内容正文:
第二讲 物质的分离与提纯
|内|容|与|目|标|
1.掌握常见物质的分离方法(物理法和化学法)。
2.能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行分离和提纯。
逐点清(一) 物质的分离、提纯常用物理方法
(一)物质分离与提纯的区别
分离
将混合物的各组分分开,获得几种纯净物的过程
提纯
将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂
(二)物质分离、提纯的物理方法
1.固液分离
(1)图1为 装置,适用于不溶性固体与液体的分离。操作注意:一贴、二低、三靠。
(2)图2为蒸发装置,溶解度随温度变化不大的易溶性固体溶质,采用蒸发结晶;溶解度受温度变化较大的易溶性固体溶质或带有结晶水的晶体,采用蒸发浓缩、降温结晶的方法。
注意:在蒸发结晶操作中:①玻璃棒的作用为搅拌,防止液体局部过热而飞溅;②当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干。
2.液液分离
(1)①萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来;
②图3为分液装置,分离两种互不相溶且易分层的液体。下层液体从 放出,上层液体由 倒出。
(2)图4为蒸馏装置,分离 相差较大且互溶的液体混合物。
注意:①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸;③冷凝管水流方向为下口进,上口出。
3.固固分离
图5为升华装置,适应于某种组分易 的混合物的分离。
[基本能力自查]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体 ( )
(2)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离 ( )
(3)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇 ( )
(4)在蒸馏过程中,若发现忘加沸石,应停止加热立即补加 ( )
(5)利用加热的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物 ( )
(6)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤 ( )
2.(2024·上海卷)过滤操作中需要的玻璃仪器除烧杯和玻璃棒外,还需要 。
A.分液漏斗 B.漏斗
C.容量瓶 D.蒸发皿
3.(2023·河北卷)《本草纲目》中记载了粗食盐的一种制作过程:“取盐于池旁耕地沃以池水,每得南风急,则宿夕成盐。”若将粗食盐在实验室提纯,不涉及的操作是 ( )
A.溶解 B.蒸发 C.过滤 D.蒸馏
4.提取海带中I2的实验中,所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是 ( )
5.(2024·湖北卷)关于物质的分离、提纯,下列说法错误的是 ( )
A.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4
B.过滤法分离苯酚和NaHCO3溶液
C.萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素
D.重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸
逐点清(二) 物质的分离、提纯常用化学方法
(一)物质分离、提纯中的“四原则”“三必须”
四原则
不增(不增加新的杂质)
不减(不减少被提纯的物质)
易分离(被提纯物质与杂质容易分离)
易复原(被提纯物质要易复原)
三必须
除杂试剂必须过量
过量试剂必须除尽
除杂途径必须选最佳
(二)物质分离、提纯中常用的化学方法
化学方法
原理
举例
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
如除产品中所含杂质
离子Cl-、S、C
及Mg2+、Ca2+、Fe3+、
Fe2+、Cu2+等
气化法
将杂质离子转化为气体
如除产品中所含杂质离子C、HC、S、
HS、N等
杂转纯法
将杂质转化为需要提纯的物质
杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(对应用酸、酸酐或碱)
氧化还
原法
用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质
如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼热的铜网除去N2中的O2
热分解法
加热使不稳定的物质分解除去
如除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱
溶解
法
利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离
如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
调pH法
加入试剂调节溶液的pH,使溶液中某种成分生成沉淀而除去
如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去
电解法
利用电解原理除去杂质
如精炼Cu
注意:气体中杂质气体可以用固体吸收(球形干燥管或U形管)、溶液吸收(洗气瓶)、固体加热吸收(硬质玻璃管)。
[基本能力自查]
1.除去气体中的杂质通常有如下3套装置,请选择合适的装置序号填入下列空格中。
注:括号内为杂质气体
(1)CO2(HCl): 。
(2)CO2(CO): 。
(3)CO(CO2): 。
2.请按要求填写合适的除杂方法或化学方程式(括号内为杂质)。
(1)NaCl(I2): 。
(2)Fe2O3(Al2O3):加过量NaOH溶液,过滤、洗涤,离子方程式: 。
(3)CuO(C): ,化学方程式: 。
(4)镁粉(铝粉): ,
化学方程式: 。
(5)CO2(HCl): 。
3.下列各组物质分离提纯方法及依据均正确的是 ( )
分离提纯方法
依据
A
重结晶法除去苯甲酸中的氯化钠
温度对溶解度的影响不同
B
氢氧化钠溶液洗气法除去CO2中的HCl
化学性质不同
C
分液法分离乙酸正丁酯和正丁醇
沸点不同
D
加热法除去碳酸氢钠固体中的碳酸钠
热稳定性不同
4.(2023·福建卷)从苯甲醛和KOH溶液反应后的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如下:
已知甲基叔丁基醚的密度为0.74 g·cm-3。下列说法错误的是 ( )
A.“萃取”过程需振荡、放气、静置分层
B.“有机层”从分液漏斗上口倒出
C.“操作X”为蒸馏,“试剂Y”可选用盐酸
D.“洗涤”苯甲酸,用乙醇的效果比用蒸馏水好
渗透实验在平时(3)——物质分离、提纯操作的规范描述
1.用特定洗涤液洗涤
蒸馏水
除去表面的可溶性杂质
冰水
除去表面的可溶性杂质,降低××的溶解损耗
××饱
和溶液
除去表面的可溶性杂质,降低××的溶解损耗
醇洗
除去××晶体表面水分,易于干燥
2.洗涤操作
沿玻璃棒向过滤器(漏斗)中注入适量蒸馏水(或其他洗涤液)至恰好浸没沉淀,待其自然流尽后,重复操作2~3次。
3.检验沉淀是否洗净
取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中,加入××试剂(必要时加热,如检验N),不产生××沉淀(或溶液不变××色或不产生××气体),说明沉淀已经洗涤干净。
[提能训练]
1.在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时,可以在混合物中加入过量BaCl2溶液沉淀S,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,试问:
(1)怎样判断S是否沉淀完全?
(2)过滤完毕后,为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)?
(3)沉淀的洗涤方法?
(4)怎样判断沉淀是否洗净?
2.草酸铁钾{Kx[Fe(C2O4)y]·3H2O(Fe为+3价)}为亮绿色晶体,易溶于水,难溶于乙醇。110 ℃失去结晶水,230 ℃或见光易分解,是一种军用光敏材料。实验室制备草酸铁钾的流程如下:
(1)结晶时将饱和溶液用冰水浴冷却的目的是 ,避光晾干的目的是 。
(2)用乙醇洗涤而未用水洗涤的目的是
。
3.(2025·成都高三统考)锶(Sr)为第五周期第ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl2·6H2O)具有很高的经济价值,61 ℃时晶体开始失去结晶水,100 ℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物等杂质)制备高纯六水氯化锶晶体的过程如图所示。
(1)写出在浆液中加入盐酸时主要发生反应的离子方程式: 。
(2)步骤③所得滤渣的主要成分为 (填化学式),调节溶液pH至8~10,宜选用的试剂为 (填字母)。
A.稀硫酸 B.氢氧化锶粉末
C.氢氧化钠 D.氧化锶粉末
(3)步骤⑤用饱和氯化锶溶液洗涤晶体,而不选用蒸馏水洗涤的优点是 。
(4)工业上用热风吹干六水氯化锶,选择的适宜温度范围为 (填字母)。
A.50~60 ℃ B.70~80 ℃
C.80~100 ℃ D.100 ℃以上
课下请完成课时跟踪检测(二十二)
热考主题(4)——实验操作、现象、结论的设计与评价
在选择题中考查实验操作、现象、结论的一致性问题是近几年高考的热考题型,一般以表格的形式呈现。每选项为独立的实验,虽难度不大,但“五脏俱全”,重在对学生的知识宽度和逻辑思维能力的考查。 (本主题训练见作业分册P404,课下挤时自主完成)
9 / 9
学科网(北京)股份有限公司
$$