专题提升Ⅳ 物质的分离和除杂（解析版）

专题提升Ⅳ物质的分离和除杂学习目录学习目录目录TOC\o"1-4"\h\z\u模块一知己知彼 1模块二知识掌握 1知识点一、物质的分离和除杂 1（一）物理方法 2（二）化学方法 2模块三巩固提高 6知识重点知识重点模块一知己知彼学习目标目标解读利用各种物质的性质，将混合物分离物质的分离、除杂和提纯是科学实验中的一个重要环节。粗盐的提纯实验最为常见，常考题为选择和填空与探究模块二知识掌握知识点一、物质的分离和除杂所谓分离就是用物理或化学的方法将混合物中的各组分一一分开。分离完成后各组分要保持原有的物质组成和状态。除杂和提纯是将混合物中的某组分用物理或化学的方法除去而得到纯物质。分离和提纯常用的方法如下：（一）物理方法方法适用范围或原理举例过滤法①固体与液体混合物的分离②可溶性固体与不溶性固体混合物的分离粗盐的提纯结晶法蒸发①分离溶质与溶剂②除去易挥发的杂质从含有HC1的NaCl溶液中分离出固体NaCl降低温度可溶性固体溶质溶解度受温度影响变化大小不同分离NaCl与KNO3的混合物蒸馏法分离沸点不同的液态混合物制取蒸馏水（二）化学方法方法适用范围或原理举例化气法与杂质反应生成气体而除去除去Na2SO4中的Na2CO3,可加适量稀H2SO4：方程式：Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O沉淀法将杂质转化为沉淀过滤除去除去NaCl中的Na2SO4，可加适量的BaCl2：方程式：Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl置换法将杂质通过置换反应而除去除去FeSO4中的CuSO4，可加过量的铁粉，再过滤：方程式：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4溶解法将杂质溶于某种试剂而除去除去C粉中的CuO粉末，可加适量稀硫酸，再过滤：方程式：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O加热法杂质受热分解，通过加热将杂质除去除去CaO中的CaCO3,可加热：方程式：CaCO3高温CaO+CO2↑转化法将杂质通过化学反应转化为主要成分除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO或氧化铁：方程式：CO+CuO△Cu+CO2【能力拓展】在对物质进行分离和除杂时，要首先考虑物理方法，再考虑化学方法，还应注意以下原则：①“不增”“不减”原则：即不增加新的杂质，不减少要保留的物质。②易分离原则：即提纯的物质与其他物质易分离。③不污染环境原则：即要求所选用的除杂方法不能产生污染环境的物质。④"变废为宝”原则：尽量选择能将杂质转化为所需物质的试剂。（2023•湖州模拟）下列主要成分中含有少量杂质，选用试剂进行检验杂质、除去杂质是化学实验中的常见实际问题，若一种试剂既能检验所含杂质、又能除去杂质，该试剂我们就能称为“高效试剂”，下列选项中不能称为“高效试剂”（所加试剂均适量且忽略分离步骤）的是（）选项主要成分所含的杂质“高效试剂”AHNO3H2SO4Ba（NO3）2BBaCl2HClBaCO3CCaCl2HClCa（OH）2DMgCl2MgSO4BaCl2【解答】解：A、硫酸能与能与Ba（NO3）2反应生成硫酸钡沉淀和硝酸，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，且能检验硫酸的存在，能称为“高效试剂”，故选项错误。B、HCl能与BaCO3反应生成氯化钡、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，且能检验盐酸的存在，能称为“高效试剂”，故选项错误。C、HCl能与适量的Ca（OH）2反应生成氯化钙和水，反应无明显变化，不能检验盐酸的存在，不能称为“高效试剂”，故选项正确。D、MgSO4能与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，且能检验硫酸镁的存在，能称为“高效试剂”，故选项错误。故选：C。（2023•萧山区二模）下列表格中列出了除去物质中少量杂质的方法，其中正确的是（）选项物质杂质除杂方法ACO2CO通过足量NaOH溶液并干燥BN2O2通过炽热的木炭CMnO2KCl加足量的水溶解，过滤后干燥DNaOHNa2CO3加入足量稀盐酸至不再产生气泡后，将溶液蒸发至干【解答】解：A、足量NaOH溶液除去了二氧化碳，故选项错误；B、通过炽热的木炭，又加入了新的杂质二氧化碳，故选项错误；C、MnO2不溶于水，KCl溶于水，可以加水溶解、过滤后干燥得到二氧化锰，故选项正确；D、稀盐酸与氢氧化钠和碳酸钠都反应，故选项错误；故选：C。（2023•宁波模拟）除去下列物质中混有的少量杂质，所选用的试剂及操作方法均正确的是（）选项物质杂质操作方法及使用试剂ACuO粉末木炭粉末在空气中充分灼烧BNaCl固体KNO3固体充分溶解、降温、结晶、过滤C稀盐酸稀硫酸加入过量的BaCl2溶液、过滤DCOCO2通入氧气，点燃【解答】解：A、木炭粉末在空气中灼烧生成二氧化碳气体，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同，硝酸钾溶解度受温度影响较大，而氯化钠受温度影响较小，但硝酸钾是少量的，加水溶解无法形成配成饱和溶液，冷却不能使KNO3结晶出来，充分溶解、降温、结晶的方法无法进行分离，故选项所采取的方法错误。C、稀硫酸能与过量的BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钡（过量的），不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。D、一氧化碳能与氧气反应生成二氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：A。（2022秋•宁海县期末）分离、提纯、除杂、鉴别是基本的实验技能。下列实验设计能达到实验目的的组别是（）组别实验目的实验设计A除去FeCl3溶液中混有的少量CuCl2加入过量的铁粉，过滤B分离铜粉和镁粉的混合物加入足量的稀HCl，过滤、洗涤、干燥C提纯混有少量Ca（OH）2的NaOH溶液加入过量的Na2CO3溶液，振荡、静置、过滤D鉴别Na2CO3、BaCl2、NaCl溶液取样后，分别滴加稀H2SO4溶液，观察现象【解答】解：A、CuCl2、FeCl3溶液均能与过量的铁粉反应，故选项实验设计不能达到实验目的。B、镁粉能与足量的稀HCl反应生成氯化镁溶液和氢气，铜不与稀盐酸反应，再过滤、洗涤、干燥，能分离出铜，但无法分离出镁，故选项实验设计不能达到实验目的。C、Ca（OH）2能与过量的Na2CO3溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，能除去氢氧化钙，但引入了新的杂质碳酸钠（过量的），故选项实验设计不能达到实验目的。D、取样后，分别滴加稀H2SO4溶液，能产生气泡的是碳酸钠，能产生白色沉淀的是氯化钡溶液，无明显现象的是氯化钠溶液，可以鉴别，故选项实验设计能达到实验目的。故选：D。（2023春•西湖区校级月考）氯化镁粉末中混有少量杂质，项目化学习小组同学为除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾，根据将所需物质先转化为中间物质，再将中间物质转化为所需物质的方法，设计流程如下：（1）滤液B中一定含有的阴离子是。（2）步骤③中乙溶液是。【解答】解：（1）滤液B中一定含有氯化镁、氯化钾、氯化钠，可能含有硫酸钾或氯化钡的一种，则滤液B中一定含有的阴离子是氯离子。（2）氯化镁能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，氯化钾、氯化钠、硫酸钾或氯化钡不能，则滤渣D是氢氧化镁，氢氧化镁难溶于水，能与稀盐酸反应生成氯化镁和水，则步骤③中乙溶液是稀盐酸。故答案为：（1）氯离子；（2）稀盐酸。（2023•宁波一模）为了除去KCl溶液中少量的MgCl2和MgSO4，某科学兴趣小组从①Na2CO3溶液，②盐酸，③Ba（NO3）2溶液，④K2CO3溶液，⑤Ba（OH）2溶液中，选择A、B、C三种试剂，按以下方案进行实验：溶液→过滤加过量的A后滤液→过滤试问：（1）A试剂为（填序号）；（2）如何检验B已过量？。【解答】解：（1）镁离子用氢氧根离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氢氧化钡溶液可以将钾离子和硫酸根离子沉淀，不能使用硝酸钡溶液，否则会引入新的杂质离子硝酸根离子；再加入碳酸钾溶液除去反应剩余的氢氧化钡溶液，不能使用碳酸钠溶液，否则会引入新的杂质离子钠离子；完全反应后，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，故A试剂为⑤Ba（OH）2溶液。（2）B为碳酸钾溶液，检验B已过量的方法是取第二次过滤后的少量滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，若有气泡产生，则碳酸钾过量（合理即可）。故答案为：（1）⑤；（2）取第二次过滤后的少量滤液于试管中，滴加足量稀盐酸，若有气泡产生，则碳酸钾过量（合理即可）。模块三巩固提高（2022秋•江干区校级期中）下列除去杂质的方法中正确的是（）选项物质杂质除杂质的方法ACaCl2溶液稀盐酸加过量碳酸钙、过滤BK2CO3溶液KCl加适量稀盐酸CCaOCaCO3加水，过滤DNaCl溶液Na2CO3加适量硝酸钙溶液，过滤【解答】解：A、HCl能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、K2CO3溶液能与适量稀盐酸反应生成氯化钾、水和二氧化碳，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。C、CaO能与水反应生成氢氧化钙，碳酸钙难溶于水，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。D、Na2CO3能与适量硝酸钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：A。（2022•西湖区一模）除去下列物质中的少量杂质，所选试剂或操作方法不合理的是（）选项物质杂质除杂试剂或操作方法AN2O2通过灼热的铜网BKCl固体MnO2溶解、过滤、蒸发结晶CNaOH溶液Na2CO3滴加适量的BaCl2溶液后过滤DCuFe用磁铁吸引【解答】解：A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发结晶的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。C、Na2CO3能与适量的BaCl2溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。D、Fe能被磁铁吸引，铜不能，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。故选：C。（2022秋•慈溪市期中）下列有关物质的除杂方法不正确的是（）选项物质所含杂质除杂方法ACO2O2将气体通过灼热的铜网，充分反应BNaOH溶液Na2CO3加入适量稀盐酸，充分反应CAl2（SO4）3溶液CuSO4加入适量的铝粉充分反应后，过滤DKCl固体MnO2加水溶解后，过滤，蒸发结晶【解答】解：A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而二氧化碳不与铜反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、Na2CO3、NaOH溶液均能与适量稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。C、适量的铝粉能与CuSO4溶液反应生成硫酸铝溶液和铜，充分反应后，过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。D、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发结晶的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。故选：B。（2022秋•衢江区校级期末）除去下列各物质中含有的少量杂质，所选用的试剂、操作方法都正确的是（）选项物质杂质试剂操作方法AFeFe2O3稀盐酸加入足量的稀盐酸，过滤BFeSO4溶液H2SO4Fe加入过量的铁粉，过滤CMnO2KCl蒸馏水加入足量蒸馏水，溶解、过滤、蒸发结晶DKNO3溶液K2CO3CaCl2加入适量CaCl2溶液，过滤【解答】解：A、Fe2O3和Fe均能与足量的稀盐酸反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。B、H2SO4能与过量的铁粉反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。C、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、洗涤、干燥的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法错误。D、K2CO3能与适量CaCl2溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钾，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：B。（2022秋•绍兴期中）下标列出了除去物质中所含少量杂质的方法，其中正确的是（）物质所含杂质除去杂质的方法ACOCO2通过足量的氢氧化钠溶液，干燥BNaCl泥沙溶解、过滤、洗涤、干燥CNaOHNa2CO3加入过量的氢氧化钙溶液，过滤DNH3H2O通过浓硫酸洗气【解答】解：A、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，再干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、氯化钠易溶于水，泥沙难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法错误。C、Na2CO3能与过量的氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钙（过量的），不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。D、浓硫酸具有吸水性，但能与氨气反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：A。（2021秋•鹿城区期末）为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42﹣及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作。不正确的操作顺序是（）①过滤，②加过量的NaOH溶液，③加适量盐酸，④加过量Na2CO3溶液，⑤加过量BaCl2溶液。A．④②⑤①③ B．⑤④②①③ C．②⑤④①③ D．⑤②④①③【解答】解：A、加过量Na2CO3溶液可以除去钙离子，加过量的NaOH溶液可以除去镁离子，加过量BaCl2溶液可以除去硫酸根离子，过滤可以除去碳酸钙、氢氧化镁和硫酸钡，加适量盐酸可以除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，而过量的氯化钡无法除去，该选项操作不正确；B、加过量BaCl2溶液可以除去硫酸根离子，加过量Na2CO3溶液可以除去钙离子和过量的氯化钡，加过量的NaOH溶液可以除去镁离子，过滤可以除去硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙和氢氧化镁，加适量盐酸可以除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，该选项操作正确；C、加过量的NaOH溶液可以除去镁离子，加过量BaCl2溶液可以除去硫酸根离子，加过量Na2CO3溶液可以除去钙离子和过量的氯化钡，过滤可以除去硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙和氢氧化镁，加适量盐酸可以除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，该选项操作正确；D、加过量BaCl2溶液可以除去硫酸根离子，加过量的NaOH溶液可以除去镁离子，加过量Na2CO3溶液可以除去钙离子和过量的氯化钡，过滤可以除去硫酸钡、碳酸钡、碳酸钙和氢氧化镁，加适量盐酸可以除去过量的氢氧化钠和碳酸钠，该选项操作正确。故选：A。（2021秋•萧山区期末）如图，用下列实验操作可完成两个实验。甲实验为粗盐中难溶性杂质的去除，乙实验为配制溶质的质量分数为10%的氯化钠溶液。下列说法中，正确的是（）A．甲实验的步骤是①④⑤，其中去除杂质的关键步骤是蒸发 B．甲实验各步操作中，玻璃棒的作用都是相同的 C．乙实验若按照②③①的步骤进行操作，则配制的溶液浓度偏大（p水＝1g/cm3） D．乙实验中，若①所用的烧杯内壁沾有水，对配制的溶液浓度无影响【解答】解：A、其中去除杂质的关键步骤是过滤。不正确。B、①中玻璃棒的作用是加快溶解，④中玻璃棒的作用是引流，⑤中玻璃棒的作用是防止液体溅出。不正确。C、乙实验若按照②③①的步骤进行操作时，量筒中的水是42mL，质量为：1g/cm3×42mL＝42g，砝码质量是5g，溶质质量分数为：5g42g+5g×100%＝10.6%，所以按照D、乙实验中，若①所用的烧杯内壁沾有水时，溶质质量不变，当溶液中的溶剂质量增大时，质量分数减小，所以若①所用的烧杯内壁沾有水，对配制的溶液浓度有影响。不正确。故选：C。（2023•萧山区二模）化学兴趣小组同学欲除去固体氯化钠中混有的氯化钙。设计实验方案如图，请依据实验回答问题。（1）写出加过量Na2CO3溶液所发生的反应方程式。（2）写出操作A的名称。（3）分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较，结果（选填“增大”、“不变”，“减少”）。【解答】解：（1）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl。（2）操作A是从氯化钠溶液中获得氯化钠固体，是蒸发结晶。（3）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，由于反应过程中有氯化钠生成，则分离后所得氯化钠的质量与分离前原混合物中氯化钠的质量相比较，结果增大。故答案为：（1）CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl；（2）蒸发结晶；（3）增大。（2023•吴兴区校级一模）从氯碱工业产生的盐泥中回收BaSO4，其主要工艺流程如图。已知：①盐泥的主要成分为BaSO4、NaCl、Mg（OH）2和CaCO3②BaSO4难溶于水，不与盐酸反应（1）除去NaCl，利用的性质是。（2）过滤器中分离出来的固体是。（3）酸溶槽中产生的气体恰好被澄清石灰水完全吸收生成了30g沉淀，求有多少克盐酸溶液与盐泥中碳酸钙反应。【解答】解：（1）氯化钠易溶于水，BaSO4、Mg（OH）2和CaCO3均难溶于水，故除去NaCl，利用的性质是NaCl易溶于水。（2）盐泥的主要成分为BaSO4、NaCl、Mg（OH）2和CaCO3，氯化钠易溶于水，氢氧化镁能与稀盐酸反应生成氯化镁和水，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，硫酸钡难溶于盐酸，则过滤器中分离出来的固体是BaSO4。（3）设参加反应的稀盐酸的质量为x。CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，CO2+Ca（OH）2＝