如何解决物质的分离与提纯问题

张秀红

实验题是高考必考大题之一，也是学生失分比较严重的题型之一。从近几年的高考题看，物质的除杂、分离与提纯在高考实验题中考查居多，而这恰恰也是学生的弱点，失分较多。为了更好地掌握此类题的做法，提高实验题的得分率，我们应该掌握以下几点。

一、物质的分离与提纯的基本原则是：不增，不减，不变，易分。

不增：除掉旧杂质时不引进新的杂质。

不减：除掉杂质时不减少主物质。

不变：除掉杂质时主物质不变质。

易分：除掉杂质时，操作要简单，物质之间易分离，易复原。

二、物质的分离与提纯常用方法。

物理方法：过滤，蒸发，蒸馏，加热，萃取分液，升华，洗气，盐析等。

化学方法：热分解法，酸碱处理法，沉淀法，氧化还原法等。

三、物质的分离与提纯方法选择的依据：分离物质的性质与状态。

物质状态有液态、固态、气态三种状态。状态不同方法不同，即使状态相同，性质不同方法也可能不同。

若固体和固体分离，则可以选择溶解过滤、加热、升华、热分解法等；液体和液体分离，根据物质的性质，不互溶的可以分液，互溶的有的采取萃取分液，有的采取蒸馏，还有的采取盐析或渗析等；而气体和气体分离一般都是洗气。

四、高中化学常见物质的除杂方法。

例题1.除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是（A）

A.HNO■溶液（H■SO■），适量BaCl■溶液，过滤

B.CO■（SO■），酸性KMnO■溶液、浓硫酸，洗气

C.KNO■晶体（NaCl），蒸馏水，结晶

D.C■H■OH（CH■COOH），加足量CaO，蒸馏

解析：此题考查了物质的提纯知识。HNO■溶液中混有H■SO■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；SO■有还原性，可被酸性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二者，D对。

2.下列除去杂质的方法正确的是（C）

A.除去CO■中混有的CO：用澄清石灰水洗气

B.除去BaCO■固体中混有的BaSO■：加过量盐酸后，过滤、洗涤

C.除去FeCl■溶液中混有的FeCl■：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：CO■可以被澄清石灰水吸收，而CO不可以，故A项错；盐酸可以将BaCO■反应除去，而不能溶解BaSO■，故B项错；2FeCl■+Fe=3FeCl■，过量的铁粉过滤即可除去，故C项正确；Cu和CuO均可以被HNO■溶解，故D项错。

3.下列除去杂质的方法正确的是 （B）

①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl■，气液分离；

②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏；

③除去CO■中少量的SO■：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶；

④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰、蒸馏。

A.①② B.②④ C.③④ D.②③

解析：分析可知①通入Cl■，与C■H■可以发生取代反应，①错；③饱和碳酸钠溶液可以吸收CO■气体，③错。

4.用过量的H■SO■、NaOH、NH■·H■O、NaCl等溶液，按下图所示步骤分开五种离子。则溶液①、②、③、④是 （D）

A.①NaCl ②NaOH ③NH■·H■O ④H■SO■

B.①H■SO■ ②NaOH ③NH■·H■O ④NaCl

C.①H■SO■ ②NH■·H■O ③NaOH ④NaCl

D.①NaCl ②NH■·H■O ③NaOH ④H■SO■

解析：

5.某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：

CO的制备原理：HCOOH■■ CO↑+H■O，并设计出原料气的制备装置（如下图）请填写下列空白：

（1）实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气、丙烯。

写出化学方程式：？摇 ？摇，

？摇？摇？摇 ？摇。

（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是？摇？摇 ？摇？摇，？摇？摇？摇 ？摇；C和d中承装的试剂分别是？摇？摇？摇？摇 ？摇，

？摇？摇 ？摇？摇。若用以上装置制备H■，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是？摇 ？摇？摇？摇；在虚线框内画出收集干燥H■的装置图。

（3）制丙烯时，还产生少量SO■、CO■及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是？摇？摇？摇 ？摇。（填序号）

①饱和Na■SO■溶液 ②酸性KMnO■溶液 ③石灰水

④无水CuSO■ ⑤品红溶液

（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是？摇？摇 ？摇？摇？摇？摇？摇。

a.低温、高压、催化剂 b.适当的温度、高压、催化剂

c.常温、常压、催化剂 d.适当的温度、常压、催化剂

（5）正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHSO■（饱和）→RCH（OH）SO■Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为？摇 ？摇？摇？摇，操作1为？摇？摇 ？摇？摇，操作2为？摇？摇 ？摇？摇，操作3为？摇？摇 ？摇？摇。

答案：（1）Zn+2HCl=ZnCl■+H■↑；

（CH■）2CHOH CH■=CHCH■↑+H■O

（2）恒压防倒吸NaOH溶液浓硫酸分液漏斗蒸馏烧瓶

（3）④⑤①②③（或④⑤①③②）

（4）b

（5）饱和NaHSO■溶液过滤萃取蒸馏

解析：（5）粗品中含有正丁醛，根据所给的信息利用饱和NaHSO■溶液形成沉淀，然后通过过滤即可除去；由于饱和NaHSO■溶液是过量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇。因为1-丁醇，和乙醚的沸点相差很大，所以可以利用蒸馏将其分离开。

通过以上例题解析可知，如果我们掌握了上述有关物质的分离与提纯几点知识，并加以灵活应用，则不仅可以解决物质的除杂、分离与提纯的问题，而且有助于我们解决整个实验题，从而大大提高高考成绩。