物质的分离、提纯及检验.ppt
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1、开始学案学案2 2物质的分离、提物质的分离、提纯及检验纯及检验考点1考点2考点11.物质的分离、提纯的一般原则:分离或提纯一般应遵循物质的分离、提纯的一般原则:分离或提纯一般应遵循“两两不两易不两易”原则,即不增加原则,即不增加 ,不减少所需物质,所选试剂便,不减少所需物质,所选试剂便宜易得,欲得物质易于宜易得,欲得物质易于 。2.物质分离提纯的常用方法物质分离提纯的常用方法(1)物理方法物理方法: 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、溶解、盐析、洗气等。、溶解、盐析、洗气等。(2)化学方法:化学方法:加热法加热法:混合物中混有:混合物中混有 性差的物质时,可直接加热,性差的物质时,可直接加
2、热,使热稳定性差的物质分解而分离出去,有时受热后能变为被提纯的使热稳定性差的物质分解而分离出去,有时受热后能变为被提纯的物质。例如,食盐中混有氯化铵。物质。例如,食盐中混有氯化铵。杂质杂质分离分离过滤过滤结晶结晶重结晶重结晶蒸发蒸发蒸馏蒸馏分馏分馏分液分液萃取萃取升华升华渗析渗析稳定稳定沉淀法沉淀法:在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式分:在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式分离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新 。若。若使用多种试剂将溶液中不同离子逐一沉淀,这时应注意后加试剂使用多种试剂将溶液中不同离子逐一沉淀,这时应注意后
3、加试剂能能 ,最后加的试剂不引入新杂,最后加的试剂不引入新杂质。例如,加适量质。例如,加适量BaCl2溶液除去溶液除去NaCl中的中的Na2SO4。转化法转化法:不能通过一次反应达到分离的目的,而要经过转化:不能通过一次反应达到分离的目的,而要经过转化为其他物质才能分离,然后再将转化物质恢复为原物质。例如,为其他物质才能分离,然后再将转化物质恢复为原物质。例如,苯酚中混有硝基苯时,先加入苯酚中混有硝基苯时,先加入NaOH溶液后溶液后 ,再向苯酚钠,再向苯酚钠溶液中通入溶液中通入CO2重新生成苯酚再重新生成苯酚再 等。注意转化过程中尽等。注意转化过程中尽量减少被分离物的损失。量减少被分离物的损失
4、。酸碱法酸碱法:被提纯物不与酸反应,而杂质与酸可反应,用酸作:被提纯物不与酸反应,而杂质与酸可反应,用酸作除杂试剂;被提纯物不与碱反应,而杂质与碱易反应,用碱作除除杂试剂;被提纯物不与碱反应,而杂质与碱易反应,用碱作除杂试剂。例如,用杂试剂。例如,用 除去铁粉中的铝粉。除去铁粉中的铝粉。氧化还原法氧化还原法:对混合物中含有还原性杂质,加入适当氧化剂:对混合物中含有还原性杂质,加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质;对混合物中含氧化性杂质,可加入适当使其氧化为被提纯物质;对混合物中含氧化性杂质,可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如,还原剂将其还原为被提纯物质。例如,FeCl2中含有中含有FeC
5、l3,加,加入入 ,振荡过滤,即可除去,振荡过滤,即可除去FeCl3而又不引入新的杂质。而又不引入新的杂质。将先加试剂的过量部分除去将先加试剂的过量部分除去杂质杂质分液分液分液分液氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液铁粉铁粉水解法:水解法:CuCl2溶液中含有溶液中含有FeCl3杂质时,可向溶液中加入杂质时,可向溶液中加入或或 或或 ,使水解平衡,使水解平衡Fe33H2O Fe(OH)33H向右移动生成沉淀而除去。向右移动生成沉淀而除去。电解精炼法,例如粗铜的提纯,将粗铜作电解精炼法,例如粗铜的提纯,将粗铜作 极,纯铜作极,纯铜作阴极。阴极。特别提醒:在解答物质提纯试题时,选择试剂和实验措施应特别提醒:在
6、解答物质提纯试题时,选择试剂和实验措施应考虑三个方面:考虑三个方面:不能引入新杂质;不能引入新杂质;提纯后的物质成分不变;提纯后的物质成分不变;实验过程和操作方法简单易行。实验过程和操作方法简单易行。CuOCu(OH)2CuCO3阳阳1.下列除去杂质的方法正确的是下列除去杂质的方法正确的是 (?) ( ) A.除去除去CO2中混有的中混有的CO:用澄清石灰水洗气:用澄清石灰水洗气 B.除去除去BaCO3固体中混有的固体中混有的BaSO4:加过量盐酸后,过滤、洗涤:加过量盐酸后,过滤、洗涤 C.除去除去FeCl2溶液中混有的溶液中混有的FeCl3:加入过量铁粉,过滤:加入过量铁粉,过滤 D.除去
7、除去Cu粉中混有的粉中混有的CuO:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤C1.化学方法分离和提纯选择试剂的一般原则化学方法分离和提纯选择试剂的一般原则(1)除杂试剂最好只与杂质反应除杂试剂最好只与杂质反应例:除去例:除去CO2气体中的气体中的SO2用饱和用饱和的碳酸氢钠溶液,不用碳酸钠溶液。的碳酸氢钠溶液,不用碳酸钠溶液。(2)后续试剂要除去过量的前一试剂后续试剂要除去过量的前一试剂例:除去例:除去NaCl中的中的MgCl2、CaCl2及及Na2SO4,先加入,先加入BaCl2再加入再加入Na2CO3,Na2CO3的作用是除的作用是除去去Ca2+和引入的和引入的Ba2+。(3
8、)不能引入新的杂质不能引入新的杂质例除去乙烷中的乙烯用溴水,不能用酸性高例除去乙烷中的乙烯用溴水,不能用酸性高锰酸钾溶液,因为酸性高锰酸钾溶液除去乙烯的同时生成二氧化碳锰酸钾溶液,因为酸性高锰酸钾溶液除去乙烯的同时生成二氧化碳杂质。杂质。(4)杂质与试剂生成的物质与被提纯的物质要易于分离杂质与试剂生成的物质与被提纯的物质要易于分离(状态或其(状态或其他性质不同例:除去苯中的苯酚,用氢氧化钠溶液,不用溴水。他性质不同例:除去苯中的苯酚,用氢氧化钠溶液,不用溴水。(5)尽可能将杂质转化成所需的物质尽可能将杂质转化成所需的物质例:除去例:除去CO2中的中的HCl用饱和用饱和的碳酸氢钠溶液最好。的碳酸
9、氢钠溶液最好。(6)有多种杂质时应考虑除杂的顺序有多种杂质时应考虑除杂的顺序例:除去例:除去N2中的中的CO2、O2及及H2O。用。用NaOH溶液除溶液除CO2,再用浓,再用浓H2SO4干燥,最后通过灼热铜网干燥,最后通过灼热铜网除除O2。2.物质分离、提纯方法的综合应用物质分离、提纯方法的综合应用在分离提纯实际应用中,往往是物理方法和化学方法混合使用在分离提纯实际应用中,往往是物理方法和化学方法混合使用,多种化,多种化学方法混合使用。学方法混合使用。(1)固体混合物的分离提纯:溶解过滤法,如固体混合物的分离提纯:溶解过滤法,如MnO2与与KCl的混合物;加的混合物;加热灼烧法热灼烧法,如除去
10、如除去CuO中的中的C杂质;溶解结晶法,如分离杂质;溶解结晶法,如分离NaCl与与KNO3可根据可根据两物质的溶解度受温度影响的不同分别采取蒸发结晶法或降温结晶法;两物质的溶解度受温度影响的不同分别采取蒸发结晶法或降温结晶法;(2)液体的分离提纯:萃取法、分液法、渗析法、生成气体法;氧化还原法;正液体的分离提纯:萃取法、分液法、渗析法、生成气体法;氧化还原法;正盐与酸式盐转化法;盐与酸式盐转化法;(3)气体的分离提纯法:洗气法;加热法、干燥法等。气体的分离提纯法:洗气法;加热法、干燥法等。【例【例1】下表为各物质中所含有的少量杂质,以及除去这些杂质应选用的】下表为各物质中所含有的少量杂质,以及
11、除去这些杂质应选用的 试剂或操作方法。正确的一组为试剂或操作方法。正确的一组为 ( )序号序号物质物质杂质杂质除杂质应选用的试剂或操作方法除杂质应选用的试剂或操作方法KNO3溶液溶液KOH加入加入FeCl3溶液,并过滤溶液,并过滤FeSO4溶液溶液CuSO4加入过量铁粉加入过量铁粉,并过滤并过滤H2CO2通过盛有通过盛有NaOH溶液的洗气瓶,再通过溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶盛有浓硫酸的洗气瓶NaNO3CaCO3溶解、过滤、蒸发溶解、过滤、蒸发A. B. C. D.C【解析】【解析】错,又引入了杂质离子错,又引入了杂质离子ClCl- -。1.用过量的用过量的H2SO4、NaOH、NH
12、3H2O、KCl等溶液,按下图所示等溶液,按下图所示 步骤分开五种离子,则溶液步骤分开五种离子,则溶液是是 (?) ( ) A.KCl NaOH NHH2O H2SO4 B.H2SO4 NaOH NH3H2O KCl C.H2SO4 NH3H2O NaOH KCl D.KCl NH3H2O NaOH H2SO4【例【例2】硫酸亚铁容易被氧化,而硫酸亚铁铵晶体】硫酸亚铁容易被氧化,而硫酸亚铁铵晶体(NH4)2SO4 (?) FeSO46H2O较稳定,常用于代替硫酸亚铁作还原剂。较稳定,常用于代替硫酸亚铁作还原剂。 现以铁屑为主要原料制备硫酸亚铁铵晶体,其反应如下:现以铁屑为主要原料制备硫酸亚铁铵
13、晶体,其反应如下: Fe+H2SO4(稀)(稀) FeSO4+H2 FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O (NH4)2SO4FeSO46H2O 步骤步骤1 1:在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入某种试剂除去油污,:在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入某种试剂除去油污, 加热,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量,铁屑质量为加热,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量,铁屑质量为m m1 1。 步骤步骤2 2:将处理过的铁屑加入到一定量的稀:将处理过的铁屑加入到一定量的稀H H2 2SOSO4 4中,加热至中,加热至50 50 80 80 充分反应,趁热过滤并用少量热水洗涤,滤液及洗充分反应,趁热过滤并用少量热水洗
14、涤,滤液及洗 涤液都转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,剩余铁屑质量为涤液都转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重,剩余铁屑质量为m m2 2。 步骤步骤3 3:准确称取所需质量的硫酸铵晶体加入:准确称取所需质量的硫酸铵晶体加入“步骤步骤2”2”的蒸发的蒸发皿皿 中,搅拌使之溶解,缓缓加热一段时间,将其冷却并结晶、过中,搅拌使之溶解,缓缓加热一段时间,将其冷却并结晶、过 滤。用无水乙醇洗涤晶体并自然干燥,称量所得晶体质量为滤。用无水乙醇洗涤晶体并自然干燥,称量所得晶体质量为m m3 3。回答下列问题:回答下列问题:(1)能够用于除去铁屑表面油污的试剂是能够用于除去铁屑表面油污的试剂是 (填字母)。(填字母
15、)。 A.纯碱溶液纯碱溶液 B.烧碱溶液烧碱溶液 C.明矾溶液明矾溶液 D.稀硫酸稀硫酸A、B(2)实验中三次用到过滤操作,完成该操作的玻璃仪器有实验中三次用到过滤操作,完成该操作的玻璃仪器有 。步骤。步骤2中趁热过滤的目的是中趁热过滤的目的是 。(3)硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质(碱式硫酸硫酸亚铁在潮湿的空气中易被氧化生成一种物质(碱式硫酸 铁),该反应的化学方程式为铁),该反应的化学方程式为 。(4)铁屑表面常有少量的铁锈(铁屑表面常有少量的铁锈(Fe2O3nH2O),对),对FeSO4的制备的制备 (填(填“有有”或或“无无”)影响,理由是(用离子方程式回答)影响,理由是(
16、用离子方程式回答) 。(5)若忽略铁锈的影响,上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为若忽略铁锈的影响,上述实验中硫酸亚铁铵晶体的产率为 。(6)请设计一个简单的实验,检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水请设计一个简单的实验,检验硫酸亚铁铵晶体中含有结晶水(简述实验操作、现象和结论)。(简述实验操作、现象和结论)。玻璃棒、烧杯、漏斗玻璃棒、烧杯、漏斗避免避免FeSO4因结晶而造成损失因结晶而造成损失4FeSO4+O2+2H2O 4 Fe(OH)SO4无无Fe2O3+6H+ 2Fe3+3H2O,2Fe3+Fe 3Fe2+56m3392(m1-m2)100%取少量硫酸亚铁铵晶体于试管中,用酒精灯加热,在试管口取
17、少量硫酸亚铁铵晶体于试管中,用酒精灯加热,在试管口有液体(水珠)生成,说明其中含有结晶水有液体(水珠)生成,说明其中含有结晶水【解析】本题为分离提纯综合题,起点高,落点低,【解析】本题为分离提纯综合题,起点高,落点低,(1)(1)问考问考查油脂的性质,查油脂的性质,(2)(2)问考查过滤操作基本仪器;问考查过滤操作基本仪器;(3)(3)是化学方程式是化学方程式书写,注意分析铁化合价变化,应有书写,注意分析铁化合价变化,应有O O2 2参加;参加;(4)(4)问应考虑问应考虑FeFe2 2O O3 3少少量,生成的量,生成的FeFe3+3+被被FeFe还原;还原;(5)(5)问是化学计算,用去质
18、量(问是化学计算,用去质量(m m1 1- -m m2 2) g g,则应制取,则应制取(NH(NH4 4) )2 2SOSO4 4、FeSOFeSO4 46H6H2 2O O为为392392 g g,则产率,则产率为为 ;(6);(6)问属于实验设计,注意答题要求,有问属于实验设计,注意答题要求,有操作,有现象,有结论。操作,有现象,有结论。(m1-m2)5656m3392(m1-m2)100%2.电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,不符合电解要求,因此必须等杂质,不
19、符合电解要求,因此必须 经过精制。某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下经过精制。某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下 (用于沉淀的试剂稍过量):(用于沉淀的试剂稍过量): 步骤步骤1 1:取一定量的粗盐,置于烧杯中,加入足量的水,配成粗:取一定量的粗盐,置于烧杯中,加入足量的水,配成粗 盐水;盐水; 步骤步骤2 2:向粗盐水中加入除杂试剂,然后进行过滤,滤去不溶:向粗盐水中加入除杂试剂,然后进行过滤,滤去不溶 物,再向滤液中加入盐酸调节盐水的物,再向滤液中加入盐酸调节盐水的pHpH;步骤步骤3 3:将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、烘干即得精:将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、
20、结晶、过滤、烘干即得精盐。盐。请回答以下问题:请回答以下问题:(1)上述实验中的过滤操作需要烧杯、上述实验中的过滤操作需要烧杯、 、 等玻璃仪器。等玻璃仪器。(2)步骤步骤2中常用中常用Na2CO3、NaOH、BaCl2作为除杂试剂,则加入除作为除杂试剂,则加入除 杂试剂的顺序为:杂试剂的顺序为: ;(3)步骤步骤2中,判断加入中,判断加入BaCl2已过量的方法是:已过量的方法是:(4)步骤步骤2中,若先用盐酸调节中,若先用盐酸调节pH再过滤,将会对实验结果产生影再过滤,将会对实验结果产生影 响,其原因是:响,其原因是:;(5)为检验精盐纯度,需配制为检验精盐纯度,需配制100 mL 0.2
21、mol/L NaCl(精盐)溶(精盐)溶 液,右图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是液,右图是该同学转移溶液的示意图,图中的错误是 、。玻璃棒玻璃棒漏斗漏斗NaOHBaCl2Na2CO3或或BaCl2NaOHNa2CO3取所得溶液的上层清液取所得溶液的上层清液12滴滴于滴定板滴滴于滴定板上上(或试管中或试管中),再滴入,再滴入12滴滴BaCl2溶液,溶液,若溶液未变浑浊,则表明若溶液未变浑浊,则表明BaCl2已过量已过量 在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从在此酸度条件下,会有部分沉淀溶解,从而影响制得精盐的纯度而影响制得精盐的纯度未采用未采用100 mL容量瓶容量瓶未用玻璃棒引流未用玻璃
22、棒引流返回目录返回目录考点21.常见阳离子的检验方法常见阳离子的检验方法离子离子检验试剂检验试剂实验现象实验现象离子方程式离子方程式H+Na+焰色反应焰色反应火焰呈黄色火焰呈黄色Ba2+Mg2+加过量加过量NaOH溶液溶液有白色沉淀生成有白色沉淀生成Mg2+2OH-=Mg(OH)2Al3+ ,沉,沉淀溶解;继续加氨水淀溶解;继续加氨水沉淀不溶解沉淀不溶解溶液变红溶液变红石蕊试液石蕊试液有白色沉淀生成,且有白色沉淀生成,且沉淀不溶于稀硝酸沉淀不溶于稀硝酸先加入稀硫酸先加入稀硫酸溶液,再加入溶液,再加入稀硝酸稀硝酸Ba2+SO42-=BaSO4NaOH溶液溶液,氨水氨水生成白色沉淀,继续生成白色沉
23、淀,继续加加NaOH溶液溶液Al3+3OH-=Al(OH)3Al(OH)3+OH-=AlO2-+ 2H2O离子离子检验试剂检验试剂实验现象实验现象离子方程式离子方程式Fe2+NaOH溶液溶液KSCN溶液、溶液、氯水氯水Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+Fe3+Cu2+NaOH溶液溶液蓝色沉淀蓝色沉淀Cu2+2OH-=Cu(OH)2Ag+盐酸溶液盐酸溶液白色沉淀白色沉淀Ag+Cl-=AgClNH4+先生成白色沉淀,先生成白色沉淀,很快变为灰绿色,很快变为灰绿色,最后变为红褐色;
24、最后变为红褐色;加加KSCN溶液不变溶液不变色,加氯水后变红色,加氯水后变红色色NaOH溶溶液液;KSCN溶溶液液出现红褐色沉淀;出现红褐色沉淀;溶液呈血红色溶液呈血红色Fe3+3OH-=Fe(OH)3;Fe3+SCN-=Fe(SCN)2+NaOH溶液和溶液和湿润的红色石湿润的红色石蕊试纸,加热蕊试纸,加热无色有刺激性气无色有刺激性气味的气体,试纸味的气体,试纸变蓝变蓝NH4+OH- NH3+H2O2.常见阴离子的检验方法常见阴离子的检验方法离子离子检验试剂检验试剂实验现象实验现象离子方程式离子方程式OH-酚酞试液酚酞试液石蕊试液或试纸石蕊试液或试纸呈红色呈红色呈蓝色呈蓝色Cl-Br-AgNO
25、3,稀稀HNO3淡黄色沉淀淡黄色沉淀Ag+Br-=AgBrI-AgNO3,稀,稀HNO3黄色沉淀黄色沉淀Ag+I-=AgISO42-SO32-CO32-盐酸盐酸,澄清石灰水澄清石灰水白色沉淀白色沉淀CO32-+2H+=CO2+H2OCO2+Ca(OH)=2CaCO3+2H2OAg+Cl-=AgClAgNO3,稀稀HNO3白色沉淀白色沉淀加盐酸无沉淀,加盐酸无沉淀,再加再加BaCl2有白有白色沉淀色沉淀盐酸盐酸,BaCl2溶液溶液Ba2+SO42-=BaSO4无色有刺激性气无色有刺激性气味的气体,能使味的气体,能使品红溶液褪色品红溶液褪色稀硫酸,品红溶液稀硫酸,品红溶液SO32-+2H+=SO2
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