专题五 沉淀与过滤技术（讲义）-《化学实验技术基础》（第三版）(化工社）专题复习讲练测

专题5 沉淀与过滤技术（讲义）-《化学实验技术基础》（第三版）化工社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够准确理解沉淀的概念，包括沉淀产生的原因和条件。 2.掌握沉淀操作的要点，如让沉淀自然形成、避免不恰当的搅拌和加热。 3.明确沉淀的分离方法，包括倾泻法、离心法和过滤法的适用情况和操作原理。 二、知识点梳理 一、沉淀 沉淀是指利用化学反应生成难溶性物质的过程。生成的难溶性沉淀物质通常也简称沉淀。 沉淀有时是所需要的产品，有时是欲除去的杂质。在化学分析中，可利用沉淀反应，使待测组分生成难溶化合物沉淀析出，以进行定量测量。在物质的制备中，可通过选用适当的沉淀剂，将可溶性杂质转变成难溶性物质再加以除去的方法来精制粗产物。 无论出于何种目的产生的沉淀，都需与母液分离开来，并加以洗涤。 二、沉淀操作 根据沉淀过程的目的和生成物的性质不同，可采用不同的沉淀条件和操作方式。例如，有些沉淀反应要求在热溶液中进行;为使沉淀完全，多数沉淀反应需要加人过量的沉淀剂等。沉淀操作通常在烧杯中进行，为了得到颗粒较大、便于分离的沉淀，应在不断搅拌下慢慢滴加沉淀剂。 操作时，一手持玻璃棒充分搅拌，另一手用滴管滴加沉淀剂，滴管口要接近溶液的液面滴下，以免溶液溅出。 检查是否沉淀完全时，需将溶液静置，待沉淀下沉后，沿杯壁向上层清液中滴加 1滴沉淀剂，观察滴落处是否出现混浊。如不出现混浊即表示沉淀完全，否则应补加沉淀剂至检查沉淀完全为止。 三、沉淀的分离 沉淀的分离可根据沉淀的性质以及实验的需要采用倾泻法、离心法或过滤法。 (1) 倾泻法 如果沉淀的颗粒或密度较大，静置后能沉降至容器底部，便可利用倾泻的方法将沉淀与母液快速分离开。 操作时，先使混合物静置，不要搅动，待沉淀沉降完全后，将上层清液小心地沿玻璃棒倾出，使沉淀仍留在容器中 (见图 2-19)。 (2) 离心法 当沉淀量很少时，可使用离心机(见图 2-20) 进行分离。使用时，把盛有混合物的离心试管放入离心机的套管内。然后慢慢启动离心机并逐渐加速。由于离心作用，沉淀紧密地聚集于离心试管的底部，上层则是澄清的溶液。可用滴管小心地吸取上层清液(见图 2-21)，也可用倾泻法将其倾出。 使用电动离心机时，应注意以下几点。 为防止旋转过程中碰破离心管，离心机的套管底部应铺垫适量棉花或海绵； 离心试管应对称放置，若只有一支盛有欲分离物的试管时，可在与其对称的位置上放一支盛有等体积水的离心试管，以使离心机保持平衡。 离心机启动时要先慢后快，不可直接调至高速。用完后，关闭电源开关，使其自然停止转动，决不能强制停止，以防造成事故。 (3) 过滤法 过滤法是采用过滤装置将沉淀与母液分离。 四 、沉淀的洗涤 对转移至滤纸上的沉淀进行洗涤时，若需要搅拌，应特别注意玻璃棒不得触及滤纸，以免捅破滤纸造成透滤。 洗涤沉淀所用的溶剂量不可太多，否则将增大沉淀的溶解损失。要本着“少量多次”的原则进行洗涤，即总体积相同的洗涤液，应尽可能分多次洗涤，每次用量要少，以便提高洗涤效率。 洗涤沉淀时，先用洗瓶挤 (吹) 出少量洗涤液注入盛有沉淀的烧杯或试管中，再用玻璃棒充分搅拌，然后静置 (或离心)，待沉淀沉降后，将上层清液倾出(或用滴管吸出)。如此重复操作 2~3 次，一般即可将沉淀洗涤干净。 五 、普通过滤 (1) 滤纸的折叠与安放 选择与漏斗大小相宜的圆形滤纸，对折两次后展开即成 60°角的圆锥体。锥体的一个半边为三层，另一个半边为一层。为使滤纸和漏斗内壁贴紧，常将三层厚的外两层撕下一小块。滤纸放入漏斗后，用手按住其三层的一边，从洗瓶中注入少量水把滤纸润湿，轻压滤纸赶去气泡，使滤纸与漏斗壁刚好贴合。应注意放入的滤纸要比漏斗边缘低0.5~1cm。滤纸的折叠与安放操作见图 2-22。 (2)滤器的处理 过滤前，先向漏斗中加水至滤纸边缘，使漏斗颈内全部充满水而形成水柱。若颈内不形成水柱，可用手指堵住漏斗下口，同时稍稍掀起滤纸的一边，用洗瓶向滤纸和漏斗之间的空隙加水，使漏斗颈和锥体的大部分被水充满，然后压紧滤纸边，松开堵在下口的手指，一般即能形成水柱。具有水柱的漏斗，由于水柱的重力曳引漏斗内的液体，从而加快过滤速度。 (3) 沉淀 (或结晶)的过滤 将准备好的漏斗置于漏斗架上，漏斗下面放一洁净的烧杯，用以接收滤液。漏斗颈口长的一边应紧靠烧杯壁，以便使滤液沿杯壁留下，不致溅出。 过滤时，左手持玻璃棒，垂直地接近滤纸三层的一边，右手拿烧杯，将杯嘴贴着玻璃棒并慢慢倾斜，使烧杯中上层清液沿玻璃棒流入漏斗中。随着溶液的倾人，应将玻璃棒逐渐提高，避免其触及液面。待漏斗中液面达到距滤纸边缘 5mm 处，应暂时停止倾注，以免少量沉淀因毛细作用越过滤纸上缘，造成损失。停止倾注溶液时，将烧杯嘴沿玻璃棒向上提，并逐渐扶正烧杯，以避免烧杯嘴上的液滴流到烧杯外壁，再将玻璃棒放回烧杯中，但不得放在烧杯嘴处。用洗瓶沿烧杯壁旋转着吹人一定量洗涤液，再用玻璃棒将沉淀搅起充分洗涤后静置，待沉淀沉降后，按前面的方法过滤上层清液，如此重复 4~5 次。 最后，向烧杯中加人少量洗涤液并将沉淀搅起，立即将此混合液转移至滤纸上。残留在烧杯内的少量沉淀可按此法转移:左手持烧杯，用食指按住横架在烧杯口上的玻璃棒，玻璃棒下端应比烧杯嘴长出 2~3 cm，并靠近滤纸的三层一边，右手拿洗瓶吹洗烧杯内壁，直至洗净烧杯。沉淀全部转移到滤纸上后，再用洗瓶从滤纸边缘开始向下螺旋形移动吹人洗涤液，将沉淀冲洗到滤纸底部，反复几次，将沉淀洗涤干净。普通过滤装置及操作见图 2-23。 进行普通过滤时，应注意避免出现下列错误操作: 用手拿着漏斗进行过滤[见图 2-24(a)]; 漏斗颈远离烧杯壁和液面[见图 2-24(b)]; 不通过玻璃棒，直接往漏斗中倾倒溶液[见图 2-24(c)]; 引流的玻璃棒指向滤纸单层一边或触及滤纸 [见图 2-24(d)] 三、真题练讲 1.(2021年陕西省统一考试)在倾泻法分离沉淀时，下列操作正确的是（ ） A. 直接将上层清液倒掉 B. 用玻璃棒搅拌后再倾出清液 C. 借助于玻璃棒引流，倾出上层清液 D. 以上操作都不对 【答案】C 【解析】倾泻法分离沉淀时，不能直接倒掉上层清液，以免损失沉淀，也不能搅拌，搅拌会使沉淀重新悬浮。应该借助玻璃棒引流，使上层清液缓慢倾出，从而实现沉淀与清液的初步分离。 2.(2019年河南省统一考试)普通过滤操作中，滤纸边缘应（ ） A. 高于漏斗边缘 B. 与漏斗边缘平齐 C. 低于漏斗边缘 D. 没有要求 【答案】C 【解析】如果滤纸边缘高于漏斗边缘，在过滤时，滤液可能会沿滤纸与漏斗之间的缝隙流出，导致过滤失败，所以滤纸边缘应低于漏斗边缘。 3.(2021年浙江省统一考试)减压过滤操作中，下列说法错误的是（ ） A. 布氏漏斗的下端斜口应正对抽滤瓶的支管 B. 滤纸应比布氏漏斗内径略小 C. 抽滤完毕后，应先关闭真空泵，再拔下抽滤瓶上的橡皮管 D. 过滤结束后，可以用少量溶剂洗涤沉淀 【答案】C 【解析】抽滤完毕后，应先拔下抽滤瓶上的橡皮管，再关闭真空泵，防止倒吸。布氏漏斗下端斜口正对抽滤瓶支管有利于液体顺利流下；滤纸比布氏漏斗内径略小可保证滤纸贴紧漏斗底部，正常过滤；过滤结束后用少量溶剂洗涤沉淀可以洗去沉淀表面残留的杂质。 4.(2020年浙江省统一考试)保温过滤中，扇形滤纸折叠的目的不包括（ ） A. 增大过滤面积 B. 提高过滤速度 C. 方便滤纸与漏斗贴合 D. 减少沉淀的吸附 【答案】D 【解析】扇形滤纸折叠可以增大过滤面积，加快过滤速度，同时能更好地与漏斗贴合，使过滤过程更顺畅。但它并不能减少沉淀的吸附，减少沉淀吸附主要与沉淀的性质、洗涤方法等因素有关。 5.(2019年浙江省统一考试)下列沉淀操作方法中，适用于晶形沉淀的是（ ） A. 共沉淀法 B. 均相沉淀法 C. 直接沉淀法 D. 以上都不是 【答案】B 【解析】均相沉淀法是通过缓慢的化学反应，在溶液中均匀地产生沉淀剂，使沉淀在整个溶液中缓慢生成，有利于生成晶形沉淀。共沉淀法是利用沉淀反应使溶液中微量的杂质与主要成分一起沉淀下来，和晶形沉淀操作方法无关。直接沉淀法往往沉淀速度较快，易形成非晶形沉淀。 四、限时练讲 1.下列哪种情况不属于沉淀现象？（ ） A. 把泥土放入水中，泥土下沉 B. 把盐放入水中，盐溶解后无沉淀 C. 把石灰水暴露在空气中，出现白色沉淀 D. 把硫酸铜溶液加入氢氧化钠溶液中，产生蓝色沉淀 【答案】B 【解析】把盐放入水中溶解属于溶解现象，不是沉淀。A 中泥土在水中下沉是沉淀；C 中石灰水与空气中二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀；D 中硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀。 2.在进行沉淀操作时，下列做法正确的是（ ）。 A. 快速搅拌溶液以加速沉淀 B. 沉淀过程中不断加热溶液 C. 静置溶液让沉淀自然形成 D. 加入大量沉淀剂以确保沉淀完全 【答案】C 【解析】在沉淀操作中，应静置溶液让沉淀自然形成。A 快速搅拌可能会使沉淀重新分散到溶液中；B 沉淀过程中一般不需要加热溶液，加热可能会影响沉淀效果；D 加入过量沉淀剂可能会引入新的杂质。 3.倾泻法适用于分离（ ）。 A. 密度较大的沉淀和液体 B. 密度较小的沉淀和液体 C. 沉淀颗粒较大的混合物 D. 沉淀颗粒较小的混合物 【答案】C 【解析】倾泻法适用于沉淀颗粒较大的混合物，通过缓慢倾倒上层清液，将沉淀与液体分离。A、B 主要不是根据密度来确定倾泻法的适用范围；D 沉淀颗粒较小不适合用倾泻法。 4.过滤法分离沉淀时，需要用到的主要仪器是（ ）。 A. 烧杯 B. 玻璃棒 C. 漏斗 D. 蒸发皿 【答案】C 【解析】过滤法分离沉淀主要用到漏斗。A 烧杯是辅助容器；B 玻璃棒用于引流等操作，但不是主要仪器；D 蒸发皿用于蒸发操作。 5.沉淀洗涤的目的是（ ）。 A. 去除沉淀中的杂质 B. 增加沉淀的重量 C. 改变沉淀的颜色 D. 使沉淀更加美观 【答案】A 【解析】沉淀洗涤是为了去除沉淀表面吸附的杂质。B 沉淀洗涤不会增加沉淀重量；C、D 不是沉淀洗涤的主要目的。 6.普通过滤的操作步骤正确的是（ ）。 A. 组装仪器、倒入溶液、过滤、洗涤沉淀 B. 组装仪器、过滤、倒入溶液、洗涤沉淀 C. 倒入溶液、组装仪器、过滤、洗涤沉淀 D. 倒入溶液、过滤、组装仪器、洗涤沉淀 【答案】A 【解析】普通过滤先组装仪器，再倒入溶液进行过滤，最后洗涤沉淀。B、C、D 顺序错误。 7.保温过滤装置主要用于（ ）。 A. 过滤高温溶液 B. 提高过滤速度 C. 防止溶液冷却过快 D. 使沉淀更加纯净 【答案】A 【解析】保温过滤装置主要用于过滤高温溶液，防止溶液在过滤过程中因温度降低而析出晶体等。B 提高过滤速度不是主要目的；C 不是防止溶液冷却过快，而是为了过滤高温溶液；D 不一定能使沉淀更加纯净。 8.减压过滤装置的优点是（ ）。 A. 过滤速度快 B. 操作简单 C. 不需要滤纸 D. 适用于所有溶液 【答案】A 【解析】减压过滤装置通过降低压力，使过滤速度加快。B 操作相对复杂；C 仍需要滤纸；D 不适用于所有溶液。 9.普通过滤的操作步骤有哪些？ 【答案】普通过滤的操作步骤包括组装仪器、倒入溶液、过滤、洗涤沉淀。首先组装好过滤装置，如将漏斗放在铁架台上，下面放置接收滤液的容器。然后将待过滤的溶液缓慢倒入漏斗中，让溶液通过滤纸进行过滤。过滤完成后，用蒸馏水对沉淀进行洗涤，以去除沉淀表面吸附的杂质。 10.减压过滤有哪些优点？ 【答案】减压过滤的优点主要有过滤速度快、能较好地分离较细的沉淀等。通过降低压力，使过滤的推动力增大，从而加快过滤速度。对于一些颗粒较细的沉淀，普通过滤可能效果不佳，而减压过滤可以更有效地进行分离。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.沉淀的概念：沉淀是由于条件改变使溶质从溶液中析出的过程。沉淀操作需要注意让沉淀自然形成，不可过度搅拌或加热不当。 2.沉淀的分离方法：包括倾泻法、离心法和过滤法。倾泻法适用于沉淀颗粒较大的混合物；离心法利用离心力作用分离沉淀；过滤法则是一种常用的分离手段，能有效地将固体和液体分离。 3.保温过滤方面：保温过滤装置的组成以及扇形滤纸折叠的目的是增加过滤面积。保温过滤主要用于过滤高温溶液，防止溶液在过滤过程中因温度降低而析出晶体。 4.减压过滤：减压过滤具有过滤速度快等优点，但在操作时要注意先倒入溶液再打开真空泵，过滤完毕后先关闭真空泵再取出沉淀等细节。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$