中考物质的除杂提纯专题.docx
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中考物质的除杂提纯专题
一、物质的除杂，提纯
1.分离提纯的一般原则：
“不增、不减、易分、简单、环保”
（1）除杂过程中不能引进新的杂质；
（2）加入的试剂一般只与杂质反应，不能与所需要提纯的物质反应，被提纯物质不能改变（质量可增加但不减少）；
（3）生成的物质与被提纯物质易分离，杂质应转化为沉淀、气体或水等易分离的物质
（4）步骤简单、操作简便；
（5）污染最小或不污染环境。
2.分离提纯的注意问题：
（1）分离提纯的方法中优先考虑物理方法；
（2）所选试剂或方法能将杂质除尽，不能带入新的杂质；
（3）分离提纯过程中，若被提纯的物质已转化为其他物质，分离后应将其复原。
3.分离提纯的基本方法：
（1）物理方法
方法
适用范围或原理
举例
过滤法
①固体与液体混合物的分离；
②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离
粗盐的提纯
结
晶
法
蒸发
①分离溶质与溶剂；②除去易挥发的杂质
从NaCl溶液中除去含有的杂质HCl
降低温度
可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同
分离NaCl与KNO3的混合物
（2）化学方法
方法
适用范围
举例
汽化法
与杂质反应生成气体而除去
除去Na2SO4中的Na2CO3，可加适量的稀硫酸
沉淀法
将杂质转化为沉淀过滤除去
除去NaCl中的Na2SO4，可加适量的BaCl2溶液
置换法
将杂质通过置换反应而除去
除去FeSO4中的CuSO4，可加过量的铁粉，再过滤
溶解法
将杂质溶于某种试剂而除去
除去C粉中的CuO粉末，可加适量稀硫酸，再过滤
加热法
杂质受热易分解，通过加热将杂质除去
除去CaO中的CaCO3，可高温煅烧
转化法
将杂质通过化学反应转化为主要成分
除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO
4.气体净化（除杂）
（1）除杂试剂的选用：
首先必须考虑制备气体的性质，使所选试剂不与主要气体反应，然后依据杂质气体的性质予以确定。
①酸雾或酸性气体（如用盐酸制氢气时产生的HCl气体）可用氢氧化钠溶液、石灰水等碱溶液或饱和碳酸钠溶液除去。
②水蒸气可用浓硫酸、无水硫酸铜、或碱石灰等除去。
③碱性气体可用酸溶液除去。
（2）除杂装置的选用：
①除杂试剂为液体时，常选用洗气瓶，气体一般是“长进短出”。
②除杂试剂为固体时，常选用干燥管（球形或U形），气体一般是“大进小出”。
③需要通过加热与固体试剂发生化学反应除去的气体，常采用硬质玻璃管和酒精灯。
5.装置连接顺序的确定规律：
（1）除杂和干燥的先后顺序：
①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后。
原因：
从溶液中出来的气体肯定混有水蒸气，干燥在后可将水蒸气完全除去。
如除去CO中混有的CO2和水蒸气，应将气体先通过NaOH溶液，再通过浓H2SO4。
②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。
原因：
加热时气体中最好不混有水蒸气。
如除去CO2中混有的CO和水蒸气，应将气体先通过浓H2SO4，再通过灼热的CuO。
（2）除去多种杂质气体的顺序：
一般是酸性较强的气体先除去。
如N2中混有HCl、H2O（气）、O2时，应先除去HCl，再除去水，最后除去O2（用灼热的铜网）。
（3）检验多种气体的先后顺序：
（一般先验水）
有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。
如被检验的气体中含有CO2和水蒸气时，应先通过无水CuSO4检验水蒸气，再通过澄清的石灰水检验CO2。
二、经典例题透析
类型一、除杂题
1.写出将下列物质中所含杂质转化为主要成分的化学方程式（括号内的为杂质）：
（1）Na2SO4（H2SO4）：
______________；
（2）Na2CO3（NaOH）：
______________；（3）NaOH（Na2CO3）：
______________。
解析：
除去Na2SO4中的杂质H2SO4，相当于除去H+，可考虑加碱方法，为了不带进新的杂质应该加氢氧化钠，反应的化学方程式为H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O。
除去Na2CO3中的NaOH，相当于除去OH-，保留CO32-，因此可考虑加含碳酸根或可形成碳酸根的物质，只有CO2符合题意，反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
除去NaOH中的Na2CO3，考虑除去CO32-，保留OH-，因此可加能与CO32-形成沉淀的Ba（OH）2或Ca（OH）2溶液均可。
答案：
（1）H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
（2）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
（3）Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH或Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH
总结升华：
本题考查了化学反应的具体应用，涉及到酸、碱、盐间的相互反应关系。
除杂质应遵循的原则是：
既除去杂质，又尽量不损失有用物质，并且不引入新的杂质。
一般除去可溶性混合物中的杂质时，可选用一种试剂将杂质转化为不溶物、气体或有用的物质。
举一反三：
下列除去杂质的方法中错误的是（B）
物质
杂质
除杂质的方法
A
CaCl2溶液
HCl
过量CaCO3、过滤
B
NaOH溶液
Ca（OH）2
过量Na2CO3溶液、过滤
C
FeCl2溶液
CuCl2
过量铁粉、过滤
D
CH4
H2O
通过盛浓硫酸的洗气瓶
类型二、粗盐提纯题
2.某校化学活动小组查阅资料发现，粗盐中除NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2、MgSO4以及泥沙等杂质，他们要除去杂质得到精盐，设计了下列实验方案（序号①~⑧表示实验操作，用于沉淀的试剂稍过量）：
根据上述方案，回答下列问题：
（1）操作①中玻璃棒的作用是_________________________。
（2）第⑤步操作的名称是_________________。
（3）“蒸发结晶”用到的器材有：
铁架台（铁圈）、坩埚钳、石棉网、火柴、玻璃棒、_______、______。
（4）实验中加入“Na2CO3溶液”的目的是_________________________。
（5）利用提供的沉淀试剂，再写出一种添加试剂的操作顺序（填序号）：
_________________。
解析：
本题以粗盐提纯为命题背景考查了运用复分解反应除去粗盐中可溶性杂质及溶解、过滤、蒸发等基本的操作和综合分析解决问题的能力。
溶解粗盐时玻璃棒的作用是加速粗盐的溶解。
第⑤步操作后分离出沉淀和滤液，说明该步操作肯定是过滤。
蒸发结晶时必须要加热，因此要用到酒精灯，还要有盛放滤液的仪器即蒸发皿。
观察整个方案，并注意括号提示：
用于沉淀的试剂稍过量。
可知加入BaCl2的目的是除去MgSO4，生成硫酸钡沉淀和氯化镁溶液，加入NaOH便可除去原来的和新生成的MgCl2，至此除了生成的沉淀外，溶液中还含有过量的BaCl2、NaOH以及NaCl，再加入稍过量的Na2CO3溶液是除去CaCl2和稍过量的BaCl2，因为它们可分别发生反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl，Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。
至此过滤后滤液中还含有氯化钠、过量的氢氧化钠和碳酸钠，因此再加盐酸，可除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，完全反应后加热结晶，可得到纯净的氯化钠晶体。
由此可见，提供的沉淀试剂加入顺序必须是碳酸钠在氯化钡的后面，目的是除去过量的氯化钡，因此还可调整加入沉淀试剂的顺序为NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH也可。
答案：
（1）加快粗盐的溶解
（2）过滤（3）蒸发皿酒精灯（4）除去杂质氯化钙和稍过量的氯化钡（5）③②④或②④③
总结升华：
解此类题要掌握酸、碱、盐之间的复分解反应规律，将其应用到粗盐提纯操作中来。
另外还要注意在除杂质的过程中，加稍过量的试剂目的是为了将杂质完全除去，但是在后面的操作过程中加入的试剂要能除去前面加入的过量的试剂，使最后得到物质不含杂质。
举一反三：
小明家里有一小袋粗盐，有一天他发现敞口放置的粗盐表面有溶解现象。
经查阅资料得知，这种现象在化学上叫潮解，原因是粗盐中含有氯化钙和氯化镁。
于是他设计了如下的实验方案对粗盐进行提纯。
请回答实验中的有关问题。
（1）将粗盐全部溶于水，加入过量的氢氧化钠溶液，其主要目的是除去粗盐中的__MgCl2___；
（2）再加入过量的碳酸钠溶液，目的是除去粗盐中的___CaCl2__；
（3）待充分反应后过滤，目的是除去粗盐中的____不溶性杂质、Mg（OH）2和CaCO3_____；
（4）向滤液中加入适量的稀盐酸，完全反应后，加热、蒸发、结晶，得到几乎不含杂质的NaCl晶体。
类型三、考查气体的验证、除杂
3.已知NaOH溶液吸收CO2的效果比澄清石灰水吸收CO2的效果好，白色的无水硫酸铜遇水会生成蓝色的胆矾晶体，水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气体的主要成分是CO、H2及少量的CO2和水蒸气．请用下图59－2所示装置设计一个验证混合气体中有CO和H2的实验。
试回答下列问题：
（1）上述实验装置的连接顺序是混合气体____________。
（2）确认混合气中含有H2的实验现象是_________，确认的理由是____________（用化学方程式表示）。
（3）确认混合气中含有CO的实验现象是_________，确认的理由是_________（用化学方程式表示）。
解析：
解答此题的关键是：
明确检验H2和CO的实质是检验它们点燃或还原（CuO）后的产物H2O和CO2。
若验证CO和H2的存在，必须先把气体中的CO2或水蒸气杂质提前除去，所以混合气体先通入C中，因氢氧化钠溶液吸收CO2的效果好。
然后再通过B装置吸收可能从C中带出的水蒸气和原混合气体中可能含有的水蒸气，此处C和B装置不能调换，否则从C中带出的水蒸气不能除干净。
除完混合气体中的CO2和水蒸气后，把气体通过A装置，然后通过E，最后通过D。
若H2存在，则A中氧化铜会变成红色，E中会变蓝色，因为A中发生反应CuO+H2
Cu+H2O，E中发生反应CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O。
若CO存在，则A中氧化铜会变成红色，D中会变浑浊，因为A中发生反应CO+CuO
Cu+CO2，D中发生反应CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
此处E和D的装置不能调换，否则混合气体从D中可能会带出水蒸气干扰对实验结果的判断，造成混合气体中没有氢气，E也会变成蓝色的实验现象。
答案：
（1）C—B—A—E—D
（2）A中黑色粉末变成红色，E中白色的无水硫酸铜变成蓝色CuO+H2
Cu+H2OCuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O
（3）A中黑色粉末变成红色，D中澄清石灰水变浑浊CO+CuO
Cu+CO2CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
总结升华：
解此类题时，要注意掌握不同气体间的性质差异。
另外还应注意：
（1）净化时应选择易吸收该气体的试剂，可以没有明显的现象，但验证时，必须要有明显的现象；
（2）净化与验证多种气体时应讲顺序。
一般除杂质时是先除去其它气体最后除去水；检验时是先检验水，后检验其它气体。
如此题便是先除去CO2而后除去H2O，先验证H2O的生成后验证CO2的存在。
举一反三：
请从下图中选择适当的实验装置序号填空，并回答有关问题。
（1）实验室制取O2可选用的发生装置是___a____；实验室收集CO2可用__c__装置；若要除去CO2中混有的HCl气体，得到纯净的CO2，应在收集装置前连接两个相同的__d__装置，并在第一个装置中放入足量的____碳酸氢钠（或NaHCO3）_____（从NaHCO3溶液、NaOH溶液、石灰水中选择一个）除去HCl，第二个装置中放入足量的____浓硫酸（或浓H2SO4）____除去水蒸气。
（2）实验室用CO和H2的混合气体还原Fe2O3时，可选用___g____装置；若要设计一套连续装置，检验并吸收反应后的气态产物（100℃以上），合理的操作顺序是：
先通过装有_无水硫酸铜（或硫酸铜或CuSO4）___的装置，后通过装有__澄清石灰水（或氢氧化钙溶液）__的装置，再通过装有_氧化钙或生石灰或碱石灰___的h装置；剩余气体不能直接排放到空气中，应采取的措施是_收集再利用（或收集或点燃除去，其他合理也行）____。
[提示：
Fe2O3+3H2
2Fe+3H2O；CuSO4（白色）+5H2O＝CuSO4·5H2O（蓝色）]
冲刺练习
一选择题
1．除去KCl溶液中混有的少量K2CO3，选用的试剂是（）
A．H2SO4溶液 B．稀盐酸 C．K2SO4溶液 D．AgNO3溶液
2．对下列实验方法的理解,不正确的是（）
A．过滤与筛选的原理是类似的,都是把颗粒大小不同的物质分离开
B．蒸发就是使溶液中的溶剂分子在外界条件的影响下逸出液面
C．蒸馏就是使液体中的分子在外界条件的影响下逸出液面再重新凝结为液体
D．结晶就是把溶液中的溶质转化为难溶的沉淀析出
3．下列实验方案中，可行的是（）
A．按溶解、过滤、蒸发的操作顺序分离CaCl2、CaCO3的混合物
B．将白醋滴在润湿的pH试纸上，测定其pH
C．用氢氧化钠溶液除去CO2中的HCl气体
D．用BaCl2溶液除去KNO3溶液中少量的K2SO4
4．CO中混有少量的水蒸气和CO2，要得到纯净的CO，可将气体依次通过（）
A．浓H2SO4、灼热的CuO B．灼热的Fe2O3、浓H2SO4C．无水CuSO4、NaOH溶液 D．NaOH溶液、浓H2SO45．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（A）
项目
物质
杂质（少量）
试剂
操作方法
A
KNO3
MnO2
足量的水
溶解、过滤、蒸发
B
H2
水蒸气
适量的NaOH溶液
洗气
C
硝酸
盐酸
过量的硝酸银溶液
过滤
D
CO
CO2
足量氧化铁
加热
6．下列除杂方法正确的是（）
A．用NaOH除去CO2中混有的HCl
B．用点燃的方法除去CO2中混有少量的CO
C．用水除去MnO2中混有的KCl
D．用硝酸除去NaCl中混有的Na2CO3
7．下表列出了除去物质中所含少量杂质的方法，其中错误的是（C）
物质
所含杂质
除去杂质的方法
A
CO
CO2
通过足量氢氧化钠溶液，干燥
B
NaCl
泥沙
溶解、过滤、蒸发
C
NaOH溶液
Na2CO3
加入足量稀盐酸至不再产生气泡
D
Cu（NO3）2溶液
AgNO3
加入过量的铜粉，过滤
8．除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是（B）
物质
杂质
除杂试剂
提纯方法
A
CO2
CO
O2
点燃
B
KCl
MnO2
水
溶解、过滤、蒸发
C
H2O
NaNO2
活性炭
吸附、过滤
D
Na2CO3
Na2SO4
BaCl2
溶解、过滤、洗涤
9．下列除去杂质的方法中，正确的是（C）
选项
物质（括号内为杂质）
去除杂质的方法
A
NaCl（Na2CO3）
加入适量的Ca（OH）2溶液、过滤
B
CaO（CaCO3）
加水、过滤
C
Fe（Zn）
加过量FeSO4溶液、过滤
D
H2SO4（HNO3）
加Ba（NO3）2溶液、过滤
10．下表列出了除去物质中所含少量杂质的方法，其中正确的是（B）
选项
物质
所含杂质
除去杂质的方法
A
CO2
CO
通过足量氢氧化钠溶液，并干燥
B
H2
水蒸气
通过盛有浓硫酸的洗气瓶
C
N2
O2
通过炽热的木炭
D
NaOH溶液
Na2CO3
加入足量稀盐酸至不再产生气泡
11．下列除杂（括号内是杂质）所选试剂合理的是（）
A．Cu（Fe）稀盐酸 B．C02气体（HCl）氢氧化钠溶液C．CuO（Cu）稀硫酸 D．Na2S04溶液（Na2C03）氯化钡溶液
12．浩瀚无际的海洋为人类提供了丰富的资源。
由海水制备金属镁，主要有以下步骤：
①电解熔融的氯化镁；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。
其先后顺序正确的是（）
A．②④⑤③① B．③②④①⑤C．③④②⑤① D．②④③⑤①
13．除去下列各组物质中的杂质，所选用的试剂及操作方法均正确的是（括号内的物质为杂质，所选试剂均足量）（AB）
选项
物质
选用试剂
操作方法
A
木炭粉（CuO）
盐酸
溶解、过滤、洗涤、烘干
B
CO（CO2）
NaOH溶液、浓硫酸
洗气、干燥
C
CaO（CaCO3）
水
过滤、烘干
D
NaCl（Na2CO3）
Ca（NO3）2溶液
溶解、过滤、蒸发、结晶
14.欲除去不纯物质中的杂质（括号内为杂质），所用试剂和方法均正确的是（AD）
15.欲将粗盐提纯并用所得精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。
下列说法正确的是（）
A．粗盐过滤时，用玻璃棒搅拌加快过滤的速度
B．蒸发滤液时，待蒸发皿中滤液蒸干时停止加热
C．配制溶液需要经过计算、称量、溶解、装瓶贴标签等步骤
D．配制溶液时必须使用的仪器有托盘天平、酒精灯、量筒、烧杯、玻璃棒等
16．下列除杂质的方法不正确的是（D）
选项
物质（括号内为杂质）
除杂方法
A
N2（O2）
通过灼热的铜网
B
CaO（CaCO3）
高温煅烧
C
CO2（水蒸气）
通过浓硫酸
D
CaCl2溶液（盐酸）
加入适量的Na2CO3
17．下表中，除去物质所含杂质的方法正确的是（C）
物质
所含杂质
除去杂质的方法
A
NaCl溶液
NaOH
加入稀盐酸pH等于7
B
CuO粉末
C
加入过量稀盐酸，充分反应
C
N2气体
O2
将气体缓缓通过灼热的铜网
D
KCl溶液
CuCl2
加入氢氧化钠溶液至不再产生沉淀
18.除去CO中混有的少量CO2的方法是（）
A．通入浓硫酸 B．通入氢氧化钠溶液C．点燃混合气体 D．通过灼热的氧化铁
19．下列实验方案设计不合理的是（）
A．粗盐提纯：
溶解→过滤→蒸发
B．除去NaOH溶液中混有的Na2CO3：
加适量稀HCl
C．除去KCl溶液中混有的K2CO3：
加适量稀HCl
D．除去CaCO3中混有的CaCl2：
加水→过滤→洗涤→干燥
二、填空题
20．从提供的试剂中选择一种以除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），仅供选用的试剂：
①烧碱溶液②硫酸钠溶液③盐酸④水
（1）把选择的试剂的代号填写在相应的横线上。
CaCO3粉末（Na2CO3）___④______；H2（CO2）____①____；
（2）写出有关反应的化学方程式____C02+2NaOH=Na2C03+H20（写C02+NaOH＝NaHC03也给分）_______。
21．选择恰当的试剂或方法除去括号内的杂质。
（1）CaO（CaCO3）加热______；
（2）Cu（Fe）_______稀盐酸__________；
（3）NaCl（CuCl2）_____氢氧化钠溶液_______。
22．分别选用一种试剂除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）。
（1）Cu（Fe2O3）盐酸或硫酸等___________。
（2）CaCO3（CaCl2）___水_______。
23．用化学方程式表示除去下列物质中少量杂质的过程（括号内为杂质）。
（1）CO（CO2）___CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O_______________；
（2）CO2（CO）________CO+CuO
Cu+CO2_________________。
三、我会探究
24．处理胶片的废液中含大量AgNO3、Zn（NO3）：
和Fe（NO3）2，若随意排放不仅会造成严重的污染，而且造成资源浪费。
某同学从上述的废液中回收金属银并得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O），其回收流程如下：
操作②是___过滤_______，
（2）固体A中含___Fe和Ag_________，y是___稀H2SO4_________。
25．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：
（1）A溶液中溶质可能为_____氯化钙____________（只写一种）；
（2）将无色溶液与沉淀B分离的操作①的方法名称是_____过滤____________；
（3）从无色溶液得到固体物质C的操作②的方法名称是____结晶_____________；
（4）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____盐酸_________后，直接进行操作②即可得到纯净的氯化钠固体。
26．现有一混合气体，其主要成分为CO，含有少量水蒸气，还可能含有少量HCl气体。
某化学课题组的同学欲用该混合气体进行实验：
（已知硝酸银溶液遇盐酸会生成白色的氯化银沉淀）。
①检验HCl气体是否存在，并除去HCl气体；
②用干燥纯净的CO气体还原不纯的氧化铜试样（其中的杂质不发生反应）；
③检验CO气体还原氧化铜生成的气体的性质。
试用如下图所示的仪器组装一套实验装置，完成上述实验任务。
请回答下列问题：
（1）实验进行时，若要气体从左向右流动，则这几种仪器组装的连接顺序应是（填写仪器导管接口处字母）：
（g ）接（a ），（b ）接（ d），（e）接（c ）。
（2）判定HCl气体是否存在的根据是___E装置内是否有白色沉淀生成_；若有白色沉淀，则证明有HCl气体存在，反之，则没有__。
（3）装置B的作用是____将尾气中的CO燃烧掉，防止空气污染__________。
（4）装置D中的现象是_____澄清石灰水变浑浊___________。
（5）反应完全后，若装置D中物质增重a克，则装置C中的试样质量减少___4a/11_________g。
（计算结果可为分数形式）。
四、热点预测
1．下图所示装置可以验证某混合气体（无色无味）是否含有CO2和CO。
请回答下列问题：
（1）A装置中的试剂是（写名称，下同）__澄清石灰水___，B装置中的试剂是___氢氧化钠溶液______，
（2）证明原混合气体中CO2存在的实验现象是____A中澄清石灰水变浑浊______；
证明原混合气体中CO存在的实验现象是___C中黑色粉末变红，D中澄清澄清石灰水变浑浊_______；
（3）如果没有B装置，对实验结果
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