常见物质的分离、提纯和鉴别

四、常见物质的分离、提纯和鉴别

1、化学方法分离和提纯物质

对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理，然后再

根据混合物的特点用恰当的分离方法(见化学基本操作)进行分离。

用化学方法分离和提纯物质时要注意：

①最好不引入新的杂质；

②不能损耗或减少被提纯物质的质量

③实验操作要简便，不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质

时，要使被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过量的分离试

剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面所加入的无关物

质或离子除去。

对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯：

(1)生成沉淀法

例如NaCl溶液里混有少量的MgCb杂质，可加入过量的NaOH

溶液，使Mg?+离子转化为Mg(0H)2沉淀(但引入新的杂质0厂)，过

滤除去Mg(0H)2,然后加入适量盐酸，调节pH为中性。

(2)生成气体法

例如Na2sO,溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入新的杂质并增

加SO；，可加入适量的稀H2SO”将C(V一转化为CO2气体而除去。

(3)氧化还原法

例如在FeCk溶液里含有少量FeCk杂质，可通入适量的Cl2

气将FeCb氧化为FeCL。若在FeCh溶液里含有少量FeCl3,可加

入适量的铁粉而将其除去。

(4)正盐和与酸式盐相互转化法

例如在Na2c固体中含有少量NaHCOs杂质，可将固体加热，使

NaHCOs分解生成Na2c。3,而除去杂质。若在NaHCQ溶液中混有少量

Na2c杂质，可向溶液里通入足量CO2,使Na2c转化为NaHCOs。

(5)利用物质的两性除去杂质

例如在FezOs里混有少量的AI2O3杂质，可利用AI2O3是两性氧化

物，能与强碱溶液反应，往试样里加入足量的NaOH溶液，使其中

Abd转化为可溶性NaAlOz,然后过滤，洗涤难溶物，即为纯净的

F62630

（6）离子交换法

例如用磺化煤（NaR）做阳离子交换剂，与硬水里的Ca2+、Mg2+

进行交换，而使硬水软化。

2、物质的鉴别

物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：

依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观

察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的

产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。

鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验，根据物质的化学特

性，分别检出阳离子、阴离子，鉴别通常是指对分别存放的两种或

两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性区别于另一

种，也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等

一般性质的不同加以区别。推断是通过已知实验事实，根据性质分

析推求出被检验物质的组成和名称。我们要综合运用化学知识对常

见物质进行鉴别和推断。

1.常见气体的检验

常见检验方法

气体

氢气纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆

鸣声，生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃

的气体不一定是氢气

氧气可使带火星的木条复燃

氯气黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（。3、N02也能使湿

润的碘化钾淀粉试纸变蓝）

氯化无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使

氢湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒

白烟；将气体通入AgNOs溶液时有白色沉淀生成。

二氧无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后

化硫又显红色。能使酸性高镒酸钾溶液褪色。

硫化无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(N03)2或CuSOi溶液

氢产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑。

氨气无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用

蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。

二氧红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气

化氮体，水溶液显酸性。

一氧无色气体，在空气中立即变成红棕色

化氮

二氧能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。SO2气体也

化碳能使澄清的石灰水变混浊，苗等气体也能使燃着的木条熄

灭。

一氧可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成C02；能使灼热

化碳的CuO由黑色变成红色。

甲烷无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和co2；不能使

高镒酸钾溶液、滨水褪色。

乙烯无色气体、可燃，燃烧时有明亮的火焰和黑烟，生成水

和C02。能使高锌酸钾溶液、漠水褪色。

乙快无色无臭气体，可燃，燃烧时有明亮的火焰和浓烟，生

成水和co2,能使高镒酸钾溶液、溪水褪色。

2.几种重要阳离子的检验

(1)H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。

(2)Na\K+用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、

浅紫色(通过钻玻片)。

2+

(3)Ba能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4

沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。

(4)Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(0H)2沉淀，该沉

淀能溶于NH4C1溶液。

(5)A13+能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(0H)3絮状

沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。

(6)Ag(能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl

+

沉淀，不溶于稀HNO3,但溶于氨水，生成LAg(NH3)21o

(7)NH；钱盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，

放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NIL气体。

2+

(8)Fe能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2

沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁

盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，

2+3+

立即显红色。2Fe+Cl2=2Fe+2Cr

(9)Fe3+能与KSCN溶液反应，变成血红色Fe(SCN)3溶液,

能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(0H)3沉淀。

(10)0?+蓝色水溶液(浓的CuCk溶液显绿色)，能与NaOH

溶液反应，生成蓝色的Cu(0H)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO

沉淀。含C『溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生

成。

3.几种重要的阴离子的检验

(1)OH"能使无色酚醐、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂

分别变为红色、蓝色、黄色。

(2)Cl-能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不

溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成［Ag(NH3)J。

(3)Br~能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于

稀硝酸。

(4)I"能与硝酸银反应，生成黄色Agl沉淀，不溶于稀

硝酸；也能与氯水反应，生成J使淀粉溶液变蓝。

(5)SO?-能与含Ba?+溶液反应，生成白色BaSOi沉淀，不溶

于硝酸。

2

(6)S03'浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的

SOZ气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCb溶液反应，生成白

色BaSQs沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。

(7)S2-能与Pb(N03)2溶液反应，生成黑色的PbS沉淀。

2

(8)C03"能与BaCb溶液反应，生成白色的BaCOs沉淀，

该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑

浊的CO2气体。

(9)HC0「取含HCO3一盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体,

气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3一盐酸溶液里加入稀MgSO4

溶液，无现象,加热煮沸，有白色沉淀MgCO3生成，同时放出C02

气体。

(10)P0?"含磷酸根的中性溶液，能与AgN03反应，生成黄

色Ag3PCh沉淀，该沉淀溶于硝酸。

(in浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出

NO3-

红棕色气体。

4.几种重要有机物的检验

(1)苯能与纯嗅、铁屑反应，产生HBr白雾。能与浓硫

酸、浓硝酸的混合物反应，生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大

于1)难溶于水的硝基苯。

(2)乙醇能够与灼热的螺旋状铜丝反应，使其表面上黑色

CuO变为光亮的铜，并产生有刺激性气味的乙醛c乙醇与乙酸、浓

硫酸混合物加热反应，将生成的气体通入饱和N&CO3溶液，有透明

油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。

(3)苯酚能与浓澳水反应生成白色的三澳苯酚沉淀。能与

FeCk溶液反应，生成紫色溶液。

（4）乙醛能发生银镜反应，或能与新制的蓝色Cu（0H）2加

热反应，生成红色的012。沉淀。

5.用一种试剂或不用试剂鉴别物质

用一种试剂来鉴别多种物质时，所选用的试剂必须能和被鉴别

的物质大多数能发生反应，而且能产生不同的实验现象。常用的鉴

别试剂有FeCh溶液、NaOH溶液、朋W溶液、稀H2s0,、Cu（OH）2

悬浊液等。

不用其他试剂来鉴别一组物质，一般情况从两个方面考虑：

①利用某些物质的特殊性质（如颜色、气味、溶解性等），首

先鉴别出来，然后再用该试剂去鉴别其他物质。

②采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同，进行综合分

析鉴别。

典型例题

［例1］为了除去粗盐中的Ca2\Mg2\S0『及泥砂，可将粗盐溶

于水，然后进行下列五项操作。其中正确的操作顺序是（）。

①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量盐酸④加过量

NaCOs溶液⑤加过量BaQ溶液

A①④②⑤③B④①②⑤③C.②⑤④①③Do⑤②

④①③（1991年全国高考题）

分析与解答：必须了解各个实验步骤的目的，才能分清操作顺

序。加入过量的NaOH溶液的目的是除去Mg?，,加入过量的BaQ溶

液是为了除去SCV,加入过量的Na2c溶液是为了除去Ca?,及多余

的时”,然后进行过滤,除去Mg（OH）2、BaSO、CaCOs等难溶物,

然后加适量的盐酸，除去多余的Na2c和调节溶液的pH值。综上

所述，正确的实验操作顺序为C.Do

［例2］列每组各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是（）o

A.乙酸乙酯和水，酒精和水，苯酚和水

B.二溟乙烷和水，溟苯和水，硝基苯和水

C.甘油和水，乙醇和水，乙酸和乙醇

D.油酸和水，甲苯和水，己烷和水

分析与解答：两种互不相溶，密度也不相同的液体可以用分液

漏斗分离。本题中不能相淆的物质有：

乙酸乙酯和水，二滨乙烷和水，浪苯和水，硝基本和水，油酸

和水，甲苯和水，己烷和水。则能够用分液漏斗

分离的是B.D组。正确答案为B.Do

综合例题

［例1］某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判

断硝酸铅的分解产物之一是氧气；将试管中的硝酸铅加热到熔融，

把带有火星的细木条伸进试管口，检验放出的气体，当发现木条复

燃时该学生即断言，硝酸铅受热分解有氧气放出。请你对上述实验

及结论的合理性作出评价。如有必要，可提出改进的实验方案。

解题思路：有关反应的方程式为：

△△

==

①2KNO32KN02+021②2Pb(N03)22PbO+4NO2t+02f

比较反应式①和②，其不同之处是②中除生成。2外，还生成了

N02O这一不同又产生了两个结果，一方面NO?稀释了仅占混

合气体的20%,而这与空气中。2的含量相近，因而此处的。2不可能

使带火星的木条复燃；另一方面N02本身也能使带火星的木条复燃。

因为N02受热也能放出。2；2N02=2N0+02O

解答：上述实验及结论在科学上是错误的。由于N02干扰了

的检验，因此应选用NaOH溶液除掉NO2后再检验。

［例2］研究某一化学反应的实验装置如下图所示:

ACaO

R

A〜F属于下列物质中的六种物质：浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、稀硫

酸、稀盐酸、稀氟水、水、锌粒、铜片、食盐、高镒酸钾、氯化钙、

氧化钙、四氧化三铁、氧化铁、氧化铜、氢气、二氧化碳、二氧化

氮、一氧化碳、氯气、氯化氢、氨气、氮气、氧气。

实验现象；

(1)D物质由黑色变为红色

(2)无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液

(3)点燃的镁条伸入无色无味的F中.镁条表面生成一种灰黄色

固体物质。将该发黄色物质放入水中，有气体放出，该气体具有刺

激性气味。并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。通过分析回答：

1、写出A〜F的物质名称:A,B,C,

D,E,Fo

2、写出有关的化学方程式：

A与B；

C与D；

解题思路：“该气体具有刺激性气味，并能使润湿的红色石蕊试纸

变蓝”是解答此题的突破口，此气体只能是NH：“结合题意，F就是

N2O因此，从限定的反应物中，只能设法从氨水中获取.然后结合

发生装置特点(固、液、不加热)及其他实验现象，便可推断其他

的物质。

解答：

1、A.浓氨水；B.氧化钙；C.氨气；D.氧化铜；&水；F.氮气。

=

2、CaO+NH3•H20=NH3+Ca(OH)22NH3+3CuO3Cu+N21+3H20

练习题目

1、实验室有一包KC1和A1CL的固体混合物，通过以下实验可

确定KC1和A1CL的质量之比，试根据实验方法和主要步骤，回答

有关问题：

（1）调整托盘天平的零点时，若指针偏向右边，应将右边的

螺丝向旋动。

（2）某学生用已知质量为yg的表面皿准确称取Wg样品,

他在托盘天平的右盘上放上（W+y）g的祛码，在左盘的表面皿中

放入样品，此时指针稍偏右边，该学生应怎样操

作;

（3）将样品置于烧杯中加适量水溶解，滴入过量

的A溶液，烧坏中有沉淀物，则A溶液的名称

是;

（4）过滤，某学生欲用右图装置操作，错误之处

应怎样纠正？

答:

（5）甲学生用水多次洗涤过滤所得沉淀物，然后使其干燥，

得至IJ固体纯净物C,质量为W2g,C的名称

是______

（6）乙学生将过滤所得滤液跟甲学生洗涤沉淀所得液体混合,

然后蒸干溶剂，再充分加热，最后得到纯净KC1固体Wlg,则原混

合物中KC1与A1CL的质量之比的计算式

为O

答案：（1）左；

（2）往左盘表面皿上慢慢加少量样品，使指针指向标尺中间;

（3）氨水；

（4）漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁，倾倒液体时应用玻璃棒

引流；

(5)Al(0H)3；(6)W1：(W-Wi)或Wi：133.5W2/78

2、进行化学实验必须注意安全,下列说法正确的是(填写标号)

(A)不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛

(B)不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼

酸溶液

(C)如果苯酚浓溶液沾到皮肤上,应立即用酒精洗

(D)配制硫酸溶液时,可先在量筒中直接配制

分析与解答：

本题将主要考查化学实验中的安全意识。正确答案为A、B、C

3、将1体积选项中的一种气体与10体积02混合后，依次通过盛

有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子(假设反

应都进行完全)，最后得到的尾气可以是()o

A.Cl2B.COC.C02D.N2

分析与解答：

本题将选项中的物质作为可选择的反应物，又要推出反应后的

最终产物可能是选项中的何物。试题新颖、灵活，要善于比较，培

养思维的辩证性。解题时应用选项中的四种气体，分别进行上述实

验，如将B选项中的C0进行实验：CO、O2都不与NaOH溶液反应，

与Cu反应生成CuO,CuO又与CO反应，生成CO2,尾气为CO?。

同理D选项的N进行实验，尾气为正确答案为C、Do

4、回答下面问题：

(1)分离沸点不同但又互溶的液体混合物，常用什么方法？

(2)在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静

量分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的

判断方法。

5、实验室利用乙醇脱水制备乙烯的步骤如下；jB

①在一蒸镭烧瓶中加人95%的乙醇和浓硫酸(体

积比为1：3),再加入少量干净的河沙；一书

②瓶口插上带塞的温度计；/\

③加热并迅速使反应温度上升到170C；JI5一

④气体通过稀NaOH溶液进行洗气后，用酸性KMnOi溶液检验

乙烯的还原性。

据此回答下列问题：

(1)步骤①中混合乙醇和浓硫酸时应注意的问题

是O

(2)在反应液中加入河沙的原因

是。

(3)步骤②中温度计水银球的正确位置

是O

(4)加热时，使反应液温度迅速升高到170℃的原因

是O

(5)步骤④中.用稀NaOH溶液洗涤气体，能除去可能伴

随乙烯生成的气体是o

答案：(1)将浓硫酸缓慢加入乙醇中并不断搅拌，必要时冷

(2)河砂对乙烯的生成有催化作用，且能防止反应中形

成大量的泡沫。

(3)温度计水银球应浸没于反应液中。

(4)若温度在140°C,生成的主要物质是乙醛并非乙稀。

(5)硫酸与乙醇发生氧化还原反应生成的CO2及SO?

3、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐

晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化镒、浓硫酸等六种试剂。

设计的制取过程是：制氯气一净化和干燥氯气一制氯化铝

请回答下列问题:

(1)从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的

连续装置，按前后顺序填写图的编号(不一定填满)，并写出各仪

器里放入的试剂的化学式

(2)写出实验过程中有关反应的化学方程式。

答案：⑴③、⑦、⑤、②；

NaCLMnOz,浓H2sO,；NaCl,H20；浓H2s01；Al,NaOH,H20；

A

:

(2)2NaCl+3H2SO4+MnO2=2NaHS0.1+MnS0.1+2H20+Cl2t

C12+2NaOH=NaC1+NaCl0+H20

A

2A1+3CL=2A1C13

6、实验室用Zn粒和盐酸反应制上，其中含酸雾、水气、硫化

氢及少量氧气等杂质气体，某同学设计了以下几种装置，按一定顺

为;

(2)除去H2s的离子方程式

为;

(3)除去观察到的现象

为o

答案：(1)a-*bfefffgfhfdfc；

2

(2)H2S+CU=CUSI+2H'；

(3)溶液由浅绿色逐渐变成黄色

7、实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁，该化合物呈

棕红色、易潮解100C左右时升华。下图是两个学生设计的实验装

置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如

(I)和(H)所示。试回答:

(1)B中反应的化学方程式为：；

(2)D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方未能

是：。

(3)D中反应的化学方程式为：o

(4)装置(I)的主要缺点是：o

(5)装置(H)的主要缺点是：,

如果选用些装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：

正确答案及评分标准

(1)4HCl+MnO2MnCl2+2H20+Cl2t

或16HCl+2KmnO42KCl+2MnCl2+8H20+5Cl2t

(2)B中的反应进行一段时间后，看到黄绿色气体充满装置，现开

始加热D

(3)2Fe+3Cl22FeCl3

(4)导管易被产品堵塞；尾气排入空气，易造成环境污染

(5)产品易潮解

在瓶E和F之间连接装有干燥剂的装置

(其他既能防止产品潮解又能防止尾气污染环境的合理答案均给

分)

8、某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。

实验步骤如下：

①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化镒粉末混合均匀，放入干燥的

试管中，准确称量，质量为ag。

②装好实验装置。

③检查装置气密性。

④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。

⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。

⑥测量收集到气体的体积。

⑦准确称量试管和残留物的质量为bgo

⑧测量实验室的温度。

⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面

收拾干净。

⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。

回答下列问题：

（1）如何检查装置的气密性？________________________________

（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量

简内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室

温；③读取量简内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：

（请填写步骤代号）。

（3）测量收集到气体体积