1.3 化学中常用的实验方法 第2课时（导学案）化学沪科版必修第一册

1.3 化学中常用的实验方法 第2课时 物质的分离与提纯 一、知识目标 1.理解常见物质的制备和分离原理，掌握过滤、蒸发、蒸馏、分液、萃取等相应的实验操作方法。 2.掌握冷却结晶、重结晶的原理及应用，学会根据物质溶解度随温度的变化曲线选择合适的分离提纯方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识混合物的分离提纯需求，从微观上理解各分离方法依据的物质性质差异，如溶解性、沸点等。 2.科学探究与创新意识：通过对不同分离提纯方法的实验操作和探究，培养实验操作能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要性。 3.科学态度与社会责任：认识到物质分离提纯在实际生产生活中的重要应用，如香料提取、海水淡化等，培养严谨的科学态度和社会责任感。 一、学习重点 1.过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液等分离提纯方法的原理、操作及注意事项。 2.根据物质性质选择合适的分离提纯方法。 二、学习难点 1.对各分离提纯方法原理的深入理解。 2.综合运用所学方法解决实际混合物分离提纯问题。 一、过滤、结晶和蒸馏 1.过滤 作用 分离不溶性固体与液体 仪器 铁架台、漏斗(带滤纸)、烧杯、玻璃棒 操作 “一贴，二低，三靠”： 一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。 二低：a.滤纸边缘低于漏斗边缘；b.液面低于滤纸边缘； 三靠：a.烧杯口尖嘴处紧靠玻璃棒；b.玻璃棒末端紧靠三层滤纸；c.漏斗末端尖嘴处紧靠烧杯内壁 过滤后滤液仍浑浊的原因 a.盛接滤液的烧杯不干净；b.倾倒液体时液面高于滤纸边缘；c，滤纸破损等 2.结晶 结晶法 蒸发结晶 如NaCl（海水晒盐）适用于溶解度随温度变化不大的物质。析出晶体后溶液的溶质质量分数不变 降温结晶（冷却热的饱和溶液） 如KNO3适用于溶解度随温度变化大的物质。析出晶体后溶液的溶质质量分数减小。 3.蒸馏 实验装置 原理 根据液态混合物中各成分的沸点不同进行分离的一种方法 作用 蒸馏适用于分离和提纯液态混合物，或除去混在液体中的杂质，如实验室采用蒸馏的方法制取蒸馏水 实验步骤 ①在烧瓶中加入约三分之一体积的硬水，再加入几粒沸石(或碎瓷片)； ②按图乙所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气； ③加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈； ④弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热； ⑤用肥皂水比较水蒸馏前后的硬度变化 注意事项 ①烧瓶下面应垫陶土网加热，以使其受热均匀； ②烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片)，防止加热时出现暴沸现象； ③温度计的水银球应对着蒸馏烧瓶的支管口，用于测量出口蒸气的温度； ④冷却水的流向应下进上出，逆流冷却效果较好； ⑤制取蒸馏水的简易装置中导气管要长，便于水蒸气冷却； ⑥弃去开始馏出的部分液体，因为其中可能含有低沸点的杂质和仪器表面的杂质。 2．萃取和分液 1.萃取 （1） 萃取原理 液-液萃取是利用溶质在两种互不相容的溶剂里溶解能力的不同，用一种溶剂（萃取剂）将其从原溶剂中提取出来的方法。 （2） 萃取剂的要求 ①萃取剂与原溶剂 不互溶 ； ②溶质在萃取剂中的溶解度 远大于 在原溶剂中的溶解度； ③萃取剂与原溶液中的成分不反应。 2. 分液 （1）适用范围：分离两种 互不相容 的液体的操作方法。 （2）实验装置：分液使用的仪器是 分液漏斗 ，另外还需要烧杯与铁架台进行辅助。 （3）注意事项： ①分液漏斗使用前要 捡漏 ； ②分液时，先把下层液体从 下口 放出，再把上层液体从 上口 倒出。 烧杯 分液漏斗 （一）问题探究 1.查找资料，了解醇沉法和溶剂浸提法在化工生产中的其他应用实例。 2.调查生活中还有哪些地方用到了物质的分离提纯方法，举例说明。 （二）问题思考 学习任务一：过滤与蒸发、结晶 活动一：过滤与蒸发、结晶的概念引入 1.什么是物质的分离提纯？分离和提纯有什么区别？ 答案：将混合物中的杂质分离出来提高纯度的操作叫做物质的分离提纯。将混合物中的组分分开，这种操作称为分离；去除杂质得到纯物质的操作则称为提纯。 2.下列关于物质分离和提纯的说法，正确的是（ ） A. 分离就是提纯，二者没有本质区别 B. 分离和提纯都必须通过化学方法才能实现 C. 分离和提纯的目的都是得到纯净物 D. 分离是把混合物中各组分分开，提纯是除去杂质得到纯净物 答案：D 解题过程：分离是把混合物中各组分分开，提纯是除去杂质得到纯净物，二者有本质区别，A错误；分离和提纯可以通过物理方法实现，如过滤、蒸发等，B错误；分离的目的不一定是得到纯净物，也可能是得到几种不同的物质，C错误；D选项说法正确。 3.下列属于物质分离提纯物理方法的是（ ） A. 用化学沉淀法除去粗盐中的、、 B. 用醇沉法分离有效成分和杂质 C. 用过滤法除去水中的泥沙 D. 用加热分解法除去固体中的 答案：C 解题过程：A选项用化学沉淀法涉及化学反应，是化学方法；B选项醇沉法虽然利用了溶解性差异，但可能涉及一些化学变化；C选项过滤法是利用溶解性差异将不溶性固体和溶液分离，属于物理方法；D选项加热分解法涉及化学反应，是化学方法。所以答案选C。 活动二：过滤操作的学习 1.过滤是利用什么原理进行分离的呢？在哪些情况下会用到过滤呢？ 答案：过滤是利用溶解性的差异，将不溶性固体和溶液分离的过程，一般用来分离不溶性固体和溶液的混合物。 2.过滤时的注意事项“一贴、二低、三靠”分别指什么？ 答案：一贴是滤纸紧贴漏斗内壁；二低是滤纸边缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠是烧杯尖嘴紧靠玻璃棒，玻璃棒下端紧靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁。 3.过滤时，下列操作不正确的是（ ） A. 滤纸要紧贴漏斗内壁 B. 漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁 C. 为了加快过滤速度，可用玻璃棒在漏斗中搅拌 D. 滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘 答案：C。解题过程：用玻璃棒在漏斗中搅拌会损坏滤纸，导致过滤失败，C选项操作不正确；A、B、D选项都是过滤操作的正确要求。 活动三：蒸发操作的学习 1.如果要分离可溶性溶质和溶剂的混合物，可以用什么方法呢？ 答案：蒸发是加热使溶剂挥发，将可溶性溶质和溶剂分离的过程。 2.蒸发时的注意事项有哪些？ 答案：加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅拌溶液，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现大量固体时，停止加热，利用余热蒸干。 3.下列关于蒸发操作的说法，错误的是（ ） A. 蒸发时要用玻璃棒不断搅拌 B. 当蒸发皿中出现少量固体时，就停止加热 C. 蒸发皿可以直接加热 D. 蒸发操作可用于从溶液中分离出可溶性溶质 答案：B。 解题过程：当蒸发皿中出现大量固体时，停止加热，利用余热蒸干，而不是出现少量固体时就停止加热，B选项说法错误；A、C、D选项说法正确。 4活动四：结晶方法的学习 1.对于溶解度受温度影响变化较大的物质，可以用什么方法使溶质从溶液中结晶析出呢？ 答案：可采取冷却热饱和溶液的方法，使溶质从溶液中结晶析出，这种方法称为冷却结晶。 2.什么是重结晶呢？ 答案：将含有少量杂质的晶体溶于水，再重新进行结晶、利用物质溶解度的差异，使杂质全部或大部分留在溶液中，这种操作称为重结晶。 3.要从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中提纯硝酸钾，可采用的方法是（ ） A. 蒸发结晶 B. 过滤 C. 冷却结晶 D. 蒸馏 答案：C 解题过程：硝酸钾的溶解度受温度影响变化较大，氯化钠的溶解度受温度影响变化较小，所以从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中提纯硝酸钾，可采用冷却结晶的方法，C选项正确；蒸发结晶适用于溶解度受温度影响较小的物质，A选项错误；过滤用于分离不溶性固体和溶液，B选项错误；蒸馏用于分离互溶的液体混合物，D选项错误。 学习任务二：蒸馏 活动一：蒸馏原理的学习 1.蒸馏的原理是什么呢？ 答案：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。 2.蒸馏是利用了物质的（ ） A. 溶解性差异 B. 密度差异 C. 沸点差异 D. 颜色差异 答案：C 解题过程：蒸馏是利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同进行分离的，C选项正确；A选项溶解性差异用于过滤等方法；B选项密度差异用于分液等方法；D选项颜色差异一般不用于常见的分离方法。 2活动二：蒸馏装置和操作注意事项的学习 1.蒸馏需要用到哪些仪器呢？蒸馏装置是怎样的呢？ 答案：用到蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管等仪器。 2.蒸馏时的注意事项有哪些？ 答案：烧瓶内液体的容积不超过三分之二，烧瓶要垫上石棉网加热，烧瓶中还要加入沸石防止暴沸。温度计下端水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处，测量馏分的温度。冷凝水从下口进，上口出。溶液不可蒸干。 3.下列关于蒸馏操作的说法，正确的是（ ） A. 蒸馏时温度计的水银球应插入溶液中 B. 蒸馏时冷凝水应从上口进，下口出 C. 蒸馏烧瓶中应加入沸石防止暴沸 D. 蒸馏时可将溶液蒸干 答案：C 解题过程：蒸馏时温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处，A选项错误；冷凝水应从下口进，上口出，B选项错误；蒸馏烧瓶中加入沸石可防止暴沸，C选项正确；蒸馏时不可将溶液蒸干，D选项错误。 学习任务三：萃取和分液 活动一：萃取原理和萃取剂选择原则的学习 1.什么是萃取呢？萃取剂选择有哪些原则呢？ 答案：利用某溶质在不同的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来。萃取剂选择的原则是溶质在萃取剂的溶解度要比在原溶剂（水）大，萃取剂与原溶剂（水）不互溶，萃取剂与溶质不反应。 2.下列可作为萃取剂从碘水中萃取碘的是（ ） A. 酒精 B. 水 C. 四氯化碳 D. 氢氧化钠溶液 答案：C 解题过程：酒精与水互溶，不能作为萃取剂，A选项错误；水不能将碘从碘水中萃取出来，B选项错误；四氯化碳符合萃取剂的选择原则，可以作为萃取剂，C选项正确；氢氧化钠溶液会与碘反应，不能作为萃取剂，D选项错误。 活动二：分液操作的学习 1.萃取之后，要把两种互不相溶的液体分开，这就是分液。分液有哪些步骤呢？ 答案：分液的步骤有检验分液漏斗是否漏水，加入溶液，加入萃取剂，振荡。使两种液体充分混合，然后旋开活塞放气。反复几次。静置分层，上层水层接近无色，下层四氯化碳层紫色。分液，打开分液漏斗顶塞，再将分液漏斗活塞旋开，使下层液体慢慢沿锥形瓶壁流下。当两种液体的交界面进入活塞孔时，关闭活塞，将上层液体从上口倒出。 2.分液时，下列操作正确的是（ ） A. 下层液体从分液漏斗上口倒出 B. 上层液体从分液漏斗下口放出 C. 分液漏斗使用前要检查是否漏水 D. 为了加快分液速度，可用玻璃棒在分液漏斗中搅拌 答案：C 解题过程：下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，A、B选项错误；分液漏斗使用前要检查是否漏水，C选项正确；用玻璃棒在分液漏斗中搅拌会破坏分层，D选项错误。 （三）归纳总结 1.请归纳过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液这几种分离提纯方法的原理、适用范围和操作要点。 分离方法 原理 适用范围 操作要点 过滤 溶解性差异 分离不溶性固体和溶液的混合物 一贴、二低、三靠；必要时洗涤沉淀 蒸发 加热使溶剂挥发 分离可溶性溶质和溶剂的混合物 搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅；出现大量固体时，停止加热，利用余热蒸干 蒸馏 沸点不同 分离互溶的液体混合物 液体容积不超过三分之二，垫石棉网加热，加沸石防止暴沸；温度计水银球置于蒸馏烧瓶支管口处；冷凝水从下口进，上口出；不可蒸干溶液 萃取 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中提取出来 萃取剂选择原则：溶质在萃取剂的溶解度大于在原溶剂，萃取剂与原溶剂不互溶，萃取剂与溶质不反应 分液 互不相溶 分离互不相溶的液体混合物 检验分液漏斗是否漏水；下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出 2.根据物质溶解度随温度的变化曲线，如何选择合适的分离提纯方法？ 答案：对于溶解度受温度影响变化较小的物质，如，可采用蒸发结晶的方法。 对于溶解度受温度影响变化较大的物质，如，可采用冷却结晶的方法。 当混合物中两种物质的溶解度受温度影响差异较大时，可根据具体情况选择冷却结晶或重结晶的方法提纯。例如，固体中含少量，可将固体混合物加入热水，搅拌、趁热过滤；固体中含少量，可将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤。 1.下列关于过滤和蒸发的说法错误的是 A．过滤时漏斗下端须紧靠烧杯内壁 B．过滤时滤纸边缘要低于漏斗边缘 C．蒸发时要用玻璃棒不断搅拌液体 D．蒸发时将液体全部蒸干后停止加热 【答案】D 【解析】过滤时要遵循“一贴、二低、三靠”的原则，漏斗下端须紧靠烧杯内壁，滤纸边缘要低于漏斗边缘，A、B选项正确；蒸发时为防止局部温度过高造成液滴飞溅，要用玻璃棒不断搅拌液体，C选项正确；当蒸发皿中出现大量固体时，应停止加热，利用余热蒸干，而不是将液体全部蒸干后停止加热，D选项错误。 2.图甲、图乙为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。 （1）A点KNO3溶液是________(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。 （2）将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有________________，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是_______________________。 （4）常温下由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是_____________。 （5）NaCl固体中含少量KNO3，提纯NaCl固体的方式是___________。 （6）KNO3固体中含少量NaCl，提纯KNO3固体的方式是__________。 （7）图乙所示为Na2SO3的溶解度随温度的变化曲线。常温下由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体的方法是________________。 【答案】（1）饱和溶液 （2）降温、加入KNO3固体、加热蒸发再冷却至原来的温度 （3）蒸发结晶 （4）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 （5）将固体混合物加入热水，搅拌、趁热过滤(或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析出，停止加热，趁热过滤) （6）将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤 （7）加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 °C条件下趁热过滤 【解析】（1）A点在KNO3的溶解度曲线上，所以A点KNO3溶液是饱和溶液。（2）将不饱和的KNO3溶液变成饱和溶液，可以通过降温、加入KNO3固体、加热蒸发再冷却至原来的温度等方法；NaCl的溶解度受温度影响较小，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是蒸发结晶。（4）KNO3的溶解度受温度影响较大，常温下由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。（5）NaCl固体中含少量KNO3，由于NaCl的溶解度受温度影响较小，KNO3的溶解度受温度影响较大，所以提纯NaCl固体可将固体混合物加入热水，搅拌、趁热过滤(或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析出，停止加热，趁热过滤)。（6）KNO3固体中含少量NaCl，提纯KNO3固体可将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤。（7）由图乙可知，Na2SO3在高于34 °C时溶解度随温度升高而减小，所以常温下由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体的方法是加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34 °C条件下趁热过滤。 3.下图是实验室蒸馏装置图。可利用此装置将海水淡化，下列说法中正确的是 A．蒸馏时应将温度计插入海水中 B．蒸馏时冷水的流向应由上而下 C．利用此法淡化海水获得淡水质量高，但能耗大 D．蒸馏时温度计位置应在离液面2～3 mm处 【答案】C 【解析】蒸馏时温度计的作用是测量馏分的温度，所以温度计下端水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处，而不是插入海水中或离液面2 - 3mm处，A、D选项错误；为了增强冷凝效果，冷凝水应下口进，上口出，即由下而上，B选项错误；蒸馏法淡化海水获得的淡水质量高，但需要加热使海水汽化，能耗大，C选项正确。 4.取2 mL饱和溴水和 1 mol CCl4进行如下实验：下面说法不正确的是 A．①说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度 B．②也可用分液漏斗完成 C．该过程可用于碘的提取 D．若将CCl4换成乙醇也能完成上述实验 【答案】D 【解析】①中溶液分层，下层为紫色，说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，A选项正确；②是分离互不相溶的液体，可用分液漏斗完成，B选项正确；该实验利用了碘在CCl4和水中溶解度的差异，可用于碘的提取，C选项正确；乙醇与水互溶，不能作为萃取剂将碘从水中萃取出来，若将CCl4换成乙醇不能完成上述实验，D选项错误。 5.下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是 A．蒸馏 B．萃取 C．重结晶 D．蒸发 【答案】A 【解析】蒸馏是利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的，利用了物质的沸点，A选项正确；萃取是利用某溶质在不同的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，利用的是溶解度差异，B选项错误；重结晶是利用物质溶解度的差异，使杂质全部或大部分留在溶液中，利用的是溶解度差异，C选项错误；蒸发是加热使溶剂挥发，将可溶性溶质和溶剂分离的过程，没有利用物质的沸点，D选项错误。 6.下列实验装置及操作都正确的是 A．图甲：萃取中的分液过程 B．图乙：蒸干溶液制碳酸铵固体 C．图丙：过滤Ca(OH)2悬浊液 D．图丁：蒸馏自来水获取蒸馏水 【答案】A 【解析】图甲中萃取后的分液操作，打开分液漏斗顶塞，再将分液漏斗活塞旋开，使下层液体慢慢沿锥形瓶壁流下，当两种液体的交界面进入活塞孔时，关闭活塞，将上层液体从上口倒出，操作正确，A选项正确；碳酸铵受热易分解，不能通过蒸干溶液的方法制碳酸铵固体，B选项错误；过滤时需要用玻璃棒引流，图丙中没有用玻璃棒引流，操作错误，C选项错误；蒸馏时温度计下端水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处，图丁中温度计位置错误，D选项错误。 7.下列分离方法与 “利用组分性质差异” 匹配不正确的是 A．蒸馏——利用组分沸点差异 B．分液——利用组分溶解性差异(是否互溶) C．萃取——利用组分密度差异 D．过滤——利用组分溶解性差异(可溶与难溶) 【答案】C 【解析】蒸馏是利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同进行分离，A选项匹配正确；分液是把两种互不相溶的液体分开，利用的是组分溶解性差异（是否互溶），B选项匹配正确；萃取是利用某溶质在不同的溶剂中的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，利用的是溶解度差异，而不是密度差异，C选项匹配不正确；过滤是利用溶解性的差异，将不溶性固体和溶液分离，利用的是组分溶解性差异（可溶与难溶），D选项匹配正确。 物质分离、提纯常用的物理方法及装置 1.固体与液体的混合物 方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明 过滤 难溶固体与 液体混合物 碳酸钙悬 浊液 、 泥 水等 (1)一贴：滤纸紧贴漏斗内壁； (2)二低： 滤纸低于漏斗口 ， 液面 低于滤纸边缘； (3)三靠： 烧杯紧靠玻璃棒 ， 玻璃 棒轻靠三层滤纸处 ， 漏斗下端紧 靠烧杯内壁 蒸发 结晶 溶质的溶解 度受温度变 化影响较小 从NaCl溶 液中提取 NaCl晶体 NaHCO3 、 FeCl3 、 Na2 SO3等的水 溶液在加热蒸干后得不到原来的 溶质 2.固体与固体的混合物 3.液体与液体的混合物 方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明 萃取、 分液 ①溶质在萃取剂中的溶解 度比在原溶剂中大 ②互不相溶的液体混 合物 ③溶质与萃取剂不反应 分离 CCl4 和水等 若提取碘水中的碘 ，分液前要先 萃 取 。 分 液 时 下 层 液 体 从下口流出， 上层液体从上口倒出 蒸馏 两种或两种以上互溶 的液体， 沸点相差较大 分离酒 精和水 蒸馏装置中温度计的水银球要放 置在蒸馏烧瓶支管口处； 为 防暴沸 ，可在蒸馏烧瓶中放几小 块沸石 或 碎瓷片 。冷凝 管中水流方向应为“下进上出 ” 考点1 过滤、结晶、蒸馏 1．进行过滤操作时应选用的一组仪器及用品是 A．玻璃棒、滤纸、烧瓶、漏斗、铁架台 B．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒 C．漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台、滤纸 D．烧杯、酒精灯、试管、铁架台、漏斗 【答案】C 【解析】过滤操作所需的仪器及用品主要包括：铁架台、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒。 2．甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图。下列说法正确的是 A．甲物质的溶解度大于乙物质的溶解度 B．甲中混有少量的乙，可采用降温结晶的方法提纯甲 C．时，甲、乙两物质的溶液中溶质质量分数一定相等 D．时，将甲物质加入到水中，充分溶解后得到的溶液的溶质质量分数为 【答案】B 【详解】A、根据溶解度曲线，温度为t1℃时，甲、乙的溶解度相等，温度小于t1℃时，甲的溶解度小于乙的溶解度，温度大于t1℃时，甲的溶解度大于乙的溶解度，因此甲物质的溶解度不一定大于乙物质的溶解度，A选项错误； B、甲、乙的溶解度均随温度的升高而增大，且甲的溶解度受温度影响较大，甲中混有少量的乙，可采用降温结晶的方法提纯甲，B选项正确； C、t1℃时，甲、乙的溶解度相等，则甲、乙的饱和溶液的溶质质量分数相等，若没有指明是饱和溶液，则甲、乙两物质的溶液中溶质质量分数不一定相等，C选项错误； D、t1℃时，甲的溶解度为30g，则100g水中最多可溶解30g甲，将甲物质加入到水中，只能溶解15g，充分溶解后得到的溶液的溶质质量分数为，D选项错误。 故选：B。 3．海洋是巨大的资源宝库，下图是从海水中获取淡水的简易装置。下列说法错误的是 A．水杯中的水是淡水 B．该过程中水分子大小发生改变 C．该过程中用到蒸馏的方法 D．获取淡水的快慢与温度有关 【答案】B 【详解】A、该装置中，水蒸发变为水蒸气，水蒸气遇冷凝结成水滴滴到水杯中，得到淡水，故水杯中的水是淡水，不符合题意； B、该过程中，只是分子之间的间隔发生了改变，分子的大小不变，符合题意； C、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，是利用蒸馏的方法，不符合题意； D、获取淡水的快慢与温度有关，温度越高，水蒸发的越快，获得淡水的速率越快，不符合题意。 故选B。 4．如图简易净水装置及制取蒸馏水简易装置，下列说法正确的是 A．甲装置能得到纯净水 B．乙装置中蒸馏得到纯净水 C．乙装置中烧杯内水的作用是密封 D．甲装置位置b放的是活性炭，位置c放的是石英砂 【答案】B 【详解】A、甲装置只能除去不溶性杂质和色素、异味，不能除去钙镁化合物等可溶性化合物，因此不能得到纯水，故该项说法错误； B、蒸馏可以除去水中的所有杂质，因此，图乙经过蒸馏后的水是纯净水，故该项说法正确； C、图乙中烧杯内水的作用是增强水蒸气的冷凝效果，故该项说法错误； B、石英砂是用来过滤较小颗粒的不溶物，活性炭主要用于吸附色素和异味，甲装置位置b放的是石英砂，位置c放的是活性炭，二者若颠倒活性炭容易堵塞，故该项说法错误； 故选B。 5．海水是宝贵的自然资源，从海水中提取食盐的主要过程如图1。 (1)在蒸发池内，海水经过风吹日晒，除去了大量 (选填“溶质”或“溶剂”)，最终得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)，上述过程利用的是 (选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)的方法。 (2)粗盐中除了氯化钠外，还含有少量泥沙等杂质。下表是氯化钠的溶解度，设计实验提纯30.0g粗盐。 温度(℃) 0 10 20 40 溶解度(g/100g水) 氯化钠 35.7 35.8 36.0 36.4 ①称量30.0g粗盐，用 (选填“10mL”、“50mL”或”100mL”)量筒量取一定量蒸馏水，将两者依次转移至 (选填“50mL”、“100mL”或“250mL”)烧杯，充分搅拌溶解： ②搭建过滤装置，用烧杯(如图2)承接滤液，漏斗下端应位于该烧杯 (选填或“a”、“b”或“c”)处附近，过滤引流时，玻璃棒紧靠漏斗(如图3)内三层滤纸的 (“x”、“y”或“z”)处附近： ③搭建蒸发装置，将滤液转移至蒸发皿，蒸发滤液，当 时停止加热； ④将所得固体转移至试剂瓶，请在图4中书写该试剂瓶的标签 。 【答案】(1) 溶剂 饱和 蒸发结晶 (2) 100mL 250mL b y 蒸发皿中出现较多固体 NaCl/氯化钠 【详解】（1）在蒸发池内，海水经过风吹日晒，水由液态变为气态，除去了大量溶剂； 最终得到的母液是析出大部分氯化钠后得到的，不能继续溶解氯化钠，仍是氯化钠的饱和溶液； 上述过程通过蒸发除去水分，进而析出晶体，利用的是蒸发结晶的方法。 （2）①根据表格信息，常温下氯化钠的溶解度为36.0g，溶解30.0g氯化钠，需要水的质量为，即83.3mL水，所需量筒为100mL量筒； 一般情况下，选用烧杯的容积应比所配制溶液的体积大一倍为宜，因此需要将两者依次转移至250mL烧杯内，充分搅拌溶解。 ②搭建过滤装置，用烧杯(如图2)承接滤液，漏斗下端应位于该烧杯中部，即b处附近； 过滤引流时，玻璃棒紧靠漏斗(如图3)内三层滤纸的中间位置，即y处附近。 ③蒸发滤液，当蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热烘干。 ④所得固体是氯化钠，盛放该固体的试剂瓶标签应填写：NaCl（或氯化钠）。 考点2 萃取和分液 6．下列图示的四种实验操作名称从左到右依次是 A．过滤、蒸发、蒸馏、分液 B．过滤、蒸馏、蒸发、分液 C．蒸发、蒸馏、过滤、分液 D．分液、蒸馏、蒸发、过滤 【答案】A 【解析】图中装置依次是过滤、蒸发、蒸馏及分液，选项A符合题意。 7．现有三组溶液：①碘的饱和水溶液 ②汽油和氯化钠溶液 ③碳酸钙和水。分离以上各混合液的正确方法依次是 A． 萃取、分液、过滤 B． 萃取、分液、蒸馏 C． 分液、蒸馏、过滤 D． 蒸馏、萃取、过滤 【答案】A 【解析】①碘不易溶于水，易溶于有机溶剂，则选择萃取法从碘的饱和水溶液分离出碘；②汽油和氯化钠溶液互不相溶，分层，且汽油在上层，则选择分液法分离；③碳酸钙和水的混合物，碳酸钙不溶于水，则选择过滤法分离；选项A符合题意。 8．萃取分液是化学实验中常用的一种分离技术。下列关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是 A．萃取操作时，可选择用酒精、四氯化碳作萃取剂 B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C．分液操作时，需依次将下层液体和上层液体从下口放出至不同烧杯中 D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞 【答案】D 【解析】A．酒精与水互溶，不会分层，不能作为萃取剂，四氯化碳可作萃取剂，故A错误； B．振荡后将分液漏斗倒放，使下端活塞朝上，打开下端活塞放气，B错误； C．分液时下层液体从下口放出，上层液体需从上口倒出，避免交叉污染，C错误； D．打开上口玻璃塞或使凹槽对准小孔，可确保内外气压平衡，液体顺利流出，D正确； 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 1.3 化学中常用的实验方法 第2课时 物质的分离与提纯 一、知识目标 1.理解常见物质的制备和分离原理，掌握过滤、蒸发、蒸馏、分液、萃取等相应的实验操作方法。 2.掌握冷却结晶、重结晶的原理及应用，学会根据物质溶解度随温度的变化曲线选择合适的分离提纯方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识混合物的分离提纯需求，从微观上理解各分离方法依据的物质性质差异，如溶解性、沸点等。 2.科学探究与创新意识：通过对不同分离提纯方法的实验操作和探究，培养实验操作能力和创新思维，体会实验探究在化学研究中的重要性。 3.科学态度与社会责任：认识到物质分离提纯在实际生产生活中的重要应用，如香料提取、海水淡化等，培养严谨的科学态度和社会责任感。 一、学习重点 1.过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液等分离提纯方法的原理、操作及注意事项。 2.根据物质性质选择合适的分离提纯方法。 二、学习难点 1.对各分离提纯方法原理的深入理解。 2.综合运用所学方法解决实际混合物分离提纯问题。 一、过滤、结晶和蒸馏 1.过滤 作用 分离不溶性固体与液体 仪器 铁架台、漏斗(带滤纸)、烧杯、玻璃棒 操作 “一贴，二低，三靠”： 一贴：滤纸紧贴______。 二低：a.滤纸边缘低于漏斗边缘；b.液面低于______； 三靠：a.烧杯口尖嘴处紧靠______；b.玻璃棒末端紧靠三层滤纸；c.漏斗末端尖嘴处紧靠______ 过滤后滤液仍浑浊的原因 a.盛接滤液的烧杯不干净；b.倾倒液体时液面高于滤纸边缘；c，滤纸破损等 2.结晶 结晶法 ______ 如NaCl（海水晒盐）适用于溶解度____________的物质。析出晶体后溶液的溶质质量分数不变 ______（______溶液） 如KNO3适用于溶解度____________的物质。析出晶体后溶液的溶质质量分数减小。 3.蒸馏 实验装置 原理 根据液态混合物中各成分的______进行分离的一种方法 作用 蒸馏适用于分离和提纯______混合物，或除去混在液体中的______，如实验室采用蒸馏的方法制取蒸馏水 实验步骤 ①在烧瓶中加入约三分之一体积的硬水，再加入几粒____________； ②按图乙所示连接好装置，使各连接部位严密不漏气； ③加热烧瓶，注意不要使液体沸腾得太剧烈； ④弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水后，停止加热； ⑤用肥皂水比较水蒸馏前后的硬度变化 注意事项 ①烧瓶下面应垫______加热，以使其____________； ②烧瓶内应加入几粒沸石(或碎瓷片)，__________________； ③温度计的水银球应对着蒸馏烧瓶的______，用于测量出口蒸气的温度； ④冷却水的流向应____________，逆流冷却效果较好； ⑤制取蒸馏水的简易装置中导气管要长，____________； ⑥弃去开始馏出的部分液体，因为其中可能含有低沸点的杂质和仪器表面的杂质。 2．萃取和分液 1.萃取 （1） 萃取原理 液-液萃取是利用溶质在两种互不相容的溶剂里溶解能力的不同，用一种溶剂（萃取剂）将其从原溶剂中提取出来的方法。 （2） 萃取剂的要求 ①萃取剂与原溶剂 ______ ； ②溶质在萃取剂中的溶解度 ______ 在原溶剂中的溶解度； ③萃取剂与原溶液中的成分不反应。 2. 分液 （1）适用范围：分离两种 ____________ 的液体的操作方法。 （2）实验装置：分液使用的仪器是 ______ ，另外还需要烧杯与铁架台进行辅助。 （3）注意事项： ①分液漏斗使用前要 ______ ； ②分液时，先把下层液体从 ______ 放出，再把上层液体从 ______ 倒出。 （一）问题探究 1.查找资料，了解醇沉法和溶剂浸提法在化工生产中的其他应用实例。 2.调查生活中还有哪些地方用到了物质的分离提纯方法，举例说明。 （二）问题思考 学习任务一：过滤与蒸发、结晶 活动一：过滤与蒸发、结晶的概念引入 1.什么是物质的分离提纯？分离和提纯有什么区别？ 2.下列关于物质分离和提纯的说法，正确的是（ ） A. 分离就是提纯，二者没有本质区别 B. 分离和提纯都必须通过化学方法才能实现 C. 分离和提纯的目的都是得到纯净物 D. 分离是把混合物中各组分分开，提纯是除去杂质得到纯净物 3.下列属于物质分离提纯物理方法的是（ ） A. 用化学沉淀法除去粗盐中的、、 B. 用醇沉法分离有效成分和杂质 C. 用过滤法除去水中的泥沙 D. 用加热分解法除去固体中的 活动二：过滤操作的学习 1.过滤是利用什么原理进行分离的呢？在哪些情况下会用到过滤呢？ 2.过滤时的注意事项“一贴、二低、三靠”分别指什么？ 3.过滤时，下列操作不正确的是（ ） A. 滤纸要紧贴漏斗内壁 B. 漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁 C. 为了加快过滤速度，可用玻璃棒在漏斗中搅拌 D. 滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘 活动三：蒸发操作的学习 1.如果要分离可溶性溶质和溶剂的混合物，可以用什么方法呢？ 2.蒸发时的注意事项有哪些？ 3.下列关于蒸发操作的说法，错误的是（ ） A. 蒸发时要用玻璃棒不断搅拌 B. 当蒸发皿中出现少量固体时，就停止加热 C. 蒸发皿可以直接加热 D. 蒸发操作可用于从溶液中分离出可溶性溶质 4活动四：结晶方法的学习 1.对于溶解度受温度影响变化较大的物质，可以用什么方法使溶质从溶液中结晶析出呢？ 2.什么是重结晶呢？ 3.要从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中提纯硝酸钾，可采用的方法是（ ） A. 蒸发结晶 B. 过滤 C. 冷却结晶 D. 蒸馏 学习任务二：蒸馏 活动一：蒸馏原理的学习 1.蒸馏的原理是什么呢？ 2.蒸馏是利用了物质的（ ） A. 溶解性差异 B. 密度差异 C. 沸点差异 D. 颜色差异 2活动二：蒸馏装置和操作注意事项的学习 1.蒸馏需要用到哪些仪器呢？蒸馏装置是怎样的呢？ 2.蒸馏时的注意事项有哪些？ 3.下列关于蒸馏操作的说法，正确的是（ ） A. 蒸馏时温度计的水银球应插入溶液中 B. 蒸馏时冷凝水应从上口进，下口出 C. 蒸馏烧瓶中应加入沸石防止暴沸 D. 蒸馏时可将溶液蒸干 学习任务三：萃取和分液 活动一：萃取原理和萃取剂选择原则的学习 1.什么是萃取呢？萃取剂选择有哪些原则呢？ 2.下列可作为萃取剂从碘水中萃取碘的是（ ） A. 酒精 B. 水 C. 四氯化碳 D. 氢氧化钠溶液 活动二：分液操作的学习 1.萃取之后，要把两种互不相溶的液体分开，这就是分液。分液有哪些步骤呢？ 2.分液时，下列操作正确的是（ ） A. 下层液体从分液漏斗上口倒出 B. 上层液体从分液漏斗下口放出 C. 分液漏斗使用前要检查是否漏水 D. 为了加快分液速度，可用玻璃棒在分液漏斗中搅拌 （三）归纳总结 1.请归纳过滤、蒸发、蒸馏、萃取和分液这几种分离提纯方法的原理、适用范围和操作要点。 分离方法 原理 适用范围 操作要点 过滤 蒸发 蒸馏 萃取 分液 2.根据物质溶解度随温度的变化曲线，如何选择合适的分离提纯方法？ 1.下列关于过滤和蒸发的说法错误的是 A．过滤时漏斗下端须紧靠烧杯内壁 B．过滤时滤纸边缘要低于漏斗边缘 C．蒸发时要用玻璃棒不断搅拌液体 D．蒸发时将液体全部蒸干后停止加热 2.图甲、图乙为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。 （1）A点KNO3溶液是________(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。 （2）将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有________________，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是_______________________。 （4）常温下由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是_____________。 （5）NaCl固体中含少量KNO3，提纯NaCl固体的方式是___________。 （6）KNO3固体中含少量NaCl，提纯KNO3固体的方式是__________。 （7）图乙所示为Na2SO3的溶解度随温度的变化曲线。常温下由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体的方法是________________。 3.下图是实验室蒸馏装置图。可利用此装置将海水淡化，下列说法中正确的是 A．蒸馏时应将温度计插入海水中 B．蒸馏时冷水的流向应由上而下 C．利用此法淡化海水获得淡水质量高，但能耗大 D．蒸馏时温度计位置应在离液面2～3 mm处 4.取2 mL饱和溴水和 1 mol CCl4进行如下实验：下面说法不正确的是 A．①说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度 B．②也可用分液漏斗完成 C．该过程可用于碘的提取 D．若将CCl4换成乙醇也能完成上述实验 5.下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是 A．蒸馏 B．萃取 C．重结晶 D．蒸发 6.下列实验装置及操作都正确的是 A．图甲：萃取中的分液过程 B．图乙：蒸干溶液制碳酸铵固体 C．图丙：过滤Ca(OH)2悬浊液 D．图丁：蒸馏自来水获取蒸馏水 7.下列分离方法与 “利用组分性质差异” 匹配不正确的是 A．蒸馏——利用组分沸点差异 B．分液——利用组分溶解性差异(是否互溶) C．萃取——利用组分密度差异 D．过滤——利用组分溶解性差异(可溶与难溶) 物质分离、提纯常用的物理方法及装置 1.固体与液体的混合物 方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明 过滤 难溶固体与 液体混合物 碳酸钙悬 浊液 、 泥 水等 (1)一贴：滤纸紧贴漏斗内壁； (2)二低： 滤纸低于漏斗口 ， 液面 低于滤纸边缘； (3)三靠： 烧杯紧靠玻璃棒 ， 玻璃 棒轻靠三层滤纸处 ， 漏斗下端紧 靠烧杯内壁 蒸发 结晶 溶质的溶解 度受温度变 化影响较小 从NaCl溶 液中提取 NaCl晶体 NaHCO3 、 FeCl3 、 Na2 SO3等的水 溶液在加热蒸干后得不到原来的 溶质 2.固体与固体的混合物 3.液体与液体的混合物 方法 装置或主要仪器 适用条件 实例 说明 萃取、 分液 ①溶质在萃取剂中的溶解 度比在原溶剂中大 ②互不相溶的液体混 合物 ③溶质与萃取剂不反应 分离 CCl4 和水等 若提取碘水中的碘 ，分液前要先 萃 取 。 分 液 时 下 层 液 体 从下口流出， 上层液体从上口倒出 蒸馏 两种或两种以上互溶 的液体， 沸点相差较大 分离酒 精和水 蒸馏装置中温度计的水银球要放 置在蒸馏烧瓶支管口处； 为 防暴沸 ，可在蒸馏烧瓶中放几小 块沸石 或 碎瓷片 。冷凝 管中水流方向应为“下进上出 ” 考点1 过滤、结晶、蒸馏 1．进行过滤操作时应选用的一组仪器及用品是 A．玻璃棒、滤纸、烧瓶、漏斗、铁架台 B．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒 C．漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台、滤纸 D．烧杯、酒精灯、试管、铁架台、漏斗 2．甲、乙两种固体物质的溶解度曲线如图。下列说法正确的是 A．甲物质的溶解度大于乙物质的溶解度 B．甲中混有少量的乙，可采用降温结晶的方法提纯甲 C．时，甲、乙两物质的溶液中溶质质量分数一定相等 D．时，将甲物质加入到水中，充分溶解后得到的溶液的溶质质量分数为 3．海洋是巨大的资源宝库，下图是从海水中获取淡水的简易装置。下列说法错误的是 A．水杯中的水是淡水 B．该过程中水分子大小发生改变 C．该过程中用到蒸馏的方法 D．获取淡水的快慢与温度有关 4．如图简易净水装置及制取蒸馏水简易装置，下列说法正确的是 A．甲装置能得到纯净水 B．乙装置中蒸馏得到纯净水 C．乙装置中烧杯内水的作用是密封 D．甲装置位置b放的是活性炭，位置c放的是石英砂 5．海水是宝贵的自然资源，从海水中提取食盐的主要过程如图1。 (1)在蒸发池内，海水经过风吹日晒，除去了大量 (选填“溶质”或“溶剂”)，最终得到的母液是氯化钠的 (选填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)，上述过程利用的是 (选填“降温结晶”或“蒸发结晶”)的方法。 (2)粗盐中除了氯化钠外，还含有少量泥沙等杂质。下表是氯化钠的溶解度，设计实验提纯30.0g粗盐。 温度(℃) 0 10 20 40 溶解度(g/100g水) 氯化钠 35.7 35.8 36.0 36.4 ①称量30.0g粗盐，用 (选填“10mL”、“50mL”或”100mL”)量筒量取一定量蒸馏水，将两者依次转移至 (选填“50mL”、“100mL”或“250mL”)烧杯，充分搅拌溶解： ②搭建过滤装置，用烧杯(如图2)承接滤液，漏斗下端应位于该烧杯 (选填或“a”、“b”或“c”)处附近，过滤引流时，玻璃棒紧靠漏斗(如图3)内三层滤纸的 (“x”、“y”或“z”)处附近： ③搭建蒸发装置，将滤液转移至蒸发皿，蒸发滤液，当 时停止加热； ④将所得固体转移至试剂瓶，请在图4中书写该试剂瓶的标签 。 考点2 萃取和分液 6．下列图示的四种实验操作名称从左到右依次是 A．过滤、蒸发、蒸馏、分液 B．过滤、蒸馏、蒸发、分液 C．蒸发、蒸馏、过滤、分液 D．分液、蒸馏、蒸发、过滤 7．现有三组溶液：①碘的饱和水溶液 ②汽油和氯化钠溶液 ③碳酸钙和水。分离以上各混合液的正确方法依次是 A． 萃取、分液、过滤 B． 萃取、分液、蒸馏 C． 分液、蒸馏、过滤 D． 蒸馏、萃取、过滤 8．萃取分液是化学实验中常用的一种分离技术。下列关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是 A．萃取操作时，可选择用酒精、四氯化碳作萃取剂 B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气 C．分液操作时，需依次将下层液体和上层液体从下口放出至不同烧杯中 D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞 / 学科网（北京）股份有限公司 $$