(江苏专用)2019版高考化学一轮复习专题10化学实验2第二单元物质的分离、提纯与检验教案.doc
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1、1第二单元 物质的分离、提纯与检验1.掌 握 常 见 物 质 检 验 、 分 离 和 提 纯 的 方 法 。 2.掌 握 常 见 离 子 的 检 验 方 法 。物质分离和提纯的物理方法知识梳理1物质分离、提纯的区别(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。2物质分离、提纯的物理方法试根据所学的知识填写操作方法及相关内容。(1)如图 1,所采用的方法、装置的名称:过滤。适用范围:把不溶性固体与液体进行分离。注意事项:一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;二低:滤纸上边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;三靠:烧杯
2、紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁。若滤液浑浊,需更换滤纸,重新过滤。浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。(2)结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程,对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质,采用蒸发溶剂的方法,而对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质,采用冷却饱和溶液的方法。如图 2,所采用的方法、装置的名称:蒸发结晶。适用范围:溶解度随温度变化较小的物质。2注意事项:玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞溅;当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干,而不能直接蒸干。(3)如图 3,所采用的方法、装置的名称:分液。适用范围:萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同
3、,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;分液:两种液体互不相溶且易分层。注意事项:溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;萃取剂与溶质不反应。(4)如图 4,所采用的方法、装置的名称:蒸馏。适用范围:沸点相差较大且互溶的液体混合物。注意事项:温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;蒸馏烧瓶内要加沸石;冷凝管水流方向应为“逆流”。(5)如图 5,所采用的方法、装置的名称:升华。适用范围:某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。自我检测1判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)(2016高考海南卷)过滤操作中,漏斗的尖端应接触
4、烧杯内壁。( )(2)2015高考全国卷,27(2)改编利用 Fe3O4的磁性,可将其从“浸渣”(含SiO2、CaSO 4)中分离。( )(3)将 NH4Cl溶液蒸干制备 NH4Cl固体。( )答案:(1) (2) (3)2在常用分离提纯的方法和混合物之间连线。答案:3下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )选项 目的 分离方法 原理A 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去 KNO3固体中混杂的NaCl重结晶 NaCl在水中的溶解度很大D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大解析 从化学实验的基
5、本原理、化合物的性质、物质分离与提纯的基本方法角度分析解决问题。A 项,萃取剂的选择必须是与原溶剂互不相溶,且被萃取物质在萃取剂中的溶解度较大。I 2虽在乙醇中的溶解度较大,但水与乙醇能以任意比互溶,乙醇不能作萃取剂。B 项,乙醇与乙酸乙酯均属于有机物,它们相溶,不能采取分液的方式分离。C 项,除去 KNO3固体中的 NaCl,可以采取重结晶法,原理是 KNO3溶解度随温度变化较大,NaCl 溶解度随温度变化不大,可通过冷却热饱和溶液法析出 KNO3晶体,而 NaCl留在母液中被除去。D 项,丁醇与乙醚相溶,但沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法将乙醚蒸出,使丁醇与乙醚分开。答案 D(1)若将上述
6、例题 A项中的萃取剂换成裂化汽油或己烯,能否满足萃取要求?(2)除去 NaCl固体中混杂的 KNO3,应采用哪种重结晶方法?答案:(1)裂化汽油和己烯中均含有碳碳双键,易与碘发生加成反应,不能达到实验目的。(2)由于较高温度下 KNO3的溶解度较大,应使用蒸发结晶、趁热过滤的方法。物质分离、提纯的物理方法41(2017高考全国卷,8,6 分)本草衍义中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是( )A蒸馏 B升华C干馏 D萃取解析:选 B。蒸馏用于分离两种或多种互溶的液体混合物,根据液体沸
7、点的不同进行分离,A 项错误;升华是指固态物质受热直接变成气态物质,气态物质遇冷凝华为固态物质,即砒霜样品受热使有效成分三氧化二砷变成蒸气(升华),降温,蒸气凝华成固体,从而达到分离提纯砒霜的目的,B 项正确;干馏是指煤等在隔绝空气的条件下加强热发生一系列化学变化的过程,砒霜提纯过程中有效成分没有发生变化,C 项错误;萃取是指用萃取剂将一种物质从其溶液中提取出来的过程,如用苯或四氯化碳萃取溴水中的溴(或碘水中的碘),D 项错误。2(2018湛江高三检测)下列实验中,所采取的分离或提纯方法与对应原理都正确的是( )选项 目的分离或提纯方法原理A 除去 Fe(OH)3胶体中的 FeCl3 过滤 分
8、散质微粒的大小不同B 除去纯碱中的碳酸氢铵 加热 稳定性不同C 除去淀粉中的葡萄糖 过滤葡萄糖溶于水,淀粉不溶于水D 分离食用油和汽油 分液 食用油和汽油的密度不同解析:选 B。A 项,胶体也能透过滤纸,应用渗析的方法除去 Fe(OH)3胶体中的FeCl3;B 项,纯碱加热不分解,碳酸氢铵加热易分解生成气体,通过加热可以除去纯碱中的碳酸氢铵;C 项,淀粉、葡萄糖都可透过滤纸,应用渗析的方法分离;D 项,食用油和汽油互溶但沸点不同,应用分馏的方法分离。3物质的分离、提纯是中学化学的重要操作,请应用物质分离、提纯知识,分离下列各组混合物。编号 混合物 分离方法 操作过程(1) 从草木灰中提取可溶性
9、物质(2) 从乙酸乙酯和乙酸的混合物中分离出乙酸乙酯(3) 由乙醇溶液制无水乙醇(4) 除去淀粉溶液中的碘化钠答案:5编号 混合物 分离方法 操作过程(1)从草木灰中提取可溶性物质溶解、过滤、结晶将草木灰溶于热水中,不断搅拌,然后过滤。若滤液仍浑浊,再过滤,最后蒸发结晶、过滤(2)从乙酸乙酯和乙酸的混合物中分离出乙酸乙酯分液在混合物中加入饱和 Na2CO3溶液,振荡,静置,分液(3) 由乙醇溶液制无水乙醇 蒸馏 加入一定量的生石灰,然后蒸馏(4) 除去淀粉溶液中的碘化钠 渗析将混合液放入半透膜袋中,并放入流动的蒸馏水中依据物质的物理性质选择恰当分离、提纯方法(1)“固固”混合物的分离、提纯(2
10、)“固液”混合物的分离、提纯(3)“液液”混合物的分离、提纯物质分离、提纯的装置识别4以下实验装置一般不用于分离物质的是( )解析:选 D。A 为蒸馏,用于互溶而沸点不同的液体混合物的分离;B 为渗析,用于胶体的净化;C 为过滤,用于不溶固体与液体的分离;D 为配制一定物质的量浓度溶液中的移6液操作,不用于分离物质。5下列实验装置图所示的实验操作中,不能达到相应的实验目的的是( )解析:选 B。B 项中温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口对齐。熟记常见物质分离操作中的注意事项(1)过滤中的“3 要求”:一贴、二低、三靠。(2)蒸发中的“2 注意”:玻璃棒搅拌和不能蒸干。(3)萃取分液中的“4 步
11、操作”:加萃取剂 振荡放气 静置分层 分液。(4)蒸馏中的“3 注意”:温度计水银球的位置,冷却水的进出方向,加沸石防暴沸。 物质分离和提纯的化学方法知识梳理方法 原理 杂质成分沉淀法 将杂质离子转化为沉淀Cl 、SO 、CO 及能形成弱24 23碱的阳离子气化法 将杂质离子转化为气体CO 、HCO 、SO 、HSO 、S23 3 23 32 、NH 4杂转纯法 将杂质转化为需要提纯的物质杂质与需要提纯的物质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、杂质与需要提纯的物质为同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸酐或碱)氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性 KMnO4除去
12、 CO2中的SO2,用热的铜粉除去 N2中的 O2热分解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去 NaCl中的 NH4Cl等7酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离如用过量的 NaOH溶液可除去Fe2O3中的 Al2O3电解法 利用电解原理除去杂质含杂质的金属(M)作阳极,纯金属(M)作阴极,纯金属(M)的盐溶液作电解质溶液调 pH法加入试剂调节溶液 pH使溶液中某种成分生成沉淀而分离如向含有 Cu2 和 Fe3 的溶液中加入 CuO、Cu(OH) 2或 Cu2(OH)2CO3等调节 pH使 Fe3 转化为 Fe(OH)3而除去自我检测1判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)用
13、如图 1所示装置从 KI和 I2的固体混合物中回收 I2。( )(2)用如图 2所示装置除去 Cl2中含有的少量 HCl。( )图 1 图 2(3)将混有 HCl的 CO2通入饱和 NaHCO3溶液中除去 HCl。( )(4)除去干燥 CO2中混有的少量 SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性 KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶。( )答案:(1) (2) (3) (4)2(2018自贡高三模拟)下列有关除杂的实验操作合理的是( )A除去 CO2中混有的少量 CO:通入适量 O2后点燃B除去 O2中少量 N2:使气体通过炽热的铜粉C除去石英中少量碳酸钙:用稀盐酸溶解后过滤D除去氧化钠固体中少量的纯碱
14、:加入足量 CaCl2溶液,过滤、蒸发、结晶解析:选 C。CO 2中通入适量 O2,少量 CO不能燃烧,A 错误;将 O2和 N2通过炽热的铜粉,这样参加反应的将是 O2,B 错误;碳酸钙与稀盐酸反应,石英即二氧化硅不与稀盐酸反应,再过滤,这样就可以除掉石英中的碳酸钙,C 正确;氧化钠会与 CaCl2溶液中的水反应,D 错误。物质分离和提纯的原则与注意事项(1)原则“两不”和“两易”两不:不增(不增加新的杂质);不减(不减少被提纯物质)。8两易:易分离(被提纯物质与杂质易分离);易复原(被提纯的物质易恢复原来的组成状态)。 (2)注意事项除杂试剂须过量;过量试剂须除尽;除去多种杂质时要考虑加入
15、试剂的先后顺序,选择最佳的除杂途径。下列除杂方案错误的是( )选项 被提纯的物质 杂质 除杂试剂除杂方法A CO(g) CO2(g)NaOH 溶液、浓 H2SO4洗气B NH4Cl(aq) Fe3 (aq) NaOH溶液 过滤C Cl2(g) HCl(g)饱和食盐水、浓H2SO4洗气D Na2CO3(s) NaHCO3(s) 灼烧解析 ACO 2与 NaOH溶液反应生成 Na2CO3,而 CO与 NaOH溶液不反应,A 选项正确;B.NaOH溶液不仅与 Fe3 反应也会与 NH 发生反应,B 选项错误;C.HCl 极易溶于水,而4Cl2在饱和食盐水中溶解度较小,C 选项正确;D.加热灼烧可以使
16、 NaHCO3固体分解,且生成Na2CO3,D 选项正确。答案 B(1)除去 NaHCO3溶液中的 Na2CO3的方法是_。(2)除去 CuSO4溶液中的 Fe2(SO4)3的方法是_。(3)除去 SO2气体中的 HCl气体的试剂是_,方法是_。答案:(1)通入足量 CO2 (2)加入 CuO或 Cu(OH)2等调节 pH,然后过滤 (3)饱和NaHSO3溶液 洗气气体除杂的三个要点(1)选择除杂试剂的依据:主体气体和杂质气体性质的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性等。(2)气体除杂的四个原则:不损失主体气体;不引入新的杂质气体;在密闭装置中进行;先除易除去的气体。(3)常用的除杂装置:洗
17、气瓶、干燥管、U 形管、硬质玻璃管等。 9除杂试剂及方法的选择1下列有关除杂的实验操作不合理的是( )A除去酸性 MgCl2溶液中少量的 FeCl3:加入足量的 Mg(OH)2并过滤B除去 NaCl溶液中少量的 Na2S:加入 AgCl后再过滤C除去苯中的溴单质:加 Na2SO3溶液洗涤,分液D除去氯化钠固体中的少量纯碱:加入足量氯化钙,过滤、蒸发、结晶解析:选 D。A 项,Mg(OH) 2和酸反应促进 Fe3 水解形成 Fe(OH)3沉淀,通过过滤即可除去 Fe(OH)3。B 项,Na 2S和 AgCl反应生成 Ag2S沉淀和 NaCl,过滤除去 Ag2S和剩余的AgCl,即可除去 NaCl
18、溶液中的 Na2S。C 项,溴可与亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应,生成物可溶于水,而苯不溶于水,然后用分液的方法分离。D 项,能除去杂质纯碱,但又引入了新的杂质 CaCl2。2除去下列常见物质中的杂质,填写表格中的空白:无机混合物 除杂试剂 除杂方法(1)NaCl(NH4Cl)固体(2)FeCl2(FeCl3)溶液(3)FeCl3(FeCl2)溶液(4)I2(SiO2)(5)Fe2O3(Al2O3)(6)NH4Cl(FeCl3)固体(7)炭粉(CuO)(8)Mg粉(Al 粉)答案:(1)加热分解 (2)过量 Fe粉 过滤 (3)Cl 2(4)加热升华 (5)过量 NaOH溶液 过滤 (6)适量氨
19、水 过滤 (7)稀盐酸 过滤 (8)过量 NaOH溶液 过滤物质的分离、提纯在物质制备中的应用3食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量K 、Ca 2 、Mg 2 、Fe 3 、SO 等杂质离子,实验室提纯 NaCl的流程如下:24提供的试剂:饱和 Na2CO3溶液、饱和 K2CO3溶液、NaOH 溶液、BaCl 2溶液、Ba(NO 3)2溶10液、75%乙醇、四氯化碳。(1)欲除去溶液中的 Ca2 、Mg 2 、Fe 3 、SO ,选出 a所代表的试剂,按滴加顺序24依次为_(只填化学式)。(2)用于沉淀的试剂须过量,判断除去 SO 的试剂过量的方法是_。24解析:为除去
20、 Mg2 和 Fe3 可选用 NaOH溶液,除去 SO 选用 BaCl2溶液,过量的24BaCl2溶液要用饱和 Na2CO3溶液来除去,因此只要 BaCl2在 Na2CO3之前加入即可,NaOH 顺序可变;除去 SO 需加试剂 BaCl2溶液,判断 Ba2 过量的方法是取少量沉淀后的上层清24液于一试管中,滴入少量 BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明 SO 已沉淀完全。24答案:(1)NaOH、BaCl 2、Na 2CO3(或 BaCl2、NaOH、Na 2CO3或 BaCl2、Na 2CO3、NaOH)(2)取少量沉淀后的上层清液于一试管中,滴入少量 BaCl2溶液,看是否有沉淀生成,若无
21、沉淀生成,则 SO 已沉淀完全,即所用试剂已过量244下列是制备 CuO的流程图:工业 CuSO4(含 FeSO4) CuSO4溶液 CuSO45H2O CuO(1)步骤的目的是除去不溶性杂质。操作是_。(2)步骤的目的是除铁。操作是滴加 H2O2溶液,稍加热;当 Fe2 转化完全后,慢慢加入 Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以控制溶液 pH3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至 pH1。控制溶液 pH3.5 的原因是_。(3)步骤的目的是得到 CuSO45H2O晶体。其操作是_、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是_。解析:(1)由于不溶性杂质不溶于水,故可采用过滤的方法将其除
22、去。(2)步骤操作:向含有 CuSO4、FeSO 4的溶液中滴加 H2O2,发生反应:2Fe 2 H 2O22H =2Fe3 2H 2O,此时溶液的 pH3.5,而 pH3.5 时,Fe 3 可完全转化为 Fe(OH)3 沉淀,故此时可加入Cu2(OH)2CO3粉末,以中和 H ,控制 pH3.5,同时加热煮沸,使 Fe3 水解趋于完全,生成 Fe(OH)3沉淀,过滤除去 Fe(OH)3沉淀,再加稀硫酸酸化抑制 Cu2 的水解,得到 CuSO4溶液。 (3)通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体,加热烘干时温度不能超过100 ,且需温度恒定,以防温度过高使硫酸铜晶体分解,因此采用水浴加热。
23、答案:(1)溶解、过滤(2)使 Fe3 可全部转化为 Fe(OH)3沉淀,而 Cu2 不会转化为 Cu(OH)2沉淀(3)蒸发浓缩、冷却结晶 受热均匀,温度易于控制在 100 以下过滤操作中的常考热点在过滤操作后,有时需要滤渣,舍弃滤液;有时需要滤液,舍弃滤渣。11(1)需要滤液时,提取母液中的成分的方法例如:在粗盐的提纯实验中,过滤,舍去不溶性杂质(滤渣)后,加热蒸发滤液,当析出大量 NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干,便可获取 NaCl固体。若母液是 CuSO4饱和溶液,可加热蒸发母液,冷却结晶,过滤得 CuSO45H2O晶体。(2)需要滤渣时,得到纯净的滤渣的方法例如:在测定 Na2
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