高中化学必修一：1.1物质的分离与提纯-ppt课件.ppt

浪淘沙 刘禹锡千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金。是混合物中的各物质通过物理或化学方是混合物中的各物质通过物理或化学方法一一分开，获得纯净组分的过程。法一一分开，获得纯净组分的过程。提纯是将混合物中的提纯是将混合物中的杂质杂质通过物理或化通过物理或化学方法学方法除掉除掉而得到所需物质的过程。而得到所需物质的过程。概念概念提纯：提纯：分离：分离：常见混合物分离的方法有：常见混合物分离的方法有：过滤、结晶过滤、结晶萃取、分液和蒸馏萃取、分液和蒸馏学习目标学习目标1.了解过滤和结晶分离混合物了解过滤和结晶分离混合物的一般原理的一般原理.2.能应用所学方法对常见混合能应用所学方法对常见混合物进行提纯和分离物进行提纯和分离.1.实验室中用实验室中用KClO3在在MnO2催化下受催化下受热分解制取氧气。从反应后热分解制取氧气。从反应后KCl和和MnO2的混合物中分离、回收这两种的混合物中分离、回收这两种物质，需要使用哪些分离方法？请简物质，需要使用哪些分离方法？请简述实验方案。述实验方案。原理：原理：利用物质的溶解性利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来。体的固体分离开来。仪器：仪器：铁架台、烧杯、铁圈、漏铁架台、烧杯、铁圈、漏斗、滤纸、玻璃棒。斗、滤纸、玻璃棒。、过滤、过滤一一贴贴、二二低低、三三靠靠.滤滤渣渣一一定定要要洗洗涤涤操作要点：操作要点：为什么要对滤渣进行洗涤？为什么要对滤渣进行洗涤？沉淀洗涤沉淀洗涤 原因：过滤完成后，由于沉淀表面往往含原因：过滤完成后，由于沉淀表面往往含有滤液，如果需要得到较为纯净的沉淀，有滤液，如果需要得到较为纯净的沉淀，则需要对其洗涤。则需要对其洗涤。洗涤方法：在原过滤装置中，通过玻璃棒引流，洗涤方法：在原过滤装置中，通过玻璃棒引流，使得蒸馏水液面没过沉淀，待滤液完全滤出后，使得蒸馏水液面没过沉淀，待滤液完全滤出后，重复重复2-32-3次。次。一贴、二低、三靠烧杯尖嘴靠在玻璃棒上。玻璃棒靠在三层滤纸上。漏斗颈紧靠烧杯内壁。滤纸与漏斗应紧贴无气泡。滤纸边缘低于漏斗边缘。滤纸液面低于滤纸边缘。2 2、结晶、结晶蒸发结晶蒸发结晶冷却结晶冷却结晶重结晶重结晶原理：原理：蒸发溶剂，使溶液由不蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会成结晶析出。剩的溶质就会成结晶析出。仪器：仪器：铁架台、酒精灯、铁圈、铁架台、酒精灯、铁圈、蒸发皿、玻璃棒。蒸发皿、玻璃棒。蒸发结晶蒸发结晶用于用于溶解度溶解度随温度改变而随温度改变而变化变化不大不大的物质。的物质。13操作要点：操作要点：、蒸发皿中的液体不能超过其容、蒸发皿中的液体不能超过其容积的积的2/32/3。、当出现大量固体时，应停止、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。加热用余热蒸干。、蒸发过程中必须用玻璃棒不断、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌（防止局部温度过高而使液体搅拌（防止局部温度过高而使液体飞溅）。飞溅）。、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫 上石棉网。上石棉网。原理：原理：加热溶液，蒸发溶剂成加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，降低热饱和溶液的饱和溶液，降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出。的溶质就会呈晶体析出。冷却结晶冷却结晶用于用于溶解度溶解度随温度改变而随温度改变而明显明显变化变化的物质。（的物质。（KNO3）溶解度是指一定温度下溶解度是指一定温度下,100克溶剂中达到饱和克溶剂中达到饱和时所能溶解的溶质的克数时所能溶解的溶质的克数2.现有混有少量氯化钾的硝酸钾现有混有少量氯化钾的硝酸钾粉末，请参照图粉末，请参照图1-11的溶解度曲的溶解度曲线，设计实验方案提纯硝酸钾。线，设计实验方案提纯硝酸钾。提示：从两者溶解度出发提示：从两者溶解度出发 设计思路：设计思路：KClKCl、KNOKNO3 3混合物混合物KClKCl、KNOKNO3 3溶液溶液KNOKNO3 3()、KClKCl KNOKNO3 3溶液溶液KNO3（）加热溶解加热溶解冷却结晶冷却结晶过滤过滤实验方案：实验方案：、溶解：、溶解：将混合物放入烧杯中，加入热水，使将混合物放入烧杯中，加入热水，使固体完全溶解固体完全溶解。、冷却结晶：、冷却结晶：将将(1)所得溶液放在实验台上自所得溶液放在实验台上自然冷却到不再有固体析出。然冷却到不再有固体析出。3 3、过滤：、过滤：将将(2)(2)所得混合物进行过滤，滤纸上的所得混合物进行过滤，滤纸上的晶体即为较纯净的晶体即为较纯净的KNOKNO3 3。、重结晶：若需要更纯净的、重结晶：若需要更纯净的KNOKNO3 3晶体，可将晶体，可将(3)(3)中所得晶体再结晶重复中所得晶体再结晶重复(1)-(3)(1)-(3)操作一次。操作一次。2 2、结晶、结晶蒸发结晶蒸发结晶冷却结晶冷却结晶蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会成和，继续蒸发，过剩的溶质就会成结晶析出。结晶析出。加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，降加热溶液，蒸发溶剂成饱和溶液，降低热饱和溶液的温度，溶解度随温度低热饱和溶液的温度，溶解度随温度变化较大的溶质就会呈晶体析出。变化较大的溶质就会呈晶体析出。重结晶重结晶将已得到的晶体用蒸馏水溶解，经过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，得到更纯净的晶体的过程。用于用于溶解度溶解度随温度改变而随温度改变而变化不大变化不大的物质。的物质。用于用于溶解度溶解度随温度而随温度而明显变化明显变化的物质。的物质。现有含少量氯化镁和泥沙的粗食盐，请设现有含少量氯化镁和泥沙的粗食盐，请设计实验方案计实验方案提纯提纯氯化钠氯化钠思考思考:1.1.用什么试剂来除杂？用什么试剂来除杂？2.2.加入试剂发生的反应方加入试剂发生的反应方程式程式?（NaOHNaOH溶液、溶液、HClHCl溶液溶液）MgClMgCl2 2+2NaOH=Mg(OH)+2NaOH=Mg(OH)2 2+2NaCl+2NaClHCl+NaOH=NaCl+HHCl+NaOH=NaCl+H2 2O O（提示：（提示：氢氧化镁难溶于水）氢氧化镁难溶于水）溶解溶解过滤过滤（除泥沙等）（除泥沙等）NaOH（除去（除去Mg2+）过滤过滤（除沉淀）（除沉淀）蒸发蒸发稀盐酸稀盐酸（除（除OH-）（除（除HCl）流程图：流程图：【学习目标】【学习目标】1初步学会萃取和分液、蒸馏初步学会萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能等分离物质的实验技能.2初步了解根据混合物的性质，初步了解根据混合物的性质，选择不同的分离方法对物质进行选择不同的分离方法对物质进行分离。分离。炒西红柿炒西红柿现现象象1：油油和和水水互互不不相相溶溶，且且油层在水层上。油层在水层上。现现象象2：油油层层的的颜颜色色比比水水层层更更红。红。3 3、萃取和分液、萃取和分液思考：为什么炒西红柿油层色素浓度会思考：为什么炒西红柿油层色素浓度会 更大？更大？油、水互不相溶且油、水互不相溶且油油水水油层色素浓度更大油层色素浓度更大现现象象1：油油和和水水互互不不相相溶溶，且且油油层层在在水层上。水层上。现现象象2：油油层层的的颜颜色比水层更红。色比水层更红。3 3、萃取和分液、萃取和分液 萃取：利用物质在萃取：利用物质在互不相溶互不相溶的溶的溶剂中的剂中的溶解度的不同溶解度的不同，将物质从一，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的方法。实现分离的方法。萃取剂：萃取剂：在萃取时液态混合物中在萃取时液态混合物中加入的溶剂。加入的溶剂。CClCCl4 4 ：无色透明、油状液体，密度大于水：无色透明、油状液体，密度大于水苯和汽油：苯和汽油：无色透明、油状液体，密度小无色透明、油状液体，密度小于水于水常见萃取剂常见萃取剂溶解度溶解度 水（水（H2O）苯（苯（C6H6）四氯化碳四氯化碳（CCl4）碘（碘（I2）0.029g 14.1g 2.9g 作为萃取剂必须满足下列条件：作为萃取剂必须满足下列条件：1、溶质在萃取剂的溶解度远、溶质在萃取剂的溶解度远大于原溶剂中。大于原溶剂中。2、萃取剂和原溶剂互不相溶。、萃取剂和原溶剂互不相溶。3、溶质与萃取剂之间互不反、溶质与萃取剂之间互不反应。应。思考：为什么炒西红柿油层色素浓度会思考：为什么炒西红柿油层色素浓度会 更大？更大？分析：分析：色素在水中的色素在水中的溶解度溶解度明显小于在明显小于在油中的油中的溶解度溶解度。28在试管中加入2-3ml碘水，再向其中滴加1ml四氯化碳（CCl4），振荡，静置。观察比较两支试管中的实验现象。振荡前振荡后上层下层黄色无色紫红色无色现象分析现象分析由于由于碘碘在在CClCCl4 4中的中的溶解度溶解度远大于在水中的溶解度远大于在水中的溶解度，在，在震荡的过程中，震荡的过程中，碘碘从水中从水中转移转移到了到了CClCCl4 4中，且中，且CClCCl4 4的的密度大于水的密度，所以下密度大于水的密度，所以下层为碘的层为碘的CClCCl4 4 （紫红色紫红色）定义：定义：将将互不相溶的液体互不相溶的液体进行分离的方法。进行分离的方法。仪器：仪器：铁架台、烧杯、铁铁架台、烧杯、铁圈、分液漏斗。圈、分液漏斗。分液分液1、充分振荡，适当放气，、充分振荡，适当放气，充分静止，然后充分静止，然后分液分液；2、分液时保持漏斗内与、分液时保持漏斗内与大气压一致；大气压一致；3、下层溶液下口出，上下层溶液下口出，上层溶液上口出层溶液上口出操作要点：操作要点：分液过程分液过程：检漏检漏装液装液振荡振荡分液静置静置正倒，旋180度用右手压住分液漏斗口用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接荡，使两种液体充分接触；触；振荡后打开活塞，振荡后打开活塞，使漏斗内气体放出使漏斗内气体放出。(否则漏斗内气压过大，否则漏斗内气压过大，会将漏斗盖冲出）会将漏斗盖冲出）用力振荡用力振荡原理：原理：利用利用液态混合物液态混合物中中各组各组分沸点的不同分沸点的不同，加热使其某一，加热使其某一组分变成蒸气，经过冷凝后再组分变成蒸气，经过冷凝后再变成液体，从而跟其他组分分变成液体，从而跟其他组分分开，目的是将难挥发或不挥发开，目的是将难挥发或不挥发的杂质除去的杂质除去。仪器：仪器：蒸馏蒸馏蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶石棉网石棉网牛角管牛角管冷凝管冷凝管温度计温度计沸石沸石锥形瓶锥形瓶铁架台铁架台酒精灯酒精灯进水口进水口出水口出水口温度计水银球温度计水银球处于蒸馏烧瓶处于蒸馏烧瓶支管口处支管口处冷凝管下口进冷凝管下口进水上口出水水上口出水烧瓶底垫烧瓶底垫石棉网石棉网投放沸石投放沸石或瓷片防或瓷片防止暴沸止暴沸操作要点操作要点（4）蒸馏烧瓶中所盛液体不能超过其容积的）蒸馏烧瓶中所盛液体不能超过其容积的2/3，也，也 不能少于不能少于1/3，且加热时不能将液体全部蒸干。，且加热时不能将液体全部蒸干。（1）在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸）在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。（2）温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，）温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，以测量蒸气的温度。以测量蒸气的温度。（3）冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。）冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。（6）弃掉刚开始馏出的部分液体。）弃掉刚开始馏出的部分液体。（5）实验前先通冷却水，再加热；实验完先停止）实验前先通冷却水，再加热；实验完先停止 加热，再停止通冷却水。加热，再停止通冷却水。蒸馏操作要注意哪些问题？蒸馏操作要注意哪些问题？总结：总结：方法方法方法方法适用范围适用范围适用范围适用范围装置装置装置装置举例举例举例举例过滤过滤过滤过滤除去氯化钠溶液除去氯化钠溶液除去氯化钠溶液除去氯化钠溶液中的泥沙中的泥沙中的泥沙中的泥沙注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：“一贴二低三靠一贴二低三靠一贴二低三靠一贴二低三靠”蒸发蒸发蒸发蒸发蒸发食盐溶液获蒸发食盐溶液获蒸发食盐溶液获蒸发食盐溶液获得食盐晶体得食盐晶体得食盐晶体得食盐晶体注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：搅拌搅拌搅拌搅拌不溶性固体不溶性固体与液体的分与液体的分离离可溶性固体可溶性固体与液体的分与液体的分离离方法方法适用范围适用范围装置装置举例举例蒸馏分离乙醇和水分离乙醇和水分离乙醇和水分离乙醇和水的混合物；用的混合物；用的混合物；用的混合物；用自来水制取蒸自来水制取蒸自来水制取蒸自来水制取蒸馏水馏水馏水馏水萃取四氯化碳把溶四氯化碳把溶四氯化碳把溶四氯化碳把溶于水里的碘萃于水里的碘萃于水里的碘萃于水里的碘萃取出来取出来取出来取出来分离沸点不同分离沸点不同分离沸点不同分离沸点不同而又相溶的液而又相溶的液而又相溶的液而又相溶的液态混合物态混合物态混合物态混合物溶质在两种溶质在两种溶质在两种溶质在两种互不相溶的互不相溶的互不相溶的互不相溶的溶剂里溶解溶剂里溶解溶剂里溶解溶剂里溶解度的不同度的不同度的不同度的不同萃取萃取(分液分液)1 1、不可溶性的固体和液体分离、不可溶性的固体和液体分离 2 2、可溶性的固体和液体分离、可溶性的固体和液体分离3 3、沸点不同的互溶的液体混合物分离、沸点不同的互溶的液体混合物分离4 4、溶解度不同的可溶性液体混合物分离、溶解度不同的可溶性液体混合物分离物质分离和提纯的几种方法物质分离和提纯的几种方法过滤过滤蒸发蒸发蒸馏蒸馏操作原则操作原则 四原则，三必须四原则，三必须1、四原则、四原则（1）不增不增-提纯过程中不增加新物质提纯过程中不增加新物质（2）不减不减-不减少要被提纯的物质不减少要被提纯的物质（3）易分离易分离-被提纯物与杂质容易分被提纯物与杂质容易分离离（4）易复原易复原-被提纯物质要复原被提纯物质要复原 2、三必须、三必须（1）除杂）除杂试剂试剂必须必须过量过量（2）过量）过量试剂试剂必须必须除尽除尽（3）除杂）除杂途径途径必须必须最佳最佳1、现有三组溶液：、现有三组溶液：汽油和氯化钠溶液汽油和氯化钠溶液 39的乙醇溶液的乙醇溶液 氯化钠和单质溴的水氯化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是是（）A.分液、萃取、蒸馏分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液萃取、蒸馏、分液C.分液、蒸馏、萃取分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液蒸馏、萃取、分液练习：练习：2 2、分离下列混合物，按溶解、过滤、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是（蒸发顺序进行的是（）A A、氧化铜、木炭、氧化铜、木炭 B B、碳酸钙、氯化钠、碳酸钙、氯化钠 C C、硝酸钾、氯化钠、硝酸钾、氯化钠 D D、乙醇、水、乙醇、水B练习：练习：用于分离或提纯物质的已学方法有：用于分离或提纯物质的已学方法有：用于分离或提纯物质的已学方法有：用于分离或提纯物质的已学方法有：A A萃取萃取萃取萃取 B B分液分液分液分液 C C过滤过滤过滤过滤 D D加热分解加热分解加热分解加热分解 E E蒸发蒸发蒸发蒸发 F F蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏 下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合 适适适适?（把选用方法的标号填入括号内）（把选用方法的标号填入括号内）（把选用方法的标号填入括号内）（把选用方法的标号填入括号内）（1 1）除去）除去）除去）除去B Ba a（OHOH）2 2溶液中悬浮的溶液中悬浮的溶液中悬浮的溶液中悬浮的CaCa（OHOH）2 2 颗粒（颗粒（颗粒（颗粒（）（2 2）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）（3 3）除去酒精中溶解的微量食盐（）除去酒精中溶解的微量食盐（）除去酒精中溶解的微量食盐（）除去酒精中溶解的微量食盐（）（4 4）把溴水中的溴提取出来）把溴水中的溴提取出来）把溴水中的溴提取出来）把溴水中的溴提取出来 （）（5 5）用自来水制取医用蒸馏水）用自来水制取医用蒸馏水）用自来水制取医用蒸馏水）用自来水制取医用蒸馏水 （）（6 6）除去氧化钙中的碳酸钙）除去氧化钙中的碳酸钙）除去氧化钙中的碳酸钙）除去氧化钙中的碳酸钙 （）（7 7）分离柴油和水的混合物）分离柴油和水的混合物）分离柴油和水的混合物）分离柴油和水的混合物 （）B BD DA AC CE EF FF F溶解溶解过滤过滤（除泥沙等）（除泥沙等）Na2CO3NaOH（除去过量（除去过量的的Ba2+）（除去（除去SO42）（除去（除去Mg2+）BaCl2过滤过滤（除沉淀）（除沉淀）稀稀HCl（除去（除去CO32-和和OH-）蒸发蒸发47思考：试设计实验方案，如何思考：试设计实验方案，如何除去除去NaCl溶液中混有的溶液中混有的Mg2+、Ca2+、SO42等杂质离子？等杂质离子？提示：已知提示：已知Mg(OH)2难溶于水，难溶于水，BaSO4既难溶于水又难溶于酸，既难溶于水又难溶于酸，BaCO3难溶于水，但可溶于盐酸。难溶于水，但可溶于盐酸。上述加入试剂的先后顺序还可设计为：上述加入试剂的先后顺序还可设计为：BaCl2 Na2CO3 NaOH HCl关键是关键是Na2CO3溶液要在溶液要在BaCl2溶液之溶液之后，而稀后，而稀HCl必须在最后加。必须在最后加。NaOH BaCl2 Na2CO3 HCl