第10讲 物质的分离和提纯（讲义）-【暑假衔接班】2023年新高一化学精品衔接课程（全国通用）

第10讲 物质的分离和提纯 【内容导航】 1．物质的分离和提纯 2．物质的分离和提纯方法 3．用化学方法进行物质的分离提纯 【知识梳理】 【复习回顾】 实验室用KClO3在MnO2的催化下受热分解制取氧气。从反应后的KCl和MnO2的混合物中分离、回收这两种物质，应采取什么方案？ 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。 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。 【即学即练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 1．过滤 (1)原理：用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来。 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)操作要点： 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)操作要点： 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，要放在石棉网上。 3．冷却结晶 【交流讨论】(1)如何从CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O晶体？ 将CuSO4溶液加热，蒸发水，当出现大量晶体时，停止加热，待溶液冷却后，过滤，即得到CuSO4·5H2O晶体。 (2)观察KNO3和KCl溶解度曲线，分析KNO3和KCl的溶解度与温度的关系，并设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。 ①将混合物放入烧杯中，加入较高温度的水，搅拌，使固体刚好溶解； ②将所得溶液冷却，直到有大量晶体析出。 ③过滤、洗涤、干燥。 (1)原理： 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。 (2)适用范围： 从溶液中提取不稳定的物质（如结晶水合物），或分离提纯溶解度随温度变化差异较大的混合物时，常采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 4．蒸馏 【实验探究】某些地区的自来水中含有少量可溶性杂质，实验室可通过蒸馏自来水的方法获得少量纯净的水（蒸馏水）。在蒸馏烧瓶中加入几粒沸石（或碎瓷片），再加入少量自来水，按如图所示组装实验仪器，加热烧瓶，观察实验现象。 (1)原理： 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)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。 (3)操作要点： ①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。 ②冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。 ③温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相平。 (4)蒸馏的应用： ①分离沸点相差较大的液体混合物； ②除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。 5．分液 【实验探究】 (1)将5mL植物油和10mL水依次加入分液漏斗中，盖紧分液漏斗顶部的塞子，振荡，静置。观察实验现象。 (2)将分液漏斗放置在铁架台上，取下分液漏斗顶部的盖子，打开旋塞，使下层液体从漏斗下端流出，然后关闭旋塞，将上层液体从上口倒出。 (1)原理：分离互不相溶的液体混合物的操作过程。 (2)仪器：铁架台、分液漏斗、烧杯。 (3)操作要点： ①分液漏斗使用前要检漏。 ②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。 ③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