1.2.1 机化合物的分离与提纯 课件 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

选择性必修3(人教版2019) 2023-2024学年 第一章· 有机化合物的结构特点与研究方法 第二节 研究有机化合物的一般方法 1 在我们的日常生活和生产中，经常会遇到各种各样的混合物。 比如，我们喝的白酒，它是酒精和水的混合物； 我们使用的汽油，是多种碳氢化合物的混合物； 还有在化工生产中，原料往往也是含有杂质的混合物。 那么，如何从这些混合物中得到我们所需要的纯净物 质呢？这就涉及到混合物的分离和提纯技术。今天， 我们就来一起学习有机物的分离、提纯方法，看看怎样才能把混合在一起的有机物分离开来，得到纯度较高的单一有机物。 学习 目标 第1课时 有机化合物的分离与提纯 PART 01 PART 02 了解研究有机化合物的一般方法，能说出研究有机化合物的主要步骤。 了解有机化合物分离提纯的原理及操作，掌握蒸馏、萃取和重结晶实验的基本技能 [任务1]分离提纯的常用方法 思考交流 1.什么是物质的分离、提纯？ 分离、提纯的区别： 物质的分离是把混合物的各种成分物质分开的过程,分开以后的各物质应该尽量减少损失。 物质的提纯是将某物质中的杂质，采用物理或化学方法除掉的过程。 两者主要区别在于提纯除掉后的杂质可以不进行恢复 分离、提纯的原则： 不增 不减 易分离 易复原 不增加新的杂质 被提纯物质和杂质易分离 不减少被提纯的物质 被提纯物质易恢复原状态 2.分离、提纯物质的方法有哪些？ 思考与讨论2： 下列物质中的杂质（括号中是杂质）可以用什么方法除去? （1）乙醇（水） （2）KNO3（NaCl ) （3）乙酸乙酯（乙醇） （4）甲烷（乙烯） （5）NaCl（泥沙） （6）碘（水） 物理方法：利用物质与杂质物理性质差异（熔沸点、溶解性、溶解度、密度等）而将它们分开。 如：溶解、过滤、重结晶、升华、蒸发、蒸馏、萃取、分液、液化、汽化、渗析、盐析、洗气等。 化学方法：一般加入或通过某种试剂进行化学反应。 如：加热分解、氧化还原转化、生成沉淀、酸碱中和、络合、水解、化学方法洗气等。 过 滤 1、原理：根据固体的溶解度不同，将不溶性固体从溶液中分离出来的方法。 2、范围：适用于不溶固体和液体的分离。 3、仪器：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒 4、注意：一贴二低三靠 例：除去粗盐中的不溶性固体杂质(如泥沙) 蒸 发 1、原理：把可溶性固体从溶剂中分离出 来的方法。 2、仪器：铁架台、蒸发皿、酒精灯、 玻璃棒 3、注意： ①要用玻璃棒不断搅拌，以防溶液因局部过热而造成液体飞溅。 ②加热至剩余少量液体时，停止加热。 【活动一】 1、某同学欲用96%的工业酒精制取无水乙醇，思考并回答： （1）应采用什么方法进行分离、提纯？ （2）选择该方法的依据是什么？ [任务2]有机物的分离、提纯 已知：乙醇沸点78.5℃、水的沸点为100℃、沸点差距相对不大，所以工业乙醇（主要成分是乙醇，含有水、甲醇杂质），通过蒸馏可获得95.6%乙醇和4.4%水的共沸混合物（沸点78.15℃）。那么我们想要得到无水乙醇该如何操作呢？ 含杂 乙醇 95.6%乙醇 和4.4%水 无水乙醇99.5% 蒸馏 2、观看实验视频，思考并回答： （3）该实验操作主要仪器有哪些？ （4）实验操作中有有哪些注意事项？ 原因：1.CaO和水反应生成的Ca(OH)2是糊状物，过滤时会堵塞滤纸孔。 2.Ca(OH)2微溶，少量Ca2+、OH-等离子会透过滤纸导致乙醇不纯。 含杂 乙醇 95.6%乙醇 和4.4%水 无水乙醇99.5% 蒸馏 加吸水剂[CaO 或 MgSO4 ] 吸收水后再蒸馏出无水乙醇 CaO+H2O=Ca(OH)2 1. 蒸 馏 (1)蒸馏原理 在一定温度和压强下，加热液态混合物，利用物质沸点差异进行物质分离的方法，使沸点低的物质汽化，然后冷凝、收集，从而达到与沸点高的物质相分离的目的。 (2)蒸馏提纯的条件 ： 互溶的液体混合物或液体和可溶性固体 有机物热稳定性较强(加热不分解)； 与杂质的沸点相差较大（一般约大于30℃） (3)装置 防止液体暴沸 温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处 下进上出 11 （4）主要仪器用品 铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、沸石、 温度计、导管、冷凝管、橡胶管、牛角管、锥形瓶 注意二者的区别 直形冷凝管（横着用） 球形冷凝管 （竖着用） 蛇形冷凝管 （竖着用） 球形冷凝管 用于冷凝回流沸点高的液体。 蛇形冷凝管 用于冷凝回流沸点低的液体。 例如 2.温度计水银球处于蒸馏烧瓶支管口处 5、冷凝水，下口进，上口出 3、投放沸石或瓷片防暴沸；烧瓶中所盛放液体不能超过2/3 4、烧瓶底加垫石棉网 1、检查装置气密性 归纳整理 （5）注意事项 13 产物 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳 沸点 40℃ 62℃ 77℃ 甲烷与氯气发生取代反应，反应历程如下： 结合所给数据，分析分离液态混合物中含二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳的方法是什么？ 蒸 馏 法 思考与讨论 【活动二】 1、若要分离出碘水中的碘，思考并回答： （1）应采用什么方法进行分离、提纯？ （2）选择该方法的依据是什么？ 2、观看实验视频，思考并回答： （3）该实验操作主要仪器有哪些？ （4）实验中四氯化碳的作用是？选择依据是？ （5）实验操作中有有哪些注意事项？ 萃取碘水中的碘单质 2. 萃 取 (1)类型 固-液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分的过程。 液-液萃取：利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解度不同，将其从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 液-液萃取 可使用有机溶剂从水中萃取有机化合物。 （2）萃取剂 萃取用的溶剂 选择条件： ①萃取剂与原溶剂互不相溶、不发生化学反应 ②溶质在两溶剂中的溶解度有较大差别 （在萃取剂中的溶解度大） ③溶质不与萃取剂发生任何反应 常用萃取剂： 乙醚、乙酸乙酯、四氯化碳等 (2)主要仪器：分液漏斗 2. 萃 取 凹槽 小孔 (3)操作过程： 振荡→ 静置→ 分液 检漏→ 装液→ ⑴. 打开玻璃塞或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔。 ⑵. 下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。 归纳整理 （4）注意事项 按步骤由前到后 a.使用前先检查分液漏斗是否漏液 b.振荡时双手托住分液漏斗,右手按住玻璃塞,平放,用力振荡 （震荡后注意放气） c.震荡后,使玻璃塞凹槽和小孔对齐，静置分层 d.分液时,记住下层的为密度大的液体,从下面放出.上层的为密度相对小的液体,从上面倒出. 3、分液 (1)原理 互不相溶的两种液体分开 (2)适用范围 液体互不相溶 (3)注意事项 ①分液时，将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔。 ②分液时，漏斗下端管口尖嘴部分紧靠烧杯内壁。 ③分液时，下层（密度大）液体从下口流出，上层（密度小）液体从上口倒出。 萃取与分液有什么区别? (1)分液和萃取是两个不同的操作方法,分液可以单独进行, 但萃取之后一般要进行分液。 (2)分液是将两种互不相溶的液体混合物进行分离的操作。 练: 下列每组中各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是 A 乙酸乙酯和水，酒精和水，植物油和水 B 四氯化碳和水，溴苯和水，硝基苯和水 C 甘油和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D 汽油和水，苯和水，己烷和水 BD 2．下列说法中错误的是( ) A．用酒精萃取甲苯水溶液中甲苯的操作可选用分液漏斗，然后静置分液 B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 C．对于密度不同、互不相溶的液体混合物，可采用分液的方法将它们分离 D．对于热稳定性较强、沸点较高的液态有机物和沸点较低的杂质可用蒸馏法除杂 答案 A 重结晶法提纯苯甲酸 资料卡： 1、苯甲酸为无色晶体。 2、熔点122℃，沸点249℃。 3、微溶于水（溶解度见下表），易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。 温度/℃ 25 50 75 水中溶解度/g 0.34 0.85 2.2 某粗苯甲酸样品含有少量氯化钠和泥沙，应如何提纯？ 【活动三：实验探究】 4、重结晶 提纯固体有机化合物的常用方法 （1）适用范围： （2）提纯原理： 利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。 （3）溶剂要求： 重结晶要选择适当的溶剂 ①杂质在此溶剂中溶解度很小或者很大，易于除去。 ②被提纯的有机化合物在此溶剂中的溶解度受温度影响较大，能够冷却结晶 课本14页 问题：某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙，提纯苯甲酸需要经过哪些步骤？ 加热溶解 趁热过滤 冷却结晶 过滤、 洗涤、 干燥 (除去泥沙) (析出苯甲酸) (除去氯化钠) 【讨论】 ①重结晶法提纯苯甲酸的原理是什么？有哪些主要操作步骤？ 泥沙难溶于水，氯化钠易溶于水，苯甲酸的溶解度受温度影响比较大 加热溶解、趁热过滤(除去泥沙) 、冷却结晶(析出苯甲酸)、过滤、洗涤、干燥、称量。 ②溶解粗苯甲酸时加热的作用是什么？趁热过滤的目的是什么？ 加热是为了增大苯甲酸的溶解度，使苯甲酸充分溶解。 趁热过滤是除去泥沙，并防止苯甲酸晶体低温析出,减少苯甲酸损失 ③实验操作中多次用到了玻璃棒，分别起到了哪些作用？ 加热溶解——搅拌，加速苯甲酸溶解; 过滤——引流 ④如何检验提纯后的苯甲酸中NaCl已被除净？ 用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体，取少量第n次洗涤后的液体，滴加几滴AgNO3溶液，观察是否有沉淀产生。若无沉淀产生，则NaCl被除净。 归纳总结 分离提纯方法的选择： 液体混合物 蒸馏（沸点相差较大，30℃左右） 互溶 分液 不互溶 萃取 其中一种易溶于另一种溶剂 固体混合物 过滤 一种易溶于水，一种难溶于水 重结晶 （能溶于同一溶剂，但两种物质的溶解性有所差异） $$