2023年高考化学一轮复习：物质的分离和提纯

第10讲物质的分离和提纯

【复习目标】1.掌握常见物质分离和提纯的方法。2.能综合运用物质的不同性质对常见的物质

进行分离和提纯。

考点一物质分离、提纯的常用物理方法及装置

辨认下列五个装置的作用及使用注意事项

1.固液分离

（1）图1为过滤装置,适用于不溶性固体与液体的分离。操作注意：一贴、二低、三靠。

（2）图2为蒸发装置，溶解度随温度变化不大的易溶性固体溶质，采用蒸发结晶；溶解度受温

度变化较大的易溶性固体溶质，采用蒸发浓缩、降温结晶的方法。

注意：在蒸发结晶操作中：①玻璃棒的作用：搅拌，防止液体局部过热而飞溅；②当有大量

晶体析出时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干。

2.液液分离

（1）图3为分液装置，分离两种互不相溶且易分层的液体。

注意：下层液体从下口放出,上层液体由上口倒出。

（2）图4为蒸储装置，分离沸点相差较大且互溶的液体混合物。

注意：①温度计的水银球在蒸镭烧瓶的支管口处;②蒸储烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是

防止暴沸;③冷凝管水流方向为上口进，上口出。

3.固固分离

图5为升华装置，适应于某种组分易升华的混合物的分离。

「易错辨析」

1.过滤时，为加快过滤速度，应用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体（）

2.根据食用油和汽油的密度不同，可选用分液的方法分离（）

3.用乙醇萃取出淡水中的漠，再用蒸储的方法分离澳与乙醇（）

4.在蒸镭过程中，若发现忘加沸石，应停止加热立即补加（）

5.利用加热的方法分离NH4cl和b的固体混合物（）

6.制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤（）

答案l.X2.X3.X4.X5.X6.X

1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯

图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。

⑴A点KN03溶液是(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。

(2)将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有«

(3)常温下，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是。

(4)常温下由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是o

(5)NaCl固体中含少量KNO3,提纯NaCl固体的方式是=

(6)KNO3固体中含少量NaCL提纯KNO3固体的方式是。

(7)图乙所示为Na2sCh的溶解度随温度的变化曲线。常温下由Na2sCh稀溶液获取Na2sCh固

体的方法是什么？o

答案(1)饱和溶液

(2)降温、加入KNCh固体、加热蒸发再冷却至原来的温度

(3)蒸发结晶

(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

(5)将固体混合物加入热水，搅拌、趁热过滤(或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析

出，停止加热，趁热过滤)

(6)将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤

(7)加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34。。条件下趁热过滤

2.物质分离操作注意事项

⑴从MgSCU溶液中得到MgSCU固体的实验操作包括、冷却结晶、、洗

涤、干燥等一系列操作，在此过程中玻璃棒的作用是(填序号)。

①引流②搅拌加速溶解③搅拌使溶液受热均匀，防止暴沸

(2)过滤后，若滤液浑浊，需«

浑浊的原因可能是o

(3)硫酸铝和硫酸镂的混合液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体时即停止加热，然后冷却

结晶，得到镂明矶晶体［NH4Al(SO4)242H2O］。溶液不能蒸干的原因是o

(4)分液时，分液漏斗中的液体很难滴下，可能的原因是o

答案(1)蒸发浓缩过滤①③

(2)更换滤纸，重新过滤滤纸破损、滤液超过滤纸边缘

(3)防止晶体失去结晶水，也防止可溶性杂质析出

(4)没有打开分液漏斗颈上的玻璃塞(或玻璃塞上的凹槽没有与漏斗上的小孔对齐)

考点二物质分离、提纯的化学方法

1.除杂“四原则”

(1)不增，不得引入新杂质。

(2)不减，尽量不减少被提纯和分离的物质。

(3)易分，应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离。

(4)易复原，被提纯物质转化后要易被复原。

2.常见的化学提纯方法

(1)加热法：使杂质分解、氧化、升华等。

(2)沉淀法：加入沉淀剂或调pH使杂质转化为沉淀。

(3)氧化还原反应：加入氧化剂或还原剂使杂质转化为被提纯的物质。

3.除杂操作“四注意”

(1)除杂试剂要过量。

(2)过量试剂需除去。

⑶选择的途径要最佳。

(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。

1.常见气体的除杂方法及装置选择

除去气体中的杂质通常有如下3套装置：

气体(括号内为杂质)除杂试剂装置

CO2(HC1)饱和NaHCQ；溶液A

饱和溶液

CO2(SO2)NaHCChA

CO2(CO)灼热CuOC

浓溶液或碱石灰或

CO(CO2)NaOHAB

灼热铜网

N2(O2)C

澳水

CH4(CH2=CH2)A

2.常见固体混合物除杂(括号内为杂质)

(l)Na2cCh固体(NaHCCh)，方法：加热分解,化学方程式：2NaHCO3^^Na2CO3+H20+

C02to

(2)NaCl(I2),方法：加热使12升华。

-

⑶Fe2O3(ALO3)，方法：加过量NaOH溶液，过滤、洗涤，离子方程式：A12O3+2OH=2A1O7

+H2OO

(4)CuO(C),方法：在空气中灼烧,化学方程式：C+O2=^CO2»

⑸镁粉(铝粉)，方法：加过量NaOH溶液，过滤、洗涤,化学方程式：2Al+2NaOH+

2H2O=2NaAlO2+3H2t。

3.溶液中可溶性杂质离子的除去(括号内为杂质)

⑴FeCb溶液(FeCb),方法：通入氯气或滴加氯水。

⑵CuCL酸性溶液(FeCb),方法：力口入CuO或CU2(OH)2CO3。

（3）如何用提供的试剂除去食盐水中的Ca2+、Mg2+和SO+一：o

①NaOH溶液②盐酸

③BaCb溶液④Na2c。3溶液

答案依次加入稍过量的①③④过滤，所得滤液用盐酸调至酸性除去过量的NaOH和碳酸钠

（注③顺序要在④前）

答题规范（3）有关沉淀分离操作的规范解答

在高考综合实验题中，沉淀物的洗涤是命题热点，主要关注以下几个问题：

i.洗涤沉淀的目的

（1）若滤渣是所需的物质，洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的沉淀物。

（2）若滤液是所需的物质，洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣，把有用的物质如目标产物尽

可能洗出来。

2.常用洗涤剂

（1）蒸储水：主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。

（2）冷水：除去沉淀中的可溶性杂质，降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失。

（3）沉淀的饱和溶液：减小沉淀的溶解。

（4）有机溶剂（酒精、丙酮等）：适用于易溶于水的固体，既减少了固体溶解，又利用有机溶剂

的挥发性，除去固体表面的水分，产品易干燥。

3.沉淀洗涤的答题规范

答题模板：

注洗涤液（沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液）

标准（使洗涤液完全浸没沉淀或晶体）

重复（待洗涤液流尽后，重复操作2〜3次）

4.沉淀是否洗净的答题规范

答题模板：

取样（取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中）

加试剂［加入XX试剂（必要时加热，如检验NH：）］

现象（不产生XX沉淀、溶液不变XX色或不产生XX气体）

4

结论(说明沉淀已经洗涤干净)

I■规范精练」

1.硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4-7H2O

晶体：

①将5%的Na2cCh溶液加入盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2cCh

溶液，然后将废铁屑用水洗涤2〜3次；

②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50〜80°C之间至铁屑耗尽；

③,将滤液转入密闭容器中，静置、冷却结晶；

④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2〜3次，再用滤纸将晶体吸干；

⑤将制得的FeSO4-7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密封保存。

请回答下列问题：

(1)实验步骤①的目的是«

(2)写出实验步骤②中的化学方程式：o

(3)补全实验步骤③的操作名称：0

(4)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是。

(5)乙同学认为甲的实验方案中存在明显的不合理之处，乙同学判断的理由是=

答案(1)去除油污(或利用碳酸钠水解呈碱性的性质除去铁屑表面油污)⑵Fe+

5a〜父。°c

H2so4—FeSO4+H2t(3)趁热过滤(4)洗去杂质，降低洗涤过程中FeSO/FkO的损

耗(5)过量硫酸使铁粉耗尽，不能防止Fe2+被氧化

2.以废旧铅蓄电池的含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2,PbSCU)和稀H2sO4为原料制备高纯

PbO,实现铅的再生利用，其主要流程如图1：

已知：在Fe2+催化下，Pb和PbCh反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O»

(1)酸溶过程中加热的目的是0

(2)检验滤液A中是否含有Fe2+,可选用(填字母)。

a.KSCN溶液b.氯水c.酸性KMnCU溶液

-

(3)脱硫时主要反应为PbSO4+20H=PbO+SOF+H20,则滤液B中的主要溶质是

(4)冷却过滤后对所得的固体进行洗涤的操作：o

(5)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲

线如图2所示，结合上述溶解度曲线，简述由粗品PbO得到高纯PbO的操作：。

答案(1)加快酸溶速率(2)c(3)Na2sO4

(4)沿玻璃棒向过滤器(漏斗)中加入蒸储水至浸没沉淀，待水慢慢流出，重复2〜3次

(5)将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃,充分溶解后，趁热过滤，冷

却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体

解析（3）脱硫时的化学方程式为PbSO4（s）+2NaOH=PbO（s）+Na2SO4+H20,因而主要溶

质是Na2s。4。

⑸根据PbO的溶解度曲线，提纯粗PbO的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解

度曲线特点可知在浓度高的NaOH溶液和较高的温度下，PbO的溶解度高，因此加热至较高

温度，充分溶解，然后高温下趁热过滤除去杂质，冷却后PbO又析出结晶，再次过滤可得到

PbO固体。

1.下列有关物质分离、提纯的叙述正确的是（填序号）。

（1）将热的KN03饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体

（2021•浙江6月选考，11D）

（2）除去乙酸乙酯中的少量乙酸，加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液（2019•全国卷III,12C）

（3）将澳水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡，萃取溶液中生成的碘（2021・广东，12C）

（4）工业酒精中加生石灰，蒸储，可制备无水乙醇（2021•湖南，3D）

（5）净化实验室制备的Cl2的方法是气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2s04的洗气瓶

（2021・湖南，3B）

答案⑵（4）（5）

2.（2020•全国卷I,9）下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是（）

气体（杂质）方法

ASO2（H2S）通过酸性高锦酸钾溶液

BCI2（HCI）通过饱和的食盐水

CN2（O2）通过灼热的铜丝网

DNO（NO2）通过氢氧化钠溶液

答案A

解析酸性高镒酸钾溶液不仅能与H2s反应，而且也能与SO2反应，A项不能实现目的。

3.（2021・湖南，13改编）1丁醇、澳化钠和70%的硫酸共热反应，经过回流、蒸馆、萃取分液

制得1澳丁烷粗产品，装置如图所示：

已知：CH3（CH2）3OH+NaBr+H2SO4^^CH3（CH2）3Br+NaHSO4+H2O

下列说法错误的是（）

A.装置I中回流的目的是减少物质的挥发，提高产率

B.装置II中b为进水口，a为出水口

c.用装置ni萃取分液时，将分层的液体依次从下口放出

D.经装置III得到的粗产品干燥后，使用装置II再次蒸储，可得到更纯的产品

答案C

解析浓硫酸和NaBr会产生HBr,l丁醇以及HBr均易挥发，用装置I回流可减少反应物的

挥发，提高产率，A正确；冷凝水应下进上出，装置n中b为进水口，a为出水口，B正确；

用装置III萃取分液时，将下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C错误；由题意可知

经装置III得到粗产品，由于粗产品中各物质沸点不同，再次进行蒸储可得到更纯的产品，D

正确。

课时精练

1.《开宝本草》中记载了如何提取硝酸钾：“此即地霜也，所在山泽，冬月地上有霜，扫取

以水淋汁后，乃煎炼而成”。文中对硝酸钾提取没有涉及的操作方法是（）

A.溶解B.蒸发C.结晶D.升华

答案D

解析“水淋”为溶解过程，“煎炼”为蒸发、结晶过程，没有涉及升华，升华为固体直接

变为气体的过程。

2.（2022•晋中模拟）实验室提供的玻璃仪器有烧杯、普通漏斗、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、试

管、蒸储烧瓶，非玻璃仪器任选，选用上述仪器能完成的实验是（）

A.配制一定浓度和体积的NaOH溶液

B.石油分储

C.重结晶法提纯苯甲酸

D.从海带灰中提取碘单质

答案C

解析A项，缺少一定规格的容量瓶和胶头滴管等仪器，不能完成实验；B项，缺少冷凝管、

锥形瓶、牛角管、温度计等仪器，不能完成实验；C项，重结晶法提纯苯甲酸需要用到蒸发

浓缩的仪器（酒精灯、蒸发皿、玻璃棒）、过滤仪器（烧杯、普通漏斗、玻璃棒），能完成实验；

D项，提取碘需要分液装置，缺少分液漏斗，不能完成实验。

3.下列实验操作正确且能达到对应实验目的的是（）

答案C

解析碘单质易溶于四氯化碳，应采用蒸馈操作分离二者，A项错误；乙醇和水能形成共沸

混合物，所以直接蒸镭75%的酒精溶液不能制备无水酒精，可在75%的酒精溶液中加入生石

灰，再蒸馆得无水酒精，B项错误；乙烷不和漠水反应，乙烯与淡水反应生成1,2二漠乙烷，

C项正确；提纯乙酸乙酯可用饱和碳酸钠溶液处理后再分液，不能用蒸发操作，D项错误。

4.下列各物质含少量杂质，除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的是（）

序号物质杂质应选用的试剂或操作方法

①KNO3溶液KOH加入FeCb溶液，过滤

②FeSCU溶液CuSO4加入过量铁粉，过滤

通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有

③H2co

2浓硫酸的洗气瓶

④溶解、过滤、蒸发

NaNO3固体CaCO3

A.①②③④B.①③④

C.②③④D.①②③

答案C

解析①加入FeCb溶液，生成KC1,引入新杂质，应加入硝酸铁除杂，故错误。

5.下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是（）

选项目的分离方法原理

A分离溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大

B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同

重结晶

C除去KNO3固体中混有的NaClNaCl在水中的溶解度很大

D除去丁醇中的乙醛蒸储丁醇与乙醛的沸点相差较大

答案D

解析A项，L虽在乙醇中的溶解度较大，但水与乙醇能以任意比互溶，乙醇不能作萃取剂；

B项，乙醇与乙酸乙酯均属于有机物，它们互溶，不能采取分液的方式分离；C项，除去KNO3

固体中的NaCl,可以采取重结晶法，原理是KNO3溶解度随温度变化较大，NaCl溶解度随

温度变化不大，可通过冷却热饱和溶液法析出KNCh晶体，而NaCl留在母液中被除去。

6.（2021•广东1月适应性测试，5）提取海带中L的实验中，所选择的装置或仪器（夹持装置已

略去）正确的是（）

答案D

解析灼烧时用母堪，故A错误；溶解不需要用容量瓶，故B错误；过滤时应该用玻璃棒引

流，且漏斗下端要紧靠烧杯内壁，故C错误。

7.下列实验的试剂、装置选用不合理的是（）

选项实验目的选用试剂选用装置

A除去CL中少量的HC1、H2O试剂a为饱和氯化钠溶液甲

B除去NH3中少量的H2O试剂b为无水氯化钙乙

C除去H2中少量的HC1、H2O试剂b为碱石灰乙

D除去N2中少量的试剂c为足量铜网丙

答案B

解析A项合理，甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HC1,浓硫酸可除去H2O;B项不合理,

干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3；C项合理，干燥管中碱石灰的主要成分

为生石灰与氢氧化钠，可除去HC1和H2O;D项合理，在加热条件下，。2可与铜网反应而被

除去。

8.（2022•辽宁模拟）下列除去杂质的方法中，正确的是（）

选项物质（括号内为杂质）除杂试剂和方法

A苯（苯酚）加入过量的浓澳水，过滤

B乙酸乙酯（乙酸）NaOH溶液，分液

饱和溶液，洗气

CCO2(SO2)NaHCCh

DHNO3溶液(H2so4)加适量BaCb溶液，过滤

答案C

解析苯酚与浓淡水反应生成三典苯酚，但三典苯酚能溶于苯，所以不能通过过滤除去，故

A错误；二者均与NaOH溶液反应，不能除杂，故B错误；二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二

氧化碳，则可用饱和NaHCCh溶液洗气除杂，故C正确；硫酸与氯化领反应生成硫酸领沉淀

和盐酸，生成的盐酸为新的杂质，故D错误。

9.某硝酸钠固体中混有少量硫酸核和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配

成硝酸钠溶液。实验方案：先将固体溶于蒸储水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格

中各步实验。

选择试剂①Na2c。3溶液④

实验操作②③加热

下列试剂或操作不合理的是（）

A.试齐U①为Ba（OH）2溶液

B.操作②为结晶

C.操作③为过滤

D.试剂④为稀HNO3

答案B

10.为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽（主要成分为Zn和Cu）回收Cu并制

备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是（）

A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高

B.铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2

C.与锌粉反应的离子可能为Cu2+、H+

D.“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO

答案D

解析“溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则过氧化氢分解，故A正确；铜帽溶解后，溶

液中存在过氧化氢，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2,防止后面消耗过多

的锌粉，故B正确；固体溶解后溶液中存在Ci?+、H+,都可以与锌粉反应，故C正确；“过

滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧

不能得到纯净的ZnO,故D错误。

11.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理如图1所示，已知苯甲醛易被空气氧化；苯甲醇

的沸点为205.3℃；苯甲酸的熔点为121.7℃,沸点为249℃,溶解度为0.34g；乙酸的沸点

为34.8C,难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图2所示，试根据上述信息，判断

以下说法错误的是（）

图1

图2

A.操作I是萃取、分液

B.乙醛溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇

C.操作H蒸储所得产品甲是苯甲醇

D.操作III过滤所得产品乙是苯甲酸钾

答案D

解析由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醛萃取苯甲

醇，操作II为蒸馆，得到的产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱

酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作III为过滤，产品乙为苯甲酸。

12.某化学兴趣小组从含有KI、KNCh等成分的工业废水中回收b和KNO3，其流程如下：

下列说法正确的是（）

A.步骤1中有机相应从分液漏斗下端放出，无机相从上口倒出

B.步骤2使用的玻璃仪器有蒸储烧瓶、酒精灯、牛角管、球形冷凝管、锥形瓶

粗碘

C.步骤3可在如图装置中完成-热水浴

D.步骤4中，将溶液蒸发至只剩少量水时，用余热将晶体蒸干

答案C

解析步骤1为萃取、分液操作，苯的密度比水小，故有机相应从分液漏斗上口倒出，A项

错误；步骤2为蒸馆，应选用直形冷凝管，且还缺少温度计，B项错误；步骤3为升华，用

图中装置能较好地控制温度，C项正确；由于KNCh的溶解度随温度变化比较大，步骤4应

采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，因此加热至有少量晶体出现就可停止加热，D项错误。

13.青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯，在甲醇、乙醇、

乙酸、石油酸中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156〜157℃,热稳定性差。已知：乙叫沸

点为35℃。提取青蒿素的主要工艺如图所示，下列有关此工艺操作不正确的是()

A.操作III的主要过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤

B.破碎的目的是增大青蒿与乙醛的接触面积，提高青蒿素浸取率

c.操作n是蒸储，利用了乙醛沸点低可回收利用

D.操作I需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯

答案A

解析由题意可知，青蒿素在水中几乎不溶，故操作III的主要过程不是加水溶解，A错误。

14.某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br,SOF>C「等)来制取

较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下流程：

回答以下问题：

(1)操作I的名称为;要从橙色液体中分离出澳，所采取的操作需要的主要玻璃仪器

除酒精灯和温度计外，还有o

(2)试剂Y的化学式为；

检验SCT已除尽的方法是o

⑶写出操作III的具体操作步骤：o

答案(1)萃取、分液蒸储烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶

(2)K2cCh取少量无色溶液D,加入BaCL溶液，若没有白色沉淀生成，则SOF已除尽(其他

合理答案也可)

(3)将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶

液中出现较多晶体时，停止加热，利用余热蒸干

解析(1)加入氧化剂，能够将盐湖苦卤中的B「氧化为Bn,加入CC14萃取、分液可分离出

溶液中的B"。橙色液体为澳的CCL溶液，可以用蒸储