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在初三化学的学习旅程中,物质除杂绝对是一个让人又爱又恨的知识点。爱它是因为这类题目特别考验思维逻辑,解出来之后成就感满满;恨它呢,是因为很多同学在这上面没少扣分,明明觉得自己掌握了,一到考试还是出错。我在金博教育带过不少初三学生,发现大家在除杂这个模块的问题往往不是不知道知识点,而是没有建立起系统的思考框架。今天这篇文章,我想跟正在备考的同学们聊聊物质除杂试剂选择的那些技巧,帮助大家把这个难点真正吃透。
首先,我们得搞清楚一个问题:什么是物质除杂?简单来说,就是把混合物中的杂质去掉,留下我们需要的纯净物。这个过程在生活中其实很常见,比如淘米的时候把沙子挑出来,泡茶的时候用滤网把茶叶过滤掉,都是广义的"除杂"。只不过化学里的除杂更严谨,要求也更高,毕竟我们面对的是看不见的分子和原子。
费曼学习法强调要先把复杂概念用简单的话说清楚,那我就用最直白的语言来解释除杂的核心原则。这个原则可以说是整个除杂题目的"定海神针",掌握了它,你就能应对80%以上的题目。
原则一:不能引入新杂质。这点特别重要。什么意思呢?比如你本来想除掉混合物中的盐酸,结果加了个氢氧化钠,盐酸是没了,但新出来的氯化钠又成了杂质。这不是拆东墙补西墙吗?所以选择除杂试剂的时候,必须确保反应之后生成的物质要么是沉淀、气体容易分离,要么就是目标物质本身。
原则二:不能与被提纯的物质反应。这条是同学们最容易犯错误的地方。有时候我们眼睛只盯着杂质看,忘了被提纯的物质也可能"躺枪"。比如除去铜粉中的铁粉,有人可能会想用盐酸吧,铁跟盐酸反应确实快,但铜跟盐酸不反应啊,这个思路是对的。可如果反过来,除去铁粉中的铜粉你还用盐酸,那铜根本不动,铁却没了,这就闹笑话了。所以做题之前一定要先问自己:这个试剂会跟我要保留的物质起反应吗?
原则三:除杂要彻底,产物要容易分离。理想状态下,杂质应该能完全转化掉,而且转化后的产物能很方便地从混合物中弄出去。比如生成气体可以逸出,生成沉淀可以过滤,生成水或者目标物质那就更好了。做不到这点的试剂,即使前两个条件满足了,也不是最佳选择。
这三个原则我在金博教育的一对一课堂上会反复跟学生强调,甚至让他们形成条件反射式的思维习惯。看到除杂题,先别急着想答案,而是先把这三个原则在脑子里过一遍。很多时候你做错题,不是不会,而是太急了,没想清楚就开始写。

其实不是所有除杂都需要化学反应,有些时候用物理方法就能解决问题,而且更快捷、更安全。物理方法主要利用物质在物理性质上的差异,比如磁性、溶解度、沸点、密度等等。
磁铁分离法是最直观的例子。铁能被磁铁吸引,而很多其他物质比如铜、铝、木炭都不能。利用这个特性,我们可以轻松地把铁粉从混合物中分离出来。比如题目说除去铜粉中的铁粉,直接拿块磁铁就能解决,都不用任何试剂。这道题在中考里出现频率很高,属于送分题,但每年都有人错,主要原因就是没想到物理方法也能行。
溶解过滤法则是利用溶解度的差异。一种物质能溶于水,另一种不溶,那把它们扔进水里搅拌一下,过滤就能分开。粗盐提纯的原理其实就是这个。初中阶段我们需要记住几个常见的溶解性规律,比如氯化钠、硝酸钾能溶于水,而碳酸钙、硫酸钡不能。做题的时候如果遇到能溶于水的杂质和不溶的主要物质,优先考虑这种方法。
结晶法稍微复杂一点,适用于两种物质都能溶于水,但溶解度随温度变化的程度不一样的情况。最典型的就是硝酸钾和氯化钠的混合物。高温下硝酸钾溶解度很大,降温后溶解度急剧下降,会先结晶出来,而氯化钠的溶解度变化不大,大部分还留在溶液里。这样就能把两者分开。这种方法在课本上有详细讲解,这里就不多说了。
蒸馏法利用的是沸点差异,适合分离液体混合物。比如酒精和水的混合液,酒精沸点78℃,水是100℃,控制温度在两者之间,酒精就会先变成蒸汽分离出来。不过蒸馏装置比较复杂,初中阶段用得不多,但原理还是要理解的。
物理方法的好处是不涉及化学反应,安全系数高,不会引入新杂质。但它对物质性质有要求,不是所有情况都能用。当物理方法行不通的时候,我们就得借助化学手段了。
化学方法除杂的精髓在于"转化"二字——把杂质转化成另一种物质,而这种新物质要满足前面说的三个原则。转化的方式主要有四种:沉淀法、气体法、加热法、置换法。下面我逐一讲解,并结合具体例子说明。

沉淀法应该是初中阶段用得最多的除杂方法了。它的原理是加入某种试剂,让杂质变成不溶于水的沉淀,然后过滤就能去掉。关键在于选对试剂,确保只有杂质沉淀,而目标物质不沉淀。
举个小苏打除杂的例子。粗盐中含有氯化镁、氯化钙等杂质,这些让粗盐有点苦味。我们可以加入碳酸钠溶液,氯化钙会变成碳酸钙沉淀,氯化镁会变成碳酸镁沉淀,而氯化钠不会反应。过滤之后,杂质就都跑掉了。这个方法在工业上已经用了很多年,效果很好。
再比如除去氯化钠中的硫酸钠。硫酸钠里的硫酸根是麻烦制造者,我们可以加入氯化钡溶液,硫酸根和钡离子结合变成硫酸钡沉淀。反应之后,溶液中剩下的是氯化钠和过量的氯化钡——等等,这不是又引入新杂质了吗?确实,所以实际操作中我们还要考虑加入过量的问题。
这里我要补充一个技巧:除杂试剂通常会稍微过量一点,确保杂质完全反应掉。但过量没关系,因为过量的试剂可以通过后续步骤处理掉,或者它本身就是不干扰后续操作的。比如刚才说的硫酸钠除杂,过量的氯化钡可以用碳酸钠除去,碳酸钡还是沉淀,再过滤就完了。初中阶段的题目一般不会考得这么复杂,大家只要知道过量不是大问题就行。
气体法适用于杂质是某类能够变成气体的物质。我们加入试剂,让杂质反应生成气体,气体一溜烟跑了,剩下的就是纯净物。
最经典的是除去二氧化碳中的一氧化碳。混合物通过灼热的氧化铜,一氧化碳和氧化铜反应变成二氧化碳,铜被还原出来。这个反应式初中化学课本上有,大家要记住。氧化铜是固体,不会引入新杂质,生成的二氧化碳刚好是我们要保留的,简直完美。
反过来,除去一氧化碳中的二氧化碳呢?这个更简单,让混合气体通过氢氧化钠溶液或者石灰水,二氧化碳被吸收掉,一氧化碳不反应。洗气瓶一装,解决问题。
还有一种常见情况是除去某物质中的碳酸盐。碳酸盐遇到盐酸会产生二氧化碳气体,所以加盐酸就能让碳酸盐"消失"。比如除去氯化钠中的碳酸钠,加适量盐酸,碳酸钠变成氯化钠、水和二氧化碳,后两者都跑掉了,完美。但这里要注意"适量"二字,加过量盐酸就会引入新杂质氯化氢,所以得小心控制量。
加热法利用的是某些物质在加热时会分解或者转化的特性。这个方法操作简单,不需要额外加试剂,适合那些加热后只留下目标物质的情况。
高锰酸钾制氧气后的剩余固体是二氧化锰和锰酸钾,加热锰酸钾会分解成二氧化锰和氧气,氧气跑掉,剩下二氧化锰。这就是利用加热法提纯物质。
还有一种情况是除去氧化物中的某些杂质成分。比如氧化铜中混有少量碳酸铜,碳酸铜加热会分解成氧化铜、二氧化碳和水,产物都是气体或者目标物质本身,直接加热就行,都不用加任何东西。
但加热法不是万能的。首先,杂质必须能够通过加热去除或转化;其次,分解温度不能太高,否则可能把目标物质也破坏掉;最后,有些物质加热后产物复杂,不一定适用。所以看到题目不要一上来就想着加热,先分析分析。
置换法在金属除杂中用得很多。它的原理是利用金属活动性顺序,让更活泼的金属把杂质金属从其化合物中置换出来。
比如除去锌粉中的铜粉。铜的活动性比锌弱,加硫酸锌溶液的话,锌会置换出铜吗?不会,因为锌不如铜活泼。等等,我搞反了,锌比铜活泼,所以锌能把铜从铜盐溶液里置换出来,但铜不能置换锌。那反过来,如果杂质是更活泼的金属呢?
正确的方法是加硫酸铜溶液。锌比铜活泼,会溶解到溶液里变成硫酸锌,而铜被置换出来沉积在底部。过滤之后,留在滤纸上的就是铜粉,不是我们要的锌粉——这除的是锌里的铜啊。哦对,这题是除去锌粉中的铜粉,所以我们要保留锌,让铜走。那我应该加什么?
等等,我刚才犯了个错误让大家看笑话了。除去锌粉中的铜粉这个题,铜是杂质,锌是目标。如果加硫酸锌,没用,两者都不反应。如果加硫酸铜,锌会反应掉,铜被置换出来,这反而把目标物质除掉了,不行。
正确做法是磁铁吸引法,物理方法!对,铜不被磁铁吸引,锌能被吸引,所以能分开。如果非要用化学方法的话,可以考虑其他思路,但初中阶段这个题目标准答案就是磁铁分离。置换法更多用在除去金属化合物中的杂质金属,或者反过来。
让我重新举个例子。除去硫酸亚铁中的硫酸铜,这用置换法就很好。加铁粉进去,铁比铜活泼,会把铜置换出来变成硫酸亚铁,过滤掉铜就完成了。这道题在中考里出现过,大家要掌握。
在初中化学里,有一类除杂题目比较特殊,涉及金属氧化物和非金属氧化物的分离,这时候酸碱就能派上用场。
比如除去氧化铜中的氧化铁。两种都是氧化物,都不溶于水,怎么办?氧化铁是碱性氧化物,能和酸反应;氧化铜也是碱性氧化物,也能和酸反应——等等,那加了酸不是两个都溶了吗?
不对,仔细看,氧化铁是三价铁的氧化物,氧化铜是二价铜的氧化物,它们的酸反应活性有差异吗?其实是有的。在高中会学到不同金属离子的水解程度不同导致溶液酸碱性差异,但初中不要求这个。
换个思路。如果我们要除去氧化铁中的氧化铜呢?氧化铜能溶于酸,氧化铁也能溶于酸,都不行。那有没有办法?实际上初中阶段这种题目如果两个都是碱性氧化物,确实不太好办。但如果是除去某物质中的氧化钙,就简单了,氧化钙能和水反应变成氢氧化钙,加水就行。
我真正想说的是另一类情况:除去金属粉末中的金属氧化物。比如铜粉中混有氧化铜,加稀硫酸或稀盐酸,氧化铜溶解,铜不反应,过滤就行。这道题特别典型,一定要掌握。铁粉中混有氧化铁也同理,加酸溶解氧化铁,铁不反应。
反过来,除去氧化物中的金属粉呢?比如氧化铜中有少量铜粉,直接加热就行,铜在空气中加热会变成氧化铜,还是我们要的物质。这个方法是不是很巧妙?
讲完了各种方法,最后想跟大家聊聊解题的思路和一些容易掉进去的坑。在金博教育辅导的时候,我发现很多学生不是不会做除杂题,而是思路不清,导致该拿的分没拿到。
拿到一道除杂题,首先要做的是分析混合物中的各个成分:谁是主料,谁是杂质。然后看杂质有什么特性,能和什么试剂反应,主料又有什么特性,不能和什么试剂反应。把这几点写出来,候选试剂其实就那么几个,逐一排除就行了。
我建议大家养成一个习惯:每选一个试剂,都在心里默念三遍那三个原则——不引新杂质、不与主料反应、杂质能除净。只要有一个原则不满足,这个试剂就不能用。
常见的误区有几个。第一个是记混了试剂的用途。比如有人一看到有硫酸根就想加氯化钡,一看到有氯离子就想加硝酸银,根本不看杂质是什么。比如除去硝酸钠中的硫酸钠,加氯化钡确实能生成硫酸钡沉淀,但同时引入了氯离子和钠离子,氯离子是新杂质,硝酸钠和氯化钠又混一块了,等于没除。这时候应该加硝酸钡,生成物是硝酸钠和硫酸钡,硝酸钠是我们要保留的,就没问题了。
第二个误区是忽略了物质的状态。有些题中杂质是固体,试剂是液体,反应后生成物是气体,这种情况就要考虑气体能不能顺利逸出。比如除去氯化钠中的碳酸钙,理论上加盐酸能除,但盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳气体,钙离子变成氯化钙留在溶液里。等等,氯化钙是新杂质啊!哦对,这种情况应该直接过滤,物理方法。碳酸钙不溶于水,氯化钠溶于水,加水溶解然后过滤就行,都不用化学试剂。所以有时候最简单的方法反而被忽略了。
第三个误区是答题不规范。有同学知道思路,也选对了试剂,但写出来的时候不规范,扣分很可惜。比如有些题要求写化学方程式,有些题要求写试剂名称,有些题要求写方法,这些要区分清楚。另外,加热、通入、滴加、加入这些动词要用准确,顺序不能乱。
还有一点想提醒:考试的时候如果遇到实在不会的除杂题,不要空着。把三个原则在草稿纸上列一列,哪怕蒙一个合理的试剂上去,也有可能拿分。但如果你有空白的痕迹,那肯定一分没有。
理论讲了一堆,最后用几道典型例题来实战一下,把方法融会贯通。
| 题目 | 除杂试剂/方法 | 原理 |
| 除去CO中的CO₂ | 澄清石灰水/NaOH溶液 | CO₂与碱反应被吸收,CO不反应 |
| 除去CO₂中的CO | 灼热CuO | CO与CuO反应生成CO₂,CuO是固体 |
| 除去Cu粉中的Fe粉 | 磁铁吸引/稀盐酸 | 物理方法或Fe与酸反应Cu不反应 |
| 除去CaO中的CaCO₃ | 加热 | CaCO₃分解为CaO、CO₂,CO₂逸出 |
| 除去NaCl中的Na₂CO₃ | 稀盐酸 | Na₂CO₃与HCl反应生成NaCl、CO₂、H₂O |
| 除去FeSO₄中的CuSO₄ | Fe粉 | Fe置换出Cu,生成FeSO₄ |
| 除去NaNO₃中的NaCl | AgNO₃溶液 | 生成AgCl沉淀,过滤除去 |
这几道题涵盖了物理方法、沉淀法、气体法、置换法、加热法等几种主要类型,大家可以对照着看看自己是否都掌握了。每道题的解法都不是唯一的,但原则是不变的。
比如除去Cu粉中的Fe粉,既可以用磁铁吸引(物理方法),也可以加稀盐酸然后过滤(化学方法)。两种方法都符合三个原则,选哪个都行。但有些情况下只能选一种,比如除去CaO中的CaCO₃,就只能用加热法,加液体试剂反而会把CaO也溶解掉。
最后我想说,除杂这个知识点在中考化学里占分不少,但只要掌握了核心方法,多练习几道题,完全可以做到不丢分。很多同学觉得难,其实是被题目吓到了,真静下心来分析,其实没那么可怕。在金博教育的课堂上,我会带着学生把每种类型的题目都过一遍,让他们形成条件反射式的解题思路。看到题目,脑子里立刻就能蹦出该往哪个方向想。
学习化学最重要的还是理解原理,不要死记硬背。每一个除杂方法背后都有它的化学道理,把这些道理搞清楚了,不管题目怎么变,你都能找到突破口。马上就要中考了,希望同学们抓紧时间,把这些方法真正变成自己的东西。加油!

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