分離提純原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用

李琴

摘 要： 本文從實驗角度拓展到實際應(yīng)用，主要闡述分離提純原理在物質(zhì)制備中的應(yīng)用，其主要內(nèi)容包括：分離提純的概念、分離提純的方法、分離提純的注意事項及原則、分離提純原理的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 高中化學(xué) 分離提純 教學(xué)應(yīng)用

分離提純雖是中學(xué)化學(xué)中的一個基本實驗，但是它可以為現(xiàn)代工業(yè)所應(yīng)用，在近幾年的高考中出現(xiàn)了很多以化工生產(chǎn)流程為載體的題型。由此可見，分離提純這一實驗不僅涉及課本中的基礎(chǔ)知識與考試，而且能為實際生活所用。其中應(yīng)用比較多的是制備過程中物質(zhì)的分離和提純。分離提純作為一種化學(xué)實驗操作，不僅在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛，而且在化工生產(chǎn)中有十分重要的作用。

一、分離提純概述

分離是指通過適當?shù)姆椒?，把混合物中的幾種物質(zhì)分開，每一部分都要保留下來，并恢復(fù)到原狀態(tài)，得到比較純的物質(zhì)。提純是指保留混合物中的某一主要組分，把其余雜質(zhì)通過一定方法都除去。在物質(zhì)制備過程中，我們不僅要進行分離與提純，甚至有時還要進行多次分離提純，這樣一來，就防止雜質(zhì)的存在影響反應(yīng)的順利進行，還防止雜質(zhì)參加反應(yīng)而使原料浪費，只有多次分離與提純才能得到高質(zhì)量的產(chǎn)品。

二、分離提純的方法

分離提純的方法一般有兩種，即物理方法和化學(xué)—物理方法，這兩種方法在實際應(yīng)用中都有自己的長處，只有運用恰當就能發(fā)揮最大價值。

1.物理方法

（1）過濾

過濾是一種比較簡單實用的方法，它用于分離提純不溶于液體的固液混合物。比如：NaCl溶液中的泥沙、KCl中混有MnO■等，都可以通過過濾把它們加以分離提純。

（2）結(jié)晶

結(jié)晶是用于將溶液里的溶質(zhì)與溶劑分離開來，有蒸發(fā)溶劑法，它一般適用于一些溫度對溶解度影響不大的物質(zhì)，如NaCl；冷卻熱飽和溶液法一般適用于一些溫度對溶解度影響較大的物質(zhì)，如KNO■。再如：鹽場蒸發(fā)海水可以得到粗鹽；冷卻溶有KNO■和NaCl的熱飽和溶液主要析出KNO■晶體。

（3）蒸餾（分餾）

蒸餾適合分離沸點差別較大的液態(tài)混合物。這種方法操作起來也比較簡單，只要兩種物質(zhì)沸點差別大就可以這樣做。用蒸餾原理進行多種混合液體的分離，叫分餾。

（4）萃取分液

利用溶質(zhì)在不同溶劑中溶解度的差異，用一種溶劑將溶質(zhì)從其與另一種溶劑形成的溶液中提取出來，再進行分液。

（5）層析

層析就是據(jù)混合物中各物質(zhì)被吸附性能的不同，把它們?nèi)芙庠谀橙軇┲?，以層析的方法進行分離。

2.化學(xué)—物理方法

根據(jù)混合物里的各種物質(zhì)（或離子）化學(xué)性質(zhì)的不同而采用的方法。對于只用物理方法難以分離提純的混合物（設(shè)由A和B混合而成），可先把其中的某種物質(zhì)B變成容易與A分離的物質(zhì)C，再把C分離出來（如有必要再變回為B）。如Fe■O■中含有少量Al■O■，可加入過量NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，濾渣即為Fe■O■。在濾液中通入過量CO■，過濾得沉淀Al（OH）■，加熱灼燒即可得Al■O■。

三、分離提純的注意事項及原則

1.制備物質(zhì)時對物質(zhì)分離提純的注意事項

（1）對物質(zhì)分離提純時，為避免引入新雜質(zhì)，可選用與被提純物質(zhì)“沾親帶故”（含有一種相同的離子）的除雜試劑，并能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種狀態(tài)（如氣體、沉淀、水）的物質(zhì)。例如氯化鋇溶液中混有氯化銅時，選用氫氧化鋇而不選用氫氧化鈉等可溶性的堿溶液。

（2）當含有幾種雜質(zhì)時，為保證除雜徹底，要考慮除雜的先后順序，加入的試劑要過量，但過量的試劑必須在后面的操作中除去。

（3）在制備實驗設(shè)計中，還要考慮“綠色化學(xué)”?！熬G色化學(xué)”一直是我們所追求的，它要求從經(jīng)濟、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)。這樣的化學(xué)實驗才是可持續(xù)的，才能更好地為實際生活所用。

2.在制備物質(zhì)時對物質(zhì)分離提純要求的原則

分離和提純物質(zhì)時要注意遵循以下原則，即不增、不減、易分、復(fù)原。不增即不加入新的物質(zhì)；不減即不減少被提純的物質(zhì)；易分即將雜質(zhì)轉(zhuǎn)換為沉淀、氣體等易分離除去；復(fù)原即分離時必須將原物質(zhì)恢復(fù)原狀。

四、分離提純原理的應(yīng)用

1.在高考中的應(yīng)用

例題：

（2012·高考大綱全國卷）氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀，先將樣品溶于適量水中，充分攪拌后過濾，再將濾液按下圖所示步驟進行操作：

回答下列問題：

（1）起始濾液的pH？搖？搖？搖 ？搖？搖7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因？搖？搖？搖？搖？搖；

（2）試劑Ⅰ的化學(xué)式為？搖？搖 ？搖？搖？搖，①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式？搖？搖？搖？搖？搖；

（3）試劑Ⅱ的化學(xué)式為？搖 ？搖？搖？搖？搖，②中加入試劑Ⅱ的目的是？搖？搖？搖？搖？搖；

（4）試劑Ⅲ的名稱是？搖 ？搖？搖？搖？搖，③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為？搖？搖？搖？搖？搖；

（5）某同學(xué)稱取提純的產(chǎn)品0.7759g，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用0.1000mol·L■的硝酸銀標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為25.62mL，該產(chǎn)品的純度為？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖（列式并計算結(jié)果）。

分析：

本題考查物質(zhì)的分離與提純，意在結(jié)合實際問題考查考生綜合應(yīng)用化學(xué)知識設(shè)計方案及分析解決問題的能力。只要學(xué)生在平時的學(xué)習(xí)中掌握了分離提純的原理與實驗，那么在解決實際問題時才能得心應(yīng)手。

2.在實際生活中的應(yīng)用

實例：

我?；瘜W(xué)研究性活動小組以海帶為原料制得少量碘水?，F(xiàn)用ccl■從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。請設(shè)計出相應(yīng)的實驗操作步驟：

第一，檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；

第二，把10mL碘水和4mL CCl■加入分液漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；

第三，倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把漏斗放正；

第四，把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；

第五，將漏斗上口的玻璃塞打開，靜置，分層；

第六，旋開活塞，用燒杯接受下層溶液；

第七，從分液漏斗上口倒出上層水溶液。

分析：

本題就是一個實際應(yīng)用題，在生活中或者工業(yè)中我們都會遇到類似問題，此問題就用到了分離提純中的分液方法，掌握了一定的方法，實際操作才能變得更加容易。

參考文獻：

[1]房壽高.小實驗孕育大融合——高三二輪復(fù)習(xí)“粗鹽提純”引發(fā)的思考[J].數(shù)學(xué)月刊（中學(xué)版），2013（05）.

[2]叢建華.淺談高中化學(xué)實驗教學(xué)的幾點思考[J].中學(xué)教學(xué)參考，2013（06）.