方法还有多种。在实际应用中，往往需要根据混合物组分的特性选择使用。例如，粗盐提纯时，既要用到过滤，又要用到蒸发结晶；如果需要除去精盐中的可溶性杂质，还要用到一些化学方法。许多物质从其水溶液里结晶析出时，晶体里常结合着一定数目的水分子。晶体里结合着

9、的水分子叫做结晶水。含结晶水的物质叫做结晶水合物。例如，胆矾（或称蓝矾，CuSO4·5H2O）、石膏（CaSO4·2H2O）、绿矾（FeSO4·7H2O）、明矾KAl（SO4）2·12H2O等都是结晶水合物。当然，有些物质的晶体里并不含结晶水，如氯化钠（NaCl）、硝酸钾（KNO3）等。结晶水合物受热时容易失去部分或全部结晶水。例如，蓝色的硫酸铜晶体受热时，逐步失去结晶水，生成白色的硫酸铜粉末：CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O（蓝色）（白色）如果往上述白色硫酸铜粉末中加几滴水，将重新生成蓝色的硫酸铜晶体：CuSO4+5H2O CuSO

10、4·5H2O（白色）（蓝色）很多结晶水合物不够稳定。在室温和干燥的空气里，结晶水合物失去部分或全部结晶水的现象叫做风化。例如，在室温时，放在干燥空气中的碳酸钠晶体（Na2CO3·10H2O）会风化为碳酸钠粉末（Na2CO3）。有些晶体能吸附空气中的水蒸气，在晶体表面逐渐形成溶液，这种现象叫做潮解。例如，氯化钙就是很容易潮解的物质，故常用作干燥剂。思维训练1.如图，在盛有水的烧杯中插入一支盛有饱和硝酸钾溶液的试管，要使硝酸钾结晶出来，可用什么方法？2.托盘天平的两个托盘上分别放上盛有质量相等的无水BaCl2，和结晶Na2CO3·10H2O的表面皿，并使天平的指针指向

11、零点，然后用玻璃罩把天平罩上并密封。假设钟罩内的空气是干燥的，经过一段时间后托盘天平的指针是否会发生偏斜？表面皿中的物质表面有没有变化？请分析作出回答。（提示：从风化潮解方面考虑） 习  题 1.将正确答案的序号填入括号内（1）除去粗盐中的难溶固体物质，需要经过的实验操作顺序是                        &#

12、160;                               （A）溶解，蒸发，过滤（B）过滤，蒸发，溶解（C）蒸发，过滤，溶解（D）溶解，过滤，蒸发（2）使用结晶方法分离混合物的依据是混合物中几种可溶性固体物质       

13、60;                                                （A）熔点的不同（B）在同一种溶剂里的

14、溶解度不同（C）沸点的不同（D）在不同溶剂里的溶解度不同（3）欲从氯酸钾受热分解制取氧气后的残余固体混合物中分离出难溶于水的二氧化锰，应采用                                      &#

15、160;                    （A）溶解、过滤的方法（B）冷却结晶的方法（C）溶解、过滤、蒸发的方法（D）加热分解的方法（4）在60的硝酸钾饱和溶液中混有少量（约为硝酸钾质量的1/10）已完全溶解的氯化钠，则当降温结晶时，所析出的晶体中             

16、                     （A）含硝酸钾的质量多于氯化钠（B）含氯化钠的质量多于硝酸钾（C）只含有硝酸钾，不含氯化钠（D）只含有氯化钠，不含硝酸钾（5）皓矾的化学式可表示为ZnSO4·xH2O，经实验测定其中锌的质量分数为22.65，则x值为            

17、;                                                （A）1（B）5（C）7（D）102.填写下列空白（1）欲除去碳酸钙粉末中混有的少量碳酸钠粉末，可采用的主要操作是_和_。（2）使固体溶质从溶液中结晶析出，如果其溶解度受_温度_影响较