物质的分离和提纯一、物质的分离和提纯基本概念1.分离:是通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，且如原来是固体，最后还是固体.2.提纯:指保留混合物中的某一主要组分，把其余杂质通过一定方法都除去.它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复.3.分离和提纯遵循的基本原则①物质提纯的原则：不增、不变、易分.所谓不增，是指在提纯过程中不增加新物质，不变指被提纯的物质性质不能改变，易分指使杂质与被提纯物质容易分开.②提纯的方法可归纳为：“杂转纯，杂变沉，化为气，溶剂分.”杂转纯：将要除去的杂质变为提纯物，这是提纯物质的最佳方案.如除去Na2CO3中混有的NaHCO3即可将混合物加热使NaHCO3全部转化为Na2CO3.杂变沉：加入一种试剂将要除去的杂质变成沉淀，最后用过滤的方法除去沉淀.化为气：加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出.如食盐水中混有Na2CO3，则可加盐酸使CO32-变CO2逸出.溶剂分：加入一种试剂将杂质或被提纯物质萃取出来.如用CCl4可将碘从水中萃取出来.二、常见的分离和提纯方法1.过滤原理：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程.主要仪器：漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、玻璃棒.注意事项：①一贴、二低、三靠②必要时要洗涤沉淀物（在过滤器中进行）③定量实验的过滤要“无损”.适用范围：固体与液体不互溶的混合物.实例：粗盐的提纯.2.蒸发原理：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程.实验器材：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）.操作注意事项：①蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3.②蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅.③当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干.适用范围：混合物中各成分在溶剂中溶解度不同，包括蒸发溶剂结晶和降温结晶实例：分离NaCl和KNO3的混合物3.结晶原理：分离溶解度随温度变化有明显差异的固体可溶物组成的混合物.实验器材：烧杯、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）、石棉网.操作注意事项：①蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3.②蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅.③当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干.适用范围：混合物中各成分在溶剂中溶解度不同，包括蒸发溶剂结晶和降温结晶实例：分离NaCl和KNO3的混合物结晶法的一般步骤：（1）在较高的温度下制成热饱和溶液（或浓溶液）；（2）静置，冷却降温，析出晶体；（3）过滤，得到晶体；（4）将滤液进行蒸发、结晶、过滤，得到另一种晶体.4.萃取原理：利用溶质在不同溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从原来溶液中提取出来的方法.实验器材：烧杯、漏斗架、分液漏斗萃取剂的选择条件：（1）萃取剂与原溶剂不混溶、不反应（2）溶质在萃取剂中有较大的溶解度（3）溶质不与萃取剂发生任何反应实例：利用CCl4从溴水中萃取溴.5：分液原理：分离互不相溶的液体.实验器材：烧杯、漏斗架、分液漏斗操作注意：充分振荡，适当放气，充分静止，然后分液；分液时保持漏斗内与大气压一致；下层溶液下口出，上层溶液上口出.实例：CCl4和水的分离6.蒸馏原理：利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法.实验器材：圆底烧瓶，水冷凝管，酒精灯，锥形瓶（接收器），牛角管，温度计，铁架台（铁圈、铁夹），石棉网等.适用范围：①难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物②互溶液体沸点有明显差异. 实例：蒸馏水、无水乙醇的制备、石油的分馏CCl 4(沸点76.75℃)和甲苯（沸点110.6℃）混合物的分离.操作注意：①先通水，再加热②刚开始收集到的馏分 应弃去③全程严格控制好温度7.层析实验器材：培养皿，吸附剂（如粉笔，层析纸等）.适用范围：被吸附能力不同的物质的分离.实例：红、蓝墨水混合物中的不同色的分离.例1.已知氢氧化镁难溶于水，硫酸钡既难溶于水也难溶于酸，碳酸钡难溶于水，但可溶于盐酸.现有含硫酸钠、氯化镁和泥沙等杂质的粗食盐，请设计实验方案，由粗食盐提纯氯化钠.（提示：氢氧化镁比碳酸镁更难溶）解析：方案一：溶解→过滤（除泥沙）→加2BaCl （除24SO -）→加23Na CO （除过量的2Ba +）→加NaOH （除2Mg +）→过滤（除沉淀）－加足量盐酸（除过量的23CO -和OH -）→蒸发 方案二：溶解→过滤（除泥沙）－加NaOH （除2Mg +）→加BaCl2（除24SO -）→加23Na CO （除过量的2Ba +）→过滤（除沉淀）－加足量盐酸（除过量的23CO -和OH -）→蒸发 具体实验步骤：（1）将粗食盐加水使之溶解.（溶解）（2）向(1)所得溶液加入过量2BaCl 溶液到沉淀不再增加为止，静置沉降.（除24SO -）（3）向(2)所得的上层清液加入过量23Na CO 溶液，直至沉淀不再生成为止，静置沉降.（除2Ba +）（4）向(3)所得上层清液加入过量的NaOH 溶液，直至沉淀不再生成，静置沉降.（除Mg2+）（5）将(4)所得混合物过滤，往滤液中加入稍过量的稀HCl 至不再产生气泡.（除OH -、23CO -）（6）将(5)所得溶液加热蒸发.（除HCl ）例2．下列实验操作错误的是___________A ．测定溶液pH 的操作是：将湿润的pH 试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH 试纸的中部，与标准比色卡进行比较.B ．容量瓶检漏的操作是：在容量瓶中注入适量的水，塞上玻璃瓶塞，左手五指托住瓶底，右手食指顶住瓶塞，反复倒置，观察是否漏水.C ．配制一定物质的量浓度的硫酸溶液时，先往容量瓶中加水，然后按计算结果将一定体积浓硫酸沿玻璃棒慢慢倒入容量瓶，最后加水至刻度，摇匀.D ．观察钾元素焰色反应的操作是：将铂丝放在稀盐酸中洗涤，然后蘸取固体氯化钾，置于煤气灯的火焰上进行灼烧，透过蓝色钴玻璃进行观察.解析：该题考察的是一些化学实验的基本操作.用pH 试纸测定溶液pH 值时，不能预先用水润湿，否则会引起待测液浓度减小，pH 值改变；容量瓶使用之前必须要检查是否漏水，方法为：在容量瓶中注入适量水，塞上瓶塞，食指顶住瓶塞，另一只手托住瓶底，倒立过来，观察是否漏水，若不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后，再次检验；容量瓶只能用于配制溶液，不能在其中直接溶解或稀释；焰色反应的关键是用于蘸取待测物的铂丝必须洁净，所以每次检测前后需蘸取盐酸清洗，清洗后放在火焰上灼烧，直至与原来火焰焰色相同为止，再蘸取待测物进行检验，以排除杂质的干扰.答案为A、B、C、D.例3．某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3.若用该溶液制取芒硝（Na2SO4·10H2O)，可选择的操作有（1）加适量H2SO4溶液;（2）加金属钠;（3）结晶;（4）加过量NaOH溶液;（5）加强热脱结晶水；（6）过滤.正确的操作步骤是（）A．(2)(6)(3) B．(4)(6)(1)(3)C．(4)(6)(3)(5) D．(2)(6)(1)(3)(5)答案：B解析：在日常生活和工业生产中需要分离许多物质，要用到化学反应.选择化学试剂时注意（1）不引入新的杂质；（2）所加试剂一般过量，以保证将杂质全部除去，同时后续试剂须将过量的前一试剂除去；（3）过程简便、安全；（4）若存在多种杂质，注意所加除杂试剂顺序.根据题目要求，主要是除去Fe3＋，加过量的NaOH溶液将Fe3＋沉淀.将沉淀过滤后，过量的NaOH溶液用适量的H2SO4溶液除去.再结晶得Na2SO4·10H2O，即芒硝.A、D选项用金属钠与水反应，实验不经济、不安全，且A未考虑加入过量试剂的问题，C中最后一步加强热脱去结晶水，得不到芒硝，只能得到Na2SO4固体.选B.例4. 实验室有CuO和Cu粉的混合物.请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定实验可能用到的主要仪器：①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管实验可能用到的试剂a. 锌粒b. 稀硫酸c. 氯化钠溶液d. 浓硫酸e. 氧化铜f. 铜粒g. 氧气编号表示）（以上三种方法任选两种）例5. 下图是用自来水制取少量蒸馏水的简易装置，（加热及固定仪器略），其原理与教材中的实验完全相同.回答下列问题：①左边大试管中要加入几片碎瓷片，其作用是；②该装置中使用的玻璃导管较长，其作用；③烧杯中还要盛有的物质是.解析：3、①防止暴沸；②兼起冷却气体的作用；③冰水.例6. CCl4和蒸馏水都是无色液体，请按下列要求用实验方法鉴别之（简要地写出实验过程）①只允许用一种试剂②不用任何试剂解析：①用两支试管分别取出少量的CCl4和蒸馏水，然后分别加入少量的单质碘，振荡，呈紫红色的液体是CCl4，呈棕黄色的液体是蒸馏水.（其它合理的方法均可）②在装有下层液体的烧杯中加入水,若不分层则证明下层为水层.。
物质的提纯和分离一、分离和提纯分离：就是把混合物的各个祖坟物质彼此分开，分别得到纯净物。
提纯：就是把混入某物之中的少量杂质除去，得到纯净物，也即是除杂。
物质的分离、除杂和提纯是化学实验中的一个重要环节。
所谓分离就是用物理或化学的方法将混合物中的各组分一一分开。
分离完成后各组分要保持（经过化学反应使混合物的组分经过转化而分离还要恢复为）原有的物质组成和状态。
除杂和提纯是将混合物中的某组分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。
在提纯物质的过程中除了选择合适的试剂外，还应选择适宜的杂质（或产物），以便于同被提纯物进行分离。
现将有关要点归纳如下：1、应注意几个“不”⑴不能“玉石俱焚”。
即试剂一般与杂质反应，不与要保留的物质反应。
但特殊情况下，所加试剂需要和保留物质反应，但最终要转化成需要保留的物质。
如除去FeCl3溶液中的NaCl，可加过量的NaOH溶液→过滤→洗涤→加适量稀盐酸。
⑵“不增”、“不减”。
即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。
⑶不污染环境。
即要求所选用的除杂方法，不能产生可污染环境的物质。
⑷不能“旧貌变新颜”。
即除杂结束前，要恢复保留物质的原有状态。
2、除杂方法的几个优化原则⑴若同时有多种方法能除去杂质，要选择那些简单易行、除杂彻底的方法。
⑵应尽量选择既可除去杂质，又可增加保留物质的方法，即“一举两得”。
⑶先考虑物理方法，再用化学方法。
二、常用的方法物质的分离、除杂和提纯是化学实验中的一个重要环节。
所谓分离就是用物理或化学的方法将混合物中的各组分一一分开。
分离完成后各组分要保持（经过化学反应使混合物的组分经过转化而分离还要恢复为）原有的物质组成和状态。
除杂和提纯是将混合物中的某组分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。
在提纯物质的过程中除了选择合适的试剂外，还应选择适宜的杂质（或产物），以便于同被提纯物进行分离。
1、分离和提纯的主要物理方法方法适用范围或原理举例物理方法过滤法固体与液体混合物的分离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分离溶质与溶剂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溶解度受温度影响变化大小不同分离NaCl与KNO3的混合物当然，实际分离与提纯还会有一些其他方法，在实际解题时要因题而解，也可以综合而灵活地运用几种方法。
