内容正文:
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2023浙教版科学七升八暑期
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快人一步
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培优讲义(七)
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物质的分离和提纯
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一、物质的结晶
晶体具有规则的几何形状,而非晶体没有,晶体有一定的熔点,而非晶体没有。
(一)结晶
结晶是溶液中无法再溶解的固体溶质以晶体的形式从溶液中析出的过程,析出的固体称为晶体。
(二)结晶方法
(1)蒸发溶剂结晶(适用于溶解度受温度影响比较小的固体)
如:从食盐水中得到氯化钠固体可采用蒸发溶剂的方法。
取适量的食盐水倒入蒸发皿中,用酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌。当蒸发皿中出现较多固体时停止加热,利用余热将所得固体烘干。这种通过蒸发溶剂使物质结晶的方法叫蒸发结晶。
应用:一般用于将溶解度受温度影响变化比较小的固体溶质从其水溶液中析出;溶解度受温度变化影响比较小的固体中混有少量溶解度受温度变化影响较大的固体的分离(如氯化钠中混有少量硝酸钾)。
(2)冷却热饱和溶液结晶(适用于溶解度受温度影响较大的固体,如硝酸钾)
如向一只盛有30毫升沸水的烧杯中不断加入硝酸钾,配制成硝酸钾浓溶液。然后将烧杯放在冷水中降温,观察实验现象。
结论:热的硝酸钾浓溶液放入冷水中降温后,有硝酸钾晶体析出。这种通过降低热饱和溶液的温度使物质结晶析出的方法,就是冷却热饱和溶液法(也叫降温结晶法)。
应用:一般用于将溶解度受温度变化影响较大的固体溶质从其水溶液中析出;溶解度受温度变化影响很大的固体中混有少量溶解度受温度变化影响较小的固体(如硝酸钾中混有少量氯化钠)物质的提纯。
二、沉淀
使水中的杂质沉淀到水底的方法称为沉淀法。
由于明矾或活性炭能吸附水中的悬浮杂质,使其凝聚成一些较大的固体颗粒而沉到水底,因此,明矾和活性炭常用作凝聚剂。
三、过滤
(1)过滤可以把不溶于液体的固体与液体分离,是分离混合物的一种方法。
(2)过滤前要制作过滤器。制作过程如图所示,取一张圆形滤纸,对折两次,然后打开,使滤纸成为圆锥形(一边为一层滤纸, 另一边为三层滤纸),放入漏斗内,使滤纸紧贴漏斗内壁,并使滤纸边缘略低于漏斗口,用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗内壁之间没有气泡。
(3)过滤用到的仪器
仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)。
(4)过滤操作的注意事项;
一贴:制作过滤器时,滤纸要紧贴漏斗内壁,中间不留气泡。
二低:滤纸边缘低于漏斗边缘;漏斗内的液面低于滤纸边缘。
三靠:盛待过滤液体的烧杯尖嘴紧靠玻璃棒;玻璃棒末端轻靠三层滤纸的一边,防止戳破滤纸;漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,防止过滤时滤液溅出。
①玻璃棒在过滤操作中的作用是引流,防止液滴溅落到外面。
②一次过滤所得的滤液仍浑浊时,应再过滤一次。如果两次过滤后滤液仍然浑浊,则应检查实验装置并分析原因,例如滤纸破损、过滤时液面高于滤纸边缘、仪器不干净等。
③造成滤纸破损的原因有:没有用玻璃棒引流直接将待过滤液体倒入过滤器冲破滤纸;玻璃棒放在单层滤纸一边,戳破滤纸;用玻璃棒在过滤器内搅拌了。
用具有吸附作用的固体过滤液体,不仅可以滤去液体中的不溶性物质,还可以吸附掉一些溶解的杂质,除去异味。市场上出售的净水器,有些就是利用活性炭吸附、过滤水中的杂质。四、蒸馏
(1)把水加热至沸腾,产生的水蒸气经冷却形成液态水的方法称为蒸馏法。这样得到的水就是蒸馏水。通过蒸馏的方法就可以得到纯净的水。
(2)蒸馏装置
①蒸馏时,蒸馏烧瓶中应放入几片碎瓷片,以防止液体暴沸。操作时,将温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处,以便于观察温度的变化,确定所接收液体的种类。
②蒸馏时,冷凝管中要下端进水上端出水,是因为冷凝时,冷水需充满冷凝器,防止冷凝器冷凝时受热不均匀出现炸裂,同时逆流冷凝效果好。
五、粗盐提纯
(一)实验仪器及用品
烧杯玻璃棒、漏斗、铁架台(带铁圈)、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、药匙、滤纸、火柴。
(二)实验步骤
(1)溶解
将所取粗盐用药匙逐渐加入预先盛有适量水的烧杯中,边加粗盐边用玻璃棒搅拌,直至不再溶解为止。
(2)过滤
先组装好过滤装置,将上述食盐水过滤。若滤液仍浑浊,应再过滤一次。过滤时,玻璃棒的作用是引流,防止液体溅落到外面。
(3)蒸发
将澄清的滤液倒入蒸发皿,加热,至出现较多固体时停止加热,用余热将剩余水分蒸干。冷却至常温后,将食盐固体转移至一个干净的烧杯中(此时得到的固体中仍含有氯化镁、氯化钙等)。
①在加热过程中要用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部温度过高致使液滴溅出。
②取蒸发皿时不能用手拿,应用坩埚钳夹取。
(4)再溶解
将所得固体重新加水溶解。
(5)蒸发结晶、过滤
将上述液体倒入干净的蒸发皿中,加热,至出现较多量固体时停止加热,趁热过滤出固体。
【能力拓展】
粗盐提纯时玻璃棒的作用:①溶解时搅拌,加速溶解。②过滤时引流,使液体沿玻璃棒缓缓流入漏斗。③蒸发时搅拌,使受热均匀,防止暴