专题3 物质的分离和提纯-中考化学实验精讲精练

专题三物质的分离和提纯一、物质的分离和提纯1、物质的分离是通过适当的方法，把混合物中的各种物质彼此分开，并且恢复到各种物质原来的存在状态，分别得到；而物质的提纯是通过适当的方法把混入某物质里的少量杂质除去，以便获得相对纯净的物质，又称。2、物质的分离和提纯常用的方法方法适用范围或原理举例物理方法过滤法①固体与液体混合物的②可溶性固体与不溶性固体混合物的粗盐提纯结晶法蒸发①分离溶质与溶剂②除去的杂质从含有HCl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影响变化大小不同分离NaCl与KNO3的混合物化学方法化气法与杂质反应生成而除去除去Na2SO4中的Na2CO3，可选用稀H2SO4将COeq\o\al(2－,3)转化成CO2沉淀法将杂质转化为过滤除去NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2，可加入适量的Ca(OH)2溶液将Ca2＋转化成CaCO3置换法将杂质通过反应而除去除去FeSO4中的CuSO4，可加适量的NaOH，再过滤溶解法将杂质某种试剂而除去除去C粉中的CuO粉，可加适量的稀硫酸，再过滤煅烧法杂质易分解，通过将杂质除去除去CaO中的CaCO3，可高温煅烧转化法将杂质通过化学反应转化为被提纯的物质除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的氧化铜3、物质的分离和提纯注意事项（1）根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法，所谓除杂(提纯)，是指除去，同时被提纯物质损失。除杂质题至少要满足两个条件：①加入的试剂只能与反应，不能与反应；②反应后引入新的杂质。（2）分离和提纯的原则：①除去杂质的同时引入新的杂质(不增)。②操作过程中尽量不使被提纯的物质(不减)。③最好能生成被提纯的物质(转化)。④提纯方法应简单易行。（3）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，或过量，要在后续操作中继续除去。二、气体与气体的分离1、气体与气体的分离被吸收的气体吸收气体的试剂O2的铜粉、铁粉CO的氧化铁、氧化铜CO2氢氧化钠固体或其溶液、碱石灰固体、灼热的炭NH3酸溶液、水HCl碱溶液、水H2O无水CaCl2、无水硫酸铜、浓硫酸、生石灰、NaOH固体、碱石灰等2、气体与气体的分离注意事项（1）在干燥气体时，若气体是SO2、CO2、HCl等气体，则不可用、、等碱性干燥剂；若气体是NH3等碱性气体，则不可用等酸性干燥剂；若气体是H2、O2等中性气体，则既可用性干燥剂，也可用性干燥剂。（2）检验H2和CO时，也可以将氧化铜换成的氧化铁，看红棕色是否变。（3）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。题型01物质的分离和提纯典例分析【例1】用“海水晒盐”的方法得到的粗盐中，往往含有可溶性杂质（主要是MgCl2、CaCl2、Na2SO4）和不溶性杂质（泥沙等），需进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。使用以下试剂NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀盐酸，粗盐提纯的部分流程如图，据图回答问题。（1）操作a的名称是。（2）若试剂③为NaOH溶液，则加入试剂①发生反应的化学方程式为。（3）溶液N的pH7（选填“＞”、“＝”、“＜”）。（4）沉淀E含有种物质。（5）加入过量Na2CO3目的是除去（写化学式）。变式训练【变式1-1】从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性杂质（泥沙等），必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活.粗盐提纯的部分流程如下：其中，滤液一至滤液二之间需进行三步操作：操作①：加入过量的碳酸钠溶液，除去滤液中的Ca2+操作②：加入过量的X，除去滤液中的Mg2+操作③：加入过量的氯化钡溶液，除去滤液中的加入试剂的顺序不正确的为（）A．①②③ B．③①② C．③②① D．②③①【变式1-2】海水经蒸发、结晶制得的粗盐中还含有氯化镁、氯化钙等杂质，必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。粗盐提纯的部分流程如图：（1）写出步骤③的操作名称是。（2）步骤④中加入适量盐酸的目的。（3）经操作a后得到的白色沉淀的成分。题型02气体与气体的分离典例分析【例2】现对CO2和CO的混合气体进行间歇性分离及干燥的实验装置设计如图。仪器中的A和B分别可以控制物质流入甲瓶的速率。（1）下列有关实验的描述正确的是；①为了达到实验目的，甲中装置的溶液应该为澄清石灰水，乙装置中的溶液应该为浓硫酸，丙装置中的溶液应该为稀硫酸；②当A打开，B闭合时，可以先分离得到干燥的CO气体，当A关闭，B打开时，可以分离得到干燥的CO2气体；③实验进行的过程中，甲装置内的溶液会先变浑浊，再逐渐变澄清；④在装置乙发生的反应为物理反应；（2）如需全部收集从混合气体分离所得的CO2和CO，此套装置最大的缺点是，因为。变式训练【变式2-1】分离液态空气法制氧气是工业制氧气的主要方法之一，下列有关说法正确的是（）A．有氧化反应发生 B．最先分离出的气体是氮气 C．液态空气属于纯净物 D．利用液氧和液氮的密度不同【变式2-2】用如图所示的装置将一定量的CO2和CO的混合气体进行分离和干燥。图中的a、b、c、d均为活塞，可以控制气体的通过和液体的加入，实验前活塞均已关闭。请选择适宜的试剂完成上述实验。供选用的试剂有：①稀硫酸②浓硫酸③氢氧化钠溶液④澄清的石灰水。实验分以下两步进行：（1）关闭b、c，打开a、d，丙中试剂为（填数字序号）。乙装置中的现象是。此步实验后收集到的气体是。（2）在甲装置的分液漏斗中加入试剂为（填数字序号），然后，即可收集到另一种气体。1．下列叙述中，正确的是（）A．物质冷却时，因为分子变小所以体积变小 B．原子是构成物质的一种粒子 C．一切物质都是由分子构成，分子又由原子构成，所以分子比原子大 D．分离和提纯物质的方法很多，蒸馏是其中的一种，蒸馏就是将溶解在液体中的固体分离出来的一种方法2．在101.3kPa时，将液态空气升高温度，三种气体分离出的先后顺序是（）气体氮气（N2）氩气（Ar）氧气（O2）沸点﹣196℃﹣186℃﹣183℃A．N2、Ar、O2 B．O2、Ar、N2 C．N2、O2、Ar D．Ar、N2、O23．古代很多诗词蕴含了好多哲理和化学知识。下面有关诗词对化学实验现象或化学实验过程分析错误的是（）A．“试玉要烧三日满，辨材须待七年期”中，玉的成分是硅酸盐，表明玉熔点高且不易分解 B．“美人首饰王侯印，尽是沙中浪底来”，淘金是一种混合物的分离和提纯中过滤的方法 C．“蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明”，蜡烛燃烧放热，熔点很低，使蜡烛熔化 D．“化尽素衣冬未老，石烟多似洛阳尘”，诗中的石烟是指石油燃烧产生的烟4．从海水中得到的粗盐中往往含有可溶性杂质（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性杂质（泥沙等），必须进行分离和提纯后才能使用。粗盐提纯的部分流程如图。有关该流程说法错误的是（）A．不溶性杂质主要是泥沙 B．过滤时玻璃棒的作用是引流 C．蒸发时，当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干 D．操作①②③依次加入的试剂可以为NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液5．分离和提纯混合物的方法很多如：①过滤；②蒸发；③蒸馏．分离出黄泥水中的泥沙采用的是的方法（填序号，下同）；把海水中的食盐和水分离采用的是的方法6．科学思想和方法在化学学习中经常用到。（1）分离和提纯。研究物质的组成和结构时，常要对物质进行分离和提纯，如分离出黄泥水中的泥沙用法。（2）模型法。如图所示是模型法表示的水通电条件下的反应过程，请回答下列问题：①该反应的文字表达式：，其基本反应类型是；②反应中种类没有发生改变的微粒是。7．下面是同学们熟悉的实验操作示意图请你根据要求回答问题。A.水的沸腾B.水的电解C.水的净化（1）如图所示的3个实验，中的水发生了物理变化（填字母）。（2）B装置中发生变化的文字表达式为，用检验试管2内得到的气体，现象是，证明试管2得到的气体是，若试管1中得到8mL的气体，则试管2内得到mL的气体。（3）C中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是过滤，活性炭的作用为，经过此净水器得到的水仍然不是纯水，若想得到纯水可采用的方法是。（4）【反思】A.由实验A知：化学变化与物理变化的区别宏观层面是否产生新物质：微观层面，。B.由实验B知：利用化学反应可以实现物质和能量的转化，如电解水过程中，可以将电能转化为能。C.由实验C知：物质分离和提纯通常有两种思路：一是将不需要的杂质分离除去，如过滤；二是将有用的物质提取出来，如。8．从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性杂质（泥沙等），必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。（1）实验室中除去粗盐中难溶性杂质的主要实验步骤有：溶解、过滤、蒸发；这三步操作中都要用到一种玻璃仪器，该仪器在蒸发操作中的作用是什么？（2）以上操作得到的氯化钠晶体中含有少量杂质，为进一步提纯晶体，进行以下操作：①写出一个加入Na2CO2溶液时所发生反应的化学方程式；②上述流程中，若将过滤和加盐酸的操作顺序颠倒，所得精盐产品中含哪些杂质（BaSO4不溶于水，也不溶于酸）。9．水是生命之源，也是自然资源。学习了水的相关知识后，某班级化学小组展开了系列探究。【探究一】从自然界提取纯水，具体步骤如图1：（1）经过如图1D之后，可以获得纯水，则D操作的名称是；（2）如图2为净化水过程中过滤操作的示意图，①指出图中明显的错误：；②过滤后，小组同学发现滤液仍然浑浊，可能的原因是（答一条即可）；他们采取了补救措施，得到了澄清的液体，做法是。（3）从原水提取到纯水过程中，水分子本身没有发生变化，因此，上述实验中属于物理变化的步骤有（填字母序号）。【探究二】电解水小组同学将提取到的纯水加入电解水装置，接通直流电源，结果发现实验进展缓慢，电极上几乎没有气泡冒出。安琪同学查阅资料后在水中加入了少量稀硫酸，电极上迅速冒出气泡，20分钟后，实验情况如图3所示。（1）加入稀硫酸的作用是；（2）试管1收集到的气体是，可以用的方法检验，检验时发生的反应的文字表达式是，它属于反应（填“化合”或“分解”）。（3）电解水时的文字表达式是，上述变化中，水分子本身是否变化？。【实验反思】（1）由探究一可知，物质分离和提纯通常有两种思路；一是：，如沉降、过滤。二是：将有用的物质提取出来，如蒸馏。（2）由探究二可知，利用化学反应可以实现物质和的转化，如电解水过程中，可以将能转化为储存在物质中的化学能；同时将水转化成，作为新型能源服务人类。（3）宏观层面，化学变化的本质是物质种类发生改变；微观层面，化学变化与物理变化的区别是。化学就是在原子、分子水平上研究物质及其变化规律。10．根据下列装置回答问题．（1）仪器a的名称为．（2）用高锰酸钾为原料制取较纯净的氧气可选用的装置组合为（填字母，下同），发生装置应作的改进是，发生反应的化学方程式为．（3）实验室用F装置分离H2、CO2的混合气体．分离得到CO2的操作是：关闭活塞A，．11．科学家开采得到一种“可燃冰”样品，取95.6克样品放置在密闭容器内，该样品迅速转化为甲烷气体（CH4）和水，将甲烷气体分离并完全燃烧（反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O），得到35.2克二氧化碳，试计算：（1）35.2克二氧化碳的物质的量为。（2）根据化学方程式计算该天然气合物样品中甲烷的质量。（3）样品中甲烷的质量分数。（计算结果精确到0.1%）12．水的净化方法利用、、和等方法可以净化水．（1）吸附：明矾可用于净水，是因为明矾溶于水生成的胶状物可以悬浮于水中的杂质，使之从水中出来．用具有吸附作用的固体还可以吸附掉一些的杂质，除去异味．（2）沉淀：对于静置沉淀和吸附沉淀，单一操作相对净化程度较高的是．（3）过滤：过滤是分离不溶性和的一种方法．①过滤所需仪器漏斗、、、铁架台（带铁圈）．②过滤操作要点“一贴”：将滤纸折叠成圆锥形，用水湿润使其紧贴在漏斗内壁上，中间不要留有气泡．“二低”：滤纸要低于的边缘，漏斗里的液面应低于的边缘．“三靠”：过滤时玻璃棒的末端要轻轻靠在滤纸的一边；盛过滤液的烧杯口要紧靠在玻璃棒的中上端，倾倒过滤液时沿玻璃棒流进过滤器；漏斗的最下端要紧贴在烧杯内壁上，以免滤液飞溅．（4）蒸馏：给液体加热，使它变成，再使冷却凝聚成液体，这种方法叫做蒸馏．通过蒸馏，可以利用物质的不同来分离和提纯液态混合物，也可以把混在液体中的不挥发性杂质除去．13．科学兴趣小组做碳还原金属氧化物实验后，收集到CO和CO2的混合废气，考虑到废气直接排放会污染环境，想把废气初步分离回收再利用，用如图所示的装置进行分离实验（收集装置略去）：（1）广口瓶中加入的是。A．NaOH溶液B．NaCl溶液C．Ca（OH）2溶液（2）打开阀门K2通入混合气体，首先分离得到气体，化学方程式为。接着关闭阀门K2打开阀门K1，将分液漏斗中装的溶液滴入广口瓶中，从而分离出第二种气体，化学方程式为。14．物质的鉴别、分离和提纯是重要的基本实验操作。（1）鉴别氢氧化钠和碳酸钠两种溶液，不可选择（填字母）。A．氯化钡溶液B．硝酸钠溶液C．稀硫酸（2）除去硝酸钾溶液中混有的少量硫酸钾，可加入适量的硝酸钡溶液，充分反应后过滤即可。写出反应的化学方程式：。（3）氢氧化钠溶液露置在空气中易变质。下列是分析已变质氢氧化钠溶液的相关实验，其中合理的是（填字母）。A．证明变质：取样，滴加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生B．除去杂质：取样，滴加氢氧化钙溶液至恰好完全反应，过滤C．确定成分：取样，滴加足量氯化钡溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，观察颜色变化（氯化钡溶液呈中性）15．如图装置可用于气体的吸收，检验和分离等，请回答下列问题：（1）利用装置A（其中液体试剂足量）可以将二氧化碳和一氧化碳的混合气体进行分离，首先打开活塞a，缓缓通入混合气体，广口瓶中观察到的现象是，发生反应的化学方程式为；此时从导管c逸出的主要气体是，为了检验该气体，将导管按c﹣d﹣e﹣f﹣g顺序连接，B处观察到的现象为，发生反应的化学的化学方程式为．（2）实验中A和C两处用到澄清石灰水，其中A处澄清石灰水的作用是；（3）装置C中还应进行的操作是；一段时间后，断开AB装置，关闭活塞a，打开活塞b，滴加足量的稀盐酸，此时逸出的主要气体是．（4）现有36.5g质量分数为20%的盐酸与一定质量的氢氧化钙溶液恰好完全反应，生成的氯化钙溶液中溶质的质量分数为22.2%，请计算所得氯化钙溶液的质量．16．从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性杂质（泥沙等），必须分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活．粗盐提纯的部分流程如图：其中，滤液一至滤液二之间需进行三步操作：操作一：加入过量的碳酸钠，除去滤液中的Ca2+；操作二：加入过量的X，除去滤液中的Mg2+；操作三：加入过量的氯化钡，除去滤液中的SO42﹣．请回答：操作中的物质X为，正确的操作顺序为（填序号），为最终获得精盐，操作①、②和③后还需增加的操作是．17．工业上常用“分离液态空气法”制氧气，此方法是以空气为原料，利用液氮与液氧沸点不同，将其分离，主要流程如图。（1）空气中氮气的体积分数约为%。（2）已知氮气沸点﹣195.8℃，氧气沸点﹣183.9℃，液态空气汽化首先分离出来的是。（3）“分离液态空气法”发生的是（填“物理”或“化学”）变化。（4）下列说法不正确的是（填序号）。A.洁净空气是纯净物B.此方法制氧气的原料来源广泛C.沸点属于物理性质D.利用此方法既可得到氧气又可得到氮气（5）将沸点不同的气体分离开来，常采用液化分离法。如，控制温度在﹣183℃时，可将空气中N2与O2分离。根据下表中物质的沸点判断，要将产物氨气与氢气、氮气分离开来，最适宜的温度应该控制在