初中化學(xué)物質(zhì)的分離與提純初探
何義興
化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的核心，離開(kāi)了實(shí)驗(yàn)，化學(xué)就成了空中樓閣。而物質(zhì)的分離與提純則屬于初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的重要內(nèi)容。雖然沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的版塊，但在生產(chǎn)、生活和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)中占有重要的地位。物質(zhì)的分離是將幾種物質(zhì)通過(guò)物理或化學(xué)方法分開(kāi)而得到純凈物的過(guò)程，通常要求原混合物中的各種成分均要保留且要恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。提純則要求把不純物質(zhì)中的雜質(zhì)除去。下面就物質(zhì)的分離與提純的常用方法歸類(lèi)如下:
一、常用的物理方法
1. 過(guò)濾法:當(dāng)可溶性物質(zhì)混入不溶性物質(zhì)或不溶性物質(zhì)中混有可溶性物質(zhì)時(shí)。如粗鹽提純、水的凈化等。
2. 結(jié)晶法：（1）降溫結(jié)晶法（冷卻不飽和溶液）:當(dāng)兩種物質(zhì)都可溶，但溶解度隨溫度變化差異較大時(shí)，如:KNO3中混入NaCl，
（2）蒸發(fā)結(jié)晶法：當(dāng)兩種物質(zhì)都可溶，但溶解度隨溫度變化差異不大時(shí)，如:NaCl中混入KNO3。
例題1：【2016年江蘇省南京市】根據(jù)“粗鹽中難溶性雜質(zhì)的去除”實(shí)驗(yàn)，回答有關(guān)問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)步驟：①溶解：稱(chēng)取5.0g粗鹽，逐漸加入10mL水中，直到不再溶解，剩余粗鹽1.2g。
②
③蒸發(fā) ：請(qǐng)從溶解度的角度分析，試驗(yàn)中不采用降低溶液溫度的方法得到精鹽的依據(jù)是
。
④計(jì)算產(chǎn)率
【答案】（1）②過(guò)濾③氯化鈉的溶解度受溫度的變化影響較小，如采用降溫結(jié)晶的方法析出的晶體比較少
【解析】（1）②當(dāng)可溶性物質(zhì)混入不溶性物質(zhì)或不溶性物質(zhì)中混有可溶性物質(zhì)時(shí)可采用過(guò)濾的方法
③氯化鈉的溶解度受溫度的變化影響較小，可采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法得到精鹽。
二、常用的化學(xué)方法
操作方法 | 適用范圍 | 實(shí)例 |
轉(zhuǎn)化法 | 將要除去的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為提純物質(zhì)，這是一種最優(yōu)方法。 | 除去NaCl中的NaOH，可加入適量的稀鹽酸NaOH+HCl==NaCl+H2O |
沉淀法 | 加入一種試劑，將要除去的雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌恋?，最后通過(guò)過(guò)濾除去沉淀。 | 除去NaCl中的Na2SO4，可加適量的BaCl2 Na2SO4+BaCl2==BaSO4 ↓ +2NaCl |
溶解法 | 將雜質(zhì)溶于某種試劑而除去 | 除去C粉中的CuO粉末，可加管適量的稀硫酸CuO+H2SO4=CuSO4+H2O |
加熱法 | 雜質(zhì)受熱易分解，通過(guò)加熱將雜質(zhì)除去 | 除去CaO中的CaCO3，可加熱 CaCO3 |
吸收法 | 選擇適當(dāng)?shù)脑噭┡c氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)
| 除去CO中的CO2，可將氣體通過(guò)氫NaOH溶液CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O |
干燥氣體：酸性氣體不能用堿性物質(zhì)干燥，堿性氣體不能用酸性物質(zhì)干燥。 | 干燥二氧化碳用濃硫酸而不能用堿石灰或氫氧化鈉固體，干燥氨氣用氫氧化鈉固體，而不用濃硫酸 |
采用化學(xué)方法時(shí)，提純的原則是:（1）不增:即在除掉雜質(zhì)時(shí)不增加新雜質(zhì)。（2）不減:即被提純的物質(zhì)不能減少或改變。（3）易分:即操作簡(jiǎn)便易行，雜質(zhì)易分離除去。（4）最佳:即最好在除去雜質(zhì)的同時(shí)能增加被提純物質(zhì)的量，且裝置和操作要簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)步驟少。
例題2．（2016齊齊哈爾）下標(biāo)中除去物質(zhì)中少量雜質(zhì)的方法錯(cuò)誤的是（ ?。?/span>
選項(xiàng) | 物質(zhì) | 所含雜質(zhì) | 除雜質(zhì)的方法 |
A | 二氧化碳 | 水蒸氣 | 通入濃硫酸 |
B | 鹽 | 硫酸 | 適量的氯化鋇溶液，過(guò)濾 |
C | 氫氧化鈉溶液 | 碳酸鈉 | 過(guò)量的石灰水，過(guò)濾 |
D | 氯化鈉 | 泥沙 | 加水溶解、過(guò)濾、蒸發(fā) |
【答案】C
【解答】A、濃硫酸具有吸水性且二氧化碳反應(yīng)，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則，A正確．
B、硫酸能與適量的氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和鹽酸，能除去雜質(zhì)且沒(méi)有引入新的雜質(zhì)，B正確．
C、碳酸鈉能與過(guò)量的石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，能除去雜質(zhì)但引入了新的雜質(zhì)氫氧化鈣（過(guò)量的），不符合除雜原則，C錯(cuò)誤．
D、氯化鈉易溶于水，泥沙難溶于水，可采取加水溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)的方法進(jìn)行分離除雜，D正確．
例題3．（2016山東省濟(jì)寧市）食用堿的主要成分是Na2CO3（常含有少量的NaCl）．課外探究小組為測(cè)定市售食用堿中Na2CO3的含量，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)裝置：
設(shè)計(jì)思路：用空氣將裝置B中生成的二氧化碳緩緩吹入裝置D中，利用裝置D的質(zhì)量變化測(cè)定食用堿中Na2CO3的含量．請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置和設(shè)計(jì)思路，回答下面問(wèn)題：
①裝置D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ；
②裝置A的作用是 ，裝置E的作用是 ；
③緩緩?fù)ㄈ肟諝獾哪康氖?span style="text-decoration:underline;"> ．
④若撤除裝置A，直接通入空氣會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （填“偏大”、“偏小”或“不變”），若撤除裝置C，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響是 ．
【答案】①Ba（OH）2+CO2=BaCO3↓+H2O；②吸收空氣中的二氧化碳，吸收空氣中的水蒸氣，防止進(jìn)入裝置D中；③使氫氧化鋇和二氧化碳完全反應(yīng)；④偏大，偏大．
【解析】①氫氧化鋇和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ba（OH）2+CO2=BaCO3↓+H2O；
②氫氧化鈉會(huì)與二氧化碳反應(yīng)，堿石灰會(huì)吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，所以裝置A的作用是吸收空氣中的二氧化碳，裝置E的作用是吸收空氣中的水蒸氣，防止進(jìn)入裝置D中；
③空氣通入過(guò)快，不能使氫氧化鋇和二氧化碳完全反應(yīng)；
④空氣中的二氧化碳會(huì)與氫氧化鋇反應(yīng)，裝置B中產(chǎn)生導(dǎo)出的氣體中含有水，如果不除去氣體中的水，會(huì)使丁中測(cè)定的二氧化碳的質(zhì)量增大．
在近幾年中考中，有關(guān)物質(zhì)的分離與提純(即除雜)的題目越來(lái)越多，解題方法多樣，同學(xué)們應(yīng)認(rèn)真分析，確認(rèn)解題思路，要特別注意每步選擇加入的試劑及其試劑的量對(duì)剩余物質(zhì)的影響，并檢查是否符合提純的原則，只有這樣，才能在考試中立于不敗之地。
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