2.1.1实验安全与基本规范 物质的分离提纯课件2024-2025学年高一上学期苏教版（2019）必修第一册

2.1.1 实验安全与基本规范 物质的分离提纯 专题二 研究物质的基本方法 第一单元 研究物质的实验方法 ［课标要求］ 1.初步学会物质分离、提纯等化学实验基础知识和基本技能。 2.能根据物质性质的差异选择物质分离、提纯的实验方法。 3.利用典型代表物的性质和反应，设计常见物质 分离、提纯等简单任务的方案。 课前复习： 根据初中化学所学知识回答以下问题 1、能直接加热的仪器有______________________；通过垫石棉网加热的仪器有________________。 2、对试管加热前要进行_____；加热液体时，液体的不超过试管容积的_____。 3、怎样闻气体的气味__________________________________________________。 4、热源有_______和_________，利用酒精灯的_______加热，熄灭酒精灯用_______盖灭。 5、托盘天平使用前应先将_______，然后______。 6、怎样在试管口安装橡胶塞：_____________________________________________________。 试管、蒸发皿等 烧杯、烧瓶等 预热 1/3 用手轻轻的在瓶口扇动,仅使少量的气体飘入鼻孔 酒精灯 酒精喷灯 外焰 灯帽 游码归零 调平 先将玻璃导管要插入的一端用水湿润，再缓缓将导管插入 × × 化学是一门实验学科。良好的安全防护意识和必要的实验安全措施是进行化学实验的前提。那么，我们在实验室时要做哪些准备，掌握哪些规范操作和安全知识呢？请阅读教材第28页内容，完成下列问题。 问题1:进入实验室之前，要做哪些准备？ 问题2:实验过程中应怎么规范操作？ 问题3:实验结束后如何操作？ 一、实验安全与基本规范 化学物质，无论是自然界存在的，还是人工制备的，绝大部分是混合物。化学家在研究物质的组成和性质时，首先要获得纯净的物质，以避免其他物质的干扰。因此，在研究某物质时就要先将该物质从混合物中分离出来，并加以提纯。 请同学们回忆一下，你学习过哪些分离、提纯的方法？“分离”和“提纯”有什么不同？ 过滤 蒸发结晶 蒸馏 二、物质的分离和提纯 分离：是通过适当的方法，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。 提纯：指保留混合物中的某一主要组分把其余杂质通过一定方法都除去。 物质分离提纯的思想方法 混合物的各个组分往往有不同的物理性质和化学性质。可依据混合物中各组分性质的差异，选择适当的方法加以分离。溶解、过滤、结晶、萃取、分液、蒸馏等就是利用各组分的物理性质的差异进行的分离。利用不纯物质中主要成分 和所含杂质在性质上的差异，也可以选择适当的方法，将杂质除去或分离出来，以达到提纯的目的。 分离方法 分离结果 物质分离提纯的认识思路和角度：关注混合物中各组分的性质差异 物质分离 2种固体的 混合物 水溶 固体和溶 液混合物 溶液混合 物 过滤 难溶物 （滤渣） 可溶物 （滤液） 蒸发结晶 固体 冷却结晶、过滤 溶解度随温度变化差异大 固体 溶液 蒸发结晶 固体 水溶性不同 1. 实验室用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气。现从 反应后剩余的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。 为分离KCl和MnO2的混合物，可先加入适量水，并充分搅拌，可溶的KCl完全溶解，难溶的MnO2仍以固体形式存在。过滤、洗涤、干燥滤渣，即可得到MnO2。 1 .原理 利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的方法。例如用过滤法除去粗盐中的泥沙 。 2 .实验仪器 漏斗，滤纸，烧杯，玻璃棒，铁架台 （一）.过滤 滤渣 滤液 日常生活中 没有用玻璃棒引流；漏斗下端尖嘴没有紧靠烧杯内壁 观察思考：指出下列过滤装置的问题。 深度思考 2、过滤出的沉淀如何洗涤？ 沿玻璃棒向漏斗中的沉淀物上注入蒸馏水至水浸没沉淀，静置待水自然流下后，再重复2～3次。 除去沉淀表面沾附的某某等杂质离子，否则烘干时沉淀会附有杂质 1、为什么要洗涤沉淀？ 3、如何判断沉淀是否洗涤干净？ 4、怎样加快过滤的速度？ 减压过滤 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加……，若产生……，说明沉淀已洗净。 深度思考 过滤后得到KCl溶液，那么怎样得到KCl固体呢？ 将滤液蒸发，可得到KC1晶体。这种方法蒸发结晶。 这种方法适合溶解度随温度变化不大的物质的分离。 （二）结晶 1、定义：在溶液中，溶质形成晶体的过程。 2、原理： 3、结晶方法：蒸发结晶、冷却结晶 根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同， 通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小，从而 使晶体析出。 原理：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。 仪器：蒸发皿、铁架台(铁圈)、酒精灯　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 操作注意事项： 1. 蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3。 3. 当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。 　　　　　　 2. 蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。 　 4. 不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。 蒸发结晶 请参照图2-2的溶解度曲线，设计实验方案提纯混有少量KCl的KNO3。 1. 溶解：将混合物放入烧杯中，加入热水，使固体完全溶解。 (配成热饱和溶液) 2. 结晶：将(1)所得溶液放在实验台上自然冷却到不再有固体析出。 3. 过滤：将(2)所得混合物进行过滤，滤纸上的晶体即为较纯净的 KNO3。 4. 洗涤、干燥 固 依据溶解度随温度变化 小 蒸发结晶 （可溶） 液 大 冷却结晶 溶解度随温度升高而升高得很明显时，这个溶质叫陡升型（ 如KNO3 ）反之叫缓升型（ 如NaCl ）。 对于单一的陡升型溶液（如 KNO3）或所得晶体含有结晶水合物（如胆矾CuSO4∙5H2O)，一般采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法分离。 冷却结晶 蒸发结晶 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，按图2-3所示组装实验仪器，加热烧瓶，观察实验现象。 三、蒸馏 1、原理： 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。 2、装置： 给蒸馏烧瓶加 热要垫石棉网 投放沸石或瓷片,防止暴沸 蒸馏烧瓶溶液体积不超过烧瓶体积2/3 温度计水银球处于支管口处 水，低进 高出 操作注意： 1、开始蒸馏时应先通入冷凝水再点燃酒精灯加热； 2、停止加热后应继续通入冷凝水以冷凝冷凝管中的蒸汽； 3、冷凝水的流动方向和蒸汽的流动方向相反。 直形冷凝管 球形冷凝管 蒸馏烧瓶 圆底烧瓶 资料卡片 沸石为多孔性物质，它在溶液中受热时会产生一股稳定而细小的空气泡流，这一气泡流以及随之而产生的湍动，能使液体中的大气泡破裂，成为液体分子的气化中心，从而使液体平稳地沸腾，防止了液体因过热而产生的暴沸。 如果加热后才发现没加沸石，应立即停止加热，待液体冷却后再补加，切忌在加热过程中补加，否则会引起剧烈的暴沸，甚至使部分液体冲出瓶外而引起着火。中途停止蒸馏，再重新开始蒸馏时，因液体已被吸入沸石的空隙中，再加热已不能产生细小的空气流而失效，必须重新补加沸石。 A 运用蒸馏的方法，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。蒸馏广泛应用于石油炼制等工业生产中。 (双选)下列关于蒸馏操作的有关叙述正确的是( ) A．蒸馏操作的主要仪器有：蒸馏烧瓶、铁架台、冷凝管、锥形瓶、牛角管、温度计 B．蒸馏操作使用的温度计的水银球应插入液体内 C．在蒸馏烧瓶内放入少量碎瓷片，目的是防止暴沸 D．冷凝管中进出水的方向是下进上出 缺酒精灯 蒸馏烧瓶支管口处 CD 已知四氯化碳（CCl4）是一种难溶于水的无色油状液 体，密度比水大。溴、碘等在四氯化碳中的溶解度远大于在 水中的溶解度。 取一只分液漏斗，向其中加入5 mL四氯化碳，再加入约 15 mL溴水，塞上分液漏斗顶部的塞子，倒转过来充分振荡， 然后置于铁架台上静置。 仔细观察静置过程中分液漏斗中的现象并作出解释。 碘在不同溶剂中的溶解度(25℃) 水（H2O） 苯（C6H6） 四氯化碳 （CCl4） 碘（I2） 0.029g 14.1g 2.9g 现象： 溴水呈橙色。加CCl4充分振荡静置后溶液分层，上层几乎无色，下层呈橙红色。 充分振荡 静置 原因： 1、四氯化碳与水互不相溶，出现分层现象。 2、四氯化碳的密度大于水的密度，沉在下层。 3、溴在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度，溴从水中转移到四氯化碳中。 定义：利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中从而实现分离 的方法。 四、萃取 原溶剂 萃取剂 依据表格信息讨论：除CCl4外，用苯或者酒精等能否萃取碘水中的碘？ 思考与交流 答：苯可以。酒精与水互溶，故不可以。 溶剂 水 四氯化碳 （CCl4） 苯 （C6H6） 酒精 与水是否互溶 —— 不互溶 不互溶 互溶 碘（I2）溶解度 （g/100g水，20℃） 0.029 g 2.9 g 14.1 g 20.0 g 碘（I2）颜色 棕黄色 紫红色 紫红色 深紫色 根据你学习的内容，谈谈选取萃取剂应该遵循什么原则？ 萃取剂的选择： ①萃取剂与原溶液中的溶剂互不相溶且不反应 ②溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度 常用的萃取剂 Vs 无机溶剂 苯；甲苯 （密度比水小,上层） 水 四氯化碳 （密度比水大，下层） （萃取前提） （萃取关键） 萃取的应用——青蒿素的提取 屠呦呦 《肘后备急方》：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之” 屠呦呦团队先后经历了用水、乙醇、乙醚提取青蒿素的过程， 最终用乙醚在低温下成功提取了青蒿素，治疗疟疾，挽救了无数人的生命。 生产、生活中的萃取 萃取在中药成分提取中有广泛的应用，常用乙醇、石油醚等作溶剂提取药材的有效成分。 分液装置：分液漏斗 实验原理：把两种互不相溶的液体分开 萃取后如何把四氯化碳层与水层分开？ 五、分液 凹槽 小孔 萃取分液操作步骤及要点： 充分振荡，适当放气。 将上口的玻璃塞打开，静置分层。 使用前首先要检漏。 漏斗下端紧靠烧杯内壁； 下层液体刚流完及时关闭活塞； 当漏斗中的液体分成清晰的两层后，打开分液漏斗上口的玻璃塞(或将玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔重合)，使漏斗内外空气相通，小心地旋转分液漏斗的活塞，使下层液体沿烧杯内壁流入烧杯中，待下层液体流出后及时关闭活塞，将上层液体从分液漏斗的上口倒出 上吐下泻 拓展视野： 结合信息分析萃取分液后的I2的CCl4溶液能否用蒸馏的方法分离？ 已知：沸点：CCl4 为78℃，I2为 184.35℃；I2 在45℃左右开始升华。 3I3+6NaOH = 5NaI+NaIO3+3H2O 5NaI+NaIO3+3H2SO4 =3I3↓+3Na2SO4+3H2O 4 1、现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离所依据的物质性质差异和分离方法连起来。 实例 除去氯化钠溶液中的泥沙 用乙醚提取青蒿中的青蒿素 分离乙酸（沸点为118 ℃）与乙醚（沸点为34 ℃） 分离汽油和水的混合物 从含有少量氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾 实例 除去氯化钠溶液中的泥沙 用乙醚提取青蒿中的青蒿素 分离乙酸（沸点为118 ℃）与乙醚（沸点为34 ℃） 分离汽油和水的混合物 从含有少量氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾 物质性质差异 溶解度随温度变化的差异 在不同溶剂中溶解度的差异 沸点的差异 互不相溶 在水中溶解性的差异 分离方法 蒸馏 过滤 分液 萃取 结晶 2、用于分离或提纯物质的已学方法有： A.萃取 B.分液 C.过滤 D.加热分解 E.蒸发 F.蒸馏 下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合 适?（把选用方法的标号填入括号内） （1）除去Ca(OH)2溶液中悬浮的Ca(OH)2 颗粒（ ） （2）把饱和食盐水中的食盐提取出来（ ） （3）除去酒精中溶解的微量食盐（ ） （4）把溴水中的溴提取出来 （ ） （5）用自来水制取医用蒸馏水 （ ） （6）除去氧化钙中的碳酸钙 （ ） （7）分离柴油和水的混合物 （ ） B D A C E F F EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$