物质的分离和提纯初探

沈熙仕

自然界里的物质绝大多数都是以混合物的形式存在的，混合物没有固定的性质和组成，为了利用混合物中某一组分或研究某一组分的性质，必须将这一组分从混合物中分离出来，或将混合物中少量的杂质分离出去，将物质提纯。物质的分离和提纯的方法有多种，现归类如下，希望对同学们掌握这一核心考点能有所帮助。

一、分离和提纯的方法

1.物理方法，主要有过滤、蒸馏、萃取、结晶、分液等。利用物理方法进行除杂的操作，一般都是基本实验操作，在操作过程中必须遵循实验操作要求。①过滤：将液体与不溶性固体分离的方法。②蒸馏：利用混合液体中各组分的沸点不同，用加热的方法使低沸点组分蒸发，再冷凝，以达到分离整个组分的操作过程。是蒸发和冷凝两种操作的联合，与其他的分离方法（如萃取）相比，它的优点在于不需要使用系统组分以外的其他溶剂，从而保证不会引入新的杂质。③萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使物质从一种溶剂中转移到另外一种溶剂中而达到提取出来的过程。④分液：把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取操作中包含有分液操作。⑤结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）或气态转化成晶体的过程。热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体形式析出的过程叫降温结晶；将饱和溶液蒸发掉溶剂，使溶质以晶体形式析出的过程叫蒸发结晶。

2.化学方法，主要有沉淀法、气化法、转化法等。①沉淀法：将杂质或被分离的物质转化为沉淀，然后通过过滤等方法进行分离的操作。②气化法：将杂质或被分离的物质转化为其他气态物质以达到提纯物质的过程。③转化法：将需要提纯的物质转化为其他易分离的物质，将其从混合物中分离出来，然后再用化学方法转变成所需要的物质的操作。

用化学方法分离和提纯物质，通常要与物理方法相配合。对于物质的分离和提纯需要采取什么样的方法，是由物质的性质决定的，这就需要同学们在下面要掌握好各物质的性质，这也是学习化学的关键。

二、分离和提纯的注意点

1.必须遵循“四个原则”，即“不增、不减、易分离、易复原”：①“不增”，即在提纯过程中不增加新的杂质。②“不减”，即指在提纯过程中不减少被提纯的物质。③“易分离”，即所采用的方法使被提纯的物质与杂质容易分离。④“易复原”，即如果被提纯的物质转化为其他物质，经分离后，所得到的其他物质很容易再转化为被提纯的物质。

2.必须遵循“三个必须”：①所加的除杂试剂必须过量，以保证除尽杂质。②所加的过量除杂试剂必须除尽，防止引进新的杂质。③所选择的除杂方法和途径必须是最佳方案，尤其是物质中含有多种杂质时，除杂的顺序是否合理是分离和提纯物质成败的关键。

三、典型试题分析

例1（2013年高考山东理综卷第11题改编）下列利用实验器材（规格和数量不限），能完成相应实验的一项是（）。

实验器材（省略夹持装置）相应实验A烧杯、玻璃棒、蒸发皿粗盐中难溶性杂质的去除B烧杯、玻璃棒、胶头滴管、滤纸用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡C烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶用固体氯化钠配制0.5mol·L-1的溶液D烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI粗盐提纯的实验主要步骤有溶解、过滤、蒸发，在蒸发时需要用到铁架台和酒精灯，A项实验无法完成；用盐酸除去硫酸钡中的少量碳酸钡，得到硫酸钡沉淀和过量的盐酸，必须通过过滤才能得到硫酸钡，过滤操作中要用到普通漏斗，B项实验无法完成；配制固体物质一定物质的量浓度的溶液，还需要托盘天平称量固体物质的质量，C项实验无法完成；D项实验是用萃取方法分离提纯物质，所需的主要实验器材有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、分液漏斗，实验可以完成。本题选D。

备考提示：每一个化学实验不仅仅要会做，更要掌握好实验原理，掌握每一步实验所需要的仪器及出现的实验现象等。

例2（2013年高考重庆理综卷第4题）按如图1所示的实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物，下列说法错误的是（）。

A.步骤（1）需要过滤装置

B.步骤（2）需要用到分液漏斗

C.步骤（3）需要用到坩埚

D.步骤（4）需要蒸馏装置

根据实验流程图可以看出，这是一个分离提纯的过程。由实验流程图可知，步骤（1）中甲苯+甲醇作为溶剂，将海洋动物柄海鞘中可溶解在有机溶剂中的物质从样品中分离出来，得到固液混合物，分离固液混合物需要过滤装置，A项正确；步骤（2）中将互不相溶的水层溶液与有机层溶液分离开来，分离互不相溶的液体混合物，需要用到分液漏斗，B项正确；步骤（3）是从溶液中得到固体，可以通过蒸发结晶或降温结晶的方法，这两个过程都不需要蒸发皿，C项错误；步骤（4）是从有机层溶剂中得到甲苯，有机溶剂的沸点一般都比较低，可以通过蒸馏的方法将有机溶剂蒸发出来，然后冷凝得到，需要蒸馏装置，D项正确。本题选C。

备考提示：本题以有机框图除杂中的实验步骤为素材设计题目，考查同学们对物质的分离与提纯实验操作的熟悉程度和实验原理的应用能力及分析毎步操作作用的分析能力。同时进一步明确实验流程图中实验装置和实验方法的选择必须根据物质的性质来确定，引导同学们关注化学实验操作。

（责任编辑王琼霞）