物質的分離和提純

在高中階段，有關物質的分離和提純的內容極為重要，也是高考題中頻繁出現，部分學生對解答此類題有所困惑，因此在我多年的教學經驗對物質的分離和提純的種類和方法做了一些系統的總結 。

自然界里的物質絕大多數都是以混合物的形式存在的，混合物沒有固定的性質和組成，為了利用混合物中某一組分或研究某一組分的性質，必須將這一組分從混合物中分離出來，或將混合物中少量的雜質分離出去，將物質提純。

一、物質的分離和提純的基本原則

混合物的分離是指用物理，化學方法將混合物中各組分分開，并恢復到原狀態，得到比較純的物質。物質的提純則只要將雜質除去即可。物質的提純原則為：不增（不引入新的雜質），不變，易分離。實驗操作要簡便，不能繁雜。

二、常用的分離和提純方法

1.過濾：過濾是除去溶液中混有不溶于溶劑的雜質的方法。過濾時應注意：一貼：將濾紙折疊好放入漏斗，加少量蒸餾水潤濕，使濾紙緊貼漏洞內壁。二低：濾紙邊緣略低于漏斗邊緣，加入漏斗中液體的液面應略低于濾紙的邊緣。三靠：向漏斗中傾倒液體時，燒杯的夾嘴應與玻璃棒接觸；玻璃棒的底端應和漏斗中有三層濾紙處輕輕接觸；漏斗頸的末端應與接收器的內相接觸，列如用過濾法除去粗食鹽中少量的泥沙。

2.蒸發和結晶：蒸發是將溶劑氣化，使溶液濃縮從而使溶質析出的方法。結晶是溶質從溶液中析出晶體的過程，可以用來分離和提純幾種可溶性固體的混合物。加熱蒸發皿使溶液蒸發時，要用玻璃棒不斷的攪拌溶液，防止由于局部溫度過高，造成液滴飛濺。蒸發皿中出現較多的固體時，即停止加熱。結晶的原理是將混合物中各成分在某種溶劑里的溶解度的不同，通過蒸發減少溶劑或降低溫度使溶解度變小，從而使晶體析出。例如用結晶的方法將NaCl和KNO3分離。

3.蒸餾：蒸餾是提純或分離沸點不同的液體混合物的方法。用蒸餾原理進行多種混合液體的分離，叫分餾。例如：將石油蒸餾可以得到煤油，汽油，柴油等等。

4.分液和萃取：分液是把兩種互不相溶，密度也不相同的液體分離開的方法。萃取是利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法。萃取和分液經常一起使用來分離物質。選擇的萃取劑應符合下列要求：（1）和原溶液中的溶劑互不相容；（2）對溶質的溶解度要遠大于原溶劑；（3）溶劑易揮發。

在萃取和分液過程中要注意：（1）將要萃取的溶液和萃取溶劑依次從上口分液漏斗，其量不能超過溶劑的2/3，塞好塞子進行振蕩。（2）振蕩時右手捏住漏斗上口的頸部，并用食指根部壓緊塞子，以左手握住旋塞，同時用手指控制活塞，將漏斗倒轉過來用力振蕩。（3）然后將分液漏斗靜置，待液體分層后進行分液，分液時下層液體從漏斗下口放出，上層液體從上口倒出。

三、常見的分離方法選擇

1.對于固體與固體的混合物：（1）雜質易分解，易升華時，用加熱法，如碳酸鈉中混有NaHCO3；（2）一種易溶，一種難溶，用過濾法，如NaCl中混有泥沙；（3）二者均易容，但其溶解度隨溫度的影響不同，用結晶法，如NaCl中混有KNO3。

2.液體與液體的混合物：（1）沸點相差較大時，用蒸餾法，如酒精與水的分離；（2）互不混溶時，用分液法，如四氯化碳與水的混合物的分離；（3）在互不相容溶劑中的溶解度不同時，用萃取法，如用CCl4萃取碘水中的碘。

3.氣體與氣體的混合物：吸氣吸收法。

四、常見物質分離，提純范例

1.物理方法的范例

（1）溶解，過濾法

MnO2與KCl的分離：采用溶解法過濾。除去碳粉中雜質氧化銅或銅粉中鋅雜質，采用鹽酸溶解，過濾法除雜。

（2）加熱灼燒法

氧化銅中混有碳粉，二氧化錳中混有碳粉采用在空氣中加熱灼燒法除雜。

（3）溶解，結晶法

例如，分離氯化鈉和硝酸鉀可根據兩種物質的含量不同分別采用蒸發結晶法或降溫結晶法。

2.化學方法的范例

（1）生成氣體法：如除去氯化鈉中碳酸鈉雜質，加適量鹽酸。

（2）生成沉淀法：如除去氯化鈉溶液中氯化鈣雜質，加適量的碳酸鈉溶液。

（3）還原法：如銅粉中有氧化銅雜質：在加熱條件下通入足量氫氣或一氧化碳。

（4）正鹽酸式鹽轉化法：例如，碳酸鈉溶液中含有碳酸氫鈉雜質，向溶液中加入適量的氫氧化鈉，NaHCO3+NaOH

=Na2CO3+H2O；碳酸氫鈉溶液中含有少量碳酸鈉雜質：向溶液中通入過量二氧化碳，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。

（5）洗氣法：除去下列氣體中的雜質，括號中為雜質：CO（CO2）；堿溶液：H2（HCl）；飽和碳酸氫鈉溶液：SO2（HCl）；飽和亞硫酸氫鈉溶液。

（6）加熱法：除去氮氣中氧氣：通過熾熱銅網；除去二氧化碳中CO，通過熾熱氧化銅粉末。

（7）干燥法：常見干燥劑有氯化鈣，堿石灰，生石灰和濃硫酸。一般最后一步除去水蒸氣。

在實際應用中往往分離或提純一種物質要用到多種方法：例如，粗鹽中含有Ca2+，Mg2+，SO42- 等雜質，提純方法：溶解，依次加入過量氯化鋇溶液，過量氫氧化鈉溶液，過量碳酸鈉溶液，過量鹽酸溶液，蒸發得到氯化鈉純凈物。

再如，空氣中含有二氧化碳，氧氣依次通過氫氧化鈉，熾熱銅網最后得到氮氣和稀有氣體等。