2022年高考化学二轮复习讲义第2讲 物质的分离、提纯与检验(教案).doc
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1、第2课时必备知识物质的分离、提纯与检验知识清单重要操作过滤;蒸馏;萃取、分液;蒸发;升华;洗气基本规律分离及提纯常用物理方法与选择;分离及提纯常用化学方法与选择;常见物质(如Fe3、NH、SO2等)的检验原理及操作知识点1分离、提纯的常用物理方法1物质分离和提纯的区别2根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)3物质分离、提纯的常用装置(1)过滤适用范围适用于不溶性固体与液体的分离注意事项一贴滤纸紧贴漏斗内壁二低滤纸上缘低于漏斗口液面低于滤纸上缘三靠烧杯紧靠玻璃棒玻璃棒轻靠三层滤纸处漏斗下端紧靠烧杯内壁
2、(2)蒸发适用范围适用于溶解度随温度变化不大的物质,对于溶解度受温度变化影响较大的固态溶质,采用蒸发浓缩、降温结晶的方法注意事项玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热暴沸而飞溅停止加热的标准:当有大量晶体析出时停止加热,利用余热蒸干(3)萃取和分液适用范围萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来分液:分离两种互不相溶且易分层的液体混合物注意事项溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大萃取剂与原溶剂不反应、不相溶萃取剂与溶质不反应常用的萃取剂是苯或CCl4,一般不用酒精作萃取剂(4)蒸馏(分馏)适用范围分离沸点相差较大且互溶的液体混合物注意事项
3、温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片以防止暴沸冷凝管水应从下口流进,上口流出(5)升华适用范围分离某种组分易升华的固体混合物,属于物理变化注意事项如NaCl固体中的I2可用该方法,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离(6)洗气适用范围除去气体中的可溶性杂质气体注意事项长导管进气,短导管出气两种分离操作的创新设计抽滤由于水流的作用,使装置a、b中气体的压强减小,故可加快过滤速率蒸馏由于竖立冷凝管的冷凝作用,可使液体混合物冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物能循环利用,提高反应物的转化率通关1 (易错排查)判断正误(1)(2020.7·浙江选考)萃
4、取Br2时,向盛有溴水的分液漏斗中加入CCl4,振荡、静置分层后,打开旋塞,先将水层放出()(2)(2020.1·浙江选考)KCl和MnO2的混合物经溶解、过滤、洗涤、干燥,可分离出MnO2()(3)(2020·北京卷)分离酒精和水:(×)(4)(2019.4·浙江选考)蒸馏时可通过加碎瓷片防暴沸()(5)(2019.4·浙江选考)用加水后再分液的方法可将苯和四氯化碳分离(×)(6)(2018.11·浙江选考)用蒸馏的方法分离乙醇(沸点为78.3 )和苯(沸点为80.1 )的混合物(×)通关2 (人教必修1
5、3;P10,3题改编)下列有关物质分离提纯的操作正确的是( )A为了加快过滤,可用玻璃棒搅拌悬浊液B蒸发时为了防止液体局部过热暴沸飞溅,可用玻璃棒不断搅拌C用乙醇萃取溴水中的溴后,在用蒸馏的方法分离溴和乙醇D分液时分液漏斗内的液体应依次从下口分别放出B过滤时不能用玻璃棒搅拌悬浊液,以防碰破滤纸,A项错误;乙醇可溶于水,不能用作溴水的萃取剂,C项错误;分液时分液漏斗内的液体,下层液体应从下口放出,上层液体从上口倒出,D项错误。通关3 (2020·山东卷)实验室分离Fe3和Al3的流程如下:已知Fe3在浓盐酸中生成黄色配离子FeClD,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6 )中生成缔合
6、物Et2O·H·FeCl4。下列说法错误的是( )A萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下B分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出C分液后水相为无色,说明已达到分离目的D蒸馏时选用直形冷凝管A萃取时,分液漏斗下口应向上倾斜,A项错误;分液时,下层液体由下口放出,上层液体从上口倒出,B项正确;萃取、分液后的水相是含Al3的无色溶液,若含有FeCl4,则水相呈现黄色,说明未分离完全,C项正确;蒸馏时,为便于乙醚冷凝流出,应选用直形冷凝管,D项正确。通关4 (2019·全国卷)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ,100 以上开始升华),有兴奋大脑神经和利
7、尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%5%、单宁酸(Ka约为106,易溶于水及乙醇)约3%10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。索氏提取装置如右图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是_圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒_。(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是_。与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是_。(3)提取液需经“蒸馏
8、浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是_。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有_(填标号)。A直形冷凝管B球形冷凝管C接收瓶D烧杯(4)浓缩液加生石灰的作用是中和_和吸收_。(5)可采用如下图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是_。解析(1)为提高浸取速率,常将反应物研细,增大固体与液体的接触面积;由于有机物的沸点低,加热时易沸腾,因此常加入沸石,防止液体暴沸。(2)乙醇的沸点低,易挥发、易燃烧,明火加热温度高,会导致乙醇挥发、燃烧,因此不能选用明火直接加热。根据索氏
9、萃取的原理描述可知,采用索氏提取器的优点是溶剂的用量减少,可连续萃取(萃取效率高)。(3)由于提取液需“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,所以与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是乙醇沸点低,易浓缩。“蒸馏浓缩”需选用的仪器有圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、直形冷凝管(球形冷凝管的主要用途是使气体冷却回流)、接收瓶等。(4)茶叶中含单宁酸,加入生石灰的目的是中和单宁酸,同时吸收水分。(5)粉状的咖啡因在蒸发皿中受热,在扎有小孔的滤纸上凝结变为固体,此过程称为升华。答案(1)增加固液接触面积,提取充分沸石(2)乙醇易挥发,易燃使用溶剂少,可连续萃取(萃取效率高)(3)乙醇沸点低,易浓缩AC(4)单宁酸水(5
10、)升华知识点2分离、提纯的常用化学方法1除杂过程的“四项基本原则”(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。2除杂操作中的“四个注意”(1)除杂试剂要过量;(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。3物质分离、提纯的常用化学方法(1)溶解法:除去固体混合物中杂质的常用方法,选择合适的溶剂(酸或碱)将难溶杂质转化为可溶性物质。例如:除去Fe粉(Al粉)括号内为杂质,下同,可溶解在过量NaOH溶液里,过滤分离。除去SiO2(Ca
11、CO3),可用足量盐酸溶解,过滤分离。(2)吸收法:除去气体混合物中杂质的常用方法,例如:除去N2(O2),可将混合气体通过加热的铜网,将氧气吸收。可用酸性KMnO4溶液(或饱和NaHCO3溶液)吸收CO2中的少量SO2气体。(3)沉淀法:除去溶液中某些杂质离子的常用方法,选择合适的沉淀剂,将杂质离子转化为难溶物质,再过滤分离。例如:除去食盐水中的Ca2、Mg2、SO等,可依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3过滤分离沉淀、再加适量盐酸调pH。除去MgCl2溶液(Fe3),可通过加MgO调pH,使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀,再过滤分离。(4)气化法:将混合物中的杂质转化为气体的
12、方法,例如:除去食盐水中的少量CO,可加适量盐酸除去。除去NaCl固体(NH4Cl),可通过加热使NH4Cl分解的方法除去。(5)转化法:将杂质转化为被提纯的物质的方法。例如:除去CO2(CO),将混合气体通过加热的CuO。除去CO2(HCl),将混合气体通过饱和NaHCO3溶液。除去Na2CO3固体(NaHCO3),通过加热灼烧固体混合物,使NaHCO3分解为Na2CO3。除去FeCl3溶液(Fe2),在溶液中通入适量氯气,将Fe2转化为Fe3。通关1 (易错排查)判断正误(1)(2019·全国卷)除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液()(2)(2019·
13、;天津卷)将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2()(3)(2018.4·浙江选考)可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉()(4)(2017·天津卷)除去NaHCO3固体中的Na2CO3:将固体加热至恒重(×)(5)(2017·天津卷)重结晶提纯苯甲酸:将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶(×)(6)(全国卷)除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥(×)通关2 (2020·全国卷)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是()气体(杂质)方法ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液BCl2(
14、HCl)通过饱和的食盐水CN2(O2)通过灼热的铜丝网DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液ASO2和H2S均具有较强的还原性,都可以与酸性高锰酸钾溶液反应,A错误;Cl2难溶于饱和食盐水,HCl易溶于饱和食盐水,B正确;二者通过灼热的铜丝网,只有O2与铜反应生成氧化铜,C正确;NO和NO2可以共同与氢氧化钠溶液发生反应2NaOHNONO2=2NaNO2H2O,因杂质含量少,虽消耗少量的NO,但除杂的目的可以实现,D正确。通关3 (2019·北京卷)下列除杂试剂选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()选项物质(括号内为杂质)除杂试剂AFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉BNaCl溶液(M
15、gCl2)NaOH溶液、稀HClCCl2(HCl)H2O、浓H2SO4DNO(NO2)H2O、无水CaCl2B发生反应2Fe3Fe=3Fe2,但属于氧化还原反应,A项错误;发生Mg2与OH生成Mg(OH)2沉淀的反应,过量的NaOH溶液用稀盐酸中和而除去,仅发生复分解反应,B项正确;Cl2中混有HCl,应通过饱和食盐水除去,C项错误;发生NO2与水的反应:3NO2H2O=2HNO3NO,属于氧化还原反应,D项错误。通关4 (2021·河南部分重点校联考)下列实验的试剂、装置选用不合理的是()汈汈汈汈汈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
16、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HCl、H2O试剂b为碱石灰乙D除去N2中少量的O2足量铜网丙B甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl,浓硫酸可除去H2O,A正确;干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3,B错误;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,C正确;在加热条件下,O2可与丙装置中的铜网反应而被除去,D正确。通关5 (2021·江西九江六校联考)通过海水晾晒可以得到粗盐,粗盐除含有NaCl外,还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质。以下是某兴趣小组制备精盐的实验方案,各步操作流程如图。下列说法
17、正确的是()A实验过程中、步骤的操作分别是溶解、过滤B实验过程中步骤的目的仅是除去溶液中的Ca2C实验过程中步骤中的蒸发所用到的仪器是酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)D实验过程中、步骤互换,对实验结果不影响A由实验流程可知,为粗盐溶解,中硫酸根离子用钡离子转化为沉淀,中镁离子用氢氧根离子沉淀,中钙离子及过量钡离子用碳酸根离子沉淀,为过滤,过滤分离出所有的沉淀,滤液含NaCl、NaOH、Na2CO3,中用盐酸处理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子,为蒸发、结晶、烘干,得到精盐。知识点3常见物质的检验方法1常见气体的检验方法气体特征性质注意事项O2使带火星的木条复燃H2纯净的H2在空气中燃烧发出
18、淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯的内壁有水雾生成产物只有水CO在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,生成无色无味且能使澄清石灰水变浑浊的气体产物只有二氧化碳SO2无色,具有刺激性气味;能使品红溶液褪色,加热后恢复红色SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同CO2能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭SO2也能使澄清石灰水变浑浊,N2也能使燃着的木条熄灭Cl2黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝Cl2有毒,注意闻气味的方法NH3无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟NH3极易溶于水,做相关实验时应防倒吸2.常见阳离子的检验常见阳离子试
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