发布时间 : 星期日 文章2020年高考化学一轮复习精讲 第二讲 物质的分离和提纯(知识讲解 ) 含解析更新完毕开始阅读0803c9426e1aff00bed5b9f3f90f76c661374cfb
方法 沉淀法 气化法 原理 将杂质离子转化为沉淀 将杂质离子转化为气体 杂质成分 2Cl、SO24、CO3及能形成弱碱的阳离子 －－－22CO23、HCO3、SO3、HSO3、S、NH4 －－－－－＋杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或杂转纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸酐或碱) 氧化还原法 热分解法 酸碱溶解法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 加热使不稳定的物质分解除去 利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离 利用电解原理除去杂质 如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2 如除去NaCl中的NH4Cl等 如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3 含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液 电解法
典例1以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图：
则下列叙述错误的是( ) A． A气体是NH3，B气体是CO2
B． 把纯碱及第Ⅲ步所得晶体与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制泡腾片 C． 第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒 D． 第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶 【答案】D
【解析】向饱和NaCl水溶液中先通入氨气，使溶液显碱性，然后再通入足量的CO2气体，发生反应：NaCl＋H2O＋NH3＋CO2===NaHCO3↓＋NH4Cl，把NaHCO3过滤出来，然后洗涤、灼烧，发生分解反应：2NaHCO3＋H2O＋CO2↑，就得到了纯碱Na2CO3。 A项，A气体是NH3，B气体是CO2，正确；
B项，泡腾片是有机酸与纯碱、小苏打的混合物。把纯碱及第Ⅲ步所得晶体NaHCO3与某些固体酸性物质(如酒石酸)混合可制泡腾片，正确；
C项，第Ⅲ步操作是过滤。用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒，正确； D项，第Ⅳ步操作是将晶体洗涤、灼烧，错误。
Na2CO3
典例2为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO
＋
＋
及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列六步操作：①过滤，②加稍
过量的NaOH溶液，③向滤液中加适量盐酸，④加稍过量的Na2CO3溶液，⑤加稍过量的BaCl2溶液，⑥将滤液蒸发结晶。下列各组操作顺序合理的是( )
A． ②④⑤①③⑥ B． ⑤②④①③⑥ C． ④②⑤①③⑥ D． ②⑤④③①⑥ 【答案】B
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【解析】除去粗盐中的Ca＋、Mg＋、SO
及泥沙，盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠；要先加过量
的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠除去过量的钡离子；过滤后在滤液中加入盐酸到不再生成气体；最后结晶析出。
【反思总结】
1.物质的性质与分离、提纯方法的选择
（1）根据物质的溶解性差异，可选用结晶过滤的过程；
（2）根据物质的沸点差异，可选用分馏的方法将互溶性液体混合物分离；
（3）根据物质在不同溶剂中溶解性的差异，用萃取的方法把溶质从溶解性小的溶剂中转移到溶解性较大的溶剂中。 （4）根据混合物中各组分的性质可采用加热、调节pH、加入适当的试剂的方法，使某种成分转化，再用物理方法分
离而除去。 【考点二精练】
1.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤：①通入足量Cl2；②将海带灼烧成灰后加水搅拌；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液；⑤过滤。合理的操作顺序是( )
A． ①②③④⑤ B． ②⑤①③④ C． ①③⑤②④ D． ②①③⑤④ 【答案】B
【解析】从海带中提取碘的步骤是②将海带灼烧成灰后加水搅拌；⑤过滤；①通入足量Cl2；③加CCl4振荡；④用分液漏斗分液。故步骤顺序是②⑤①③④。
2.为了除去混入CO2中的SO2和O2，下列试剂的使用顺序正确的是( )
①饱和的Na2CO3溶液 ②饱和的NaHCO3溶液 ③浓硫酸 ④灼热的铜网 ⑤碱石灰 A． ①③④ B． ②③④ C． ②④⑤ D． ③④⑤ 【答案】B
【解析】除去混入CO2中的SO2和O2，应先通过饱和NaHCO3溶液以除去SO2气体，干燥后通入灼热铜网以除去氧气。
3.铵明矾是分析化学常用的基准试剂，其制备过程如下。下列分析不正确的是( )
A． 过程Ⅰ反应：2NH4HCO3＋Na2SO4===2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4 B． 检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液 C． 若省略过程Ⅱ则铵明矾产率明显减小
D． 向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液先后观察到：刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失 【答案】D 【解析】
A. NaHCO3溶解度较小，过程Ⅰ可以产生NaHCO3沉淀，符合离子反应条件，A项正确； B. 过程Ⅱ调整溶液的pH＝2，溶液中不含有COC. 若省略过程Ⅱ，因CO
，故仅需BaCl2溶液即可鉴别SO
，B项正确；
3＋
与Al水解相互促进，导致产率降低，C项正确；
D. 向铵明矾溶液中加入NaOH，Al3＋结合OH－能力比NH强，应先产生白色沉淀，后产生刺激性气味的气体，再加入过量的NaOH，白色沉淀逐渐溶解并消失，D项错误。 4.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是( )
A． 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴 B． 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯 C． 工业生产常选用NaOH作为沉淀剂
D． 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收 【答案】C 【解析】
A项，氯气具有强氧化性，能把溴离子氧化为单质溴，则向苦卤中通入Cl2是为了提取溴，正确； B项，粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯，正确；
C项，工业生产常选用石灰乳作为沉淀剂，用氢氧化钠不经济，错误；
D项，富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收，正确。
5.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制
备金属锌的流程如图所示：
n＋
L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 相关金属离子[c0(M)＝0.1 mol·
回答下列问题：
(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________________。
(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是_________________________， 若不通入氧气，其后果是________________________________________________。
(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为____________________。
(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。
【答案】(1)2ZnS＋3O2
2ZnO＋2SO2
(2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2＋ (3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋ (4)Zn2＋＋2e－===Zn 溶浸
【解析】(1)闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS＋3O2
2ZnO＋2SO2。
(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4===CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4===PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8～6.2，使Fe完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液
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中的Fe＋转化为Fe＋，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe＋。
3＋
(3)溶液中的Cd2＋与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。
(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2＋和H＋。因为溶液中的Zn2＋浓度较大，所以阴极电极反应式应
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该是Zn＋＋2e－===Zn，阳极放电的是OH－，电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4
和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。
6.某学生用如图装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥。b为分液漏斗的活塞(该其中a为弹簧夹(控制气体通过)，活塞作用是用于控制分液漏斗内液体的流出与否)。