如何解決物質(zhì)的分離與提純問題

張秀紅

實(shí)驗(yàn)題是高考必考大題之一，也是學(xué)生失分比較嚴(yán)重的題型之一。從近幾年的高考題看，物質(zhì)的除雜、分離與提純在高考實(shí)驗(yàn)題中考查居多，而這恰恰也是學(xué)生的弱點(diǎn)，失分較多。為了更好地掌握此類題的做法，提高實(shí)驗(yàn)題的得分率，我們應(yīng)該掌握以下幾點(diǎn)。

一、物質(zhì)的分離與提純的基本原則是：不增，不減，不變，易分。

不增：除掉舊雜質(zhì)時(shí)不引進(jìn)新的雜質(zhì)。

不減：除掉雜質(zhì)時(shí)不減少主物質(zhì)。

不變：除掉雜質(zhì)時(shí)主物質(zhì)不變質(zhì)。

易分：除掉雜質(zhì)時(shí)，操作要簡單，物質(zhì)之間易分離，易復(fù)原。

二、物質(zhì)的分離與提純常用方法。

物理方法：過濾，蒸發(fā)，蒸餾，加熱，萃取分液，升華，洗氣，鹽析等。

化學(xué)方法：熱分解法，酸堿處理法，沉淀法，氧化還原法等。

三、物質(zhì)的分離與提純方法選擇的依據(jù)：分離物質(zhì)的性質(zhì)與狀態(tài)。

物質(zhì)狀態(tài)有液態(tài)、固態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)。狀態(tài)不同方法不同，即使?fàn)顟B(tài)相同，性質(zhì)不同方法也可能不同。

若固體和固體分離，則可以選擇溶解過濾、加熱、升華、熱分解法等；液體和液體分離，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，不互溶的可以分液，互溶的有的采取萃取分液，有的采取蒸餾，還有的采取鹽析或滲析等；而氣體和氣體分離一般都是洗氣。

四、高中化學(xué)常見物質(zhì)的除雜方法。

例題1.除去下列括號內(nèi)雜質(zhì)的試劑或方法錯(cuò)誤的是（A）

A.HNO■溶液（H■SO■），適量BaCl■溶液，過濾

B.CO■（SO■），酸性KMnO■溶液、濃硫酸，洗氣

C.KNO■晶體（NaCl），蒸餾水，結(jié)晶

D.C■H■OH（CH■COOH），加足量CaO，蒸餾

解析：此題考查了物質(zhì)的提純知識。HNO■溶液中混有H■SO■時(shí)，加入氯化鋇使得硝酸中又混入了HCl雜質(zhì)，應(yīng)加入硝酸鋇溶液過濾，A錯(cuò)；SO■有還原性，可被酸性高錳酸鉀氧化為硫酸除去，B對；硝酸鉀的溶解度隨溫度升高變大，但食鹽的溶解度隨溫度變化較小，一般用結(jié)晶或重結(jié)晶法分離，C錯(cuò)；乙酸具有酸性其能和氧化鈣反應(yīng)，但乙醇不能，故加足量氧化鈣蒸餾可以分離二者，D對。

2.下列除去雜質(zhì)的方法正確的是（C）

A.除去CO■中混有的CO：用澄清石灰水洗氣

B.除去BaCO■固體中混有的BaSO■：加過量鹽酸后，過濾、洗滌

C.除去FeCl■溶液中混有的FeCl■：加入過量鐵粉，過濾

D.除去Cu粉中混有的CuO：加適量稀硝酸后，過濾、洗滌

解析：CO■可以被澄清石灰水吸收，而CO不可以，故A項(xiàng)錯(cuò)；鹽酸可以將BaCO■反應(yīng)除去，而不能溶解BaSO■，故B項(xiàng)錯(cuò)；2FeCl■+Fe=3FeCl■，過量的鐵粉過濾即可除去，故C項(xiàng)正確；Cu和CuO均可以被HNO■溶解，故D項(xiàng)錯(cuò)。

3.下列除去雜質(zhì)的方法正確的是 （B）

①除去乙烷中少量的乙烯：光照條件下通入Cl■，氣液分離；

②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌、分液、干燥、蒸餾；

③除去CO■中少量的SO■：氣體通過盛飽和碳酸鈉溶液的洗氣瓶；

④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰、蒸餾。

A.①② B.②④ C.③④ D.②③

解析：分析可知①通入Cl■，與C■H■可以發(fā)生取代反應(yīng)，①錯(cuò)；③飽和碳酸鈉溶液可以吸收CO■氣體，③錯(cuò)。

4.用過量的H■SO■、NaOH、NH■·H■O、NaCl等溶液，按下圖所示步驟分開五種離子。則溶液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.某研究性學(xué)習(xí)小組為合成1-丁醇，查閱資料得知一條合成路線：

CO的制備原理：HCOOH■■ CO↑+H■O，并設(shè)計(jì)出原料氣的制備裝置（如下圖）請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/p>

（1）實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇，從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。

寫出化學(xué)方程式：？搖 ？搖，

？搖？搖？搖 ？搖。

（2）若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a和b的作用分別是？搖？搖 ？搖？搖，？搖？搖？搖 ？搖；C和d中承裝的試劑分別是？搖？搖？搖？搖 ？搖，

？搖？搖 ？搖？搖。若用以上裝置制備H■，氣體發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器名稱是？搖 ？搖？搖？搖；在虛線框內(nèi)畫出收集干燥H■的裝置圖。

（3）制丙烯時(shí)，還產(chǎn)生少量SO■、CO■及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗(yàn)這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是？搖？搖？搖 ？搖。（填序號）

①飽和Na■SO■溶液 ②酸性KMnO■溶液 ③石灰水

④無水CuSO■ ⑤品紅溶液

（4）合成正丁醛的反應(yīng)為正向放熱的可逆反應(yīng)，為增大反應(yīng)速率和提高原料氣的轉(zhuǎn)化率，你認(rèn)為應(yīng)該采用的適宜反應(yīng)條件是？搖？搖 ？搖？搖？搖？搖？搖。

a.低溫、高壓、催化劑 b.適當(dāng)?shù)臏囟?、高壓、催化?/p>

c.常溫、常壓、催化劑 d.適當(dāng)?shù)臏囟?、常壓、催化?/p>

（5）正丁醛經(jīng)催化劑加氫得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，為純化1-丁醇，該小組查閱文獻(xiàn)得知：①R-CHO+NaHSO■（飽和）→RCH（OH）SO■Na↓；②沸點(diǎn)：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并設(shè)計(jì)出如下提純路線：

試劑1為？搖 ？搖？搖？搖，操作1為？搖？搖 ？搖？搖，操作2為？搖？搖 ？搖？搖，操作3為？搖？搖 ？搖？搖。

答案：（1）Zn+2HCl=ZnCl■+H■↑；

（CH■）2CHOH CH■=CHCH■↑+H■O

（2）恒壓防倒吸NaOH溶液濃硫酸分液漏斗蒸餾燒瓶

（3）④⑤①②③（或④⑤①③②）

（4）b

（5）飽和NaHSO■溶液過濾萃取蒸餾

解析：（5）粗品中含有正丁醛，根據(jù)所給的信息利用飽和NaHSO■溶液形成沉淀，然后通過過濾即可除去；由于飽和NaHSO■溶液是過量的，所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1-丁醇。因?yàn)?-丁醇，和乙醚的沸點(diǎn)相差很大，所以可以利用蒸餾將其分離開。

通過以上例題解析可知，如果我們掌握了上述有關(guān)物質(zhì)的分離與提純幾點(diǎn)知識，并加以靈活應(yīng)用，則不僅可以解決物質(zhì)的除雜、分離與提純的問題，而且有助于我們解決整個(gè)實(shí)驗(yàn)題，從而大大提高高考成績。