第一单元 研究物质的实验方法 第1课时(同步讲义)化学苏教版2019必修第一册
2025-10-30
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学苏教版必修第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第一单元 研究物质的实验方法 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 物质的分离、提纯 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 11.96 MB |
| 发布时间 | 2025-10-30 |
| 更新时间 | 2025-08-15 |
| 作者 | 前途 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52629532.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题2 研究物质的基本方法
第一单元 研究物质的实验方法
第1课时 实验安全与基本规范、物质分离提纯
教学目标
1.树立实验安全意识、能识别化学品安全使用标识,形成良好的实验工作习惯。
2.掌握过滤、结晶、蒸馏、分液及萃取的的实验要点。
3.能根据物质的性质选择出正确的分离提纯方法。
重点和难点
重点:遵守实验安全规则,树立实验安全意识、团队合作意识和环境保护意识,能识别化学品安全使用标识,形成良好的实验工作习惯。
难点:能根据物质的性质设计物质分离的实验方案。初步学会过滤、结晶、蒸馏、分液、萃取等等实验基本知识和基本操作。
◆知识点一 实验安全
1.常见危险化学品的图形标志
标志
意义
_______
易燃气体
氧化性物质
有毒品
_______
3.物质加热中的安全问题
(1)酒精灯的安全使用
①绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免_______。
②绝对禁止用燃着的酒精灯_______另一个酒精灯。
③用完酒精灯,必须用_______,不可用嘴吹灭。
④不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌面上燃烧起来,应______________。
(2)加热仪器和方法的选择
①能直接加热的仪器有_______、_______、_______、燃烧匙等。
②需垫石棉网加热的仪器有_______、_______、_______等。
③给液体加热时,可使用试管、_______、_______、_______等。
④给固体加热时,可使用试管或_______。
(3)加热特别注意事项
①加热时,容器外壁不能有_______,底部不能与酒精灯的_______接触,以免加热时仪器炸裂。
②开始加热试管时,要先进行_______,否则容易因局部受热而使试管炸裂。
③给试管内的液体加热时管口不能对着人,以免液体外溅伤人;给试管内的固体加热时,管口略向下倾斜,以免试管内有水倒流引起试管炸裂。
④灼热的实验仪器不能直接放在实验台上,应放在_______上。
(4)加热时需记住的几个数据
①酒精灯内酒精的量不能少于容积的,也不能多于。
②试管在加热时所加液体不能超过试管容积的;用试管夹夹试管时,应夹在离管口处。
③蒸发皿在加热液体时,盛液体量不超过其容积的,烧杯、烧瓶加热时盛液体量应在其容积的~之间。
2.实验安全防患措施(“六防”)
特别提醒/易错提醒/教材延伸
常见事故
处理方法
玻璃等创伤急救
先用双氧水清洗伤口,然后涂上红药水或碘酒,最后用创可贴外敷
烫伤和烧伤
用药棉浸75%的酒精轻涂伤处(也可用3%~5%的KMnO4溶液),再涂烫伤膏
浓酸溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液清洗
浓碱溅到皮肤上
用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
酸(碱)流到桌上
立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和,再用水冲洗,并用抹布拭去
酸(碱)溅到眼中
立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛。若为碱,再用20%的硼酸淋洗;若为酸,再用3%的NaHCO3溶液淋洗
着火处理
①酒精或有机物小面积着火用湿布或沙子扑盖;②反应器内着火,如果是敞口容器,可用石棉布盖灭;③移走可燃物,切断电源,停止通风
即学即练
1.下列关于实验操作或实验事故处理的说法错误的是
A.蒸馏实验中,液体沸腾后发现忘加沸石,立即移开酒精灯,冷却后补加沸石
B.图标表示明火,实验中要注意防火
C.用萃取后发现水层仍有颜色,再次进行萃取,直至水层变为无色
D.实验室发生火情,立即打开消防栓用水灭火
2.对于下列有关实验安全的说法中,不正确的是
A.中学实验室中未使用完的钾、钠、白磷不可以放回原试剂瓶
B.对于创伤,可用药棉把伤口清理干净,然后用双氧水擦洗
C.不慎将酒精灯打翻着火,应立即用湿抹布盖灭
D.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的溶液冲洗
◆知识点二 基本操作规范
1.化学药品的保存
(1)按药品状态
(2)保护瓶塞
(3)密封:易吸水、易潮解、易被氧化或易与空气中的CO2反应的物质应密封存放,如NaOH等;白磷易自燃要保存在水中。
(4)见光易分解的物质应选用棕色瓶,并存放在冷暗处,如硝酸、硝酸银等。
(5)常见危险化学品的存放
①易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的药品要______________;②易燃、易爆药品还应______________放置;
③剧毒药品要单独专柜保存。
2.药品的取用
(1)药品取用的原则
①三不:不能用手直接取用或接触药品;不要凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味;不能尝药品的味道。
②少量:如果没有说明用量,液体一般取1~2 mL,固体盖住试管底部即可。
(2)药品的取用方法
(3)实验后药品的处理方法
①实验用剩的试剂(钠、钾等除外)一般不放回原试剂瓶,以防污染试剂。
②实验产生的废气不能直接排入空气,要进行回收处理,_______不能直接倒入下水道,要倒入指定容器中,废渣不能随意丢弃,要进行分类处理。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)加热法制取气体且用排水法收集该气体,实验结束时的操作是先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯。
(2)点燃氢气、甲烷、一氧化碳等可燃性气体之前,要检验它们的纯度,是因为可燃性气体不纯(混有氧气)点燃时可能发生爆炸。
(3)用氢气还原氧化铜,其实验开始时的操作是先通入氢气,再点燃酒精灯,实验结束时熄灭酒精灯后还要继续通入氢气。
(4)稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,边加边搅拌,然后冷却。
即学即练
1.用下列仪器或装置进行相应实验,可以达到实验目的的是
A.粗盐提纯实验中检验是否沉淀完全
B.萃取碘水中的碘
C.配制溶液
D.除去中的少量
A.A B.B C.C D.D
2.下列实验操作或说法错误的是
A.过滤时,玻璃棒的作用是引流
B.实验室中浓硝酸应保存在带橡胶塞的无色玻璃瓶中
C.熄灭酒精灯时,应用灯帽盖灭,不可用嘴吹
D.试管洗净的标准是内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下
◆知识点三 物质的分离与提纯
1.溶解过滤——适用于固液混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离
(1)主要仪器:_______、烧杯、_______、铁架台、滤纸等。
(2)在进行过滤操作时应注意的问题:①一贴:滤纸紧贴_______;
②二低:滤纸边缘略_______边缘;液体的液面略_______的边缘;
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到_______上;玻璃棒的底端应______________一侧;漏斗颈的末端应靠到_______的内壁上。
2.蒸发结晶——适用于分离______________
(1)主要仪器:蒸发皿、三脚架或铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。
(2)在进行蒸发操作时要注意以下几个问题:
①在加热蒸发过程中,应用_______不断搅拌,防止由于_______造成液滴飞溅;
②加热到蒸发皿中剩余_______时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干;
③热的蒸发皿应用_______取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在石棉网上。
3.蒸馏(1)原理:蒸馏是利用_______相差较大来分离互溶液体混合物。
(2)主要仪器:铁架台(带铁圈、铁夹)、_______、温度计、_______、锥形瓶、酒精灯、石棉网、_______等。
(3)实验装置及注意事项
①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的_______处。②蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的,也不能少于。③冷凝管中冷却水从_______口进,_______口出。 ④先接通冷凝水,再加热。⑤蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体暴沸。⑥剩余少量溶液时即可停止加热,溶液不可蒸干。
4.萃取分液
萃取:(1)概念:利用物质在互不相溶的溶剂中_______的不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中,从而实现分离物质的方法。
(2)实验:
实验操作
实验现象
液体分层,下层的_______层显橙红色
实验结论
CCl4和水互不相溶,密度比水_______,溴在其中的溶解度比在水中的大
分液
(1)原理:将_______的液体分离的操作。 (2)仪器:_______。
(3)操作:待液体分层后,将分液漏斗上的玻璃塞打开(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_______流下。下层液体从_______放出,上层液体从_______倒出。特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)蒸发结晶:蒸发溶剂,如海水“晒盐”。蒸发时要注意:蒸发皿可直接受热;加热时用玻璃棒不断地搅动(防止热液溅出),发现溶液出现较多固体时撤火,利用余热将溶液蒸干。
(2)降温结晶:降低饱和溶液温度,如硝酸钾的结晶提纯法。先蒸发浓缩,形成较高温度下的饱和溶液,再冷却,即有晶体析出,最后过滤得硝酸钾晶体。
即学即练
1.下列实验中,所选装置能达到实验目的的是[已知:在加热条件下发生水解反应生成]
A.用装置甲除去NaCl溶液中的胶体
B.用装置乙蒸干溶液制
C.用装置丙选取乙醇作萃取剂萃取溴水中的溴
D.用装置丁从碘的溶液中回收
2.下列物质分离与提纯的方法,不正确的是选项
选项
实例
分离方法
A
从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取硝酸钾
降温结晶
B
用乙醚提取青蒿中的青蒿素
过滤
C
分离乙酸(沸点为118℃)与乙醚(沸点为34℃)
蒸馏
D
分离汽油和水的混合物
分液
A.A B.B C.C D.D
一、常见的分离方法与原理
实践应用
1.诺贝尔奖获得者屠呦呦用乙醚从青蒿中提取青蒿素,利用的分离原理是
A.过滤 B.萃取 C.结晶 D.蒸馏
2.用下列实验操作或装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A.用图甲所示装置实验室制备
B.用图乙所示装置除去苯中的溴
C.用图丙所示操作从NaCl溶液中获得晶体
D.用图丁所示装置不能从海水中获得淡水
二、萃取实验的操作步骤及注意事项
实践应用
1.提纯下列物质(括号内物质为杂质),选用的试剂和分离方法都正确的是
物质
除杂试剂
分离方法
A
______
加热升华
B
NaOH溶液
洗气
C
水
乙醇
萃取分液
D
稀硫酸
过滤、洗涤
A.A B.B C.C D.D
2.从碘水中获得单质碘时,常采用萃取分液的方法。
(1)下列可作为萃取剂且碘在萃取后在上层液体中的是_________。
A.酒精 B.苯 C. D.环己烷
(2)“萃取并分液”的具体操作顺序为: (填字母编号)。
a.把20mL碘水与5mL萃取剂加入分液漏斗中,并盖好顶塞;
b.旋开活塞,用烧杯接收下层溶液,从分液漏斗上口倒出上层溶液;
c.将分液漏斗上口的顶塞打开;
d.振荡漏斗,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正,静置、分层;
e.检查分液漏斗是否漏水。
考点一 实验室安全
【例1】下列行为中符合安全要求的是
A.进入地窖时,用手电筒照明直接进 B.点燃氢气前,先检验氢气的纯度
C.闻到煤气泄漏的气味,立刻开灯检查 D.实验结束后,将剩余的硫酸直接倒入下水道
解题要点
实验操作中的先后关系
(1)加热法制取气体且用排水法收集该气体,实验结束时的操作是先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯。
(2)点燃氢气、甲烷、一氧化碳等可燃性气体之前,要检验它们的纯度,是因为可燃性气体不纯(混有氧气)点燃时可能发生爆炸。
(3)用氢气还原氧化铜,其实验开始时的操作是先通入氢气,再点燃酒精灯,实验结束时熄灭酒精灯后还要继续通入氢气。
(4)稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,边加边搅拌,然后冷却。
【变式1-1】下列实验操作正确的是
实验操作
选项
A.点燃酒精灯
B.收集氧气
C.移取蒸发皿
D.稀释浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
【变式1-2】2024年5月12日是第16个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急着力提升基层防灾避险能力”,下列做法符合安全要求的是
A.厨房安全:察觉燃气泄漏,立即用燃着的火柴检查泄露处
B.火灾安全:高层住户的室内起火,立即打开所有门窗通风
C.饮食安全:食物腐败是缓慢氧化,腐败变质的食物不能食用
D.实验安全:不小心打翻了实验台上燃着酒精灯立即撤离现场
考点二 物质的分离和提纯
【例2】根据所学知识,回答下列问题:
(1)如图是常用于混合物的分离和提纯的装置:
①仪器a的名称是 。
②利用图1装置分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合物,还缺少的仪器是 ,仪器a中冷凝水应该从 (填“上”或“下”)口进。
③从碘的饱和水溶液中提取碘应选择图 (填序号)装置,该实验要用到萃取剂,下列关于所加萃取剂的说法不正确的是 (填字母)。
A.该萃取剂不与碘反应 B.碘在该萃取剂中的溶解度比在水中的溶解度大
C.该萃取剂与水不互溶 D.该萃取剂的密度必须比水的密度大
(2)KNO3中混有少量KCl杂质,如果要在实验室中提纯KNO3晶体,应采用 的方法。(杂质仅含KCl)
A.蒸发结晶 B.冷却结晶 C.蒸馏
解题要点
【变式2-1】完成下列实验所选择的装置或仪器都正确的是
实验
A除去气体中的气体
B由自来水获取蒸馏水
装置或仪器
实验
C蒸干饱和溶液制备晶体
D分离乙醇与水
装置或仪器
A.A B.B C.C D.D
【变式2-2】如图所示是常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答下列问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体选择装置 (填代表装置图的字母,下同)。
(2)从碘水中分离出I2,选择装置 ,该分离方法的名称为 。
(3)装置A中①的名称是 ,此装置进水口在 方。
(4)精盐中含等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④加入过量稀盐酸;⑤溶解;⑥过滤;⑦蒸发。正确的操作顺序是 (填字母)。
a.⑤②③①⑥④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦
c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①④⑥⑦
考点三 依据物质的物理性质选择合适的分离提纯方法
【例3】海洋是巨大的资源宝库。同学们设计的一种从海水中获取淡水的简易装置如图所示,该过程中涉及的物质分离提纯原理是
A.萃取 B.蒸馏 C.分液 D.过滤
解题要点
1.“固+固”混合物的分离提纯
2.“固+液”混合物的分离提纯
3.“液+液”混合物的分离提纯
【变式3-1】下列实验中,所选装置不合理的是
A.粗盐提纯,选①和② B.用CCl4提取碘水中的碘,选③
C.除去CO2中的水蒸气,选⑤ D.分离Na2CO3溶液和CCl4,选④
【变式3-2】典籍中蕴含着丰富的化学知识,下列典籍中记载的操作方法与现代化学实验中的分离方法原理不相似的是
A.经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮 蒸馏
B.海陆取卤,日晒火煎……卤水成盐 蒸发
C.凡煮汤,欲微火,令小沸……算渣取液 分液
D.生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结 升华
基础达标
1.(24-25高一上·江苏·联考)下列与实验有关的图标及其说明不正确的是
A.排风 B.腐蚀
C.热烫 D.护目镜
2.下列化学实验或物质对应的图标或标识错误的是
A.试验物质的导电性 B.双氧水
C.制备胶体 D.酒精
3.下列关于化学实验操作或实验事故处理的叙述错误的是
A.做蒸馏实验时,液体沸腾后发现忘记加沸石,可冷却后再加入沸石
B.若用CCl4萃取Br2后的水层还有颜色,则可以再进行萃取,直到水层为无色
C.少量强碱溶液滴到皮肤上时,要先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
D.用酒精灯加热烧瓶、蒸发皿时,都需要垫上陶土网
4.以下是实验室常用装置。作用广泛,关于该装置,下列说法不正确的是
A.实验室中用该装置收集氧气时,气体从b导管进入
B.医院输氧时,该装置也能用来观测氧气输出的速率
C.实验室中将该装置装满水收集氧气时,气体从b导管进入
D.实验室中将该装置盛浓硫酸干燥氧气时,气体从a导管进入
5.下列关于实验仪器①~④的说法正确的是
A.除去胶体中的需用到仪器①
B.从NaCl溶液中得到NaCl固体需用到的仪器②
C.仪器③使用前检查是否漏水需要倒置一次
D.加热④需要垫石棉网
6.请选择下列混合物的分离、提纯方法,将正确的序号填在横线上。
①溶解、过滤、蒸发;②分液;③结晶; ④升华;⑤蒸馏
(1)与水 。(2)与 。(3)与 。
(4)乙醇与水 。(5)与 。
7.下列说法正确的是
A.试纸在使用时必须先要湿润
B.任何金属或者它们的化合物在火焰上灼烧都有特殊的焰色反应
C.乙醇可以任意比例溶于水,所以乙醇不能作为萃取剂萃取任何物质
D.提纯混有少量氯化钠的硝酸钾,可以经过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤
8.I.电解质是维持人体生理活动的基础之一。请回答下列问题:
①CO2 ②Al ③乙醇 ④ 氯化钠固体 ⑤熔融BaSO4 ⑥KOH溶液
(1)属于非电解质的是 。(填序号)
(2)能导电的纯净物是 。(填序号)
(3)写出①和⑥的反应方程式 。
II.如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯装置
(4)请将下列提纯或分离使用的装置的序号填在后面横线上。
① 分离互溶的CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物 。
② 从食盐水中获取NaCl固体 ;
(5)装置A中玻璃棒的作用是 。
(6)装置C中①的名称是 。
(7)某实验合成的乙酸异戊酯(难溶于水,密度0.867 g·mL-1) 经水洗后与水层分离的正确分液操作是 。
9.化学无处不在,下列与知识描述对应的化学知识或原理正确的是
选项
知识描述
化学知识或原理
A
熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
胆矾是混合物
B
丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂
过程发生分解反应和化合反应
C
“火树银花不夜天”指的是金属元素的焰色反应
焰色反应属于化学变化
D
屠呦呦采用乙醚提取青蒿素
利用的分离提纯操作是蒸馏
A.A B.B C.C D.D
10.从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作,下列对应的装置合理、操作规范的是
A.图A是灼烧海带
B.图B是过滤含I-的溶液
C.图C是放出碘的CCl4溶液
D.图D是分离碘并回收CCl4
综合应用
11.(24-25高一上·江苏·调研)下列实验所采取的分离方法与对应原理都正确的是
目的
分离方法
原理
A
分离汽油和水
分液
汽油和水的密度不同
B
除去NaOH溶液中的
加入稀盐酸至不再产生气泡
稀盐酸能与充分反应
C
除去固体中混有的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇(沸点为117.5℃)中的乙醚(沸点为34.6℃)
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
A.A B.B C.C D.D
12.中国人自古就有泡药酒的习惯,将中药材浸泡在白酒中经过一段时间,中药材中的有效成分溶解在酒中,此时即可过滤去渣后饮用。泡药酒依据的实验原理是
A.萃取 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
13.常见的分离和提纯物质的方法有:a.结晶 b.蒸馏 c.灼烧 d.过滤 e.萃取分液。请填写相应的方法(填选择序号):从NaCl溶液中获得氯化钠固体 ;分离溴水中的溴和水 。分离乙醇和水的混合物 ; 除去澄清石灰水中悬浮的 CaCO3颗粒 。
14.实验是学习和研究化学的基本方法,下列实验基本操作正确的是
A. B. C. D.
15.利用如下图装置可达到实验目的的是
A.用四氯化碳提纯碘水中的碘 B.除去NaCl中的泥沙
C.除去铜粉中的锌粉 D.除去CO2中的CO
16.下列实验方法或操作正确的是
A.用装置甲稀释浓硫酸 B.用装置乙灼烧海藻(如海带)
C.用装置丙制取少量蒸馏水 D.用装置丁检验样品中的钾元素
17.小明在实验室搭建如图装置进行实验。
(1)图中有两处明显的错误是: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,还需要加入少量的 ,其作用是 。
18.下列混合物需选用结晶法分离提纯的是
A.二氧化锰中混有少量高锰酸钾 B.硝酸钾中混有少量氯化钠
C.酒精中混有少量水 D.碳酸钙中混有少量氯化钾
拓展培优
19.(24-25高一上·江苏苏州·调研)下列实验中所采取的分离方法与对应原理都正确的是
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离水和乙醇
分液
水和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
降温结晶、过滤
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇(沸点为117.5℃)中的乙醚(沸点为34.6℃)
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
A.A B.B C.C D.D
20.实验室分离或提纯下列各组物质时,应选用下列哪种主要仪器?(填字母)
(1)分离CCl4和H2O: 。
(2)除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3: 。
(3)从含少量KNO3的NaCl溶液中提取NaCl: 。
(4)分离乙酸(沸点为118℃)与乙醇 (沸点为78.4℃)的混合物: 。
(5)除去氧化钙中的碳酸钙: 。
(6)从碘的水溶液中提取碘: 。
21.如图是中学化学中常用于化合物分离和提纯的装置,回答下列问题:
(1)装置A用于 操作;装置B中被加热仪器的名称为 ;装置C中被加热的仪器的名称为 ;冷凝水的水流方向为 (填“上进下出”或“下进上出”),装置D中的玻璃仪器有烧杯和 。
(2)我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取抗疟药物青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下:
已知:青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为156~157℃,沸点为389.9℃,热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如表所示:
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
35
提取效率
几乎为0
35%
95%
①对黄花蒿进行破碎的目的是 ;用水作溶剂,提取无效的原因可能是 。
②研究发现,青蒿素分子中的某个原子团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是 。
(3)用乙醚浸提法从青蒿(粉末)中提取青蒿素的具体操作如下:
①乙醚浸提法涉及到的操作中,不会用到的装置是 。
A. B.
C. D.
②操作Ⅲ的主要过程可能是 。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶 B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液 D.加入乙醇后,再加入苯或汽油进行萃取
(4)某科研小组通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示:
由上图可知控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为 。
(5)由上可知,在提取青蒿素的过程中,应充分考虑物质的 等性质(写出两点即可)。
22.为除去粗盐中含有的硫酸钠、氯化镁、氯化钙等杂质,应加入过量的氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠等物质,将杂质转化为沉淀过滤除去,再向滤液中加入适量的盐酸得到精盐水。该过程示意如图:
对该过程的认识中,正确的是
A.⑤操作时使用玻璃棒的目的是搅拌漏斗中的固液混合物,加快过滤速率
B.②、④两步操作顺序可以对换
C.⑤操作得到的沉淀中共有三种物质
D.⑥操作中,加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,将滤液pH调为7
23.下列基本实验操作正确的是
A.装置甲灼烧海带 B.装置乙过滤
C.装置丙制取氢氧化铁胶体 D.装置丁蒸馏
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专题2 研究物质的基本方法
第一单元 研究物质的实验方法
第1课时 实验安全与基本规范、物质分离提纯
教学目标
1.树立实验安全意识、能识别化学品安全使用标识,形成良好的实验工作习惯。
2.掌握过滤、结晶、蒸馏、分液及萃取的的实验要点。
3.能根据物质的性质选择出正确的分离提纯方法。
重点和难点
重点:遵守实验安全规则,树立实验安全意识、团队合作意识和环境保护意识,能识别化学品安全使用标识,形成良好的实验工作习惯。
难点:能根据物质的性质设计物质分离的实验方案。初步学会过滤、结晶、蒸馏、分液、萃取等等实验基本知识和基本操作。
◆知识点一 实验安全
1.常见危险化学品的图形标志
标志
意义
爆炸品
易燃气体
氧化性物质
有毒品
腐蚀品
3.物质加热中的安全问题
(1)酒精灯的安全使用
①绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免引起火灾。
②绝对禁止用燃着的酒精灯点燃另一个酒精灯。
③用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。
④不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌面上燃烧起来,应迅速用湿抹布盖灭。
(2)加热仪器和方法的选择
①能直接加热的仪器有试管、坩埚、蒸发皿、燃烧匙等。
②需垫石棉网加热的仪器有烧杯、烧瓶、锥形瓶等。
③给液体加热时,可使用试管、烧杯、烧瓶、蒸发皿等。
④给固体加热时,可使用试管或坩埚。
(3)加热特别注意事项
①加热时,容器外壁不能有水,底部不能与酒精灯的灯芯接触,以免加热时仪器炸裂。
②开始加热试管时,要先进行预热,否则容易因局部受热而使试管炸裂。
③给试管内的液体加热时管口不能对着人,以免液体外溅伤人;给试管内的固体加热时,管口略向下倾斜,以免试管内有水倒流引起试管炸裂。
④灼热的实验仪器不能直接放在实验台上,应放在石棉网上。
(4)加热时需记住的几个数据
①酒精灯内酒精的量不能少于容积的,也不能多于。
②试管在加热时所加液体不能超过试管容积的;用试管夹夹试管时,应夹在离管口处。
③蒸发皿在加热液体时,盛液体量不超过其容积的,烧杯、烧瓶加热时盛液体量应在其容积的~之间。
2.实验安全防患措施(“六防”)
特别提醒/易错提醒/教材延伸
常见事故
处理方法
玻璃等创伤急救
先用双氧水清洗伤口,然后涂上红药水或碘酒,最后用创可贴外敷
烫伤和烧伤
用药棉浸75%的酒精轻涂伤处(也可用3%~5%的KMnO4溶液),再涂烫伤膏
浓酸溅到皮肤上
立即用大量水冲洗,再用3%~5%的NaHCO3溶液清洗
浓碱溅到皮肤上
用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
酸(碱)流到桌上
立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和,再用水冲洗,并用抹布拭去
酸(碱)溅到眼中
立即用大量水冲洗,边洗边眨眼睛。若为碱,再用20%的硼酸淋洗;若为酸,再用3%的NaHCO3溶液淋洗
着火处理
①酒精或有机物小面积着火用湿布或沙子扑盖;②反应器内着火,如果是敞口容器,可用石棉布盖灭;③移走可燃物,切断电源,停止通风
即学即练
1.下列关于实验操作或实验事故处理的说法错误的是
A.蒸馏实验中,液体沸腾后发现忘加沸石,立即移开酒精灯,冷却后补加沸石
B.图标表示明火,实验中要注意防火
C.用萃取后发现水层仍有颜色,再次进行萃取,直至水层变为无色
D.实验室发生火情,立即打开消防栓用水灭火
【答案】D
【详解】A.蒸馏时若未加沸石,需先停止加热,待液体冷却后再补加,若沸腾时直接补加,可能会导致液体溅出,A正确;
B.实验图标表示明火,B正确;
C.萃取需重复多次以确保充分分离,直至水层无色,符合实验规范,C正确;
D.实验室灭火需根据火源类型选择方式(如电器或有机溶剂着火不可用水),盲目用水可能加剧火情,D错误;
故选D。
2.对于下列有关实验安全的说法中,不正确的是
A.中学实验室中未使用完的钾、钠、白磷不可以放回原试剂瓶
B.对于创伤,可用药棉把伤口清理干净,然后用双氧水擦洗
C.不慎将酒精灯打翻着火,应立即用湿抹布盖灭
D.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的溶液冲洗
【答案】A
【详解】A.白磷在空气中易自燃,用剩的白磷倒入垃圾箱会引发火灾,因此需将未用完的白磷放回原试剂瓶,钠、钾易与空气中水、氧气反应,为了避免危险,实验后放回原试剂瓶,A错误;
B.当出现创伤时,为防止伤口感染,应用药棉把伤口清理干净,然后用双氧水或碘酒擦洗,最后用创可贴外敷,B正确;
C.不慎将酒精灯打翻着火,应立即用湿抹布盖灭,C正确;
D.化学实验中,不慎将腐蚀性的酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗,D正确;
故选A。
◆知识点二 基本操作规范
1.化学药品的保存
(1)按药品状态
(2)保护瓶塞
(3)密封:易吸水、易潮解、易被氧化或易与空气中的CO2反应的物质应密封存放,如NaOH等;白磷易自燃要保存在水中。
(4)见光易分解的物质应选用棕色瓶,并存放在冷暗处,如硝酸、硝酸银等。
(5)常见危险化学品的存放
①易燃、易爆、有毒、有腐蚀性的药品要密封存放在冷暗处;②易燃、易爆药品还应远离火源和电源放置;
③剧毒药品要单独专柜保存。
2.药品的取用
(1)药品取用的原则
①三不:不能用手直接取用或接触药品;不要凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味;不能尝药品的味道。
②少量:如果没有说明用量,液体一般取1~2 mL,固体盖住试管底部即可。
(2)药品的取用方法
(3)实验后药品的处理方法
①实验用剩的试剂(钠、钾等除外)一般不放回原试剂瓶,以防污染试剂。
②实验产生的废气不能直接排入空气,要进行回收处理,废液不能直接倒入下水道,要倒入指定容器中,废渣不能随意丢弃,要进行分类处理。
特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)加热法制取气体且用排水法收集该气体,实验结束时的操作是先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯。
(2)点燃氢气、甲烷、一氧化碳等可燃性气体之前,要检验它们的纯度,是因为可燃性气体不纯(混有氧气)点燃时可能发生爆炸。
(3)用氢气还原氧化铜,其实验开始时的操作是先通入氢气,再点燃酒精灯,实验结束时熄灭酒精灯后还要继续通入氢气。
(4)稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,边加边搅拌,然后冷却。
即学即练
1.用下列仪器或装置进行相应实验,可以达到实验目的的是
A.粗盐提纯实验中检验是否沉淀完全
B.萃取碘水中的碘
C.配制溶液
D.除去中的少量
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.在粗盐提纯实验中,检验是否沉淀完全时,取上层清液于小试管中,向其中滴加溶液,若没有白色沉淀生成,说明沉淀完全;若有白色沉淀生成,说明没有沉淀完全,图中操作是沿烧杯壁向上层清液继续滴加溶液,若有沉淀生成可观察到,能达到检验目的,A正确;
B.乙醇与水互溶,不能作萃取剂来萃取碘水中的碘,应该用苯或四氯化碳等与水不互溶且碘在其中溶解度较大的有机溶剂,B错误;
C.配制溶液时,不能直接在容量瓶中溶解固体,因为固体溶解时会放热,可能会影响容量瓶的精度,应在烧杯中溶解并冷却后再转移到容量瓶中,C错误;
D.除去中的少量,应用饱和溶液,与反应生成,而在饱和溶液中溶解度较小,图中用饱和溶液不能除去,D错误;
故答案选A。
2.下列实验操作或说法错误的是
A.过滤时,玻璃棒的作用是引流
B.实验室中浓硝酸应保存在带橡胶塞的无色玻璃瓶中
C.熄灭酒精灯时,应用灯帽盖灭,不可用嘴吹
D.试管洗净的标准是内壁附着的水既不聚成水滴也不成股流下
【答案】B
【详解】A.过滤时,为防止液体流出漏斗外,常使用玻璃棒进行引流,A正确;
B.浓硝酸具有不稳定,见光分解,应保存在棕色瓶中,浓硝酸具有强氧化性,能够使橡胶老化,所以不能保存在带橡胶塞的无色玻璃瓶中,B错误;
C.熄灭酒精灯时,若用嘴吹,很可能将火焰沿灯颈压入灯内,引起着火或酒精灯爆炸,C正确;
D.玻璃仪器洗干净的标准是:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,D正确;
故选B。
◆知识点三 物质的分离与提纯
1.溶解过滤——适用于固液混合物的分离或可溶与难溶固体混合物的分离
(1)主要仪器:漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。
(2)在进行过滤操作时应注意的问题:①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;
②二低:滤纸边缘略低于漏斗边缘;液体的液面略低于滤纸的边缘;
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上;玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧;漏斗颈的末端应靠到烧杯的内壁上。
2.蒸发结晶——适用于分离溶于溶剂的固体
(1)主要仪器:蒸发皿、三脚架或铁架台(带铁圈)、酒精灯、玻璃棒。
(2)在进行蒸发操作时要注意以下几个问题:
①在加热蒸发过程中,应用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热造成液滴飞溅;
②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干;
③热的蒸发皿应用坩埚钳取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂要垫在石棉网上。
3.蒸馏(1)原理:蒸馏是利用沸点相差较大来分离互溶液体混合物。
(2)主要仪器:铁架台(带铁圈、铁夹)、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、牛角管等。
(3)实验装置及注意事项
①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。②蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的,也不能少于。③冷凝管中冷却水从下口进,上口出。 ④先接通冷凝水,再加热。⑤蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体暴沸。⑥剩余少量溶液时即可停止加热,溶液不可蒸干。
4.萃取分液
萃取:(1)概念: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,从而实现分离物质的方法。
(2)实验:
实验操作
实验现象
液体分层,下层的CCl4层显橙红色
实验结论
CCl4和水互不相溶,密度比水大,溴在其中的溶解度比在水中的大
分液
(1)原理:将互不相溶的液体分离的操作。 (2)仪器:分液漏斗。
(3)操作:待液体分层后,将分液漏斗上的玻璃塞打开(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。下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。特别提醒/易错提醒/教材延伸
(1)蒸发结晶:蒸发溶剂,如海水“晒盐”。蒸发时要注意:蒸发皿可直接受热;加热时用玻璃棒不断地搅动(防止热液溅出),发现溶液出现较多固体时撤火,利用余热将溶液蒸干。
(2)降温结晶:降低饱和溶液温度,如硝酸钾的结晶提纯法。先蒸发浓缩,形成较高温度下的饱和溶液,再冷却,即有晶体析出,最后过滤得硝酸钾晶体。
即学即练
1.下列实验中,所选装置能达到实验目的的是[已知:在加热条件下发生水解反应生成]
A.用装置甲除去NaCl溶液中的胶体
B.用装置乙蒸干溶液制
C.用装置丙选取乙醇作萃取剂萃取溴水中的溴
D.用装置丁从碘的溶液中回收
【答案】D
【详解】甲为过滤装置,溶液与胶体均能透过滤纸,应该用渗析法除去NaCl溶液中的胶体,A不符合题意;受热易失去结晶水,且易水解,不能直接蒸干溶液制,B不符合题意;丙为萃取分液装置,但酒精与水互溶,故不能用乙醇作萃取剂萃取溴水中的溴,C不符合题意;丁为蒸馏装置,与互溶,但和的沸点相差较大,故可用蒸馏法进行分离,D符合题意。
2.下列物质分离与提纯的方法,不正确的是选项
选项
实例
分离方法
A
从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取硝酸钾
降温结晶
B
用乙醚提取青蒿中的青蒿素
过滤
C
分离乙酸(沸点为118℃)与乙醚(沸点为34℃)
蒸馏
D
分离汽油和水的混合物
分液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.KNO3溶解度受温度影响大,NaCl溶解度受温度影响不大,从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取硝酸钾,方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,故A正确;
B.用乙醚提取青蒿中的青蒿素,方法是萃取,故B错误;
C.乙酸与乙醚的沸点不同,用蒸馏法分离乙酸(沸点为118℃)与乙醚(沸点为34℃),故C正确;
D.汽油和水混合后分层,分液法分离汽油和水的混合物,故D正确;
故答案选B。
一、常见的分离方法与原理
实践应用
1.诺贝尔奖获得者屠呦呦用乙醚从青蒿中提取青蒿素,利用的分离原理是
A.过滤 B.萃取 C.结晶 D.蒸馏
【答案】B
【详解】青蒿素易溶于有机溶剂,从青蒿中提取青蒿素可用乙醚萃取,则利用的分离原理是萃取,故选B。
2.用下列实验操作或装置进行相应实验,不能达到实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A.用图甲所示装置实验室制备
B.用图乙所示装置除去苯中的溴
C.用图丙所示操作从NaCl溶液中获得晶体
D.用图丁所示装置不能从海水中获得淡水
【答案】AD
【详解】A.浓硫酸与铜反应需要加热反应生成二氧化硫,A错误;
B.氢氧化钠和溴单质反应生成盐溶液,使得苯中溴单质被反应而脱离苯,苯的密度比水小,在上层,能除去苯中的溴,B正确;
C.蒸发结晶从氯化钠溶液中得到氯化钠晶体,C正确;
D.使用蒸馏的方法可以进行海水淡化,D错误;
故选AD.
二、萃取实验的操作步骤及注意事项
实践应用
1.提纯下列物质(括号内物质为杂质),选用的试剂和分离方法都正确的是
物质
除杂试剂
分离方法
A
______
加热升华
B
NaOH溶液
洗气
C
水
乙醇
萃取分液
D
稀硫酸
过滤、洗涤
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.I2易溶于CCl4,二者沸点相差较大,可采取蒸馏分离,A错误;
B.NaOH能吸收CO2,应该用饱和NaHCO3洗气,B错误;
C.乙醇可溶于水,不能做萃取剂,应该用CCl4、苯等难溶于水的有机溶剂做萃取剂,C错误;
D.Cu不与稀硫酸反应,Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝溶液,过滤洗涤后可得到Cu,D正确;
故选D。
2.从碘水中获得单质碘时,常采用萃取分液的方法。
(1)下列可作为萃取剂且碘在萃取后在上层液体中的是_________。
A.酒精 B.苯 C. D.环己烷
(2)“萃取并分液”的具体操作顺序为: (填字母编号)。
a.把20mL碘水与5mL萃取剂加入分液漏斗中,并盖好顶塞;
b.旋开活塞,用烧杯接收下层溶液,从分液漏斗上口倒出上层溶液;
c.将分液漏斗上口的顶塞打开;
d.振荡漏斗,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正,静置、分层;
e.检查分液漏斗是否漏水。
【答案】(1)BD(2)eadcb
【详解】(1)A.酒精与水互溶,故不能作本实验的萃取剂,A不符合题意;
B.苯可萃取碘水中的碘单质,且密度比水小,萃取后碘在上层,B符合题意;
C.可萃取碘水中的碘单质,但密度大于水,萃取后碘在下层,C不符合题意;
D.环己烷可萃取碘水中的单质碘,且密度比水小,萃取后碘在上层,D符合题意;
故选BD;
(2)“萃取并分液”的具体操作为检查分液漏斗是否漏水;把20mL碘水与5mL萃取剂加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;震荡漏斗,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正,静置、分层;将分液漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔;旋开活塞,用烧杯接收下层溶液,从分液漏斗上口倒出上层溶液,则顺序为eadcb,故答案为:eadcb。
考点一 实验室安全
【例1】下列行为中符合安全要求的是
A.进入地窖时,用手电筒照明直接进 B.点燃氢气前,先检验氢气的纯度
C.闻到煤气泄漏的气味,立刻开灯检查 D.实验结束后,将剩余的硫酸直接倒入下水道
【答案】B
【详解】A.地窖可能积聚高浓度二氧化碳,直接进入有窒息风险,应先通风或用灯火测试氧气是否充足,故A错误;
B.可燃性气体点燃前必须验纯,以防止爆炸,故B正确;
C.煤气泄漏时开灯可能产生电火花,引发爆炸,应立即通风并避免火源,故C错误;
D.强腐蚀性废液需中和或回收处理,不可直接倾倒,故D错误;
选B。
解题要点
实验操作中的先后关系
(1)加热法制取气体且用排水法收集该气体,实验结束时的操作是先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯。
(2)点燃氢气、甲烷、一氧化碳等可燃性气体之前,要检验它们的纯度,是因为可燃性气体不纯(混有氧气)点燃时可能发生爆炸。
(3)用氢气还原氧化铜,其实验开始时的操作是先通入氢气,再点燃酒精灯,实验结束时熄灭酒精灯后还要继续通入氢气。
(4)稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,边加边搅拌,然后冷却。
【变式1-1】下列实验操作正确的是
实验操作
选项
A.点燃酒精灯
B.收集氧气
C.移取蒸发皿
D.稀释浓硫酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.点燃酒精灯不可用其他燃着的酒精灯,这样易将酒精洒出,引起火灾;正确的方法是,用燃着的火柴去点燃,A错误;
B.氧气的密度比空气大,可以采用向上排空气法进行收集,该收集装置为向上排空气法,B正确;
C.移取热的蒸发皿要使用坩埚钳,不能直接用手拿,以防烫伤,C错误;
D.稀释浓硫酸的正确方法是,将浓硫酸沿着烧杯壁缓缓注入水中,并不断地搅拌,切记不可将水注入浓硫酸中,D错误;
故答案为:B。
【变式1-2】2024年5月12日是第16个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急着力提升基层防灾避险能力”,下列做法符合安全要求的是
A.厨房安全:察觉燃气泄漏,立即用燃着的火柴检查泄露处
B.火灾安全:高层住户的室内起火,立即打开所有门窗通风
C.饮食安全:食物腐败是缓慢氧化,腐败变质的食物不能食用
D.实验安全:不小心打翻了实验台上燃着酒精灯立即撤离现场
【答案】C
【详解】A.燃气泄漏时遇明火易爆炸,正确做法是开窗通风,禁用明火,A错误;
B.开窗会引入氧气加剧火势,应关闭门窗并撤离,B错误;
C.腐败食物因缓慢氧化产生有害物质,不可食用,C正确;
D.燃着的酒精灯应盖湿布灭火,而非直接撤离,D错误;
故选C。
考点二 物质的分离和提纯
【例2】根据所学知识,回答下列问题:
(1)如图是常用于混合物的分离和提纯的装置:
①仪器a的名称是 。
②利用图1装置分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合物,还缺少的仪器是 ,仪器a中冷凝水应该从 (填“上”或“下”)口进。
③从碘的饱和水溶液中提取碘应选择图 (填序号)装置,该实验要用到萃取剂,下列关于所加萃取剂的说法不正确的是 (填字母)。
A.该萃取剂不与碘反应 B.碘在该萃取剂中的溶解度比在水中的溶解度大
C.该萃取剂与水不互溶 D.该萃取剂的密度必须比水的密度大
(2)KNO3中混有少量KCl杂质,如果要在实验室中提纯KNO3晶体,应采用 的方法。(杂质仅含KCl)
A.蒸发结晶 B.冷却结晶 C.蒸馏
【答案】(1) 冷凝管 温度计 下 2 D(2)B
【详解】(1)①仪器a的名称:冷凝管;
②利用图1装置分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合物,还缺少测温仪器温度计;冷凝水从冷凝管下口通入;
③从碘的饱和水溶液中提取碘需进行萃取和分液操作,对应图2;根据萃取剂的选取原则,该萃取剂不与碘反应;碘在该萃取剂中的溶解度比在水中的溶解度大;该萃取剂与水不互溶;萃取剂的密度比水的密度大、小均可以,答案选D;
(2)KNO3中混有少量KCl杂质,如果要在实验室中提纯KNO3晶体,硝酸钾溶解度受温度影响变化较大,应考虑冷却结晶。
解题要点
【变式2-1】完成下列实验所选择的装置或仪器都正确的是
实验
A除去气体中的气体
B由自来水获取蒸馏水
装置或仪器
实验
C蒸干饱和溶液制备晶体
D分离乙醇与水
装置或仪器
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.CO2、SO2都能与氢氧化钠反应,不能用NaOH除CO2气体中的SO2,故A错误;
B.用蒸馏法制取蒸馏水,故B正确;
C.不稳定,蒸干饱和溶液, 易分解为碳酸钠、二氧化碳、水,故C错误;
D.乙醇和水互溶,不能用分液法分离乙醇与水,故D错误;
答案选B。
【变式2-2】如图所示是常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答下列问题:
(1)从氯化钾溶液中得到氯化钾固体选择装置 (填代表装置图的字母,下同)。
(2)从碘水中分离出I2,选择装置 ,该分离方法的名称为 。
(3)装置A中①的名称是 ,此装置进水口在 方。
(4)精盐中含等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有:①加入过量的Na2CO3溶液;②加入过量的BaCl2溶液;③加入过量的NaOH溶液;④加入过量稀盐酸;⑤溶解;⑥过滤;⑦蒸发。正确的操作顺序是 (填字母)。
a.⑤②③①⑥④⑦ b.⑤①②③⑥④⑦
c.⑤②①③④⑥⑦ d.⑤③②①④⑥⑦
【答案】(1)D(2) B 萃取、分液(3) 分液漏斗 下(4)a
【详解】(1)根据图示:A是蒸馏装置,用于分离沸点不同的互溶液体;B是分液装置,用于分离互不相容的液体混合物;C是过滤装置,用于固体和液体的分离;D是蒸发装置,用蒸发溶剂获得固体溶质,则从氯化钾溶液中得到氯化钾固体,应该选择装置D;
(2)I2易溶于有机物CCl4,而在水中溶解度不大,水与四氯化碳互不相溶,故要从碘水中分离出I2,可以先将碘水放入分液漏斗中,并向其中加入CCl4,充分振荡后静置,I2进入下层的CCl4层,然后分液,就从碘水中分离出I2,选用装置是B,该分离方法的名称为萃取、分液;
(3)根据装置图可知:装置A中①的名称是冷凝管;为充分冷凝,要采用逆流原理,冷却水应该是下进上出,即冷却水是下口近,上口出;
(4)精盐中含等杂质,需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的正确步骤有:⑤溶解;②加入过量的BaCl2溶液,使转化为BaSO4沉淀;③加入过量的NaOH溶液,使Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀;使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;①加入过量的Na2CO3溶液,使Ca2+及加入的过量的Ba2+转化为CaCO3、BaCO3沉淀;⑥过滤,除去BaSO4、Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3、BaCO3沉淀;④加入过量稀盐酸,除去过量NaOH以及Na2CO3溶液;⑦蒸发,获得NaCl晶体;或⑤溶解;③加入过量的NaOH溶液;②加入过量的BaCl2溶液;①加入过量的Na2CO3溶液;⑥过滤;④加入过量稀盐酸;⑦蒸发;或⑤溶解;②加入过量的BaCl2溶液;①加入过量的Na2CO3溶液;③加入过量的NaOH溶液;⑥过滤;④加入过量稀盐酸;⑦蒸发;根据选项中的操作步骤,可知合理顺序是⑤②③①⑥④⑦,故正确选项是a。
考点三 依据物质的物理性质选择合适的分离提纯方法
【例3】海洋是巨大的资源宝库。同学们设计的一种从海水中获取淡水的简易装置如图所示,该过程中涉及的物质分离提纯原理是
A.萃取 B.蒸馏 C.分液 D.过滤
【答案】B
【详解】该过程中,水蒸发变为水蒸气,水蒸气遇冷凝结成水滴,得到淡水,该过程是利用蒸馏的原理,B项符合题意;答案选B。
解题要点
1.“固+固”混合物的分离提纯
2.“固+液”混合物的分离提纯
3.“液+液”混合物的分离提纯
【变式3-1】下列实验中,所选装置不合理的是
A.粗盐提纯,选①和② B.用CCl4提取碘水中的碘,选③
C.除去CO2中的水蒸气,选⑤ D.分离Na2CO3溶液和CCl4,选④
【答案】D
【详解】A.粗盐提纯时,先将粗盐溶于水,然后过滤,去掉泥沙,再蒸发结晶,故选①和②,A合理;
B.碘在CCl4中的溶解度远大于碘在水中的溶解度,用CCl4作萃取剂,经萃取分液可提取碘水中的碘,故选③,B合理;
C.除去CO2中的水蒸气时,可使用浓硫酸洗气,故选⑤,C合理;
D.Na2CO3溶液和CCl4不互溶,产生分层现象,则分离Na2CO3溶液和CCl4采用分液法,故选③,D不合理;
故选D。
【变式3-2】典籍中蕴含着丰富的化学知识,下列典籍中记载的操作方法与现代化学实验中的分离方法原理不相似的是
A.经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮 蒸馏
B.海陆取卤,日晒火煎……卤水成盐 蒸发
C.凡煮汤,欲微火,令小沸……算渣取液 分液
D.生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结 升华
【答案】C
【详解】A.经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮,利用沸点不同蒸馏出乙醇,为蒸馏操作,两者原理相似,A不符合题意;
B.海陆取卤,日晒火煎……卤水成盐,为蒸发原理,两者原理相似,B不符合题意;
C.凡煮汤,欲微火,令小沸……算渣取液,为固液分离,属于过滤操作,两者原理不一致,C符合题意;
D.生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结,指将被提纯物质气化、冷凝为固体的过程,属于升华操作,两者原理相似,D不符合题意;
本题选C。
基础达标
1.(24-25高一上·江苏·联考)下列与实验有关的图标及其说明不正确的是
A.排风 B.腐蚀
C.热烫 D.护目镜
【答案】B
【详解】A表示实验室的排风系统,在制备有毒气体或易挥发物质的实验时需要用到,起到排气的作用,A正确;B表示该水池可供洗手,说明与图标不符,B错误;C表示加热装置,要防止烫伤,C正确;D表示护目镜,提醒要进行眼部防护,D正确。
2.下列化学实验或物质对应的图标或标识错误的是
A.试验物质的导电性 B.双氧水
C.制备胶体 D.酒精
【答案】D
【详解】A.试验物质的导电性,需要防止触电事故的发生,A正确;
B.双氧水具有强氧化性,B正确;
C.制备胶体时,往沸水中滴加饱和溶液,需要戴上护目镜,C正确;
D.酒精是易燃品,不是腐蚀品,应贴上易燃品标识,D错误;
故选D。
3.下列关于化学实验操作或实验事故处理的叙述错误的是
A.做蒸馏实验时,液体沸腾后发现忘记加沸石,可冷却后再加入沸石
B.若用CCl4萃取Br2后的水层还有颜色,则可以再进行萃取,直到水层为无色
C.少量强碱溶液滴到皮肤上时,要先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液
D.用酒精灯加热烧瓶、蒸发皿时,都需要垫上陶土网
【答案】D
【详解】A.做蒸馏实验时,加热前应在烧瓶中加入沸石,防止暴沸,若液体沸腾后发现忘记添加沸石,应立即停止加热,待液体冷却后补加,A正确;
B.若用CCl4萃取Br2后的水层还有颜色,说明水层中还溶有Br2,则可以再进行萃取,直到水层为无色,B正确;
C.少量强碱溶液滴到皮肤上,要先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液,利用酸碱中和原理,减轻碱对皮肤的腐蚀,C正确;
D.用酒精灯加热蒸发皿时,蒸发皿可以直接加热,不需要垫上陶土网,D错误;
故选D。
4.以下是实验室常用装置。作用广泛,关于该装置,下列说法不正确的是
A.实验室中用该装置收集氧气时,气体从b导管进入
B.医院输氧时,该装置也能用来观测氧气输出的速率
C.实验室中将该装置装满水收集氧气时,气体从b导管进入
D.实验室中将该装置盛浓硫酸干燥氧气时,气体从a导管进入
【答案】A
【详解】A.氧气密度比空气大,实验室中用该装置收集氧气时,气体从a导管进入,空气从b管排出,A错误;
B.输氧时,瓶中装有水,可根据广口瓶中气泡产生的多少来观测氧气输出的速率,B正确;
C.实验室中将该装置装满水用排水方法收集氧气时,气体从b导管进入,将水由a导管排出,C正确
D.实验室中将该装置盛浓硫酸干燥氧气时,导气管应该是长进短出,即气体从a导管进入,D正确;
故答案为A。
5.下列关于实验仪器①~④的说法正确的是
A.除去胶体中的需用到仪器①
B.从NaCl溶液中得到NaCl固体需用到的仪器②
C.仪器③使用前检查是否漏水需要倒置一次
D.加热④需要垫石棉网
【答案】B
【详解】A.除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3的操作为渗析,用到的仪器为半透膜,仪器①为漏斗,应用于过滤操作,A错误;
B.从NaCl溶液中得到NaCl固体的操作为蒸发结晶,需用到的仪器②蒸发皿,B正确;
C.仪器③容量瓶使用前需要检查是否漏水,需要倒置两次,C错误;
D.加热④坩埚需要垫泥三角,D错误;
故答案选B。
6.请选择下列混合物的分离、提纯方法,将正确的序号填在横线上。
①溶解、过滤、蒸发;②分液;③结晶; ④升华;⑤蒸馏
(1)与水 。(2)与 。(3)与 。
(4)乙醇与水 。(5)与 。
【答案】(1)②(2)③(3)①(4)⑤(5)④
【详解】(1)水和CCl4的混合物,分层,用分液法分离,故答案为②;
(2)NaCl和KNO3的溶解度受温度的影响不同,的溶解度随温度的变化较大,而的变化不大,用结晶法分离,故答案为③;
(3)CaCO3颗粒难溶于水,用过滤法分离,故答案为①;
(4)乙醇与水互溶,利用沸点不同采用蒸馏法分离,故答案为⑤;
(5)碘易升华,分离NaCl固体和单质碘固体的混合物的方法是升华,易升华,遇冷后碘蒸气重新凝结为固体碘,故答案为④。
7.下列说法正确的是
A.试纸在使用时必须先要湿润
B.任何金属或者它们的化合物在火焰上灼烧都有特殊的焰色反应
C.乙醇可以任意比例溶于水,所以乙醇不能作为萃取剂萃取任何物质
D.提纯混有少量氯化钠的硝酸钾,可以经过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤
【答案】D
【详解】A.测试溶液的pH时,不可事先用蒸馏水润湿,否则相当于稀释溶液,A错误;
B.多种金属或它们的化合物在灼烧时,会使火焰呈现特殊的颜色,化学上叫焰色反应,但并不是任何金属,B错误;
C.乙醇与水互溶,因此不能用于萃取水溶液中的物质,但乙醇可以作为萃取剂用于非水体系,C错误;
D.硝酸钾的溶解度随温度变化显著,而氯化钠的溶解度受温度影响较小,通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶,硝酸钾会优先析出,而氯化钠大部分留在母液中,D正确;
答案选D。
8.I.电解质是维持人体生理活动的基础之一。请回答下列问题:
①CO2 ②Al ③乙醇 ④ 氯化钠固体 ⑤熔融BaSO4 ⑥KOH溶液
(1)属于非电解质的是 。(填序号)
(2)能导电的纯净物是 。(填序号)
(3)写出①和⑥的反应方程式 。
II.如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯装置
(4)请将下列提纯或分离使用的装置的序号填在后面横线上。
① 分离互溶的CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)的混合物 。
② 从食盐水中获取NaCl固体 ;
(5)装置A中玻璃棒的作用是 。
(6)装置C中①的名称是 。
(7)某实验合成的乙酸异戊酯(难溶于水,密度0.867 g·mL-1) 经水洗后与水层分离的正确分液操作是 。
【答案】(1)①③(2)②⑤(3)CO2+2KOH=K2CO3+H2O(4) C B
(5)引流(6)蒸馏烧瓶(7)先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
【分析】①CO2属于非金属氧化物,属于非电解质,不能导电;
②Al是金属单质,既不是电解质,也不是非电解质,可以导电;
③乙醇水溶液不能导电,属于非电解质,不能导电;
④熔融BaSO4属于盐,属于电解质,可以导电;
⑤KOH溶液属于混合物,既不是电解质也不是非电解质;
【详解】(1)由分析可知属于非电解质的是①③
(2)由分析可知,能导电的纯净物是②⑤;
(3)二氧化碳和氢氧化钾溶液反应生成碳酸钾和水,化学方程式为:CO2+2KOH=K2CO3+H2O。
(4)①用蒸馏的方法分离互溶的CCl4和甲苯的混合物,故选C。
② 用蒸发结晶的方法从食盐水中获取NaCl固体,故选B;
(5)装置A是过滤,玻璃棒的作用是引流,防止液体外溢或溅出;
(6)装置C是蒸馏,①是蒸馏烧瓶。
(7)乙酸异戊酯的密度比水,水在下层,乙酸异戊酯在上层,先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出。
9.化学无处不在,下列与知识描述对应的化学知识或原理正确的是
选项
知识描述
化学知识或原理
A
熬胆矾铁釜,久之亦化为铜
胆矾是混合物
B
丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂
过程发生分解反应和化合反应
C
“火树银花不夜天”指的是金属元素的焰色反应
焰色反应属于化学变化
D
屠呦呦采用乙醚提取青蒿素
利用的分离提纯操作是蒸馏
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.胆矾的化学式为,属于纯净物,A错误;
B.该过程发生反应:,Hg+S=HgS,发生分解反应和化合反应,B正确;
C.焰色反应属于物理变化,C错误;
D.用乙醚(低沸点的一种有机溶剂)提取青蒿素,属于萃取,然后再利用二者沸点的不同,利用蒸馏的方法实现分离,则该提取过程中用的分离提纯操作是萃取、蒸馏,D错误;
故选B。
10.从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作,下列对应的装置合理、操作规范的是
A.图A是灼烧海带
B.图B是过滤含I-的溶液
C.图C是放出碘的CCl4溶液
D.图D是分离碘并回收CCl4
【答案】C
【详解】A.图A中,铁圈上的仪器是蒸发皿,用于蒸发浓缩溶液或提取溶液中的溶质,不能用于灼烧海带,A不正确;
B.过滤操作时,应使用玻璃棒引流,则图B不能过滤含I-的溶液,B不正确;
C.CCl4的密度比水大,萃取碘后仍在下层,则图C是放出碘的CCl4溶液,C正确;
D.分离碘并回收CCl4时,采用蒸馏操作,温度计水银球应位于支管口处,而图D中温度计水银球位于液面下,D不正确;
故选C。
综合应用
11.(24-25高一上·江苏·调研)下列实验所采取的分离方法与对应原理都正确的是
目的
分离方法
原理
A
分离汽油和水
分液
汽油和水的密度不同
B
除去NaOH溶液中的
加入稀盐酸至不再产生气泡
稀盐酸能与充分反应
C
除去固体中混有的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇(沸点为117.5℃)中的乙醚(沸点为34.6℃)
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】汽油和水互不相溶,可采用分液法分离二者,A错误;和NaOH都能与稀盐酸反应,且会引入,B错误;和NaCl在不同温度下的溶解度变化差异很大,可采用重结晶法除去中混有的NaCl杂质,C错误。
12.中国人自古就有泡药酒的习惯,将中药材浸泡在白酒中经过一段时间,中药材中的有效成分溶解在酒中,此时即可过滤去渣后饮用。泡药酒依据的实验原理是
A.萃取 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
【答案】A
【详解】根据题意,将中药材浸泡在酒中,经过一段时间,中药材中的有效成分(主要是有机物)溶解在酒中,与药材中的有效成分在酒精中的溶解度较大有关,与萃取的原理相似,泡药酒的原理属于萃取,故选A。
13.常见的分离和提纯物质的方法有:a.结晶 b.蒸馏 c.灼烧 d.过滤 e.萃取分液。请填写相应的方法(填选择序号):从NaCl溶液中获得氯化钠固体 ;分离溴水中的溴和水 。分离乙醇和水的混合物 ; 除去澄清石灰水中悬浮的 CaCO3颗粒 。
【答案】 a e b d
【详解】分离NaCl溶液中的NaCl和水,水易挥发,采用蒸发结晶的方法分离,选a;分离溴水中的溴和水,由于溴不易溶于水,易溶于有机溶剂,可加有机溶剂采取萃取分液法分离,选e;分离乙醇和水的混合物,由于乙醇和水的混合物互溶,但沸点不同,应加CaO后,采取蒸馏法分离,选b;除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3颗粒,由于CaCO3不溶于水,利用过滤法除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3,选d。
14.实验是学习和研究化学的基本方法,下列实验基本操作正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.胶头滴管加液时,既不能伸入容器,更不能接触容器,应垂直悬空于容器上方0.5cm处,图中操作错误,A不符合题意;
B.过滤时,应遵循“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,B不符合题意;
C.测定溶液的pH:用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,观察颜色的变化,然后与标准比色卡对照,不能将pH试纸伸入溶液中,会污染试剂,C不符合题意;
D.检查装置的气密性:将导管一端浸入水中,用手紧握试管,观察导管口是否有气泡冒出,若有气泡冒出,说明装置气密性良好,图中操作正确,D符合题意;
故选D。
15.利用如下图装置可达到实验目的的是
A.用四氯化碳提纯碘水中的碘 B.除去NaCl中的泥沙
C.除去铜粉中的锌粉 D.除去CO2中的CO
【答案】A
【详解】A.碘易溶于四氯化碳,难溶于水,则可以用四氯化碳萃取碘水中的碘,通过分液分离,A项符合题意;
B.除去NaCl中的泥沙采用过滤的方法,不需要使用分液漏斗,B项不符合题意;
C.除去铜粉中的锌粉可向混合物中加稀硫酸后过滤,不需要使用分液漏斗,C项不符合题意;
D.两者都是气体,不能用分液漏斗除去中的CO,D项不符合题意;
故选A。
16.下列实验方法或操作正确的是
A.用装置甲稀释浓硫酸 B.用装置乙灼烧海藻(如海带)
C.用装置丙制取少量蒸馏水 D.用装置丁检验样品中的钾元素
【答案】C
【详解】A.稀释浓硫酸时,应将浓硫酸加入水中,并不断搅拌,A不正确;
B.灼烧海藻(如海带)时,应将海藻放在坩埚中,不能放在蒸发皿中灼烧,B不正确;
C.用装置丙制取少量蒸馏水时,温度计水银球位于支管口处,冷却水下进上出,蒸馏烧瓶内加入碎瓷片或沸石,C正确;
D.用装置丁检验样品中的钾元素,没有透过蓝色钴玻璃观察焰色,D不正确;
故选C。
17.小明在实验室搭建如图装置进行实验。
(1)图中有两处明显的错误是: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,还需要加入少量的 ,其作用是 。
【答案】(1) 温度计水银球插入液面下 冷凝水进出口接反了
(2) 蒸馏烧瓶 直形冷凝管
(3) 沸石或碎瓷片 防暴沸
【分析】图中为蒸馏的实验装置,实验需要用到的仪器有蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管等;温度计的位置是水银球的上端与支管口的下端平齐,冷凝水的流向是下进上出。
【详解】(1)温度计水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口附近,冷凝管应从下口进水,上口出水,以保证水充满冷凝管,起到充分冷凝的作用,所以图中有两处明显的错误是:温度计水银球未置于蒸馏烧瓶支管口附近,冷凝管进出水方向上进下出;
(2)由仪器的结构可知,A为蒸馏烧瓶,B为直形冷凝管,故答案为:蒸馏烧瓶;直形冷凝管;
(3)蒸馏原理为液体变为气体,再由气体变为液体,为防止液体暴沸,应加沸石或碎瓷片,故答案为:沸石(或碎瓷片) 、防止暴沸;
18.下列混合物需选用结晶法分离提纯的是
A.二氧化锰中混有少量高锰酸钾 B.硝酸钾中混有少量氯化钠
C.酒精中混有少量水 D.碳酸钙中混有少量氯化钾
【答案】B
【详解】A.高锰酸钾易溶于水,二氧化锰难溶于水,可用过滤的方法进行分离,A不符合题意;
B.硝酸钾和氯化钠均易溶于水,但KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同,硝酸钾的溶解度受温度影响较大,而氯化钠的溶解度受温度影响很小,可用结晶法进行分离,B符合题意;
C.酒精中混有少量水,应用蒸馏法分离,C不符合题意;
D.碳酸钙难溶,氯化钾易溶于水,可以采用过滤法分离,D不符合题意;
故选B。
拓展培优
19.(24-25高一上·江苏苏州·调研)下列实验中所采取的分离方法与对应原理都正确的是
选项
目的
分离方法
原理
A
分离溶于水的碘
乙醇萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
B
分离水和乙醇
分液
水和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
降温结晶、过滤
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇(沸点为117.5℃)中的乙醚(沸点为34.6℃)
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.乙醇和水混溶,不能用作萃取剂,应用四氯化碳或苯萃取,故A错误;
B.乙醇和水混溶,溶液不分层,不能用分液的方法分离,故B错误;
C.二者的溶解度随温度的变化不同,可用重结晶的方法分离,因为硝酸钾的溶解度随温度的升高明显增大,而氯化钠的溶解度随温度的变化较小,故C错误;
D.二者互溶、沸点不同,且相差较大,则可用蒸馏的方法分离,故D正确;
答案选D。
20.实验室分离或提纯下列各组物质时,应选用下列哪种主要仪器?(填字母)
(1)分离CCl4和H2O: 。
(2)除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3: 。
(3)从含少量KNO3的NaCl溶液中提取NaCl: 。
(4)分离乙酸(沸点为118℃)与乙醇 (沸点为78.4℃)的混合物: 。
(5)除去氧化钙中的碳酸钙: 。
(6)从碘的水溶液中提取碘: 。
【答案】(1)C(2)B(3)D(4)A(5)E(6)A
【分析】使用物理方法分离或提纯混合物时,通常利用物质的溶解性和沸点选择分离方法。其中包括两种固体混合物的分离、两种液体混合物的分离、两种气体混合物的分离。具体方法有溶解过滤法、结晶法、萃取分液法、蒸馏法、洗气法等。
【详解】(1)CCl4和H2O不互溶,液体分为上下两层,上层为水,下层为CCl4,则分离CCl4和H2O采用分液法,仪器选择分液漏斗,故选C。
(2)除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3,属于固、液混合物分离,采用过滤法,仪器选择漏斗,故选B。
(3)从含少量KNO3的NaCl溶液中提取NaCl,属于两种易溶固体混合物的分离类型,采用蒸发结晶法,仪器选择蒸发皿,故选D。
(4)乙酸和乙醇的沸点相差较大,分离乙酸(沸点为118℃)与乙醇(沸点为78.4℃)的混合物时,可采用蒸馏法,仪器选择蒸馏烧瓶,故选A。
(5)除去氧化钙中的碳酸钙,采用高温分解法,仪器选择坩埚,故选E。
(6)从碘的水溶液中提取碘,采用萃取、分液、蒸馏法,主要仪器选择蒸馏烧瓶,故选A。
21.如图是中学化学中常用于化合物分离和提纯的装置,回答下列问题:
(1)装置A用于 操作;装置B中被加热仪器的名称为 ;装置C中被加热的仪器的名称为 ;冷凝水的水流方向为 (填“上进下出”或“下进上出”),装置D中的玻璃仪器有烧杯和 。
(2)我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取抗疟药物青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下:
已知:青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,熔点为156~157℃,沸点为389.9℃,热稳定性差。屠呦呦团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程,实验结果如表所示:
溶剂
水
乙醇
乙醚
沸点/℃
100
78
35
提取效率
几乎为0
35%
95%
①对黄花蒿进行破碎的目的是 ;用水作溶剂,提取无效的原因可能是 。
②研究发现,青蒿素分子中的某个原子团对热不稳定。分析用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是 。
(3)用乙醚浸提法从青蒿(粉末)中提取青蒿素的具体操作如下:
①乙醚浸提法涉及到的操作中,不会用到的装置是 。
A. B.
C. D.
②操作Ⅲ的主要过程可能是 。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶 B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液 D.加入乙醇后,再加入苯或汽油进行萃取
(4)某科研小组通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响,其结果如下图所示:
由上图可知控制其他实验条件不变,采用的最佳粒度、时间和温度为 。
(5)由上可知,在提取青蒿素的过程中,应充分考虑物质的 等性质(写出两点即可)。
【答案】(1) 过滤 蒸发皿 蒸馏烧瓶 下进上出 分液漏斗
(2) 增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率 青蒿素不溶于水 乙醚沸点比乙醇低,防止温度过高青蒿素变质
(3) BD B(4)60目、120分钟、50℃(5)溶解度、热稳定性
【分析】根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得滤液和滤渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,用重结晶法对粗品提纯;
【详解】(1)A是过滤装置,装置A用于过滤操作;B是蒸发装置,装置B中被加热仪器的名称为蒸发皿; C是蒸馏装置,被加热的仪器的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏装置中冷凝水“低进高出”,冷凝水的水流方向为下进上出,D是分液装置,D中的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗。
(2)①对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率;根据题目信息,青蒿素不溶于水,所以用水作溶剂提取无效。
②青蒿素热稳定性差,而乙醚的沸点较低,在低温下易分离,用乙醚作溶剂,可防止温度较高导致青蒿素变质。
(3)①根据乙醚浸提法的流程可知,操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸馏,操作Ⅲ为重结晶,根据图示,A为蒸馏装置,B为分液装置,C为过滤的装置,D为灼烧固体的装置,不会用到的装置是BD;
②青蒿素为白色针状晶体,易溶于乙醇、乙醚、苯和汽油等有机溶剂,不溶于水,用重结晶法对粗品提纯,应该用酒精作溶剂,所以对粗品加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,故选B;
(4)根据原料的粒度对青蒿素提取速率的影响可知,应为60目,根据提取时间对青蒿素提取速率的影响可知,时间应为120分钟,根据提取温度对青蒿素提取速率的影响可知,温度应为50℃;
(5)由上可知,青蒿素在水中溶解度极小,易溶于乙醚,提取青蒿素,应考虑物质的溶解度,青蒿素分子中的某个基团对热不稳定,因此还要考虑其热稳定性。
22.为除去粗盐中含有的硫酸钠、氯化镁、氯化钙等杂质,应加入过量的氯化钡、氢氧化钠、碳酸钠等物质,将杂质转化为沉淀过滤除去,再向滤液中加入适量的盐酸得到精盐水。该过程示意如图:
对该过程的认识中,正确的是
A.⑤操作时使用玻璃棒的目的是搅拌漏斗中的固液混合物,加快过滤速率
B.②、④两步操作顺序可以对换
C.⑤操作得到的沉淀中共有三种物质
D.⑥操作中,加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,将滤液pH调为7
【答案】D
【分析】粗盐溶解后加入氯化钡,除去硫酸根,加入氢氧化钠,除去镁离子,加入碳酸钠,除去钙离子和钡离子,过滤可分离出所有沉淀,滤液中加盐酸除去碳酸根和氢氧根,得到精盐水。
【详解】A.⑤操作是过滤,不能用玻璃棒搅拌,A错误;
B.②、④两步操作顺序不可以对换,碳酸钠溶液必须放氯化钡溶液之后,以除去引入的过量的钡离子,B错误;
C.⑤操作得到的沉淀为:硫酸钡、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钡,C错误;
D.⑥操作中,加入盐酸的目的是除去过量的氢氧化钠和碳酸钠,将滤液pH调为中性或微酸性,再经过蒸发结晶得到食盐晶体,D正确;
故选D。
23.下列基本实验操作正确的是
A.装置甲灼烧海带 B.装置乙过滤
C.装置丙制取氢氧化铁胶体 D.装置丁蒸馏
【答案】A
【详解】A.灼烧海带在坩埚中灼烧,故A正确;
B.过滤时要用玻璃棒引流,且漏斗下端尖嘴处要紧贴烧杯内壁,故B错误;
C.制备氢氧化铁胶体时应向沸水中滴加饱和溶液,继续煮沸至液体呈红褐色时停止加热,故C错误;
D.分馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,且冷凝水应“下进上出”,故D错误;
答案选A。
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