專題3 物質(zhì)的分離和提純（原卷版）

專題三物質(zhì)的分離和提純

一、物質(zhì)的分離和提純

1、物質(zhì)的分離是通過適當(dāng)?shù)姆椒?，把混合物中的各種物質(zhì)彼此分開，并且恢復(fù)到各種物質(zhì)原來的存在狀態(tài)，

分別得到；而物質(zhì)的提純是通過適當(dāng)?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|(zhì)里的少量雜質(zhì)除去，以便獲得相對純凈

的物質(zhì)，又稱。

2、物質(zhì)的分離和提純常用的方法

方法適用范圍或原理舉例

①固體與液體混合物的

過濾法②可溶性固體與不溶性固體混合物的粗鹽提純

物

理

蒸①分離溶質(zhì)與溶劑從含有HCl的NaCl溶液中分離出固

方結(jié)

發(fā)②除去的雜質(zhì)體NaCl

法晶

降低可溶性固體溶質(zhì)溶解度受影響

法分離NaCl與KNO3的混合物

溫度變化大小不同

除去Na2SO4中的Na2CO3，可選用稀

化氣法與雜質(zhì)反應(yīng)生成而除去

2－

H2SO4將CO3轉(zhuǎn)化成CO2

NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2，

沉淀法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為過濾除去可加入適量的Ca(OH)2溶液將

2＋

化Ca轉(zhuǎn)化成CaCO3

學(xué)除去FeSO4中的CuSO4，可加適量的

置換法將雜質(zhì)通過反應(yīng)而除去

方NaOH，再過濾

法除去C粉中的CuO粉，可加適量的

溶解法將雜質(zhì)某種試劑而除去

稀硫酸，再過濾

煅燒法雜質(zhì)易分解，通過將雜質(zhì)除去除去CaO中的CaCO3，可高溫煅燒

將雜質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為被提純的物除去CO2中的CO，可將氣體通過灼

轉(zhuǎn)化法

質(zhì)熱的氧化銅

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3、物質(zhì)的分離和提純注意事項(xiàng)

（1）根據(jù)原物質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)某s劑和分離方法，所謂除雜(提純)，是指除去，同時(shí)被

提純物質(zhì)損失。除雜質(zhì)題至少要滿足兩個(gè)條件：①加入的試劑只能與反應(yīng)，不能與反應(yīng)；

②反應(yīng)后引入新的雜質(zhì)。

（2）分離和提純的原則：

①除去雜質(zhì)的同時(shí)引入新的雜質(zhì)(不增)。

②操作過程中盡量不使被提純的物質(zhì)(不減)。

③最好能生成被提純的物質(zhì)(轉(zhuǎn)化)。

④提純方法應(yīng)簡單易行。

（3）在進(jìn)行物質(zhì)提純時(shí)，要首先考慮物理方法，再考慮化學(xué)方法。而且發(fā)源掌握如下四條原則：

①“變廢為寶”——盡量選擇能將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)的試劑。

②不能引入雜質(zhì)。

③加入的除雜試劑不能將所需物質(zhì)也除去。

④加入的除雜試劑要，或過量，要在后續(xù)操作中繼續(xù)除去。

二、氣體與氣體的分離

1、氣體與氣體的分離

被吸收的氣體吸收氣體的試劑

O2的銅粉、鐵粉

CO的氧化鐵、氧化銅

CO2氫氧化鈉固體或其溶液、堿石灰固體、灼熱的炭

NH3酸溶液、水

HCl堿溶液、水

H2O無水CaCl2、無水硫酸銅、濃硫酸、生石灰、NaOH固體、堿石灰等

2、氣體與氣體的分離注意事項(xiàng)

（1）在干燥氣體時(shí)，若氣體是SO2、CO2、HCl等氣體，則不可用、、

等堿性干燥劑；若氣體是NH3等堿性氣體，則不可用等酸性干燥劑；若氣體是H2、O2等中性氣

體，則既可用性干燥劑，也可用性干燥劑。

（2）檢驗(yàn)H2和CO時(shí)，也可以將氧化銅換成的氧化鐵，看紅棕色是否變。

（3）當(dāng)要同時(shí)去除去某混合氣體中的水蒸氣和其他氣體時(shí)，往往把除去水蒸氣的操作放在最后，以防氣體

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通過某些溶液時(shí)又會從溶液中帶出一部分。

題型01物質(zhì)的分離和提純

典例分析

【例1】用“海水曬鹽”的方法得到的粗鹽中，往往含有可溶性雜質(zhì)（主要是MgCl2、CaCl2、Na2SO4）和不

溶性雜質(zhì)（泥沙等），需進(jìn)行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。使用以下試劑NaOH

溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀鹽酸，粗鹽提純的部分流程如圖，據(jù)圖回答問題。

（1）操作a的名稱是。

（2）若試劑③為NaOH溶液，則加入試劑①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

（3）溶液N的pH7（選填“＞”、“＝”、“＜”）。

（4）沉淀E含有種物質(zhì)。

（5）加入過量Na2CO3目的是除去（寫化學(xué)式）。

變式訓(xùn)練

【變式1-1】從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質(zhì)（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質(zhì)（泥

沙等），必須進(jìn)行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活.粗鹽提純的部分流程如下：

其中，濾液一至濾液二之間需進(jìn)行三步操作：

操作①：加入過量的碳酸鈉溶液，除去濾液中的Ca2+

操作②：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+

操作③：加入過量的氯化鋇溶液，除去濾液中的

加入試劑的順序不正確的為（）

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A．①②③B．③①②C．③②①D．②③①

【變式1-2】海水經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶制得的粗鹽中還含有氯化鎂、氯化鈣等雜質(zhì)，必須進(jìn)行分離和提純后才能用

于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。粗鹽提純的部分流程如圖：

（1）寫出步驟③的操作名稱是。

（2）步驟④中加入適量鹽酸的目的。

（3）經(jīng)操作a后得到的白色沉淀的成分。

題型02氣體與氣體的分離

典例分析

【例2】現(xiàn)對CO2和CO的混合氣體進(jìn)行間歇性分離及干燥的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)如圖。儀器中的A和B分別

可以控制物質(zhì)流入甲瓶的速率。

（1）下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述正確的是；

①為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模字醒b置的溶液應(yīng)該為澄清石灰水，乙裝置中的溶液應(yīng)該為濃硫酸，丙裝置中的

溶液應(yīng)該為稀硫酸；

②當(dāng)A打開，B閉合時(shí)，可以先分離得到干燥的CO氣體，當(dāng)A關(guān)閉，B打開時(shí)，可以分離得到干

燥的CO2氣體；

③實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的過程中，甲裝置內(nèi)的溶液會先變渾濁，再逐漸變澄清；

④在裝置乙發(fā)生的反應(yīng)為物理反應(yīng)；

（2）如需全部收集從混合氣體分離所得的CO2和CO，此套裝置最大的缺點(diǎn)是

，因?yàn)椤?/p>

變式訓(xùn)練

【變式2-1】分離液態(tài)空氣法制氧氣是工業(yè)制氧氣的主要方法之一，下列有關(guān)說法正確的是（）

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A．有氧化反應(yīng)發(fā)生B．最先分離出的氣體是氮?dú)?/p>

C．液態(tài)空氣屬于純凈物D．利用液氧和液氮的密度不同

【變式2-2】用如圖所示的裝置將一定量的CO2和CO的混合氣體進(jìn)行分離和干燥。圖中的a、b、c、d均

為活塞，可以控制氣體的通過和液體的加入，實(shí)驗(yàn)前活塞均已關(guān)閉。請選擇適宜的試劑完成上述實(shí)驗(yàn)。

供選用的試劑有：①稀硫酸②濃硫酸③氫氧化鈉溶液④澄清的石灰水。

實(shí)驗(yàn)分以下兩步進(jìn)行：

（1）關(guān)閉b、c，打開a、d，丙中試劑為（填數(shù)字序號）。乙裝置中的現(xiàn)象是。

此步實(shí)驗(yàn)后收集到的氣體是。

（2）在甲裝置的分液漏斗中加入試劑為（填數(shù)字序號），然后，

即可收集到另一種氣體。

1．下列敘述中，正確的是（）

A．物質(zhì)冷卻時(shí)，因?yàn)榉肿幼冃∷泽w積變小

B．原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種粒子

C．一切物質(zhì)都是由分子構(gòu)成，分子又由原子構(gòu)成，所以分子比原子大

D．分離和提純物質(zhì)的方法很多，蒸餾是其中的一種，蒸餾就是將溶解在液體中的固體分離出來的一種

方法

2．在101.3kPa時(shí)，將液態(tài)空氣升高溫度，三種氣體分離出的先后順序是（）

氣體氮?dú)猓∟2）氬氣（Ar）氧氣（O2）

沸點(diǎn)﹣196℃﹣186℃﹣183℃

A．N2、Ar、O2B．O2、Ar、N2C．N2、O2、ArD．Ar、N2、O2

3．古代很多詩詞蘊(yùn)含了好多哲理和化學(xué)知識。下面有關(guān)詩詞對化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程分析錯(cuò)誤的

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是（）

A．“試玉要燒三日滿，辨材須待七年期”中，玉的成分是硅酸鹽，表明玉熔點(diǎn)高且不易分解

B．“美人首飾王侯印，盡是沙中浪底來”，淘金是一種混合物的分離和提純中過濾的方法

C．“蠟燭有心還惜別，替人垂淚到天明”，蠟燭燃燒放熱，熔點(diǎn)很低，使蠟燭熔化

D．“化盡素衣冬未老，石煙多似洛陽塵”，詩中的石煙是指石油燃燒產(chǎn)生的煙

4．從海水中得到的粗鹽中往往含有可溶性雜質(zhì)（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質(zhì)（泥沙

等），必須進(jìn)行分離和提純后才能使用。粗鹽提純的部分流程如圖。有關(guān)該流程說法錯(cuò)誤的是（）

A．不溶性雜質(zhì)主要是泥沙

B．過濾時(shí)玻璃棒的作用是引流

C．蒸發(fā)時(shí)，當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時(shí)，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干

D．操作①②③依次加入的試劑可以為NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液

5．分離和提純混合物的方法很多如：①過濾；②蒸發(fā)；③蒸餾．分離出黃泥水中的泥沙采用的是的

方法（填序號，下同）；把海水中的食鹽和水分離采用的是的方法

6．科學(xué)思想和方法在化學(xué)學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到。

（1）分離和提純。研究物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)時(shí)，常要對物質(zhì)進(jìn)行分離和提純，如分離出黃泥水中的泥沙用

法。

（2）模型法。如圖所示是模型法表示的水通電條件下的反應(yīng)過程，請回答下列問題：

①該反應(yīng)的文字表達(dá)式：，其基本反應(yīng)類型是；

②反應(yīng)中種類沒有發(fā)生改變的微粒是。

7．下面是同學(xué)們熟悉的實(shí)驗(yàn)操作示意圖請你根據(jù)要求回答問題。

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A.水的沸騰B.水的電解C.水的凈化

（1）如圖所示的3個(gè)實(shí)驗(yàn)，中的水發(fā)生了物理變化（填字母）。

（2）B裝置中發(fā)生變化的文字表達(dá)式為，用檢驗(yàn)試管2

內(nèi)得到的氣體，現(xiàn)象是，證明試管2得到的氣體是，若試管1中得到

8mL的氣體，則試管2內(nèi)得到mL的氣體。

（3）C中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是過濾，活性炭的作用為，經(jīng)過此凈水器得到的水

仍然不是純水，若想得到純水可采用的方法是。

（4）【反思】

A.由實(shí)驗(yàn)A知：化學(xué)變化與物理變化的區(qū)別宏觀層面是否產(chǎn)生新物質(zhì)：微觀層面，。

B.由實(shí)驗(yàn)B知：利用化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化，如電解水過程中，可以將電能轉(zhuǎn)化為

能。

C.由實(shí)驗(yàn)C知：物質(zhì)分離和提純通常有兩種思路：一是將不需要的雜質(zhì)分離除去，如過濾；二是將有用

的物質(zhì)提取出來，如。

8．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質(zhì)（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質(zhì)（泥沙等），

必須進(jìn)行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。

（1）實(shí)驗(yàn)室中除去粗鹽中難溶性雜質(zhì)的主要實(shí)驗(yàn)步驟有：溶解、過濾、蒸發(fā)；這三步操作中都要用到一

種玻璃儀器，該儀器在蒸發(fā)操作中的作用是什么？

（2）以上操作得到的氯化鈉晶體中含有少量雜質(zhì)，為進(jìn)一步提純晶體，進(jìn)行以下操作：

①寫出一個(gè)加入Na2CO2溶液時(shí)所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

；

②上述流程中，若將過濾和加鹽酸的操作順序顛倒，所得精鹽產(chǎn)品中含哪些雜質(zhì)（BaSO4

不溶于水，也不溶于酸）。

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9．水是生命之源，也是自然資源。學(xué)習(xí)了水的相關(guān)知識后，某班級化學(xué)小組展開了系列探究。

【探究一】從自然界提取純水，具體步驟如圖1：

（1）經(jīng)過如圖1D之后，可以獲得純水，則D操作的名稱是；

（2）如圖2為凈化水過程中過濾操作的示意圖，

①指出圖中明顯的錯(cuò)誤：；

②過濾后，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)濾液仍然渾濁，可能的原因是（答一條即可）；他們采取了補(bǔ)救

措施，得到了澄清的液體，做法是。

（3）從原水提取到純水過程中，水分子本身沒有發(fā)生變化，因此，上述實(shí)驗(yàn)中屬于物理變化的步驟有

（填字母序號）。

【探究二】電解水

小組同學(xué)將提取到的純水加入電解水裝置，接通直流電源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展緩慢，電極上幾乎沒有氣

泡冒出。安琪同學(xué)查閱資料后在水中加入了少量稀硫酸，電極上迅速冒出氣泡，20分鐘后，實(shí)驗(yàn)情況如

圖3所示。

（1）加入稀硫酸的作用是；

（2）試管1收集到的氣體是，可以用的方法檢驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)發(fā)生的反應(yīng)的文字表

達(dá)式是，它屬于反應(yīng)（填“化合”或“分解”）。

（3）電解水時(shí)的文字表達(dá)式是，上述變化中，水分子本身是否變化？。

【實(shí)驗(yàn)反思】

（1）由探究一可知，物質(zhì)分離和提純通常有兩種思路；

一是：，如沉降、過濾。

二是：將有用的物質(zhì)提取出來，如蒸餾。

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（2）由探究二可知，利用化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)和的轉(zhuǎn)化，如電解水過程中，可以將

能轉(zhuǎn)化為儲存在物質(zhì)中的化學(xué)能；同時(shí)將水轉(zhuǎn)化成，作為新型能源服務(wù)人類。

（3）宏觀層面，化學(xué)變化的本質(zhì)是物質(zhì)種類發(fā)生改變；微觀層面，化學(xué)變化與物理變化的區(qū)別是

?；瘜W(xué)就是在原子、分子水平上研究物質(zhì)及其變化規(guī)律。

10．根據(jù)下列裝置回答問題．

（1）儀器a的名稱為．

（2）用高錳酸鉀為原料制取較純凈的氧氣可選用的裝置組合為（填字母，下同），發(fā)生裝置應(yīng)作

的改進(jìn)是，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

為．

（3）實(shí)驗(yàn)室用F裝置分離H2、CO2的混合氣體．分離得到CO2的操作是：關(guān)閉活塞

A，．

11．科學(xué)家開采得到一種“可燃冰”樣品，取95.6克樣品放置在密閉容器內(nèi)，該樣品迅速轉(zhuǎn)化為甲烷氣體

（CH4）和水，將甲烷氣體分離并完全燃燒（反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH4+2O2CO2+2H2O），得

到35.2克二氧化碳，試計(jì)算：

（1）35.2克二氧化碳的物質(zhì)的量為。

（2）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算該天然氣合物樣品中甲烷的質(zhì)量。

（3）樣品中甲烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（計(jì)算結(jié)果精確到0.1%）

12．水的凈化方法

利用、、和等方法可以凈化水．

（1）吸附：明礬可用于凈水，是因?yàn)槊鞯\溶于水生成的膠狀物可以懸浮于水中的雜質(zhì)，使之

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從水中出來．用具有吸附作用的固體還可以吸附掉一些的雜質(zhì)，除去異味．

（2）沉淀：對于靜置沉淀和吸附沉淀，單一操作相對凈化程度較高的是．

（3）過濾：過濾是分離不溶性和的一種方法．

①過濾所需儀器

漏斗、、、鐵架臺（帶鐵圈）．

②過濾操作要點(diǎn)

“一貼”：將濾紙折疊成圓錐形，用水濕潤使其緊貼在漏斗內(nèi)壁上，中間不要留有氣泡．

“二低”：濾紙要低于的邊緣，漏斗里的液面應(yīng)低于的邊緣．

“三靠”：過濾時(shí)玻璃棒的末端要輕輕靠在濾紙的一邊；盛過濾液的燒杯口要緊靠在玻璃棒的

中上端，傾倒過濾液時(shí)沿玻璃棒流進(jìn)過濾器；漏斗的最下端要緊貼在燒杯內(nèi)壁上，以免濾液飛濺．

（4）蒸餾：給液體加熱，使它變成，再使冷卻凝聚成液體，這種方法叫做蒸餾．通過蒸

餾，可以利用物質(zhì)的不同來分離和提純液態(tài)混合物，也可以把混在液體中的不揮發(fā)性雜質(zhì)除

去．

13．科學(xué)興趣小組做碳還原金屬氧化物實(shí)驗(yàn)后，收集到CO和CO2的混合廢氣，考慮到廢氣直接排放會污

染環(huán)境，想把廢氣初步分離回收再利用，用如圖所示的裝置進(jìn)行分離實(shí)驗(yàn)（收集裝置略去）：

（1）廣口瓶中加入的是。

A．NaOH溶液B．NaCl溶液C．Ca（OH）2溶液

（2）打開閥門K2通入混合氣體，首先分離得到氣體，化學(xué)方程式為。

接著關(guān)閉閥門K2打開閥門K1，將分液漏斗中裝的溶液滴入廣口瓶中，從而分離出第二種氣體，化學(xué)方

程式為。

14．物質(zhì)的鑒別、分離和提純是重要的基本實(shí)驗(yàn)操作。

（1）鑒別氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶液，不可選擇（填字母）。

A．氯化鋇溶液B．硝酸鈉溶液C．稀硫酸

（2）除去硝酸鉀溶液中混有的少量硫酸鉀，可加入適量的硝酸鋇溶液，充分反應(yīng)后過濾即可。寫出反應(yīng)

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的化學(xué)方程式：。

（3）氫氧化鈉溶液露置在空氣中易變質(zhì)。下列是分析已變質(zhì)氫氧化鈉溶液的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，其中合理的是

（填字母）。

A．證明變質(zhì)：取樣，滴加足量稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生

B．除去雜質(zhì)：取樣，滴加氫氧化鈣溶液至恰好完全反應(yīng)，過濾

C．確定成分：取樣，滴加足量氯化鋇溶液，過濾，向?yàn)V液中滴加酚酞溶液，觀察顏色變化（氯化鋇溶

液呈中性）

15．如圖裝置可用于氣體的吸收，檢驗(yàn)和分離等，請回答下列問題：

（1）利用裝置A（其中液體試劑足量）可以將二氧化碳和一氧化碳的混合氣體進(jìn)行分離，首先打開活塞

a，緩緩?fù)ㄈ牖旌蠚怏w，廣口瓶中觀察到的現(xiàn)象是，發(fā)生反應(yīng)的化

學(xué)方程式為；此時(shí)從導(dǎo)管c逸出的主要?dú)怏w是，為了檢驗(yàn)

該氣體，將導(dǎo)管按c﹣d﹣e﹣f﹣g順序連接，B處觀察到的現(xiàn)象為，發(fā)生反

應(yīng)的化學(xué)的化學(xué)方程式為．

（2）實(shí)驗(yàn)中A和C兩處用到澄清石灰水，其中A處澄清石灰水的作用是；

（3）裝置C中還應(yīng)進(jìn)行的操作是；一段時(shí)間后，斷開AB裝置，關(guān)閉活塞

a，打開活塞b，滴加足量的稀鹽酸，此時(shí)逸出的主要?dú)怏w是．

（4）現(xiàn)有36.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸與一定質(zhì)量的氫氧化鈣溶液恰好完全反應(yīng)，生成的氯化鈣溶液中

溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22.2%，請計(jì)算所得氯化鈣溶液的質(zhì)量．

16．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質(zhì)（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質(zhì)（泥沙等），

必須分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活．粗鹽提純的部分流程如圖：

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其中，濾液一至濾液二之間需進(jìn)行三步操作：

操作一：加入過量的碳酸鈉，除去濾液中的Ca2+；

操作二：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+；

2﹣

操作三：加入過量的氯化鋇，除去濾液中的SO4．

請回答：操作中的物質(zhì)X為，正確的操作順序?yàn)椋ㄌ钚蛱枺?/p>

為最終獲得精鹽，操作①、②和③后還需增加的操作是．

17．工業(yè)上常用“分離液態(tài)空氣法”制氧氣，此方法是以空氣為原料，利用液氮與液氧沸點(diǎn)不同，將其分離，

主要流程如圖。

（1）空氣中氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)約為%。

（2）已知氮?dú)夥悬c(diǎn)﹣195.8℃，氧氣沸點(diǎn)﹣183.9℃，液態(tài)空氣汽化首先分離出來的是。

（3）“分離液態(tài)空氣法”發(fā)生的是（填“物理”或“化學(xué)”）變化。

（4）下列說法不正確的是（填序號）。

A.潔凈空氣是純凈物B.此方法制氧氣的原料來源廣泛

C.沸點(diǎn)屬于物理性質(zhì)D.利用此方法既可得到氧氣又可得到氮?dú)?/p>

（5）將沸點(diǎn)不同的氣體分離開來，常采用液化分離法。如，控制溫度在﹣183℃時(shí)，可將空氣中N2與

O2分離。