第10讲 物质的分离和提纯（讲义+练习）-【暑假衔接班】2022年暑假新高一化学衔接班课程

第10讲 物质的分离和提纯 【学习目标】 1．知道分离和提纯的区别。 2．了解过滤、蒸发结晶、冷却结晶操作的要点和注意事项。 3．了解蒸馏、萃取和分液等分离方法的操作要点和注意事项。 4．学会根据混合物性质选择分离和提纯方法。 【基础知识梳理】 一、物质的分离和提纯 1．分离和提纯的区别 (1)分离：通过适当的方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。 (2)提纯：指保留混合物中的某一组分，把其余杂质通过某些方法都除去，又叫物质的净化或除杂。 2．分离和提纯的依据 混合物分离提纯的依据是混合物中各组分性质（如状态、沸点、水溶性等）的差异。 分离和提纯过程中，应尽量减少所需物质的损失。 【例1】通过溶解、过滤、蒸发等操作，可将下列各组混合物分离的是(　　) A．硝酸钠、氢氧化钠 B．氧化铜、二氧化锰 C．氯化钾、碳酸钙 D．硫酸铜、氢氧化钙 答案：C 解析：A项，NaNO3和NaOH都溶于水，无法用过滤法分离；B项，CuO和MnO2都不溶于水；D项，CuSO4、Ca(OH)2溶于水后两者会发生反应；C项，KCl和CaCO3可用过滤法分离，然后蒸发滤液即可得到KCl。 二、物质的分离和提纯方法——过滤和结晶 1．过滤 (1)过滤适用于固液混合物的分离。 (2)主要仪器：漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。 (3)进行过滤操作时应注意的问题： ①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁； ②二低：滤纸边缘略低于漏斗边缘；液体的液面略低于滤纸的边缘； ③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上；玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧；漏斗颈的末端尖嘴应靠到烧杯的内壁上。 2．蒸发结晶 (1)原理： 蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶，蒸发结晶适用于将可溶于溶剂的溶质分离出来。 (2)主要仪器：蒸发皿、三脚架或铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。 (3)在进行蒸发操作时要注意以下几个问题： ①在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热造成液滴飞溅； ②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热，用余热蒸干； ③热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在石棉网上。 3．冷却结晶 在较高温度下蒸发溶剂，形成饱和溶液，降低温度，溶质溶解度降低，析出晶体的过程叫冷却结晶。冷却结晶主要适用于溶解度随温度变化有较大差异的物质，如KNO3。 4．实例分析 （1）实验室用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气。现从反应剩下的KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质，需要使用哪些分离方法？请简述实验方案。 答案：将混合物加适量水，使KCl完全溶解，将混合物过滤，滤渣洗涤、干燥，得到MnO2，将滤液蒸发，得到KCl固体。 （2）参照溶解度曲线，设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。 KCl和KNO3的溶解度曲线 答案：将固体混合物用90℃以上的热水溶解，形成热的浓溶液，冷却至室温，过滤，将晶体洗涤、干燥，得到KNO3晶体。 三、物质的分离和提纯——蒸馏、萃取和分液 1．蒸馏 (1)定义： 将液态物质加热至沸点，使之汽化，然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。 (2)蒸馏的应用： 运用蒸馏，可以分离沸点相差较大的液体混合物，也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。 (3)实验室通过蒸馏自来水制取少量蒸馏水 ①蒸馏的主要仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、接收管（牛角管）、锥形瓶、酒精灯。 ②蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止暴沸。 ③冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。 ④温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相平。 2．分液 (1)原理： 如果两种液体互不相溶，就可以用分液的方法分离这两种液体。 (2)仪器：铁架台、分液漏斗、烧杯。 (3)操作过程： ①将要分离的液体倒入分液漏斗中，塞上分液漏斗顶部的塞子，将分液漏斗倒转过来，充分振荡，打开活塞放气，再关闭活塞。 ②将分液漏斗放在铁架台上，分液漏斗下端尖嘴紧贴烧杯壁，静置。 ③打开分液漏斗顶部塞子，再打开活塞，将下层液体恰好放出到烧杯中，关闭活塞。 ④另取一只烧杯，将上层液体倒入烧杯中。 3．萃取——从溴水中富集溴 取一只分液漏斗，向其中加入5mL四氯化碳，再加入约15mL溴水，塞上分液漏斗顶部塞子，倒转过来充分振荡，置于铁架台上静置。 实验现象：液体分为两层，上层是水层，颜色较浅，下层四氯化碳变成了橙红色。 (1)萃取的原理： 萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，将物质从一种溶剂中转移到另一种溶剂（即萃取剂）中，从而实现分离的方法。 (2)萃取的条件： ①两种溶剂互不相溶；②溶质在两种溶剂中的溶解度相差较大。 【例2】