内容正文:
物质的除杂与分离
思维导图
知识要点:
1. 物质除杂的方法。
2. 物质分离的方法。
3. 粗盐提纯的方法。
一、物质的除杂
1. 除杂的原则(不增、不减、易分离)。
(1)不增:不增加新杂质。
(2)不减:不能把主要成分反应掉。
(3)易分离:生成易分离的气体、沉淀或水。
2. 除杂的方法。
(1)物理方法。
方法 适用范围或原理 举例
过滤法 ①固体与液体混合物的分离
②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离 粗盐的提纯
结
晶
法 蒸发 ①分离溶质与溶剂
②除去易挥发的杂质 从含有HCl的NaCl溶液
中分离出固体NaCl
降低温
度 可溶性固体溶质的溶解度受温度影响变化大小不同 分离NaCl与KNO3的混
合物
蒸馏法 分离沸点不同的液态混合物 制取蒸馏水
(2)化学方法。
方法 适用范围或原理 举例
化气
法 与杂质反应生成气体
而除去 除去Na2SO4中的Na2CO3,可加适量的稀H2SO4
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,再过滤
置换
法 将杂质通过置换反应
而除去 除去FeSO4中的CuSO4,可加过量的铁粉,再过滤
溶解
法 将杂质溶于某种试剂
而除去 除去C粉中的CuO粉末,可加适量的稀
硫酸,再过滤
方法 适用范围或原理 举例
加热
法 杂质受热分解,通过
加热将杂质除去 除去CaO中的CaCO3,可加热
转化
法 将杂质通过化学反应
转化为主要成分 除去CO2中的CO,可将气体通过灼热的CuO或氧化铁
续表
二、物质的分离
1. 可溶性与难溶性物质的混合物常用溶解、过滤、蒸发三步操
作加以分离,分别得到纯净物。如:粗盐的提纯;BaSO4和Na2SO4的混合物。
2. 两种物质均溶于水,且两种物质的溶解度一种随温度变化大,
另一种随温度变化不大时,可考虑降温结晶法,即用冷却热饱和溶液的
方法加以分离。如:NaCl和KNO3的混合物。
3. 两种物质均溶于水且不能用冷却热饱和溶液的方法分离时,可
考虑用化学方法分离。如:BaCl2和NaCl的混合物。
三、物质除杂与物质分离的区别
除杂时只要求把杂质除掉,保留原物质即可;而混合物的分离是
用一定的方法将几种物质分开,原混合物中各成分都必须保留。
知识点一:物质的除杂
除去下列各物质中的少量杂质,所选的试剂、方法不能达到目的
的是 ( )
选项 物质 杂质(少量) 除杂质的方法
A 氢氧化钾溶液 碳酸钾溶液 加入适量的稀盐酸
B 氯化钙溶液 稀盐酸 加入过量的碳酸钙,过
滤
C 水 过氧化氢 加入少量的二氧化锰,
过滤
D 氮气 氧气 通过灼热的铜网
根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法。
除杂时至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原
物质反应;②反应后不能引入新的杂质。
碳酸钾溶液、氢氧化钾溶液均能与稀盐酸反应,不但能把
杂质除去,也会把原物质除去;HCl能与过量的碳酸钙反应生成氯化
钙、水和二氧化碳,再过滤除去过量的碳酸钙,能除去杂质且没有引入
新的杂质;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,再过滤除
去二氧化锰,能除去杂质且没有引入新的杂质;氧气通过灼热的铜网时
可与铜发生反应生成氧化铜,而氮气不与铜反应,能除去杂质且没有引
入新的杂质。
A
抓住除杂的原则是解题的关键。
除去下列物质中少量的杂质(括号内为杂质),所用的方
法错误的是( C )
A. CaCl2(CaCO3),除杂方法:加入足量的水充分溶解后,过滤、蒸发
B. Cu(CuO),除杂方法:加入足量的稀盐酸充分反应后,过滤、洗
涤、干燥
C. NaCl(MgCl2),除杂方法:加入足量的氢氧化钠溶液充分反应后,过滤
D. Zn(NO3)2(AgNO3),除杂方法:加入足量的锌粉充分反应后,过滤
C
知识点二:物质的分离
某兴趣小组欲分离KCl和BaCl2的混合溶液,得到都含单一溶质的两
种溶液。他们设计了如图所示的实验流程:
(1)步骤①中,分离A、B的实验使用的试剂是 。
(2)沉淀B表面残留少量滤液,需用蒸馏水多次洗涤。为了检验沉淀B
是否洗涤干净,可向步骤②的最后一次洗涤液中加入的试剂是
(多选,填字母)。
A. 氢氧化钠溶液 B. 氯化钙溶液
C. 氯化钠溶液 D. 硝酸银和稀硝酸的混合溶液
(3)步骤③中发生反应的化学方程式为 。
(1)根据实验目的结合分离过程中不能生成新杂质解答
即可。(2)根据沉淀B是碳酸钡,表面残留的少量滤液是氯化钾和碳酸
钾的混合溶液,进行分析解答即可。
(1)试剂a是K2CO3溶液,反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,不会生成新的杂质。(2)沉淀B是碳酸钡,表面残留的少量滤液是氯化钾和碳酸钾的混合溶液,为了检验沉淀B是否洗涤干净,可向步骤②的最后一次洗涤液中加入CaCl2溶液、AgNO3和HNO3的混合溶液,分别能检验碳酸钾和氯化钾是否洗涤干净。(3)步骤③应该是碳酸钡与试剂b反应生成氯化钡,则试剂b应为稀盐酸,碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化
钡、水和二氧化碳。
(1)K2CO3溶液 (2)BD (3)
BaCO3+2HClBaCl2+H2O+CO2↑
物质的分离与除杂是中考的重点,也是难点,解决分离问
题时,抓住分离的条件(分离后得到原物质)是解题的关键。
某氯化钾样品中含有杂质氯化钙和氯化镁,设计提纯的流
程如图所示。
请认真分析流程中各步骤的信息回答下列问题:
(1)溶剂X是 ,Y溶液中溶质的化学式为 。
(2)蒸发操作的目的是除去 (填化学式)。
(3)写出加入过量的KOH溶液时发生反应的化学方程
式: 。
水
K2CO3
HCl、H2O
MgCl2+2KOH
Mg(OH)2↓+2KCl
知识点三:粗盐提纯
除去NaCl溶液中CaCl2、MgCl2、Na2SO4杂质的操作有:①加入过量的NaOH溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③过滤;④加入适量的盐酸;⑤加入过量的Na2CO3溶液。按除杂原则,下列操作的先后顺序可取的有 (填字母)。其中步骤⑤加入过量的Na2CO3溶液的目的是 。
A. ①②⑤③④ B. ②⑤①③④ C. ⑤②①③④
本题中加入的试剂都是过量的,加碳酸钠溶液要放在加氯
化钡溶液之后,可以将过量的钡离子沉淀,最后用盐酸处理溶液中的碳
酸根离子和氢氧根离子。
镁离子可与氢氧根离子结合生成氢氧化镁沉淀,加入过量
的氢氧化钠溶液可以使镁离子形成沉淀;硫酸根离子与钡离子结合生成
硫酸钡沉淀,加入过量的氯化钡溶液可以使硫酸根离子形成沉淀;先除
镁离子还是先除硫酸根离子都可以;钙离子可与碳酸根离子结合生成碳
酸钙沉淀,加入过量的碳酸钠溶液可以使钙离子形成沉淀,但是加入过
量的碳酸钠溶液要放在加入过量的氯化钡溶液之后,这样碳酸钠会除去
反应剩余的氯化钡;完全反应后,再进行过滤,最后加入适量的盐酸除
去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所以正确的顺序为①②⑤③④
或②⑤①③④或②①⑤③④;其中步骤⑤加入过量的Na2CO3溶液的目的
是使氯化钙、氯化钡完全反应。
AB 使氯化钙、氯化钡完全反应
粗盐提纯中离子的除杂,涉及除去多种杂质离子,一般考
虑如下步骤:加入过量的氯化钡溶液、加入过量的碳酸钠溶液、加入过
量的氢氧化钠溶液(该试剂加入的顺序可以改变),过滤后再加入适量
的盐酸。
除去难溶性杂质后的粗盐中还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4
三种可溶性杂质,可用下列流程除去,所用试剂(溶液)均过量。下列
说法中正确的是( B )
A. 不可将①②换成氢氧化钡溶液
B. 4种试剂中,只有①②可以交换顺序
C. 盐酸只除去了过量的碳酸钠
D. 产品的质量等于粗盐中氯化钠的质量
B
大理石中含有少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。小科欲
获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装
置如图甲所示。
查阅资料:Ⅰ.H2S能与NaOH等碱溶液、CuSO4溶液反应;Ⅱ.CO2中混有
的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。
(1)图甲所示A装置中所盛试剂应选用 (填字母)。
A. 浓硫酸 B. NaOH溶液
C. 澄清石灰水 D. CuSO4溶液
(2)图甲所示C装置的作用是 。
(3)二氧化碳气体的收集装置可以选用图乙中的 。
(4)为证明CO2和NaOH能发生反应,小科重新设计了如图丙所示的方
案,则该方案中所加试剂X应该是 。
为了获取纯净、干燥的CO2,需要除去CO2中混有的H2S、
HCl和水蒸气,再结合实验装置的作用来分析。
(1)图甲所示A装置中所盛试剂应选用CuSO4溶液,用来
吸收硫化氢气体。(2)图甲所示C装置的作用是除去二氧化碳气体中的
水蒸气。(3)二氧化碳的密度比空气大,可用向上排空气法来收集二
氧化碳,即装置E。(4)二氧化碳与氯化钡溶液不反应,二氧化碳与氢
氧化钠溶液反应生成碳酸钠,而钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉
淀,则图丙所示的方案中所加试剂X应该是氯化钡溶液。
(1)D (2)除去二氧化碳气体中的水蒸气 (3)E
(4)BaCl2溶液
学会设计实验、进行实验、分析实验,理解每个装置的作
用和意图是解题的关键。
1. 下列物质按溶解、过滤、蒸发的顺序操作,可将它们一一分离的是
( C )
A. NaCl、NaNO3 B. 酒精、植物油
C. CaCO3、Na2CO3 D. BaSO4、AgCl
C
2. 实验中除杂的思路有两种:一是将杂质除去,二是将有用的物质提取
出来。下列除杂方法与后者的思路一致的是( A )
A. 实验室用蒸馏的方法制取蒸馏水
B. 用灼热的铜网除去N2中混有的少量O2
C. 用加热蒸发法除去氯化钠溶液中混有的少量盐酸
D. 用适量石灰石除去氯化钙溶液中混有的少量盐酸
A
3. 欲将含有盐酸的氯化钙溶液调至中性,得到氯化钙溶液,在没有指示
剂的情况下,应加入的试剂是( D )
A. Na2CO3 B. CaO C. Ca(OH)2 D. CaCO3
4. 实验室欲制备干燥的CO2,所需的药品为( D )
A. 大理石、稀盐酸、NaOH(固)
B. 碳酸钙、稀盐酸、生石灰
C. 石灰石、浓盐酸、NaOH(固)
D. 石灰石、稀盐酸、浓H2SO4
D
D
5. 某溶液中存在Mg2+、Ag+、Ba2+三种阳离子,现用NaOH、Na2CO3和
NaCl三种溶液使它们转化为沉淀并分离出来,要求每次只加一种溶液,
过滤出一种沉淀,则所加溶液的正确顺序是( A )
A. NaCl、NaOH、Na2CO3 B. Na2CO3、NaCl、NaOH
C. NaOH、NaCl、Na2CO3 D. NaCl、Na2CO3、NaOH
A
6. 某CO气体中含有少量的CO2和H2O,为了得到纯净、干燥的CO,除杂
装置(如图所示)的导管按气流方向的连接顺序是( C )
A. a→b→c→d B. b→a→c→d
C. c→d→b→a D. d→c→b→a
C
7. 为除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾,某小组设
计了如图所示的流程。
(1)步骤①中发生反应的化学方程式
为 ,滤液B中一定含有的溶质
是 (填化学式)。
(2)步骤②中加入的甲溶液是
溶液。
(3)步骤③中发生的反应属于 (填基本反应类型)。
BaCl2+K2SO4
BaSO4↓+2KCl
MgCl2、NaCl、KCl
氢氧化钠(或氢氧化钾,合理即
可)
复分解反应
8. 将CO2、CO、N2的混合气体依次通过澄清石灰水、灼热的CuO,充分
反应后冷却至室温(每一步气体均完全反应),最后剩余的气体主要是
( B )
A. N2 B. CO2和N2 C. CO和N2 D. CO2和CO
B
9. 从NaCl和KNO3的固态混合物中提纯NaCl的步骤如下:①溶解;②结
晶;③过滤;④洗涤;⑤干燥;⑥称量。下列说法中错误的是
( B )
A. 步骤②采用蒸发结晶
B. 步骤③操作后滤液中不含NaCl
C. 步骤④用饱和NaCl溶液洗涤
D. 若省略步骤④,则会导致步骤⑥测得的数据偏大
B
10. 某氯化钠溶液中含有少量的氯化钡和氢氧化钠杂质,且氯化钡和氢
氧化钠的质量比为13∶10。欲将两种杂质同时除去,得到纯净的氯化钠
溶液,可选用的试剂组合是( B )
A. 盐酸和硫酸,其溶质的质量比为73∶49
B. 盐酸和硫酸钠溶液,其溶质的质量比为73∶71
C. 硫酸和硫酸钠溶液,其溶质的质量比为98∶71
D. 硫酸和硫酸镁溶液,其溶质的质量比为49∶60
B
【解析】用硫酸和硫酸钠溶液时,会带入新的杂质硫酸钠;用硫酸和硫
酸镁溶液时,会带入新的杂质氯化镁、硫酸钠,故C、D不符合题意。
设氯化钡和氢氧化钠的质量分别为13 g、10 g。
设氢氧化钠需要盐酸的质量为x,氯化钡需要硫酸钠的质量为y。
NaOH+HClNaCl+H2O
40 36.5
10 g x
,x=9.125 g;
BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl
208
142
13 g
y
,y=8.875 g。
因此盐酸和硫酸钠溶液的溶质质量比为9.125 g∶8.875 g=73∶71。
设氯化钡需要硫酸的质量为z,生成氯化氢的质量为m,氢氧化钠需要
盐酸的质量为n。
BaCl2+H2SO4BaSO4↓+2HCl
208 98 73
13 g z m
,z=6.125 g,m=4.5625 g。
NaOH+HClNaCl+H2O
40
36.5
10 g
n
,n=9.125 g。
因此盐酸和硫酸的溶质质量比为(9.125 g-4.5625 g)∶6.125 g=73∶98。
11. 在完成“用氯酸钾和二氧化锰混合物加热制取氧气”的实验
后,小明在老师的指导下回收二氧化锰和氯化钾,实验流程如图所示。
(1)操作a的名称是 。
(2)在这个反应中,二氧化锰的作用是 。
(3)请计算:若制得1.92 g氧气,则参加反应的氯酸钾(KClO3)的质量为 g。
(4)请设计实验方案,证明滤渣已洗净:
。
过滤
催化
4.9
取最后一次洗涤液于试管
中,向其中加入硝酸银溶液,若不产生白色沉淀,则说明滤渣已经洗
净
12. 过滤是一种常见的分离提纯方法,除去下列物质中的少量杂质(括
号内为杂质),选用合适的试剂或合适的方法后,不需要过滤操作的是
( D )
A. KNO3溶液(KOH) B. FeSO4溶液(CuSO4)
C. NaCl固体(BaSO4) D. CO2(H2O)
D
【解析】KOH能与适量的硝酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硝酸钾,需要
进行过滤除去生成的氢氧化铜沉淀;过量的铁能与硫酸铜溶液反应生成
硫酸亚铁和铜,需要进行过滤除去过量的铁和生成的铜;氯化钠易溶于
水,BaSO4难溶于水,可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除
杂;浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,能除去杂质且没有引入
新的杂质,符合除杂原则,无须进行过滤。
13. 实验室有氯化钾样品,其中含有少量的CaCl2、MgCl2、K2SO4等杂
质,将其进行精制的流程如图所示。
(1)操作Ⅲ的名称是 ,操作Ⅱ中玻璃棒的作用是 。
【解析】(1)操作Ⅲ是从溶液中得到固体,名称是蒸发;操作Ⅱ是过
滤,玻璃棒的作用是引流。
蒸发
引流
(2)流程图中加入稍过量的KOH、BaCl2、K2CO3三种溶液的顺序
(填“可以”或“不可以”)改变;若可以,你认为顺序还可以
是 (填一种即可,若
填不可以,此空可不填)。
【解析】(2)流程图中加入稍过量的KOH、BaCl2、K2CO3三种溶液的顺序可以改变,但是碳酸钾必须放在氯化钡的后面,以便除去过量的氯化
钡,氢氧化钾加入的顺序可以改变,故顺序还可以是BaCl2、K2CO3、
KOH(或BaCl2、KOH、K2CO3)。
可
以
BaCl2、K2CO3、KOH(或BaCl2、KOH、K2CO3)
(3)写出流程图中加入KOH溶液生成沉淀的化学方程
式: 。
【解析】(3)流程图中加入KOH生成沉淀的反应是氢氧化钾和氯化镁
反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钾。
(4)请设计实验证明滤液中除了含有氯化钾外还含有的溶
质:
(简要写出
实验步骤、现象和结论)。
MgCl2+2KOH
Mg(OH)2↓+2KCl
取少许滤液于试管中,向其中滴加足量的氯化钙溶液,若产生白
色沉淀,则说明含有碳酸钾;再取少量上层清液于试管中,向其中滴加
几滴无色酚酞溶液,若溶液变红色,则说明含有氢氧化钾
【解析】(4)滤液中除了含有氯化钾外,还含有氢氧化钾、碳酸钾,
氢氧化钾、碳酸钾均显碱性,要证明氢氧化钾的存在,需排除碳酸钾的
干扰,碳酸钾能与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾,可取少许滤液
于试管中,向其中滴加足量的氯化钙溶液,若产生白色沉淀,则说明含
有碳酸钾;再取少量上层清液于试管中,向其中滴加几滴无色酚酞溶
液,若溶液变红色,则说明含有氢氧化钾。
$$