1、 1 专题3 常见物质的分离、 除杂、提纯 一、知识梳理： 物质的 分离 、 除 杂和 提纯 是化学 实验 中的 一个 重要 环节。 所谓 分离 就是 用物 理或化 学的 方法 将 混合物 中的 各组 分一 一分 开。 分 离完 成后 各组 分要 保持 （ 经过 化学 反应 使混 合物的 组分 经过 转化 而 分离还 要恢 复为 ） 原 有的 物质组 成和 状态 。 除 杂和 提纯是 将混 合物 中的 某组 分用物 理或 化学 的方 法 除去而 得到 纯物 质 。 在 提 纯物质 的过 程中 除了 选择 合适的 试剂 外 ， 还 应 选择 适宜的 杂质 （ 或产 物） ， 以便于 同被 提纯
2、物进 行分 离。 现将有 关要 点归 纳如 下： 1、应 注意 几个 “不 ” 不 能“ 玉石 俱 焚” 。 即试剂 一 般与 杂质 反 应， 不与要 保 留的 物质 反 应。 但特殊 情 况下 ，所 加 试剂需 要和 保留 物质 反应 ，但最 终要 转化 成需 要保 留的物 质。 如除 去 FeCl3 溶液中 的 NaCl，可加过 量的NaOH 溶液 过 滤 洗 涤加 适量 稀盐 酸。 “不 增” 、 “ 不减” 。即 不增加 新的 杂质 ，不 减少 要保留 的物 质。 不污 染环 境。 即要 求所 选用的 除杂 方法 ，不 能产 生可污 染环 境的 物质 。 不能 “旧 貌变 新颜 ” 。
3、 即 除杂结 束前 ，要 恢复 保留 物质的 原有 状态 。 2、除 杂方 法的 几个 优化 原 则 若 同时有 多种 方法 能除 去杂质 ，要 选择 那些 简单 易行、 除杂 彻底 的方 法。 应尽 量选 择既 可除 去杂 质，又 可增 加保 留 物 质的 方法， 即“ 一举 两得 ” 。 先考 虑物 理方 法， 再用 化学方 法。 拓展延伸 一、气 体的 净化 与干 燥 1、气 体净 化的 几种 方法 吸收 法： 用吸 收剂 将杂 质气体 吸收 除去 。如 ，除 去 CO 中 混有 的少量 CO2 ， 可先用 浓 NaOH 溶 液吸 收CO2 ，再 用浓 硫酸 等 干燥剂 除去 水蒸 气。
4、 常见气 体吸 收剂 见下 表： 吸收剂 吸收的 气体 杂质 吸收剂 吸收的 气体 杂质 水 可溶性 气体 ：HCl 、NH3 等 NaOH 固体 CO2 、HCl 、H20 无水CuSO4 H2O 碱石灰 CO2 、HCl 、H20 灼热的 铜网 O2 NaOH 溶液 CO2 、HCl 灼热的 CuO H2 、CO 浓硫酸 H20 2 转化 法： 通过 化学 反应 ，将杂 质气 体转 化为 所要 得到的 气体 。如 ，除 去 CO2 中的少量 CO，可 将混合 气体 通过 足量 的灼 热 CuO ，CO + CuO Cu + CO2 。 2、气 体的 干燥 气 体的干 燥是通 过干燥剂来 实
5、现的 ，选择 干燥要根据 气体的 性质， 一般原 则是 ： 酸 性干 燥剂 不能 用 来干燥 碱性 气体 ， 碱性 干 燥剂不 能用 来干 燥酸 性气 体， 干燥装 置由 干燥 剂状 态决 定。 常见 的干 燥剂 干燥剂 可干燥 气体 不可干 燥气 体 干燥 装置 名称或 化学 式 酸碱性 状态 浓H2SO4 酸性 液态 H2 、N2 、O2 、CO2 、 HCl、CH4 、CO 等 NH3 A 固体NaOH 生石 灰 碱性 固态 H2 、O2 、N2 、CH4 、 CO、NH3 等 CO2 、SO2 、HCl B 或 C 无水CaCl 中性 固态 除NH3 外 所有 气体 NH3 B 或 C
6、 常用 干燥 装置 如下 ： 注 意 ：选 择吸 收 装置 时，要 注 意进 、出 气 体导 管的连 接 方法 ，若 用 “洗 气瓶 ” ， 要 注意 “长 进 短出” ， 若用 干燥 管要注 意 “大 进小 出” 。先 除去 气体 中含有 的其 他杂 质 ，干 燥 除去水 蒸气 的操 作放 在最后 。 二、物 质的 分离 和提 纯 分离和提纯的主要方 法 方法 适用范 围或 原理 举例 物 理 方法 过滤法 固体 与液 体混 合物 的分 离 可溶性固体与不溶性固体混 合 物的分 离 粗盐的 提纯 结 晶 蒸发 分离 溶质 与溶 剂 除去 易挥 发的 杂质 从含 有HCl 的NaCl 溶液 中
7、 分离出 固 体NaCl 3 法 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 续表 方法 适用范 围或 原理 举例 化 学 方 法 气化 法 与杂质 反应 生成 气体 而除 去 除 Na2SO4 中 Na2CO3 ，可 加适 量稀H2SO4 ： Na2CO3+ H2SO4 Na2SO4+ CO2 + H2O 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 ： Na2SO4+ BaCl2=BaSO4 +2NaCl 置换 法 将杂质 通过 置换 反应 而除 去 除Fe SO
8、4 中的 Cu SO4 ， 可 加过量 的铁 粉， 再过滤 ：CuSO4+Fe=Cu+Fe SO4 溶解 法 将杂质 溶于 某种 试剂 而除 去 除C 粉中的 CuO 粉， 可加 适量稀 硫酸 ，再 过滤：CuO+ H2SO4=CuSO4+ H2O 加热 法 杂质受 热易 分解， 通过 加热 将 杂质除 去 除 CaO 中的 CaCO3 可 加 热 ： CaCO3高 温 CaO+ CO2 转化 法 将杂质通过化学反应转化为 主要成 分 除 CO2 中的 CO ，可 将气 体 通过灼 热 CuO ：CO+CuO Cu+CO2 当然 ，实 际分 离与 提纯 还 会有一 些其 他方 法 ，在 实 际
9、解题 时要 因题 而解 ， 也 可以综 合而 灵活 地 运用几 种方 法。 二、题型、方法归纳 ： 本单元 复习 物质 的分 离、 除杂和 提纯 是化 学实 验中 的一个 重要 环节 。 所 谓分 离就是 用物 理或 化 学的方 法将 混合 物中 的各 组分一 一分 开。 分离 完成 后各组 分要 保持 （经 过化 学反应 使混 合物 的组 分 经过转 化而 分离 还要 恢复 为） 原 有的 物质 组成 和状 态。 除 杂和 提纯 是将 混合 物中的 某组 分用 物理 或 化学的 方法 除去 而得 到纯 物质。 在提 纯物 质的 过程 中除了 选择 合适 的试 剂外 ， 还应 选择 适宜 的杂
10、 质 （或产 物） ，以 便于 同被 提 纯物进 行分 离。 主要 题型 有选择 题、 实验 探究 题较 多。 三、典例精讲： 1. 除去 NaCl 溶液 中的杂 质 Ba(OH)2 ，若 只准 加入 一 种试剂 ，则 这种 试剂 是_ 。 【分析 】 除去 杂质 的方 法 有多种 ， 原则 是不 引入 新 的杂质 ， 对所 提纯 的物 质 不能改 变 ，把 杂质 转化成 所需 要的 物质 ， 便 于分离 。 如将 杂质 被溶 液 吸收 ；将 杂质 转化 为气 体 或沉淀 ； 将不 溶的 杂质 转为可 溶物 等。 根据 题目 要求， 除 去 Ba(OH)2 ，可 以 加入带 有 SO4 2-
11、的 试剂 ，如 Na2SO4 、CuSO4 、H2SO4 等，它 们都 能与 Ba(OH)2 反应生 成 BaSO4 沉淀 。但 是，如 果选 用 Na2SO4 溶液，除了生成 BaSO4 ，同时 4 还有 NaOH 产 生，NaOH 是 能溶于 水的 ，无 法 与 NaCl 分开。 等于 除 去 Ba(OH)2 的同时又引进了新的杂 质 NaOH 。 如果 选用 CuSO4 溶液， 则生成 BaSO4 和 Cu(OH)2 两种 沉淀 ，再 经过 过 滤，即 可 得 到 较 纯 的 NaCl 。 当然 加 入 Fe2(SO4)3 溶液也 可除 去杂 质 Ba(OH)2 。若选 用 H2SO4
12、，则生成 BaSO4 和水，也可除去 杂质Ba(OH)2 。 【答案 】 CuSO4 或Fe2(SO4)3 或H2SO4 2. 除掉 氯化钠 溶液 中混 有 的少量 碳酸 钠， 应选 用适 量 的试 剂是 （ ） A. 稀硫 酸 B. 硝酸银 C.澄 清石 灰水 D.稀盐 酸 【分析 】本 题除 去杂 质碳 酸钠， 可考 虑加 入酸 溶液 与碳酸 钠发 生复 分解 反应 ，把杂 质变 成 CO2 气体逸 出。 但要 注意 加入 的酸只 能是 盐酸 ，否 则又 会产生 新的 钠盐 杂质 。 【答案 】 D 3. 分离 NaCl 、FeCl3 和 BaSO4 的混合 物， 应选 用的 一 组试剂
13、是（ ） A. H2O 、AgNO3 、HNO3 B. H2O 、NaOH 、HNO3 C. H2O 、NaOH 、HCl D. H2O 、KOH 、HNO3 【分析 】此 题中 ，因 NaCl 、FeCl3 均 溶于 水，BaSO4 难溶于 水， 所以 先用 水溶 解，利 用溶 解 性 差异过 滤分 离， 然后 用 NaOH 溶 液与 滤液 反应 ，NaCl 未变化 ，FeCl3 被 转化 为 Fe(OH)3 ， 通 过 过 滤 分别得 到滤 液和 沉淀 ， 将 滤 液蒸发 结晶 可得 纯净 的NaCl ， 将沉 淀 与HCl 溶 液反 应， 可使转 化 为Fe(OH)3 的FeCl3 得以
14、 复原 。在 分离 操作中 同样 要遵 循不 能引 入新杂 质的 原则 ，所 以 选C。 【答案 】C 4. 为 了除 去粗 盐中 的 CaCl2 、MgSO4 及 泥沙， 可将 粗盐 溶于水 ， 然 后进行 下 列5 项操作 ： 过滤； 加过 量 的NaOH 溶 液 ； 加适量 盐酸 ； 加 过量Na2CO3 溶液 ； 加过 量 的BaCl2 溶液。 正确 的操 作 顺序是 （ ） A. B. C. D. 【分析 】 除 去多 种杂 质时 ， 要考 虑加 入试 剂的 顺序 ， 为了 保证 将杂 质除 尽， 所加试 剂必 须过 量， 因此为 了不 引进 新杂 质， 后面加 入的 试剂 要能 除
15、去 前面加 入的 试剂 。本 题加 入试剂 及顺 序是 ：a 加 过量 的BaCl2 溶液 ，除 去 SO4 2 ；b 加过 量 的NaOH 溶 液，除 去 Mg 2+ ；c 加 过量 的Na2CO3 溶液 除去Ba 2+ 、 Ca 2+ ；d 过滤 ， 除 去生 成的 沉淀 （CaCO3 、BaCO3 、Mg(OH)2 和泥 沙） ；e 加 适量 的盐 酸， 除 去过 量的CO3 2 和 OH ，由 于b 和a 顺序 互换， 不影 响除 杂目 的， 所以前 两步 操作 顺序 可颠 倒。 【答案 】C 、D。 5. 某课 外活 动小 组通 过 Internet 网 上资 料得 知： 废 弃的定
16、 影液 中含 有一 定量 的 AgNO3 他们 从 摄影店 收集 到一 些废 弃的 定影液 ， 准备 将其 中的 银 以单质 的形 式全 部回 收 于是 ，他 们进 行了 以下 的实验 活动 ： 5 【设计 方案 】 向定 影液 中加 入比 银活 泼的金 属单 质 除去 金属 混合 物中 的杂 质，得 到较 纯的 银单 质 【小组 讨论 】 选择 加入 的金 属 甲同学 认为 ：向 定影 液中 加入过 量的 铜粉 ，则 得到 的金属 混合 物含 有银 和铜 ； 乙同学 认为 ：向 定影 液中 加入过 量的 铁粉 ，则 得到 的金属 混合 物含 有银 和铁 你认为 哪位 同学 的方 案更 合理并
17、 说明 理由 ？答 ：_ 同 学们 最终 选择 了合 理的方 案 ，该 方 案反应 的化 学方 程 式为_ 除去 银粉 中混 有的 金属 ：应向 金属 混合 物中 加入 的试剂 是_ 【进行 试验 】过 程如 图： 请问： 溶 液B 中 溶质 的化 学式为_ 【产品 证明 】请 你设 计一 个简单 方法 验证 得到 的银 中是否 含有 加入 的过 量金 属_ 【解析 】 小组 讨论 ： 铜 、 铁 皆可 置换 出银 ， 但 铜 、 银 都不 与酸 反应 ， 而 铁 可与酸 反应 生成 盐 和氢气 ，且 铜比 铁的 单价 要高， 故乙 同学 方案 合理 化 学方 程式 为： Fe+2AgNO3=
18、2Ag+Fe （NO3 ）2 铁可 与酸 反应 生成 可溶 亚铁盐 和氢 气， 而银 不与 酸发生 反应 ，因 此选 择稀 盐酸 进行试 验： 铁与 硝酸 银反 应生成 银和 硝酸 亚铁 ，得 到的金 属混 合物 为银 和铁 ，加入 过量 盐 酸 ， 铁与盐 酸反 应生 成氯 化亚 铁和氢 气， 因此 溶 液B 中 含有剩 余的 盐酸 和 氯 化亚 铁 产品说 明 ：由 于铁 粉能 被 磁铁吸 引 ，可 选用 磁铁 进 行检验 ； 或铁 能与 酸反 应 产生氢 气 ，向 金属 粉末中 滴加 稀 盐酸， 观察 是否有 有气 泡进 行检 验； 【答案 】 ： 小组 讨论 ： 乙 Fe+2AgNO3=2Ag+Fe （NO3 ）2 稀盐 酸 进行试 验：HCl 、FeCl2 产品说 明 ：用 磁铁 接触 ， 观察银 粉能 否被 吸引 （ 或 取少量 银粉 加入 稀盐 酸 ， 看有无 气泡 放出 ） 。
