12第一章第2讲.pptx
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1、第一章 从实验学化学考纲要求KAOGANGYAOQIU掌握常见物质分离和提纯的方法。考点一分离、提纯的常用物理方法及装置考点二分离、提纯化学方法的选择课时作业内容索引NEIRONGSUOYIN自测题当堂检测01考点一分离、提纯的常用物理方法及装置1.物质分离、提纯的区别(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。知识梳理ZHISHISHULIZHISHISHULI2.依据物理性质选择分离、提纯的方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)(2)“固液”混合物的分离(提纯)(3)“液液”混合物的分离(提纯
2、)3.物质分离、提纯的常用方法及装置(1)过滤(如下图)适用于不溶性固体与液体的分离。操作注意:一贴、二低、三靠。(2)蒸发(如下图)蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质;而对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质,采用 的方法。在蒸发结晶中应注意:玻璃棒的作用:;当有大量晶体析出时, 而不能直接蒸干。降温结晶搅拌,防止液体局部过热而飞溅停止加热,利用余热蒸干(3)蒸馏:分离沸点不同的液体混合物温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;蒸馏烧瓶内要加沸石;冷凝管水流方向应为“逆流”。(4)萃取和分液:溶质在萃取剂中的溶解度 ;两种液体 ;溶质和萃取剂 ;分液时下层液体从 流出,上层液体从 倒出。大
3、互不相溶不反应下口上口(5)升华(如下左图):利用物质升华的性质进行分离,属于物理变化。(6)洗气(如上右图):除去气体中的杂质气体。说明: 管进气 管出气。长短02考点二分离、提纯化学方法的选择1.物质分离、提纯的常用化学方法知识梳理ZHISHISHULIZHISHISHULI方法原理实例加热法当混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质受热分解而分离出如NaCl中混有NH4Cl,Na2CO3中混有NaHCO3等均可直接加热除去杂质沉淀法在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该方法一定要注意不能引入新的杂质如加适量的BaCl2溶液可除去NaCl
4、中混有的Na2SO4氧化还原反应法如果混合物中混有氧化性杂质,可以加入适当的还原剂使其还原为被提纯物质如将过量的铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,以除去FeCl3杂质电解法利用电解原理来分离提纯物质如电解精炼铜调节pH法通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中某组分沉淀而分离的方法,一般是加入相应的难溶或微溶物来调节如CuCl2溶液中含有FeCl3杂质,可向溶液中加入CuO除去2.除杂“四原则”(1)不增,不得引入新杂质;(2)不减,尽量不减少被提纯和分离的物质;(3)易分,应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离;(4)易复原,被提纯物质转化后要易被复原。3.除杂操作“四注意”(1)除杂
5、试剂要过量;(2)过量试剂需除去;(3)选择的途径要最佳;(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。02自自 测测 题题01考点一分离、提纯的常用物理方法及装置1.依据物理性质选择分离方法(1)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤()解析乙醇的沸点低易挥发,适合用蒸馏法。(2)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇()解析乙醇与水互溶,不能萃取出水溶液中的溶质。(3)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法()解析由于氯化钠的溶解度随温度升高变化不大,而硝酸钾的溶解度随温度升高变化很大,适合用蒸发结晶,趁热过滤的方法。辨析易错易混
6、正误判断(4)NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法()解析碘易升华,加热可分离。(5)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离()解析食用油和汽油互溶,但沸点不同,应用蒸馏的方法分离。(6)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()解析只能除去氯气中的HCl杂质,但不能除去其中的水蒸气。2.分离仪器的使用及注意事项(1)分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出()(2)蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处()(3)蒸馏中,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出()(4)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热(
7、)(5)用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物()(6)过滤操作时,为了加快过滤速率,可用玻璃棒搅拌过滤器中的液体()物质分离提纯操作要领填空(1)从含有少量KNO3杂质的氯化钠溶液中分离出氯化钠固体的操作:_、洗涤、干燥。(2)从MgSO4溶液中得到MgSO4固体的实验操作包括_、冷却结晶、_、洗涤、干燥等一系列操作,在此过程中玻璃棒的作用是_(填序号)。引流搅拌加速溶解搅拌使溶液受热均匀,防止暴沸这些空常考易错强记背诵加热溶液至有大量晶体析出时,趁热过滤蒸发浓缩过滤(3)若滤液浑浊,需_。浑浊的原因可能是_。(4)硫酸铝和硫酸铵的混合液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体时即停止加热,然后冷却
8、结晶,得到铵明矾晶体NH4Al(SO4)212H2O。溶液不能蒸干的原因是_。(5)分液时,分液漏斗中的液体很难滴下,可能的原因是_。上的玻璃塞(或玻璃塞上的凹槽没有与漏斗上的小孔对齐)更换滤纸,重新过滤滤纸破损、滤液超过滤纸边缘防止晶体失去结晶水,也防止可溶物杂质析出没有打开分液漏斗颈02考点二分离、提纯化学方法的选择化学除杂方法(1)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去()解析浓硫酸可吸收SO3。(2)通过灼热的CuO除去H2中的CO()解析H2也能还原氧化铜。(3)乙烯中混有的SO2可以通过溴水除去()解析乙烯能与溴水反应。(4)除去BaCO3固体中混有的BaSO4:加过
9、量盐酸后,过滤洗涤()解析BaCO3能溶于盐酸,被提纯的物质不易复原。辨析易错易混正误判断(5)向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3()解析会引入新的杂质Ca2,应加入MgCO3或MgO等除杂。(6)除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后再过滤()解析Na2S和AgCl反应生成Ag2S和NaCl,过滤除去Ag2S和剩余的AgCl,达到除杂的目的。除去下列常见物质中的杂质,完成表格:提升思维能力深度思考序号 原物质 所含杂质除杂质试剂主要操作方法N2O2_固体吸收气体COCO2_或_或固体吸收气体CO2CO_用固体转化气体CO2HCl_Cl2HCl_
10、碳粉CuO_灼热的铜网NaOH溶液碱石灰灼热的CuO饱和NaHCO3溶液饱和食盐水稀酸(如稀盐酸)洗气洗气洗气过滤Fe2O3Al2O3_NaHCO3溶液Na2CO3_加酸转化FeCl3溶液FeCl2_加氧化剂转化FeCl2溶液FeCl3_加还原剂转化MgCl2溶液FeCl3_NaCl晶体NH4Cl _乙酸乙酯乙酸_过量NaOH溶液过滤CO2Cl2FeMgO饱和Na2CO3溶液过滤加热分解分液02当当 堂堂 检检 测测01考点一分离、提纯的常用物理方法及装置题组一分离方法及装置的选择1.请选用适当的分离方法,按要求分离下列混合物。解题探究JIETITANJIUJIETITANJIU从海水中获得粗
11、食盐从溴水中提取溴除去氯化钠溶液中的泥沙分离固体氯化钠和单质碘用自来水制取蒸馏水油脂发生皂化反应后产物的分离四氯化碳和水的分离除去硝酸钾中混有的氯化钠 A.过滤B.蒸发C.萃取D.蒸馏E.升华F.分液G.重结晶H.盐析 B C AEDH F G2.分离、提纯装置图的正误判断解析海带应在坩埚中灼烧。解析过滤时应用玻璃棒引流,漏斗下端尖口应紧贴烧杯内壁。解析蒸馏时温度计水银球应插在支管口处。解析蒸干时可能失去结晶水。解析碘加热易升华。解析接收装置不应封闭。题组二综合实验中物质分离操作解答题3.(2018佛山教学质量检测)超临界状态下的CO2流体溶解性与有机溶剂相似,可提取中药材的有效成分,工艺流程
12、如下。下列说法中错误的是A.浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出B.高温条件下更有利于超临界CO2流体萃取C.升温、减压的目的是实现CO2与产品分离D.超临界CO2流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点解析高温条件下,二氧化碳为气态,而萃取是利用超临界状态下的CO2流体,故高温条件下不利于超临界CO2流体萃取,B项错误。4.按以下实验方案可从海洋物质样品中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。则(1)、(2)、(3)、(4)的分离提纯方法依次为_、_、_、_。 过滤 分液 蒸发结晶 蒸馏5.(2019大连高三检测)硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠N
13、aBO2为主要原料制备NaBH4,其流程如下:已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙酸(沸点:33 )。(1)在第步反应加料之前,需要将反应器加热至100 以上并通入氩气,该操作的目的是_,原料中的金属钠通常保存在_中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_、_、玻璃片和小刀等。镊子 滤纸排尽装置中的空气和水蒸气煤油解析Na能与空气中的水蒸气、氧气反应,NaBH4常温下能与水反应,因而通入氩气是为了排除干扰因素空气和水,取用钠时,用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油。(2)第步分离采用的方法是_;第步分离(NaBH4)并回收溶剂,采用的方法是_。解析从流程可看出第步是固体与液体的分离,其
14、操作为过滤。根据已知信息可知NaBH4可溶于异丙酸,且异丙酸的沸点较低(33 ),回收异丙酸可选用蒸馏的方法。过滤蒸馏02考点二分离、提纯化学方法的选择题组一装置图判断型1.判断下列化学提纯装置图能否达到目的,达到目的打“”,不能达目的打“”解题探究JIETITANJIUJIETITANJIU解析进气方向错,洗气时气体应“长进短出”。解析澄清的石灰水浓度太小,不利于CO2气体的吸收。2.(2019内江高三调研)下列实验的试剂、装置选用不合理的是选项实验目的选用试剂选用装置A除去Cl2中少量的HCl、H2O 试剂a为饱和氯化钠溶液甲B除去NH3中少量的H2O试剂b为无水氯化钙乙C除去H2中少量的
15、HCl、H2O试剂b为碱石灰乙D除去N2中少量的O2足量铜网丙解析A选项合理,甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl,浓硫酸可除去H2O;B选项不合理,干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3;C选项合理,干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠,可除去HCl和H2O;D选项合理,在加热条件下,O2可与丙装置中的铜网反应而被除去。题组二物质分离、提纯流程的分析下列有关说法中不正确的是A.试剂分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2B.除去Ca2的主要反应:Ca2 =CaCO3C.检验 是否除净的方法:取适量滤液,加稀盐酸酸化,再加BaCl2溶液D.加稀盐酸调节pH后,采用蒸发结晶的方法得
16、到NaCl固体解析由实验流程可知,粗盐溶解后,可先加NaOH除去MgCl2,再加BaCl2除去Na2SO4,然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2,且Na2CO3一定在BaCl2之后加入,过滤后,滤液中加盐酸,最后蒸发结晶得到NaCl固体。4.(2018唐山期末)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂,以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如图:2432Fe (OH) (SO )xxyPFS固体产品下列说法不正确的是A.步骤,粉碎的目的是增大反应物接触面积,提高“酸浸”反应速率B.步骤,可选用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2转化为Fe3C.步骤,加稀硫酸调节pH在一
17、定范围内,若pH偏小则Fe3水解程度太弱,若 pH偏大时则形成Fe(OH)3沉淀D.步骤,减压蒸发有利于降低蒸发温度,防止产物分解解析废铁屑粉碎过筛后加入酸浸,过滤得到的滤液中加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子;再加入稀硫酸生成聚合硫酸铁,减压蒸发得到PFS固体产品。步骤,可选用H2O2将Fe2转化为Fe3,还原产物为水,不引入新杂质,不能选Cl2、KMnO4等,易引入新杂质,故B错误;铁离子易水解生成红褐色氢氧化铁胶体,聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内,pH偏小时Fe3水解程度弱,pH偏大时则容易生成Fe(OH)3沉淀,产率降低,则步骤,加稀硫酸调节pH在一定范围内,故C正确;常压蒸发温
18、度过高导致聚合硫酸铁分解,减压蒸发,有利于降低蒸发温度,防止产物分解,故D正确。分离、提纯题的答题步骤第一步:确定被提纯物质与除杂对象对比两者物理性质、化学性质的差异,利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等),选择合适的分离原理或除杂试剂;除杂试剂除去杂质的同时,不消耗被提纯物质,不引入新的杂质。第二步:选择合适的分离或除杂装置根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等);根据除杂试剂的状态及反应条件,选择合适的装置,液体试剂一般选洗气瓶,固体试剂一般用干燥管或U形管。第三步:综合分析,筛选答案综合分析物质分离是否完全,被提纯物质中的杂质是否被除去。解题
19、指导解题指导过滤、蒸馏、冷凝及洗气装置的创新应用微专题3近几年的高考题中,特别是在物质制备及化工流程题中有关物质的分离提纯成为新的命题热点。创新装置创新装置1.过滤装置的创新过滤装置的创新抽滤抽滤由于水流的作用,使图1装置a、b中气体的压强减小,故使过滤速率加快。图12.蒸馏、冷凝装置的创新应用蒸馏、冷凝装置的创新应用 图2 图3 图4图2、图3、图4,由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物循环利用,提高反应物的转化率。3.洗气装置的创新洗气装置的创新双耳球吸收法双耳球吸收法图5中,由于双耳球上端球形容器的容积较大,能有效地防止倒吸。故该装置既能除去气体中的气
20、态杂质,又能防止倒吸。图5专题训练专题训练1.(2018长沙市第一中学高三月考)实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图,相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为附表相关物质的沸点(101 kPa)物质沸点/物质沸点/溴58.81,2-二氯乙烷83.5苯甲醛179间溴苯甲醛22912步骤1:将三颈烧瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60 ,缓慢滴加经浓H2SO4干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%的NaHCO3溶液洗涤。步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,
21、放置一段时间后过滤。步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。(1)实验装置中冷凝管的主要作用是_,锥形瓶中的溶液应为_。NaOH溶液冷凝回流12解析解析冷凝管的主要作用是冷凝回流,防止反应物逸出,提高原料的利用率。由于液溴易挥发且溴蒸气有毒,不能直接排入空气,需要用NaOH等强碱溶液吸收尾气。12(2)步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为_。(3)步骤2中用10%的NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的_(填化学式)。解析解析苯甲醛与溴单质是在AlCl3的催化作用下发生取代反应生成间溴苯甲醛。解析解析NaHCO3可以与Br2及盐酸反应,所以用NaHCO3溶液是为了除去
22、没有反应的Br2和HCl。Br2、HClAlCl312(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_。(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止_。解析解析洗涤后的有机相中含有少量的水,加入无水MgSO4的作用是作干燥剂除去有机相中的水,吸水生成MgSO47H2O。解析解析减压蒸馏是为了降低蒸馏的温度,防止间溴苯甲醛被氧化。间溴苯甲醛被氧化除去有机相中的水122.(2018南京高三模拟)环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列原理和装置制备(部分夹持仪器未画出):环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表(*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点):物质相对分子质量沸点()
23、密度(gcm3,20 )溶解性环己醇100161.1(97.8*)0.962 4微溶于水环己酮98155.6(95*)0.947 8微溶于水水18100.00.998 2 (1)已知合成环己酮的反应是放热反应,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验时,先在合成装置中加入5.2 mL(5 g)环己醇和几粒沸石,再加入酸性Na2Cr2O7溶液。酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为_(填字母)。A.一次性加入B.缓慢加入C.无所谓,怎样加入都可以B解析解析酸性Na2Cr2O7溶液应缓慢加入,防止剧烈反应,导致温度过高。(2)若酸性Na2Cr2O7溶液的体积为35 mL,则应选取_(填“10
24、0 mL”或“250 mL”)的三颈烧瓶。100 mL解析解析反应液的总体积是40.2 mL,液体体积一般不能超过容器容积的1/2,所以应选择100 mL三颈烧瓶。(3)反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集9597 的馏分(设为A),其主要成分是_的混合物;在馏分A中加入氯化钠固体至饱和,静置、分液,得有机层(设为B)。加入氯化钠固体的作用是_;在有机层B中加入无水硫酸镁固体,充分作用后过滤,加入无水硫酸镁的作用是_,然后进行蒸馏。环己酮和水解析解析95 时得到环己酮和水的恒沸溶液,所以9597 的馏分是环己酮和水的混合物;环己酮的密度与水接近,不容易分层。加入NaCl可增加水的密度,有利于分层
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