内容正文:
第56讲 物质的分离和提纯
复习目标
1.掌握常用物质的分离和提纯的物理方法、化学方法,明确其原理。
2.能综合分析物质的不同性质,并选择合适的分离和提纯方法,对物质进行分离和提纯。
考点一
物质分离及提纯的常用物理方法
1.分离和提纯的含义
(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.物质分离及提纯的常用实验装置
(1)过滤
适用范围
把不溶性固体与液体进行分离
注意事项
一贴
滤纸紧贴漏斗内壁
二低
滤纸上缘低于漏斗口
液面低于滤纸上缘
三靠
烧杯紧靠玻璃棒
玻璃棒下端紧靠三层滤纸处
漏斗下端紧靠烧杯内壁
(2)蒸发
适用范围
分离易溶性固体的溶质和溶剂
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,不用酒精作萃取剂;
⑤分液时,分液漏斗中的下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
(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
温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处
蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸
冷凝管水流方向为下口进,上口出
(5)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
如NaCl固体中的I2可用该方法分离,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离
(6)洗气
适用范围
除去气体中的杂质
注意事项
长管进气,短管出气
(1)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中液体( × )
(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( × )
(3)蒸馏实验中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处( √ )
(4)利用加热的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物( × )
(5)根据植物油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离( × )
考向1 分离与提纯的常用装置及物理方法
【例1】(经典考题)下列实验所选装置不合理的是( )
A.分离饱和Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选④
B.用CCl4提取碘水中的碘,选③
C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤
D.粗盐提纯,选①和②
A 解析:乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,采用分液法分离,应选取③装置,A错误;用CCl4提取碘水中的碘,应选取与水互不相溶的萃取剂,装置为③,B正确;用FeCl2溶液吸收Cl2,应选⑤装置,C正确;粗盐提纯,首先将粗盐溶于水加合适试剂后过滤,再将食盐溶液蒸干即可,装置为①和②,D正确。
考向2 实验(或工艺)流程中物质的分离和提纯操作
【例2】(2020·山东卷)实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6 ℃)中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。下列说法错误的是( )
A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的
D.蒸馏时选用直形冷凝管
A 解析:萃取时,分液漏斗下口应向上倾斜,A错误;分液时,应先将下层液体由下口放出,再将上层液体从上口倒出,B正确;萃取、分液后的水相是含Al3+的无色溶液,若含有[FeCl4]-,则水相呈现黄色,说明未分离完全,C正确;蒸馏时,为便于乙醚冷凝流出,应选用直形冷凝管,D正确。
依据物理性质选择分离、提纯的方法
(1)“固+固”混合物
(2)“固+液”混合物
(3)“液+液”混合物
1.(2023·河北邢台模拟)超临界状态下的CO2流体溶解性与有机溶剂相似,可提取中药材的有效成分,工艺流程如下。
下列说法中错误的是( )
A.浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出
B.高温条件下更有利于超临界CO2流体萃取
C.升温、减压的目的是实现CO2与产品分离
D.超临界CO2流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点
B 解析:高温条件下,二氧化碳为气态,而萃取是利用超临界状态下的CO2流体,故高温条件下不利于超临界CO2流体萃取,B错误。
2.实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸