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知识归纳（考向答题模板)

1．物质分离提纯的原则

(1)不增：不引入新的杂质。

(2)不减：不减少被提纯的物质。

(3)易分离：被提纯物与杂质易于分离。

(4)易复原：被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。

2．常用的提纯方法

3．常用的分离方法

复习补短板

2．过滤问题

(1)3个基本操作

①检验溶液中离子是否沉淀完全的方法：将溶液静置一段时间后，用胶头滴管取上层清液少许放入小试管中，向其中滴入沉淀剂，若无沉淀生成，则说明离子沉淀完全。

②洗涤沉淀：沿玻璃棒往漏斗中加蒸馏水至液面浸没沉淀，待水自然流下后，重复操作2～3次。

③检验沉淀是否洗涤干净的方法：取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴入某试剂，若没有特征现象出现，则证明沉淀已洗涤干净。

(2)特定洗涤目的

①冰水洗涤的目的：洗去晶体表面的杂质离子并降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗。

②乙醇洗涤的目的：降低被洗涤物质的溶解度，减少其在洗涤过程中的溶解损耗，得到较干燥的产物。

3．结晶方式

(1)蒸发浓缩、冷却结晶：适用于杂质的溶解度随温度变化不大的物质分离提纯，如除去KNO₃中的少量NaCl或受热易分解的物质，如晶体水合物、铵盐等。

(2)蒸发结晶、趁热过滤：适用于杂质的溶解度随温度变化较大物质的分离提纯，可减少杂质晶体的析出，如除去NaCl中的少量KNO₃。趁热过滤的方法：漏斗预热，用少量热蒸馏水通过过滤器，带加热装置的漏斗、抽滤。

提醒：晶体的干燥：要得到干燥的晶体，常见的干燥方法有自然晾干、滤纸吸干、在干燥器中干燥、烘干(适用于热稳定性较好的物质)。

4．调节溶液pH分离提纯

(1)控制溶液的酸碱性使其中某些金属离子形成氢氧化物沉淀。例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示：

若要除去Mn^2＋溶液中含有的Fe^2＋，可先用氧化剂把Fe^2＋氧化为Fe^3＋，再调节溶液的pH在3.7≤pH＜8.3。

(2)调节pH所需的物质应满足两点：能与H^＋反应，使溶液pH增大；不引入新杂质。例如：要除去Cu^2＋溶液中混有的Fe^3＋，可加入CuO、Cu(OH)₂、CuCO₃、Cu₂(OH)₂CO₃等物质来调节溶液的pH。

高考题重现

1.(2018·全国卷Ⅱ，T₂₆)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO₂和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c₀(M^n＋)＝0.1mol·L^－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

回答下列问题：

(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为____________________________。

(2)滤渣1的主要成分除SiO₂外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是________，若不通入氧气，其后果是________。

(3)溶液中的Cd^2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为__________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为_______________________________；

沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

[三步审读]

[解析]

(1)在焙烧过程中ZnS和O₂反应生成ZnO和SO₂。

(2)溶液中的Pb^2＋与SO₄^2－不能共存，生成PbSO₄沉淀，SiO₂不溶于H₂SO₄，即滤渣1中含SiO₂和PbSO₄。氧化除杂过程中O₂能将溶液中Fe^2＋氧化生成Fe^3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe^3＋完全水解。由题表知Fe^2＋、Zn^2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O₂使Fe^2＋氧化为Fe^3＋，加入ZnO后无法除去Fe^2＋，会影响Zn的纯度。

(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应式为Cd^2＋＋Zn=Cd＋Zn^2＋。

(4)结合图示可知电解ZnSO₄溶液时生成Zn，即电解时Zn^2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn^2＋＋2e^-=Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H₂SO₄，可返回溶浸工序中继续使用。

[答案](1)2ZnS＋3O₂=2ZnO＋2SO₂

(2)PbSO₄　调节溶液的pH　无法除去杂质Fe^2＋

(3)Cd^2＋＋Zn=Cd＋Zn^2＋

(4)Zn^2＋＋2e^-=Zn　溶浸

母题变式练

(1)“氧化除杂”过程除了加ZnO外还可以加______________，O₂的作用是_______________。

(2)滤渣洗涤的操作为_________________。