2023屆一輪復(fù)習(xí)人教版 第34講　物質(zhì)的分離與提純 學(xué)案（浙江專用）

1、第34講物質(zhì)的分離與提純內(nèi)容要求1.初步學(xué)會物質(zhì)分離與提純等化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識和基本技能。2.學(xué)習(xí)研究物質(zhì)性質(zhì),探究反應(yīng)規(guī)律,進(jìn)行物質(zhì)分離、提純等不同類型化學(xué)實(shí)驗(yàn)及探究活動的核心思想與基本方法。3.體會實(shí)驗(yàn)條件控制對完成實(shí)驗(yàn)及探究活動的作用。4.必做實(shí)驗(yàn):用化學(xué)沉淀法去除粗鹽中的雜質(zhì)離子。知識點(diǎn)1物質(zhì)分離提純常用的物理方法一、分離、提純的含義分離:將混合物中各組分分離,獲得多種純凈物。提純:將混合物中的雜質(zhì)除去獲得純凈物的過程。二、物質(zhì)分離、提純的常用物理方法1.過濾適用范圍把不溶性固體與液體進(jìn)行分離注意事項(xiàng)(若濾液渾濁,需再次過濾)一貼濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁二低濾紙邊緣低于漏 斗口液面低于濾紙邊緣三

2、靠燒杯緊靠玻璃棒玻璃棒緊靠三層濾紙?zhí)幝┒废露司o靠燒杯內(nèi)壁2.蒸發(fā)適用范圍分離易溶性固體的溶質(zhì)和溶劑注意事項(xiàng)玻璃棒的作用:攪拌,防止液體局部過熱而飛濺停止加熱的標(biāo)準(zhǔn):當(dāng)有大量晶體析出時停止加熱,利用余熱蒸干3.萃取和分液適用范圍萃取:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來分液:分離兩種互不相溶且易分層的液體注意事項(xiàng)溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大萃取劑與原溶劑不反應(yīng)、不相溶萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng)常用的萃取劑是苯或CCl4,一般不用酒精作萃取劑分液時,分液漏斗中的下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出4.蒸餾適用范圍分離沸點(diǎn)相差較大且互溶的液體

3、混合物注意事項(xiàng)溫度計的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處蒸餾燒瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸冷凝管水流方向?yàn)橄驴谶M(jìn),上口出5.升華適用范圍某種組分易升華的混合物,利用物質(zhì)升華的性質(zhì)在加熱條件下分離的方法注意事項(xiàng)如NaCl固體中的I2可用該方法,但NH4Cl固體中的I2不能用升華的方法分離三、混合物分離(提純)物理方法的選擇1.“固+固”混合物的分離(提純)2.“固+液”混合物的分離(提純)3.“液+液”混合物的分離(提純)四、分離、提純的創(chuàng)新裝置1.過濾裝置的創(chuàng)新抽濾由于水流的作用,使裝置a、b中氣體的壓強(qiáng)減小,故使過濾速率加快2.蒸餾裝置的創(chuàng)新由于冷凝管豎立,使液體混合物能冷凝回流,若以此容器

4、作反應(yīng)容器,可使反應(yīng)物循環(huán)利用,提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率1.過濾時,為加快過濾速率,可用玻璃棒攪拌漏斗中液體。()2.蒸發(fā)結(jié)晶時,加熱至有大量晶體析出,即停止加熱。()3.根據(jù)食用油和汽油的密度不同,可選用分液的方法分離。()4.用苯萃取出溴水中的溴,再用蒸餾的方法分離溴與苯。()5.提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉,應(yīng)采用在較高溫度下制得濃溶液再冷卻結(jié)晶、過濾、干燥的方法。()答案:1.2.3.4.5.1.乙酰苯胺是一種具有解熱鎮(zhèn)痛作用的白色晶體,某種乙酰苯胺樣品中混入了少量氯化鈉雜質(zhì)。已知:20 時乙酰苯胺在乙醇中的溶解度為36.9 g氯化鈉可分散在乙醇中形成膠體乙酰苯胺在水中的溶解度如下表:溫度/

5、 255080100溶解度/ g0.560.843.55.5下列提純乙酰苯胺使用的溶劑和操作方法都正確的是(C)A.水;分液B.乙醇;過濾C.水;重結(jié)晶D.乙醇;重結(jié)晶解析:A.乙酰苯胺和氯化鈉可以溶于水中,不會出現(xiàn)分層,故不能通過分液分離,錯誤;B.乙酰苯胺可以溶于乙醇中,故乙酰苯胺和乙醇不能通過過濾分離,錯誤;C.乙酰苯胺在水中的溶解度隨溫度變化較大,而氯化鈉的溶解度隨溫度變化較小,故采用重結(jié)晶法提純乙酰苯胺,正確;D.乙酰苯胺在乙醇中溶解度大,不能通過重結(jié)晶提純分離,錯誤。2.實(shí)驗(yàn)室提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀的過程如圖所示。下列分析正確的是(C)A.操作是過濾,將固體分離除去B.操作是

6、加熱濃縮、趁熱過濾,除去雜質(zhì)氯化鈉C.操作是過濾、洗滌,將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來D.操作總共需兩次過濾解析:提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀,將它們都溶于水,蒸發(fā)濃縮并降溫結(jié)晶。因?yàn)镵NO3的溶解度隨溫度的升高增大程度較大,NaCl的溶解度隨溫度的升高而基本無明顯變化。操作是在燒杯中加水溶解,操作是蒸發(fā)濃縮,得到較高溫度下的KNO3飽和溶液,操作為冷卻結(jié)晶,利用溶解度差異使KNO3結(jié)晶析出,過濾、洗滌、干燥即得KNO3晶體。3.(2020山東卷)實(shí)驗(yàn)室分離Fe3+和Al3+的流程如下:已知Fe3+在濃鹽酸中生成黃色配離子FeCl4-,該配離子在乙醚(Et2O,沸點(diǎn)34.6 )中生成締合物Et2

7、OH+FeCl4-。下列說法錯誤的是(A)A.萃取振蕩時,分液漏斗下口應(yīng)傾斜向下B.分液時,應(yīng)先將下層液體由分液漏斗下口放出C.分液后水相為無色,說明已達(dá)到分離目的D.蒸餾時選用直形冷凝管解析:萃取振蕩時,應(yīng)蓋上分液漏斗上方的瓶塞,關(guān)閉旋塞,將分液漏斗下口傾斜向上,A項(xiàng)錯誤;液體分層后,先將下層液體由分液漏斗下口放出,關(guān)閉旋塞,再從上口倒出上層液體,B項(xiàng)正確;加入乙醚萃取后,Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Et2OH+FeCl4-,則分液后水相為無色,說明已達(dá)到分離目的,C項(xiàng)正確;蒸餾時選用直形冷凝管,便于餾分流出,D項(xiàng)正確。知識點(diǎn)2物質(zhì)分離提純常用的化學(xué)方法一、物質(zhì)分離、提純常用的化學(xué)方法化學(xué)方法原理舉例

8、沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀如除產(chǎn)品中所含雜質(zhì)離子Cl-、SO42-、CO32-及Mg2+、Ca2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+等氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體如除產(chǎn)品中所含雜質(zhì)離子CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、NH4+等雜轉(zhuǎn)純法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)雜質(zhì)中含不同價態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、同一種酸的正鹽與酸式鹽(對應(yīng)用酸、酸酐或堿)氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的 雜質(zhì)如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼熱的銅網(wǎng)除去N2中的O2熱分解法加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異

9、進(jìn)行分離如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3調(diào)pH法加入試劑調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液中某種成分生成沉淀而除去如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等調(diào)節(jié)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去電解法利用電解原理除去雜質(zhì)如精煉Cu二、分離、提純物質(zhì)遵循的“四原則”“三必須”三、常見氣體的除雜方法氣體(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑C2H2(H2S)CuSO4溶液H2(NH3)濃硫酸Cl2(HCl)飽和NaCl溶液CO2(HCl)飽和NaHCO3溶液SO2(HCl)飽和NaHSO3溶液CO2(SO2)飽和NaHCO3溶液CO2(CO)灼熱CuO

10、CO(CO2)NaOH濃溶液N2(O2)灼熱銅網(wǎng)CH4(CH2CH2、CHCH)溴水四、常見固體或溶液的除雜方法物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑或方法化學(xué)方程式或原理Na2CO3固體(NaHCO3)加熱2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2FeCl3溶液(FeCl2)通Cl22FeCl2+Cl22FeCl3NaHCO3溶液(Na2CO3)通CO2CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加過量銅粉,過濾Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2AgFe2O3(Al2O3)加過量NaOH溶液,過濾Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2ONH4Cl溶液(FeCl3

11、)加適量氨水,過濾FeCl3+3NH3H2OFe(OH)3+3NH4ClC(CuO)加過量稀鹽酸,過濾CuO+2HClCuCl2+H2OCuS(FeS)加過量稀鹽酸,過濾FeS+2HClFeCl2+H2S鎂粉(鋁粉)加過量NaOH溶液,過濾2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H21.通過溴水除去乙烯中混有的SO2。()2.除去BaCO3固體中混有的BaSO4:加入過量鹽酸,過濾、洗滌。()3.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液。()4.除去Cu粉中混有的CuO:加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥。()5.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有酸性

12、KMnO4溶液、濃硫酸的洗氣瓶。()6.制取并純化氫氣的實(shí)驗(yàn)過程:向稀鹽酸中加入鋅粒,將生成的氣體依次通過NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液。()答案:1.2.3.4.5.6.1.下表中除去物質(zhì)中雜質(zhì)選用的試劑或操作方法正確的一組是(C)序號物質(zhì)雜質(zhì)除去雜質(zhì)選用的試劑或操作方法KNO3溶液KOH加入適量FeCl3溶液,并過濾FeSO4溶液CuSO4加入過量鐵粉,并過濾H2CO2通過盛有足量NaOH溶液的洗氣瓶,再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶NaNO3CaCO3溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶A.B.C.D.解析:加入氯化鐵會引入雜質(zhì)Cl-,故不正確;加入鐵粉置換出銅,通過過濾除去銅及過量的鐵粉,故正確;利用氫

13、氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w,再用濃硫酸干燥氫氣,故正確;碳酸鈣不溶于水,溶解后過濾,再蒸發(fā)結(jié)晶即可得到純凈的NaNO3,故正確。2.現(xiàn)有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┏ト芤褐械腘aCl和Na2SO4,從而得到純凈的NaNO3溶液。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程可用如圖表示:請回答下列問題:(1)試劑X最好是(填化學(xué)式),檢驗(yàn)X是否加入過量的方法是。(2)寫出步驟反應(yīng)的離子方程式: 。(3)按此實(shí)驗(yàn)方案得到的溶液3中肯定含有(填化學(xué)式,下同)雜質(zhì),為了除去該雜質(zhì),可以向溶液3中加入過量的,之后若要獲得純NaNO3固體,還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是(填操作名稱)、冷卻結(jié)晶、過濾。解析:(

14、1)加入過量X的目的是除去SO42-,而不引入新雜質(zhì),則X最好是Ba(NO3)2溶液,若Ba(NO3)2過量,則溶液中不含SO42-,檢驗(yàn)Ba(NO3)2是否加入過量的方法是溶液靜置分層后,繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液,看有無沉淀生成。(2)步驟加入過量AgNO3除去Cl-,反應(yīng)的離子方程式是Ag+Cl-AgCl。(3)加入過量Na2CO3溶液除去Ba2+、Ag+,溶液3中含有NaNO3、Na2CO3,雜質(zhì)是Na2CO3,硝酸和碳酸鈉反應(yīng)生成硝酸鈉、二氧化碳和水,為了除去Na2CO3,可以向溶液3中加入過量的HNO3;之后若要獲得純NaNO3固體,還需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。

15、答案:(1)Ba(NO3)2溶液靜置分層后,繼續(xù)滴加Ba(NO3)2溶液,看有無沉淀生成(2)Ag+Cl-AgCl(3)Na2CO3HNO3蒸發(fā)濃縮 分離、提純題的答題步驟第一步:確定被提純物質(zhì)與除雜對象對比兩者物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的差異,利用差異性(溶解度差異、密度差異、熔沸點(diǎn)差異、與某些物質(zhì)反應(yīng)的差異性等),選擇合適的分離原理或除雜試劑;除雜試劑除去雜質(zhì)的同時,不消耗被提純物質(zhì),不引入新的雜質(zhì)。第二步:選擇合適的分離或除雜裝置根據(jù)分離原理選擇合適的分離裝置(過濾、分液、蒸餾等);根據(jù)除雜試劑的狀態(tài)及反應(yīng)條件,選擇合適的除雜裝置,液體試劑一般選洗氣瓶,固體試劑一般用干燥管或U形管。第三步:綜合

16、分析,篩選答案綜合分析物質(zhì)分離是否完全,被提純物質(zhì)中的雜質(zhì)是否被除去。當(dāng)堂檢測1.(2020全國卷)下列氣體去除雜質(zhì)的方法中,不能實(shí)現(xiàn)目的的是(A)選項(xiàng)氣體(雜質(zhì))方法ASO2(H2S)通過酸性高錳酸鉀溶液BCl2(HCl)通過飽和的食鹽水CN2(O2)通過灼熱的銅絲網(wǎng)DNO(NO2)通過氫氧化鈉溶液解析:二氧化硫和硫化氫都具有還原性,都能與酸性高錳酸鉀溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能用酸性高錳酸鉀溶液除去二氧化硫中的硫化氫氣體,A項(xiàng)符合題意;HCl極易溶于水,氯氣在飽和食鹽水中溶解度很小,可用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體,B項(xiàng)不符合題意;銅與氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成氧化銅,銅與氮?dú)獠环磻?yīng),故可

17、用灼熱的銅絲網(wǎng)除去氮?dú)庵械难鯕?C項(xiàng)不符合題意;NO2可與NaOH反應(yīng),NO不與NaOH反應(yīng),可用NaOH溶液除去NO中的NO2,D項(xiàng)不符合題意。2.(2020浙江7月選考)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)說法不正確的是(A)A.萃取Br2時,向盛有溴水的分液漏斗中加入CCl4,振蕩、靜置分層后,打開旋塞,先將水層放出B.做焰色試驗(yàn)前,鉑絲用稀鹽酸清洗并灼燒至火焰呈無色C.乙醇、苯等有機(jī)溶劑易被引燃,使用時須遠(yuǎn)離明火,用畢立即塞緊 瓶塞D.可用AgNO3溶液和稀HNO3區(qū)分NaCl、NaNO2和NaNO3解析:分離分液漏斗中的液體時,下層液體從下口流出,上層液體從上口倒出,因四氯化碳密度比水大,在下層,故水層應(yīng)從

18、上口倒出,A項(xiàng)不正確;做焰色試驗(yàn)前,鉑絲應(yīng)用稀鹽酸清洗并灼燒至火焰呈無色,目的是防止其他離子產(chǎn)生干擾,B項(xiàng)正確;乙醇、苯等有機(jī)物易揮發(fā),遇明火易被引燃,使用時須遠(yuǎn)離明火,用畢立即塞緊瓶塞,C項(xiàng)正確;加入硝酸銀得到白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解的是NaCl,加入硝酸銀得到白色沉淀,加入稀硝酸沉淀溶解的是NaNO2,加入硝酸銀得不到沉淀的是NaNO3,D項(xiàng)正確。3.下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是(D)選項(xiàng)目的分離方法原理A分離氫氧化鐵膠體與FeCl3溶液過濾膠體粒子不能通過濾紙B用乙醇提取碘水中的碘萃取碘在乙醇中的溶解度較大C用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體蒸發(fā)MgCl2受熱不分解D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大解析:膠體粒子可以通過濾紙,但不能通過半透膜,故A項(xiàng)錯誤;乙醇與水互溶,致使碘、水、乙醇三者混溶,不能用乙醇萃取的方法進(jìn)行分離,故B項(xiàng)錯誤;用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體,要先升溫蒸發(fā),然后降溫結(jié)晶獲得六水合氯化鎂,然后在干燥氯化氫氣流中加熱得到MgCl2,故C項(xiàng)錯誤;丁醇和乙醚的沸點(diǎn)相差較大,可以用蒸餾的方法分離,故D項(xiàng)正確。4.某化學(xué)興趣小組從含有KI、KNO3等成分的工業(yè)廢水中回收I2和KNO3,其流程如下: