山東版高考化學總復習專題二十物質(zhì)的檢驗、分離與提純（講解練）教學講練

1、專題二十物質(zhì)的檢驗、分離與提純化學 山東省專用考點清單考點一物質(zhì)的分離與提純1.物質(zhì)分離與提純的區(qū)別(1)物質(zhì)的分離:將混合物中的各組分分離開來,獲得幾種純凈物的過程。(2)物質(zhì)的提純:將混合物中的雜質(zhì)除去而得到目標物質(zhì)的過程。2.物質(zhì)分離與提純的基本原則(1)“四原則”:不增(提純過程中不增加新的雜質(zhì));不減(不減少被提純的物質(zhì));易分離(被提純物質(zhì)與雜質(zhì)容易分離);易復原(被提純物質(zhì)轉(zhuǎn)化后要易復原)。(2)“四必須”:除雜試劑必須過量;過量試劑必須除盡(因為過量試劑可能會引入新的雜質(zhì));選最佳除雜途徑;除去多種雜質(zhì)時必須考慮加入試劑的順序。3.物質(zhì)分離與提純的物理、化學方法(1)物理方法方

2、法適用范圍主要儀器注意點實例蒸發(fā)易溶固體與液體的分離酒精燈、蒸發(fā)皿、玻璃棒a.不斷攪拌;b.最后用余熱加熱,液體不能蒸干;c.液體體積不超過蒸發(fā)皿容積的2/3NaCl(H2O)結晶溶解度受溫度影響差別較大的物質(zhì)的分離NaCl(NaNO3)升華能升華固體與不升華固體的分離酒精燈I2(NaCl)過濾易溶物與難溶物的分離漏斗、燒杯、玻璃棒a.一貼、二低、三靠;b.沉淀要洗滌; c.定量實驗要“無損”NaCl(CaCO3)萃取提取在互不相溶的溶劑中溶解度不同的溶質(zhì)分液漏斗a.查漏;b.對萃取劑的要求;c.使漏斗內(nèi)外大氣相通;d. 上層液體從上口倒出從溴水中提取Br2分液分離互不相溶且密度相差較大的液體

3、分液漏斗 分離乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液蒸餾分離沸點不同的液態(tài)混合物蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計、牛角管、錐形瓶a.溫度計水銀球位于蒸餾燒瓶支管口處;b.冷凝水從下口通入;c.加碎瓷片乙醇和水滲析分離膠體與混在其中的分子、離子半透膜更換蒸餾水淀粉與NaCl鹽析加入某些鹽,使溶質(zhì)的溶解度降低而析出燒杯用固體鹽或濃溶液蛋白質(zhì)溶液、硬脂酸鈉和甘油洗氣溶解度不同的氣體的分離洗氣瓶氣體長進短出CO2(HCl)液化沸點不同的氣體的分離U形管常用冰水冷卻SO2(SO3)方法原理雜質(zhì)成分沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀Cl-、S、C、Mg2+、Fe3+氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體C、HC、S、HS、S2-、N雜轉(zhuǎn)純法

4、將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)雜質(zhì)與被提純物含有不同價態(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 (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,用熱的銅粉除去N2中的O2(2)化學方法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進行分離如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3電解法利用電解原理除去雜質(zhì),含雜質(zhì)的金屬作陽極、純金屬(M)作陰極,含M的鹽溶液作電解質(zhì)溶液方法原理雜質(zhì)成分考點二物質(zhì)的檢驗與鑒別1.物質(zhì)檢驗的分類分類不同點相同點鑒

5、定根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì),對一種物質(zhì)分別檢驗出陰、陽離子或組成元素均需根據(jù)物質(zhì)的特征或特殊性質(zhì),選擇恰當?shù)脑噭┖头椒?準確觀察反應中顏色的變化、沉淀的生成或溶解、氣體的生成等現(xiàn)象加以判定鑒別對兩種或兩種以上的物質(zhì)進行辨認、區(qū)分推斷通過已知實驗事實,根據(jù)性質(zhì)分析,推出被檢物質(zhì)的組成,寫出其化學式或名稱(1)物質(zhì)檢驗的方法1)物理方法:常利用物質(zhì)的物理性質(zhì)和特征進行檢驗,如顏色、氣味、溶解性、狀態(tài)、焰色反應等。2)化學方法:利用物質(zhì)發(fā)生化學反應時表現(xiàn)出的一些特殊現(xiàn)象,結合指示劑和反應條件進行檢驗。(2)物質(zhì)檢驗時對化學反應和實驗操作的基本要求1)反應要有明顯的現(xiàn)象特征,如溶液顏色的改變、沉淀的生成或溶解、

6、氣體的產(chǎn)生等。2)反應要在適宜的條件下進行,如溶液的酸堿性、濃度、溫度等條件的選擇。3)物質(zhì)檢驗時常需排除干擾物的影響,如用Ba2+檢驗S應排除S、C等的干擾。2.物質(zhì)檢驗的方法和步驟4)當試樣是固體時,一般需要先將少量試樣溶解,觀察溶解后溶液的顏色,在溶解過程中有無氣體產(chǎn)生、有無沉淀生成以及沉淀的顏色等。5)在檢驗試樣或配好的試樣溶液中是否含有某種物質(zhì)時,每次應取少量進行實驗。(3)物質(zhì)檢驗的步驟:取少許試樣溶解加入試劑觀察現(xiàn)象得出結論。知能拓展掌握常見氣體和離子的檢驗1.常見氣體的檢驗氣體檢驗方法和現(xiàn)象化學方程式H2(1)純凈的氫氣在空氣中燃燒,火焰呈淡藍色,罩在火焰上方的冷且干燥的燒杯內(nèi)

7、壁有水珠產(chǎn)生(2)點燃不純的氫氣有爆鳴聲2H2+O22H2OCO2通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2OO2能使帶火星的木條復燃C+O2CO2Cl2黃綠色氣體,能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變?yōu)樗{色Cl2+2KI 2KCl+I2HCl硝酸銀溶液吸收HCl氣體后,產(chǎn)生白色沉淀HCl+AgNO3 AgCl+HNO3SO2(1)能使品紅溶液褪色(加熱后恢復紅色)(2)使澄清石灰水變渾濁SO2+Ca(OH)2 CaSO3+H2ONO在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色2NO+O2 2NO2NO2紅棕色氣體,能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍(但不與AgNO3溶液反應)3NO2+H2O 2HNO3

8、+NO8HNO3+6KI 6KNO3+3I2+2NO+4H2O氣體檢驗方法和現(xiàn)象化學方程式NH3(1)能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(2)用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近,能產(chǎn)生白煙(1)NH3+H2ONH3H2ON +OH-(2)NH3+HClNH4ClCO(1)點燃,安靜燃燒,火焰呈淡藍色(2)通過灼熱的黑色氧化銅時,能還原出紅色的銅(1)2CO+O2 2CO2(2)CuO+CO Cu+CO2氣體檢驗方法和現(xiàn)象化學方程式2.常見陽離子的檢驗常見陽離子試劑或方法實驗現(xiàn)象H+紫色石蕊試液變紅活潑金屬(如Zn)或Na2CO3溶液有無色無味氣體產(chǎn)生Na+焰色反應黃色火焰K+焰色反應紫色火焰(透過藍色鈷玻璃)M

9、g2+NaOH溶液白色沉淀,不溶于過量的堿Al3+NaOH溶液 白色沉淀,溶于過量的強堿Fe2+NaOH溶液白色沉淀灰綠色紅褐色先加KSCN溶液,再加氯水加KSCN溶液無明顯變化,再加氯水溶液變?yōu)榧t色K3Fe(CN)6溶液產(chǎn)生藍色沉淀Fe3+NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀KSCN溶液溶液呈紅色苯酚溶液溶液呈紫色Cu2+NaOH溶液藍色沉淀,加熱則沉淀變黑NNaOH溶液,加熱產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體 Ba2+硫酸(或硫酸鹽溶液)和稀硝酸產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀Ag+鹽酸和稀硝酸產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀常見陽離子試劑或方法實驗現(xiàn)象3.常見陰離子的檢驗常見陰離子試劑或方法實驗現(xiàn)象OH-無色

10、酚酞試液、紫色石蕊試液、紅色石蕊試紙、pH試紙分別變?yōu)榧t色、藍色、藍色、藍色Cl-加入AgNO3溶液、稀硝酸白色沉淀(AgCl),不溶于稀硝酸Br-加入AgNO3溶液、稀硝酸淺黃色沉淀(AgBr),不溶于稀硝酸加入氯水后振蕩,滴入少許四氯化碳分層,下層呈橙紅色I-加入AgNO3溶液、稀硝酸黃色沉淀(AgI),不溶于稀硝酸加入氯水后振蕩,滴入少許四氯化碳分層,下層呈紫紅色加入氯水和淀粉溶液溶液變藍S先加入鹽酸再加入BaCl2溶液加入鹽酸時無現(xiàn)象,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀(BaSO4)S加入鹽酸或硫酸產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體(SO2)加BaCl2溶液、鹽酸白色沉淀(BaSO3),溶于鹽

11、酸,產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體 (SO2)S2-加入鹽酸產(chǎn)生具有臭雞蛋氣味的氣體(H2S)加入Pb(NO3)2溶液或CuSO4溶液生成黑色的沉淀(PbS或CuS)常見陰離子試劑或方法實驗現(xiàn)象常見陰離子試劑或方法實驗現(xiàn)象C加入CaCl2或BaCl2溶液、稀鹽酸、澄清的石灰水白色沉淀(CaCO3或BaCO3),沉淀溶于稀鹽酸,產(chǎn)生無色、無味氣體(CO2),氣體能使澄清的石灰水變渾濁加入鹽酸、澄清的石灰水;CaCl2溶液加入鹽酸,產(chǎn)生無色、無味的氣體(CO2),該氣體能使澄清的石灰水變渾濁;向原溶液中加入CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀(CaCO3)HC加入鹽酸、澄清的石灰水;CaCl2溶液加入鹽酸,

12、產(chǎn)生無色、無味的氣體(CO2),該氣體能使澄清的石灰水變渾濁;向原溶液中加入CaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象Si加入稀硝酸白色膠狀沉淀(H2SiO3)N向濃溶液中加入銅片、濃硫酸、加熱放出紅棕色、有刺激性氣味的氣體(NO2)Al加入鹽酸先生成白色沉淀Al(OH)3后沉淀溶解例(2019濟寧期末,6)下列關于某些離子的檢驗及結論,一定正確的是()A.加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體,將該氣體通入澄清石灰水中變渾濁,則一定有CB.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸,沉淀不消失,則一定有SC.加入濃燒堿溶液加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,則一定有ND.加入Na2CO3溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸,白色

13、沉淀消失,則一定有Ba2+ 解題導引離子的檢驗需要注意加入試劑的順序以及其他離子的干擾。解析能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體可能是CO2或SO2,且兩種氣體均無色,則溶液中的離子可能是C、HC、S或HS,A項錯誤;加入氯化鋇產(chǎn)生不溶于鹽酸的白色沉淀,沉淀可能是BaSO4或AgCl,B項錯誤;能夠使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體只有NH3,C項正確;與碳酸鈉反應產(chǎn)生的白色沉淀可能是CaCO3或BaCO3等,D項錯誤。答案C實踐探究1.要實現(xiàn)物質(zhì)的分離、提純,需要對常見物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)的特點、相同點、差異點熟練掌握,進而針對差異點選擇合適的方法,并排除干擾。如固液分離、分離互不相溶的溶液、分離互

14、溶的溶液等物理方法;如沉淀法、氣體法、氧化還原法等化學方法。例1(2019廣東深圳二模,10)NiSO46H2O易溶于水,其溶解度隨溫度升高明顯增大。以電鍍廢渣(主要成分是NiO,還有CuO、FeO等少量雜質(zhì))為原料制備該晶體的流程如下,下列說法錯誤的是()A.溶解廢渣時不能用稀鹽酸代替稀H2SO4B.除去Cu2+可采用FeSC.流程中ab的目的是富集NiSO4D.“操作I”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶解題導引物質(zhì)的分離提純思路:確定目標產(chǎn)物、雜質(zhì);分析兩者物理性質(zhì)、化學性質(zhì)的差異;根據(jù)性質(zhì)差異選擇分離提純方法;檢查是否滿足分離除雜的基本原則“不增、不減、易分、易復原”。解析該流程在除去Cu2+和Fe

15、2+后加入Na2CO3溶液沉淀Ni2+,所以溶解廢渣時可用稀鹽酸代替稀H2SO4,對制備不會有影響,故A錯誤;CuS比FeS更難溶,向含有Cu2+溶液中加入FeS會發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化生成CuS,可除去Cu2+,故B正確;將Ni2+先轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀,再加適量稀硫酸溶解,可提高NiSO4的濃度,故C正確;該晶體為結晶水合物,從溶液中得到晶體的實驗操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶,故D正確。答案A題目價值本題考查物質(zhì)除雜方法的選擇,涉及元素及其化合物的性質(zhì)及實驗基本操作,體現(xiàn)了科學探究與創(chuàng)新意識的學科核心素養(yǎng)。2.熟練掌握常見離子、常見氣體的檢驗方法、對應的現(xiàn)象,能找出物質(zhì)檢驗中的干擾因素,并能采取合適的

16、排除干擾措施,培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的學科素養(yǎng),運用化學反應原理解決簡單的化學實際問題。例2(2019天津河西二模,5)下列實驗操作、現(xiàn)象與對應的結論或解釋正確的是()選項操作現(xiàn)象結論或解釋A用潔凈鉑絲蘸取某溶液進行焰色反應火焰呈黃色原溶液中有Na+,無K+B將CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入盛有少量酸性KMnO4的溶液的燒杯中溶液紫色褪去CH3CH2Br發(fā)生消去反應,且氣體產(chǎn)物為乙烯C向AgNO3溶液中滴加過量氨水得到澄清溶液Ag+與NH3H2O能大量共存D向盛有少量溴水的分液漏斗中加入裂化汽油,充分振蕩,靜置上、下層液體均近無色裂化汽油不可用作溴的萃取溶劑解析鉀元素的焰色需要通過藍色鈷玻璃觀察,火焰呈黃色,只能說明有鈉元素,不能說明不含K+,故A