物质提纯题解法指导及实例分析

物质的分离是通过适当的方法，将混合物中的各组分彼此分开，并且恢复到各物质的原来存在状态，分别得到纯净物的过程；而物质的提纯（即除杂）是利用被提纯物质和杂质的性质不同，来选择适当的实验方法，除去被提纯物质中的少量杂质而得到纯净物的过程。提纯时要求只保留混合物中的提纯成分，除去的杂质不保留，这一点与物质的分离是不同的。中考中主要以除杂题型为主，重在考查混合物的分离及学生的发散思维和应变能力。

一、物质提纯的基本原则

物质的提纯要求在操作过程中必须遵循下列除杂原则：

1.不增：除去杂质时不能引入新的杂质，加入的过量除杂试剂也应最后除去。

2.不变：选择的除杂试剂一般只与杂质反应，不能使被提纯物质的性质改变。

3.易分：要选择简单易分离、现象明显、所得物质纯度高的除杂方法。

二、物质提纯的基本方法

必须抓住被提纯物质与杂质之间的物理性质或化学性质的差异和联系，以此决定选用何种试剂或操作方法。

1.物理方法

(1)过滤法：适用于可溶性物质与不溶性杂质的提纯，如粗盐的提纯。

(2)结晶法：适用于除去可溶性杂质。具体方法有两种：①蒸发结晶，适用于溶解度受温度变化影响不大的固态物质的提纯；②冷却热饱和溶液(或降温结晶)，适用于溶解度受温度变化影响相当大的固态物质的提纯。

(3)蒸馏法：适用于沸点不同的液体混合物的提纯。当被提纯的物质与杂质的沸点相差不大时，要先将其中一种转化为高沸点的盐或碱类物质后再蒸馏。如由工业酒精制无水酒精，就要先加入生石灰，使生石灰转化成高沸点的Ca(OH)2，再蒸馏出酒精。

(4)升华法：适用于固体与有升华特点的固体杂质的提纯。

2.化学方法

(1)加热法：适用于除去混合物中热稳定性差的杂质。如除去NaCl中的NH4HCO3杂质，加热时，NaCl不分解，而NH4HCO3分解成NH3、H2O、CO2气体逸出。

(2)吸收法：用合适的吸收剂将气体中混有的杂质除去。如可用NaOH溶液除去CO气体中混有的少量CO2气体。

(3)化气法：适用于对混合物加热或向混合物中加入某种试剂，使杂质转化为气体逸出而被除去。如除去K2SO4中的K2CO3杂质，可加入稀H2SO4，K2CO3与稀H2SO4反应放出CO2、生成K2SO4。

(4)沉淀法：适用于向混合物中加入某种试剂，使杂质转化为沉淀析出而被除去。如除去NaCl中的Na2SO4杂质，可加入BaCl2溶液，Na2SO4与BaCl2反应产生BaSO4沉淀，通过过滤而除去。

(5)转纯法：将混合物中的杂质通过化学反应转化为被提纯物质。如除去CO2气体中的CO杂质，可将混合气体通过灼热的CuO, CO与CuO反应转化为CO2。

(6)酸碱法：适用于被提纯物质不与酸(或碱)反应，而杂质与酸(或碱)反应，用酸(或碱)作除杂试剂。如除去BaSO4中的BaCO3杂质，可加入稀H2SO4，BaCO3溶于稀H2SO4，而BaSO4不溶。

(7)综合法：适用于多种杂质、需多种试剂和多种除杂的分离方法，需有合理的除杂顺序。如要除去NaCl溶液中的MgSO4、 CaSO4等杂质。加入的试剂及顺序是：①加入过量的BaCl2溶液，除去SO2-4；②加入过量的Na2CO3溶液，除去Ca2+和过量的Ba2+；③加入过量的NaOH溶液，除去Mg2＋；④加入过量的稀HCl，除去过量的CO2-3和OH-。当然，顺序也可为③①②④，但必须是先加BaCl2溶液，后加Na2CO3溶液。

三、中考真题解读

例1 (2011・成都)为除去Cu(NO3)2溶液中含有的少量AgNO3，某同学给出了两种方法。Ⅰ.加入足量NaCl溶液，过滤；Ⅱ.加入过量的铜粉，过滤。下列分析不正确的是()

A.方法Ⅰ中产生的沉淀只有AgCl

B.回收方法Ⅱ的不溶物，可直接得到纯净的银

C.方法Ⅰ过滤后得到的滤液中还含有NaNO3，所以不可行

D.两种方法均需用到烧杯、漏斗和玻璃棒

【解析】NaCl能与AgNO3溶液反应生成AgCl沉淀和NaNO3，因此方法Ⅰ虽然除去了AgNO3，但又引入了新的杂质NaNO3，不可行；方法Ⅱ中，加入过量的铜粉，过滤，不溶物中含有铜和银，得不到纯净的银；两种方法都需要过滤，因此均需用到烧杯、漏斗和玻璃棒等仪器。

【答案】B

例2(2011・肇庆)氯化钙是多用途的干燥剂和建筑防冻剂。实验室里用石灰石和盐酸制备二氧化碳的含酸废液(含有MgCl2、FeCl3等)通过以下途径可制得无水氯化钙。

(1)操作Ⅰ的名称为，操作Ⅱ的名称为。滤渣的化学成分有。

(2)石灰乳的作用是：①，②。写出其中一个反应的化学方程式： 。

【解析】将混合物分离出滤渣和滤液的操作为过滤，对溶液蒸发浓缩后进行结晶，可析出晶体；石灰乳的作用是将含酸废液中的Mg2+和Fe3+等杂质离子除去，同时也要中和掉废液中过量的酸。

【答案】(1)过滤冷却结晶或结晶Mg(OH)2、Fe(OH)3(2)中和废液中的酸使废液中的镁、铁充分沉淀2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O或MgCl2+ Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2或2FeCl3+3Ca(OH)2=2Fe(OH)3+3CaCl2

例3(2011・綦江)某粗盐提纯后得到的“精盐”中还含有少量可溶性杂质CaCl2、MgCl2。小青同学设计了以下实验方案来除去可溶性杂质。

（1）步骤①的化学方程式为。

（2）步骤②中得到的白色沉淀是(填化学式)。

（3）步骤③中加稀盐酸是为了除去溶液中的。

A.CaCl2B.MgCl2C.NaOHD.Na2CO3

【解析】根据操作流程分析可知，向精盐溶液中加入过量的NaOH溶液，是为了将溶液中的MgCl2全部转化为Mg(OH)2沉淀；过滤后溶液中的溶质为NaCl、CaCl2和NaOH，再加入过量的Na2CO3溶液，是为了将溶液中的CaCl2全部转化为CaCO3沉淀；再次过滤后，溶液中的溶质为NaCl、NaOH和Na2CO3，最后加入过量稀盐酸，是为了除去过量的NaOH和Na2CO3，而过量的盐酸在蒸发结晶时以HCl气体形式逸出，最后可得到纯净的NaCl晶体。

【答案】（1）2NaOH+MgCl2=2NaCl+Mg(OH)2（2）CaCO3（3）CD

例4(2011・烟台)21世纪是海洋开发与利用的世纪。烟台的“十二五”规划确立了“蓝色经济”发展战略，海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。

(1)海水淡化：蒸馏法淡化海水，是利用海水中各成分的不同分离出淡水；高压反渗透膜法淡化海水，是利用海水中各成分的不同分离出淡水。

(2)制盐：①制粗盐。从卤水中提取粗盐，用的结晶方法是。②粗盐纯化。粗盐中含有泥沙、硫酸镁、氯化钙等杂质。将粗盐溶于水，然后通过如下操作即可得到较纯的氯化钠：a.过滤、b.加过量的Ba(OH)2溶液、c.加适量的盐酸、d.加过量的Na2CO3溶液、e.蒸发。正确的操作顺序是(填字母)。

(3)制碱：氨碱法制纯碱的流程图如下：

精盐水通（①）饱和氨盐水通（②）NaHCO3过滤、（③）Na2CO3

完成图中“()”的内容：①；②；③。

(4)制镁：工业上一般用电解熔融状态的氯化镁制金属镁，若以卤水(含有硫酸镁、氯化钠和氯化钙)为起始原料来制取金属镁，请画出制镁的流程图。

【解析】蒸馏法是利用沸点不同分离物质的方法，而高压反渗透膜是利用水分子可以通过膜而溶质分子不能透过膜，从而分离出淡水；提纯粗盐用蒸发结晶的方法，其操作为：先加过量Ba(OH)2除去MgSO4杂质，再加过量的Na2CO3除去CaCl2和上步中过量的Ba(OH)2，然后再过滤，除去泥沙和上两步产生的沉淀，再加适量的盐酸除去过量的Na2CO3，最后蒸发结晶；氨碱法制纯碱时，要在精盐中通入氨气，得到饱和的氨盐水，再通入CO2，得到NaHCO3，最后过滤，得到的晶体加热分解即可得Na2CO3；工业上制镁一般要在苦卤水中加石灰乳生成氢氧化镁，然后再加入盐酸得到氯化镁，最后电解熔融状态的氯化镁即可。

【答案】(1)沸点颗粒大小(2)蒸发结晶bdace(过滤可重复使用)(3)NH3CO2加热(或热解)(4)卤水石灰乳氢氧化镁盐酸氯化镁通电镁

例5(2011・无锡)以电解食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制。以粗盐为原料的“氯碱工业”流程如下：

回答下列问题。

(1)氯气、氢氧化钠在工业上有广泛的用途。下列关于氢氧化钠的描述中错误的是。

A.能去除油污，可作厨房清洁剂B.易溶于水，溶解时放出大量的热

C.水溶液能使石蕊试液变红D.可用作某些气体的干燥剂

(2)操作②的名称是，操作④的名称是。

(3)操作①②间除杂质时所加的三种试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液(均过量)，其顺序要求是：Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之加入 (填“前”或“后”)。有同学提出用 溶液代替BaCl2溶液可达到同样的目的。

(4)电解饱和NaCl溶液的化学方程式是。

(5)该流程中可以循环利用的物质是。

【解析】氢氧化钠溶液呈碱性，能使紫色的石蕊试液变蓝；过滤能分离固体和液体，蒸发能使不饱和溶液变成饱和溶液；Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液之后加入，因为Na2CO3溶液能同时除掉粗盐中的CaCl2和过量的BaCl2；电解饱和的NaCl溶液时，水也参加了化学反应；综合“氯碱工业”的流程可以看出，NaCl可以循环利用。

【答案】(1)C(2)过滤蒸发(3)后Ba(OH)2(4)2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2 +Cl2 (5)NaCl