第一章第2讲物质的分离和提纯.docx
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第一章第2讲物质的分离和提纯
第2讲 物质的分离和提纯
【考纲要求】
1.了解物质分离、提纯的意义和方法；掌握过滤、分液、蒸馏等操作步骤及要求。
2.能对常见的物质进行检验、分离和提纯。
3.绘制和识别典型的实验仪器装置图。
【考点分布】
考点一 物质分离、提纯的常用物理方法
考点二 物质分离、提纯的化学方法
高考方向与练习
考点一 物质分离、提纯的常用物理方法
1．物质分离、提纯的区别
（1）物质的分离
将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。
（2）物质的提纯
将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。
2．物质分离、提纯的常用物理方法
试根据所学的知识填写操作方法及相关内容。
图1 图2 图3图4 图5
（1）如图1，方法、装置的名称：
过滤。
适用范围：
把不溶性固体与液体进行分离。
注意事项：
①一贴：
滤纸紧贴漏斗内壁；二低：
滤纸上缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：
烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁。
②若滤液浑浊，需更换滤纸，重新过滤。
浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。
（2）结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程，对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用蒸发溶剂的方法，而对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质，采用冷却饱和溶液的方法。
如图2，方法、装置的名称：
蒸发结晶。
适用范围：
溶解度随温度变化较小的物质。
注意事项：
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。
（3）如图3，方法、装置的名称：
分液。
适用范围：
①萃取：
利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来；②分液：
两种液体互不相溶且易分层。
注意事项：
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；
②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；
③萃取剂与溶质不反应。
（4）如图4，方法、装置的名称：
蒸馏。
适用范围：
沸点相差较大的液体混合物
注意事项：
①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处；
②蒸馏烧瓶内要加沸石；③冷凝管水流方向应为“逆流”。
（5）如图5，方法、装置的名称：
升华。
适用范围：
某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。
【深度思考】
分液漏斗是萃取、分液操作中必须用到的仪器，在使用前必须检查是否漏液，如何检查分液漏斗是否漏液
题组一 分离、提纯原理和方法的考查
1．下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是（ ）
A．蒸馏B．萃取C．重结晶D．蒸发
2．物质的分离、提纯是中学化学的重要操作，请应用物质分离、提纯知识，分离下列各组混合物。
混合物
分离方法
操作过程
1
从草木灰中提取可溶性物质
2
KNO3和NaCl混合物
3
乙酸乙酯和乙酸混合物
4
由乙醇溶液制无水乙醇
【思维建模】
依据物质的物理性质选择恰当分离（提纯）方法
（1）“固＋固”混合物的分离（提纯）
（2）“固＋液”混合物的分离（提纯）
（3）“液＋液”混合物的分离（提纯）
题组二 分离、提纯装置的识别
3．以下实验装置一般不用于分离物质的是（ ）
4．下列实验装置图所示的实验操作，不能达到相应的实验目的的是（ ）
【规律方法】
过滤操作中的常考热点案例
在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣。
1．需要滤液时，如何提取母液中的成分
案例1：
在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质（滤渣）后，怎样从母液中获取NaCl固体
案例2：
若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO4·5H2O晶体
2．需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣
案例3：
在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SO
，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：
（1）怎样判断SO
是否沉淀完全
（2）过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀（即洗涤沉淀的目的）
（3）沉淀的洗涤方法
（4）怎样判断沉淀是否洗净
考点二 物质分离、提纯的化学方法
方法
原理
杂质成分
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
Cl－、SO
、CO
及能形成弱碱的阳离子
气化法
将杂质离子转化为气体
CO
、HCO
、SO
、HSO
、S2－、NH
杂转纯法
将杂质转化为需要提纯的物质
杂质中含不同价态的相同元素（用氧化剂或还原剂）、同一种酸的正盐与酸式盐（用酸、酸酐或碱）
氧化还原法
用氧化剂（还原剂）除去具有还原性（氧化性）的杂质
如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2
热分解法
加热使不稳定的物质分解除去
如除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱溶解法
利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离
如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解法
利用电解原理除去杂质
含杂质的金属作阳极、纯金属（M）作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液
题组一 除杂试剂及方法的选择
1．除去下列常见物质中的杂质，完成表格：
序号
原物质
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
①
N2
O2
②
CO
CO2
③
CO2
CO
④
CO2
HCl
⑤
Cl2
HCl
⑥
CO2
SO2
⑦
碳粉
CuO
⑧
Fe2O3
Al2O3
⑨
NaHCO3溶液
Na2CO3
⑩
NaCl溶液
NaHCO3
⑪
FeCl3溶液
FeCl2
⑫
FeCl2溶液
FeCl3
⑬
I2晶体
NaCl
⑭
NaCl晶体
NH4Cl
⑮
乙烷
C2H4
⑯
乙酸乙酯
乙酸
⑰
乙醇
水（少量）
题组二 物质的分离、提纯在物质制备中的应用
2．下列是制备CuO的流程图：
工业CuSO4
CuSO4溶液
CuSO4·5H2O―→……―→CuO
（1）步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。
操作是__________________。
（2）步骤Ⅱ的目的是除铁。
操作是：
滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋转化完全后，慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH＝；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。
控制溶液pH＝的原因是________________________________________________。
（3）步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。
操作是________________________________________
____________________________，过滤，水浴加热烘干。
水浴加热的特点是________________
___________________________________。
【反思归纳】
分离和提纯物质遵循的原则
（1）不引入新杂质的原则。
如果引入杂质则在后续操作中必须除杂。
（2）不损耗、不减少被提纯物质的原则。
（3）实验操作要简便易行的原则。
（4）加入试剂的顺序要合理的原则。
用化学方法除去溶液中的杂质时，要使被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过量的分离试剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
3．（2012·山东理综，30）实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：
（1）为使Mg2＋、Al3＋同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入________（填“A”或“B”），再滴加另一反应物。
（2）如右图所示，过滤操作中的一处错误是________________________________。
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是______________。
高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是________。
（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。
装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是__________________________。
F中试剂的作用是____________________。
用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为______________。
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）
用CCl4提取溴水中的Br2（）
（2）
除去乙醇中的苯酚（）
（3）
从KI和I2的固体混合物中回收I2（）
解析：
该装置无法回收气态碘且蒸发皿加热不需垫石棉网。
（4）
用图所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体（）
（5）
用图所示装置除去Cl2中含有的少量HCl（）
（6）将Mg（OH）2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀（）
（7）将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl（）
（8）受强酸或强碱腐蚀致伤时，应先用大量水冲洗，再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗，最后用水冲洗，并视情况作进一步处理（）
（9）除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶（）
2．（2012·北京理综，8）下列试验中，所选装置不合理的是（ ）
A．分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，选④B．用CCl4提取碘水中的碘，选③
C．用FeCl2溶液吸收Cl2选⑤D．粗盐提纯，选①和②
3．（2009·广东理基，24）下列除去杂质的方法正确的是（ ）
A．除去CO2中混有的CO：
用澄清石灰水洗气
B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：
加过量盐酸后，过滤、洗涤
C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：
加入过量铁粉，过滤
D．除去Cu粉中混有的CuO：
加适量稀硝酸后，过滤、洗涤
4．（2008·广东，19）碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠（纯度约98%）中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO
等杂质，提纯工艺流程如下：
已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：
回答下列问题：
（1）滤渣的主要成分为______________________________________。
（2）“趁热过滤”的原因是________________________________________________________________。
（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是________________________________（写出一种）。
（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是________________________________________。
（5）已知：
Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3（s）＋10H2O（g）ΔH1＝＋kJ·mol－1
Na2CO3·10H2O（s）===Na2CO3·H2O（s）＋9H2O（g） ΔH2＝＋kJ·mol－1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_______________________________________________。
5．[2012·江苏，19
（1）（3）]废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。
实验室利用废旧电池的铜帽（Cu、Zn总含量约为99%）回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
（1）①铜帽溶解时加入H2O2的目的是___________________________________（用化学方程式表示）。
②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。
除去H2O2的简便方法是_____________。
（3）已知pH>11时Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2－。
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为mol·L－1计算）。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3＋
Fe2＋
Zn2＋
实验中可选用的试剂：
30%H2O2、mol·L－1HNO3、mol·L－1NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：
①____________________________________________________________________；
②_____________________________________________________________________；
③过滤；
④_____________________________________________________________________；
⑤过滤、洗涤、干燥；
⑥900℃煅烧。
1．为提纯下列物质（括号内为杂质）选用的试剂和分离方法都正确的是（ ）
物质
试剂
分离方法
①
硝酸钾（氯化钠）
蒸馏水
降温结晶
②
二氧化碳（氯化氢）
饱和碳酸钠溶液
洗气
③
乙醇（水）
金属钠
蒸馏
④
NaCl溶液（Na2S）
AgCl
过滤
A.①③B．①④C．只有②D．③④
2．现有三组实验：
①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。
分离以上各混合液的正确方法依次是（ ）
A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液
3．下列溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是（ ）
A．KOH溶液和Al2（SO4）3溶液B．稀H2SO4和NaHCO3溶液
C．CaCl2溶液和Na2CO3溶液D．Ba（OH）2溶液和NaHSO4溶液
4．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（ ）
A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
5．下列说法不正确的是（ ）
A．变色硅胶干燥剂含有CoCl2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能
B．“硝基苯制备”实验中，将温度计插入水浴，但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C．“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管用蒸馏水洗净后，须经干燥或润洗后方可使用
D．除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
6．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是（ ）
A．NH3·H2OB．NaOHC．Na2CO3D．MgCO3
7．下列除去杂质的操作方法不正确的是（ ）
A．除去SiO2中的少量NH4Cl：
在空气中充分灼烧
B．除去铜器表面的铜绿[Cu2（OH）2CO3]：
用盐酸浸泡，再用清水冲洗
C．除去CO2中混有的SO2：
用NaOH溶液洗气，再干燥
D．除去苯中溶解的Br2：
加入足量NaOH溶液，充分振荡后，静置分液
8．下列分离方法不合理的是（ ）
A．用分馏的方法，可从石油中得到汽油
B．用点燃的方法除去CO2中的少量CO杂质
C．只含有泥沙的粗盐，可通过溶解、过滤、结晶的方法提纯
D．加入适量铜粉除去Cu（NO3）2溶液中的AgNO3杂质
9．以下实验装置一般不用于分离提纯物质的是（ ）
10．如图所示是实验室蒸馏石油的实验装置，实验需要收集60～150℃和150～300℃的馏分。
请回答下列问题：
（1）仪器a的规格和名称__________________，仪器b、c的名称：
b____________，c____________。
（2）实验所选温度计是错误的，正确的选择应该是_________________________________________。
（3）实验时在仪器a中加入了少量碎瓷片，其目的是____________________________________。
（4）实验时在仪器b中通入冷却水，请指明冷却水的流向__________________________________。
11．实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但实验室中只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。
现有如下设计方案：
（1）操作①可选择的主要仪器是____________、__________仪器。
（2）操作②不用硝酸钡溶液的理由是____________________________________。
（3）操作④的目的是_________________________________________________。
12．柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。
盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K＋、Mg2＋、Br－、SO
、Cl－等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br2），他们设计了如下流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作①是_________；操作②是___________；操作③是________；操作④所需要的玻璃仪器有
________________________________________。
（2）参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的________（填“热水”或“冷水”）洗涤固体_______（填“A”或“B”）。
（3）在实验室常用减压的方法进行过滤，俗称抽滤，试猜想这种过滤方法的优点是_____________。
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