专题 1 物质的分离与除杂 知识再现 一、物质分离与提纯的原则——“不增、不减、易分、复原” (1) “不增”——不能引入新的杂质 指在操作过程中，既要除掉杂质，又不引入新杂质。如 NaOH 溶液中混有杂质 Na2CO3,不能用 CaCl2 溶液除 杂，因为 CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl，会引入新杂质 NaCl，故要用 Ca(OH)2 溶液。 (2)“不减”——不能减少需要物质的质量 指所选试剂只与杂质反应，而不能与主要成分反应。如 NaOH 溶液中混有杂质 Na2CO3，就不能用稀盐酸除 杂，因盐酸和 Na2CO3、NaOH 都可反应；用适量 Ca(OH)2 溶液，就能达到只除去 Na2CO3，保留 NaOH 的目的， 因为 Ca(OH)2 与 NaOH 不反应，而与 Na2CO3 发生如下反应：Ca(OH)2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaOH。 (3)“易分”——杂质应转化为原物质或气体、沉淀、水等易分离的物质 (4)“复原”——对于固体混合物，除杂后要确保恢复至初始状态。 二、酸、碱、盐溶液除杂技巧 (1)被提纯物与杂质阳离子相同时(如 NaCl 中含杂质 NaOH)，选取与杂质中的阴离子(OH-)不共存的阳离子(H+)， 再与被提纯物中的阴离子(Cl-)组合成除杂试剂(HCl)。发生反应：NaOH+HCl＝NaCl+H2O。 (2)被提纯物与杂质阴离子相同时(如 NaCl 中含杂质 BaCl2)，选取与杂质中的阳离子(Ba2+)不共存的阴离子(S )，再与被提纯物中的阳离子(Na+)组合成除杂试剂(Na2SO4)。发生反应:BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl。 (3)被提纯物与杂质阴、阳离子都不相同 (如 NaNO3 中含杂质 CuSO4)，选取与杂质中的阴离子(S )、阳离子 (Cu2+) 都 不 共 存 的 阳 离 子 (Ba2+) 、 阴 离 子 (OH-) 组 合 成 的 除 杂 试 剂 [Ba(OH)2] 。 发 生 反 应 ： CuSO4+Ba(OH)2 ＝ BaSO4↓+Cu(OH)2↓。 三、常用的除杂方法 方法 适用范围或原理 物理 (1)固体与液体混合物的分离 方法 过滤法 举例 (2)可溶性固体与不溶性固体混 粗盐的提纯 合物的分离 结 晶 法 蒸发 降温 (1)分离溶质与溶剂 (2)除去易挥发的杂质 从氯化钠溶液中分离出氯化钠固体 可溶性固体溶质的溶解度受温 从含氯化钠杂质的硝酸钾中提纯硝酸钾 度影响大小不同 蒸馏 物理 方法 吸收 沉淀法 化气法 化水法 分离由沸点不同的液体组成的 混合物 把混合气体通入一种溶液,其中 杂质被吸收 加入一种试剂与杂质反应,生成 沉淀,经过滤除去 加入一种试剂与杂质反应生成 气体而除去 加入某种试剂,使杂质变为水 分离液态空气制氧气、石油的分馏等 浓硫酸吸收氧气中混有的水蒸气 除去硝酸中的硫酸,可加入适量的硝酸钡溶液 除去 NaCl 溶液中混有的 Na2CO3 可加入适量盐酸 除去 NaCl 溶液中的少量 NaOH,可加入稀盐酸 通过加热的方法使杂质转化为 化学 加热法 方法 气体或使杂质分解变成气体而 除去 Na2CO3 中混有的少量 NaHCO3,可直接加热 除去 溶解法 转化法 向混合物中加入某种溶液将杂 除去 Cu 中混有的少量 CuO 可将混合物放入足量稀盐 质溶解(发生化学反应)而除去 酸中 通过化学反应把杂质转化为被 除去 CO2 中的少量 CO 可将混合气体通过灼热的氧化 提纯的物质 铜 物理方法的综合:主要是溶解、 一种方法 过滤、蒸发、结晶、洗涤等方 粗盐中难溶性杂质的去除 综合 法 不能达到 法的结合 目的,可采 用几种方 法完成 物理与化学方法的综合:当某物 质所含杂质不止一种时,可加入 几种不同试剂除杂 如粗盐中可溶性杂质的去除 ,可依次加入 BaCl2 溶液、 Na2CO3 溶 液 、 NaOH 溶 液 等 分 别 将 所 含 的 Na2SO4、CaCl2、MgCl2 等杂质转化为沉淀,再用过滤法 除去,最后加盐酸中和 四、常见物质的除杂 物质 状态 气体 固体 物质 杂质 方法 CO2 CO 通过灼热的氧化铁 CO2 HCl 通过饱和的碳酸氢钠溶液,干燥 O2 水蒸气 CO CO2 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 H2 HCl、水蒸气 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 O2 HCl、水蒸气 通过足量的氢氧化钠溶液,干燥 N2 O2 CaO CaCO3 通过浓硫酸 通过足量的灼热的铜网 高温灼烧 CaCO3 CaO NaCl Na2CO3 CuO Cu Cu CuO Cu Fe 氢氧化 液体 碳酸钠 钠溶液 溶液 氯化钠 碳酸钠 溶液 溶液 加入适量碳酸钠溶液,过滤 加入适量澄清石灰水,过滤 加入适量稀盐酸 加入足量碳酸钙粉末充分反应,过滤 HCl 溶液 加入足量的稀硫酸,过滤 磁铁吸引(或足量的硫酸铜溶液,过滤) 氢氧化 氯化钙 加入适量稀盐酸,蒸发 空气中灼烧 氢氧化钙 钠溶液 加入大量的水,过滤 水 过氧化氢 加入二氧化锰,过滤 硫酸铜溶液 硫酸 加入过量的氧化铜粉末,充分反应后过滤 FeCl2 溶液 CuCl2 加入足量铁粉,过滤 五、常见离子的除杂 酸、碱、盐的除杂，关键是找准杂质离子,并将杂质离子转化为沉淀、气体、水除去。 杂质 离子 除杂方法 举例 加 入 H+ 使 之 转 变 为 气 C 体 或 加 入 NaCl(Na2CO3)：对比有用物质和杂质,都含 Na+,因此 C 是杂质离子,可用 H+ 或 Ca2+ 、 Ba2+ 使 之 转 变 Ca2+或 Ba2+,为了生成有用物质,还需 Cl-,从而确定除杂试剂为 HCl 或 CaCl2 或 BaCl2 为沉淀 溶液 NaNO3(Na2SO4):对比有用物质和杂质,都含 Na+,因此 S 是杂质离子,可用 Ba2+,为 加入 Ba2+使之转化为 S 沉淀 了生成有用物质,还需 N ,从而确定除杂试剂为 Ba(NO3)2 溶液 KNO3(KCl):对比有用物质和杂质,都含 K+,因此 Cl-是杂质离子,可用 Ag+,为了生成有 - Cl 加入 Ag+ 使之转化为 沉淀 用物质,还需 N ,从而确定除杂试剂为 AgNO3 溶液 OH - 加 入 H+ 使 之 转 化 为 CaCl2[Ca(OH)2]:对比有用物质和杂质,都含 Ca2+,因此 OH- 是杂质离子,可用 H+ 使之 水 变为 H2O,为了生成有用物质,还需 Cl-,从而确定除杂试剂为 HCl 溶液 加 入 OH-, 使 之 转 化 KCl(NH4Cl):对比有用物质和杂质,都含 Cl-,因此 N N 为气体 是杂质离子,可用 OH-使之变为 NH3,为了生成有用物质,还需 K+,从而确定除杂试剂为 KOH 溶液 某些 加 入 OH-, 使 之 转 化 NaCl(CuCl2):对比有用物质和杂质,都含 Cl-,因此 Cu2+是杂质离子,可用 OH-使之变为 金 属离 为沉淀 Cu(OH)2 沉淀,为了生成有用物质,还需 Na+,从而确定除杂试剂为 NaOH 溶液 子 NaNO3(MgSO4):对比有用物质和杂质,无相同部分,因此 Mg2+和 S 两种 离子 都是杂质离子, 可用双沉淀法 除 Mg2+可用 OH-,除 S 可用 Ba2+,从而确定除杂试剂为 Ba(OH)2 溶液 及时小练 1. 下列除杂方法正确的是（ B ） 选项 物质（括号内为杂质） 方法 A K2CO3 溶液（K2SO4） 加 BaCl2 溶液，过滤 B N2（O2） 将气体通过灼热的铜网 C NaOH 溶液（Na2CO3） 加入稀硫酸 D ZnSO4 溶液（CuSO4） 加入过量的铁粉，过滤 2．下列除去物质中杂质（括号内为杂质）的方法，不正确的是（ D ） 选项 物质（杂质） A CuO（Cu） B MnO2（NaCl） C CO（CO2） D NaCl（Na2CO3） 除杂方法 将物质在空气中加热 将物质加水溶解，过滤，洗涤，干燥 将混合气体依次通过足量的氢氧化钠溶液和浓硫 酸 将物质溶解后，加适量石灰水，过滤，蒸发结晶 3. 下列方法能达到除杂目的的是（ C ） 选项 物质（括号内为杂质） 方法 A CH4（CO） 点燃混合气体 B 铜粉（碳粉） 在空气中灼烧固体混合物 C O2（水蒸气） 将混合气体通过浓硫酸 D NaCl（CaCl2） 加水溶解，过滤 4．除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），除杂试剂及方法正确的是 （C） 选项 物质（括号内为杂质） 除杂试剂及方法 A 氯化钾固体（二氧化锰） 加入足量的水，溶解、过滤、洗涤、干燥 B NH3（水蒸气） 通过浓硫酸 C 氢氧化钠溶液（碳酸钠溶液） 加入适量的氢氧化钙溶液，过滤 D 氧化铜（木炭粉） 加入稀硫酸，过滤 5．除去下列物质中的杂质，选用试剂和方法均正确的是（ C ） 选项 物质 杂质（少量） 试剂和方法 A 氯化钾 氯酸钾 加入少量二氧化锰粉末，加热 B 稀硫酸 稀盐酸 加入适量的氯化钡溶液，过滤 C 氯化钙溶液 氢氧化钙 加入稍微过量的稀盐酸，加热 D 硝酸钾溶液 硫酸钾 加入过量的硝酸钡溶液，过滤 6．下列除杂方法（括号内为杂质）中正确的是（ C ） A．二氧化碳（一氧化碳）：通入氧气，点燃 B．硝酸铜溶液（硝酸银）：加入足量的铁粉，过滤 C．碳酸钙固体（氯化钙）：加入足量的水溶解，过滤、洗涤、干燥 D．氢氧化钠溶液（碳酸钠）：加入适量的稀盐酸至不再产生气泡 7．除去下列物质中的杂质，所选试剂及操作均正确的是（ C ） 选项 物质（括号内为杂质） 选用试剂及操作方法 A MnO2（KMnO4） 加热固体混合物至不再放出气体 B H2（CO2） 通过盛有浓硫酸的洗气瓶 C 银粉（锌粉） 加入足量稀盐酸溶解、过滤、洗涤、干燥 D NaOH 溶液(Na2CO3） 加入过量 Ca（OH）2，过滤 8．除去下列物质中的少量杂质，所选试剂和操作方法都正确的是（　B　） 选项 物质 杂质 除杂试剂或操作方法 A Cu(NO3)2 溶液 AgNO3 加过量铁粉，过滤 B 氨气 水蒸气 通过足量的氢氧化钠固体干燥 C KCl 固体 KCl