2021版高考化学一轮复习专题10化学实验2物质的分离与提纯课件苏教版 45页

第二单元 　 物质的分离与提纯　 　考点 : 物质的分离与提纯 1. 分离和提纯 (b 、 c) (1) 混合物的分离是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异 , 通过一定的物理变化或化学变化将它们分成各组分的纯净物。　 (2) 混合物的提纯是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异 , 通过一定的物理变化或化学变化将混合物中的杂质除去。 2. 常用的几种分离物质的操作方法 (b 、 c) (1) 蒸发 —— 分离 _________________ 。 易溶性固体和溶剂 (2) 过滤 —— 分离不溶性固体和液体。 (3) 萃取和分液。 ①萃取 : 利用溶质在互不相溶的溶剂里的 _______ 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 取出来并分液。 ②分液 : 分离两种 _________________ 的液体。 溶解度 互不相溶且易分层 (4) 蒸馏 ( 或分馏 )—— 分离沸点不同 , 且相互混溶的两 种 ( 或几种 ) 液体。 (5) 升华 —— 分离 _______ 与 _______ 的固体混合物。 易升华 不升华 3. 常见的提纯实验 (b 、 c) 序 号 主要 成分 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 1 N 2 O 2 灼热的铜丝网 2 CO CO 2 _________ 洗气 3 CO 2 CO 灼热 CuO 4 CO 2 HCl _______ __________ 洗气 5 Cl 2 HCl _____________ 洗气 NaOH 溶液 饱和的 NaHCO 3 溶液 饱和的食盐水 序 号 主要 成分 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 6 CO 2 SO 2 _______ __________ 洗气 7 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 NaOH 溶液 ( 过量 ),CO 2 __________ 8 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 _________ 过滤 9 Al 2 O 3 SiO 2 盐酸 , 氨水 __________ 10 BaSO 4 BaCO 3 _______ _____ 饱和的 NaHCO 3 溶液 过滤 , 加热 NaOH 溶液 过滤 , 加热 稀盐酸 过滤 序 号 主要成分 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 11 NaHCO 3 溶液 Na 2 CO 3 ___ 12 FeCl 3 溶液 FeCl 2 ___ 13 FeCl 3 溶液 CuCl 2 Fe 、 Cl 2 过滤 14 FeCl 2 溶液 FeCl 3 ___ 15 I 2 晶体 NaCl 加热升华 16 NaCl 晶体 NH 4 Cl 加热分解 CO 2 Cl 2 Fe 4. 海带中碘元素的分离与检验 (b) (1) 碘的检验。 (2) 实验过程。 (3) 碘元素在整个实验过程中的变化 : 5. 用纸层析法分离铁离子和铜离子 (b) (1) 纸层析法的基本原理。 ①三部分组成 : 惰性支持物 ( 滤纸固定相 ) 、滤纸 ( 纤维上的羟基所吸附的水 ) 、流动相 ( 不与水互溶的有机相 ) 。 ② 分离原理 : 样品中各组分在水或有机溶剂中的溶解能力不同 , 各组分在两相之间有不同的分配现象。 (2) 操作方法 : 配样→裁纸→画原点→点样→取展开剂→展开→显色。 (3)Fe 3+ 和 Cu 2+ 的显色反应。 ① Fe 3+ :Fe 3+ +3NH 3 ·H 2 O====________________________ 。 Fe(OH) 3 ↓( 红褐色 )+3 ②Cu 2+ :Cu 2+ +4NH 3 ·H 2 O====______________________ 。 Cu ( 深蓝色 )+4H 2 O 6. 硝酸钾晶体的制备 (a 、 b) (1) 制备硝酸钾的原理。 不同物质的溶解度随温度改变而发生 ___________ 。氯 化钠的溶解度随温度变化 _____, 而硝酸钾的溶解度随温 度升高而 _____, 因此可以借助 _________ 来使硝酸钾结 晶析出。 不同的变化 不大 增大 温度改变 (2) 结晶法制备硝酸钾的流程。 (3) 结晶和重结晶的比较。 名称 结　晶 重 结 晶 定义 通过 ___________ 溶液 , 使溶液达到饱和而析出 晶体的方法 将结晶所得晶体溶于少量溶剂 , 再进行 _____________________ ___, 如此反复的操作 对象 单一溶液或混合溶液 结晶所得粗产品 分类 _____ 结晶和 _____ 结晶 产品 纯度 单一溶液纯净 , 混合溶液不纯净 较纯净 蒸发 ( 冷却 ) 蒸发 ( 冷却 ) 、结晶、过 滤 蒸发 冷却 (4) 影响晶粒生成的条件。 ①溶质的溶解度越 ___, 或溶液的浓度越 ___, 或溶剂的蒸 发速度越 ___, 或溶液冷却得越 ___, 析出的晶粒越 ______; 反之 , 可得到 _____ 的晶体颗粒。 小 高 快 快 小 较大 细 ② 促进晶体析出的方法。 _____ 容器 , 用玻璃棒 _____ 或轻轻地摩擦器壁 , 投入几 粒晶体 ( 晶种 ), 均可促使晶体析出。 振荡 搅动 (5) 减压过滤的原理及示意图。 由于水泵中的急速水流不断将空气排出 , 使体系内部形成负压 , 促使液体较快通过滤纸进入瓶底 , 沉淀留在布氏漏斗中。 【 强化训练 】 1. 下表中除去物质中杂质选用的试剂或操作方法正确的一组是 ( 　　 ) 序号 物质 杂质 除去杂质选用的试剂或操作方法 ① KNO 3 溶液 KOH 加入适量 FeCl 3 溶液 , 并过滤 ② FeSO 4 溶液 CuSO 4 加入过量铁粉 , 并过滤 ③ H 2 CO 2 通过盛有足量 NaOH 溶液的洗气瓶 , 再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 ④ NaNO 3 CaCO 3 溶解、过滤、蒸发 A.①②③ 　　 B.①③④ 　　 C.②③④ 　　 D.①②④ 【 解析 】 选 C 。加入氯化铁会引入杂质 Cl - , 故①不正确 ; 加入铁粉置换出铜 , 通过过滤除去铜及过量的铁粉 , 故②正确 ; 利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体 , 再用浓硫酸干燥氢气 , 故③正确 ; 碳酸钙不溶于水 , 溶解后过滤 , 再蒸发即可得到纯净的 NaNO 3 , 故④正确。 2.(2018· 浙江 4 月学考真题 ) 某学习小组欲从含有 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵 [CuSO 4 ·(NH 4 ) 2 SO 4 ] 固体 , 完成了如下实验 : 已知 :[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ +4H + ====Cu 2+ +4 请回答 : 世纪金榜导学号 (1) 步骤①中 , 试剂 X 应采用 _____________________ 。  (2) 甲、乙两同学取相同量的溶液 Y 分别进行蒸馏 , 收集 到的馏出液体积相近 , 经检测 , 甲同学的馏出液中乙醇 的含量明显偏低 , 可能的原因是 _________ __ 。  (3) 设计实验方案验证硫酸铜铵固体中的 :   __________________________________ 。  【 解题思路 】 本题的解题关键有 : (1) 明确实验目的。 (2) 明确起始物质与最终产物在组成上的变化。 (3) 熟知物质分离提纯的常用方法。 【 解析 】 (1) 由 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 、 NH 3 ·H 2 O 制备 [CuSO 4 ·(NH 4 ) 2 SO 4 ], 需要加入硫酸发生反应 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ +4H + ====Cu 2+ +4 、 NH 3 ·H 2 O+H + ==== +H 2 O, 故试剂 X 为 H 2 SO 4 。 (2) 两位同学取相同的废液 进行蒸馏 , 收集到体积相近的馏分 , 而甲同学馏分中乙 醇含量偏低 , 可能的原因是加热温度偏高 , 馏出 速度太快 ; 冷却效果不好 , 造成乙醇损失。 (3) 检测固体 中的 , 方法为取少量硫酸铜铵固体溶于水 , 加入过 量的 NaOH 浓溶液加热 , 产生气体使湿润的红色石蕊试纸 变蓝。 答案 : (1)H 2 SO 4 (2) 加热温度偏高 , 馏出速度太快 ; 冷却效果不好 , 造成 乙醇损失 (3) 取少量硫酸铜铵固体于试管中 , 加水溶解 , 再滴加足 量的 NaOH 浓溶液 , 振荡、加热 , 将湿润的红色石蕊试纸 置于试管口 , 若观察到试纸变蓝 , 表明该固体中存在 【 归纳总结 】 1. 物质的分离与转化经常使用的物理方法 分离提 纯方法 适用范围 举　例 过滤 ( 抽滤 ) 固体与液体的分离 ( 不适用于过滤胶状沉淀和颗粒太小的沉淀 ) 硫粉中混有泥沙 : 溶于 CS 2 中过滤 蒸发 浓缩 分离溶于溶剂中的物质 提纯食盐水中的 NaCl 分离提 纯方法 适用范围 举　例 结晶、 重结晶 混合物各组分在溶剂中的溶解度随温度变化不同 分离固体 NaCl 和 KNO 3 的混合物 : 溶于水后蒸发浓缩成 KNO 3 的热饱和溶液 , 冷却结晶、过滤 分液 两种互不相溶的液体 除去苯中的苯酚杂质 : 加入足量的 NaOH 溶液后振荡、静置、分液 蒸馏、 分馏 分离互相混溶、沸点不同的液体 分离乙醇与乙酸、分离石油产品 分离提 纯方法 适用范围 举　例 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 用 CCl 4 、苯、直馏汽油、己烷等从溴水 ( 碘水 ) 中提取溴 ( 碘 ) 渗析 用半透膜分离溶液和胶体 分离淀粉 KI 溶液 盐析 分离提纯蛋白质 分离蛋白质水溶液 分离提 纯方法 适用范围 举　例 升华 混合物中某一成分在一定温度下易升华 , 其他成分在该温度下稳定性强 分离固体碘和食盐的混合物 层析 分离结构相近、物理性质和化学性质相近的物质 分离和提取叶绿体中的色素 洗气 分离气体混合物 除去甲烷中的乙烯 : 混合气体通过盛有溴水的洗气瓶 2. 物质的分离与提纯经常使用的化学 ( 反应 ) 方法 方法 作用原理 实　例 热分 解法 待分离出去的某种成分受热分解为主要成分或气化跑掉 除去固体碳酸钠中的碳酸氢钠、除去固体氯化钠中的氯化铵 沉淀法 加适当试剂使溶液中的可溶性杂质转化为沉淀 可加入适量氯化钙溶液使氯化钠溶液中的碳酸钠生成碳酸钙沉淀 方法 作用原理 实　例 气化法 加适当试剂使溶液中的可溶性杂质转化为气体 可加入盐酸使氯化钠溶液中的碳酸钠生成二氧化碳气体 酸化法 除去酸式盐中的正盐杂质 通入二氧化碳可使碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠转化为碳酸氢钠 方法 作用原理 实　例 碱化法 除去正盐中的酸式盐杂质 加入适量氢氧化钠溶液使碳酸钠溶液中混有的碳酸氢钠转化为碳酸钠 还原法 将氧化性杂质转化为主要成分 加入铁屑使氯化亚铁溶液中的三氯化铁转化为氯化亚铁 氧化法 将还原性杂质转化为主要成分 加入氯水使三氯化铁溶液中的氯化亚铁转化为三氯化铁 【 加固训练 】 　　下列仪器常用于物质分离的是 ( 　　 ) A.①③⑤ 　　　　　　　 B.②③⑤ C.②④⑤ D.①②⑥ 【 解析 】 选 B 。①试管常用于物质的制备、发生装置 ;② 普通漏斗常用于过滤 , 可用来分离固液混合物 ;③ 分液漏斗常用于分离互不相溶的液体混合物 ;④ 托盘天平常用于称量固体的质量 ;⑤ 蒸馏烧瓶常用于分离沸点不同的液体混合物 ;⑥ 研钵常用于固体药品的研磨 , 不能用来分离。所以用来分离的仪器有②③⑤。