内容正文:
化学 必修1 第一册
第二课时 物质的分离提纯(二)
1.初步学会蒸馏、萃取、分液等实验技能。2.初步了解根据混合物的性质,选择不同的分离方法对物质进行分离。
一、蒸馏
蒸馏是指把液态物质加热至沸点,使之汽化,然后将蒸气重新冷凝成液体的操作过程。运用蒸馏的方法,可分离沸点相差较大的液体混合物,也可以除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。
二、萃取和分液
1.萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂(也称萃取剂)中的操作。
2.分液是利用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开的操作。分液操作一般与萃取结合使用。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)蒸馏时温度计的水银球应插入液面以下。( )
(2)蒸馏操作中,开始蒸馏时,应该先加热再开冷凝水;蒸馏完毕,应该先关冷凝水再撤酒精灯。( )
(3)若用CCl4萃取Br2后的水层还有颜色,可以再进行萃取,直到水层无色。( )
(4)在进行分液时为使液体顺利滴下,应取下分液漏斗顶部的塞子。( )
(5)可以用分液漏斗分离水和乙醇的混合物。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
启思研讨 教师独具内容
出身于法国贵族的化学家拉瓦锡通过实验从空气中分离出氧气和氮气。诺贝尔奖得主、中国药学家屠呦呦,利用乙醚作为萃取剂从中草药中成功分离出青蒿素。
[问题探究]
1.萃取和分液通常同时进行,有人说这其实是一种分离方法,你认为对吗?
提示:不对。萃取是从混合物中提取出某种物质,但是还存在于一个容器中;分液是把在一个容器中已经分层的两种液体分到两个容器中。
2.已知碘在酒精中的溶解度远大于在水中的溶解度,能否使用酒精萃取碘水中的碘?
提示:不能。酒精与水互溶。
知识点一 蒸馏、萃取、分液
1.实验室制取蒸馏水
(1)实验室制取蒸馏水的装置及所用仪器如图所示:
(2)实验注意事项
①装置的连接顺序是由下到上,由左到右。
②蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于其容积的~之间,不可将溶液蒸干。
③蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止液体暴沸。
④冷凝管中的冷却水从下口进,从上口出。
⑤蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网。
2.萃取与分液
(1)操作步骤以用四氯化碳萃取溴水中的溴为例
(2)注意事项
①分液漏斗使用前要洗涤并检漏。
②振荡时,要不时打开旋塞放气,以防止分液漏斗内压强过大引起危险。
③分液时下层液体要从下口流出,上层液体要从上口倒出,总结为“下泻上吐”。
④在放出下层液体时一定要使分液漏斗的上口和空气连通。
3.萃取剂的选择
(1)萃取剂必须满足以下三点要求
①与原溶液中的溶剂互不相溶,互不反应。
②溶质在萃取剂中的溶解度要远大于在原溶剂中的溶解度。
③与溶质不发生化学反应。
(2)常用的萃取剂:四氯化碳、苯等。
与水的密度比较:ρ(CCl4)>ρ(H2O)>ρ(苯)。
1.关于蒸馏实验,下列叙述错误的是( )
A.在蒸馏烧瓶中盛放约容积的液体
B.蒸馏烧瓶不用垫石棉网,可直接加热
C.蒸馏操作时,若加热一段时间后发现忘加沸石,应冷却后补加
D.收集馏分时,弃去刚开始馏出的部分
答案:B
2.选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,其中萃取剂应具备的性质是( )
A.不溶于水,且必须易与碘发生化学反应
B.不溶于水,且比水更容易使碘溶解
C.不溶于水,且必须比水密度大
D.不溶于水,且必须比水密度小
答案:B
解析:萃取剂应满足三个条件:①与原溶液中溶质不发生化学反应;②与原溶剂互不相溶,互不反应;③溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的大。
知识点二 分离提纯方法的选择
1.混合物分离与提纯的“四个原则”和“四个必须”
(1)“四个原则”:一是不增加新的杂质;二是不减少被提纯物质;三是被提纯物质与杂质易分离;四是被提纯物质易复原。
(2)“四个必须”:一是除杂试剂必须过量;二是过量试剂必须除尽;三是除杂途径必须最佳;四是除去多种杂质时,必须考虑加入试剂的先后顺序。
2.“固+固”混合物的分离(提纯)
3.“固+液”混合物的分离(提纯)
4.“液+液”混合物的分离(提纯)
3.现有三组实验:①除去混在植物油中的水;②回收碘的CCl4溶液中的CCl4;③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。分离以上各混合液的方法依次是( )
A.分液、萃取、蒸馏 B.萃取、蒸馏、分液
C.分液、蒸馏、萃取 D.蒸馏、萃取、分液
答案:C
4.下列除杂所选用的试剂及操作方法均正确的一组是(括号内为杂质)( )
选项
待提纯的物质
选用的试剂
操作方法
A
NaCl(Na2CO3)
盐酸
蒸发结晶
B
CO2(CO)
O2
点燃
C
H2O(I2)
酒精
萃取
D
Fe(OH)3胶体(FeCl3)
过滤
答案:A
解析:A项,加盐酸,发生反应:Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,然后将溶液蒸发结晶,可得到NaCl固体;B项,在CO2中CO很难点燃且除去CO的同时混入了O2;C项,酒精与水互溶,不能用作萃取剂;D项,Fe(OH)3胶体和FeCl3都能透过滤纸,过滤不能除去FeCl3。
本课总结
随堂提升
1.欲分离某CCl4和H2O的混合液,需要用到的仪器是( )
答案:C
2.下列分离物质的方法中,利用了物质的沸点不同的是( )
A.蒸馏 B.萃取
C.结晶 D.分液
答案:A
3.将碘水中的碘萃取出来的实验中,下列说法错误的是( )
A.分液漏斗使用前要检验它是否漏水
B.萃取剂要求不溶于水,且比水更容易使碘溶解
C.注入碘水和萃取剂,倒转分液漏斗反复用力振荡后立即分液
D.若用苯作萃取剂,则分层后上层液体呈紫色
答案:C
4.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.用NaOH溶液吸收少量CO2,选⑤
D.分离Na2CO3溶液和油,选④
答案:D
解析:Na2CO3溶液和油不互溶,应该采用分液的方法分离,应选③,D不合理。
5.选取下列实验方法分离物质,将分离方法的标号填在横线上。
A.萃取分液法 B.结晶法 C.分液法
D.蒸馏法 E.过滤法 F.升华法
(1) 分离饱和食盐水与沙子的混合物。
(2) 分离水和汽油的混合物。
(3) 分离四氯化碳(沸点为76.7 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)的互溶混合物。
(4) 从碘的水溶液里提取碘。
(5) 从含硝酸钾和氯化钠的混合液中分离出硝酸钾。
(6) 分离NaCl和I2的混合物。
答案:(1)E (2)C (3)D (4)A (5)B (6)F
解析:(6)I2易升华,可用升华法分离NaCl和I2的混合物。
课时作业
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是( )
A.溴和四氯化碳 B.溴和苯
C.水和植物油 D.水和乙醇
答案:C
解析:溴易溶于四氯化碳、苯,水和乙醇互溶,植物油不溶于水。
2.下列实验操作中正确的是( )
A.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出后,再取一个容器将上层液体继续从下口放出
D.蒸馏操作时,冷凝管中的冷凝水流向原则是上进下出
答案:B
3.为了除去氯化钠中的少量溴化钠,常用方法是配成溶液,向溶液中加入足量新制氯水(含有Cl2),发生反应2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,然后加入四氯化碳,经振荡、放气、静置、分液、蒸发结晶后,可得到氯化钠。下列分析错误的是( )
A.加入四氯化碳的操作叫萃取
B.静置后四氯化碳层在下层
C.可以用乙醇代替四氯化碳
D.分液时,水层从分液漏斗上口倒出
答案:C
4.下列实验装置及操作都正确的是( )
A.图甲:分液过程
B.图乙:蒸干溶液制碳酸氢钠固体
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
5.下列分离方法正确的是( )
A.分离汽油和水可以用结晶的方法
B.除去氯化钠溶液中的泥沙用分液的方法
C.分离醋酸(沸点118 ℃)与乙酸乙酯(沸点77.1 ℃)的混合物用蒸馏的方法
D.从含有少量氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾用过滤的方法
答案:C
解析:汽油与水互不相溶,采用分液的方法分离,A错误;除去氯化钠溶液中的泥沙应用过滤法,B错误;混有少量氯化钠的硝酸钾应用冷却结晶的方法提纯,D错误。
6.下列括号中的分离方法运用得当的是( )
A.植物油和自来水(蒸馏)
B.水溶液中的食盐和碘(分液)
C.碳酸钙和氯化钙的固体混合物(溶解、过滤、蒸发)
D.自来水中的杂质(萃取)
答案:C
解析:A项,植物油和自来水是互不相溶的两种液体,其混合物可用分液法分离;B项,碘最适合用萃取法分离;D项,可用蒸馏的方法除去自来水中的杂质。
7.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
除去KCl中的MnO2
蒸发结晶
溶解度不同
B
除去固体碘中的NaCl
加热、升华
NaCl的熔点高,碘易升华
C
分离淀粉溶液和NaCl溶液
过滤
分散质粒子的大小不同
D
分离汽油和柴油
分液
汽油和柴油的密度不同
答案:B
解析:A项,KCl易溶于水,MnO2难溶于水,因此除去KCl中的MnO2,先溶解,再过滤,再蒸发结晶得到氯化钾;C项,淀粉溶液和氯化钠溶液都能透过滤纸,因此淀粉溶液和NaCl溶液不能用过滤的方法分离;D项,汽油和柴油互溶,利用两者沸点不同分离汽油和柴油。
8.下列每组中的两种物质,都能用分液漏斗分离且油层由分液漏斗上口倒出的是(已知:苯的密度比水的小且难溶于水)( )
A.汽油和水、四氯化碳和水
B.汽油和水、苯和水
C.食用油和水、醋酸和水
D.葡萄糖和水、酒精和水
答案:B
解析:A中四氯化碳的密度比水的大,分液时油层从下口放出;C中醋酸与水互溶,不能用分液的方法分离;D中葡萄糖和水、酒精和水都互溶,不能用分液的方法分离。
9.饮茶是中国人的传统饮食文化。为方便饮用,可通过以下方法制取罐装饮料茶:
上述过程说法错误的是( )
A.操作①是蒸馏
B.热水是为了加快溶解速率
C.操作③封口的目的是隔绝空气
D.操作②用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒
答案:A
解析:由流程可知,热水溶解后,①为萃取,②为分离不溶性茶渣,是过滤,对滤液加抗氧化剂后密封、灭菌,A错误;封罐可以隔绝空气,防止氧化变质,C正确;②为过滤,用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒,D正确。
10.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
除去硝酸钾固体中的杂质氯化钠
重结晶
氯化钠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
答案:D
解析:水与乙醇互溶,不能用乙醇萃取水中的碘,A错误;水与乙醇互溶,不能用分液法分离,B错误;硝酸钾和氯化钠在不同温度下溶解度变化差别很大,可用重结晶法提纯硝酸钾,C错误。
11.青蒿素是一种无色针状晶体,易溶于有机溶剂,几乎不溶于水,熔点为156~157 ℃,热稳定性差。提取青蒿素的流程如图所示(已知:乙醚的沸点为35 ℃),下列说法错误的是( )
A.破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
B.操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯
C.操作Ⅱ利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大
D.操作Ⅲ的主要过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
答案:D
解析:由题给流程可知,用乙醚提取破碎、干燥的青蒿中的青蒿素,过滤得到青蒿素的乙醚提取液;提取液经蒸馏得到乙醚和粗品,向粗品中加入有机溶剂溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到精品青蒿素。青蒿素易溶于有机溶剂,几乎不溶于水,故操作Ⅲ中不能用水溶解,D错误。
二、非选择题
12.工业上通常用工业酒精和生石灰混合蒸馏法制取无水乙醇。如图是实验室中模拟工业原理制取无水乙醇的装置。回答下列问题:
(1)指出图中的三处错误: 、 、 。
(2)除去工业酒精中的水的原理是(用化学方程式表示) 。
(3)装置中仪器A、B、C的名称分别是A ;B ;C 。
(4)在蒸馏操作中,仪器B中加入沸石(碎瓷片)的作用是 。
答案:(1)给烧瓶加热未垫石棉网 温度计的水银球不应插入溶液中 冷却水的进出方向接反了
(2)CaO+H2O===Ca(OH)2
(3)温度计 蒸馏烧瓶 冷凝管
(4)防止暴沸
13.实验室里从海藻中提取碘的流程如图所示:
(1)写出A的化学式: 。
(2)步骤③操作所需要的玻璃仪器是 、 、 。
(3)下列有机溶剂中不可作为溶剂G的有 (填字母)。
A.酒精 B.四氯化碳 C.醋酸 D.汽油 E.苯
(4)步骤⑤的操作名称是 、分液。
(5)步骤⑤中,若选用(3)中的 (填溶剂名称)为溶剂G,分液时,应先把溶液 (填“E”或“F”)从分液漏斗的下口排出,再把另一溶液从分液漏斗的上口倒出。
答案: (1)H2O (2)漏斗 烧杯 玻璃棒 (3)AC (4)萃取
(5)四氯化碳 F(或汽油 E或苯 E)
解析:海藻灼烧的产物为二氧化碳、水和灰分等;步骤③操作为过滤,需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒;步骤⑤操作为萃取、分液,若选用四氯化碳作萃取剂时,下层液体为碘的四氯化碳溶液,上层液体为水层;若选用汽油或苯作萃取剂时,上层液体为有机层,下层液体为水层。
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