26．物质的分离和提纯

教学目标

知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。

能力培养：通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。

科学思想：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。

科学品质：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。

科学方法：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。

重点、难点 掌握分离物质的原理和方法。

教学过程设计

教师活动

【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下面介绍一些分离和提纯物质的方法。

【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。

固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。

液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溴水中溴和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。

气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。

引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。

【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？

学生活动

分组讨论、小组代表总结：

固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。

在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。

将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。

液体：在硝酸中加入Mg（NO3）2，蒸馏。

将石油分馏。

在混合液中加入苯，分液。

将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。

向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。

在蒸发皿中蒸发。

气体：将空气液化，低温分馏。

将混合气通入饱和食盐水中洗气。

根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结： 固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。</PGN0250.TXT/PGN>

结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。

升华法：分离易升华和不升华固体混合物。

液体 分馏法：根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。

萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。

渗析法：分离胶体和溶液。

盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。

气体 液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。

吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。

（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）

【投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：

玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管

教师引导学生选择仪器的方法：

1．按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。

2．按仪器安装顺序选择仪器（如分馏）。

【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？

根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。

蒸发浓缩：铁架台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。

结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台（带铁圈）。 蒸馏、分馏法：铁架台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。

分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。

升华法：铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。

渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。</PGN0251.TXT/PGN>

讨论总结：

1．引入试剂只跟杂质反应。

2．后续试剂应除去过量的前一试剂。

3．不引入新杂质。

4．杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。 5．过程简单。

6．现象明显。

7．尽可能将杂质转化为所需物质除去。

8．多种杂质时应考虑加入试剂顺序。

【投影】将下列固体物质分离：

固体NaCl中NH4Cl杂质

固体Fe2O3中Al2O3杂质

固体CuS中FeO杂质

固体Na2CO3中的NaHCO3。杂质

分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。 固体NaCl中NH4Cl杂质：加热。

固体Fe2O3中Al2O3杂质：加过量强碱溶液，过滤。 固体CuS中FeO杂质：加过量盐酸，过滤。

固体Na2CO3中的NaHCO3：加热。

【投影】将下列溶液中的杂质除去：

MgCl2溶液中FeCl3杂质

乙酸乙酯中乙酸和乙醇

乙醇中水

加MgO或Mg（OH）2或MgCO3固体，调节溶液的pH=4左右，过滤。 加入饱和Na2CO3溶液，振荡、静置、分液。

加入生石灰，蒸馏。

加入过量的Ba（OH）2溶液，再加入过量的Na2CO3溶液，过滤，再加入盐酸调节溶液pH至中性。

【投影】除去下列气体中的杂质：

CO2中的O2气体

CO2中的H2S气体

H2S气体中的HCl气体

请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。 混合气体通过热铜网。

通入CuSO4溶液。

通入饱和NaHS溶液。

每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。 固体：加热分解（NaCl中NH4Cl）

酸、碱法（Fe2O3中Al2O3，CuS中FeO） 转化法（Na2CO3中的NaHCO3）

液体：水解法（MgCl2溶液中FeCl3） 吸收法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）

蒸馏法（乙醇中水）</PGN0252.TXT/PGN> 气体：氧化-还原法（CO2中O2）

沉淀法（CO2中H2S）

转化法（H2S中HCl）

正确方案：

KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3

【投影】

综合一 有一硝酸钾溶液，其中混有少量KBr、Ca（H2PO4）2。有人用AgNO3、K2CO3、KOH、HNO3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、NO3-、H+、OH-，则加入试剂的顺序______（组织学生评价方案，提出各自的见解）。

评价其它方案：

1．若为AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3，由于过量的KOH与 2．若为KOH、K2CO3、AgNO3、HNO3，由于要用过量的AgNO3 4．若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使

【投影】

综合二 氯化铜[CuCl2·2H2O]中含有FeCl2杂质，为了制取纯净的氯化铜

晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：

已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH

是：Fe3+：3.7

Cu2+、Fe2+：6.4

正确方案：

（1）Fe2+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成

沉淀而分离出Fe（OH）2，故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而

除去。

（2）A

（3）D

（4）CuO Fe（OH）3

评价其它方案：

1．（2）中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的

CuCl2·2H2O。

2．（3）中如果选择A、B，会引入Na+、NH4+而使产物不纯。（3）中如果

选择C，则不会使pH升到3.7。</PGN0253.TXT/PGN>

请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，

其中最适合本实验的氧化剂是

[ ]

A．H2O2

B．KMnO4

C．NaClO

D．K2Cr2O7

（3）调节pH时，应选用

[ ]

A．NaOH

B．NH3·H2O

C．HCl

D．Cu（OH）2

（4）物质Y是______，沉淀Z是______。

精选题

1．（全国19xx年）某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。若用

该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H2SO4溶液；（2）加金属Na；

（3）结晶；（4）加过量NaOH溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确

的操作步骤是

[ ]

A．（2）（6）（3）

B．（4）（6）（1）（3）

C．（4）（6）（3）（5）

D．（2）（6）（1）（3）（5）

2．（上海96）下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 [ ]

A．萃取

B．重结晶

C．沉降

D．渗析

3．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，进行如下实验：（1）通入CO2气体；

（2）加盐酸；（3）加过量的NaOH溶液；（4）加H2SO4；（5）过滤。以下步骤

顺序和试剂都正确的是 [ ]

A．（3）（5）（4）（5）（2）

B．（3）（5）（2）

C．（3）（5）（1）（2）

D．（3）（5）（1）（5）（2）

4．（2000试测）制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用 [ ]

A．氢氧化钙乳浆

B．碳酸钠溶液

C．碳酸氢钠溶液

D．氢氧化钠溶液

填空：

（1）在步骤“2”加入的试剂X，最佳选择是______，其作用是______。（2）在步骤“3”加入的试剂Y应是______，控制pH=9.8，目的是______。（3）在步骤“5”时发生化学反应方程式是______。6．Cl2中混有少量HCl气体，通过饱和食盐水可除去HCl，根据下列数据计算说明：常温时1VH2O溶解2VCl2，NaCl溶解度为36g，溶液密度为1.18g/mL，饱和氯水中1/3的Cl2和水反应。

7．有一废液，其中含有一定量的Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。

答 案

1．B 2．D 3．D 4．A

5．（1）漂液（NaClO），使Fe2+氧化成为Fe3+。（2）NaOH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。（3）MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2

6．解：NaCl溶解平衡：

NaCl（固） NaCl（溶液）=Na++Cl-

饱和氯水的反应平衡：

Cl2+H2O H++Cl-+HClO

HCl的溶解平衡：

HCl（气） HCl（溶液）=H++Cl-

饱和氯水中，[Cl-]最低；饱和HCl溶液中，[Cl-]最大。

当混有少量HCl气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的[Cl-]、HCl还能进一步溶解，同时有白色固体析出；Cl2几乎不溶，全部逸出。

3种物质饱和溶液中[Cl-]为：

[Cl-]HCl=12mol/L

[Cl-]NaCl=5.34 mol/L

[Cl-]Cl2=0.034 mol/L

因为[Cl-]NaCl＜[Cl-]HCl，所以HCl能进一步溶解，而当[Cl-]增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为[Cl-]Cl2＜＜[Cl-]NaCl，所以Cl2几乎不溶而逸出，从而达到除HCl的目的。

7．在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜。

第二篇：混合物的化学分离和提纯方法归纳

混合物的化学分离和提纯方法归纳

河北省宣化县第一中学　栾春武

 

物质的分离是指将混合物中的不同物质分开，而且各物质还要保持原来的化学成分和物理状态；物质的提纯是指将混合物净化除去其杂质，得到混合物中的主体物质，提纯后的杂质不必考虑其化学成分和物理状态。

混合物的分离方法有许多种，但根据其分离的本质可分为两大类，一类是化学分离法，另一类就是物理法，一般情况下，利用物理方法无法分离的混合物，就考虑利用化学方法分离，下面就混合物的化学分离和提纯方法归纳如下：

一、分离和提纯的原则：

1．引入的试剂一般只跟杂质反应。

2．后续的试剂应除去过量的前加的试剂。

3．不能引进新物质。

4．杂质与试剂反应生成的物质易与被提纯物质分离。

5．过程简单，现象明显，纯度要高。

6．尽可能将杂质转化为所需物质。

7．除去多种杂质时要考虑加入试剂的合理顺序。

8．如遇到极易溶于水的气体时，要防止倒吸现象的发生。

二、分离和提纯常用的化学方法：

1．加热法：当混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去。如NaCl中混有NH₄Cl，Na₂CO₃中混有NaHCO₃等均可直接加热除去杂质。

2．沉淀法：在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时，应注意后加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新的杂质。如加适量的BaCl₂溶液可除去NaCl中混有的Na₂SO₄；再如NaCl溶液中混有MgCl₂、CaCl₂杂质，可先加入过量的NaOH，使Mg²⁺转化为Mg(OH)₂沉淀而除去（同时引入了OH^－杂质）；然后加入过量的Na₂CO₃，使Ca²⁺转化为CaCO₃沉淀而除去（同时引入了CO₃^2－杂质）；最后加入足量的盐酸，并加热除去OH^－及CO₃^2－（加热的目的是赶走溶液中存在的CO₂及HCl），并调节溶液的pH至中性。

3．酸碱法：被提纯的物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱反应，用酸碱作除杂试剂。如用盐酸除去SiO₂中的CaCO₃，用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。

4．氧化还原反应法：如果混合物中混有还原性杂质，可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。如将适量的氯气通入混有FeCl₂的FeCl₃溶液中，以除去FeCl₂杂质；同样如果混合物中混有氧化性杂质，可加入适当的还原剂使其被还原为被提纯物质。如将过量的铁粉加入混有FeCl₃的FeCl₂溶液中，以除去FeCl₃杂质。

5．转化法：不能通过一次达到分离目的的，需要经过多次转化，将其转化成其它物质才能分离，然后再将转化的物质恢复为原物质。如分离Fe³⁺和Al³⁺时，可加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)₃和NaAlO₂，过滤后，再加入盐酸重新生成 Fe³⁺和Al³⁺。在转化的过程中尽量减少被分离物质的损失，而且转化物质要易恢复为原物质。

6．调节pH法：通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而分离的方法。一般是加入相应的难溶或微溶物来调节。如在CuCl₂溶液中含有FeCl₃杂质，由于FeCl₃的水解，溶液是酸性溶液，就可采用调节pH的方法将Fe³⁺沉淀出去，为此，可向溶液中加入CuO、Cu(OH)₂、CuCO₃或Cu₂(OH)₂CO₃。

7．电解法：利用电解原理来分离提纯物质，如电解精炼铜，就是将粗铜作阳极，精铜作阴极，用含铜离子的溶液作电解液，在直流电的作用下，粗铜中比铜活泼的杂质金属失去电子，在阴极只有铜离子得到电子析出，从而提纯了铜。

【例题1】除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是

A．HNO₃溶液(H₂SO₄)，适量BaCl₂溶液，过滤

B．CO₂(SO₂)，酸性KMnO₄溶液、浓硫酸，洗气

C．KNO₃晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶

D．C₂H₅OH(CH₃COOH)，加足量CaO，蒸馏

解析：此题考查了物质的提纯知识。HNO₃溶液中混有H₂SO₄时，加入氯化钡使得硝酸中又混入了HCl杂质，应加入硝酸钡溶液过滤，A错；SO₂有还原性，可悲高锰酸钾氧化为硫酸除去，B对；硝酸钾的溶解度随温度升高变大，但食盐的溶解度随温度变化较小，一般用结晶或重结晶法分离，C错；乙酸具有酸性其能和氧化钙反应，但乙醇不能，故加足量氧化钙蒸馏可以分离两者，D对。

答案：A

点拨：进行物质的提纯操作时要遵循的两个原则是：一是不能将要得到的目标产物除掉，二是不能引入新的杂质，像此题中A选项就是引入了新杂质。

【例题2】下列实验设计和结论相符的是

A.将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中

B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，该气体水溶液一定显碱性

C.某无色溶液中加Ba(NO₃)₂溶液，再加入稀盐酸，沉淀不溶解，则原溶液中一定有SO₄^2-

D.在含FeCl₂杂质的FeCl₃溶液中通足量Cl₂后，充分加热，除去过量的Cl₂,即可得到较纯净的FeCl₃溶液

解析：乙醇不可以作为萃取剂，A项错；石蕊变蓝，则肯定为碱性，B项正确。若原溶液中含有SO₃^{2 －}，生成BaSO₃，再加入HCl，则与溶液的NO₃^－ 结合，相当于HNO₃，则可以氧化BaSO₃至BaSO₄，沉淀不溶解，C项错；加热时，FeCl₃会水解，D项错。

答案：B

【例题3】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

解析：CO₂可以被澄清石灰水吸收，而CO不可以，故A项错。盐酸可以将BaCO₃反应除去，而不能溶解BaSO₄，故B项错；C项，2FeCl₃ + Fe ＝ 3FeCl₂,过量的铁过滤，即可除去，正确；Cu和CuO均可以被HNO₃溶解，故D项错。

答案：C

【例题4】下列说法正确的是

A．仅用AgNO₃溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐

B．重结晶时，溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大

C．乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离

D．用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，水洗后的酸式滴定管未经标准润洗，则测定结果偏低

解析：A项，还需要用稀HNO₃，看沉淀是否溶解，故错；B项，冷却速度慢，则易析出晶体，越慢晶体析出越大，正确。C项，乙醇和乙酸是互溶的，不分层，所以无法用分液法分离，故错；D项，未润洗酸式滴定管，相当稀释了盐酸，所用标准HCl体积增大，则计算出的NaOH浓度偏大，故错。

答案：B

【例题5】下列化学实验事实及其解释都正确的是

A．向碘水中滴加CCl₄，振荡静置后分层，CCl₄层呈紫红色，说明可用CCl₄从碘水中萃取碘

B．向SO₂水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO₃难溶于盐酸

C．向0.1mol·L^－1FeSO₄溶液中滴加少量酸性KMnO₄溶液，KMnO₄溶液褪色，说明Fe²⁺具有氧化性

D. 向2.0mL浓度均为0.1mol·L^－1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·L^－1AgNO₃ 溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明AgCl的Ksp比AgI的Ksp大

解析：A项，是高中化学必修1中的一个很重要的实验——萃取实验；B项的叙述是错误的，在该实验中根本得不到白色沉淀，因为亚硫酸不可能制取盐酸；C项只能说明Fe²⁺具有还原性，因为KMnO₄具有强氧化性，常做氧化剂。D项，沉淀呈黄色，说明沉淀是AgI，也就意味着AgCl的Ksp比AgI的大。

答案：A、Dw

【例题6】下列有关试验操作的叙述正确的是

A. 实验室常用左图所示的装置制取少量的乙酸乙酯

B. 用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mLKMnO₄溶液

C. 用量筒取5.00mL 1.00mol·L^－1盐酸于50mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可配制0.100 mol·L^－1盐酸

D. 在苯萃取溴水中的溴，分液时有机层从分液漏斗的下端放出

解析：A项，导气管深入到饱和碳酸钠溶液中去了，这样容易产生倒吸，所以该装置不适合用于制备乙酸乙酯；B项，准确量取一定体积的溶液，用的仪器室滴定管，滴定管有两种：酸式和碱式，具体使用范围是：酸式滴定管不得用于装碱性溶液，因为玻璃的磨口部分易被碱性溶液侵蚀，使塞子无法转动。碱式滴定管不宜于装对橡皮管有侵蚀性的溶液，如碘、高锰酸钾和硝酸银等。所以量取高锰酸钾溶液用酸式滴定管。C项，有两点错误之处，第一点量筒只能精确到小数点后一位，第二点在配制一定物质的量浓度的溶液时，溶解操作应在烧杯内溶解，不允许在容量瓶内溶解。D项，苯的密度比水小，飘在水上面，故有机层应该从上口倒出。

答案：Bw

【例题7】工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法正确的是

解析：废酸与碱中和属于化学法，A项错；Cu²⁺不可能用SO₄^{2 －}沉降，B项错；活性碳无法吸收苯，C项错；

Na₂CO₃ + Ca(OH)₂CaCO₃↓+ 2NaOH，是复分解法，属于化学法，D项正确。

答案：D