混合物的分離與提純

遼寧 　 申艷秋

混合物的分離是通過適當的方法把混合物中的各種物質彼此分開，并且恢復到各種物質原來的存在狀態(tài)，分別得到純凈物；而物質的提純是通過適當的方法把混入某物質里的少量雜質除去，以便獲得相對純凈的物質，又稱除雜。

[考點提煉]

1.遵循原則

（1）不增：不能引入新的雜質（不能“引狼入室”），如果加入的除雜試劑過量，最后也要除去。

（2）不減：除雜后不能使主體物質減少（不能“同歸于盡”），但可以增加。

（3）易分：加入試劑后，使雜質轉化為沉淀、氣體，與主體物質易于分離。

（4）復原：主體物質除雜前后狀態(tài)相同（不能“舊貌變新顏”）。

2.分離、提純混合物常用的方法

（1）物理方法及適用范圍

（2）化學方法

①轉化法：將雜質轉化為主體物質，可簡單記憶為“化敵為友”。

②吸收法：選取某種只與雜質反應的試劑，可簡單記憶為“斬草除根”。

例如，除去銅粉中混有的少量鐵粉，可向混合物中滴加足量的硫酸銅溶液，將鐵粉轉化為銅粉（“化敵為友”）；也可向混合物中滴加足量的稀硫酸，銅不與稀硫酸反應，鐵卻能與稀硫酸反應生成溶于水的硫酸亞鐵溶液，過濾后洗滌、干燥，可將鐵粉除去（“斬草除根”）。

3. 酸、堿、鹽溶液除雜技巧（疑難點）

先確定混合溶液中的雜質離子，選擇與其不能共存（反應生成水、沉淀或氣體）的離子，再根據主體成分中的非除雜離子，確定除雜試劑的另一種離子，通過發(fā)生復分解反應，將雜質離子除去。如果被提純物質與雜質所含陰、陽離子都不同，選取與雜質中陰、陽離子都不共存的陽、陰離子組合成除雜試劑。不能共存的離子對如圖1所示。

在解決一些實際問題時，為了充分除去雜質，往往要加入過量的除雜試劑，后續(xù)操作一定要把加入的過量的除雜試劑也除去。例如，某氯化鉀樣品含有雜質氯化鈣和氯化鎂，設計提純的流程圖如圖2所示。

分析流程中各步驟的信息可知：（1）除去固體混合物中的雜質，要將其配成溶液，故溶劑X應該是水；（2）加入過量KOH溶液的目的是除凈MgCl2；（3）過濾出了CaCO3固體、蒸發(fā)得KCl固體，說明加入的Y是K2CO3溶液；（4）加入過量稀鹽酸，目的是除凈前面剩余的KOH、K2CO3；（5）蒸發(fā)操作的目的是除去KCl溶液中的HCl、H2O。

[真題精講]

例 （2022·黑龍江·哈爾濱）除去下列物質中的少量雜質，所用試劑和操作方法都正確的是（ ）。

解析：稀硫酸與[Zn]、[CuO]均能發(fā)生反應，A錯誤。氧氣通過灼熱的銅網，可與銅反應而被消耗，而氮氣不與銅反應，B正確。[AgNO3]溶液能與[NaCl]反應，不與[NaNO3反應]，C錯誤。[KCl]易溶于水，[MnO2]難溶于水，可采取加水溶解、過濾、洗滌、干燥的方法提純MnO2，而蒸發(fā)結晶是提純KCl的方法，D錯誤。答案：[B] 。

[總結提升]

混合物的分離與提純應該遵守“不增、不減、易分、復原”的基本原則，設計方案時要注意以下4點細節(jié)：

（1）除雜時優(yōu)先選用步驟最簡單、操作最簡便、除雜質最干凈的方法。先考慮物理方法，再考慮化學方法。

（2）常見固體的除雜，若被提純物與雜質中只有一種可溶于水（或雜質能與水反應）→加水溶解、過濾；若被提純物質和雜質均能溶于水→加水溶解、蒸發(fā)結晶（或降溫結晶）；若兩種物質都難溶于水→通過兩者的性質差異選用氣體或液體除雜試劑。

（3）常見液體的除雜，常采用沉淀法、化氣法和置換法。

（4）進行混合氣體的除雜與干燥時，要先除雜后干燥，以免除雜時產生水蒸氣。

[專題精練]

物質除雜是化學實驗中經常遇到的問題。

【方法探究】為除去CO2氣體中混有的少量CO，陽陽同學設計了如下三種實驗方案。

【方法提煉】上述方案中有兩種是合理的，這兩種方案體現了物質除雜的不同思路。

思路一：將雜質直接轉化為所需物質。

思路二：將所需物質轉化為中間物質，再將中間物質轉化為所需物質。

【方法運用】（1）運用思路一：為除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇，先加足量的水溶解，再向溶液中加入適量的______溶液，過濾、蒸發(fā)，即得氯化鎂固體。

運用思路二：除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇、氯化鈉和硫酸鉀。

（2）步驟①中反應的化學方程式是______，濾液B中一定含有的溶質是______；步驟②中反應的化學方程式是______，濾液C中一定含有的陰離子是 ______；步驟③中乙溶液是______（填化學式）溶液。

答案：（1）MgSO4（或硫酸鎂） （2）BaCl2 + K2SO4==2KCl + BaSO4↓ MgCl2、KCl、NaCl（或氯化鎂、氯化鉀、氯化鈉） MgCl2 + 2NaOH ==2NaCl + Mg（OH）2↓（合理即可） OH－、Cl－ HCl