物质的分离、除杂和提纯(教案).doc

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物质的分离、除杂和提纯

北重一中卜丽玲

【知识疏理】

一、物质的分离和提纯原理

不增不减、易分

二、物质的分离和提纯方法

（一）、常用的物理方法：

利用物质物理性质的不同，采用相应的分离方法。

1.过滤法：

当可溶性物质混入不溶性物质或不溶性物质中混有可溶性物质时，用此法。

如：

食盐中混有泥沙，可按如下步骤：

①先将混合物溶于水。

②过滤。

③将滤液蒸发得NaCl。

2.结晶法：

当两种物质都可溶，但溶解度随温度变化差异较大时，用此法。

如：

KNO3中混入NaCl，可按如下步骤：

①溶于水加热，把混合物制成高温下的饱和溶液。

②降温结晶。

③过滤。

3.升华法：

当易升华物质与其他物质相混合时，可用此法。

如：

碘单质中混有砂子，其操作是：

①加热使碘升华，收集碘蒸气。

②冷凝，得单质碘。

4.特殊性质法：

利用混合物中某些物质的特性进行物质分离。

如：

Cu粉中混有Fe粉，可用磁铁吸出铁粉。

（二）、常用的化学方法：

化学方法是利用两种物质化学性质的差异，选用合适的试剂，进行化学反应，然后再用物理方法分离。

（关键是转变物质的状态）

1.沉淀法：

即加入一种试剂和杂质反应生成沉淀经过滤而除去。

如：

HNO3中混有H2SO4，可加入适量的Ba（NO3）2溶液：

2.化气法：

即加入一种试剂和杂质反应，使其生成气体而除去。

如一般某盐中混有少量碳酸盐、碳酸氢盐等常用此法除去。

如NaCl溶液中混有Na2CO3，可加入适量的稀盐酸：

3.置换法：

即在某盐溶液中加入某金属，把盐溶液中的金属置换出来，从而把杂质除去。

如溶液中混有，可加入过量的锌：

4.转化法：

即通过某种方法，把杂质转化为被提纯的物质。

如CO2气体中混有少量的CO，可将混合气体通过盛有足量灼热的CuO的试管：

5.加热法：

即通过加热的方法使杂质转化为气体或使杂质分解变成气体而除去。

如CuO中混有少量的木炭粉，可把混合物放在氧气流中加热，使C转化为CO2气体而除去：

6.吸收法：

即把混合气体通过某溶液，使其中杂质被吸收。

如CO中混有少量CO2，可将混合气体通入足量的NaOH溶液，CO2被吸收而除去：

7.溶解法：

即往混合物中加入某种溶液将杂质溶解而除去。

如Cu里混有少量CuO，可往其中加入足量稀硫酸（或盐酸）CuO溶解过滤而除去：

三、物质的分离与提纯原则

1、对于物质的提纯和分离，不论用何种方法都应遵循以下原则：

①不增：

即在除掉杂质时不增加新杂质。

②不减：

即被提纯的物质不能减少或改变。

③易分：

即操作简便易行，杂质易分离除去，即反应后的生成物必须容易分离（最好是转化为沉淀或气体）。

④最佳：

即最好在除去杂质的同时能增加被提纯物质的量。

④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。

2、除杂方法的几个优化原则

（1）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。

（2）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”。

（3）先考虑物理方法，再用化学方法。

四、物质的分离与提纯中的特殊思路

有时只掌握常规解题思路，还不能解决实际问题，为此，我们必须熟悉以下四种特殊思路。

1.巧改对象。

一般除杂试题中，直接加试剂除去杂质，但有时可先除去被提纯物质，再另加试剂转化为被提纯物质。

如除去氯化铜溶液中少量的KCl：

向混合溶液中滴加适量的氢氧化钾溶液，过滤后，再向滤渣氢氧化铜中加入适量的稀盐酸。

2.巧用离子顺序。

如用多种试剂逐一除去多种杂质，我们可以运用离子的性质，快捷地确定除杂的顺序。

如要除去NaNO3溶液中含有的AgNO3、Cu（NO3）2、Ba（NO3）2三种杂质，现提供三种试剂：

NaOH、NaCl和Na2CO3，要求每加一种试剂从溶液中沉淀出一种化合物，则所加试剂的顺序应是NaCl、NaOH、Na2CO3。

3.巧用过量。

有些除杂试题中，第一次所加入的试剂是过量的，要除去这部分过量的试剂，通常还需加入过量的另一种试剂，最后再设法将第二次过量的试剂除去。

如除去KCl溶液中少量的K2SO4，可按下列思路去进行：

加入过量的BaCl2溶液→加入过量的K2CO3溶液→过滤（滤渣为BaSO4和BaSO3的混合物）→向滤液中加入适量的稀盐酸（盐酸的用量可借助pH试纸测试出溶液的pH来控制）。

4.巧用特性。

利用混合物中某些物质的特性进行物质分离。

如铜粉中混有铁粉，可用磁铁吸出铁粉。

五、常见物质的除杂方法：

①除去混合气体中O2、H2、CO2、CO、H2O等（应用）

O2——一般用灼热的铜网、铁丝网等除去。

H2——一般用灼热的氧化铜粉末除去。

CO2——一般用碱液吸收或用灼热的炭粉与之反应转化成CO。

CO——一般用氧化铜粉与之反应转化为CO2再除去。

H2O-------一般用浓硫酸除去。

②从混合物中除去Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-等（应用）

Mg2+——用可溶性碱液与之反应转化为Mg（OH）2沉淀。

Cl-——用硝酸银与之反应转化为AgCl沉淀。

SO42-——用可溶性钡盐与之反应转化为BaSO4沉淀。

CO32-——用酸与之反应转化为CO2气体。

③从金属混合物中提纯或除去某种金属（应用）

a.利用金属活动性顺序表中氢以前的金属能和酸反应，除去或提纯相应的金属。

b.利用金属活动顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐的溶液中置换出来，而用相应的盐将某种金属转化而除去或提纯。

中考题例析

例题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SO42-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，则生成BaSO4和水，也可除去杂质Ba（OH）2。

【答案】CuSO4或Fe2（SO4）3或H2SO4

例题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

例题3分离NaCl、FeCl3和BaSO4的混合物，应选用的一组试剂是（）

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

例题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：

①过滤；②加过量的NaOH溶液；③加适量盐酸；④加过量Na2CO3溶液；⑤加过量的BaCl2溶液。

正确的操作顺序是（）

A.①④②⑤③B.④①②⑤③C.②⑤④①③D.⑤②④①③

【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SO42－；b加过量的NaOH溶液，除去Mg2+；c加过量的Na2CO3溶液除去Ba2+、Ca2+；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CO32－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。

中考演练

一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）

1、氮气混有少量氢气、二氧化碳和水蒸气，欲获得干燥纯净的氮气，可采取下列操作：

①通过浓硫酸，②通过填充氧化铜的加热管，③通过氢氧化钠浓溶液，④通过浓盐酸。

最好的组合顺序是　　（　）

A、①→②→③　　B、③→②→④　　C、③→②→①　　D、④→②→③

2、下列各组物质中的杂质（括号内为杂质），只需加入适量稀硫酸就能除去的是（）

A.NaCl（Na2CO3） B.Fe（Cu） C.Na2CO3（CaCO3） D.HCl（BaCl2）

3、下列各组物质的溶液，不另加试剂无法一一鉴别的是（）

A．NaOHHClCuSO4MgSO4　　　B．Na2CO3K2SO4BaCl2HCl

C．KNO3HClCaCl2NaOH　　　D．NH4NO3H2SO4NaOHMgCl2

4、分离下列各组物质的方法不正确的是（）

A．用过滤法分离氧化铜和硫酸铜的混合物

B．用结晶法分离氯化钠和硝酸钾的混合物

C．用蒸馏法（依据物质沸点的不同）分离煤油和水的混合物

D．通过灼热的氧化铜除去CO中的CO2，得纯净的CO

5、下表是各物质所含的少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，其中正确的是（）

选项

物质

杂质

除杂试剂或操作方法

A

氯化钠溶液

氯化镁

加入适量烧碱溶液，再过滤

B

硝酸钠溶液

硫酸钠

加入适量氯化钡溶液，再过滤

C

熟石灰

石灰石

高温煅烧

D

二氧化碳

一氧化碳

通过澄清石灰水

6、按照加水溶解、过滤、蒸发的顺序进行操作，可以分离的一组混合物是 （）

A．木炭粉和二氧化锰B．铁粉和硫酸铜晶体

C．氯化钡和硫酸钾D．二氧化锰和氯化钠

7、下列实验方案中，能达到预期目的的是（）

A.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体

B.用点燃的方法除去CO中混有的少量CO2

C.用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢［主要成分CaCO3和Mg（OH）2］

D.用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混有的少量K2SO4，得到纯净的KNO3溶液

8、实验操作方法：

①称量，②过滤，③蒸发，④结晶；其中可用于混合物分离的是（）

A.①②B.③④C.①②③D.②③④

9、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：

①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量的盐酸④加过量的Na2CO3⑤加过量的BaCl2溶液。

正确的操作顺序是（）

A.①④②⑤③B.④①②⑤③C.②⑤④①③D.⑤②④①③

二、填空题

10、选择适当的试剂或方法除去下列物质中混有的少量杂质，并写出有关的化学方程式

试剂或方法

有关化学方程式

CO（CO2）

KCI（KClO3）

KNO3（KCl）

NaCI（Na2CO3）

FeSO4（CuSO4）

Cu（NO3）2（CuSO4）

11、为除去Na2SO4溶液中含有的杂质Na2CO3，甲、乙、丙三位同学分别选用一种试剂（适量）进行实验。

请你对他们所选用的试剂进行评价：

学生

选用试剂

评价（是否可行，并简述理由）

甲

乙

H2SO4

丙

Ba（OH）2

b

a

12、右图所示的装置有多种用途。

根据实验需要，气体既可从a导入也

可以从b口导入。

瓶中既可加入其他物质，也可以加入不同的液体或

固体颗粒等。

请根据要求将相关内容填入下表，然后结合物理知识回

答问题：

用途

气体入口（a或b）

瓶中物质

①收集H2

②排气法收集CO2

空气

③排水法收集O2

水

④除去H2中的杂质HCl气体

⑤干燥CO2气体

⑥验证CO气体中含有CO2杂质并除去

结合物理知识，简述在表内第③项中，排水法收集O2操作成功的原理　　　　　　。

13、某课外活动小组通过Internet网上资料得知：

废弃的定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回收。

于是。

他们进行了以下实验活动：

（1）[设计方案]①加入比银活泼的金属单质②除去金属混合物中的杂质

（2）[小组讨论]

①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

同学的方案更合理，其原因是。

该方案的化学方程式为。

②除去银粉中混有的金属

向金属混合物中加入的试剂是，化学方程式为。

（3）[进行实验]过程如下：

请回答：

操作a是，需要用到的玻璃仪器有：

烧杯、玻璃棒和；溶液B中溶质的化学式为。

（4）[产品验证]请你设计一个简单方法验证得到的银中是否含有铁粉，方法是

。

14、硝酸钠溶液中含有Cu（NO3）2、AgNO3、Ba（NO3）2三种杂质，为使三种物质转化为沉淀分离出来，提供的试剂是Na2CO3溶液、NaCl溶液、NaOH溶液.若要求每次只加一种试剂，滤出一种沉淀，那么所加试剂顺序是①____②____③____

15、欲除去KCl溶液中的Ba（OH）2杂质，若只准加一种试剂，则这种试剂是____，反应的化学方程式是____.

16、要除去硝酸溶液中混有的少量硝酸钡和硝酸银杂质，而所加试剂只能是酸，据此，请填写下表

实验步骤

实验现象

除何杂质

化学方程式

（1）加适量的____

生成白色沉淀

（2）取第

（1）步中过滤后的滤液加适量的____

除去Ba（NO3）2

17、在实验室中要除去细碎铜屑中的少量细碎铁屑，某学生设计两个方案

　　两个方案中较好的是____（填序号）理由是____

　　你是否有更简单的方法，若有，请写出____.

18、用如下图所示装置将一定量的CO2和CO的混合气体进行分离和干燥（图中a、b为活塞，可以控制气体和液体的加入，实验前活塞均已关闭；仪器的固定装置已省略。

请选择最适宜的试剂，完成上述实验，可供选择的试剂有：

浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、澄清石灰水、氢氧化钠溶液、紫色石蕊试液。

（1）甲装置的瓶中盛放的试剂是；分液漏斗中盛放的试剂是；乙装置的瓶中盛放的试剂是。

（2）打开活塞a时，首先分离出的气体是；要得到另一种气体，正确的操作是。

19、实验室可选用下图所示的装置，制取二氧化碳气体（混有氯化氢、水蒸气）和进行有关实验，请回答：

（1）如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体应把A装置和E装置连接，E装置中观察到的现象是。

（2）如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的。

（填序号）

（3）如果要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进行连接，其导管口的连接顺序是a——————e。

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