高中化学必修一常见物质的分离提纯中学教育中学实验中学教育中学课件.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 常见物质的分离、提纯 教学目的:知道物质分离和提纯的常用方法;初步学会物质分离、提纯等实验技能;能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案。相关知识点:第 1 课时 物质的分离、提纯 一、物质的分离与提纯方法 1混合物的物理分离方法 方法 适用范围 主要仪器 注意点 实例 固+液 蒸发 易溶固体与液体分开 酒精灯、蒸发皿、玻璃棒 不断搅拌;最后用余热加热;液体不超过容积2/3 NaCl(H2O)固+固 结晶 溶解度差别大的溶质分开 NaCl(NaNO3)升华 能升华固体与不升华物分开 酒精灯 I2(NaCl)固+液 过滤 易溶物与难溶物分开 漏斗、烧杯 一角、二低、三碰;
2、沉淀要洗涤;定量实验要“无损”NaCl(CaCO3)液+液 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来 分液漏斗 先查漏;对萃取剂的要求;使漏斗内外大气相通;上层液体从上口倒出 从溴水中提取 Br2 分液 分离互不相溶液体 分液漏斗 乙酸乙酯与饱和 Na2CO3溶液 蒸馏 分离沸点不同混合溶液 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管 温度计水银球位于支管处;冷凝水从下口通入;加碎瓷片 乙醇和水、I2和 CCl4 渗析 分离胶体与混在其中的分子、离子 半透膜 更换蒸馏水 淀粉与 NaCl 盐析 加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出 烧杯 用固体盐或浓溶液 蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油 气
3、+气 洗气 易溶气与难溶气分开 洗气瓶 长进短出 CO2(HCl)液化 沸点不同气分开 U 形管 常用冰水 NO2(N2O4)附:常见物质的分离和提纯装置:如图 学习必备 欢迎下载 2混合物的化学分离法 方法 热分解法 沉淀分离法 酸碱分离法 水解分离法 氧化还原法 实例 NH4Cl(NaCl)NaCl(BaCl2)MgCl2(AlCl3)Mg2+(Fe3+)Fe2+(Cu2+)二、物质的鉴别 物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判
4、断、推理。不同点见下表:1常见气体的检验 常 见气体 检验方法 氢气 纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气 氧气 可使带火星的木条复燃 氯气 黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)氯 化氢 无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入 AgNO3溶液时有白色沉淀生成。二 氧化硫 无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色,加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。硫 化氢 无色有具鸡蛋气味的气体
5、。能使 Pb(NO3)2或 CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。氨气 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能生成白烟。二 氧红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。检验类型 鉴别 利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。鉴定 根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质。推断 根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。检验方法 若是固体,一般应先用蒸馏水溶解 若同时检验多种物质,应将试管编号 要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶
6、中进行检验 叙述顺序应是:实验(操作)现象结论原理(写方程式)能能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案相关知识点第课时物质的分离提纯一物质的分离与提纯方法混合物的物理分离方法方法适用范围蒸发易溶固体与液体分开固液主要仪器酒精灯蒸发皿玻璃棒固固结晶升华溶解度差溶解度的不同把溶质分离出来分离互不相溶液体漏斗烧杯分液漏斗分液漏斗液液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶冷凝管温度计牛角管渗析盐析分离胶体与混在其中的分子离子加入某些盐使溶质的溶解度降低而析出洗气易溶气与后用余热加热液体不超过容积一角二低三碰沉淀要洗涤定量实验要无损先查漏对萃取剂的要求使漏斗内外大气相通上层液体从上口倒出温度计水银球位于
7、支管处冷凝水从下口通入加碎瓷片更换蒸馏水用固体盐或浓溶液长进短出常用学习必备 欢迎下载 化氮 一 氧化氮 无色气体,在空气中立即变成红棕色 二 氧化碳 能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,N2等气体也能使燃着的木条熄灭。一 氧化碳 可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成 CO2;能使灼热的 CuO 由黑色变成红色。甲烷 无色气体,可燃,淡蓝色火焰,生成水和 CO2;不能使高锰酸钾、溴水褪色。乙烯 无色气体、可燃,燃烧时有明亮的火焰和黑烟,生成水和 CO2。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。乙炔 无色无臭气体,可燃,燃烧时有明亮的火焰和浓烟,生成水和 CO2,能使
8、高锰酸钾溶液、溴水褪色。2几种重要阳离子的检验(l)H+:能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。(2)Na+、K+:用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。(3)Ba2+:能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色 BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。(4)Mg2+:能与 NaOH 溶液反应生成白色 Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于 NH4Cl 溶液。(5)Al3+:能与适量的 NaOH 溶液反应生成白色 Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的 NaOH 溶液。(6)Ag+:能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色 AgCl 沉淀,不溶于稀 HNO3,但溶于氨水
9、,生成Ag(NH3)2+。(7)NH4+:铵盐(或浓溶液)与 NaOH 浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味 NH3气体。(8)Fe2+:能与少量 NaOH 溶液反应,先生成白色 Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入 KSCN 溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl(9)Fe3+:能与 KSCN 溶液反应,变成血红色 Fe(SCN)3溶液,能与 NaOH 溶液反应,生成红褐色 Fe(OH)3沉淀。(10)Cu2+:蓝色水溶液(浓的 CuCl2溶液显绿色),能与 NaO
10、H 溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的 CuO 沉淀。含 Cu2+溶液能与 Fe、Zn 片等反应,在金属片上有红色的铜生成。3几种重要的阴离子的检验(1)OH:能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。(2)Cl:能与硝酸银反应,生成白色的 AgCl 沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(3)Br:能与硝酸银反应,生成淡黄色 AgBr 沉淀,不溶于稀硝酸。(4)I:能与硝酸银反应,生成黄色 AgI 沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。(5)SO42:能与含 Ba2+溶液反应,生成白色 BaS
11、O4沉淀,不溶于硝酸。(6)SO32:浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的 SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。能与 BaCl2溶液反应,生成白色 BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的 SO2气体。(7)S2:能与 Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的 PbS 沉淀。能能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案相关知识点第课时物质的分离提纯一物质的分离与提纯方法混合物的物理分离方法方法适用范围蒸发易溶固体与液体分开固液主要仪器酒精灯蒸发皿玻璃棒固固结晶升华溶解度差溶解度的不同把溶质分离出来分离互不相溶液体漏斗烧杯分液漏斗分液漏斗液液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶冷凝
12、管温度计牛角管渗析盐析分离胶体与混在其中的分子离子加入某些盐使溶质的溶解度降低而析出洗气易溶气与后用余热加热液体不超过容积一角二低三碰沉淀要洗涤定量实验要无损先查漏对萃取剂的要求使漏斗内外大气相通上层液体从上口倒出温度计水银球位于支管处冷凝水从下口通入加碎瓷片更换蒸馏水用固体盐或浓溶液长进短出常用学习必备 欢迎下载(8)CO32:能与 BaCl2溶液反应,生成白色的 BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的 CO2气体。(9)HCO3:取含 HCO3盐溶液煮沸,放出无色无味 CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或向 HCO3盐酸溶液里加入稀 MgSO4溶
13、液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀 MgCO3生成,同时放出 CO2气体。(10)PO43:含磷酸根的中性溶液,能与 AgNO3反应,生成黄色 Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。(11)NO3:浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。5用一种试剂或不用试剂鉴别物质 用一种试剂来鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应,而且能产生不同的实验现象。常用的鉴别试剂有 FeCl3溶液、NaOH 溶液、Na2CO3溶液、稀 H2SO4Cu(OH)2悬浊液等。不用其他试剂来鉴别一组物质,一般情况从两个方面考虑:利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来
14、,然后再用该试剂去鉴别其他物质。归纳多功能试剂 在解化学实验的鉴别题时,如能够快速选用合适的“多功能试剂”,则可大大提高解题速度和质量,对限制试剂种数,特别是需要一种试剂鉴别的题,更具有特殊意义 一、化学试剂中的“多面手 -FeCl3溶液 1、在苯酚溶液中,滴人两三滴 FeCl3溶液,立即出现紫色。2、与无色透明的硫氰化钾溶液反应,呈血红色。3、在 FeCl3溶液中加入足量的 Fe 粉,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。4、把 H2S 气体通入 FeCl3溶液,溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色,同时溶液也变浑浊。5、在 FeCl3溶液中加入 NaI 溶液,很快看到有棕色浑浊出现。6、与 AgN03溶液反应
15、生成不溶于稀 HN03的白色沉淀。二、溴水-橙色液体 1、其溶质易被有机溶剂萃取,有机溶剂层颜色加深。2、能与酚类(如酚酞)发生取代反应生成白色沉淀。3、能与含双键或三键的不饱和有机物发生加成反应而褪色。4、能与碱性物质发生反应而褪色,如 NaOH,Na2C03溶液等。5、具有氧化性,能把一些还原性较强的物质氧化,本身褪色,如(H2S、NaI、Na2S03)等。三、新制的 Cu(OH):悬浊液 1、具有不溶性碱的通性;加热可分解成 CuO 黑色沉淀;遇较强酸溶液能溶解,变为澄清透明的蓝色溶液。2、具有弱氧化性;在加热时能够把一 CHO 氧化成一 COOH,而本身被还原为 Cu20 砖红色沉淀。
16、3、能与多羟基的物质(如甘油、葡萄等)反应生成绛蓝色溶液。四、Ba(OH)2五色透明液体 1、Ba2的功能:能与 CO32、P043、SO32等生成溶于 HCI 溶液的白色沉淀;能与 S042生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。2、OH的功能:能与许多金属离子反应生成不溶于水的沉淀;能与 NH4反应生成 NH3;能使 A1(OH)3、A1203溶解。能能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案相关知识点第课时物质的分离提纯一物质的分离与提纯方法混合物的物理分离方法方法适用范围蒸发易溶固体与液体分开固液主要仪器酒精灯蒸发皿玻璃棒固固结晶升华溶解度差溶解度的不同把溶质分离出来分离互不相溶液体漏斗烧杯分液
17、漏斗分液漏斗液液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶冷凝管温度计牛角管渗析盐析分离胶体与混在其中的分子离子加入某些盐使溶质的溶解度降低而析出洗气易溶气与后用余热加热液体不超过容积一角二低三碰沉淀要洗涤定量实验要无损先查漏对萃取剂的要求使漏斗内外大气相通上层液体从上口倒出温度计水银球位于支管处冷凝水从下口通入加碎瓷片更换蒸馏水用固体盐或浓溶液长进短出常用学习必备 欢迎下载 典型例题【例 1】(2010 天津卷)下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是 A用 FeC l3溶液腐蚀铜线路板:Cu+2F e3+Cu2+2Fe2+BNa2O2与 H2O 反应制备 O2:Na2O2+H2O 2N a+2O
18、H+O2 C将氯气溶于水制备次氯酸:C l2+H2O 2H+Cl+ClO D用浓盐酸酸化的 KM nO4溶液与 H2O2反应,证明 H2O2具有还原性:2MnO4+6H+5H2O2 2Mn2+5O2+8 H2O 解析:B 中元素不守恒,正确的离子方程式为:2Na2O2+2H2O=4Na+4OH-+O2;C 中的 HClO是弱酸,不能拆成离子形式;D 的离子方程式本身没有问题,但 KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化,不能实现证明 H2O2具有还原性的目的(还原性:HClH2O2,HCl 先反应),D 错。答案:A 命题立意:考查离子方程式的正误判断。【例 2】(2010 广东理综卷,7)能在溶液
19、中大量共存的一组离子是 ANH4+、Ag+、PO43-、Cl-BFe3+、H+、I-、HCO3-CK+、Na+、NO3-、MnO4-DAl3+、Mg2+、SO42-、CO32-解析:A 中 Ag+和 PO43-、Cl-因生成沉淀不共存;B 中 H+和 HCO3-离子生成气体不共存,Fe3+和 I-因发生氧化还原反应不共存;D 中 Al3+和 CO32-因互促水解不共存。答案:C【例 3】(2010 安徽卷,9)在 pH=1 的溶液中能大量共存的一组离子或分子是 A.Na+、Mg2+、ClO、NO3 B.Al3+、NH4+、Br-、Cl-C.K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42-D.Na
20、+、K+、SiO32-、Cl-答案:B 解析:酸性环境下 A 中生成次氯酸,C 中 Cr2O72-氧化 CH3CHO,D 中生成硅酸沉淀。【例 4】(2010 上海卷,9)下列离子组一定能大量共存的是 A甲基橙呈黄色的溶液中:I-、Cl-、NO3-、Na+B石蕊呈蓝色的溶液中:Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-C含大量 Al3+的溶液中:K+、Na+、NO3-、ClO-D含大量 OH一的溶液中:CO32-、Cl-、F-、K+能能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案相关知识点第课时物质的分离提纯一物质的分离与提纯方法混合物的物理分离方法方法适用范围蒸发易溶固体与液体分开固液主要仪器酒
21、精灯蒸发皿玻璃棒固固结晶升华溶解度差溶解度的不同把溶质分离出来分离互不相溶液体漏斗烧杯分液漏斗分液漏斗液液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶冷凝管温度计牛角管渗析盐析分离胶体与混在其中的分子离子加入某些盐使溶质的溶解度降低而析出洗气易溶气与后用余热加热液体不超过容积一角二低三碰沉淀要洗涤定量实验要无损先查漏对萃取剂的要求使漏斗内外大气相通上层液体从上口倒出温度计水银球位于支管处冷凝水从下口通入加碎瓷片更换蒸馏水用固体盐或浓溶液长进短出常用学习必备 欢迎下载 答案:D 解析:此题考查了化学实验中的离子共存知识。使甲基橙呈黄色的溶液 pH大于 4.4,当其处于 4.4-7 之间时,NO3-表现强氧化
22、性,将 I-氧化为 I2,排除 A;石蕊呈蓝色的溶液 pH大于 8,溶液呈碱性,OH-能和 HCO3-反应,排除 B;含大量 Al3+的溶液中,溶液呈酸性,其中的 H+能和ClO-结合成 HClO,排除 C。知识归纳:在给定条件下,考查离子组能否共存时,要注意其与元素化合物知识、电离平衡知识的联系。特别要注意题干中条件的应用,比如本题中的“甲基橙呈黄色”、“石蕊呈蓝色”、“含大量的 Al3+的溶液”等,倘若只分析选项中给出的离子之间能否共存,就会造成错误解答。【例 5】(2010 浙江卷,13)某钠盐溶液中可能含有2222433NOSOSOCOClI、等阴离子。某同学取 5 份此溶液样品,分别
23、进行了如下实验:用 pH 计测得溶液 pH 大于 7 加入盐酸,产生有色刺激性气体 加入硝酸酸化的 AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体 加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色。加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)溶液,再滴加KSCN 溶液,显红色 该同学最终确定在上述六种离子中公含223NOCOCl、三种阴离子。请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论。A.B.C.D.试题解析:本题是离子组合推断、离子鉴别实验综合题。题型难点是:熟悉各种离子的标准检验方法,明确各
24、种离子检验时的干扰因素。本题的难点还有:采用的出题方式和平时不同。根据最终的离子分析:NO2-,存在时一定没有 SO32-,I-。因 NO2-,的氧化性可以使他们氧化。Cl-存在下的 NO2-的检验:加入硝酸酸化的 AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体。即证明了 NO2-的存在又检验出 Cl-的存在。但,仅加入盐酸产生刺激性气体也可能有 SO32-的存在。故须先确认 SO32-不存在。SO32-,CO32-,SO42-的组合检验可以用:加足量 BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色。来确认 SO32-,SO42-不存在,CO32-一
25、定存在。故选择就可以,顺序是先后。本题答案:B 教与学提示:能能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案相关知识点第课时物质的分离提纯一物质的分离与提纯方法混合物的物理分离方法方法适用范围蒸发易溶固体与液体分开固液主要仪器酒精灯蒸发皿玻璃棒固固结晶升华溶解度差溶解度的不同把溶质分离出来分离互不相溶液体漏斗烧杯分液漏斗分液漏斗液液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶冷凝管温度计牛角管渗析盐析分离胶体与混在其中的分子离子加入某些盐使溶质的溶解度降低而析出洗气易溶气与后用余热加热液体不超过容积一角二低三碰沉淀要洗涤定量实验要无损先查漏对萃取剂的要求使漏斗内外大气相通上层液体从上口倒出温度计水银球位于支
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