通用版2019版高考化学一轮复习第十章化学实验第2节物质的分离和提纯学案新人教版20190122134.doc
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1、1第 2节 物质的分离和提纯【考纲要求】掌握常见物质分离和提纯的方法。考点一 物质分离、提纯常用的物理方法学生用书 P1541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、提纯常用的物理方法及装置(1)固体与液体的混合物方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明过滤难溶固体与液体混合物碳酸钙悬浊液、泥水等(1)一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;(2)二低:滤纸低于漏斗口,液面低于滤纸边缘;(3)三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内壁蒸发结晶溶质的溶解度
2、受温度变化影响较小从 NaCl溶液中提取NaCl晶体NaHCO3、FeCl 3、Na 2SO3等的水溶液在加热蒸干后得不到原来的溶质(2)固体与固体的混合物方法 适用条件 实例 说明溶解、过滤在某种试剂中一种可溶而另一种不溶的固碳酸钠和碳酸钙沉淀的洗涤方法是沿玻璃棒向过滤器中加2体混合物 蒸馏水至淹没沉淀,静置,待液体全部流下,再重复 23 次,然后通过检验洗涤液(滤液),判断是否洗净结晶用于溶解度随温度变化相差较大的可溶性固体混合物除去 KNO3中混有的少量 NaCl若结晶一次纯度达不到要求,则需要重复进行一次,称为重结晶升华分离某种组分易升华的混合物分离 I2和 NaCl固体应与物质的分解
3、反应相区分,如 NH4ClNH3= = = = = HCl(3)液体与液体的混合物方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明萃取、分液互不相溶的液体混合物分离 CCl4和水等若提取碘水中的碘,分液前要先萃取。分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出蒸馏两种或两种以上互溶的液体,沸点相差较大分离酒精和水蒸馏装置中温度计的水银球要放置在蒸馏烧瓶支管口处;为防暴沸,可在蒸馏烧瓶中放几小块沸石或碎瓷片。冷凝管中水流方向应为“下进上出”31过滤时,为加快过滤速度,可用玻璃棒搅拌漏斗中液体( )2用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇( )3蒸馏时温度计的水银球应插入液体中( )4蒸馏中,
4、冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出( )5利用加热的方法分离 NH4Cl和 I2的固体混合物( )答案:1. 2. 3. 4. 5.题组一 考查根据物理性质选择分离方法1我国明代本草纲目中收载药物 1 892种,其中“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上其清如水,味极浓烈,盖酒露也。 ”这里所用的“法”是指( )A萃取 B渗析C蒸馏 D干馏解析:选 C。由信息可知, “蒸令气上” ,则利用互溶混合物的沸点差异分离,则该法为蒸馏。2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 除去 KCl中的 MnO2 蒸发结晶 溶解度不同B 除去
5、碘中的 NaCl 加热、升华 NaCl的熔点高,碘易升华C 分离 KNO3和 NaCl 重结晶 KNO3的溶解度大于 NaClD 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,除去 KCl中的 MnO2应采用过滤的方法;B 项,碘易升华,加热可分离;C 项,利用重结晶方法分离 KNO3和 NaCl是利用 KNO3的溶解度受温度的影响大于NaCl;D 项,食用油和汽油互溶,但沸点不同,应用蒸馏的方法分离。3现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物,已知它们的性质如表所示,据此将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是( )物质 分子式熔点()沸点()密度(gcm3 )溶解性乙二醇 C2H6
6、O2 11.5 198 1.11易溶于水和酒精丙三醇 C3H8O3 17.9 290 1.26能跟水、酒精以任意比互溶4A.萃取法 B结晶法C分液法 D蒸馏法解析:选 D。根据表中的信息知乙二醇和丙三醇的沸点差别较大,因而选用蒸馏法分离。依据物质的物理性质选择分离(提纯)方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)(2)“固液”混合物的分离(提纯)题组二 考查物理方法分离、提纯装置图的判断4下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )5A利用图 1装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体B利用图 2装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分C利用图 3装置可分离 CH3CH2O
7、H和 CH3COOC2H5D利用图 4和图 1可进行粗盐提纯解析:选 D。加热 FeCl3溶液,促进盐类水解,直接蒸干得到的是 Fe(OH)3或 Fe2O3,A项错误;石油分馏时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,B 项错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,C 项错误。5从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作,下列对应的装置合理、操作规范的是( )解析:选 D。 A项,灼烧应选用坩埚,错误;B 项,应用玻璃棒引流,且漏斗下端尖口处要紧贴烧杯内壁,错误;C 项,碘的苯溶液应从上口倒出,错误。考点二 物质分离、提纯常用的化学方法学生用书 P1561物质分离、
8、提纯常用的化学方法方法 原理 杂质成分沉淀法 将杂质离子转化为沉淀Cl 、SO 、CO 及能形成弱碱的阳离24 23子气化法 将杂质离子转化为气体CO 、HCO 、SO 、HSO 、23 3 23 3S2 、NH 46杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)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溶液除去 CO2中的 SO2,用灼热的铜网除去 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等酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离如用
9、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,含 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2.除杂“四原则”(1)不增,不得引入新杂质;(2)不减,尽量不减少被提纯和分离的物质;(3)易分,应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离;(4)易复原,被提纯物质转化后要易被复原。3除杂操作“四注意”(1)除杂试剂要过量;(2)过量试剂需除
10、去;(3)选择的途径要最佳;(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。除去下列常见物质中的杂质,完成表格。序号 原物质 所含杂质 除杂质试剂 CO CO2 _ CO2 CO _ CO2 HCl _ Cl2 HCl _ 碳粉 CuO _ Fe2O3 Al2O3 _7 NaCl溶液 NaHCO3 _ FeCl3溶液 FeCl2 _ FeCl2溶液 FeCl3 _ 乙烷 C2H4 _ 乙醇 水(少量) _答案:NaOH 溶液 灼热的 CuO 饱和 NaHCO3溶液 饱和食盐水 稀酸(如稀盐酸) NaOH 溶液 稀盐酸 Cl 2 Fe 溴的四氯化碳溶液 新制 CaO题组一 考查分离、提纯化学方法的
11、选择1下列有关说法正确的是( )A分离 Fe2O3、Al 2O3的操作依次为溶解、过滤、灼烧B蒸馏、过滤、分液、洗气四种分离物质的方法,均不可能发生化学变化C通入过量 CO2可除去 NaHCO3溶液中的杂质 Na2CO3D向 MgCl2溶液中加入 CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质 FeCl3解析:选 C。若用过量 NaOH溶解 Fe2O3、Al 2O3的混合物,过滤后可得到 Fe2O3和NaAlO2溶液,灼烧 NaAlO2溶液时无法得到 Al2O3,同理分析可知用过量的酸溶解上述混合物也无法经题述三步操作得到两种氧化物,A 错误;洗气可能会发生化学变化,B 错误;在溶液中 Na2CO3
12、与 CO2反应可得到 NaHCO3,C 正确;虽然 CaCO3粉末可促使 Fe3 水解彻底形成 Fe(OH)3沉淀,但又会引入新杂质 Ca2 ,D 错误。2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除去石英中的少量碳酸钙:用稀盐酸溶解后过滤D除去氯化钠固体中的少量纯碱:加入足量氯化钙溶液,过滤、蒸发、结晶解析:选 D。A 项,Mg(OH) 2和 H 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和剩余的 Mg(OH)2
13、;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;C 项,碳酸钙能够溶解于稀盐酸生成可溶的 CaCl2,通过过滤可得到纯净的石英;D 项,能除去杂质纯碱,但又引入了新的杂质 CaCl2。题组二 考查物质分离、提纯实验方案的分析3下列除杂方案正确的是( )选项 待提纯物质 杂质 除杂试剂 除杂方法A CO2(g) CO(g) O2 点燃B CuCl2(aq) FeCl3(aq) NaOH溶液 过滤8C Cl2(g) HCl(g)饱和 NaHCO3溶液洗气D Na2CO3(s) NaHCO3(s) 灼烧解析:选 D。 A选项,无法控制 O2的
14、用量,易引入新杂质,且 CO2中混有少量 CO不易燃烧,错误;B 选项,会引入新的杂质NaCl(aq),且易使 CuCl2也形成沉淀,错误;C 选项,HCl 与饱和 NaHCO3溶液反应生成 CO2,会引入新的杂质,且 Cl2也能与饱和 NaHCO3溶液反应,错误;D 选项,灼烧 Na2CO3与 NaHCO3的混合物,NaHCO 3分解生成 Na2CO3,不引入其他杂质,正确。4下列实验的装置、试剂选用不合理的是( )选项 实验目的 选用装置 选用试剂A 除去 Cl2中少量的 HCl、H 2O 甲 试剂 a为饱和氯化钠溶液B 除去 NH3中少量的 H2O 乙 试剂 b为无水氯化钙C 除去 H2
15、中少量的 HCl、H 2O 乙 试剂 b为碱石灰D 除去 N2中少量的 O2 丙 足量铜网解析:选 B。A 选项合理,甲装置中饱和氯化钠溶液可除去 HCl,浓硫酸可除去H2O;B 选项不合理,干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收 NH3;C 选项合理,干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠,可除去 HCl和 H2O;D 选项合理,在加热条件下,O 2可与丙装置中的铜网反应而被除去。学生用书 P1571(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
16、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9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(2016高考北京卷)下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的
17、是( )A.冷水浸泡 B.加热煎制 C.箅渣取液 D.灌装保存解析:选 C。过滤是常用的物质分离方法,适用于固液分离,C 项符合题意;A 项和 B项均为浸取,D 项为溶液的转移,A 项、B 项、D 项均不符合题意。3.(2016高考上海卷)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是( )A操作是过滤,将固体分离除去B操作是加热浓缩,趁热过滤,除去杂质氯化钠C操作是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来D操作总共需两次过滤解析:选 C。KNO 3中混有 NaCl应提纯 KNO3,将它们都溶于水,并降温结晶,因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高,NaCl 的溶解度随温度
18、的升高而基本无明显变化。故操作是在烧杯中加水溶解,操作是蒸发浓缩,得到较高温度下的 KNO3饱和溶液,操作为冷却结晶,利用溶解度差异使 KNO3结晶析出,过滤,洗涤,干燥即得 KNO3晶体。4(2017高考天津卷)以下实验设计能达到实验目的的是( )实验目的 实验设计A 除去 NaHCO3固体中的 Na2CO3 将固体加热至恒重B 制备无水 AlCl3 蒸发 Al与稀盐酸反应后的溶液C 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶D 鉴别 NaBr和 KI溶液 分别加新制氯水后,用 CCl4萃取解析:选 D。除去 NaHCO3固体中的 Na2CO3,可加水溶解制成饱和溶液,通入足量 CO21
19、0气体,结晶,过滤,A 项错误;制备无水 AlCl3时,应将 AlCl3溶液在 HCl氛围中蒸发,B项错误;重结晶提纯苯甲酸时,应将粗品制成其热饱和溶液,趁热过滤,再冷却结晶,C项错误;鉴别 NaBr和 KI溶液,分别加入新制氯水后,用 CCl4萃取,Br 2的 CCl4溶液呈橙色,I 2的 CCl4溶液呈紫红色,D 项正确。5(2016高考全国卷,26,14 分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于_。(2)如图是某学生的过滤操作示意
20、图,其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3 稀 盐 酸 、 煮 沸 、 过 滤 滤液 氨 水 和 双 氧 水 冰 浴 过 滤 白 色结 晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈_性(填“酸” “碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_,该反应需要在冰浴下进行,原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙
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