化学第一章 化学计量在实验中的应用 第2讲 物质的分离和提纯.ppt
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1、第2讲物质的分离和提纯第一章从实验学化学考纲要求1.掌握常见分离和提纯的方法。2.掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。微专题3过滤、蒸馏、冷凝及洗气装置的创新应用探究高考明确考向考点二物质分离、提纯化学方法的选择微专题4沉淀洗涤题的答题规范内容索引考点一物质分离、提纯的常用物理方法及装置课时作业物质分离、提纯的常用物理方法及装置考点一知识梳理1.物质分离、提纯的区别物质分离、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。2.依据物理性质选择分离、提纯的方法依据物理性质选择分离、提纯的方
2、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、提纯的常用方法及装置物质分离、提纯的常用方法及装置(1)过滤(如下左图)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(如上右图)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。降温结晶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。(3)蒸馏: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”。搅拌,防止液体局部过热而飞停止加热,利用余热蒸干溅(4)
3、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。(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):适用条件:除去气体中的杂质气体。说明:管进气管出气。大互不相溶不反应下口上口长短正误判断 辨析易错易混辨析易错易混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
4、结晶、过滤、干燥的方法()解解析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。答案解析(4)NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法()解析解析碘易升华,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()解析解析只能除去氯气中的HCl杂质,但不能除去其中的水蒸气。答案解析2.物质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
5、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()(5)用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物()(6)分液时要先打开分液漏斗上口的塞子,再将下层液体缓缓放入下面的烧杯中()答案背诵强记 这些空常考易错这些空常考易错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
6、热均匀,防止暴沸(3)若滤液浑浊,需_。浑浊的原因可能是_。加热至有大量晶体析出时,趁热过滤蒸发浓缩过滤答案滤液超过滤纸边缘更换滤纸,重新过滤滤纸破损、(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。答案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上的玻璃塞(或玻璃塞上的凹槽没有与漏斗上的小孔对齐)解题探究1.物质分离提纯装置图的正误判断答案解析解析解析(1)海带应在坩埚中灼烧。(2)过滤时应用玻璃棒引流,漏斗下端尖
7、口应紧贴烧杯壁。解析解析蒸馏时温度计水银球应插在支管口处。解析解析蒸干时可能失去结晶水。答案解析2.物质的分离提纯操作包括:过滤、蒸馏、分液、结晶(重结晶)、盐析等,选择合适的操作名称填空:(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3_。(2)从碘水中提取碘_。(3)用自来水制取蒸馏水_。(4)分离植物油和水_。(5)从鸡蛋清溶液中提取蛋白质_。(6)除去KNO3晶体中混有的少量NaCl_。答案重结晶过滤萃取、分液蒸馏分液盐析、过滤3.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。答案则(1)、(2)、(3)、(4)的分离提纯方法依次为_、_、_、_。蒸馏过滤分液蒸发结晶4.
8、(2018滁州中学高三检测)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NaBO2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。答案排尽装置中的空气和水蒸气煤油镊子滤纸解析(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_。答案解析过滤蒸馏解解析析从流程可看出第步是固体与液体的分离,其操作为过滤。根据已知信
9、息可知NaBH4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、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
10、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(101kPa)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NaHCO
11、3溶液洗涤。步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,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溶液冷凝回流答案解析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)。解解析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。解解析析NaHCO3可以与Br2及盐酸反应,所以用NaHCO3溶液是为了除去没有反应的Br2和HCl。Br2、HClAlCl3答案解析12(4)步骤3中加入无水
12、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_。解解析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答案解析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):12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()密度(gcm3,20)溶解性环己醇100161.1(97.8*)
13、0.9624微溶于水环己酮98155.6(95*)0.9478微溶于水水18100.00.998212(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5.2mL(5g)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。答案解析12(2)若酸性Na2Cr2O7溶液的体积为35mL,则应选取_(填“100mL”或“250mL”)的三颈烧瓶。100mL解解析析反应液的
14、总体积是40.2mL,液体体积一般不能超过容器容积的1/2,所以应选择100mL三颈烧瓶。答案解析12(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。环己酮和水解解析析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;加入无水硫酸镁是为了除去残留在环己酮中少量的水。答案解析密度,有利
15、于液体分层增加水层的除去残留在环己酮中的水12(4)合成装置中冷凝水应从_(填“a”或“b”)口进入;精制装置中的两处错误是_。解析解析冷凝水应从a口进入。答案解析a温度计的水银球插入到溶液中;冷凝水进、出口方向颠倒(5)若最终得到环己酮的质量为3.43g,则环己酮的产率是_。70%解析解析5g环己醇理论上得到4.9g环己酮,所以产率是12物质分离、提纯化学方法的选择考点二1.除杂除杂“四原则四原则”(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。知识梳理2.除杂操作除杂操作“四
16、注意四注意”(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.常用化学提纯方法应用举例常用化学提纯方法应用举例(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。如:除去Fe粉(Al粉)括号内为杂质,下同,可溶解在过量溶液里,过滤分离。除去SiO2(CaCO3),可用足量溶解,过滤分离。(2)吸收法:除去气体混合物中杂质的常用方法,如:除去N2(O2),可将混合气体通过加热的,将氧气吸收。可用吸收CO2中的少量SO2气体。NaOH盐酸铜网酸性KMnO4(3)沉淀法:除去溶液中某些杂
17、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。如:BaCl2Na2CO3除去MgCl2溶液(Fe3),可通过加MgO调pH,使沉淀,再过滤分离。(4)气化法:将混合物中的杂质转化为气体的方法,如:除去NaCl固体(NH4Cl),可通过加热使NH4Cl分解的方法除去。Fe3转化为Fe(OH)3(5)转化法:将杂质转化为被提纯的物质的方法。如:除去CO2(CO),将混合气体通过。除去CO2(HCl),将混合气体通过溶液。除去Na2CO3固体(NaHCO3),通过固体混合物,使NaHCO3分解为Na2CO3。除去FeCl3溶液(Fe2),在溶液中加入或通入适量,将Fe2转
18、化为Fe3。加热的CuO饱和NaHCO3加热灼烧H2O2氯气正误判断 辨析易错易混辨析易错易混1.化学除杂方法及操作的选择(1)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去()解析解析浓硫酸可吸收SO3。(2)通过灼热的CuO除去H2中的CO()解析解析H2也能还原氧化铜。(3)乙烯中混有的SO2可以通过溴水除去()解析解析乙烯能与溴水反应。答案解析(4)除去BaCO3固体中混有的BaSO4:加过量盐酸后,过滤洗涤()解析解析BaCO3能溶于盐酸,被提纯的物质不易复原。(5)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入过量铁粉,过滤()(6)除去Cu粉中混有的CuO:加适量稀硝酸后,过滤
19、、洗涤()解析解析Cu、CuO均能溶于稀硝酸。(7)向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3()解析解析会引入新的杂质Ca2。答案解析(8)除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后再过滤()解解析析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。(9)通过灼热的镁粉除去N2中的O2()解析解析N2和O2均能与镁粉发生反应。答案解析2.化学提纯装置图的判断答案解析解析解析(3)进气方向错。答案解析解析解析(4)澄清的石灰水浓度太小,不利于CO2气体的吸收。解题探究1.(2017贵阳市第一中学高三调研试题)下列
20、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HCl、H2O试剂b为碱石灰乙D除去N2中少量的O2足量铜网丙答案解析2.如图所示为从固体混合物中分离出X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是答案解析A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B.方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O33.(2018大连高三模拟)
21、工业品MnCl2溶液中含有杂质,利用锰粉、草酸、硫酸锰分别依次除去Pb2、Ca2、Mg2制得纯净的MnCl2。工艺流程如下:已知:草酸为二元弱酸,其钠盐、钾盐易溶于水,钙盐难溶于水。硫酸镁晶体、硫酸锰的溶解度曲线如右图:回答下列问题:(1)过滤所需的玻璃仪器主要有_,加热搅拌的作用是_。答案解析漏斗、烧杯、玻璃棒加快反应速率解解析析过滤所需的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒,加热搅拌的作用是加快反应速率。(2)弃渣、的主要成分分别为_、_、_。反应的离子方程式为_。答案解析铅及少量锰粉MgSO47H2O解解析析根据题意,结合流程图知,反应为除Pb2,则弃渣为铅及少量锰粉;反应除镁离子,则弃渣为
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- 化学第一章 化学计量在实验中的应用 第2讲 物质的分离和提纯 化学 第一章 计量 实验 中的 应用 物质 分离 提纯
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