資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第9講 物質的分離和提純
1.掌握常見物質分離和提純的方法。
2.能綜合運用物質的不同性質對常見的物質進行分離和提純。
考點一 物質分離、提純的常用物理方法及裝置
1．分離、提純的含義
2．混合物分離、提純常用物理方法
(1)圖①裝置名稱：過濾
適用范圍：固液分離
(2)圖②裝置名稱：蒸發(fā)結晶
適用范圍：固液分離(固體溶于液體)
注意事項
(3)圖③裝置名稱：分液
適用范圍
注意事項
(4)圖④裝置名稱：蒸餾
適用范圍：分離沸點相差較大的液體混合物
注意事項
(5)圖⑤裝置名稱：升華
適用范圍：某種組分易升華的混合物，利用物質升華的性質在加熱條件下分離的方法。
1. 下列關于過濾操作的說法中,錯誤的是(　　)
A.玻璃棒下端要靠在三層濾紙?zhí)?br/>B.濾紙邊緣低于漏斗邊緣,多余部分要剪去,并用水潤濕貼緊,不留氣泡
C.過濾時將液體沿玻璃棒注入過濾器,并使液面高于濾紙邊緣
D.漏斗下端緊靠燒杯內壁
【答案】:C
【解析】:過濾操作的基本要領“一貼、二低、三靠”是判斷依據(jù)。
2. 如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水,利用你所學的知識,最簡便的分離方法是(　　)
【答案】:B
【解析】:花生油不溶于水,分離兩種互不相溶的液體,可用分液法。
3.選擇下列實驗方法分離物質,將分離方法的序號填在橫線上。
A.萃取分液法　B.分液法　C.蒸餾法　D.過濾法
(1)　　　　分離飽和食鹽水與沙子的混合物。
(2)　　　　分離水和汽油的混合物。
(3)　　　　從碘的水溶液里提取碘。
【答案】:(1)D　(2)B　(3)A和C
【解析】:分離方法的選擇依據(jù)是混合物的性質,例如:沸點、溶解度、物質的狀態(tài)等,難溶固體和液體的分離法是過濾,兩種互不相溶的液體分離法是分液。相互溶解的液體并且沸點差別大的液體分離法是蒸餾。
考點二 物質分離、提純的化學方法
1．常見的化學提純方法
方法 原理 舉例
洗氣法 將氣體混合物通過洗氣裝置而除去雜質氣體 讓混合氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去Cl2中的少量HCl
沉淀法 將雜質離子轉化為沉淀 Cl－、SO、CO及能形成弱堿的金屬陽離子
氣化法 將雜質離子轉化為氣體 CO、HCO、SO、HSO、NH等
熱分解法 用加熱法除去固體混合物中易分解的物質 除去NaCl中的NH4Cl
酸堿溶解法 利用酸或堿將雜質溶解除去 用鹽酸除去SiO2中的CaCO3
氧化還原法 利用氧化還原反應除去雜質 用酸性KMnO4溶液除去CO2中SO2
水解法 利用水解反應除去雜質 可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3
電解法 利用電解原理分離和提純物質 電解精煉銅，將含雜質的粗銅作陽極、精銅作陰極，電解液為含銅離子的溶液
2．除雜“四原則”
(1)不增，不得引入新雜質。
(2)不減，盡量不減少被提純和分離的物質。
(3)易分，應使被提純或分離的物質與其他物質易分離。
(4)易復原，被提純物質轉化后要易被復原。
3．除雜操作“四注意”
(1)除雜試劑要過量。
(2)過量試劑需除去。
(3)選擇的途徑要最佳。
(4)除去多種雜質時要考慮加入試劑的先后順序。
1.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-和泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進行下列五項操作,正確的操作順序是(　　)
①過濾　②加過量NaOH溶液　③加適量鹽酸　④加過量Na2CO3溶液　⑤加過量BaCl2溶液
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
【答案】D
【解析】首先要明確除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可分別加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液,且三種溶液均過量,才能使雜質離子分別變成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀,過量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去,故要先加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液,才能保證不引入新雜質Ba2+,而多余的NaOH和Na2CO3只需要在過濾后再加入鹽酸即可,至于NaOH溶液的加入順序,只要在過濾前加入就可除去Mg2+,故D項正確。
2．下列氣體中，可用如圖所示裝置干燥、收集及處理尾氣的氣體是 (　　)
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①H2　②HCl　③NH3　④Cl2　⑤SO2　⑥H2S　⑦NO
A．①② B．③④
C．②⑤ D．⑥⑦
【答案】C
【解析】干燥劑是濃硫酸，不能干燥具有較強還原性的氣體和堿性氣體，故H2S、NH3不能用濃H2SO4干燥；氣體收集采用的是向上排空氣法，H2不能用向上排空氣法收集；NO易與空氣中氧氣反應，不能用排空氣法收集；HCl、Cl2、SO2不與濃硫酸反應，且密度比空氣大，HCl、SO2在水中溶解度較大，應該用防倒吸裝置進行尾氣處理，氯氣需要用NaOH溶液吸收，所以可用圖中所示裝置干燥、收集及尾氣處理的氣體為HCl和SO2，故C正確。
3．利用如圖裝置可以進行實驗并能達到實驗目的的是 (　　)
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選項 實驗目的 X中試劑 Y中試劑
A 用MnO2和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2 飽和食鹽水 濃硫酸
B 用Cu與稀硝酸制取并收集純凈干燥的NO 水 濃硫酸
C 用CaO與濃氨水制取并收集純凈干燥的NH3 NaOH溶液 堿石灰
D CaCO3和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的CO2 飽和NaHCO3溶液 濃硫酸
【答案】D
【解析】用MnO2和濃鹽酸制取Cl2需要加熱，故A錯誤；由于NO易被空氣中的氧氣氧化，所以不能使用排空氣法收集NO，故B錯誤；堿石灰呈固態(tài)，不能使用Y裝置盛放堿石灰，且NH3密度比空氣小，集氣瓶的導氣管應“長進短出”，故C錯誤；CaCO3和稀鹽酸制取的CO2含有HCl和水蒸氣，飽和NaHCO3溶液可以除去HCl，濃硫酸可以干燥CO2，所以可以制取并收集純凈干燥的CO2，故D正確。
考點三 沉淀分離操作
在高考綜合實驗題中，沉淀物的洗滌是命題熱點，主要關注以下幾個問題：
1．洗滌沉淀的目的
(1)若濾渣是所需的物質，洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質，得到更純凈的沉淀物。
(2)若濾液是所需的物質，洗滌的目的是洗滌過濾所得到的濾渣，把有用的物質如目標產物盡可能洗出來。
2．常用洗滌劑
(1)蒸餾水：主要適用于除去沉淀吸附的可溶性雜質。
(2)冷水：除去沉淀中的可溶性雜質，降低沉淀在水中的溶解度而減少沉淀損失。
(3)沉淀的飽和溶液：減小沉淀的溶解。
(4)有機溶劑(酒精、丙酮等)：適用于易溶于水的固體，既減少了固體溶解，又利用有機溶劑的揮發(fā)性，除去固體表面的水分，產品易干燥。
3．沉淀洗滌的答題規(guī)范
答題模板：
注洗滌液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗滌液)

標準(使洗滌液完全浸沒沉淀或晶體)

重復(待洗滌液流盡后，重復操作2～3次)
4．沉淀是否洗凈的答題規(guī)范
答題模板：
取樣(取少量最后一次洗滌液于一潔凈的試管中)

加試劑[加入××試劑(必要時加熱，如檢驗NH)]

現(xiàn)象(不產生××沉淀、溶液不變××色或不產生××氣體)

結論(說明沉淀已經洗滌干凈)
1．某白色粉末由兩種物質組成，為鑒別其成分進行如下實驗：①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解；再加入足量稀鹽酸，有氣泡產生，固體全部溶解；②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產生，振蕩后仍有固體存在。該白色粉末可能為 (　　)
A．NaHCO3、Al(OH)3　　 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
【答案】C　
【解析】　A項，樣品加入水NaHCO3溶解，再加入稀鹽酸Al(OH)3溶解，HCl與NaHCO3反應放出氣體，但樣品中加入稀硫酸，不會出現(xiàn)固體，A項錯誤；B項，樣品中加入水NaHCO3溶解，再加入稀鹽酸AgCl不溶解，B項錯誤；C項，樣品加入水Na2SO3溶解，再加入稀鹽酸BaCO3溶解，產生氣體，而加入稀硫酸產生CO2和SO2的混合氣體，且生成BaSO4沉淀，C項正確；D項，樣品加水均溶解，D項錯誤。
2．某溶液中只可能含有Fe2＋、Al3＋、NH、CO、AlO、SO、Cl－中的若干種(忽略水的電離)，離子濃度均為0.2 mol·L－1，現(xiàn)取該溶液加入稀硫酸后得強酸性X溶液，過程中無明顯現(xiàn)象，取X溶液進行以下實驗：
①X溶液中滴加Ba(NO3)2溶液至過量會產生白色沉淀A、無色氣體A，氣體A遇空氣變成紅棕色；過濾，獲得溶液A；
②在溶液A中加入過量的NaOH溶液，微熱，產生氣體、沉淀B，過濾獲得溶液B；
③在溶液B中通入適量CO2，氣體有沉淀C產生。則下列說法法中正確的是 (　)
A．原溶液中存在Fe2＋、NH、AlO、SO
B．無法確定原溶液中是否含有Cl－、Al3＋
C．溶液A中存在的陽離子有Ba2＋、Fe3＋、NH、H＋
D．無法確定沉淀C的成分
【答案】C　
【解析】向原溶液中滴加稀硫酸的過程中無明顯現(xiàn)象，說明不存在CO、AlO、SO；由實驗①可知，白色沉淀A是BaSO4，氣體A是NO，說明原溶液中含有還原性離子，故一定含有Fe2＋，該過程的反應的離子方程式為3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO ↑＋2H2O，Ba2＋＋SO===BaSO4↓，則溶液A中含有Fe3＋、Ba2＋等；由實驗②可知，原溶液中有NH，產生的氣體是NH3，沉淀B是Fe(OH)3，溶液B中含Ba2＋、Na＋、OH－等；由實驗③可知，沉淀C可能為BaCO3或Al(OH)3或二者都有。綜上，原溶液中一定含有Fe2＋、NH，一定不含CO、AlO、SO。由于離子濃度均為0.2 mol·L－1，根據(jù)電荷守恒可知，溶液中一定還含有SO和Cl－，不含Al3＋，則實驗③中沉淀C是BaCO3。根據(jù)以上分析，對照各選項可知只有C項正確。
3．過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：
(一)碳酸鈣的制備
(1)步驟①加入氨水的目的是________。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________。
(2)右圖是某學生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是______(填標號)。
a．漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁
b．玻璃棒用作引流
c．將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁
d．濾紙邊緣高出漏斗
e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度
(二)過氧化鈣的制備
CaCO3濾液 白色結晶
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈____性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是________________。
(4)步驟③中反應的化學方程式為________，該反應需要在冰浴下進行，原因是________________。
(5)將過濾得到的白色結晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是____________。
(6)制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應，過濾后可得到過氧化鈣產品。該工藝方法的優(yōu)點是________，產品的缺點是________。
【答案】(1)調節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀　過濾分離　(2)ade　(3)酸　除去溶液中溶解的CO2
(4)CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O　溫度過高時過氧化氫分解
(5)去除結晶表面水分
(6)工藝簡單、操作簡單　純度較低
【解析】(1)反應中鹽酸過量，且溶液中含有鐵離子，因此步驟①加入氨水的目的是中和多余的鹽酸，沉淀鐵離子；小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于過濾。
(2)a.過濾時漏斗末端頸尖應該緊靠燒杯內壁，a錯誤；b.玻璃棒用作引流，b正確；c.將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁，防止有氣泡，c正確，d.濾紙邊緣應該低于漏斗，d錯誤；e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動容易弄碎濾紙，e錯誤，答案選ade。
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，溶液中有二氧化碳生成，因此溶液呈酸性。溶液含有二氧化碳，而過氧化鈣能與酸反應，因此將溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2。
(4)根據(jù)原子守恒可知反應中還有氯化銨和水生成，則步驟③中反應的化學方程式為CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O；雙氧水不穩(wěn)定，受熱易分解，因此該反應需要在冰浴下進行的原因是防止過氧化氫分解。
(5)過氧化鈣在乙醇中的溶解度小，使用乙醇洗滌的目的是去除結晶表面的水分。
(6)制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應，過濾后可得到過氧化鈣產品。該工藝方法的優(yōu)點是原料來源豐富、操作簡單，產品的缺點是得到產品的純度較低。
任務目標
必備知識
要點突破
必備知識
要點突破
必備知識
要點突破
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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第9講 物質的分離和提純
1.掌握常見物質分離和提純的方法。
2.能綜合運用物質的不同性質對常見的物質進行分離和提純。
考點一 物質分離、提純的常用物理方法及裝置
1．分離、提純的含義
2．混合物分離、提純常用物理方法
(1)圖①裝置名稱：過濾
適用范圍：固液分離
(2)圖②裝置名稱：蒸發(fā)結晶
適用范圍：固液分離(固體溶于液體)
注意事項
(3)圖③裝置名稱：分液
適用范圍
注意事項
(4)圖④裝置名稱：蒸餾
適用范圍：分離沸點相差較大的液體混合物
注意事項
(5)圖⑤裝置名稱：升華
適用范圍：某種組分易升華的混合物，利用物質升華的性質在加熱條件下分離的方法。
1. 下列關于過濾操作的說法中,錯誤的是(　　)
A.玻璃棒下端要靠在三層濾紙?zhí)?br/>B.濾紙邊緣低于漏斗邊緣,多余部分要剪去,并用水潤濕貼緊,不留氣泡
C.過濾時將液體沿玻璃棒注入過濾器,并使液面高于濾紙邊緣
D.漏斗下端緊靠燒杯內壁
2. 如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水,利用你所學的知識,最簡便的分離方法是(　　)
3.選擇下列實驗方法分離物質,將分離方法的序號填在橫線上。
A.萃取分液法　B.分液法　C.蒸餾法　D.過濾法
(1)　　　　分離飽和食鹽水與沙子的混合物。
(2)　　　　分離水和汽油的混合物。
(3)　　　　從碘的水溶液里提取碘。
考點二 物質分離、提純的化學方法
1．常見的化學提純方法
方法 原理 舉例
洗氣法 將氣體混合物通過洗氣裝置而除去雜質氣體 讓混合氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去Cl2中的少量HCl
沉淀法 將雜質離子轉化為沉淀 Cl－、SO、CO及能形成弱堿的金屬陽離子
氣化法 將雜質離子轉化為氣體 CO、HCO、SO、HSO、NH等
熱分解法 用加熱法除去固體混合物中易分解的物質 除去NaCl中的NH4Cl
酸堿溶解法 利用酸或堿將雜質溶解除去 用鹽酸除去SiO2中的CaCO3
氧化還原法 利用氧化還原反應除去雜質 用酸性KMnO4溶液除去CO2中SO2
水解法 利用水解反應除去雜質 可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3
電解法 利用電解原理分離和提純物質 電解精煉銅，將含雜質的粗銅作陽極、精銅作陰極，電解液為含銅離子的溶液
2．除雜“四原則”
(1)不增，不得引入新雜質。
(2)不減，盡量不減少被提純和分離的物質。
(3)易分，應使被提純或分離的物質與其他物質易分離。
(4)易復原，被提純物質轉化后要易被復原。
3．除雜操作“四注意”
(1)除雜試劑要過量。
(2)過量試劑需除去。
(3)選擇的途徑要最佳。
(4)除去多種雜質時要考慮加入試劑的先后順序。
1.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-和泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進行下列五項操作,正確的操作順序是(　　)
①過濾　②加過量NaOH溶液　③加適量鹽酸　④加過量Na2CO3溶液　⑤加過量BaCl2溶液
A.①④②⑤③ B.④①②⑤③ C.②④⑤①③ D.⑤②④①③
2．下列氣體中，可用如圖所示裝置干燥、收集及處理尾氣的氣體是 (　　)
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①H2　②HCl　③NH3　④Cl2　⑤SO2　⑥H2S　⑦NO
A．①② B．③④
C．②⑤ D．⑥⑦
3．利用如圖裝置可以進行實驗并能達到實驗目的的是 (　　)
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選項 實驗目的 X中試劑 Y中試劑
A 用MnO2和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2 飽和食鹽水 濃硫酸
B 用Cu與稀硝酸制取并收集純凈干燥的NO 水 濃硫酸
C 用CaO與濃氨水制取并收集純凈干燥的NH3 NaOH溶液 堿石灰
D CaCO3和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的CO2 飽和NaHCO3溶液 濃硫酸
考點三 沉淀分離操作
在高考綜合實驗題中，沉淀物的洗滌是命題熱點，主要關注以下幾個問題：
1．洗滌沉淀的目的
(1)若濾渣是所需的物質，洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質，得到更純凈的沉淀物。
(2)若濾液是所需的物質，洗滌的目的是洗滌過濾所得到的濾渣，把有用的物質如目標產物盡可能洗出來。
2．常用洗滌劑
(1)蒸餾水：主要適用于除去沉淀吸附的可溶性雜質。
(2)冷水：除去沉淀中的可溶性雜質，降低沉淀在水中的溶解度而減少沉淀損失。
(3)沉淀的飽和溶液：減小沉淀的溶解。
(4)有機溶劑(酒精、丙酮等)：適用于易溶于水的固體，既減少了固體溶解，又利用有機溶劑的揮發(fā)性，除去固體表面的水分，產品易干燥。
3．沉淀洗滌的答題規(guī)范
答題模板：
注洗滌液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗滌液)

標準(使洗滌液完全浸沒沉淀或晶體)

重復(待洗滌液流盡后，重復操作2～3次)
4．沉淀是否洗凈的答題規(guī)范
答題模板：
取樣(取少量最后一次洗滌液于一潔凈的試管中)

加試劑[加入××試劑(必要時加熱，如檢驗NH)]

現(xiàn)象(不產生××沉淀、溶液不變××色或不產生××氣體)

結論(說明沉淀已經洗滌干凈)
1．某白色粉末由兩種物質組成，為鑒別其成分進行如下實驗：①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解；再加入足量稀鹽酸，有氣泡產生，固體全部溶解；②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產生，振蕩后仍有固體存在。該白色粉末可能為 (　　)
A．NaHCO3、Al(OH)3　　 B．AgCl、NaHCO3
C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4
2．某溶液中只可能含有Fe2＋、Al3＋、NH、CO、AlO、SO、Cl－中的若干種(忽略水的電離)，離子濃度均為0.2 mol·L－1，現(xiàn)取該溶液加入稀硫酸后得強酸性X溶液，過程中無明顯現(xiàn)象，取X溶液進行以下實驗：
①X溶液中滴加Ba(NO3)2溶液至過量會產生白色沉淀A、無色氣體A，氣體A遇空氣變成紅棕色；過濾，獲得溶液A；
②在溶液A中加入過量的NaOH溶液，微熱，產生氣體、沉淀B，過濾獲得溶液B；
③在溶液B中通入適量CO2，氣體有沉淀C產生。則下列說法法中正確的是 (　)
A．原溶液中存在Fe2＋、NH、AlO、SO
B．無法確定原溶液中是否含有Cl－、Al3＋
C．溶液A中存在的陽離子有Ba2＋、Fe3＋、NH、H＋
D．無法確定沉淀C的成分
3．過氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實驗方法。回答下列問題：
(一)碳酸鈣的制備
(1)步驟①加入氨水的目的是________。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長大，有利于________。
(2)右圖是某學生的過濾操作示意圖，其操作不規(guī)范的是______(填標號)。
a．漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁
b．玻璃棒用作引流
c．將濾紙濕潤，使其緊貼漏斗壁
d．濾紙邊緣高出漏斗
e．用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動以加快過濾速度
(二)過氧化鈣的制備
CaCO3濾液 白色結晶
(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時溶液呈____性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是________________。
(4)步驟③中反應的化學方程式為________，該反應需要在冰浴下進行，原因是________________。
(5)將過濾得到的白色結晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是____________。
(6)制備過氧化鈣的另一種方法是：將石灰石煅燒后，直接加入雙氧水反應，過濾后可得到過氧化鈣產品。該工藝方法的優(yōu)點是________，產品的缺點是________。
任務目標
必備知識
要點突破
必備知識
要點突破
必備知識
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