專題三物質的分離和提純一、物質的分離和提純1、物質的分離是通過適當的方法，把混合物中的各種物質彼此分開，并且恢復到各種物質原來的存在狀態，分別得到；而物質的提純是通過適當的方法把混入某物質里的少量雜質除去，以便獲得相對純凈的物質，又稱。2、物質的分離和提純常用的方法方法適用范圍或原理舉例物理方法過濾法①固體與液體混合物的②可溶性固體與不溶性固體混合物的粗鹽提純結晶法蒸發①分離溶質與溶劑②除去的雜質從含有HCl的NaCl溶液中分離出固體NaCl降低溫度可溶性固體溶質溶解度受影響變化大小不同分離NaCl與KNO3的混合物化學方法化氣法與雜質反應生成而除去除去Na2SO4中的Na2CO3，可選用稀H2SO4將COeq\o\al(2－,3)轉化成CO2沉淀法將雜質轉化為過濾除去NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2，可加入適量的Ca(OH)2溶液將Ca2＋轉化成CaCO3置換法將雜質通過反應而除去除去FeSO4中的CuSO4，可加適量的NaOH，再過濾溶解法將雜質某種試劑而除去除去C粉中的CuO粉，可加適量的稀硫酸，再過濾煅燒法雜質易分解，通過將雜質除去除去CaO中的CaCO3，可高溫煅燒轉化法將雜質通過化學反應轉化為被提純的物質除去CO2中的CO，可將氣體通過灼熱的氧化銅3、物質的分離和提純注意事項（1）根據原物質和雜質的性質選擇適當的除雜劑和分離方法，所謂除雜(提純)，是指除去，同時被提純物質損失。除雜質題至少要滿足兩個條件：①加入的試劑只能與反應，不能與反應；②反應后引入新的雜質。（2）分離和提純的原則：①除去雜質的同時引入新的雜質(不增)。②操作過程中盡量不使被提純的物質(不減)。③最好能生成被提純的物質(轉化)。④提純方法應簡單易行。（3）在進行物質提純時，要首先考慮物理方法，再考慮化學方法。而且發源掌握如下四條原則：①“變廢為寶”——盡量選擇能將雜質轉化為所需物質的試劑。②不能引入雜質。③加入的除雜試劑不能將所需物質也除去。④加入的除雜試劑要，或過量，要在后續操作中繼續除去。二、氣體與氣體的分離1、氣體與氣體的分離被吸收的氣體吸收氣體的試劑O2的銅粉、鐵粉CO的氧化鐵、氧化銅CO2氫氧化鈉固體或其溶液、堿石灰固體、灼熱的炭NH3酸溶液、水HCl堿溶液、水H2O無水CaCl2、無水硫酸銅、濃硫酸、生石灰、NaOH固體、堿石灰等2、氣體與氣體的分離注意事項（1）在干燥氣體時，若氣體是SO2、CO2、HCl等氣體，則不可用、、等堿性干燥劑；若氣體是NH3等堿性氣體，則不可用等酸性干燥劑；若氣體是H2、O2等中性氣體，則既可用性干燥劑，也可用性干燥劑。（2）檢驗H2和CO時，也可以將氧化銅換成的氧化鐵，看紅棕色是否變。（3）當要同時去除去某混合氣體中的水蒸氣和其他氣體時，往往把除去水蒸氣的操作放在最后，以防氣體通過某些溶液時又會從溶液中帶出一部分。題型01物質的分離和提純典例分析【例1】用“海水曬鹽”的方法得到的粗鹽中，往往含有可溶性雜質（主要是MgCl2、CaCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），需進行分離和提純后才能用于工業生產和人們的日常生活。使用以下試劑NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀鹽酸，粗鹽提純的部分流程如圖，據圖回答問題。（1）操作a的名稱是。（2）若試劑③為NaOH溶液，則加入試劑①發生反應的化學方程式為。（3）溶液N的pH7（選填“＞”、“＝”、“＜”）。（4）沉淀E含有種物質。（5）加入過量Na2CO3目的是除去（寫化學式）。變式訓練【變式1-1】從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能用于工業生產和人們的日常生活.粗鹽提純的部分流程如下：其中，濾液一至濾液二之間需進行三步操作：操作①：加入過量的碳酸鈉溶液，除去濾液中的Ca2+操作②：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+操作③：加入過量的氯化鋇溶液，除去濾液中的加入試劑的順序不正確的為（）A．①②③ B．③①② C．③②① D．②③①【變式1-2】海水經蒸發、結晶制得的粗鹽中還含有氯化鎂、氯化鈣等雜質，必須進行分離和提純后才能用于工業生產和人們的日常生活。粗鹽提純的部分流程如圖：（1）寫出步驟③的操作名稱是。（2）步驟④中加入適量鹽酸的目的。（3）經操作a后得到的白色沉淀的成分。題型02氣體與氣體的分離典例分析【例2】現對CO2和CO的混合氣體進行間歇性分離及干燥的實驗裝置設計如圖。儀器中的A和B分別可以控制物質流入甲瓶的速率。（1）下列有關實驗的描述正確的是；①為了達到實驗目的，甲中裝置的溶液應該為澄清石灰水，乙裝置中的溶液應該為濃硫酸，丙裝置中的溶液應該為稀硫酸；②當A打開，B閉合時，可以先分離得到干燥的CO氣體，當A關閉，B打開時，可以分離得到干燥的CO2氣體；③實驗進行的過程中，甲裝置內的溶液會先變渾濁，再逐漸變澄清；④在裝置乙發生的反應為物理反應；（2）如需全部收集從混合氣體分離所得的CO2和CO，此套裝置最大的缺點是，因為。變式訓練【變式2-1】分離液態空氣法制氧氣是工業制氧氣的主要方法之一，下列有關說法正確的是（）A．有氧化反應發生 B．最先分離出的氣體是氮氣 C．液態空氣屬于純凈物 D．利用液氧和液氮的密度不同【變式2-2】用如圖所示的裝置將一定量的CO2和CO的混合氣體進行分離和干燥。圖中的a、b、c、d均為活塞，可以控制氣體的通過和液體的加入，實驗前活塞均已關閉。請選擇適宜的試劑完成上述實驗。供選用的試劑有：①稀硫酸②濃硫酸③氫氧化鈉溶液④澄清的石灰水。實驗分以下兩步進行：（1）關閉b、c，打開a、d，丙中試劑為（填數字序號）。乙裝置中的現象是。此步實驗后收集到的氣體是。（2）在甲裝置的分液漏斗中加入試劑為（填數字序號），然后，即可收集到另一種氣體。1．下列敘述中，正確的是（）A．物質冷卻時，因為分子變小所以體積變小 B．原子是構成物質的一種粒子 C．一切物質都是由分子構成，分子又由原子構成，所以分子比原子大 D．分離和提純物質的方法很多，蒸餾是其中的一種，蒸餾就是將溶解在液體中的固體分離出來的一種方法2．在101.3kPa時，將液態空氣升高溫度，三種氣體分離出的先后順序是（）氣體氮氣（N2）氬氣（Ar）氧氣（O2）沸點﹣196℃﹣186℃﹣183℃A．N2、Ar、O2 B．O2、Ar、N2 C．N2、O2、Ar D．Ar、N2、O23．古代很多詩詞蘊含了好多哲理和化學知識。下面有關詩詞對化學實驗現象或化學實驗過程分析錯誤的是（）A．“試玉要燒三日滿，辨材須待七年期”中，玉的成分是硅酸鹽，表明玉熔點高且不易分解 B．“美人首飾王侯印，盡是沙中浪底來”，淘金是一種混合物的分離和提純中過濾的方法 C．“蠟燭有心還惜別，替人垂淚到天明”，蠟燭燃燒放熱，熔點很低，使蠟燭熔化 D．“化盡素衣冬未老，石煙多似洛陽塵”，詩中的石煙是指石油燃燒產生的煙4．從海水中得到的粗鹽中往往含有可溶性雜質（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能使用。粗鹽提純的部分流程如圖。有關該流程說法錯誤的是（）A．不溶性雜質主要是泥沙 B．過濾時玻璃棒的作用是引流 C．蒸發時，當蒸發皿中出現較多固體時，停止加熱，利用蒸發皿的余熱使濾液蒸干 D．操作①②③依次加入的試劑可以為NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液5．分離和提純混合物的方法很多如：①過濾；②蒸發；③蒸餾．分離出黃泥水中的泥沙采用的是的方法（填序號，下同）；把海水中的食鹽和水分離采用的是的方法6．科學思想和方法在化學學習中經常用到。（1）分離和提純。研究物質的組成和結構時，常要對物質進行分離和提純，如分離出黃泥水中的泥沙用法。（2）模型法。如圖所示是模型法表示的水通電條件下的反應過程，請回答下列問題：①該反應的文字表達式：，其基本反應類型是；②反應中種類沒有發生改變的微粒是。7．下面是同學們熟悉的實驗操作示意圖請你根據要求回答問題。A.水的沸騰B.水的電解C.水的凈化（1）如圖所示的3個實驗，中的水發生了物理變化（填字母）。（2）B裝置中發生變化的文字表達式為，用檢驗試管2內得到的氣體，現象是，證明試管2得到的氣體是，若試管1中得到8mL的氣體，則試管2內得到mL的氣體。（3）C中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是過濾，活性炭的作用為，經過此凈水器得到的水仍然不是純水，若想得到純水可采用的方法是。（4）【反思】A.由實驗A知：化學變化與物理變化的區別宏觀層面是否產生新物質：微觀層面，。B.由實驗B知：利用化學反應可以實現物質和能量的轉化，如電解水過程中，可以將電能轉化為能。C.由實驗C知：物質分離和提純通常有兩種思路：一是將不需要的雜質分離除去，如過濾；二是將有用的物質提取出來，如。8．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能用于工業生產和人們的日常生活。（1）實驗室中除去粗鹽中難溶性雜質的主要實驗步驟有：溶解、過濾、蒸發；這三步操作中都要用到一種玻璃儀器，該儀器在蒸發操作中的作用是什么？（2）以上操作得到的氯化鈉晶體中含有少量雜質，為進一步提純晶體，進行以下操作：①寫出一個加入Na2CO2溶液時所發生反應的化學方程式；②上述流程中，若將過濾和加鹽酸的操作順序顛倒，所得精鹽產品中含哪些雜質（BaSO4不溶于水，也不溶于酸）。9．水是生命之源，也是自然資源。學習了水的相關知識后，某班級化學小組展開了系列探究。【探究一】從自然界提取純水，具體步驟如圖1：（1）經過如圖1D之后，可以獲得純水，則D操作的名稱是；（2）如圖2為凈化水過程中過濾操作的示意圖，①指出圖中明顯的錯誤：；②過濾后，小組同學發現濾液仍然渾濁，可能的原因是（答一條即可）；他們采取了補救措施，得到了澄清的液體，做法是。（3）從原水提取到純水過程中，水分子本身沒有發生變化，因此，上述實驗中屬于物理變化的步驟有（填字母序號）。【探究二】電解水小組同學將提取到的純水加入電解水裝置，接通直流電源，結果發現實驗進展緩慢，電極上幾乎沒有氣泡冒出。安琪同學查閱資料后在水中加入了少量稀硫酸，電極上迅速冒出氣泡，20分鐘后，實驗情況如圖3所示。（1）加入稀硫酸的作用是；（2）試管1收集到的氣體是，可以用的方法檢驗，檢驗時發生的反應的文字表達式是，它屬于反應（填“化合”或“分解”）。（3）電解水時的文字表達式是，上述變化中，水分子本身是否變化？。【實驗反思】（1）由探究一可知，物質分離和提純通常有兩種思路；一是：，如沉降、過濾。二是：將有用的物質提取出來，如蒸餾。（2）由探究二可知，利用化學反應可以實現物質和的轉化，如電解水過程中，可以將能轉化為儲存在物質中的化學能；同時將水轉化成，作為新型能源服務人類。（3）宏觀層面，化學變化的本質是物質種類發生改變；微觀層面，化學變化與物理變化的區別是。化學就是在原子、分子水平上研究物質及其變化規律。10．根據下列裝置回答問題．（1）儀器a的名稱為．（2）用高錳酸鉀為原料制取較純凈的氧氣可選用的裝置組合為（填字母，下同），發生裝置應作的改進是，發生反應的化學方程式為．（3）實驗室用F裝置分離H2、CO2的混合氣體．分離得到CO2的操作是：關閉活塞A，．11．科學家開采得到一種“可燃冰”樣品，取95.6克樣品放置在密閉容器內，該樣品迅速轉化為甲烷氣體（CH4）和水，將甲烷氣體分離并完全燃燒（反應的化學方程式為：CH4+2O2CO2+2H2O），得到35.2克二氧化碳，試計算：（1）35.2克二氧化碳的物質的量為。（2）根據化學方程式計算該天然氣合物樣品中甲烷的質量。（3）樣品中甲烷的質量分數。（計算結果精確到0.1%）12．水的凈化方法利用、、和等方法可以凈化水．（1）吸附：明礬可用于凈水，是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以懸浮于水中的雜質，使之從水中出來．用具有吸附作用的固體還可以吸附掉一些的雜質，除去異味．（2）沉淀：對于靜置沉淀和吸附沉淀，單一操作相對凈化程度較高的是．（3）過濾：過濾是分離不溶性和的一種方法．①過濾所需儀器漏斗、、、鐵架臺（帶鐵圈）．②過濾操作要點“一貼”：將濾紙折疊成圓錐形，用水濕潤使其緊貼在漏斗內壁上，中間不要留有氣泡．“二低”：濾紙要低于的邊緣，漏斗里的液面應低于的邊緣．“三靠”：過濾時玻璃棒的末端要輕輕靠在濾紙的一邊；盛過濾液的燒杯口要緊靠在玻璃棒的中上端，傾倒過濾液時沿玻璃棒流進過濾器；漏斗的最下端要緊貼在燒杯內壁上，以免濾液飛濺．（4）蒸餾：給液體加熱，使它變成，再使冷卻凝聚成液體，這種方法叫做蒸餾．通過蒸餾，可以利用物質的不同來分離和提純液態混合物，也可以把混在液體中的不揮發性雜質除去．13．科學興趣小組做碳還原金屬氧化物實驗后，收集到CO和CO2的混合廢氣，考慮到廢氣直接排放會污染環境，想把廢氣初步分離回收再利用，用如圖所示的裝置進行分離實驗（收集裝置略去）：（1）廣口瓶中加入的是。A．NaOH溶液B．NaCl溶液C．Ca（OH）2溶液（2）打開閥門K2通入混合氣體，首先分離得到氣體，化學方程式為。接著關閉閥門K2打開閥門K1，將分液漏斗中裝的溶液滴入廣口瓶中，從而分離出第二種氣體，化學方程式為。14．物質的鑒別、分離和提純是重要的基本實驗操作。（1）鑒別氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶液，不可選擇（填字母）。A．氯化鋇溶液B．硝酸鈉溶液C．稀硫酸（2）除去硝酸鉀溶液中混有的少量硫酸鉀，可加入適量的硝酸鋇溶液，充分反應后過濾即可。寫出反應的化學方程式：。（3）氫氧化鈉溶液露置在空氣中易變質。下列是分析已變質氫氧化鈉溶液的相關實驗，其中合理的是（填字母）。A．證明變質：取樣，滴加足量稀鹽酸，觀察是否有氣泡產生B．除去雜質：取樣，滴加氫氧化鈣溶液至恰好完全反應，過濾C．確定成分：取樣，滴加足量氯化鋇溶液，過濾，向濾液中滴加酚酞溶液，觀察顏色變化（氯化鋇溶液呈中性）15．如圖裝置可用于氣體的吸收，檢驗和分離等，請回答下列問題：（1）利用裝置A（其中液體試劑足量）可以將二氧化碳和一氧化碳的混合氣體進行分離，首先打開活塞a，緩緩通入混合氣體，廣口瓶中觀察到的現象是，發生反應的化學方程式為；此時從導管c逸出的主要氣體是，為了檢驗該氣體，將導管按c﹣d﹣e﹣f﹣g順序連接，B處觀察到的現象為，發生反應的化學的化學方程式為．（2）實驗中A和C兩處用到澄清石灰水，其中A處澄清石灰水的作用是；（3）裝置C中還應進行的操作是；一段時間后，斷開AB裝置，關閉活塞a，打開活塞b，滴加足量的稀鹽酸，此時逸出的主要氣體是．（4）現有36.5g質量分數為20%的鹽酸與一定質量的氫氧化鈣溶液恰好完全反應，生成的氯化鈣溶液中溶質的質量分數為22.2%，請計算所得氯化鈣溶液的質量．16．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質（泥沙等），必須分離和提純后才能用于工業生產和人們的日常生活．粗鹽提純的部分流程如圖：其中，濾液一至濾液二之間需進行三步操作：操作一：加入過量的碳酸鈉，除去濾液中的Ca2+；操作二：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+；操作三：加入過量的氯化鋇，除去濾液中的SO42﹣．請回答：操作中的物質X為，正確的操作順序為（填序號），為最終獲得精鹽，操作①、②和③后還需增加的操作是．17．工業上常用“分離液態空氣法”制氧氣，此方法是以空氣為原料，利用液氮與液氧沸點不同，將其分離，主要流程如圖。（1）空氣中氮氣的體積分數約為%。（2）已知氮氣沸點﹣195.8℃，氧氣沸點﹣183.9℃，液態空氣汽化首先分離出來的是。（3）“分離液態空氣法”發生的是（填“物理”或“化學”）變化。（4）下列說法不正確的是（填序號）。A.潔凈空氣是純凈物B.此方法制氧氣的原料來源廣泛C.沸點屬于物理性質D.利用此方法既可得到氧氣又可得到氮氣（5）將沸點不同的氣體分離開來，常采用液化分離法。如，控制溫度在﹣183℃時，可將空氣中N2與O2分離。根據下表中物質的沸點判斷，要將產物氨氣與氫氣、氮氣分離開來，最適宜的溫度應該控制在