分離提純原理在物質制備中的應用

李琴

摘 要： 本文從實驗角度拓展到實際應用，主要闡述分離提純原理在物質制備中的應用，其主要內容包括：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、分離提純原理的應用。

關鍵詞： 高中化學 分離提純 教學應用

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

一、分離提純概述

分離是指通過適當的方法，把混合物中的幾種物質分開，每一部分都要保留下來，并恢復到原狀態，得到比較純的物質。提純是指保留混合物中的某一主要組分，把其余雜質通過一定方法都除去。在物質制備過程中，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，就防止雜質的存在影響反應的順利進行，還防止雜質參加反應而使原料浪費，只有多次分離與提純才能得到高質量的產品。

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—物理方法，這兩種方法在實際應用中都有自己的長處，只有運用恰當就能發揮最大價值。

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）結晶

結晶是用于將溶液里的溶質與溶劑分離開來，有蒸發溶劑法，它一般適用于一些溫度對溶解度影響不大的物質，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，如KNO■。再如：鹽場蒸發海水可以得到粗鹽；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混合物。這種方法操作起來也比較簡單，只要兩種物質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

利用溶質在不同溶劑中溶解度的差異，用一種溶劑將溶質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

層析就是據混合物中各物質被吸附性能的不同，把它們溶解在某溶劑中，以層析的方法進行分離。

2.化學—物理方法

根據混合物里的各種物質（或離子）化學性質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（設由A和B混合而成），可先把其中的某種物質B變成容易與A分離的物質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.制備物質時對物質分離提純的注意事項

（1）對物質分離提純時，為避免引入新雜質，可選用與被提純物質“沾親帶故”（含有一種相同的離子）的除雜試劑，并能將雜質轉化為另一種狀態（如氣體、沉淀、水）的物質。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）在制備實驗設計中，還要考慮“綠色化學”。“綠色化學”一直是我們所追求的，它要求從經濟、環保和技術上設計可行的化學反應。這樣的化學實驗才是可持續的，才能更好地為實際生活所用。

2.在制備物質時對物質分離提純要求的原則

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

四、分離提純原理的應用

1.在高考中的應用

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。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的化學式為？搖？搖 ？搖？搖？搖，①中發生反應的離子方程式？搖？搖？搖？搖？搖；

（3）試劑Ⅱ的化學式為？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中發生反應的離子方程式為？搖？搖？搖？搖？搖；

（5）某同學稱取提純的產品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，該產品的純度為？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖？搖（列式并計算結果）。

分析：

本題考查物質的分離與提純，意在結合實際問題考查考生綜合應用化學知識設計方案及分析解決問題的能力。只要學生在平時的學習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手。

2.在實際生活中的應用

實例：

我校化學研究性活動小組以海帶為原料制得少量碘水。現用ccl■從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。請設計出相應的實驗操作步驟：

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，倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關閉活塞，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用題，在生活中或者工業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——高三二輪復習“粗鹽提純”引發的思考[J].數學月刊（中學版），2013（05）.

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