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初三科学

第3节 物质的分离、提纯、除杂
知识回顾
物质的分离是把混合物中的几种物质分开，得到较纯净的物质，且各物质必须保持原来的化学成分和物理状态。
物质的提纯（除杂）是得利用被提纯物质和杂质在某些性质上的不同，采用合适的分离方法除去其中的杂质，得到纯净物的过程。能通过物理方法（过滤、蒸发、结晶等）除杂最好用物理方法。若用化学方法，正确地选择试剂是提纯物质的关键。选择试剂应注意以下原则：
（1）选择的试剂最好只能与杂质反应，而不与所要提纯的物质起反应；
（2）不能引入新杂质；
（3）杂质与试剂反应生成的产物要与提纯物易分离；
（4）提纯过程尽可能步骤简单、现象明显、分离容易，所得的物质纯度较高。
解答物质的分离、提纯、除杂等开放性试题，重点掌握两个要点：一是除杂的原则以及除杂试剂的选择，二是除杂方法的选择和除杂顺序的安排。
例1 除去下列各组物质中的杂质，所用的试剂和方法不正确的是（ ）

物质
杂质
所用试剂和方法
A
溶液

通入适量二氧化碳
B
气体

通过灼热的氧化铜
C
溶液
溶液
，过滤
D

固体
加入适量稀盐酸
例2 硝土中含有硝酸镁、硝酸钙、氯化钠等物质，草木灰的主要成分是碳酸钾，民间曾用硝土和草木灰作原料来制取硝酸钾。其生产流程为：

（1）写出步骤①中生成沉淀的化学方程式 。
（2）步骤④中滤液可重复使用的理由是 。
（3）参考右图，解释生产流程中用蒸发结晶得到晶体，而用冷却结晶等到晶体的原因： 。
入门衔接
粗盐的提纯：用海水晒盐或用井水、盐湖水煮盐，得到的粗盐中含有较多的杂质，如不溶性的泥沙，可溶性的、以及一些硫酸盐等。如何提纯得到纯净的氯化钠晶体？
实验步骤：（1）物理方法：将粗盐溶解于水，搅拌、过滤，除去不溶性的杂质，在滤液中还含有可溶性的、以及一些硫酸盐。
（2）化学方法：加入试剂除去、、
①考虑除去杂质离子的试剂：
原溶液中的杂质离子：、、；
除去杂质离子加入的离子：、、
为了不引入新的离子，可选择的除杂试剂应为：、、。
②为了得到较纯净的，所加除杂试剂必须过量。
③过量的除杂试剂在以后的除杂反应中要除去，因此加除杂试剂就涉及先后顺序问题。如过量，除去了溶液中，又引入，为了除去，必须用。所以的加入一定要在之后，而过量的和最后必须用来调节，所以应在最后。
例1 为了除去食盐中的、、及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作：①过滤；②加过量溶液；③加适量盐酸；④加过量溶液；⑤加适量溶液。正确的操作顺序是（ ）
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．⑤②④①③
例2 将一包由和组成的固体混合物，按下图所示的实验过程进行分离：

回答下列问题：
（1）白色沉淀是 ，无色气体是 ，X溶液是 。
（2）操作a是 。加过量的溶液的目的是 。
例3 小丽同学在实验中不慎将少量硫酸钾固体混入氯化钾固体中。为了除去硫酸钾，首先将该混合物溶解于水中，再另入适量的某种试剂。所谓“加入适量”只是一种理想化状态，实际上我们并不知道用多少试剂才是适量的。因此，在实际操作中，必须加入稍过量的试剂。试回答下列问题：
（1）要除尽氯化钾中混入的少量硫酸钾，可先向混合溶液中加入稍过量的 溶液，然后过滤掉沉淀。
（2）要从上述滤液中得到纯净的氯化钾固体，请将你的实验方案填在下表中。
使用试剂

实验仪器

实验过程

衔接训练
1．实验室用食盐制纯碱的操作步骤是：（1）向浓氨水中加入足量食盐晶体制取饱和氨盐水；（2）向饱和氨盐水中通入足量的二氧化碳气体至有大量晶体析出；（3）将操作（2）中产生的晶体过滤出来；（4将滤纸上的晶体转移到坩埚中，加热至不再有水蒸气产生，所得固体即为碳酸钠。对上述信息的有关理解中，正确的是（ ）
A．用食盐制纯碱还需要含碳元素的物质
B．食盐水比氨盐水更易吸收二氧化碳
C．室温下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵的溶解度小，所以先结晶析出
D．在氨盐水中如果没有未溶解的食盐晶体存在，说明溶液一定不饱和。
2．食盐、食醋、纯碱等均为家庭厨房常用的物质，利用这些物质你能做成的实验是（ ）
①检验自来水中是否含有氯离子；②鉴别食盐和纯碱；③检验鸡蛋壳能否溶于酸；④除去热水瓶中的水垢
A．①②③④ B．①③ C．②④ D．②③④
3．下列各组物质，只用一种试剂（括号内物质）及相互之间的反应不能鉴别开来的是（ ）
A．固体：食盐、硝酸铵、烧碱（水）
B．固体：硫酸铜、熟石灰、碳酸钙（稀盐酸）
C．溶液：纯碱、食盐、盐酸（酚酞试液）
D．溶液：氯化钠、氯化钾、硫酸钾（硝酸银溶液）
4．解决下列问题所设计的实验方案中，合理可行的是（ ）
A．可根据气体燃烧的火焰来鉴别、、三种气体
B．在空气中利用加热的方法以可除去氧化铜中的少量炭粉
C．区别氢氧化钠和碳酸钠溶液最简单的方法是滴加石蕊试剂后观察溶液颜色的变化
D．滴加氯化钡有白色沉淀生成，证明某溶液中一定含有或
5．欲除去氢氧化钠溶液中的少量杂质氢氧化钙，可以选用的试剂是（ ）
A．氢氧化钾溶液 B．碳酸钠溶液 C．氯化钡溶液 D．稀盐酸
6．下列除杂的实验过程都正确的是（括号内为杂质）
A．：加水溶解、过滤、蒸发、结晶
B．：加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
C．：加足量稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
D．：加足量稀盐酸、过滤、蒸发、结晶
7．下列做法不合理的是（ ）
A．用食醋除去热水瓶中的水垢
B．用溶液除去中混有的少量气体
C．加入适量铁粉除去溶液中混有的少量
D．加入适量盐酸除去溶液中混有少量

8．下表是各物质所含的少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法，其中正确的是（ ）
选项
物质
杂质
除杂试剂或操作方法
A
氯化钠溶液
氯化镁
加入适量烧碱溶液，再过滤
B
硝酸钠溶液
硫酸钠
加入适量氯化钡溶液，再过滤
C
生石灰
石灰石
高温煅烧
D
二氧化碳
一氧化碳
通过澄清石灰水

选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A

水
溶解、过滤、结晶
B

氧气
点燃
C

稀盐酸
溶解、过滤、洗涤、干燥
D

氢氧化钠溶液
过滤
9．除去下列物质中所含杂质（括号内为杂质），所选用的试剂及操作方法均正确的一组是（ ）

10．有一瓶长时间露置于空气中的氢氧化钠溶液液，要除去其中的杂质，得到纯净的氢氧化钠溶液，下列操作可以达到目的的是（ ）
A．过滤后加入适量的稀硝酸 B．先过滤，然后小心蒸发
C．加入适量盐酸，过滤 D．加入适量氢氧化钙溶液，过滤
11．欲除去混在溶液中的少量盐酸，在不用指示剂和不引入其他杂质的条件下，应加入的试剂是下列中的（ ）
A．石灰石粉末 B．烧碱溶液 C．纯碱溶液 D．澄清石灰水
12．下列除杂所选用的试剂及操作方法均正确的一组是（括号内杂质，所选试剂均足量）
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A

盐酸
蒸发
B

点燃
C

稀硫酸
过滤
D

溶液
洗气

13．除去下列各组物质中的杂质（括号内为杂质）时，按如下步骤进行操作：①加入过量稀硫酸；②加入适量的氢氧化钾溶液；③蒸发、结晶。能达到实验目的的是（ ）
A． B．铁粉（） C． D．银粉（铜粉）
14．请从提供的试剂中，选择一种以除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质）。把试剂的序号填在相应的横线上（试剂不能重复使用）。供选用的试剂：①浓硫酸；②水；③稀硝酸；④盐酸；⑤氢氧化钠溶液。
（1）粉（） ； （2）粉末（） ；
（3） ； 4）（水蒸气） ；
（5）溶液（） 。
15．某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，初三（一）班课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：
（1）方案一，选用镁粉为试剂。
①往废水中逐次加入镁粉，当观察到 时，说明加入镁粉的量已经足够，此过程发生反应的化学方程式是 。
②接下来的操作方法是 。
（2）方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。
①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当 时，停止滴入氢氧化钠溶液。此过程发生反应的化学方程式是 。
②为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是（请简要写出操作过程）
。
（3）比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同？ ，原因是 。
（4）请你继续探究，设计新的方案（使用的试剂必须与镁粉和氢氧化钠属于不同类别）：你选用的一种试剂
（写化学式），该试剂发生反应的化学方程式是 。
16．某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6.0g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称量干燥管D的总质量为85.6g。试回答：

（1）若④⑤两步实验操作太快，则会导致测定结果 （填“偏大”或“偏小”）
（2）鼓入空气的目的是 。
装置A中的试剂X应选用 ；
（3）若没有C装置，则会导致测定结果 （填“偏大”或“偏小”）；
（4）E装置的作用是 ；
（5）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品 的质量分数为 （计算结果保留一位小数）。
17．要将、溶液中的杂质除去得到较纯的溶液。某同学设计了两种除去杂质的实验方案：
方案一：加入适量的溶液，将杂质除去得到较纯的溶液。某同学设计了两种除去杂质的实验方案：
方案一：加入适量的溶液，将全部转化为沉淀后过滤除去。
方案二：加入溶液，将要提纯的全部转化为沉淀，在过滤得到的沉淀中加入适量盐酸，至沉淀恰好完全溶解。
请分析上述除去杂质的方案哪一种正确？另一种方案不正确的原因是什么？

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