内容正文:
第2讲 物质的分离、提纯和检验
[复习目标] 1.掌握过滤、蒸发、萃取、蒸馏、重结晶等物质分离、提纯常用的物理方法,通过对物质化学性质的了解,掌握常见物质分离、提纯的化学方法。2.掌握常见离子的检验方法,能对常见物质的组成进行检验和分析。3.掌握常见气体的检验方法。
一、物质分离、提纯的物理方法
1.物质分离、提纯的区别
(1)物质的分离
将混合物中的各组分分离开来,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.物质分离、提纯的物理方法
(1)过滤
适用
范围
分离不溶性固体与液体
注意事项
一贴
滤纸紧贴漏斗内壁
二低
滤纸边缘低于漏斗边缘
液面低于滤纸边缘
三靠
烧杯杯口紧靠玻璃棒
玻璃棒下端抵靠三层滤纸处
漏斗颈长端紧靠烧杯内壁
(2)蒸发
目的
将溶液浓缩、溶剂汽化或使物质结晶析出
注意事项
玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞溅
停止加热的标准:当有大量晶体析出时停止加热,利用余热蒸干
(3)萃取和分液
适用范围
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
分液:分离两种互不相溶且易分层的液体
注意事项
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大
②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶
③萃取剂与溶质不反应
④常用的萃取剂是苯或CCl4,一般不用酒精作萃取剂
(4)蒸馏
适用范围
分离沸点相差较大且互溶的液体混合物
注意事项
①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处
②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸
③冷凝管水流方向为下口进,上口出
(5)重结晶
仪器
酒精灯、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台
适用
范围
分离、提纯溶解度受温度影响差别较大的溶质(如苯甲酸的提纯)
(6)升华
适用范围
分离某种组分易升华的固体混合物
注意事项
被提纯物质沸点较高且不易分解,如NaCl固体中的I2可用该方法,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离
(7)渗析
适用
范围
分离提纯胶体与小分子(或离子)组成的混合液
注意
事项
要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果
3.依据物理性质选择分离、提纯的方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
[点拨] 结晶法的选择:依据溶解度随温度变化的不同。
①蒸发浓缩、冷却结晶:适用于提纯溶解度随温度变化较大的物质,如KNO3(NaCl),NaCl为杂质。
②加热浓缩、趁热过滤:适用于提纯溶解度随温度变化不明显的物质,如NaCl(KNO3),KNO3为杂质。
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
4.分离、提纯的创新实验装置
(1)蒸馏、冷凝装置的创新
特点:图①、图②、图③由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应装置,可使反应物循环利用,提高反应物的转化率。
(2)减压蒸馏
特点:减压蒸馏(又称真空蒸馏)是分离和提纯化合物的一种重要方法,尤其适用于高沸点物质和那些在常压蒸馏时未达到沸点就已受热分解、氧化或聚合的化合物的分离和提纯。
判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。
(1)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。(×)
错因:蒸发操作时,当出现较多固体时停止加热,利用余热蒸干。
(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。(×)
错因:乙醇与水互溶,不能用其萃取溴水中的溴。
(3)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中液体。(×)
错因:不能搅拌,以防弄破滤纸。
(4)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。(×)
错因:食用油和汽油是混溶的,不能用分液的方法分离。
(5)利用加热的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物。(×)
错因:加热NH4Cl分解,遇冷又生成NH4Cl。
二、物质分离、提纯的化学方法
1.分离、提纯常用的化学方法
方法
原理
举例说明
电解法
利用电解原理分离和提纯物质
电解精炼铜,将含杂质的粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液为含铜离子的溶液
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
Cl-、SO、CO及能形成弱碱的金属阳离子可加入适当的沉淀剂,使离子生成沉淀,过滤除去
洗气法
将气体混合物通过洗气装置而除去杂质气体
让混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除Cl2中的少量HCl
方法
原理
举例说明
酸碱
溶解法
利用酸或碱将杂质溶解除去
用盐酸除去SiO2中的CaCO3
氧化
还原法
利用氧化还原反应除去杂