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學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得,業(yè)必貴于專精第2講物質(zhì)的分離和提純考綱要求1.了解過濾、結(jié)晶、萃取、蒸餾等物質(zhì)分離、提純的常用方法,能對常見的物質(zhì)進(jìn)行分離和提純。2.能識別簡單的實驗儀器裝置圖。考點一物質(zhì)分離、提純的常用物理方法及裝置1.物質(zhì)分離、提純的區(qū)別(1)物質(zhì)的分離將混合物的各組分分離開來,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)除去而得到純凈物的過程,又叫物質(zhì)的凈化或除雜。2.依據(jù)物理性質(zhì)選擇分離、提純的方法(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)3.物質(zhì)分離、提純的常用方法及裝置(1)過濾(如左下圖)適用于不溶性固體與液體的分離。操作注意:一貼、二低、三靠。(2)蒸發(fā)(如右上圖)蒸發(fā)結(jié)晶適用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì);而對溶解度受溫度變化影響較大的固態(tài)溶質(zhì),采用降溫結(jié)晶的方法。在蒸發(fā)結(jié)晶中應(yīng)注意:①玻璃棒的作用:攪拌,防止液體局部過熱而飛濺;②當(dāng)有大量晶體析出時,停止加熱,利用余熱蒸干而不能直接蒸干。(3)蒸餾①溫度計的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處;②蒸餾燒瓶內(nèi)要加沸石;③冷凝管水流方向應(yīng)為“逆流”。(4)萃取和分液:①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大;②兩種液體互不相溶;③溶質(zhì)和萃取劑不反應(yīng);④分液時下層液體從下口流出,上層液體從上口倒出.(5)升華(如下左圖):利用物質(zhì)升華的性質(zhì)進(jìn)行分離,屬于物理變化。(6)洗氣(如上右圖):適用條件:除去氣體中的雜質(zhì)氣體。說明:長管進(jìn)氣短管出氣.1.依據(jù)物理性質(zhì)選擇分離方法(1)制取無水乙醇可向乙醇中加入CaO之后過濾()(2)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸餾的方法分離溴與乙醇()(3)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()(4)NaCl的熔點高,除去碘中的NaCl應(yīng)采用加熱升華的方法()(5)根據(jù)食用油和汽油的密度不同,可選用分液的方法分離()(6)將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×解析(1)乙醇的沸點低易揮發(fā),適合用蒸餾法。(2)乙醇與水互溶,不能萃取出水溶液中的溶質(zhì)。(3)由于氯化鈉的溶解度隨溫度升高變化不大,而硝酸鉀的溶解度隨溫度升高變化很大,適合用蒸發(fā)結(jié)晶,趁熱過濾的方法。(4)碘易升華,加熱可分離。(5)食用油和汽油互溶,但沸點不同,應(yīng)用蒸餾的方法分離。(6)只能除去氯氣中的HCl雜質(zhì),但不能除去其中的水蒸氣。2.物質(zhì)分離儀器的使用及注意事項(1)分液時,分液漏斗下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出()(2)蒸餾操作時,應(yīng)使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處()(3)蒸餾中,冷卻水應(yīng)從冷凝管的下口通入,上口流出()(4)蒸發(fā)操作時,應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加熱()(5)用長頸漏斗分離出乙酸與乙醇反應(yīng)的產(chǎn)物()(6)分液時要先打開分液漏斗上口的塞子,再將下層液體緩緩放入下面的燒杯中()答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√物質(zhì)分離提純操作要領(lǐng)填空(1)從含有少量KNO3雜質(zhì)的氯化鈉溶液中分離出氯化鈉固體的操作:____________、洗滌、干燥。(2)從MgSO4溶液中得到MgSO4固體的實驗操作包括________、冷卻結(jié)晶、________、洗滌、干燥等一系列操作,在此過程中玻璃棒的作用是________(填序號)。①引流②攪拌加速溶解③攪拌使溶液受熱均勻,防止暴沸(3)若濾液渾濁,需______________.渾濁的原因可能是_____________________________。(4)硫酸鋁和硫酸銨的混合液經(jīng)蒸發(fā)濃縮至溶液表面剛出現(xiàn)薄層晶體時即停止加熱,然后冷卻結(jié)晶,得到銨明礬晶體[NH4Al(SO4)2·12H2O]。溶液不能蒸干的原因是__________________。(5)分液時,分液漏斗中的液體很難滴下,可能的原因是_______________________。答案(1)加熱至有大量晶體析出時,趁熱過濾(2)蒸發(fā)濃縮過濾①③(3)更換濾紙,重新過濾濾紙破損、濾液超過濾紙邊緣(4)防止晶體失去結(jié)晶水,也防止可溶物雜質(zhì)析出(5)沒有打開分液漏斗頸上的玻璃塞(或玻璃塞上的凹槽沒有與漏斗上的小孔對齊)1.物質(zhì)分離提純裝置圖的正誤判斷答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×解析(1)海帶應(yīng)在坩堝中灼燒。(2)過濾時應(yīng)用玻璃棒引流,漏斗下端尖口應(yīng)緊貼燒杯壁。(4)蒸餾時溫度計水銀球應(yīng)插在支管口處。(5)蒸干時可能失去結(jié)晶水。2.物質(zhì)的分離提純操作包括:過濾、蒸餾、分液、結(jié)晶(重結(jié)晶)、鹽析等,選擇合適的操作名稱填空:(1)除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3________。(2)從碘水中提取碘________。(3)用自來水制取蒸餾水________。(4)分離植物油和水________。(5)從雞蛋清溶液中提取蛋白質(zhì)________。(6)除去KNO3晶體中混有的少量NaCl________.答案(1)過濾(2)萃取、分液(3)蒸餾(4)分液(5)鹽析、過濾(6)重結(jié)晶3.按以下實驗方案可從海洋物質(zhì)樣品中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。則(1)、(2)、(3)、(4)的分離提純方法依次為________、________、________、________。答案過濾分液蒸發(fā)結(jié)晶蒸餾
4.(2018·宿遷高三檢測)硼氫化鈉(NaBH4)在化工等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值,某研究小組采用偏硼酸鈉NaBO2為主要原料制備NaBH4,其流程如下:已知:NaBH4常溫下能與水反應(yīng),可溶于異丙酸(沸點:33℃)。(1)在第①步反應(yīng)加料之前,需要將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣,該操作的目的是____________________________________,原料中的金屬鈉通常保存在________中,實驗室取用少量金屬鈉需要用到的實驗用品有________、________、玻璃片和小刀等.(2)第②步分離采用的方法是________;第③步分離(NaBH4)并回收溶劑,采用的方法是________.答案(1)排盡裝置中的空氣和水蒸氣煤油鑷子濾紙(2)過濾蒸餾解析(1)Na能與空氣中的水蒸氣、氧氣反應(yīng),NaBH4常溫下能與水反應(yīng),因而通入氬氣是為了排除干擾因素空氣和水,取用鈉時,用鑷子夾取,用濾紙吸干表面的煤油。(2)從流程可看出第②步是固體與液體的分離,其操作為過濾。根據(jù)已知信息可知NaBH4溶于異丙酸,且異丙酸的沸點較低(33℃),回收異丙酸可選用蒸餾的方法.微專題過濾、蒸餾、冷凝及洗氣裝置的創(chuàng)新應(yīng)用近幾年的高考題中,特別是在物質(zhì)制備及化工流程題中有關(guān)物質(zhì)的分離提純成為新的命題熱點。創(chuàng)新裝置1.過濾裝置的創(chuàng)新--抽濾由于水流的作用,使圖1裝置a、b中氣體的壓強(qiáng)減小,故使過濾速率加快。圖1
2.蒸餾、冷凝裝置的創(chuàng)新應(yīng)用圖2圖3圖4圖2、圖3、圖4,由于冷凝管豎立,使液體混合物能冷凝回流,若以此容器作反應(yīng)容器,可使反應(yīng)物循環(huán)利用,提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。3.洗氣裝置的創(chuàng)新——雙耳球吸收法圖5中,由于雙耳球上端球形容器的容積較大,能有效地防止倒吸.故該裝置既能除去氣體中的氣態(tài)雜質(zhì),又能防止倒吸.圖5專題訓(xùn)練1.(2018·揚(yáng)州調(diào)研)實驗室以苯甲醛為原料制備間溴苯甲醛(實驗裝置見下圖,相關(guān)物質(zhì)的沸點見附表)。其實驗步驟為附表相關(guān)物質(zhì)的沸點(101kPa)物質(zhì)沸點/℃物質(zhì)沸點/℃溴58。81,2-二氯乙烷83.5苯甲醛179間溴苯甲醛229步驟1:將三頸燒瓶中的一定配比的無水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升溫至60℃,緩慢滴加經(jīng)濃H2SO4干燥過的液溴,保溫反應(yīng)一段時間,冷卻.步驟2:將反應(yīng)混合物緩慢加入一定量的稀鹽酸中,攪拌、靜置、分液。有機(jī)相用10%的NaHCO3溶液洗滌。步驟3:經(jīng)洗滌的有機(jī)相加入適量無水MgSO4固體,放置一段時間后過濾。步驟4:減壓蒸餾有機(jī)相,收集相應(yīng)餾分。(1)實驗裝置中冷凝管的主要作用是_______________,錐形瓶中的溶液應(yīng)為________。(2)步驟1所加入的物質(zhì)中,有一種物質(zhì)是催化劑,其化學(xué)式為____________.(3)步驟2中用10%的NaHCO3溶液洗滌有機(jī)相,是為了除去溶于有機(jī)相的______(填化學(xué)式)。(4)步驟3中加入無水MgSO4固體的作用是_________________________________________________________________________________________________________________。(5)步驟4中采用減壓蒸餾技術(shù),是為了防止______________________。答案(1)冷凝回流NaOH溶液(2)AlCl3(3)Br2、HCl(4)除去有機(jī)相中的水(5)間溴苯甲醛被氧化解析(1)冷凝管的主要作用是冷凝回流,防止反應(yīng)物逸出,提高原料的利用率。由于液溴易揮發(fā)且溴蒸氣有毒,不能直接排入空氣,需要用NaOH等強(qiáng)堿溶液吸收尾氣。(2)苯甲醛與溴單質(zhì)是在AlCl3的催化作用下發(fā)生取代反應(yīng)生成間溴苯甲醛。(3)NaHCO3可以與Br2及鹽酸反應(yīng),所以用NaHCO3溶液是為了除去沒有反應(yīng)的Br2和HCl。(4)洗滌后的有機(jī)相中含有少量的水,加入無水MgSO4的作用是作干燥劑除去有機(jī)相中的水,吸水生成MgSO4·7H2O。(5)減壓蒸餾是為了降低蒸餾的溫度,防止間溴苯甲醛被氧化。2.(2018·南京高三模擬)環(huán)己酮是一種重要的化工原料,實驗室常用下列原理和裝置制備(部分夾持儀器未畫出):eq\o(→,\s\up7(Na2Cr2O7,H2SO4),\s\do5(55~60℃))環(huán)己醇、環(huán)己酮和水的部分物理性質(zhì)見下表(*括號中的數(shù)據(jù)表示該有機(jī)物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點):物質(zhì)相對分子質(zhì)量沸點(℃)密度(g·cm-3,20℃)溶解性環(huán)己醇100161。1(97.8*)0。9624微溶于水環(huán)己酮98155。6(95*)0。9478微溶于水水18100。00.9982(1)已知合成環(huán)己酮的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)劇烈將導(dǎo)致體系溫度迅速上升,副反應(yīng)增多。實驗時,先在合成裝置中加入5.2mL(5g)環(huán)己醇和幾粒沸石,再加入酸性Na2Cr2O7溶液.酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式為________(填字母)。A.一次性加入B.緩慢加入C.無所謂,怎樣加入都可以(2)若酸性Na2Cr2O7溶液的體積為35mL,則應(yīng)選取________(填“100mL”或“250mL")的三頸燒瓶。(3)反應(yīng)完成后,加入適量水,蒸餾,收集95~97℃的餾分(設(shè)為A),其主要成分是________的混合物;在餾分A中加入氯化鈉固體至飽和,靜置、分液,得有機(jī)層(設(shè)為B)。加入氯化鈉固體的作用是_____________________________;在有機(jī)層B中加入無水硫酸鎂固體,充分作用后過濾,加入無水硫酸鎂的作用是_______________________,然后進(jìn)行蒸餾。(4)合成裝置中冷凝水應(yīng)從________(填“a"或“b”)口進(jìn)入;精制裝置中的兩處錯誤是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)若最終得到環(huán)己酮的質(zhì)量為3.43g,則環(huán)己酮的產(chǎn)率是________。答案(1)B(2)100mL(3)環(huán)己酮和水增加水層的密度,有利于液體分層除去殘留在環(huán)己酮中的水(4)a溫度計的水銀球插入到溶液中;冷凝水進(jìn)、出口方向顛倒(5)70%解析(1)酸性Na2Cr2O7溶液應(yīng)緩慢加入,防止劇烈反應(yīng),導(dǎo)致溫度過高.(2)反應(yīng)液的總體積是40.2mL,液體體積一般不能超過容器容積的1/2,所以應(yīng)選擇100mL三頸燒瓶。(3)95℃時得到環(huán)己酮和水的恒沸溶液,所以95~97℃的餾分是環(huán)己酮和水的混合物;環(huán)己酮的密度與水接近,不容易分層。加入NaCl可增加水的密度,有利于分層;加入無水硫酸鎂是為了除去殘留在環(huán)己酮中少量的水。(4)冷凝水應(yīng)從a口進(jìn)入。(5)5g環(huán)己醇理論上得到4。9g環(huán)己酮,所以產(chǎn)率是eq\f(3.43g,4。9g)×100%=70%。考點二物質(zhì)分離、提純化學(xué)方法的選擇1.除雜“四原則”(1)不增,不得引入新雜質(zhì);(2)不減,盡量不減少被提純和分離的物質(zhì);(3)易分,應(yīng)使被提純或分離的物質(zhì)與其他物質(zhì)易分離;(4)易復(fù)原,被提純物質(zhì)轉(zhuǎn)化后要易被復(fù)原。2.除雜操作“四注意”(1)除雜試劑要過量;(2)過量試劑需除去;(3)選擇的途徑要最佳;(4)除去多種雜質(zhì)時要考慮加入試劑的先后順序.3.常用化學(xué)提純方法應(yīng)用舉例(1)溶解法:除去固體混合物中雜質(zhì)的常用方法,選擇合適的溶劑(酸或堿)將難溶雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)。如:①除去Fe粉(Al粉)[括號內(nèi)為雜質(zhì),下同],可溶解在過量NaOH溶液里,過濾分離。②除去SiO2(CaCO3),可用足量鹽酸溶解,過濾分離。(2)吸收法:除去氣體混合物中雜質(zhì)的常用方法,如:①除去N2(O2),可將混合氣體通過加熱的銅網(wǎng),將氧氣吸收。②可用酸性KMnO4吸收CO2中的少量SO2氣體。(3)沉淀法:除去溶液中某些雜質(zhì)離子的常用方法,選擇合適的沉淀劑,將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為難溶物質(zhì),再過濾分離。如:①除去食鹽水中的Ca2+、Mg2+、SOeq\o\al(2-,4)等,可依次加入稍過量的NaOH、BaCl2、Na2CO3過濾分離沉淀、再加適量鹽酸調(diào)pH。②除去MgCl2溶液(Fe3+),可通過加MgO調(diào)pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,再過濾分離。(4)氣化法:將混合物中的雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體的方法,如:①除去食鹽水中的少量COeq\o\al(2-,3),可加鹽酸除去.②除去NaCl固體(NH4Cl),可通過加熱使NH4Cl分解的方法除去。(5)轉(zhuǎn)化法:將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為被提純的物質(zhì)的方法。如:①除去CO2(CO),將混合氣體通過加熱的CuO。②除去CO2(HCl),將混合氣體通過飽和NaHCO3溶液。③除去Na2CO3固體(NaHCO3),通過加熱灼燒固體混合物,使NaHCO3分解為Na2CO3。④除去FeCl3溶液(Fe2+),在溶液中加入H2O2或通入適量氯氣,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+。1.化學(xué)除雜方法及操作的選擇(1)SO2中混有少量SO3,可以將混合氣體通過濃硫酸除去()(2)通過灼熱的CuO除去H2中的CO()(3)乙烯中混有的SO2可以通過溴水除去()(4)除去BaCO3固體中混有的BaSO4:加過量鹽酸后,過濾洗滌()(5)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入過量鐵粉,過濾()(6)除去Cu粉中混有的CuO:加適量稀硝酸后,過濾、洗滌()(7)向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分?jǐn)嚢韬筮^濾可除去雜質(zhì)FeCl3()(8)除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后再過濾()(9)通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×解析(1)濃硫酸可吸收SO3。(2)H2也能還原氧化銅。(3)乙烯能與溴水反應(yīng)。(4)BaCO3能溶于鹽酸,被提純的物質(zhì)不易復(fù)原。(6)Cu、CuO均能溶于稀硝酸。(7)會引入新的雜質(zhì)Ca2+。(8)Na2S和AgCl反應(yīng)生成Ag2S和NaCl,過濾除去Ag2S和剩余的AgCl,達(dá)到除雜的目的。(9)N2和O2均能與鎂粉發(fā)生反應(yīng)。2.化學(xué)提純裝置圖的判斷答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√解析(3)進(jìn)氣方向錯.(4)澄清的石灰水濃度太小,不利于CO2氣體的吸收。1.(2017·常州高三調(diào)研試題)下列實驗的試劑、裝置選用不合理的是()選項實驗?zāi)康倪x用試劑選用裝置A除去Cl2中少量的HCl、H2O試劑a為飽和氯化鈉溶液甲B除去NH3中少量的H2O試劑b為無水氯化鈣乙C除去H2中少量的HCl、H2O試劑b為堿石灰乙D除去N2中少量的O2足量銅網(wǎng)丙答案B解析A選項合理,甲裝置中飽和氯化鈉溶液可除去HCl,濃硫酸可除去H2O;B選項不合理,干燥管中的無水氯化鈣在除去水的同時也吸收NH3;C選項合理,干燥管中的堿石灰的主要成分為生石灰與氫氧化鈉,可除去HCl和H2O;D選項合理,在加熱條件下,O2可與丙裝置中的銅網(wǎng)反應(yīng)而被除去。2.如圖所示為從固體混合物中分離出X的兩種方案,請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法中合理的是()A.可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨B.方案1中的殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱時不揮發(fā)或難分解C.方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3答案BD解析①加熱法分離提純固體混合物應(yīng)滿足的條件:一種物質(zhì)受熱易揮發(fā)或分解,另一物質(zhì)受熱不揮發(fā)或難分解。②加試劑法分離(過濾)提純固體混合物應(yīng)滿足的條件:所加試劑能達(dá)到讓一種物質(zhì)形成溶液,而另一物質(zhì)形成難溶物的狀態(tài)。A項中碳酸氫鈉、氯化銨受熱均易分解,故用方案1不能將兩物質(zhì)分離開,錯誤;C項方案2中加入的試劑可能不與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),如加水進(jìn)行溶解分離,錯誤;D項中SiO2與NaOH溶液反應(yīng)生成Na2SiO3溶解而分離,正確。3.(2018·鎮(zhèn)江高三模擬)工業(yè)品MnCl2溶液中含有雜質(zhì),利用錳粉、草酸、硫酸錳分別依次除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得純凈的MnCl2。工藝流程如下:已知:①草酸為二元弱酸,其鈉鹽、鉀鹽易溶于水,鈣鹽難溶于水。②硫酸鎂晶體、硫酸錳的溶解度曲線如下圖:回答下列問題:(1)過濾所需的玻璃儀器主要有_____________________________________,加熱攪拌的作用是_________________________________________.(2)棄渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分別為________、________、________.反應(yīng)①的離子方程式為________________________________________________。(3)反應(yīng)②的離子方程式為_______________________________________。(4)③加熱攪拌、靜置過濾時,所選擇的溫度的范圍是________.a.0~20℃ b.20~40℃c.40~60℃ d.80~90℃(5)④加入氯化鋇溶液主要是為了除去________,檢驗該離子是否除盡的方法為______________________________________。(6)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X為________(填字母)。a.蒸發(fā)結(jié)晶 b.降溫結(jié)晶c.萃取分液 d.蒸餾答案(1)漏斗、燒杯、玻璃棒加快反應(yīng)速率(2)鉛及少量錳粉MgSO4·7H2O硫酸鋇(或BaSO4)Mn+Pb2+=Mn2++Pb(3)H2C2O4+Ca2+=CaC2O4↓+2H+(4)d(5)SOeq\o\al(2-,4)取少量上層澄清溶液于試管中,滴加BaCl2溶液,如無沉淀出現(xiàn)則說明SOeq\o\al(2-,4)已除盡,反之則沒有除盡(6)b解析(1)過濾所需的玻璃儀器主要有漏斗、燒杯、玻璃棒,加熱攪拌的作用是加快反應(yīng)速率。(2)根據(jù)題意,結(jié)合流程圖知,反應(yīng)①為除Pb2+,則棄渣Ⅰ為鉛及少量錳粉;反應(yīng)③除鎂離子,則棄渣Ⅱ為硫酸鎂晶體;反應(yīng)④為除去引入的硫酸根離子,則棄渣Ⅲ為硫酸鋇.(3)草酸與Ca2+反應(yīng)生成草酸鈣沉淀,注意草酸為弱酸,不能拆寫成離子。(4)根據(jù)硫酸錳與硫酸鎂晶體的溶解度曲線,可知在80~90℃的范圍內(nèi)二者溶解度差別最大,且硫酸鎂晶體的溶解度最小。(6)MnCl2溶液呈弱酸性,是因為Mn2+水解,不能用蒸發(fā)結(jié)晶的方法,而用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(即降溫結(jié)晶)的方法.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。微專題沉淀洗滌題的答題規(guī)范在高考綜合實驗題中,沉淀物的洗滌是??嫉拿}熱點,主要關(guān)注以下幾個問題:1.洗滌沉淀的目的(1)若濾渣是所需的物質(zhì),洗滌的目的是除去晶體表面的可溶性雜質(zhì),得到更純凈的沉淀物.(2)若濾液是所需的物質(zhì),洗滌的目的是洗滌過濾所得到的濾渣,把有用的物質(zhì)如目標(biāo)產(chǎn)物盡可能洗出來。2.常用洗滌劑(1)蒸餾水:主要適用于除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:減小沉淀的溶解。(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。3.沉淀洗滌的答題規(guī)范答題模板: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2~3次)4.沉淀是否洗凈的答題規(guī)范答題模板: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(必要時加熱,如檢驗NHeq\o\al(+,4))]↓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)專題訓(xùn)練1.利用工業(yè)FeCl3制取純凈的草酸鐵晶體[Fe2(C2O4)3·5H2O]的實驗流程如下圖所示:所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗滌,其目的是___________________________________________________________________________________________________________。答案除去雜質(zhì),減少草酸鐵晶體的溶解損耗解析洗滌是除去沉淀表面的雜質(zhì),冰水洗滌是減少沉淀溶解損失。2.食鹽是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SOeq\o\al(2-,4)等雜質(zhì)離子,實驗室提純NaCl的流程如下:提供的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。選擇最好的試劑洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,洗滌的操作為__________________________________________________________。答案沿玻璃棒向漏斗中注入75%乙醇,使溶液完全浸沒NaCl晶體,待溶液流盡后,重復(fù)操作2~3次3.從鋁土礦中提取氧化鋁的流程如下圖所示:洗滌濾渣c的實驗操作方法是_________________________________________________。答案沿玻璃棒向漏斗中注入蒸餾水,使蒸餾水完全浸沒濾渣,待蒸餾水自然流盡后,重復(fù)操作2~3次4.用CuCl2·2H2O和NaOH溶液制備適量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸餾水洗滌沉淀,判斷沉淀洗滌干凈的實驗操作和現(xiàn)象是________________________________________________。答案取少量最后一次洗滌液于一潔凈的試管中,加稀硝酸酸化,再加AgNO3溶液,無白色渾濁出現(xiàn)5.氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅[含有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等雜質(zhì)]的流程如下:工業(yè)ZnOeq\o(→,\s\up7(稀硫酸),\s\do5(①))浸出液eq\o(→,\s\up8(調(diào)pH約為5),\s\do8(適量高錳酸鉀溶液),,\s\do20(②))eq\o(→,\s\up7(過濾))②濾液eq\o(→,\s\up7(Zn),\s\do5(③))eq\o(→,\s\up7(過濾))濾液eq\o(→,\s\up7(Na2CO3),\s\do5(④))eq\o(→,\s\up7(過濾))濾餅eq\o(→,\s\up7(煅燒),\s\do5(⑤))ZnO提示:在本實驗條件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。回答下列問題:反應(yīng)④形成的沉淀要用水洗,檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是_______________________。答案取少量最后一次洗滌液于試管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈1.(正誤判斷)(2015·江蘇,13B)提純含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量飽和Na2CO3溶液,振蕩后靜置分液,并除去有機(jī)相的水(√)2.[2014·江蘇,19(2)]實驗室從含碘廢液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其實驗過程如下:操作X的名稱為________。答案分液解析CCl4不溶于水,因此可以通過分液的方法使其與水分離。3.[2013·江蘇,19(2)]檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑,可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備:FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2↑+H2O生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗洗滌是否完全的方法是__________________。答案取最后一次的洗滌濾液1~2mL于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈解析FeCO3沉淀中含有的可溶性雜質(zhì)為Na2SO4,是否洗滌完全主要檢驗洗滌液中是否含有SOeq\o\al(2-,4)。4.[2012·江蘇,19(3)]廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護(hù)環(huán)境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下:已知pH>11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-.下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1。0mol·L-1計算).開始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3+1.13.2Fe2+5。88.8Zn2+5.98。9實驗中可選用的試劑:30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1。0mol·L-1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③過濾;④________________________________________________________________________;⑤過濾、洗滌、干燥;⑥900℃煅燒。答案①向濾液中加入適量30%H2O2,使其充分反應(yīng)②滴加1。0mol·L-1NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH約為5(或3。2≤pH〈5.9),使Fe3+沉淀完全④向濾液中滴加1.0mol·L-1NaOH,調(diào)節(jié)溶液pH約為10(或8.9≤pH≤11),使Zn2+沉淀完全解析除去銅的濾液中含有Fe3+、Fe2+、Zn2+等,若制備ZnO應(yīng)除去Fe3+和Fe2+.由表中信息可知,F(xiàn)e2+和Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較小,但Fe3+與Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較大,故可加入30%H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,此時Zn2+不產(chǎn)生沉淀,充分反應(yīng)后過濾,向濾液中滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(8.9≤pH≤11),使Zn2+產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,并對Zn(OH)2沉淀進(jìn)行洗滌、干燥、煅燒,即可得到ZnO。一、單項選擇題1.(2018·徐州調(diào)研)我國明代《本草綱目》中收載藥物1892種,其中“燒酒”條目下寫道:“自元時始創(chuàng)其法,用濃酒和糟入甑,蒸令氣上……其清如水,味極濃烈,蓋酒露也.”這里所用的“法”是指()A.萃取B.滲析C.蒸餾D.干餾答案C解析由信息可知,蒸令氣上,則利用互溶混合物的沸點差異分離,則該法為蒸餾。2.為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)),選用的試劑或分離方法錯誤的是()選項物質(zhì)試劑分離方法A硝酸鉀(氯化鈉)蒸餾水降溫結(jié)晶B二氧化碳(氯化氫)飽和NaHCO3溶液洗氣C甲烷(乙烯)酸性高錳酸鉀溶液洗氣D乙醇(水)生石灰蒸餾答案C解析KNO3的溶解度受溫度影響較大,而NaCl的溶解度受溫度影響較小,可加蒸餾水溶解固體,再通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶的方法,獲得純凈的KNO3固體,A項正確;HCl與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)生成二氧化碳,B項正確;乙烯被酸性KMnO4氧化生成CO2,使甲烷中混入CO2氣體,C項錯誤;加入的生石灰能與水反應(yīng)生成Ca(OH)2,消耗掉部分水,再通過蒸餾獲得乙醇,D項正確。
3.(2017·泰州質(zhì)檢)用如圖所示的實驗裝置,選擇適當(dāng)?shù)脑噭〣并進(jìn)行如下實驗,可以達(dá)到目的的是()A.試劑B為濃硫酸,除去CO2中混有的少量SO2氣體B.試劑B為飽和食鹽水,除去氯氣中混有的少量氯化氫氣體C.試劑B為水,收集NO、CO等難溶于水的氣體D.試劑B為新制氫氧化銅懸濁液,檢驗空氣中是否含有甲醛答案B解析A項,二氧化硫和濃硫酸不反應(yīng),所以不能達(dá)到洗氣的目的,錯誤;B項,氯氣和水的反應(yīng)是可逆反應(yīng),所以食鹽水中含有的氯離子能抑制氯氣的溶解,氯化氫極易溶于水,從而能達(dá)到洗氣的目的,正確;C項,收集難溶于水的氣體采用排水集氣法收集,集氣瓶中應(yīng)該“短管進(jìn)氣”,錯誤;D項,甲醛和新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)需要加熱,該反應(yīng)未加熱,錯誤。4.(2018·常州模擬)下列除雜方法不正確的是()A.除去NH4Cl溶液中的FeCl3,可向溶液中加入氨水調(diào)節(jié)pHB.除去金屬離子Cu2+、Hg2+,可向溶液中加入Na2S、H2S等沉淀劑C.除去某溶液中的SOeq\o\al(2-,4)可向溶液中加入鎂鹽D.除去ZnCl2溶液中的Fe3+可向溶液中加入Zn(OH)2答案C解析A項,氨水可與氯化鐵反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀,同時生成氯化銨,不引入新的雜質(zhì),正確;B項,加入Na2S、H2S等物質(zhì),Cu2+、Hg2+易轉(zhuǎn)化為CuS、HgS等沉淀,可用于除雜,正確;C項,硫酸鎂易溶于水,無法沉淀SOeq\o\al(2-,4),應(yīng)加入鋇鹽除雜,錯誤;D項,Zn(OH)2能消耗溶液中H+,提高溶液的pH,促進(jìn)Fe3+的水解,使其生成氫氧化鐵沉淀,正確.5.(2017·宿遷高三一模)下列除雜所用試劑和操作不合理的是()選項物質(zhì)(括號中為雜質(zhì))除雜試劑操作ACO2(SO2)飽和NaHCO3溶液洗氣BBaCO3(BaSO4)飽和Na2CO3溶液攪拌、過濾CCuCl2(FeCl3)NaOH溶液過濾DCl2(HCl)飽和食鹽水洗氣答案C解析SO2與NaHCO3反應(yīng)生成Na2SO3和CO2,從而除去SO2,A項合理;加入飽和Na2CO3溶液,BaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀,B項合理;加NaOH會引入新的雜質(zhì)NaCl,且CuCl2也易生成Cu(OH)2沉淀,應(yīng)加CuO調(diào)pH除去Fe3+,C項不合理;HCl易溶于飽和食鹽水,而Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小,故可用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,D項合理。6.下列實驗裝置設(shè)計正確,且能達(dá)到目的的是()答案B解析A項,導(dǎo)管插入水中,不能防止倒吸;C項,不能用坩堝從溶液中提取溶質(zhì);D項,沒有溫度計,不能用于分餾。7.(2017·鹽城市高三上學(xué)期期中)下列制取Cl2,用其氧化含I-廢液,回收并提純I2的裝置和原理能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┐鸢窪解析A項,MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2,不能用稀鹽酸,錯誤;B項,Cl2通入含I-溶液中,應(yīng)長管進(jìn),短管出,錯誤;C項,應(yīng)用萃取的方法提取碘,過濾是分離固體與液體的,錯誤;D項,可用升華法提取碘,正確。
8.(2017·揚(yáng)州高三質(zhì)檢)下列裝置所示的分離、提純方法和物質(zhì)的溶解性無關(guān)的是()答案C解析洗氣法、冷卻結(jié)晶、萃取及分液都與物質(zhì)的溶解性有關(guān),而蒸餾法分離液體混合物是利用各液體組分的沸點不同,與物質(zhì)的溶解性無關(guān).二、不定項選擇題9.下列有關(guān)實驗的選項正確的是()A。配制0。10mol·L-1NaOH溶液B。除去CO中的CO2C。苯萃取碘水中I2,分出水層后的操作D。記錄滴定終點讀數(shù)為12.20mL答案B解析A項,物質(zhì)溶解應(yīng)在燒杯中進(jìn)行,不能在容量瓶中溶解,錯誤;B項,CO不溶于NaOH溶液且不與NaOH溶液反應(yīng),CO2因能與NaOH溶液反應(yīng)而除去,正確;C項,由于苯的密度比水的小,故含碘的苯溶液應(yīng)從上口倒出,錯誤;D項,滴定終點的讀數(shù)為11.80mL,錯誤。10.已知苯酚顯酸性,C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O,實驗室回收廢水中苯酚的過程如下圖所示。下列分析錯誤的是()A.操作Ⅰ中苯作萃取劑B.苯酚鈉在苯中的溶解度比在水中的大C.通過操作Ⅲ苯可循環(huán)使用D.三步操作均需要分液漏斗答案BC解析根據(jù)流程知,向含酚廢水中加入苯,將酚萃取到苯中,然后分液;再加入NaOH溶液,苯酚與NaOH反應(yīng)得到苯酚鈉。苯酚鈉進(jìn)入水中,通過分液得到苯酚鈉溶液和苯;再向苯酚鈉溶液中加入鹽酸得到苯酚乳濁液,靜置分層,最后通過分液即可得到苯酚。由上述分析知,B、C項錯誤。11.(2018·南京高三檢測)某硝酸鈉固體中混有少量硫酸銨和碳酸氫鈉雜質(zhì),現(xiàn)設(shè)計一實驗方案,既除去雜質(zhì),又配成硝酸鈉溶液。實驗方案:先將固體溶于蒸餾水配成溶液,選擇合適的試劑和操作完成表格中各步實驗.選擇試劑①Na2CO3溶液④實驗操作②③加熱下列試劑或操作不合理的是()A.試劑①為Ba(OH)2溶液B.操作②為結(jié)晶C.操作③為過濾D.試劑④為稀HNO3答案B解析根據(jù)題意,可用Ba(OH)2溶液除去SOeq\o\al(2-,4)、NHeq\o\al(+,4)和HCOeq\o\al(-,3),NH3·H2O通過加熱除去,操作②為加熱;過量的Ba2+用Na2CO3溶液除去,過濾除去沉淀,濾液中過量的OH-和COeq\o\al(2-,3)用硝酸除去,則操作③為過濾,試劑④為稀HNO3。12.(2018·江蘇省丹陽高級中學(xué)高三上學(xué)期期中)下列裝置應(yīng)用于銅與濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫和硫酸銅晶體,能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵?A.用圖甲裝置制取并收集二氧化硫B.用圖乙裝置將反應(yīng)后的混合物稀釋C.用圖丙裝置過濾出稀釋后混合物中的不溶物D.用圖丁裝置將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻結(jié)晶答案AB解析B項,反應(yīng)后的混合物中含有濃硫酸,所以將反應(yīng)后的混合物加入到水中并及時攪拌,正確;C項,過濾時應(yīng)該用玻璃棒引流,錯誤;D項,將溶液加熱蒸發(fā)應(yīng)使用蒸發(fā)皿,不是坩堝,錯誤。三、非選擇題13.海洋植物如海帶、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海藻中提取碘的流程如下圖:(1)實驗室灼燒海藻,需要下列儀器中的________(填字母)。a.試管 b.燒杯 c.坩堝d.泥三角 e.鐵三腳架 f.酒精燈(2)指出提取碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱:①________,③__________。(3)提取碘的過程中,可選擇的有機(jī)試劑是________(填字母)。A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油(4)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實驗室有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器有______________、______________。(5)小組用CCl4萃取碘水中的碘,在下圖的分液漏斗中,下層液體呈______色;他們打開分液漏斗活塞,卻未見液體流下,原因可能是__________________________________。(6)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑,還須經(jīng)過蒸餾,指出下列實驗裝置圖中的錯誤之處:①________________________________________________________________________;②_____________________________________________________
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