专题3 物质的分离和提纯（原卷版）

专题三物质的分离和提纯

一、物质的分离和提纯

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原来的存在状态，

分别得到；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。

2、物质的分离和提纯常用的方法

方法适用范围或原理举例

①固体与液体混合物的

过滤法②可溶性固体与不溶性固体混合物的粗盐提纯

物

理

蒸①分离溶质与溶剂从含有HCl的NaCl溶液中分离出固

方结

发②除去的杂质体NaCl

法晶

降低可溶性固体溶质溶解度受影响

法分离NaCl与KNO3的混合物

温度变化大小不同

除去Na2SO4中的Na2CO3，可选用稀

化气法与杂质反应生成而除去

2－

H2SO4将CO3转化成CO2

NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2，

沉淀法将杂质转化为过滤除去可加入适量的Ca(OH)2溶液将

2＋

化Ca转化成CaCO3

学除去FeSO4中的CuSO4，可加适量的

置换法将杂质通过反应而除去

方NaOH，再过滤

法除去C粉中的CuO粉，可加适量的

溶解法将杂质某种试剂而除去

稀硫酸，再过滤

煅烧法杂质易分解，通过将杂质除去除去CaO中的CaCO3，可高温煅烧

将杂质通过化学反应转化为被提纯的物除去CO2中的CO，可将气体通过灼

转化法

质热的氧化铜

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3、物质的分离和提纯注意事项

（1）根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂(提纯)，是指除去，同时被

提纯物质损失。除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与反应，不能与反应；

②反应后引入新的杂质。

（2）分离和提纯的原则：

①除去杂质的同时引入新的杂质(不增)。

②操作过程中尽量不使被提纯的物质(不减)。

③最好能生成被提纯的物质(转化)。

④提纯方法应简单易行。

（3）在进行物质提纯时，要首先考虑物理方法，再考虑化学方法。而且发源掌握如下四条原则：

①“变废为宝”——尽量选择能将杂质转化为所需物质的试剂。

②不能引入杂质。

③加入的除杂试剂不能将所需物质也除去。

④加入的除杂试剂要，或过量，要在后续操作中继续除去。

二、气体与气体的分离

1、气体与气体的分离

被吸收的气体吸收气体的试剂

O2的铜粉、铁粉

CO的氧化铁、氧化铜

CO2氢氧化钠固体或其溶液、碱石灰固体、灼热的炭

NH3酸溶液、水

HCl碱溶液、水

H2O无水CaCl2、无水硫酸铜、浓硫酸、生石灰、NaOH固体、碱石灰等

2、气体与气体的分离注意事项

（1）在干燥气体时，若气体是SO2、CO2、HCl等气体，则不可用、、

等碱性干燥剂；若气体是NH3等碱性气体，则不可用等酸性干燥剂；若气体是H2、O2等中性气

体，则既可用性干燥剂，也可用性干燥剂。

（2）检验H2和CO时，也可以将氧化铜换成的氧化铁，看红棕色是否变。

（3）当要同时去除去某混合气体中的水蒸气和其他气体时，往往把除去水蒸气的操作放在最后，以防气体

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通过某些溶液时又会从溶液中带出一部分。

题型01物质的分离和提纯

典例分析

【例1】用“海水晒盐”的方法得到的粗盐中，往往含有可溶性杂质（主要是MgCl2、CaCl2、Na2SO4）和不

溶性杂质（泥沙等），需进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。使用以下试剂NaOH

溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀盐酸，粗盐提纯的部分流程如图，据图回答问题。

（1）操作a的名称是。

（2）若试剂③为NaOH溶液，则加入试剂①发生反应的化学方程式为

。

（3）溶液N的pH7（选填“＞”、“＝”、“＜”）。

（4）沉淀E含有种物质。

（5）加入过量Na2CO3目的是除去（写化学式）。

变式训练

【变式1-1】从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性杂质（泥

沙等），必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活.粗盐提纯的部分流程如下：

其中，滤液一至滤液二之间需进行三步操作：

操作①：加入过量的碳酸钠溶液，除去滤液中的Ca2+

操作②：加入过量的X，除去滤液中的Mg2+

操作③：加入过量的氯化钡溶液，除去滤液中的

加入试剂的顺序不正确的为（）

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A．①②③B．③①②C．③②①D．②③①

【变式1-2】海水经蒸发、结晶制得的粗盐中还含有氯化镁、氯化钙等杂质，必须进行分离和提纯后才能用

于工业生产和人们的日常生活。粗盐提纯的部分流程如图：

（1）写出步骤③的操作名称是。

（2）步骤④中加入适量盐酸的目的。

（3）经操作a后得到的白色沉淀的成分。

题型02气体与气体的分离

典例分析

【例2】现对CO2和CO的混合气体进行间歇性分离及干燥的实验装置设计如图。仪器中的A和B分别

可以控制物质流入甲瓶的速率。

（1）下列有关实验的描述正确的是；

①为了达到实验目的，甲中装置的溶液应该为澄清石灰水，乙装置中的溶液应该为浓硫酸，丙装置中的

溶液应该为稀硫酸；

②当A打开，B闭合时，可以先分离得到干燥的CO气体，当A关闭，B打开时，可以分离得到干

燥的CO2气体；

③实验进行的过程中，甲装置内的溶液会先变浑浊，再逐渐变澄清；

④在装置乙发生的反应为物理反应；

（2）如需全部收集从混合气体分离所得的CO2和CO，此套装置最大的缺点是

，因为。

变式训练

【变式2-1】分离液态空气法制氧气是工业制氧气的主要方法之一，下列有关说法正确的是（）

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A．有氧化反应发生B．最先分离出的气体是氮气

C．液态空气属于纯净物D．利用液氧和液氮的密度不同

【变式2-2】用如图所示的装置将一定量的CO2和CO的混合气体进行分离和干燥。图中的a、b、c、d均

为活塞，可以控制气体的通过和液体的加入，实验前活塞均已关闭。请选择适宜的试剂完成上述实验。

供选用的试剂有：①稀硫酸②浓硫酸③氢氧化钠溶液④澄清的石灰水。

实验分以下两步进行：

（1）关闭b、c，打开a、d，丙中试剂为（填数字序号）。乙装置中的现象是。

此步实验后收集到的气体是。

（2）在甲装置的分液漏斗中加入试剂为（填数字序号），然后，

即可收集到另一种气体。

1．下列叙述中，正确的是（）

A．物质冷却时，因为分子变小所以体积变小

B．原子是构成物质的一种粒子

C．一切物质都是由分子构成，分子又由原子构成，所以分子比原子大

D．分离和提纯物质的方法很多，蒸馏是其中的一种，蒸馏就是将溶解在液体中的固体分离出来的一种

方法

2．在101.3kPa时，将液态空气升高温度，三种气体分离出的先后顺序是（）

气体氮气（N2）氩气（Ar）氧气（O2）

沸点﹣196℃﹣186℃﹣183℃

A．N2、Ar、O2B．O2、Ar、N2C．N2、O2、ArD．Ar、N2、O2

3．古代很多诗词蕴含了好多哲理和化学知识。下面有关诗词对化学实验现象或化学实验过程分析错误的

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是（）

A．“试玉要烧三日满，辨材须待七年期”中，玉的成分是硅酸盐，表明玉熔点高且不易分解

B．“美人首饰王侯印，尽是沙中浪底来”，淘金是一种混合物的分离和提纯中过滤的方法

C．“蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明”，蜡烛燃烧放热，熔点很低，使蜡烛熔化

D．“化尽素衣冬未老，石烟多似洛阳尘”，诗中的石烟是指石油燃烧产生的烟

4．从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性杂质（泥沙

等），必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是（）

A．不溶性杂质主要是泥沙

B．过滤时玻璃棒的作用是引流

C．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干

D．操作①②③依次加入的试剂可以为NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液

5．分离和提纯混合物的方法很多如：①过滤；②蒸发；③蒸馏．分离出黄泥水中的泥沙采用的是的

方法（填序号，下同）；把海水中的食盐和水分离采用的是的方法

6．科学思想和方法在化学学习中经常用到。

（1）分离和提纯。研究物质的组成和结构时，常要对物质进行分离和提纯，如分离出黄泥水中的泥沙用

法。

（2）模型法。如图所示是模型法表示的水通电条件下的反应过程，请回答下列问题：

①该反应的文字表达式：，其基本反应类型是；

②反应中种类没有发生改变的微粒是。

7．下面是同学们熟悉的实验操作示意图请你根据要求回答问题。

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A.水的沸腾B.水的电解C.水的净化

（1）如图所示的3个实验，中的水发生了物理变化（填字母）。

（2）B装置中发生变化的文字表达式为，用检验试管2

内得到的气体，现象是，证明试管2得到的气体是，若试管1中得到

8mL的气体，则试管2内得到mL的气体。

（3）C中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是过滤，活性炭的作用为，经过此净水器得到的水

仍然不是纯水，若想得到纯水可采用的方法是。

（4）【反思】

A.由实验A知：化学变化与物理变化的区别宏观层面是否产生新物质：微观层面，。

B.由实验B知：利用化学反应可以实现物质和能量的转化，如电解水过程中，可以将电能转化为

能。

C.由实验C知：物质分离和提纯通常有两种思路：一是将不需要的杂质分离除去，如过滤；二是将有用

的物质提取出来，如。

8．从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性杂质（泥沙等），

必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。

（1）实验室中除去粗盐中难溶性杂质的主要实验步骤有：溶解、过滤、蒸发；这三步操作中都要用到一

种玻璃仪器，该仪器在蒸发操作中的作用是什么？

（2）以上操作得到的氯化钠晶体中含有少量杂质，为进一步提纯晶体，进行以下操作：

①写出一个加入Na2CO2溶液时所发生反应的化学方程式

；

②上述流程中，若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒，所得精盐产品中含哪些杂质（BaSO4

不溶于水，也不溶于酸）。

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9．水是生命之源，也是自然资源。学习了水的相关知识后，某班级化学小组展开了系列探究。

【探究一】从自然界提取纯水，具体步骤如图1：

（1）经过如图1D之后，可以获得纯水，则D操作的名称是；

（2）如图2为净化水过程中过滤操作的示意图，

①指出图中明显的错误：；

②过滤后，小组同学发现滤液仍然浑浊，可能的原因是（答一条即可）；他们采取了补救

措施，得到了澄清的液体，做法是。

（3）从原水提取到纯水过程中，水分子本身没有发生变化，因此，上述实验中属于物理变化的步骤有

（填字母序号）。

【探究二】电解水

小组同学将提取到的纯水加入电解水装置，接通直流电源，结果发现实验进展缓慢，电极上几乎没有气

泡冒出。安琪同学查阅资料后在水中加入了少量稀硫酸，电极上迅速冒出气泡，20分钟后，实验情况如

图3所示。

（1）加入稀硫酸的作用是；

（2）试管1收集到的气体是，可以用的方法检验，检验时发生的反应的文字表

达式是，它属于反应（填“化合”或“分解”）。

（3）电解水时的文字表达式是，上述变化中，水分子本身是否变化？。

【实验反思】

（1）由探究一可知，物质分离和提纯通常有两种思路；

一是：，如沉降、过滤。

二是：将有用的物质提取出来，如蒸馏。

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（2）由探究二可知，利用化学反应可以实现物质和的转化，如电解水过程中，可以将

能转化为储存在物质中的化学能；同时将水转化成，作为新型能源服务人类。

（3）宏观层面，化学变化的本质是物质种类发生改变；微观层面，化学变化与物理变化的区别是

。化学就是在原子、分子水平上研究物质及其变化规律。

10．根据下列装置回答问题．

（1）仪器a的名称为．

（2）用高锰酸钾为原料制取较纯净的氧气可选用的装置组合为（填字母，下同），发生装置应作

的改进是，发生反应的化学方程式

为．

（3）实验室用F装置分离H2、CO2的混合气体．分离得到CO2的操作是：关闭活塞

A，．

11．科学家开采得到一种“可燃冰”样品，取95.6克样品放置在密闭容器内，该样品迅速转化为甲烷气体

（CH4）和水，将甲烷气体分离并完全燃烧（反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O），得

到35.2克二氧化碳，试计算：

（1）35.2克二氧化碳的物质的量为。

（2）根据化学方程式计算该天然气合物样品中甲烷的质量。

（3）样品中甲烷的质量分数。（计算结果精确到0.1%）

12．水的净化方法

利用、、和等方法可以净化水．

（1）吸附：明矾可用于净水，是因为明矾溶于水生成的胶状物可以悬浮于水中的杂质，使之

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从水中出来．用具有吸附作用的固体还可以吸附掉一些的杂质，除去异味．

（2）沉淀：对于静置沉淀和吸附沉淀，单一操作相对净化程度较高的是．

（3）过滤：过滤是分离不溶性和的一种方法．

①过滤所需仪器

漏斗、、、铁架台（带铁圈）．

②过滤操作要点

“一贴”：将滤纸折叠成圆锥形，用水湿润使其紧贴在漏斗内壁上，中间不要留有气泡．

“二低”：滤纸要低于的边缘，漏斗里的液面应低于的边缘．

“三靠”：过滤时玻璃棒的末端要轻轻靠在滤纸的一边；盛过滤液的烧杯口要紧靠在玻璃棒的

中上端，倾倒过滤液时沿玻璃棒流进过滤器；漏斗的最下端要紧贴在烧杯内壁上，以免滤液飞溅．

（4）蒸馏：给液体加热，使它变成，再使冷却凝聚成液体，这种方法叫做蒸馏．通过蒸

馏，可以利用物质的不同来分离和提纯液态混合物，也可以把混在液体中的不挥发性杂质除

去．

13．科学兴趣小组做碳还原金属氧化物实验后，收集到CO和CO2的混合废气，考虑到废气直接排放会污

染环境，想把废气初步分离回收再利用，用如图所示的装置进行分离实验（收集装置略去）：

（1）广口瓶中加入的是。

A．NaOH溶液B．NaCl溶液C．Ca（OH）2溶液

（2）打开阀门K2通入混合气体，首先分离得到气体，化学方程式为。

接着关闭阀门K2打开阀门K1，将分液漏斗中装的溶液滴入广口瓶中，从而分离出第二种气体，化学方

程式为。

14．物质的鉴别、分离和提纯是重要的基本实验操作。

（1）鉴别氢氧化钠和碳酸钠两种溶液，不可选择（填字母）。

A．氯化钡溶液B．硝酸钠溶液C．稀硫酸

（2）除去硝酸钾溶液中混有的少量硫酸钾，可加入适量的硝酸钡溶液，充分反应后过滤即可。写出反应

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的化学方程式：。

（3）氢氧化钠溶液露置在空气中易变质。下列是分析已变质氢氧化钠溶液的相关实验，其中合理的是

（填字母）。

A．证明变质：取样，滴加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生

B．除去杂质：取样，滴加氢氧化钙溶液至恰好完全反应，过滤

C．确定成分：取样，滴加足量氯化钡溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，观察颜色变化（氯化钡溶

液呈中性）

15．如图装置可用于气体的吸收，检验和分离等，请回答下列问题：

（1）利用装置A（其中液体试剂足量）可以将二氧化碳和一氧化碳的混合气体进行分离，首先打开活塞

a，缓缓通入混合气体，广口瓶中观察到的现象是，发生反应的化

学方程式为；此时从导管c逸出的主要气体是，为了检验

该气体，将导管按c﹣d﹣e﹣f﹣g顺序连接，B处观察到的现象为，发生反

应的化学的化学方程式为．

（2）实验中A和C两处用到澄清石灰水，其中A处澄清石灰水的作用是；

（3）装置C中还应进行的操作是；一段时间后，断开AB装置，关闭活塞

a，打开活塞b，滴加足量的稀盐酸，此时逸出的主要气体是．

（4）现有36.5g质量分数为20%的盐酸与一定质量的氢氧化钙溶液恰好完全反应，生成的氯化钙溶液中

溶质的质量分数为22.2%，请计算所得氯化钙溶液的质量．

16．从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性杂质（泥沙等），

必须分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活．粗盐提纯的部分流程如图：

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其中，滤液一至滤液二之间需进行三步操作：

操作一：加入过量的碳酸钠，除去滤液中的Ca2+；

操作二：加入过量的X，除去滤液中的Mg2+；

2﹣

操作三：加入过量的氯化钡，除去滤液中的SO4．

请回答：操作中的物质X为，正确的操作顺序为（填序号），

为最终获得精盐，操作①、②和③后还需增加的操作是．

17．工业上常用“分离液态空气法”制氧气，此方法是以空气为原料，利用液氮与液氧沸点不同，将其分离，

主要流程如图。

（1）空气中氮气的体积分数约为%。

（2）已知氮气沸点﹣195.8℃，氧气沸点﹣183.9℃，液态空气汽化首先分离出来的是。

（3）“分离液态空气法”发生的是（填“物理”或“化学”）变化。

（4）下列说法不正确的是（填序号）。

A.洁净空气是纯净物B.此方法制氧气的原料来源广泛

C.沸点属于物理性质D.利用此方法既可得到氧气又可得到氮气

（5）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如，控制温度在﹣183℃时，可将空气中N2与

O2分离。