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1、（十） 分离提纯原理在物质制备中的应用,近几年高考，出现了不少以化工生产流程为载体的题型。这 类题型往往结合物质的推断和化学实验的内容，其中应用比 较多的是制备过程中物质的分离和提纯。分离和提纯是将不 纯物质中的杂质分离出去提高产品纯度的方法。分离提纯作 为一种化学实验操作，不仅在化学研究中应用广泛，在化工 生产中也有十分重要的作用。,1.物质制备中分离提纯的目的 在物质制备过程中，有时要进行多次分离提纯，目的是： (1)防止杂质参加反应而使原料浪费。 (2)防止杂质的存在影响反应的顺利进行。 (3)防止杂质存在导致产品不纯。,2.物质制备中常用的分离提纯方法 (1)物理方法。 过滤 用于分离
2、提纯不溶于液体的固液混合物。如：NaCl溶液中的泥沙、 KCl中混有MnO2等，都可以通过过滤把它们加以分离提纯。 结晶 用于将溶液里的溶质与溶剂分离开来，有蒸发溶剂法(一般适用于 一些温度对溶解度影响不大的物质，如NaCl)，冷却热饱和溶液法 (一般适用于一些温度对溶解度影响较大的物质，如KNO3)。如：盐 场蒸发海水可以得到粗盐；冷却溶有KNO3和NaCl的热饱和溶液主要 析出KNO3晶体。,蒸馏(分馏) 适合分离沸点差别较大的液态混合物。 萃取分液 利用溶质在不同溶剂中溶解度的差异，用一种溶剂将溶质从 其与另一种溶剂形成的溶液中提取出来，再进行分液。,(2)化学-物理方法。 根据混合物里
3、的各种物质(或离子)化学性质的不同而采用的方 法。对于只用物理方法难以分离提纯的混合物(设由A和B混合而 成)，可先把其中的某种物质B变成容易与A分离的物质C,再把C 分离出来(如有必要再变回为B)如Fe2O3中含有少量Al2O3，可加 过量NaOH溶液，充分反应后过滤，滤渣即为Fe2O3，在滤液中通 入过量CO2，过滤得沉淀Al(OH)3，加热灼烧即得Al2O3。,3.制备物质时对物质分离提纯的注意事项 (1)对物质分离提纯时，为避免引入新的杂质，可选用与被提 纯物质“沾亲带故”(含有一种相同的离子)的除杂试剂，并能 将杂质转化为另一种状态(如气体、沉淀、水)的物质。例如氯 化钡溶液中混有氯
4、化铜时，选用氢氧化钡而不选用氢氧化钠等 可溶性的碱溶液。 (2)当含有几种杂质时。 为保证除杂彻底，要考虑除杂的先后顺序，加入的试剂要过 量，但过量的试剂必须在后面的操作中除去。 (3)在制备实验设计中，还要考虑“绿色化学”。 “绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。,【训练1】下述实验设计能够达到目的的是( ),【解析】选D。碱石灰不仅能吸收水蒸气也能吸收CO2，A项错 误；B项中引入钠离子，错误；除去食盐中的钙离子和硫酸根 离子，应先加稍过量的氯化钡，再加过量的碳酸钠(以除去前 面加入稍过量的钡离子)，过滤后滤液中加适量盐酸(除去过量 的碳酸钠)，加热蒸发可得纯净的氯化钠，
5、C项错误；D项正确。,【训练2】硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主 要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3(约10%)和 MgO(约5%)。某同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元 素。请回答下列问题。,(1)写出溶液B的溶质是_。 (2)参照以下框图形式进一步完成“溶液C”到“Al2O3”的 流程(注明试剂、条件和操作)。,(3)为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理， 把铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行 氧化还原滴定。判断到达滴定终点的现象是_。,【解析】(1)硫酸渣中加过量盐酸，Fe2O3、Al2O3和MgO都跟 盐酸反应生成相应的盐，过滤后得溶液B中的溶质为：MgCl2、 AlCl3、FeCl3、HCl。 (2)溶液C的成分是AlCl3和MgCl2,将其转化为Al2O3的系列操 作流程为： 溶液C中加过量NaOH溶液后和溶液D中通入过量CO2后都要将 所得悬浊液进行过滤。,(3)本滴定过程中不用另加指示剂，当加最后一滴KMnO4标准 溶液时，溶液变为紫红色，且在半分钟内不褪色，即可判断 为终点。,答案：(1)MgCl2、AlCl3、FeCl3、HCl (2) (3)加最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液变为紫红色，且在半 分钟内不褪色,