新高考版化學(xué)總復(fù)習(xí)專題十九物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純（講解練）教學(xué)講練

1、專題十九物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純高考化學(xué)考點(diǎn)一物質(zhì)的分離與提純考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)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(biāo)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(fù)原(被提純物質(zhì)轉(zhuǎn)化后要易復(fù)原)。(2)“四必須”:除雜試劑必須過量;過量試劑必須除盡(因?yàn)檫^量試劑引入新的雜質(zhì));必須選最佳除雜途徑;除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的順序。方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例過濾易溶物與難溶物

2、的分離一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;二低:濾紙低于漏斗邊緣,液面低于濾紙邊緣;三靠:燒杯緊靠玻璃棒,玻璃棒輕靠三層濾紙?zhí)?漏斗下端尖嘴處緊靠燒杯內(nèi)壁分離NaCl和CaCO33.物質(zhì)分離和提純的常用物理方法蒸發(fā)結(jié)晶溶質(zhì)的溶解度受溫度變化影響較小用玻璃棒攪拌,防止局部溫度過高;當(dāng)出現(xiàn)大量晶體時(shí),停止加熱,用余熱蒸干從NaCl溶液中提取NaCl晶體方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例冷卻結(jié)晶(重結(jié)晶)分離在同一溶劑中溶解度受溫度變化影響不同的混合物操作過程包括加熱溶解、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到較純的溶解度受溫度變化影響大的晶體;若結(jié)晶一次純度達(dá)不到要求,則需要重復(fù)進(jìn)行一次,稱為重結(jié)晶除去KNO3中混

3、有的少量NaCl方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例蒸餾兩種或兩種以上互溶的液體,沸點(diǎn)相差較大蒸餾裝置中溫度計(jì)的水銀球要放置在蒸餾燒瓶支管口處;為防暴沸,可在蒸餾燒瓶中放幾小塊沸石或碎瓷片;冷凝管中水流方向應(yīng)為“下進(jìn)上出”分離I2和CCl4方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例分液互不相溶的液體混合物分液后下層液體從下口流出,上層液體從上口倒出分離CCl4和水升華分離含易升華組分的混合物碘的升華是物理變化,NH4Cl受熱分解、NH3與HCl遇冷生成NH4Cl是化學(xué)變化,從混合物中加熱分離出碘和NH4Cl方法相似,原理不同分離I2和NaCl固體方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例滲析分離膠體與溶液要不斷

4、更換燒杯中蒸餾水(或用流動(dòng)水)以提高滲析效果將Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液進(jìn)行分離洗氣除去氣體中的雜質(zhì)氣體長(zhǎng)管進(jìn)氣,短管出氣用濃硫酸除去O2中的水蒸氣方法裝置或主要儀器適用條件說明實(shí)例4.物質(zhì)分離與提純的化學(xué)方法方法原理雜質(zhì)成分沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀Cl-、S、C、Mg2+、Fe3+等氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體C、HC、S、HS、S2-、N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)與被提純物含有不同價(jià)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

5、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進(jìn)行分離如用過量的NaOH溶液除去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Mn+的鹽溶液作電解質(zhì)溶液如除去粗銅中的Zn、Fe、Ni、Ag、Au等調(diào)節(jié)pH法通過加入某試劑來調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液中某組分沉淀而分離如CaCl2溶液中含有Fe3+雜質(zhì),可向溶液中加入CaCO3使溶液的pH升高,Fe3+的水解平衡右移轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去方法原理雜質(zhì)成分核心精講沉淀洗滌題的解題思路1.常用洗滌劑(1)蒸餾水:主要適用于除

6、去沉淀吸附的可溶性雜質(zhì)。(2)冷水:除去沉淀的可溶性雜質(zhì),降低沉淀在水中的溶解度而減少沉淀損失。(3)沉淀的飽和溶液:減少沉淀的溶解。(4)有機(jī)溶劑(酒精、丙酮等):適用于易溶于水的固體,既減少了固體溶解,又利用有機(jī)溶劑的揮發(fā)性,除去固體表面的水分,產(chǎn)品易干燥。2.沉淀洗滌的解題思路注洗滌液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗滌液)標(biāo)準(zhǔn)(使洗滌液完全浸沒沉淀或晶體)重復(fù)(待洗滌液流盡后,重復(fù)操作23次)3.沉淀是否洗凈的解題思路取樣(取少量最后一次洗滌液于一潔凈的試管中)加試劑加入試劑(必要時(shí)加熱,如檢驗(yàn)N)現(xiàn)象(不產(chǎn)生沉淀、溶液不變色或不產(chǎn)生氣體)結(jié)論(說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈)考點(diǎn)二物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別基礎(chǔ)知

7、識(shí)1.物質(zhì)檢驗(yàn)的三原則一看(顏色、狀態(tài));二嗅(氣味);三實(shí)驗(yàn)(加試劑)。2.物質(zhì)檢驗(yàn)的一般步驟觀察外觀 取少量樣品 加入試劑 觀察現(xiàn)象 得出結(jié)論氣體檢驗(yàn)方法和現(xiàn)象化學(xué)方程式H2(1)純凈的氫氣在空氣中燃燒火焰呈淡藍(lán)色,罩在火焰上方的冷且干燥的燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生(2)點(diǎn)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(fù)燃C+O2CO2Cl2黃綠色氣體,能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變?yōu)樗{(lán)色Cl2+2KI 2KCl+I23.常見氣體的檢驗(yàn)HCl硝酸銀溶液吸收HCl氣體后,產(chǎn)生白色沉淀HCl+AgNO3 AgCl

8、+HNO3SO2(1)能使品紅溶液褪色(加熱后恢復(fù)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?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)(但不與AgNO3溶液反應(yīng))3NO2+H2O 2HNO3+NO8HNO3+6KI 6KNO3+3I2+2NO+4H2O氣體檢驗(yàn)方法和現(xiàn)象化學(xué)方程式NH3(1)能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)(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(diǎn)燃,安靜燃燒,火焰呈淡藍(lán)色,燃燒后產(chǎn)生CO2(2)通過灼熱的黑色氧化銅時(shí),

9、能還原出紅色的銅,并轉(zhuǎn)變成CO2(1)2CO+O2 2CO2(2)CuO+CO Cu+CO2氣體檢驗(yàn)方法和現(xiàn)象化學(xué)方程式4.常見陽離子的檢驗(yàn)常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)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(yīng)黃色火焰K+焰色反應(yīng)紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃)Mg2+NaOH溶液白色沉淀,不溶于過量的堿溶液Al3+NaOH溶液 白色沉淀,溶于過量的強(qiáng)堿溶液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,再加氯水變?yōu)榧t色K3Fe(CN)6溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀Fe3+NaOH溶液生成紅褐色沉淀KSCN溶液溶液呈紅色苯

10、酚溶液溶液呈紫色Cu2+NaOH溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,加熱則沉淀變黑常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象NNaOH溶液,加熱產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 Ba2+稀硫酸(或可溶性硫酸鹽溶液)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象5.常見陰離子的檢驗(yàn)常見陰離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象OH-使用無色酚酞試液、紫色石蕊試液、紅色石蕊試紙、pH試紙分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、藍(lán)色、藍(lán)色Cl-加入AgNO3溶液、稀硝酸生成白色沉淀(AgCl),該沉淀不溶于稀硝酸Br-加入AgNO3溶液、稀硝酸生成淺黃色沉淀(AgBr),該沉淀不溶于稀硝酸加入氯水后振蕩,滴

11、入少許四氯化碳四氯化碳層(下層)呈橙紅色I(xiàn)-加入AgNO3溶液、稀硝酸生成黃色沉淀(AgI),該沉淀不溶于稀硝酸加入氯水后振蕩,滴入少許四氯化碳四氯化碳層(下層)呈紫紅色加入氯水和淀粉溶液溶液變藍(lán)S先加入鹽酸再加入BaCl2溶液(加H+防C等的干擾;加Cl-防Ag+干擾;不用HNO3防 S干擾)加入鹽酸時(shí)無現(xiàn)象,加入BaCl2后生成白色沉淀(BaSO4)常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象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、鹽酸生成白色沉淀(BaSO3),該沉淀可溶于鹽酸,產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體(SO2)常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象C加入CaCl2或BaCl2

12、溶液、稀鹽酸、澄清的石灰水加入CaCl2或BaCl2溶液生成白色沉淀(CaCO3或BaCO3),將沉淀溶于稀鹽酸,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)常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象HC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,無明顯現(xiàn)象Si加入稀硝酸產(chǎn)生白色膠狀沉淀(H2SiO3)Al加入鹽酸先生成白色沉淀Al(

13、OH)3后沉淀溶解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)常見陽離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.抽濾由于水流的作用,使圖1裝置a、b中氣體壓強(qiáng)減小,過濾速率加快。圖1知能拓展圖2中,雙耳球上端球形容器的容積較大,既能除去氣體中的氣態(tài)雜質(zhì),又能防止倒吸。圖2例(2019湖南、湖北八市十二校一調(diào),20節(jié)選)某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以含鐵的銅屑為原料制備Cu(NO3)23H2O晶體,并進(jìn)一步探究用SOCl2制備少量無水Cu(NO3)2。設(shè)計(jì)的合成路線如下:Cu屑(含F(xiàn)e) Cu(NO3)2溶液 Cu(NO3)23H2O晶2.洗氣裝置

14、雙耳球吸收法體 無水Cu(NO3)2已知:Cu(NO3)23H2O Cu(NO3)2Cu(OH)2 CuO;SOCl2的熔點(diǎn)為-105 、沸點(diǎn)為76 ,遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體。請(qǐng)回答:(1)第步調(diào)pH適合的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。(2)第步包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、抽濾等步驟,其中蒸發(fā)濃縮的具體操作是。為得到較大顆粒的Cu(NO3)23H2O晶體,可采用的方法是(填一種)。(3)第步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。(4)第步,某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(夾持及控溫裝置省略)有一處不合理,請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)方案并說明理由:。裝置改進(jìn)后,向儀器A中緩慢滴加SOCl2時(shí),需打開活塞(填“a”“b”或“a和b”)。

15、解題導(dǎo)引為提高銅的浸取率,所用硝酸必然是足量的,此時(shí)鐵也溶解轉(zhuǎn)化為硝酸鐵,調(diào)pH的目的是除去鐵離子。然后蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶得到Cu(NO3)23H2O晶體,最后在SOCl2的保護(hù)下脫去結(jié)晶水得到無水硝酸銅,據(jù)此解答。解析(1)調(diào)節(jié)pH使鐵離子形成沉淀,不引入新雜質(zhì),同時(shí)不能沉淀銅離子,因此第步調(diào)pH適合的物質(zhì)是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(2)根據(jù)題意,溫度不能高于170 ,否則Cu(NO3)23H2O變質(zhì),故蒸發(fā)濃縮應(yīng)將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,控制溫度(不高于170 ),加熱至溶液表面形成一層晶膜;減慢冷卻結(jié)晶的速度,可得到較大顆粒的Cu(NO3)23H2O晶體。(3)根據(jù)已

16、知信息可知第步中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu(NO3)23H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2+6HCl。(4)第步,某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置有一處不合理,根據(jù)裝置圖可知?dú)溲趸c溶液中的水蒸氣可以進(jìn)入A中影響三水合硝酸銅晶體的脫水反應(yīng)。改進(jìn)的方法是在A、B之間增加干燥裝置;裝置改進(jìn)后,向儀器A中緩慢滴加SOCl2時(shí),需打開活塞b。答案(1)CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(2)將溶液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,控制溫度(不高于170 ,防止硝酸銅水解),加熱至溶液表面形成一層晶膜減慢冷卻結(jié)晶的速度或冷卻后靜置較長(zhǎng)時(shí)間(3)Cu(NO3)23H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO

17、2+6HCl(4)在A、B之間增加干燥裝置,防止B中水蒸氣進(jìn)入A中b實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離、提純,需要對(duì)物質(zhì)的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)的相同點(diǎn)、差異點(diǎn)熟練掌握并應(yīng)用。如固液分離、分離互不相溶的液體、分離互溶的液體等的物理方法;如沉淀法、氣體法、氧化還原法等化學(xué)方法。實(shí)踐探究例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(cuò)誤的是()A.溶解廢渣時(shí)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”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶解析

18、A項(xiàng),在除去Cu2+和Fe2+后加入Na2CO3溶液,Ni2+與C生成NiCO3沉淀,所以溶解廢渣時(shí)若用稀鹽酸代替稀H2SO4對(duì)制備不會(huì)有影響,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),CuS比FeS更難溶,向含有Cu2+的溶液中加入FeS發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化生成CuS,故正確;C項(xiàng),NiSO4與Na2CO3反應(yīng)生成NiCO3沉淀,而后過濾,再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4,這樣可提高NiSO4的濃度,所以流程中ab的目的是富集NiSO4,故正確;D項(xiàng),NiSO46H2O為結(jié)晶水合物,從溶液中得到NiSO46H2O的實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,故正確。答案A題目?jī)r(jià)值本題考查物質(zhì)除雜的方法選擇,涉及元素及其化合物的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)基本操作,體現(xiàn)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)的學(xué)科核心素養(yǎng)。例2(2019天津河西二模)下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象與對(duì)應(yīng)的結(jié)論或解釋正確的是()選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論或解釋A用潔凈鉑絲蘸取某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)火焰呈黃色原溶液中有Na+,無K+B將CH2CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入少量酸性KMnO4溶液中溶液紫色褪去CH2CH2Br發(fā)生消去反應(yīng),且氣