分离提纯原理在物质制备中的应用

李琴

摘 要： 本文从实验角度拓展到实际应用，主要阐述分离提纯原理在物质制备中的应用，其主要内容包括：分离提纯的概念、分离提纯的方法、分离提纯的注意事项及原则、分离提纯原理的应用。

关键词： 高中化学 分离提纯 教学应用

分离提纯虽是中学化学中的一个基本实验，但是它可以为现代工业所应用，在近几年的高考中出现了很多以化工生产流程为载体的题型。由此可见，分离提纯这一实验不仅涉及课本中的基础知识与考试，而且能为实际生活所用。其中应用比较多的是制备过程中物质的分离和提纯。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，而且在化工生产中有十分重要的作用。

一、分离提纯概述

分离是指通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一部分都要保留下来，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。提纯是指保留混合物中的某一主要组分，把其余杂质通过一定方法都除去。在物质制备过程中，我们不仅要进行分离与提纯，甚至有时还要进行多次分离提纯，这样一来，就防止杂质的存在影响反应的顺利进行，还防止杂质参加反应而使原料浪费，只有多次分离与提纯才能得到高质量的产品。

二、分离提纯的方法

分离提纯的方法一般有两种，即物理方法和化学—物理方法，这两种方法在实际应用中都有自己的长处，只有运用恰当就能发挥最大价值。

1.物理方法

（1）过滤

过滤是一种比较简单实用的方法，它用于分离提纯不溶于液体的固液混合物。比如：NaCl溶液中的泥沙、KCl中混有MnO■等，都可以通过过滤把它们加以分离提纯。

（2）结晶

结晶是用于将溶液里的溶质与溶剂分离开来，有蒸发溶剂法，它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KNO■。再如：盐场蒸发海水可以得到粗盐；冷却溶有KNO■和NaCl的热饱和溶液主要析出KNO■晶体。

（3）蒸馏（分馏）

蒸馏适合分离沸点差别较大的液态混合物。这种方法操作起来也比较简单，只要两种物质沸点差别大就可以这样做。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫分馏。

（4）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。

（5）层析

层析就是据混合物中各物质被吸附性能的不同，把它们溶解在某溶剂中，以层析的方法进行分离。

2.化学—物理方法

根据混合物里的各种物质（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Fe■O■中含有少量Al■O■，可加入过量NaOH溶液，充分反应后过滤，滤渣即为Fe■O■。在滤液中通入过量CO■，过滤得沉淀Al（OH）■，加热灼烧即可得Al■O■。

三、分离提纯的注意事项及原则

1.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”一直是我们所追求的，它要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。这样的化学实验才是可持续的，才能更好地为实际生活所用。

2.在制备物质时对物质分离提纯要求的原则

分离和提纯物质时要注意遵循以下原则，即不增、不减、易分、复原。不增即不加入新的物质；不减即不减少被提纯的物质；易分即将杂质转换为沉淀、气体等易分离除去；复原即分离时必须将原物质恢复原状。

四、分离提纯原理的应用

1.在高考中的应用

例题：

（2012·高考大纲全国卷）氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作：

回答下列问题：

（1）起始滤液的pH？摇？摇？摇 ？摇？摇7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因？摇？摇？摇？摇？摇；

（2）试剂Ⅰ的化学式为？摇？摇 ？摇？摇？摇，①中发生反应的离子方程式？摇？摇？摇？摇？摇；

（3）试剂Ⅱ的化学式为？摇 ？摇？摇？摇？摇，②中加入试剂Ⅱ的目的是？摇？摇？摇？摇？摇；

（4）试剂Ⅲ的名称是？摇 ？摇？摇？摇？摇，③中发生反应的离子方程式为？摇？摇？摇？摇？摇；

（5）某同学称取提纯的产品0.7759g，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用0.1000mol·L■的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL，该产品的纯度为？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇？摇（列式并计算结果）。

分析：

本题考查物质的分离与提纯，意在结合实际问题考查考生综合应用化学知识设计方案及分析解决问题的能力。只要学生在平时的学习中掌握了分离提纯的原理与实验，那么在解决实际问题时才能得心应手。

2.在实际生活中的应用

实例：

我校化学研究性活动小组以海带为原料制得少量碘水。现用ccl■从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。请设计出相应的实验操作步骤：

第一，检验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，并盖好玻璃瓶塞；

第三，倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把漏斗放正；

第四，把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；

第五，将漏斗上口的玻璃塞打开，静置，分层；

第六，旋开活塞，用烧杯接受下层溶液；

第七，从分液漏斗上口倒出上层水溶液。

分析：

本题就是一个实际应用题，在生活中或者工业中我们都会遇到类似问题，此问题就用到了分离提纯中的分液方法，掌握了一定的方法，实际操作才能变得更加容易。

参考文献：

[1]房寿高.小实验孕育大融合——高三二轮复习“粗盐提纯”引发的思考[J].数学月刊（中学版），2013（05）.

[2]丛建华.浅谈高中化学实验教学的几点思考[J].中学教学参考，2013（06）.