专题2 第1单元 第2课时 物质的分离提纯——蒸馏、萃取和分液（Word教参）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第一册（苏教版2019）

第2课时　物质的分离提纯——蒸馏、萃取和分液 [学习目标] 1．初步学会蒸馏、萃取和分液等分离物质的实验技能，能独立设计完成一些简单的物质分离提纯的实验方案，培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。 2．初步了解根据混合物的性质选择不同的分离方法，建立物质分离和提纯的思维模型，培养变化观念与平衡思想的化学学科核心素养。 [对应学生用书P33] 知识点一　蒸馏 1．蒸馏原理 利用混合物中各组分的沸点不同，除去液态混合物中易挥发、难挥发或不挥发的杂质的方法；蒸馏法可用于分离互溶而沸点相差较多的液体混合物。 2．蒸馏装置和主要仪器 写出下列仪器的名称： 1．蒸馏时，为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反？ 提示　冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反，是为了使馏出物充分冷却。 2．蒸馏实验中，为什么要使用温度计？应如何放置温度计？ 提示　在蒸馏实验中，温度计用来测量蒸气的温度，所以温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处。 1．蒸馏实验的操作步骤 (1)检查蒸馏装置的气密性。 (2)向蒸馏烧瓶中加入待分离或提纯的液体混合物，并加入几粒碎瓷片。 (3)向冷凝管中通入冷却水。 (4)给蒸馏烧瓶加热。 (5)收集馏分。 (6)停止加热，拆卸装置。 2．蒸馏实验的注意事项 (1)在蒸馏烧瓶中放入少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。 (2)温度计水银球的位置应与蒸馏烧瓶支管口下缘位于同一水平线上。 (3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，也不能少于。 (4)冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流岀。 (5)加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。 1．下列对蒸馏实验操作的叙述正确的是(　　) A．应使温度计的水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处 B．加入碎瓷片的目的是防止加热时蒸馏烧瓶剧烈跳动 C．冷却水的方向应上进下岀，这样水流比较畅通，冷却效果更好 D．当蒸馏到烧瓶内剩有少量液体时，停止加热，用余热蒸干，不能直接加热蒸干 解析　蒸馏时温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口处是为了准确掌握馏出气体的温度，A正确；加入碎瓷片是为了防止过热时液体因暴沸而剧烈跳动，B项不正确；冷却水的方向应下进上出，C项不正确；任何时候都不能将蒸馏烧瓶中液体蒸干，D项不正确。 答案　A 2．如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。 (1)指出图中两处明显的错误： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 (2)A仪器的名称是____________，B仪器的名称是__________。 (3)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量__________，其作用是防止加热时液体暴沸。 解析　对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有：①仪器的连接顺序，②温度计的位置，③冷却水的流向(进出口)，④防暴沸的措施。 答案　(1)①温度计水银球位置应处于蒸馏烧瓶支管口处　②冷却水进出口反了 (2)蒸馏烧瓶　冷凝管 (3)沸石(或碎瓷片) 知识点二　萃取和分液 1．萃取 (1)依据：物质在互不相溶的两种溶剂里__溶解度__不同。 (2)过程：物质从溶解度小的溶剂进入溶解度__大__的溶剂。 (3)仪器：__分液漏斗__。 2．分液 用于分离__互不相溶__的液体混合物的方法。 3．操作(用CCl4萃取溴水中的溴为例) 步骤 实验装置 实验操作 加萃 取剂 用量筒量取10 mL溴的饱和水溶液，倒入__分液漏斗__，然后注入4 mL四氯化碳，盖好玻璃塞，发现液体分层，__四氯化碳__在下层 振荡 萃取 用右手压住分液漏斗__口部__， 左手握住__活塞__部分，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，使漏斗内气体放岀 静置 分层 将分液漏斗放在铁架台上静置，液体分层。上层为水层， 无色；下层为__溴的四氯化碳__溶液，显橙红色 分液 待液体分层后，将分液漏斗颈上的__玻璃塞__打开(或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔)，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体沿烧杯壁流下，上层液体从分液漏斗上口倒岀 1．从溴水中提取溴的实验中，可以用酒精代替CCl4作萃取剂吗？ 提示　不可以。尽管溴在水中和酒精中的溶解度有较大差异，但酒精与水互溶，不分层，故不能用酒精作萃取剂。 2．用苯萃取溴水中的溴时，充分振荡后再如何操作？ 提示　充分振荡后，应将分液漏斗放置在铁架台上，静置分层，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。 1．萃取实验的操作步骤 2．萃取、分液的操作注意事项 操作 目的 振荡过程中要不时旋开活塞放气 防止分液漏斗内部压强过大发生危险 分液时要使分液漏斗的下端漏斗颈紧贴烧杯内壁 防止液体飞溅 待下层液体恰好流尽时及时关闭活塞 防止上层液体流出 分液时要先打开分液漏斗上口的玻璃塞 保证分液漏斗内部气压与外界相同，使液体顺利流下 上层液体从上口倒出 保证上层液体尽量少地沾附下层液体 1．分液漏斗的查漏 分液漏斗使用前必须检查是否漏液。操作方法：在分液漏斗中注入少量的水，塞上瓶塞，倒置看是否漏水。若不漏水，正立后把瓶塞旋转180°，再倒置看是否漏水。 2．萃取剂的选择 (1)萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应； (2)萃取剂和溶质不发生反应； (3)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。 1．下列每组中的两对物质，都能用分液漏斗分离且油层由分液漏斗上口倒出的是(　　) A．汽油和水、四氯化碳和水 B．汽油和水、苯和水 C．食用油和水、醋酸和水 D．葡萄糖和水、酒精和水 答案　B 2．薰衣草精油常用作芳香剂、驱虫剂的原料。某兴趣小组想要通过实验从新鲜薰衣草中提取少量精油。查阅资料：薰衣草精油成分复杂，沸点范围为100～220 ℃；相同温度时，薰衣草精油在水中的溶解度小于在四氯化碳(沸点为76.8 ℃)中的溶解度，且四氯化碳的密度比水的大。 设计方案：该小组讨论后提出如下方案。 (1)步骤①：在研钵中将薰衣草捣碎，转移至小烧杯中并加入适量蒸馏水，搅拌使其充分溶解后____________(写操作名称，下同)。 (2)步骤②：向薰衣草水溶液中加入适量CCl4进行______________。 (3)步骤③：将含薰衣草精油的液体层进行__________。 方案实施：按预先设计的方案进行实验。 (4)下图所示的仪器中，步骤②使用到的仪器有__________(填字母)，具体操作为检漏、装液、振荡、__________、静置、分液，溶有精油的CCl4层在__________(填“上”或“下”)层。 (5)步骤③的实验装置如下图所示，其中仪器e的名称为________，冷凝水从________(填“f”或“g”)口通入。加热，先收集温度在__________℃的馏分(该馏分可循环利用)，然后收集温度在100～220 ℃的馏分获得薰衣草精油。 解析　(1)步骤①在研钵中将薰衣草捣碎，转移至小烧杯中并加入适量蒸馏水，搅拌使其充分溶解后过滤，分离滤渣与滤液； (2)步骤②在薰衣草水中加入适量CCl4进行萃取分液； (3)精油与四氯化碳互溶，但沸点不同，可知步骤③为将CCl4层进行蒸馏； (4)步骤②使用到的仪器有ab，具体操作为振荡、放气、静置、分液，CCl4的密度比水大，故溶有精油的CCl4层在下层； (5)步骤③使用题图实验装置，其中仪器e的名称为蒸馏烧瓶，冷凝水从g口通入f口流出，加热蒸馏，收集温度在76.8 ℃的馏分(76.8～100 ℃间均可)。 答案　(1)过滤　(2)萃取、分液　(3)蒸馏 (4)ab　放气　下　(5)蒸馏烧瓶　g　76.8 知识点三　物质分离提纯的方法和原则 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，选择适当的方法进行分离。如过滤方法就是利用了不同物质的__溶解度__不同而分离的，而蒸馏方法则主要是利用了物质的__沸点__不同而分离的。 为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(所加的试剂BaCl2、Na2CO3、NaOH均稍过量)： 称取粗盐精盐。 1．一种试剂除去一种杂质离子，则BaCl2、Na2CO3、NaOH分别除去的杂质为________________________________________________________________________。 提示　SO、Ca2＋、Mg2＋ 2．三种试剂BaCl2、Na2CO3、NaOH为什么都要加入稍过量？ 提示　尽可能除掉杂质离子。 3．②③④步骤操作中所加入的试剂顺序为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 提示　BaCl2、NaOH、Na2CO3或NaOH、BaCl2、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH 4．加入适量盐酸的目的是什么？⑤和⑦的实验操作分别是什么？ 提示　除去多余的NaOH和Na2CO3；⑤过滤，⑦蒸发结晶。 1．混合物分离与提纯的物理方法 方法 适用范围 实例 过滤 固体与液体不互溶的混合物 粗盐的提纯 结晶与 重结晶 混合物中各成分在溶剂中溶解度不同，包括蒸发结晶和降温结晶 分离NaCl和KNO3的混合物 蒸馏 (分馏) ①难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物 ②互溶液体沸点有明显差异 蒸馏水、无水乙醇的制备、石油的分馏、CCl4(沸点76.75 ℃)和甲苯(沸点110.6 ℃)混合物的分离 分液 两种互不相溶的液体混合物 CCl4和水的分离 萃取 溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同 利用CCl4从溴水中萃取溴 2．混合物分离、提纯的化学方法 可以归纳为“杂转纯，杂变沉，化为气”。 (1)“杂转纯”：将要除去的杂质变为提纯物，这是提纯物质的最佳方案。如除去Na2CO3中混有的NaHCO3，则可将混合物加热使NaHCO3全部转化为Na2CO3(2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑)。 (2)“杂变沉”：加入一种试剂将要除去的杂质变为沉淀，最后用过滤的方法除去沉淀。 (3)“化为气”：加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3，则可加盐酸使CO转变为CO2逸出。 3．混合物分离、提纯的原则 (1)不增：操作中不引入新的杂质，由于所加试剂过量而引入的新杂质必须除去。 (2)不减：尽量不减少被分离或被提纯的物质，被分离或被提纯的物质转化为其他物质后，应将其恢复到原来的状态。 (3)易分：被分离或被提纯的物质应易与其他物质或杂质分离。 (4)复原：操作要简单易行，所选试剂容易获得、价格低廉，并且被分离的每种纯净物都能恢复到原来的状态。 (5)除杂试剂要选择合适的顺序。 物质分离提纯常用的其他方法 (1)升华是利用固体混合物中的某一成分在加热时，直接变成气态，而从混合物中分离出来的方法。例如，利用碘易升华的特性加热提纯含有少量杂质的固体碘。 (2)渗析是利用胶体粒子不能透过半透膜，而溶液中的分子和离子能透过半透膜的原理，将胶体与溶液进行分离或提纯胶体的方法。例如，可用渗析法提纯氢氧化铁胶体。 1．下列分离混合物的方法不正确的是(　　) A．从酒精和水的混合物中分离出酒精——蒸馏法 B．使浑浊的食盐水变澄清——过滤法 C．从溴水中分离出溴——萃取、分液法 D．把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来——蒸发结晶法 解析　用蒸馏法可以把酒精从酒精和水的混合物中分离出来；用过滤法可除去混在食盐水里的固体物质；溴水是溴和水形成的均匀液态混合物，可先用萃取剂(如CCl4)将溴从溴水中萃取出来，然后再进行分液；硝酸钾和氯化钾都易溶于水，硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，氯化钾的溶解度受温度的影响较小，由此可以用蒸发浓缩、冷却结晶的方法把硝酸钾和氯化钾从同一溶液中分离出来。 答案　D 2．欲用括号内物质除去下列各选项中的杂质，其中能达到目的的是(　　) A．CO中混有少量CO2(澄清石灰水) B．CO2中混有少量氯化氢气体(NaOH溶液) C．O2中混有少量H2(灼热氧化铜) D．CO2中混有少量水蒸气(碱石灰) 解析　澄清石灰水能吸收CO2，不能吸收CO，可达到目的；CO2和HCl都能与NaOH溶液反应，故不能达到目的；O2和H2混合气体通过灼热氧化铜可能发生爆炸，不能达到目的；碱石灰的主要成分为NaOH固体和CaO固体，吸收水蒸气的同时也能吸收CO2，故不能达到目的。 答案　A [对应学生用书P37] 1．下列分离和提纯的实验中，所选用的方法或仪器不正确的是(　　) 选项 A B C D 实验目的 制取蒸馏水 分离水和植物油 分离食盐水与泥沙　 从浓食盐水中得到氯化钠晶体　　 分离方法 蒸馏 分液 萃取 蒸发 选用仪器 答案　C 2．下列有关实验操作不正确的是(　　) A．蒸发时用玻璃棒不断搅拌溶液，待出现较多固体时停止加热 B．将碘水中的碘萃取出来的实验中，萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解 C．分液时，打开旋塞，使下层液体流出，上层液体从上口倒出 D．开始蒸馏时，应该先加热，再通冷凝水；蒸馏完毕应该先关冷凝水再撤酒精灯 答案　D 3．下表各组混合物的分离方法不正确的是(　　) 选项 A B C D 混合物 碳酸钙和水 食盐和水 汽油和植物油 碘和CCl4 分离法 过滤 蒸发 分液 蒸馏 答案　C 4．下列实验操作中错误的是(　　) A．分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 B．称量NaOH时，称量物放在称量纸上，置于托盘天平的左盘中 C．过滤时，漏斗下端紧贴烧杯内壁 D．蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口处 答案　B 5．实验操作的目的与作用。 (1)恒压滴液漏斗支管的作用：保证反应容器(一般为圆底烧瓶)内压强与恒压滴液漏斗内压强__________(平衡压强)，使恒压滴液漏斗内的液体________。 (2)沉淀用乙醇洗涤的目的：减小固体的溶解损失；除去固体表面吸附的杂质；乙醇挥发带走水分，使固体________。 (3)冷凝回流的作用及目的：防止××蒸气逸出而脱离反应体系，提高××物质的转化率。 (4)“趁热过滤”的目的：防止降温过程中杂质析出，提高产品的________。 (5)减压蒸馏(减压蒸发)的原因：减小压强，使液体沸点__________，防止××物质__________(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)。 答案　(1)相等　顺利滴下　(2)快速干燥 (4)纯度　(5)降低　受热分解 学科网（北京）股份有限公司 $$