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有关“物质分离与提纯”中考题型及解析 山东省微山县鲁桥一中 黄尊英 物质的分离与除杂是中考的重点，也是难点。混合物的分离就是将混合物里的几种物质分开，得到纯净的物质，并且每种物质均保持原来的状态和性质。在中考命题中，常见涉及气体混合物、固液混合物以及固固混合物的分离，解题时要应用元素化合物的有关性质。物质的提纯是指把不纯物质中混有的杂质除去，从而得到纯净的物质。在中考命题中，常见气体（O2、H2、CO、CO2、SO2）的除杂、水的净化、金属的除杂、酸碱盐除杂、粗盐的提纯等，解题时要注意利用相关物质的特性。 物质的分离和提纯的题型形式有：选择题、填空题以及科学探究中的实验方案设计题。解题时要灵活迁移所学知识，掌握一般的解题思路和方法，遵循分离和提纯的一些原则。 【必备知识梳理】 一、物质分离和提纯遵循的原则： （1）不增：在除去杂质的同时，不能增加新的杂质。如NaOH中混有杂质Na2CO3，不能用BaCl2。因为Na2CO3 + BaCl2 == BaCO3↓ + 2NaCl,有新杂质NaCl生成。 （2）不减：选用的试剂只能和杂质起反应，不能与欲提纯的主要成分反应。如NaOH中混有杂质Na2CO3，就不能用稀盐酸。因为 NaOH + HCl＝NaCl + H2O ，氢氧化钠的量会减少。 （3）易分离：和杂质起反应所生成的产物（将杂质转化成沉淀、气体或要提纯的物质）和主要成分容易分离开来。 （4）易复原：被提纯物质要恢复到原来的状态 二、物质分离和提纯的方法 1．物理方法 （1）过滤法：可溶性物质与难溶性物质的分离、提纯。如粗盐的提纯；分离KCl和MnO2混合物。 （2）结晶法：适用于分离可溶性混合物或除去可溶性杂质，具体方法有两种： ① 蒸发结晶：适用于溶解度受温度影响不大的固态物质的提纯．如要从氯化钠溶液中分离出氯化钠，就可用蒸发结晶。 ② 冷却热饱和溶液（或称降温结晶）：适用于溶解度受温度影响较大的固态物质的提纯。如除去硝酸钾中混有的少量氯化钠。 （3）蒸馏法：利用物质沸点不同，来分离互溶混合物，如酒精和水的混合物要分离，就可采用蒸馏操作。 （4）磁铁法：利用磁铁能把铁吸引，可以把铁从其他不能被铁吸引的杂质中分离出来或从不能被铁吸引的物质中把铁杂质除去。 （5）吸附法：利用某些物质具有吸附性（如活性炭），吸附掉一些可溶性杂质、异味和色素等。 2、化学方法 （1）转化为气体（或水）法：在混合物中加入适量的试剂（酸），使所含杂质转化为气体除去，主要指碳酸盐，所选的酸由主要成分的酸根决定，加入酸要适量。如除去Na2SO4中Na2CO3，可加适量稀硫酸，该反应的原理为：Na2CO3 + H2SO4 === Na2SO4 + H2O + CO2↑。 （2）沉淀法：在混合物的溶液中加入试剂，将杂质转化为沉淀过滤除去。如除去NaCl中的Na2SO4，可加适量的氯化钡溶液，该反应原理为：Na2SO4 + BaCl2 == BaSO4↓ + 2NaCl。 （3）置换法：利用金属活动性顺序除去某些盐溶液中所含杂质（盐），将杂质通过置换反应而除去。如除去FeSO4中的CuSO4，可加过量的铁粉，再过滤。该反应的原理为：Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu。 (4) 加热（高温）法：杂质受热易分解，通过加热将杂质除去。如除去CaO中的CaCO3可加热，该反应的原理为：CaCO3  CaO + CO2↑。（5）溶解法：向混合物中加入某种试剂，使杂质与试剂反应而被溶解掉，以除去杂质。如除去C粉中的CuO粉，可加适量稀硫酸（或稀盐酸），再过滤。该反应的原理为：CuO + H2SO4== CuSO4 + H2O。 （6）转化法：将杂质通过化学反应转化为主要成分。如除去CO2中的CO，可将气体通过灼热的CuO。该反应的原理化学方程式为：CO + CuO  Cu + CO2。（7）吸收法：将气体混合物通过洗气装置，杂质气体被装置内所盛试剂吸收而除去。 ① 水蒸气，可用浓硫酸来吸收。 ② 酸性气体（CO2 、SO2、 HCl等），可用碱溶液（NaOH溶液）吸收。 ③ 碱性气体（NH3等）可用酸溶液（如硫酸溶液）吸收。 【中考题型归纳】 一、评价除杂实验方案的判断 【例1】（2013.聊城）除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），所用试剂和方法都正确的是（ ） A.N2中的（O2）：红热的木炭 B.Na2CO3溶液中的（NaCl）：加入稀盐酸 C.FeCl2溶液中的（CuCl2）：加入过量铁粉，过滤 D.Ca(OH)2溶液中的（NaOH）：加入过量CuCl2溶液，过滤 【解析】A选项：红热的木炭能与氧气反应生成二氧化碳，能除去杂质但引入了新的杂质二氧化碳，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误． B选项：Na2CO3溶液能与稀盐酸反应生成氯化钠、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选项：CuCl2能与过量铁粉反应生成氯化亚铁和铜，再过滤除去不溶物，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用试剂和方法都正确． D选项：Ca(OH)2和NaOH均能与过量CuCl2溶液反应，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C． 【技巧点拨】本题考查了评价除杂实验方案的实验能力。解决除杂问题时，要根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法．抓住除杂质的原则和要求：①加入的试剂只能与杂质反应，不能与原物质反应；②反应后不能引入新的杂质．③尽可能增加被提纯物质的质量。 二、气体的除杂 【例2】（2010．鞍山市）某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题，以下是他们的实验方案：  方案一： (1)图1中装置B的作用是 ，装置C的作用是 。 方案二： (2)将空气通过图1中A、B装置后，收集于图2的广口瓶中，用图2装置代替装置C进行实验。实验中用红磷而不用木炭的原因是 ； (3)此法得到的氮气不纯，请你分析可能的原因是 ； (4)在工业上，分离空气中的氮气和氧气是利用它们 的不同。 【解析】（1）除去二氧化碳，可通过碱性溶液；除去水蒸气，可通过浓硫酸。顺序是先通过碱性溶液吸收二氧化碳，后通过浓硫酸除去水蒸气。 （2）除去氧气时，选用的可燃物燃烧时不能产生气体，否则会引入新杂质，使得到的氮气更加不纯。 （3）此法得到的氮气不是纯净的氮气，可考虑混有除氧气、二氧化碳和水蒸气外的其他气体（如惰性气体及烟尘等），也可考虑除氧气、二氧化碳和水蒸气不彻底等。 【答案】（1）干燥气体 除去空气中的氧气（2）木炭燃烧会产生CO2，使收集的气体不纯。 （3）氮气中混有稀有气体 （4）沸点 【技巧点拨】气体的除杂一般根据气体的性质，用化学方法除去。除去气体杂质时宜选择易吸收该气体的试剂从而达到除尽的实验目的，而验证气体则应选择与该气体反应有明显的特征现象的试剂。如除去CO2用NaOH溶液，而验证（检验）CO2用Ca(OH)2溶液；又如除去水蒸气用浓硫酸等干燥剂，而验证（检验）水蒸气则用无水硫酸铜。 三、水的人工净化 【例3】（2013?盐城）下图是水厂利用水库中的水生产自来水的主要流程：  请回答下列问题： （1）水库中的水属于 （填“纯净物”或“混合物” ）。 （2）①A池中通过 （填操作名称）除去水中的固体杂质。 ②二氧化氯（ClO2）是一种高效的消毒剂，其中氯元素的化合价为 。用氯气和亚氯酸钠（NaClO2）反应制取ClO2的反应方程式为：Cl2+2NaClO2==2ClO2+2X， X的化学式为 。 ③国家规定的自来水PH范围为6.5-8.5。为了测定家用自来水是否达到这一标准， 可用 来进行检测。 （3）自来水中通常都含有Cl-，可以在水样中滴加少量稀硝酸和 检验，若出现 现象，说明水中含有Cl-。水中的Ca2+、Mg2+受热后转化为沉淀，即通常所说的水垢，水垢的主要成分为 。 （4）把自来水进一步净化为蒸馏水的实验方法是 ，实验室制取蒸馏水的蒸馏烧瓶里，通常要加入几粒沸石或碎瓷片，作用是 。 【解析】（1）由于水库中的水处于敞开的环境中，混入了一些物质，所以，水库中的水属于混合物； （2）①A池中通过过滤除去水中的固体杂质； ②在二氧化氯（ClO2）中，由氧﹣2价，则氯的化合价是+4价；在Cl2+2NaClO2═2ClO2+2X方程式中左边有：氯原子、钠原子、氧原子的数目分别是4、2、2，在右边有氯原子、氧原子的数目分别是2、2、由质量守恒定律反应前后原子的种类及数目不变可知，X的化学式是NaCl； ③为了测定家用自来水的酸碱度，应用PH试纸来进行检测； （3）自来水中通常都含有Cl-，可以在水样中滴加少量稀硝酸和硝酸银检验，若出现白色沉淀现象，说明水中含有Cl-，水中的Ca2+，Mg2+受热后转化为沉淀，即通常所说的水垢，水垢的主要成分为碳酸钙和氢氧化镁； （4）把自来水进一步净化为蒸馏水的实验方法是蒸馏．实验室制取蒸馏水的蒸馏烧瓶里，通常要加入几粒沸石或碎瓷片，作用是防止暴沸． 【答案】（1）化合物 （2）①过滤；②+4；NaCl ③PH试纸 （3）硝酸银；白色沉淀；CaCO3 、Mg(OH)2 （4）蒸馏；防止爆沸 【技巧点拨】本题考查了学生对自来水的生产过程与净化方法；过滤的原理、方法及其应用；溶液的酸碱度测定；证明盐酸和可溶性盐酸盐；硬水与软水；纯净物和混合物的判别；有关元素化合价的计算等知识的掌握和应用，难度不大，掌握相关知识即可顺利解答． 四、金属的回收 【例4】（2012.烟台）某校化学实验室废油桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的废液，此外还有一些不溶性杂质．若废液直接排放到下水道不仅造成重金属污染，而且造成浪费．该校化学兴趣小组同学设计了如下图处理方案，请回答有关问题．  （1）废液在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中的 除去．进行过滤操作所需的玻璃仪器有： 。 （2）金属X是 ，其加入废液后发生反应的化学方程式为 ； （3）溶液Y是 ，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为 。 （4）从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是 。 【解析】（1）过滤是将不溶性固体从溶液中分离出来的操作，组装过滤器需要的仪器有：铁架台、漏斗、滤纸、烧杯和玻璃棒，其中玻璃仪器为：漏斗、烧杯、玻璃棒． （2）从图框中可以知道，向废液中加入过量的金属X得到了不纯的铜，根据题干要求及废水中的成分并结合最后得到物质为硫酸亚铁晶体，可以判断金属X为铁；铜排在氢后面，不与酸反应，而铁排在氢前面，与酸反应，因此为除去混在铜粉里的铁粉并且得到FeSO4溶液，把金属混合物放入足量的稀硫酸并过滤即可，故溶液Y为稀硫酸． 【答案】：（1）不溶性杂质；漏斗、烧杯、玻璃棒； （2）铁（或Fe）；CuSO4+Fe═FeSO4+Cu； （3）稀硫酸（或稀H2SO4）；H2SO4+Fe═FeSO4+H2↑． （4）结晶（或蒸发结晶或冷却结晶） 【技巧点拨】解答这类题目时，首先，要熟记和理解金属活动性顺序及其应用，以及与之相关的知识等；然后，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，细心地进行探究、推理，最后，按照题目的要求，认真地进行选择或解答即可。 五、粗盐的提纯 【例5】（2013.日照市）已知某粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质。实验室提纯流程如下：  （1）用托盘天平称量粗盐时，若指针偏向右边，则表示（填下列正确选项的代码） 。 A．右盘重，砝码轻 B．右盘轻，样品重 C．左盘重，样品轻 D．左盘轻，砝码重 （2）第④步操作发生反应的化学方程式是 。 （3）第⑤步操作的目的是 。 （4）第⑥步操作a的名称是 ，此步操作中，玻璃棒的末端要轻轻地斜靠在 的一边。 （5）在第⑦步操作中，向滤液中滴加足量盐酸的目的是 。 （6）在第⑧步操作时，要用玻璃棒不断搅拌，目的是 。 【解析】本题粗盐样品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质，滤液中的杂质离子有SO42- 、Mg2+、Ca2+，加入过量的氯化钡溶液可以将硫酸根离子与钡离子结合生成沉淀； （2）加入过量的氢氧化钠溶液可以将镁离子与氢氧根离子结合生成沉淀，反应原理为：MgCl2 + 2NaOH＝Mg(OH)2↓+ 2NaCl ； （3）加入碳酸钠的目的有两个：一是除去过量的氯化钡，二是除去滤液中的Ca2+； （4）将沉淀与滤液分离的方法是通过过滤的方法，过滤操作过程中：“一帖，二低，三靠”，玻璃棒靠在三层滤纸上 。 （5）由于加入的碳酸钠和氢氧化钠都是过量的，所以加入盐酸是除去过量的碳酸钠和氢氧化钠． （6）玻璃棒在蒸发操作中的作用是防止蒸发时因局部温度过高，造成液滴飞溅 【答案】（1）D （2）MgCl2 + 2NaOH＝Mg(OH)2↓+ 2NaCl （3）除去杂质CaCl2 和加入的过量试剂BaCl2 （4）过滤 三层滤纸 （5）除去过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠． （6）防止蒸发时因局部温度过高，造成液滴飞溅 【技巧点拨】粗盐的提纯是除去多种杂质的过程，除去多种杂质时，要考虑加入试剂的顺序，为了保证将杂质除尽，所加试剂必须过量，因此为了不引进新杂质，后面加入的试剂要能除去前面加入的试剂。这是解题的关键所在。 在解此类题时，首先分析杂质和物质的性质，然后选择适当的试剂只与杂质反应，不与主要物质反应，不会生成新的杂质。根据镁离子会与氢氧根离子生成沉淀，硫酸根离子会与钡离子生成沉淀，钙离子会与碳酸根离子生成沉淀，加入碳酸钠的目的加入碳酸钠的目的：一是除去过量的氯化钡，二是除去滤液中的Ca2+；加入盐酸可以除去过量的碳酸钠和氢氧化钠等进行分析。 【巩固练习】 1．（2013.南宁市）下列除去物质中的少量杂质（括号内为杂质）的方法，正确的是（ ） A.CO(CO2)——通过足量的灼热氧化铜 B.MnO2粉末（KCl）——溶解、过滤、洗涤、干燥 C.FeSO4溶液（CuSO4）——加入足量锌粉、过滤 D.Na2SO4溶液（NaCl）——加入适量硝酸银溶液、过滤 2.（2013.青岛市）除去下列各物质中少量杂质的方法，不合理的是 （ ）
3．（2011.日照）小明同学去九仙山旅游时，用瓶装了一些山下的泉水，带回实验室，在老师的指导下，按下列流程进行实验，制取蒸馏水。 请回答下列问题：  （1）取水后加入明矾的作用是 。 （2）进行过滤操作时，下列做法错误的是 。 A．玻璃棒要靠在三层滤纸的一边 B．漏斗下端的管口要紧靠烧杯的内壁 C．滤纸的边缘要低于漏斗口 D．液面不要低于滤纸边缘 （3）向滤液中加入活性炭，利用其 性，除去水样中的色素和异味。 （4）消毒剂高铁酸钠（Na2FeO4）集氧化、吸附、凝聚、杀菌等功能于一体，目前被广泛应用于自来水净化。高铁酸钠中铁元素的化合价为 。 （5）在制取蒸馏水的过程中，在水中要放碎瓷片，其作用是 4.（2012.绥化）某小组同学在实验室中欲从含有硫酸亚铁、硫酸铜的废液中回收金属铜，过程如下：  （1）写出操作Ⅰ、操作Ⅱ的名称 ； （2）固体X中含有 ； （3）溶液B中的溶质的化学式为 5.（2012?济宁）从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质（主要有）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： （1）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 ； （2）滤液二中加入适量稀盐酸的目的是 ． 6．（2013.绍兴市）某兴趣小组用NaCl溶液、NaOH溶液和稀H2SO4三种试剂，将含有Cu2+、Ba2+、Ag+和NO3-混合液中的三种阳离子逐一除去。步骤如下(所加试剂均过量)： 步骤一：混合液中加入试剂A，过滤得到沉淀1和滤液1； 步骤二：滤液1中加入试剂B，过滤得到沉淀2和滤液2； 步骤三：滤液2中加入试剂C，过滤得到沉淀3和滤液3。 (1)同学们确认试剂A是NaCl溶液，写出步骤一中反应的化学方程式：________________________。 (2)三种沉淀中，能溶于稀盐酸的是______________(填物质名称或化学式) 。 (3)滤液3中，除NaNO3外还含有的盐是____________。 答案参考 1.B 2.D 3.（1）吸附水中悬浮杂质，使其沉降。 （2）D （3）吸附 （4）+6 （5）防止加热时出现暴沸 4.（1）过滤 （2）Fe、Cu （3）H2SO4、FeSO4 5.（1）氢氧化钠溶液 ③①②或②③① 过滤 （2）除掉过量的氢氧化钠和过量的碳酸钠 6．(1) NaCl+AgNO3＝NaNO3+AgCl↓ (2) 氢氧化铜(或Cu(OH)2] (3) NaCl、Na2SO4 (责任编辑：admin) |