常见物质的分离和提纯方法

物质的分离方法

【原理】

所谓物质的分离就是利用混合物中各组成物质的物理性质或化学性质的不同而采用适当的方法和相应的实验操作,把混合物中物质分离开来的过程.

【解释】

从物质的状态考虑,初中阶段一般存在三种类型的物质分离情况.

(1) 气体与气体的分离。该类型情况常采用吸收法。常用的吸收气体的试剂如下：

(2)

需要指出的是，在干燥气体时，若气体是SO₂、CO₂、HCl等酸性气体，则不可用生石灰、NaOH固体、碱石灰等碱性干燥剂；若气体是NH₃等碱性气体，则不可用浓硫酸等酸性干燥剂；若气体是H₂、O₂等中性气体，则既可用酸性干燥剂，也可用碱性干燥剂。吸收气体的试剂，若是固体，常用干燥管、直玻璃管、U型管等仪器盛装；若是液体，常用试剂瓶、试管等仪器盛装。

(2)固体与液体的分离。该类情况常采用过滤法。

(3)固体与固体的分离。该类情况常要先根据两种固体的性质，采取一定措施后，再采用过滤法。

【提示】

除上述三种常见情况外，初中阶段还有一些物质的分离可以采取特殊的方法，如利用物质的沸点不同、是否能被磁铁吸引等性质进行分离。

【应用】

1.分离水和二氧化锰固体的混合物。

分析：将混合物过滤,得到了滤液水和固体,再将固体洗涤、干燥、得到二氧化锰固体。

2.分离锰酸钾固体和二氧化锰固体。

分析： 利用两种固体的溶解性不同，可以先将混合物溶解、过滤、洗涤、干燥得到二氧化锰固体，再将滤液蒸发浓缩得到锰酸钾固体。

3.分离硝酸钾固体和氯化钾因体。

分析：利用两种固体的溶解度受到温度的影响情况明显不同这一性质，可以先将混合物溶于水热水，配制成热的饱和溶液，再降温结晶，并过滤、烘干得到硝酸钾固体，最后将滤液蒸发结晶得到氯化钠固体。

4.分离液氮和液氧的混合物。

分析：利用液氮的沸点比液氧的沸点低这一性质，通过控制温度（大于液氮沸点小于液氧沸点），让液氮先从混合物中蒸发出来，留下来的就是液氧。

5.分离铁粉和铝粉的混合物。

分析：利用铁粉能被磁铁吸引这一性质，用吸铁石把铁粉从混合物中分离出来。（注意磁铁与铁粉之间应用纸张等分隔开）

物质的提纯方法

【原理】 所谓物质的提纯，就是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。由于提纯物质的过程中除了选择合适的除杂试剂外，常常还需要选择合适的分离方法，因此，物质的分离和提纯是互相联系的。

【解释】 物质除杂、提纯的物理方法主要有：

（1）过滤法（依据物质溶解性的不同）。如果除去碳酸钙固体中的氯化钠固体，可以将混合物溶解于水后再过滤，将得到的固体洗涤、烘干得到碳酸钙固体。

（2）结晶法（依据物质溶解度受到温度变化影响不同）。如果要从硝酸钾和氯化钠的混合物中提纯硝酸钾，可以将混合物溶于热水配制成热的饱和溶液，再降温结晶后过滤、烘干，即得到硝酸钾固体。

化学方法主要有：

（1）置换法。如果除去铜粉中的锌粉，可以向混合物中加入过量稀硫酸或是硫酸铜溶液，充分反应后过滤、洗涤、烘干，得到纯净的铜粉。

（2）加热法。如果要除去氧化钙中的碳酸钙，可以将混合物直接加热煅烧，充分反应后，得到纯净的氧化钙。

（3）沉淀转化法。如果要除去硫酸钠溶液中的硫酸铜，可以向混合溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，直到不再产生蓝色沉淀时，停止滴加。将得到的混合物过滤，滤液就是硫酸钠溶液。

（4）气体转化法。如果要除去氯化钠溶液中的碳酸钠，可以向混合溶液中逐滴加入盐酸溶液，直到不再产生气泡时，停止滴加，得到的溶液就是氯化钠溶液。

（5）中和法。如果要除去氯化钠中的氢氧化钠，可以向混合溶液中逐滴加入适量的盐酸溶液，即可得到氯化钠溶液。

（6）洗气法。如果从一氧化碳和二氧化碳的混合气体中提纯出一氧化碳，可以将混合气体先通入浓氢氧化钠溶液，再通入浓硫酸中，即可得到纯净的一氧化碳。

【提示】

（1）在进行物质提纯时，要首先考虑物理方法，再考虑化学方法。而且发源掌握如下四条原则：

①“变废为宝”——尽量选择能将杂质转化为所需物质的试剂 ；

②不能引入新的杂质；

③加入的除杂试剂不能将所需物质也除去；

④加入的除杂试剂要适量或过量，或过量，要在后续操作中继续除去。

（2）当要同时去除去某混合气体中的水蒸气和其他气体时，往往把除去水蒸气的操作放在最后，以防气体通过某些溶液时又会从溶液中带出一部分水蒸气。

【应用】

1.除去氧气中的混有的水蒸气和二氧化碳。

分析：将混合气体先通入足量的氢氧化钠溶液，再通入足量的浓硫酸中，便得到了纯净的氧气。

2.除去氯化钠溶液中的氯化铜。

分析：向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，充分反应后过滤，再向滤液中滴加稀盐酸，同时测定滤镜液的PH值，直到PH值=7时，停止滴加，得到的便是氯化钠溶液。