专题五 沉淀与过滤技术（课件）-《化学实验技术基础》（第三版）(化工社）专题复习讲练测

专题五 沉淀与过滤技术 《化学实验技术基础》（第三版） 化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 常见考点 1.沉淀的概念：沉淀是由于条件改变使溶质从溶液中析出的过程。沉淀操作需要注意让沉淀自然形成，不可过度搅拌或加热不当。 3.保温过滤方面：保温过滤装置的组成以及扇形滤纸折叠的目的是增加过滤面积。保温过滤主要用于过滤高温溶液，防止溶液在过滤过程中因温度降低而析出晶体。 4.减压过滤：减压过滤具有过滤速度快等优点，但在操作时要注意先倒入溶液再打开真空泵，过滤完毕后先关闭真空泵再取出沉淀等细节。 2.沉淀的分离方法：包括倾泻法、离心法和过滤法。倾泻法适用于沉淀颗粒较大的混合物；离心法利用离心力作用分离沉淀；过滤法则是一种常用的分离手段，能有效地将固体和液体分离。 一、考纲解读 1.能够准确理解沉淀的概念，包括沉淀产生的原因和条件。 1 2.掌握沉淀操作的要点，如让沉淀自然形成、避免不恰当的搅拌和加热。 2 3.明确沉淀的分离方法，包括倾泻法、离心法和过滤法的适用情况和操作原理。 3 考试要求： 易考题型： 选择题：了解保温过滤装置的组成和作用，掌握扇形滤纸的折叠方法。认识减压过滤装置的各部分组成，熟练掌握减压过滤的操作方法和注意事项。 简答题：知道沉淀洗涤的目的是去除杂质，掌握沉淀洗涤的方法和注意事项。 论述题：明确沉淀的分离方法，包括倾泻法、离心法和过滤法的适用情况和操作原理。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、沉淀 沉淀有时是所需要的产品，有时是欲除去的杂质。在化学分析中，可利用沉淀反应，使待测组分生成难溶化合物沉淀析出，以进行定量测量。在物质的制备中，可通过选用适当的沉淀剂，将可溶性杂质转变成难溶性物质再加以除去的方法来精制粗产物。 无论出于何种目的产生的沉淀，都需与母液分离开来，并加以洗涤。 沉淀是指利用化学反应生成难溶性物质的过程。生成的难溶性沉淀物质通常也简称沉淀。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、沉淀操作 根据沉淀过程的目的和生成物的性质不同，可采用不同的沉淀条件和操作方式。例如，有些沉淀反应要求在热溶液中进行;为使沉淀完全，多数沉淀反应需要加人过量的沉淀剂等。沉淀操作通常在烧杯中进行，为了得到颗粒较大、便于分离的沉淀，应在不断搅拌下慢慢滴加沉淀剂。 操作时，一手持玻璃棒充分搅拌，另一手用滴管滴加沉淀剂，滴管口要接近溶液的液面滴下，以免溶液溅出。 检查是否沉淀完全时，需将溶液静置，待沉淀下沉后，沿杯壁向上层清液中滴加 1滴沉淀剂，观察滴落处是否出现混浊。如不出现混浊即表示沉淀完全，否则应补加沉淀剂至检查沉淀完全为止。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、沉淀的分离 沉淀的分离可根据沉淀的性质以及实验的需要采用倾泻法、离心法或过滤法。 (1) 倾泻法 如果沉淀的颗粒或密度较大，静置后能沉降至容器底部，便可利用倾泻的方法将沉淀与母液快速分离开。 操作时，先使混合物静置，不要搅动，待沉淀沉降完全后，将上层清液小心地沿玻璃棒倾出，使沉淀仍留在容器中 (见图 2-19)。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、沉淀的分离 (2) 离心法 当沉淀量很少时，可使用离心机(见图 2-20) 进行分离。使用时，把盛有混合物的离心试管放入离心机的套管内。然后慢慢启动离心机并逐渐加速。由于离心作用，沉淀紧密地聚集于离心试管的底部，上层则是澄清的溶液。可用滴管小心地吸取上层清液(见图 2-21)，也可用倾泻法将其倾出。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、沉淀的分离 使用电动离心机时，应注意以下几点。 为防止旋转过程中碰破离心管，离心机的套管底部应铺垫适量棉花或海绵； 离心试管应对称放置，若只有一支盛有欲分离物的试管时，可在与其对称的位置上放一支盛有等体积水的离心试管，以使离心机保持平衡。 离心机启动时要先慢后快，不可直接调至高速。用完后，关闭电源开关，使其自然停止转动，决不能强制停止，以防造成事故。 (3) 过滤法 过滤法是采用过滤装置将沉淀与母液分离。 二、知识点梳理和重点概念复习 四 、沉淀的洗涤 对转移至滤纸上的沉淀进行洗涤时，若需要搅拌，应特别注意玻璃棒不得触及滤纸，以免捅破滤纸造成透滤。 洗涤沉淀所用的溶剂量不可太多，否则将增大沉淀的溶解损失。要本着“少量多次”的原则进行洗涤，即总体积相同的洗涤液，应尽可能分多次洗涤，每次用量要少，以便提高洗涤效率。 洗涤沉淀时，先用洗瓶挤 (吹) 出少量洗涤液注入盛有沉淀的烧杯或试管中，再用玻璃棒充分搅拌，然后静置 (或离心)，待沉淀沉降后，将上层清液倾出(或用滴管吸出)。如此重复操作 2~3 次，一般即可将沉淀洗涤干净。 二、知识点梳理和重点概念复习 五 、普通过滤 (1) 滤纸的折叠与安放 选择与漏斗大小相宜的圆形滤纸，对折两次后展开即成 60°角的圆锥体。锥体的一个半边为三层，另一个半边为一层。为使滤纸和漏斗内壁贴紧，常将三层厚的外两层撕下一小块。滤纸放入漏斗后，用手按住其三层的一边，从洗瓶中注入少量水把滤纸润湿，轻压滤纸赶去气泡，使滤纸与漏斗壁刚好贴合。应注意放入的滤纸要比漏斗边缘低0.5~1cm。滤纸的折叠与安放操作见图 2-22。 普通过滤一般在常温下进行。通常使用 60°角的圆锥形玻璃漏斗与滤纸组成滤器。 二、知识点梳理和重点概念复习 五 、普通过滤 (2)滤器的处理 过滤前，先向漏斗中加水至滤纸边缘，使漏斗颈内全部充满水而形成水柱。若颈内不形成水柱，可用手指堵住漏斗下口，同时稍稍掀起滤纸的一边，用洗瓶向滤纸和漏斗之间的空隙加水，使漏斗颈和锥体的大部分被水充满，然后压紧滤纸边，松开堵在下口的手指，一般即能形成水柱。具有水柱的漏斗，由于水柱的重力曳引漏斗内的液体，从而加快过滤速度。 二、知识点梳理和重点概念复习 五 、普通过滤 (3) 沉淀 (或结晶)的过滤 将准备好的漏斗置于漏斗架上，漏斗下面放一洁净的烧杯，用以接收滤液。漏斗颈口长的一边应紧靠烧杯壁，以便使滤液沿杯壁留下，不致溅出。 过滤时，左手持玻璃棒，垂直地接近滤纸三层的一边，右手拿烧杯，将杯嘴贴着玻璃棒并慢慢倾斜，使烧杯中上层清液沿玻璃棒流入漏斗中。随着溶液的倾人，应将玻璃棒逐渐提高，避免其触及液面。待漏斗中液面达到距滤纸边缘 5mm 处，应暂时停止倾注，以免少量沉淀因毛细作用越过滤纸上缘，造成损失。停止倾注溶液时，将烧杯嘴沿玻璃棒向上提，并逐渐扶正烧杯，以避免烧杯嘴上的液滴流到烧杯外壁，再将玻璃棒放回烧杯中，但不得放在烧杯嘴处。用洗瓶沿烧杯壁旋转着吹人一定量洗涤液，再用玻璃棒将沉淀搅起充分洗涤后静置，待沉淀沉降后，按前面的方法过滤上层清液，如此重复 4~5 次。 二、知识点梳理和重点概念复习 五 、普通过滤 最后，向烧杯中加人少量洗涤液并将沉淀搅起，立即将此混合液转移至滤纸上。残留在烧杯内的少量沉淀可按此法转移:左手持烧杯，用食指按住横架在烧杯口上的玻璃棒，玻璃棒下端应比烧杯嘴长出 2~3 cm，并靠近滤纸的三层一边，右手拿洗瓶吹洗烧杯内壁，直至洗净烧杯。沉淀全部转移到滤纸上后，再用洗瓶从滤纸边缘开始向下螺旋形移动吹人洗涤液，将沉淀冲洗到滤纸底部，反复几次，将沉淀洗涤干净。普通过滤装置及操作见图 2-23。 二、知识点梳理和重点概念复习 五 、普通过滤 进行普通过滤时，应注意避免出现下列错误操作: 用手拿着漏斗进行过滤[见图 2-24(a)]; 漏斗颈远离烧杯壁和液面[见图 2-24(b)]; 不通过玻璃棒，直接往漏斗中倾倒溶液[见图 2-24(c)]; 引流的玻璃棒指向滤纸单层一边或触及滤纸 [见图 2-24(d)] 二、知识点梳理和重点概念复习 六 、保温过滤 保温过滤又叫热过滤，常用于重结晶操作中。用普通玻璃漏斗过滤热的饱和溶液时，常常由于温度降低而在漏斗颈中或滤纸上析出结晶，不仅造成损失，而且使过滤产生困难。如果使用保温漏斗(又叫热水漏斗)趁热过滤，就不会发生这种情况。 二、知识点梳理和重点概念复习 六 、保温过滤 (1)保温过滤装置 保温过滤装置如图 2-25 所示。将一支普通的短颈玻璃漏斗通过胶塞与带有侧管的金属夹套装配在一起制成保温漏斗，用铁夹夹住胶塞部位，将其固定在铁架台上，夹套中充热水，侧管处加热。这样就可使玻璃漏斗维持较高温度，保证热溶液通过时不降温，顺利过滤。注意若溶剂为易燃性物质过滤时侧管处应停止加热。 二、知识点梳理和重点概念复习 六 、保温过滤 (2) 扇形滤纸的折叠 热过滤时，为充分利用滤纸的有效面积，加快过滤速度，常使用扇形滤纸，其折叠方法如图 2-26 所示。 注意:折叠时，折纹不要压至滤纸的中心处，以免多次压折造成磨损，过滤时容易破裂透滤。 二、知识点梳理和重点概念复习 七 、减压过滤 (1) 减压过滤装置 减压过滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、缓冲瓶和减压泵等四部分组成(见图2-27)。 减压过滤又叫抽气过滤 (简称抽滤)。采用抽气过滤，既可缩短过滤时间，又能使结晶与母液分离完全，易于干燥处理。 二、知识点梳理和重点概念复习 七 、减压过滤 (2) 减压过滤操作 减压过滤前，需检查整套装置的严密性，布氏漏斗下端的斜口要正对着吸滤瓶的侧管，放入布氏漏斗中的滤纸应剪成比漏斗内径小一些的圆形，以能全部覆盖漏斗滤孔为宜。不能剪得比内径大，那样滤纸周边会起皱褶;抽滤时，晶体就会从皱褶的缝隙被抽入滤瓶，造成透滤。 抽滤时，先关闭缓冲瓶上的二通活塞，再用同种溶剂将滤纸润湿，打开减压泵将滤纸吸使其紧贴在布氏漏斗底面上，以防晶体从滤纸边缘被吸入瓶内。然后倾入待分离混合住，要使其均匀地分布在滤纸面上。 二、知识点梳理和重点概念复习 七 、减压过滤 母液抽干后，暂时停止抽气。用玻璃棒将晶体轻轻搅动松散(注意玻璃棒不可触及滤纸)，加人少量冷溶剂浸润后，再抽干(可同时用玻璃瓶塞在滤饼上挤压)。如此反复操作几次，可将滤饼洗涤干净。 停止抽气时，应先打开缓冲瓶上的二通活塞(避免水倒吸)，然后再关闭减压泵。 题目 1： 沉淀的主要作用是（ ）。 A. 加速化学反应 B. 分离混合物中的固体和液体 C. 使溶液变浑浊 D. 改变溶液的颜色 答案：B 解析：沉淀可以使混合物中的固体从液体中分离出来，达到分离混合物的目的。A 沉淀一般不会加速化学反应；C 使溶液变浑浊不是沉淀的主要作用；D 沉淀通常不会改变溶液颜色。 选择题 三、常考习题练习与讲解 题目 2： 沉淀操作中，为了提高沉淀效果，可以（ ）。 A. 降低溶液温度 B. 提高溶液温度 C. 增加溶液浓度 D. 减少溶液体积 答案：A 解析：降低溶液温度通常可以使溶解度降低，从而提高沉淀效果。B 提高溶液温度可能会使溶解度增大，不利于沉淀；C 增加溶液浓度不一定能提高沉淀效果，还可能带来其他问题；D 减少溶液体积对沉淀效果影响不大。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 3： 离心法分离沉淀的原理是利用（ ）。 A. 重力作用 B. 离心力作用 C. 浮力作用 D. 压力作用 答案：B 解析：离心法是通过高速旋转产生离心力，使沉淀与液体分离。A 重力作用是自然沉淀的原理；C 浮力作用不是离心法的原理；D 压力作用与离心法分离沉淀无关。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 4： 在沉淀洗涤过程中，应使用（ ）。 A. 热水 B. 冷水 C. 蒸馏水 D. 饱和溶液 答案：C 解析：沉淀洗涤一般使用蒸馏水，避免引入新的杂质。A 热水可能会使沉淀溶解；B 冷水效果不如蒸馏水好；D 饱和溶液会引入杂质。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 5： 过滤时，玻璃棒的作用是（ ）。 A. 搅拌溶液 B. 加速过滤 C. 引流 D. 防止液体溅出 答案：C 解析：过滤时玻璃棒的作用是引流，使溶液顺利流入漏斗中。A 搅拌溶液不是在过滤时的作用；B 玻璃棒不能加速过滤；D 防止液体溅出不是主要作用。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 6： 扇形滤纸折叠的目的是（ ）。 A. 增加过滤面积 B. 使滤纸更加美观 C. 便于操作 D. 提高过滤精度 答案：A 解析：扇形滤纸折叠可以增加过滤面积，提高过滤效率。B、C 不是主要目的；D 折叠滤纸不能提高过滤精度。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 7： 减压过滤操作中，下列做法错误的是（ ）。 A. 先打开真空泵，再倒入溶液 B. 过滤完毕后，先关闭真空泵，再取出沉淀 C. 保持滤纸湿润 D. 选择合适的滤纸 答案：A 解析：减压过滤应先倒入溶液，再打开真空泵。B、C、D 都是正确的操作。 选择题 三.真题或常考题讲解 题目 8： 减压过滤装置中用到的仪器有（ ）。 A. 布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、玻璃棒 B. 漏斗、烧杯、滤纸、玻璃棒 C. 蒸发皿、酒精灯、滤纸、玻璃棒 D. 试管、滴管、滤纸、玻璃棒 答案：A 解析：减压过滤装置主要由布氏漏斗、抽滤瓶、滤纸、玻璃棒等组成。B 中漏斗不是布氏漏斗；C 蒸发皿和酒精灯用于蒸发操作；D 试管和滴管与减压过滤无关。 选择题 三.真题或常考题讲解 1.沉淀是指在溶液中，由于__________的改变，使溶质从溶液中析出的过程。 答案：条件（可填温度、浓度、pH 值等条件改变皆可）。 解析：沉淀通常是由于某些条件的改变，如温度降低、浓度增大、pH 值变化等，导致溶质在溶液中的溶解度降低而从溶液中析出。 2.沉淀的分离方法有倾泻法、离心法和__________。 答案：过滤法。 解析：沉淀的主要分离方法包括倾泻法、离心法和过滤法，这三种方法可根据沉淀的性质和实验要求进行选择。 填空题 三.真题或常考题讲解 3.普通过滤的操作步骤包括组装仪器、__________、过滤、洗涤沉淀。 答案：倒入溶液。 解析：普通过滤首先要组装好过滤仪器，然后倒入溶液，进行过滤操作，最后洗涤沉淀以去除杂质。 4.保温过滤装置主要用于过滤__________溶液。 答案：高温。 解析：保温过滤装置的作用是保持溶液在较高温度下进行过滤，防止溶液在过滤过程中因温度降低而析出晶体等。 填空题 三.真题或常考题讲解 1.沉淀的分离方法只能单独使用，不能结合使用。（ ） 答案：错误 解析：在实际操作中，可以根据沉淀的性质，结合多种分离方法，比如先离心再过滤等。 2.所有沉淀都需要洗涤。（ ） 答案：错误 解析：如果后续对沉淀纯度要求不高或者沉淀本身性质稳定且杂质不影响后续使用等情况下，不一定都需要洗涤。 判断题 三.真题或常考题讲解 3.离心法是利用沉淀和溶液的化学性质差异来分离沉淀的。（ ） 答案：错误 解析：离心法是利用沉淀和溶液密度不同，在离心机产生的离心力作用下实现分离，与化学性质无关。 4.普通过滤操作中，需要对滤纸进行预处理。（ ） 答案：正确 解析：一般需要用蒸馏水湿润滤纸，使其紧贴漏斗内壁，这样可以加快过滤速度，防止溶液从滤纸和漏斗之间流下。 判断题 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 1.简述沉淀操作的基本原理。 答案：沉淀操作的基本原理主要基于物质的溶解度特性。当溶液中的溶质浓度超过其在特定条件（如温度、pH 值等）下的溶解度时，溶质就会以固体形式析出形成沉淀。此外，通过加入沉淀剂，使溶液中的离子发生化学反应，生成溶解度极小的新物质，也会形成沉淀。例如，向含有钙离子的溶液中加入碳酸钠，钙离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙沉淀，因为碳酸钙在水中的溶解度很低。 简答题 四.课内练习及讲评 2.倾泻法分离沉淀有哪些注意事项？ 答案：倾泻法分离沉淀的注意事项如下： 沉淀需充分静置，保证沉淀和上清液分层明显，否则在倾出上清液时容易带出沉淀。 倾出上清液时动作要缓慢且稳定，避免剧烈晃动导致沉淀重新悬浮。 倾倒上清液的容器出口要尽量靠近承接上清液的容器，防止溶液溅出。 对于一些容易氧化或与空气发生反应的沉淀，要注意操作环境，避免沉淀性质改变。 简答题 四.课内练习及讲评 3.简述普通过滤操作中滤纸的选择要点。 答案：普通过滤中滤纸选择要点如下： 根据沉淀颗粒大小选择滤纸的孔径。如果沉淀颗粒较大，可选择孔径稍大的滤纸；若沉淀颗粒细小，则需选择孔径小、致密的滤纸，以防沉淀透过滤纸。 考虑溶液的性质。若溶液呈酸性或碱性较强，要选择耐酸碱的滤纸，避免滤纸被腐蚀。 根据过滤速度要求选择。如果需要快速过滤，可以在保证沉淀不穿透的前提下，选择流通性较好的滤纸。 简答题 四.课内练习及讲评 4.保温过滤装置的设计是如何满足保温需求的？ 答案：保温过滤装置通过以下方式满足保温需求： 装置的外壳通常采用具有良好保温性能的材料，如双层玻璃或保温塑料等，减少热量的散失。 连接部分设计紧凑且密封良好，防止空气进入带走热量，同时避免热量从缝隙处散失。 有的保温过滤装置还配备加热元件或可与恒温装置相连，通过持续提供热量来维持过滤过程中的温度稳定，确保溶液在过滤时不会因温度降低而析出溶质。 简答题 重点复习知识点： 1.沉淀的概念：沉淀是由于条件改变使溶质从溶液中析出的过程。沉淀操作需要注意让沉淀自然形成，不可过度搅拌或加热不当。 2.沉淀的分离方法：包括倾泻法、离心法和过滤法。倾泻法适用于沉淀颗粒较大的混合物；离心法利用离心力作用分离沉淀；过滤法则是一种常用的分离手段，能有效地将固体和液体分离。 3.保温过滤方面：保温过滤装置的组成以及扇形滤纸折叠的目的是增加过滤面积。保温过滤主要用于过滤高温溶液，防止溶液在过滤过程中因温度降低而析出晶体。 4.减压过滤：减压过滤具有过滤速度快等优点，但在操作时要注意先倒入溶液再打开真空泵，过滤完毕后先关闭真空泵再取出沉淀等细节。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$