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六、物质的分离与提纯
【核心突破】
考点一
气体的提纯
【重难考点】
常见气体的除杂
物质
杂质
除杂方法
CO2
CO
通过灼热的氧化铜
CO
CO2
先通过足量的氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
CO2
HCl气体
先通过饱和碳酸氢钠溶液,再通过浓硫酸
H2
HCl气体
先通过氢氧化钠溶液,再通过浓硫酸
H2
水蒸气
通过氧化钙或浓硫酸或氢氧化钠固体或碱石灰固体
CO2
水蒸气
通过浓硫酸
【方法指导】
解此类习题应根据混合气体的化学性质和通过的各种试剂的性质进行分析，当混合气体通过各种试剂时，要考虑可以除去哪种气体，同时排出的气体有没有增加新的成分。
考点二
结晶及结晶法分离混合物
【重难考点】
1、对于可溶性和不溶性固体的分离，可先将固体混合物放入水中充分溶解，采用过滤的方法将其中的不溶性固体物质分离出来，再采用蒸发结晶的方法将可溶性固体物质结晶析出。
2、结晶法分离混合物的适用范围
①降温结晶：适用于溶解度受温度变化影响较大且溶解度随温度降低而减小的固体物质；
②蒸发结晶：适用于溶解度受温度变化影响较小的固体物质。
【方法指导】
结晶法是分离混合物的一种常用的方法，结晶是从溶液中形成晶体的过程，具体可分为冷却结晶和蒸发结晶。利用结晶的原理，采用冷却结晶和蒸发部分溶剂结晶，可以把可溶性的固体混合物进行分离。
考点三
物质的除杂
【重难考点】
1、除杂质的常见化学方法
方法
转化途径
实例
沉淀法
加入一种试剂与杂质反应生成沉淀，过滤除去
除去硝酸中的硫酸，可加入适量的Ba(NO3)2溶液
化气法
加入一种试剂与杂质反应转化成气体而除去
除去NaCl溶液中混有的Na2CO3，可加入适量盐酸
转化法
通过化学反应把杂质转化为被提纯的物质
除去CO2中的少量CO，可将混合气体通过灼热的CuO
吸收法
把混合气体通入一种溶液，其中的杂质被吸收
除去CO中混有的少量CO2，可将混合气体通入足量的NaOH溶液中
溶解法
向混合物中加入某种溶液，将杂质溶解（发生化学反应）而除去
如除去Cu中混有的少量CuO，可将混合物放入足量稀盐酸中
加热法
通过加热的方法使杂质转化为气体或使杂质分解变成气体而除去
除去CuO中混有的少量木炭，可直接将混合物在空气中加热
2、常见固体、液体（离子）的除杂
（1）固体除杂
?
物质
杂质
除杂方法
CuO
Cu
在空气中(或氧气中)灼烧
Cu/C
CuO
加入足量的稀硫酸,过滤
Cu
Fe/Zn
加入足量的稀硫酸,过滤
Fe
Cu
用磁铁吸引
CaO
CaCO3
高温煅烧
CaCO3
CaCl2
加水溶解,过滤,干燥
（2）液体(离子)除杂
①常见杂质离子的去除
杂质离子
除杂方法
杂质离子
除杂方法
H+
用OH-或等去除
用H+、Ca2+、Ba2+等去除
用OH-去除
Cl-
用Ag+去除
OH-
用H+、或Cu2+等去除
用Ba2+去除
②液体除杂
物质
杂质
除杂方法
NaCl
Na2CO3
加入适量的盐酸
NaCl
NaOH
加入适量的盐酸
NaCl
Na2SO4
加入适量的氯化钡溶液,过滤
NaCl
HCl
加入适量的氢氧化钠溶液
NaCl
BaCl2
加入适量的硫酸钠溶液,过滤
NaCl
KNO3
蒸发结晶
NaCl
NaHCO3
加入适量的盐酸
NaOH
Na2CO3
加入适量的氢氧化钙溶液,过滤
NaNO3
NaCl
加入适量的硝酸银溶液,过滤
NaNO3
AgNO3
加入适量的氯化钠溶液,过滤
KNO3
NaCl
冷却热饱和溶液或降温结晶
CuSO4
H2SO4
加入适量的氧化铜或氢氧化铜粉末
FeSO4
CuSO4
加入足量的铁粉,过滤
CaCl2
HCl
加入足量的碳酸钙粉末,过滤
HCl
H2SO4
加入适量的氯化钡溶液,过滤
KNO3
K2SO4
加入适量的硝酸钡溶液,过滤
【方法指导】
在选择除杂的方法时应深刻理解各种除杂方法（如过滤、结晶等）的原理及适用范围，结合要分离（或提纯）物质的特征，综合起来判断选用的方法。
在物质除杂或净化的过程中，除了选择合适的试剂外，还应选择适宜的产物，以方便同所需的物质进行分离。因此，在物质除杂或净化时，应该遵守下列基本原则：“不减、不增、不污、易分"，也就是除去杂质的同时，要保证不能使所需物质的量减少（即不能“玉石俱焚"，但可以增加），更不能引入新的杂质，生成物还不能造成环境污染，并且生成物、所选试剂与所需物质要容易分离。
考点四
物质分离的综合探究
【重难考点】
酸、碱、盐溶液中的除杂技巧
①被提纯物质与杂质所含阳离子相同时，选取与杂质中的阴离子不共存的阳离子，再与被提纯物中的阴离子组合成除杂试剂。
如Na2SO4中混有少量NaOH，可选用稀硫酸为除杂试剂（OH-与H+不能共存）。
②被提纯物质与杂质所含阴离子相同时，选取与杂质中的阳离子不能大量共存的阴离子，再与被提纯物中的阳离子组合成除杂试剂。如NaCl中混有少量BaCl2，可选用Na2SO4溶液为除杂试剂（Ba2+与不能大量共存）；KNO3中混有少量AgNO3，可选用KCl溶液作为除杂试剂（Ag+与Cl-不能大量共存）。
③被提纯物质与杂质所含阳、阴离子都不相同时，选取与杂质中阴、阳离子都不共存的阳、阴离子组合成除杂试剂。如NaNO3中混有少量CuSO4时，可选用Ba(OH)2，溶液为除杂试剂（Cu2+与OH-不能大量共存，与Ba2+不能大量共存）。
【方法指导】
在生产实际或复杂的习题中，混合物中的杂质往往有多种，因此在分离或提纯物质的方法上就不可能单独使用一种，这就要求我们根据问题所给条件，考虑混合物中各成分性质的差异，选择出最佳实验方案进行物质分离。
【跟踪试题】
1.下列各组混合物可用过滤和蒸发的方法分离的是(????)
A.酒精和水
B.炭粉和氧化铜
C.高锰酸钾和硝酸钾
D.氯化钠和泥沙
2.提纯下列物质（括号中为杂质），所用试剂和方法都正确的是(
)
A.：溶液、过滤
B.：溶液、过滤
C.：盐酸、过滤
D.：盐酸、过滤
3.分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作不能达到实验目的的是(
)
实验目的
实验操作
A
除去二氧化碳气体中的一氧化碳
通过灼热的氧化铜粉末
B
除去氯化钠固体中的泥沙
加入足量的水溶解，过滤，蒸发结晶
C
除去氯化钙溶液中的盐酸
加入过量的碳酸钙固体，充分反应后过滤
D
除去碳酸钠溶液中的氯化钠
加入过量的硝酸银溶液，过滤
A.A
B.B
C.C
D.D
4.除去下列物质中少量杂质所加入试剂合理的是（　　）
选项
物质
所含杂质
除去杂质所加试剂
A
盐酸
B
NaCl
硝酸银溶液
C
C
Fe
稀硫酸
D
HCl
氢氧化钠溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
5.除去下列物质中的少量杂质，所选用的试剂和操作方法都正确的是（　　）
选项
物质
杂质
试剂
操作方法
A
CaO
稀盐酸
加入适量的稀盐酸，蒸发
B
蒸馏水
加入足量的蒸馏水充分溶解后，过滤，将滤液蒸发结晶
C
NaOH溶液
溶液
加入过量的溶液，过滤
D
氢氧化钠溶液和浓硫酸
依次通过盛有足量氢氧化钠溶液和浓硫酸的洗气瓶
A.A
B.B
C.C
D.D
6.去除难溶性杂质后的食盐样品中还含有可溶性杂质：。为除去可溶性杂质，将食盐样品溶于水，依次加入稍过量的三种溶液：溶液、溶液、溶液。充分反应后过滤，得滤渣X，向滤液中加入过量的稀盐酸，搅拌、煮沸，得氯化钠溶液。下列说法正确的是(
)
A.滤渣X中有三种成分
B.“向滤液中加入过量的稀盐酸”目的只是为了除去过量的
C.除杂过程中有参加的化学反应为复分解反应
D.将氯化钠溶液用题图装置加热蒸发，至水分完全蒸干时停止加热
7.除去下列物质中混有的少量杂质，所用除杂试剂及操作方法均正确的是(
)
选项
物质
杂质
除杂试剂及操作方法
A
Cu
Fe
加入过量的溶液，过滤、洗涤、干燥
B
KCl
加入足量的水溶解，过滤、洗涤、干燥
C
NaCl
加入适量的硝酸银溶液至不再产生沉淀
D
Cu
C
在空气中灼烧
A.A
B.B
C.C
D.D
8.下列各项括号里的物质或操作是除去杂质所用的药品或方法，其中错误的是（　　）
A.CaO中混有（高温煅烧）
B.CO混有（足量石灰水）
C.中混有HCl（NaOH溶液）
D.中混有（盐酸）
9.下列除去杂质的方法中，正确的是(
)
选项
物质（括号内为少量杂质）
除去杂质的方法
A
通入氧气，点燃
B
加过量的盐酸
C
KCl固体
加水溶解、过滤、蒸发滤液
D
NaOH溶液（溶液）
加入过量氯化钙溶液，过滤
A.A
B.B
C.C
D.D
10.除去食盐溶液中的杂质的操作有：①加入过量溶液；②过滤；③加入适量盐酸；④蒸发结晶；⑤加入过量溶液。正确的操作顺序是(
)。
A.①⑤②③④
B.③①⑤②④
C.①③⑤④②
D.⑤③②①④
11.实验室有一包含有少量氯化钠杂质的硝酸钾固体，某校化学兴趣小组的同学为了得到纯净的硝酸钾，设计了如图所示的操作，下列有关分析中正确的是(
)
A.操作Ⅰ~Ⅲ分别是溶解、加热蒸发、过滤
B.操作Ⅰ是过滤，将氯化钠固体从溶液中分离除去
C.操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠
D.操作Ⅲ是过滤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来
12.小明绘制了如图所示的甲、乙两种固体物质的溶解度曲线。
（1）当温度为__________℃时，甲物质与乙物质的溶解度相等。
（2）甲物质的溶解度随温度的升高而__________，若将甲物质从溶液中结晶析出，宜采用的方法是__________。
（3）乙物质的溶解度随温度的升高__________，若将乙物质从溶液中结晶析出，宜采用的方法是__________。
（4）若甲物质的溶液中混有少量乙物质，提纯甲的方法是__________。
（5）若乙物质的溶液中混有少量甲物质，提纯乙的方法是__________。
（6）我国有许多盐碱湖，湖中溶有大量的NaCl和，那里的人们“冬天捞碱（），夏天晒盐（NaCl）”。据此你认为图中__________（填“甲”或“乙”）物质的溶解度曲线与的相似。
13.粗盐中常含有及泥沙等杂质，常用下面的流程进行提纯。下列说法正确的是(
)
A.加入试剂a的顺序可以是过量的NaOH溶液、溶液，溶液
B.加入试剂a后，将混合物过滤，得到的沉淀中除泥沙外还含有3种不溶物
C.向溶液Ⅰ中加入的盐酸也可以是过量的
D.操作b的名称为过滤
14.某种手机电路板中含有Fe、Cu、Au、Ag、Ni（镍，银白色金属）等金属，图2是某工厂回收部分金属的流程图。已知：。
（1）操作①的名称是___________。
（2）写出滤液②中金属阳离子符号：___________。
（3）写出滤液③和铁粉发生反应的一个化学方程式：___________。
（4）Cu、Ag、Ni的活动性由强到弱的顺序是___________。
15.从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属，并得到硫酸铜溶液。其工艺流程如图所示：
（1）图中“操作”的名称是______________。
（2）写出所得贵重金属中任意一种成分的化学式______________。
（3）写出①中发生的化学反应方程式______________（任写一个）；该反应的基本类型为______________。
（4）写出②中发生的化学反应方程式______________。
答案以及解析
1.答案：D
解析：过滤适用于将难溶性固体与液体分离，蒸发适用于将可溶性固体也液体分离。
A.
酒精和水都是液体，不能用过滤和蒸发分离，选项错误；
B.
炭粉和氧化铜都是不溶性固体，不能用过滤和蒸发分离，选项错误；
C.
高锰酸钾和硝酸钾都是可溶性固体，不能用过滤和蒸发分离，选项错误；
D.
氯化钠和泥沙，加水溶解得固体泥沙和食盐水的混合物，过滤将泥沙除掉，然后将食盐水蒸发结晶即可得氯化钠，选项正确。
故选D。
2.答案：C
解析：A.加入硝酸银生成硝酸，引入新杂质，且可生成硫酸银沉淀，可直接蒸发除杂，A错误；B.加入溶液会引入杂质，应该加入溶液，B错误；C.CuO可与盐酸反应，Cu不和盐酸反应，过滤可得到Cu,C正确；D.二者都与盐酸反应，不能除杂，D错误。
3.答案：D
解析：加热条件下一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，A正确。通过溶解、过滤（把泥沙除去）、蒸发结晶（把食盐从溶液中分离出来），可除去氯化钠固体中的泥沙，B正确。盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，过滤除去过量的难溶于水的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，C正确。过量硝酸银不但能与氯化钠反应生成氯化银沉淀，也可以和碳酸钠反应生成碳酸银沉淀，从而除去了碳酸钠，D错误。
4.答案：C
5.答案：D
6.答案：C
解析：滤渣X中有四种成分，分别为硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡，A错误；“向滤液中加入过量的稀盐酸”目的是除去过量的和过量的碳酸钠，B错误；除杂过程中有参加的化学反应为碳酸钠和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，碳酸钠和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，均为复分解反应，C正确；将氯化钠溶液用题图装置加热蒸发，待蒸发皿中出现较多固体时，应停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，D错误。
7.答案：A
解析：Fe能与过量的溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，再过滤、洗涤、干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故A正确；KCl易溶于水，难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂，故B错误；NaCl能与适量的硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故C错误；C和Cu在空气中灼烧均能和空气中氧气反应，分别生成二氧化碳气体、氧化铜，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故D错误。
8.答案：D
解析：A、CaO中混有，采用高温煅烧，碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳，除去了氧化钙中混有的碳酸钙，故选项A正确；
B、CO混有，将混合气体通过足量的石灰水，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳不会与氢氧化钙反应，剩余气体只有一氧化碳，故选项B正确；
C、H2中混有HCl，将混合气体通过足量的氢氧化钠溶液，氯化氢与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，氢气不会与氢氧化钠反应，剩余气体只有氢气，故选项C正确；
D、中混有，加入盐酸，盐酸既能与碳酸钙反应，也会与氢氧化钙反应，故选项D不正确。
故选：D。
9.答案：C
10.答案：A
解析：硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子沉淀；钙离子用碳酸根离子沉淀，加入过量的碳酸钠溶液可以将钙离子沉淀，但是加入碳酸钠溶液要放在加入的氯化钡溶液之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡；完全反应后，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的碳酸根离子，最后进行蒸发结晶，所以正确的顺序为①⑤②③④。
11.答案：D
解析：提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾，应采用冷却结晶法。结合流程可知，操作Ⅰ为溶解，操作Ⅱ为蒸发浓缩，冷却结晶，操作Ⅲ是过滤，故A、B、C不正确，D正确。
12.答案：（1）20
（2）增大；降温结晶
（3）变化不大；蒸发结晶
（4）降温结晶
（5）蒸发结晶
（6）甲
解析：结晶方法的选择由物质溶解度受温度影响的情况决定，溶解度受温度影响大且随温度升高而增大的物质可选用降温结晶法，溶解度受温度影响小的物质可选用蒸发结晶法。冬天捞碱，说眀的溶解度随温度降低而明显减小，对应溶解度曲线应与甲物质的相似。
13.答案：C
14.答案：（1）过滤
（2）
（3）
（4）Ni、Cu、Ag
解析：由流程图分析可知，在金属活动性顺序中镍排在氢之前，且铁比镍活泼。（1）操作①将不溶性固体从溶液中分离出来，所以操作①的名称是过滤。
（2）铁和镍排在氢之前且铁比镍活泼，滤液①中含有硫酸亚铁、稀硫酸和硫酸镍；向滤液①中加入过量的铁，铁与硫酸镍反应生成镍和硫酸亚铁，与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此滤液②中金属阳离子为。
（3）滤渣①中含有铜、金、银三种金属，滤渣①在加入足量稀硫酸、通入氧气及加热的条件下，铜与稀硫酸、氧气反应生成硫酸铜，故滤液③中含有硫酸铜和稀硫酸；向滤液③中加入足量铁粉，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
（4）Cu、Ag、Ni的活动性由强到弱的顺序是Ni、Cu、Ag。
15.答案：（1）过滤
（2）Au（或Pt）
（3）；置换反应
（4）
解析：（4）根据流程图知，②中反应物是稀硫酸、氧气和铜，反应生成硫酸铜，由质量守恒定律知，另一产物是水，反应条件是加热。则发生的化学反应方程式：

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