物質的分離和提純初探

沈熙仕

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。物質的分離和提純的方法有多種，現歸類如下，希望對同學們掌握這一核心考點能有所幫助。

一、分離和提純的方法

1.物理方法，主要有過濾、蒸餾、萃取、結晶、分液等。利用物理方法進行除雜的操作，一般都是基本實驗操作，在操作過程中必須遵循實驗操作要求。①過濾：將液體與不溶性固體分離的方法。②蒸餾：利用混合液體中各組分的沸點不同，用加熱的方法使低沸點組分蒸發，再冷凝，以達到分離整個組分的操作過程。是蒸發和冷凝兩種操作的聯合，與其他的分離方法（如萃?。┫啾龋膬烖c在于不需要使用系統組分以外的其他溶劑，從而保證不會引入新的雜質。③萃取：利用物質在兩種互不相溶的溶劑中溶解度的不同，使物質從一種溶劑中轉移到另外一種溶劑中而達到提取出來的過程。④分液：把兩種互不相溶、密度也不相同的液體分離開的方法。萃取操作中包含有分液操作。⑤結晶：物質從液態（溶液或熔融狀態）或氣態轉化成晶體的過程。熱的飽和溶液冷卻后，溶質以晶體形式析出的過程叫降溫結晶；將飽和溶液蒸發掉溶劑，使溶質以晶體形式析出的過程叫蒸發結晶。

2.化學方法，主要有沉淀法、氣化法、轉化法等。①沉淀法：將雜質或被分離的物質轉化為沉淀，然后通過過濾等方法進行分離的操作。②氣化法：將雜質或被分離的物質轉化為其他氣態物質以達到提純物質的過程。③轉化法：將需要提純的物質轉化為其他易分離的物質，將其從混合物中分離出來，然后再用化學方法轉變成所需要的物質的操作。

用化學方法分離和提純物質，通常要與物理方法相配合。對于物質的分離和提純需要采取什么樣的方法，是由物質的性質決定的，這就需要同學們在下面要掌握好各物質的性質，這也是學習化學的關鍵。

二、分離和提純的注意點

1.必須遵循“四個原則”，即“不增、不減、易分離、易復原”：①“不增”，即在提純過程中不增加新的雜質。②“不減”，即指在提純過程中不減少被提純的物質。③“易分離”，即所采用的方法使被提純的物質與雜質容易分離。④“易復原”，即如果被提純的物質轉化為其他物質，經分離后，所得到的其他物質很容易再轉化為被提純的物質。

2.必須遵循“三個必須”：①所加的除雜試劑必須過量，以保證除盡雜質。②所加的過量除雜試劑必須除盡，防止引進新的雜質。③所選擇的除雜方法和途徑必須是最佳方案，尤其是物質中含有多種雜質時，除雜的順序是否合理是分離和提純物質成敗的關鍵。

三、典型試題分析

例1（2013年高考山東理綜卷第11題改編）下列利用實驗器材（規格和數量不限），能完成相應實驗的一項是（）。

實驗器材（省略夾持裝置）相應實驗A燒杯、玻璃棒、蒸發皿粗鹽中難溶性雜質的去除B燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、濾紙用鹽酸除去硫酸鋇中的少量碳酸鋇C燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶用固體氯化鈉配制0.5mol·L-1的溶液D燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、分液漏斗用溴水和CCl4除去NaBr溶液中的少量NaI粗鹽提純的實驗主要步驟有溶解、過濾、蒸發，在蒸發時需要用到鐵架臺和酒精燈，A項實驗無法完成；用鹽酸除去硫酸鋇中的少量碳酸鋇，得到硫酸鋇沉淀和過量的鹽酸，必須通過過濾才能得到硫酸鋇，過濾操作中要用到普通漏斗，B項實驗無法完成；配制固體物質一定物質的量濃度的溶液，還需要托盤天平稱量固體物質的質量，C項實驗無法完成；D項實驗是用萃取方法分離提純物質，所需的主要實驗器材有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、分液漏斗，實驗可以完成。本題選D。

備考提示：每一個化學實驗不僅僅要會做，更要掌握好實驗原理，掌握每一步實驗所需要的儀器及出現的實驗現象等。

例2（2013年高考重慶理綜卷第4題）按如圖1所示的實驗方案可從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產物，下列說法錯誤的是（）。

A.步驟（1）需要過濾裝置

B.步驟（2）需要用到分液漏斗

C.步驟（3）需要用到坩堝

D.步驟（4）需要蒸餾裝置

根據實驗流程圖可以看出，這是一個分離提純的過程。由實驗流程圖可知，步驟（1）中甲苯+甲醇作為溶劑，將海洋動物柄海鞘中可溶解在有機溶劑中的物質從樣品中分離出來，得到固液混合物，分離固液混合物需要過濾裝置，A項正確；步驟（2）中將互不相溶的水層溶液與有機層溶液分離開來，分離互不相溶的液體混合物，需要用到分液漏斗，B項正確；步驟（3）是從溶液中得到固體，可以通過蒸發結晶或降溫結晶的方法，這兩個過程都不需要蒸發皿，C項錯誤；步驟（4）是從有機層溶劑中得到甲苯，有機溶劑的沸點一般都比較低，可以通過蒸餾的方法將有機溶劑蒸發出來，然后冷凝得到，需要蒸餾裝置，D項正確。本題選C。

備考提示：本題以有機框圖除雜中的實驗步驟為素材設計題目，考查同學們對物質的分離與提純實驗操作的熟悉程度和實驗原理的應用能力及分析毎步操作作用的分析能力。同時進一步明確實驗流程圖中實驗裝置和實驗方法的選擇必須根據物質的性質來確定，引導同學們關注化學實驗操作。

（責任編輯王瓊霞）