15热考微点5　利用溶解度进行物质分离及提纯-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（人教单选版）

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5 利用溶解度进行物质分离及提纯 [对应学生用书P58] 1.溶解度曲线及应用 (1)曲线的含义 曲线上任意点 对应的是一定温度下的饱和溶液 曲线下方任意点 对应的是一定温度下的不饱和溶液 曲线上方任意点 代表该温度下的饱和溶液和未溶晶体(溶质)的共存 曲线交点 表示在该温度下，这两种溶质的溶解度相同 (2)应用——混合物的分离及提纯 ①过滤法：分离可溶物＋难溶物。 ②结晶法：固体物质从饱和溶液中析出的过程(分离几种可溶性物质)。 结晶的两种方法：一是蒸发溶剂，如NaCl(海水晒盐)；二是降低温度(冷却热的饱和溶液，如KNO3)。 2.利用溶解度受温度影响选择不同的物质分离方法 (1)对于大多数固体物质，溶解度随温度升高而增大，如KNO3，应采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法结晶。 (2)对于溶解度随温度变化不大的固体物质，如NaCl，应采取蒸发结晶的方法结晶。 (3)若KNO3溶液中混有NaCl，结晶的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，从而得到较纯净的KNO3固体。 (4)若NaCl溶液中混有KNO3，结晶的方法是蒸发浓缩至有较多固体析出时趁热过滤，从而得到较纯净的NaCl固体。 (5)带有结晶水的晶体，一般采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 [例] (2022·湖北卷，节选)全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有Na＋、Li＋、Cl－和少量Mg2＋、Ca2＋)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。 25 ℃时相关物质的参数如下： ①LiOH的溶解度：12.4 g/100 g H2O 化合物 Mg(OH)2 Ca(OH)2 CaCO3 Li2CO3 Ksp(单位略) 5.6×10－12 5.5×10－6 2.8×10－9 2.5×10－2 ② 回答下列问题： (1)“沉淀1”为__________。 (2)向“滤液1”中加入适量固体Li2CO3的目的是_________________________________。 (3)为提高Li2CO3的析出量和纯度，“操作A”依次为__________、__________、洗涤。 答案：(1)Mg(OH)2 (2)将Ca2＋转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质 (3)蒸发浓缩　趁热过滤 解析：(1)浓缩卤水中含有Mg2＋，当加入石灰乳后，转化为Mg(OH)2沉淀，故沉淀1为Mg(OH)2； (2)滤液1中含有Na＋、Li＋、Cl－和Ca2＋，结合已知条件：LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数，可推测，加入Li2CO3的目的是将Ca2＋转化成CaCO3沉淀除去，同时不引入新杂质； (3)由Li2CO3的溶解度曲线可知，温度升高，Li2CO3的溶解度降低，即在温度高时，溶解度小，有利于析出，所以为提高Li2CO3的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次蒸发浓缩，趁热过滤，洗涤。 1.(经典高考题)某兴趣小组用铬铁矿[Fe(CrO2)2]制备K2Cr2O7晶体，流程如下： 已知：4Fe (CrO2)2＋10Na2CO3＋7O28Na2CrO4＋4NaFeO2＋10CO2、2H＋＋2CrOCr2O＋H2O 相关物质的溶解度随温度变化如下图。 请回答： (1)步骤Ⅰ，将铬铁矿粉碎有利于加快高温氧化的速率，其理由是____________________。 (2)下列说法正确的是________(填标号)。 A.步骤Ⅱ，低温可提高浸取率 B.步骤Ⅱ，过滤可除去NaFeO2水解产生的Fe(OH)3 C.步骤Ⅲ，酸化的目的主要是使Na2CrO4转变为Na2Cr2O7 D.步骤Ⅳ，所得滤渣的主要成分是Na2SO4和Na2CO3 (3)步骤Ⅴ，重结晶前，为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：溶解KCl →________→________→________→________→重结晶。 a.50 ℃蒸发溶剂； b.100 ℃ 蒸发溶剂； c.抽滤； d.冷却至室温； e.蒸发至溶液出现晶膜，停止加热； f.蒸发至溶液中出现大量晶体，停止加热。 答案：(1)增大反应物的接触面积 (2)BC　(3)a　e　d　c 解析：(2)根据Na2CrO4的溶解度随着温度的升高而增大，步骤Ⅱ中应用高温提高浸取率，A错误；步骤Ⅱ中用水浸取时NaFeO2发生强烈水解：NaFeO2＋2H2O===NaOH＋Fe(OH)3↓，经过滤可除去Fe(OH)3，B正确；步骤Ⅲ酸化时，平衡2H＋＋2CrOCr2O＋H2O正向移动，主要目的是使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，C正确；步骤Ⅳ中过滤所得滤渣主要成分为Na2SO4，D错误。 (3)Na2Cr2O7中加入KCl发生反应Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，根据各物质的溶解度随温度的变化曲线可知，K2Cr2O7的溶解度随温度升高明显增大，NaCl溶解度随温度升高变化不明显，50 ℃时两者溶解度相等，故为了得到杂质较少的K2Cr2O7粗产品，步骤Ⅴ重结晶前的操作顺序为溶解KCl→50 ℃蒸发溶剂→蒸发至溶液出现晶膜，停止加热→冷却至室温→抽滤→重结晶，故答案为aedc。 2.(经典高考题，节选)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等杂质，提纯工艺路线如下： 已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示： 回答下列问题： (1)滤渣的主要成分为____________________________________________________。 (2)“趁热过滤”的原因是__________________________________________________。 (3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_______________________________ (写出1种)。 答案：(1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3 (2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长 (3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤 [对应学生用书P60] 1.(2024·山东日照二模)《天工开物》有如下叙述：“凡硝刮扫取时墙中亦或迸出，入缸内水浸一宿，秽杂之物浮于面上，掠取去时，然后入釜，注水煎炼，硝化水干，倾于器内，经过一宿，即结成硝……欲去杂还纯，再入水煎炼”。文中不涉及的操作方法是(　　) A.分液 B.溶解 C.蒸发结晶 D.重结晶 A　解析：秽杂之物浮于面上，掠取去时，指过滤；然后入釜，注水煎炼，指溶解；硝化水干，指蒸发结晶；欲去杂还纯，再入水煎炼，指重结晶。 2.(2025·江西省九校联盟联考)提纯含杂质的有机化合物的基本方法是利用有机化合物与杂质物理性质的差异将它们分离，下列操作所用方法或选择的仪器不正确的是(　　) A.二氯甲烷(沸点40 ℃)、三氯甲烷(沸点62 ℃)和四氯化碳(沸点77 ℃)，分离和提纯它们可选择装置丙 B.用酒精萃取溴水中的溴单质可选用装置丁 C.从食盐水中提取溶质可选择装置乙 D.除去粗苯甲酸中的少量氯化钠和泥沙，可用到装置甲 B　解析：三种物质沸点不同，利用沸点的差异对混合物进行分离、提纯，应选择蒸馏法，A正确；酒精溶于水，不能作萃取剂，B错误；用蒸发结晶的方法从食盐水中提取溶质，C正确；除去粗苯甲酸中的少量氯化钠和泥沙，先加热溶解，再趁热过滤，最后冷却结晶、趁热过滤用到装置甲，D正确。 3.(2025·浙江杭州强基联盟联考)为提纯下列物质(括号内为杂质)，选用的试剂或分离方法错误的是(　　) 物质 试剂 分离方法 A 硝酸钾(氯化钠) 蒸馏水 降温结晶 B 二氧化碳(氯化氢) 饱和NaHCO3溶液 洗气 C 甲烷(乙烯) 酸性高锰酸钾溶液 洗气 D 乙醇(水) 生石灰 蒸馏 C　解析：KNO3的溶解度受温度的影响较大，而NaCl的溶解度受温度的影响较小，可加蒸馏水溶解固体，再通过蒸发浓缩、降温结晶的方法获得纯净的KNO3固体，A正确；HCl与饱和NaHCO3溶液发生反应生成CO2，且CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度低，B正确；乙烯被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2，会使甲烷中混入CO2气体，C错误；加入的生石灰能与水反应生成Ca(OH)2，从而消耗掉部分水，再通过蒸馏获得乙醇，D正确。 4.青蒿素是一种倍半萜内酯过氧化物(如图所示)，结构中过氧基是抗疟活性的决定性因素。青蒿素易溶于乙醇、微溶于冷石油醚，几乎不溶于水。一种从黄花蒿中提取青蒿素的工艺流程如下。 下列说法正确的是(　　) A.青蒿素的分子式为C14H20O5 B.步骤①和④的操作温度不能过高，防止过氧基分解 C.步骤②和③分离操作仪器主要是分液漏斗 D.步骤⑤重结晶选用蒸馏水为溶剂 B　解析：根据青蒿素易溶于乙醇、微溶于冷石油醚，几乎不溶于水的性质，用热的石油醚萃取青蒿素，过滤，再将提取液用活性炭脱色，再过滤得到无色溶液，再减压蒸馏得到石油醚和粗青蒿素，再重结晶得到产品。根据青蒿素的结构简式得到其分子式为C15H22O5，A错误；青蒿素是一种倍半萜内酯过氧化物，过氧基团易断裂，因此步骤①和④的操作温度不能过高，以防止过氧基分解，B正确；步骤②是粉末与液体分离，其分离操作是过滤，步骤③是活性炭与液体分离，其分离操作是过滤，主要仪器是漏斗，C错误；青蒿素易溶于乙醇、微溶于冷石油醚，几乎不溶于水，因此步骤⑤重结晶选用乙醇为溶剂，不能用水作溶剂，D错误。 5.(2024·九省联考广西卷)实验室从药用植物里提取“生物碱浸膏”的下列操作中，工具或仪器选用错误的是(　　) Ⅰ .切碎植物 Ⅱ.用乙醇浸出生物碱等 A.铡刀 B.广口瓶 Ⅲ.去除植物残渣 Ⅳ.蒸馏浸出液得浸膏 C.分液漏斗 D.蒸馏装置 C　解析：切碎植物时可使用铡刀，A正确；植物碎片放入广口瓶中，加入乙醇浸出生物碱，B正确；过滤去除植物残渣，应使用漏斗，C错误；图D为蒸馏装置，可用于蒸馏浸出液得浸膏，D正确。 [课时训练(9)见P443、章末综合测试卷(三)见P445] 学科网（北京）股份有限公司 $$