高考化学总复习物质的分离与提纯Word下载.docx
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方法:
,主要仪器或用品,
适用条件:
。
⑵两种或两种以上互溶液体的分离
方法1:
,适用条件:
如分离菠菜中的色素。
方法2:
如分离酒精和水。
⑶若两种物质互溶但沸点相差较小,一般不可用蒸馏的方法进行分离,而是通过化学反应使其中一种物质发生转化,转化为两种互不相溶或沸点相差较大的物质。
三、物质的鉴别:
物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:
依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。
鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验,根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子,鉴别通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认,可根据一种物质的特性区别于另一种,也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别。
推断是通过已知实验事实,根据性质分析推求出被检验物质的组成和名称。
我们要综合运用化学知识对常见物质进行鉴别和推断。
1.常见气体的检验
常见气体
检验方法
氢气
纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。
不是只有氢气才产生爆鸣声;
可点燃的气体不一定是氢气
氧气
可使带火星的木条复燃
氯气
黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)
氯化氢
无色有刺激性气味的气体。
在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;
用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;
将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。
二氧化硫
能使品红溶液褪色,加热后又显红色。
能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
硫化氢
无色有具鸡蛋气味的气体。
能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。
氨气
无色有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
二氧化氮
红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。
一氧化氮
无色气体,在空气中立即变成红棕色
二氧化碳
能使澄清石灰水变浑浊;
能使燃着的木条熄灭。
SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,N2等气体也能使燃着的木条熄灭。
一氧化碳
可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成CO2;
能使灼热的CuO由黑色变成红色。
甲烷
无色气体,可燃,淡蓝色火焰,生成水和CO2;
不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
乙烯
无色气体、可燃,燃烧时有明亮的火焰和黑烟,生成水和CO2。
能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
乙炔
无色无臭气体,可燃,燃烧时有明亮的火焰和浓烟,生成水和CO2,能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
2.几种重要阳离子的检验
(l)H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
(2)Na+、K+用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。
(3)Ba2+能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
(4)Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
(5)Al3+能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
(6)Ag+能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(7)NH4+铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。
(8)Fe2+能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。
或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(9)Fe3+能与KSCN溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液,能与NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
(10)Cu2+蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的CuO沉淀。
含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。
3.几种重要的阴离子的检验
(1)OH-能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
(2)Cl-能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
(3)Br-能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
(4)I-能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;
也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。
(5)SO42-能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
(6)SO32-浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。
能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。
(7)S2-能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。
(8)CO32-能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
(9)HCO3-取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。
或向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
(10)PO43-含磷酸根的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。
(11)NO3-浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。
4.几种重要有机物的检验
(1)苯能与纯溴、铁屑反应,产生HBr白雾。
能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1)难溶于水的硝基苯。
(2)乙醇能够与灼热的螺旋状铜丝反应,使其表面上黑色CuO变为光亮的铜,并产生有刺激性气味的乙醛。
乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应,将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液,有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。
(3)苯酚能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。
能与FeCl3溶液反应,生成紫色溶液。
(4)乙醛能发生银镜反应,或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热反应,生成红色的Cu2O沉淀。
5.物质检验的常见题型:
(1)不用任何试剂鉴别多种物质:
①先依据外观特征鉴别出其中一种或几种,如:
Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子形成的盐。
②无明显外观特征,可用加热法区别,如:
Na2CO3与NaHCO3。
③可用两两互滴法,根据现象分析确定,如:
CuSO4、BaCl2、Na2SO4、NH4NO3
④鉴别两种物质时可用互滴法,如:
Na2CO3与HCl等。
(2)只用一种试剂鉴别多种物质
①根据物质的水溶性、密度、酸碱性,确定能否用水或指示剂鉴别。
②鉴别多种阳离子时常用碱,鉴别多种阴离子时常用酸
③常用溴水、新制的氢氧化铜、氯化铁溶液等鉴别有机物。
(3)任选试剂鉴别多种物质:
选取操作步骤简单、试剂选用最少、现象最明显的方法。
如何将下列溶液区分开来?
MgSO4、NaCl、MgCl2、Na2SO4、(NH4)2SO4
6.物质检验的一般程序及答题要领
实验操作:
通常分两步进行,第一部取少量试样(如试样是固体的要先配制成溶液)放入容器(通常用试管)。
第二步各取少许溶液,根据要求在试样中加入已知成分和性质的试剂,并根据所发生的现象,进行分析、判断,作出结论。
答题要领:
不许用原瓶操作:
鉴别的目的是为了以后的使用,若用原瓶操作,污染了原瓶中的试剂。
要有“各取少许”字样。
不许“指名道姓”:
结论的得出,来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,应该叙述为“若……(现象),则证明有……”,叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂……”的字样,一般间答顺序为:
各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。
7.气体检验方法和思路:
检验气体的思路一般从以下几个方面考虑:
气体的颜色和气味;
水溶液的酸碱性;
助燃、可燃及燃烧现象和产物;
遇空气的变化;
其它特性。
观察法:
对于有特殊颜色的气体如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、I2蒸汽(紫色)科举颜色辨别。
溶解法:
根据溶于水现象不同区分。
如NO2和Br2蒸汽均为红棕色,但溶于水后NO2形成无色溶液,Br2形成橙色溶液。
退色法:
如SO2和CO2克用品红溶液区分。
氧化法:
被空气氧化看变化,如NO的检验。
试纸法:
利用各种试纸来检验。
星火法:
适用于由助燃性或可燃性的气体的检验。
如O2使带火星的木条复燃;
【例题分析】
[例题1](09年上海化学·
16)物质的鉴别有多种方法。
下列能达到鉴别目的的是
①用水鉴别苯、乙醇、溴苯
②用相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液
③点燃鉴别甲烷和乙炔
A.①②B.①③C.②③D.①②③
[例题2]某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl一、④Br一、⑤SO32一、⑥SO42一离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下。
步骤
操作
现象
(1)
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
(2)
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙色
(3)
向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
(4)
过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3
下列结论正确的是
A.肯定含有的离子是①④⑤B.肯定没有的离子是②⑥
C.不能确定的离子是①D.不能确定的离子是③⑤
[例题3]
(2009四川卷7).下列有关物质检验的实验结论正确的是
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
该溶液中一定含有SO2-4
B
向某溶液中加入2滴KSCN溶液,溶液不显红色。
再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为红色
该溶液中一定含有Fe2+
C
将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
该气体一定是SO2
D
将少量某物质的溶液滴加到新制的银溶液中,水浴加热后有银镜生成
该物质一定属于醛类
[例题4]实验室制备硝酸铝[Al(NO3)3·
9H2O]可使用下列方法:
下列说法或反映上述有关反应的离子方程式错误的是()
A.制备过程中加HNO3应该过量,以防止蒸发时Al(NO3)3水解
B.不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化
C.2A1+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑
D.3H++Al(OH)3==A13++3H2O
[例题5]设计一化学实验分离石英粉和氧化铁的混合物,简述实验步骤。
[例题6]六个未贴标签的试剂瓶中分别装有以下稀溶液①FeSO4、②H2SO4、③BaCl2、④H2O2、⑤Al(NO3)3及⑥NaOH。
(1)某同学想不用其它试剂,仅通过用试管取少量上述溶液进行两两混合实验而给试剂瓶贴上正确的标签,他能成功吗?
(填“能”或“不能”)
(2)实验中发现,有一组在混合时,随着试剂滴加的顺序不同而出现明显不同的现象,该组是;
有一组在混合时,随着试剂滴加后的时间不同而出现明显不同的现象,该组是,其中涉及氧化还原应的化学方程式为:
(3)鉴别后,该同学又用FeSO4做了三个体现Fe2+还原性的实验,每次加入上述两种已鉴别的物质的溶液与其混合。
试写出其中两个反应的离子方程式______。
(4)实际上实验室配制的FeSO4溶液不可长期保存,短期保存时可在FeSO4溶液配制时加入少量的上述(填编号)防止水解,若能再加上(填物质名称)效果会更好。
[例题7](2009广东卷21).(12分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O可有于摄影和蓝色印刷。
某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:
浓硫酸、1.0mol·
L-1HNO3、1.0mol·
L-1盐酸、1.0mol·
L-1NaOH、3%H2O2、0.1mol·
L-1KI、0.1mol·
L-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水,氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是。
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。
验证固体产物中钾元素存在的方法是,现象是。
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
①提出合理假设
假设1:
;
假设2:
;
假设3:
②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)
③实验过程
根据②中方案进行实验。
在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
步骤1
步骤2
步骤3
……
[例题8](09年四川理综·
26)(16分)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。
某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化的含量
请填写下列空白:
(1)移取10.00m密度为ρg/mL的过氧化氢溶液至250mL(填仪器名称)中,加水衡释至刻度,摇匀。
移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO4-+
H2O2+
H+=
Mn2++
H2O+
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
滴定到达终点的现象是。
(4)复滴定三次,平均耗用cmol/LKMnO4标准溶液VmL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学举小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。
(实验条件:
试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾演粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。
)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实验内容
实验方法
实验现象
验证氧化性
验证不稳定性
【新题赏析】
1.对某酸性溶液(可能含有Br-、SO42-、H2SO3、NH4+)分别进行如下实验:
(1)加热时放出的气体可以使品红溶液褪色。
(2)加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
(3)加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀HNO3。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()
A.Br-B.SO42-C.H2SO3D.NH4+
2.下列实验方法合理的是
A.可用水鉴别已烷、四氯化碳、乙醇三种无色液体
B.油脂皂化后可用渗析的方法使高级脂肪酸钠和甘油充分分离
C.可用澄清石灰水鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.为准确测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热,所用酸和碱的物质的量相等
3.下列除去杂质的方法正确的是()
A.除去N2中的少量O2:
通过灼热的CuO粉末收集气体
B.除去CO2中的少量HCl:
通入Na2CO3溶液,收集气体
C.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3:
加入足量铁屑,充分反应后过滤
D.除去KCl中的少量MgCl2:
加入适量NaOH溶液,过滤
4.下列物质中的杂质(括号内为杂质)不能用加热法直接除去的是()
A.Fe粉(硫粉)
B.Na2CO3粉末(NaHCO3)
C.NaCl(碘)
D.KMnO4(MnO2)
5.为了提纯下列物质(括号内为杂质),有关除杂质试剂和分离方法均正确的是()
A.苯(苯酚)——加浓溴水,振荡再过滤
B.NO(NO2)——经水洗干燥后,用瓶口向上的排空气法收集
C.乙醇(乙酸)——加入CaO,蒸馏
D.FeSO4溶液[Fe2(S04)3]——加铁粉,振荡再过滤
6.为提纯下列物质(括号内为杂质),所选用的试剂和分离方法均正确的是()
被提纯物质
除杂试剂
分离方法
乙酸乙酯(乙酸)
饱和Na2CO3
分液
氯化铵溶液(氯化铁)
NaOH
过滤
硝酸铜溶液(硝酸银)
铜粉
结晶
二氧化碳(二氧化硫)
饱和NaHCO3
洗气
7.在KCl粉末里混有少量的CaCl2和MgSO4,为得到纯KCl晶体,在提纯时用到以下操作(所加入的试剂都是稍过量的)①加水溶解②在蒸发皿中蒸发得到晶体③加入BaCl2溶液④加盐酸⑤加入KOH溶液⑥加入K2CO3溶液⑦过滤。
其中正确的操作顺序是()
A.①③⑦⑤⑥④②B.①③⑤⑥⑦④②
C.①⑤⑥③⑦④②D.①③⑥⑤⑦④②
8.现有一瓶由NH4+、Cl-、NO3-、CO32-、SO42-、SO32-、OH-等离子中的某几种组成的混合物。
用A、B、C三支试管,各取少量该混合液,分别进行如下实验:
(1)向试管A中滴加Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀析出。
(2)向试管B中加入稀HNO3至溶液呈酸性,有无色气体冒出。
继续加入AgNO3溶液或Ba(NO3)2溶液,均无沉淀生成。
(3)取试管C滴加几滴酚酞试液,溶液呈红色,再加入Cu片和浓H2SO4共热,一段时间后,试管口冒红棕色的气体。
根据上述实验现象推断,原溶液中可能含有离子,一定不可能含有离子。
9.Cu+在酸性溶液性质不稳定,可发生自身氧化还原生成Cu2+和Cu。
现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3溶液及pH试纸,而没有其它试剂,简述如何用最简便的方法来检验CuO经H2还原所得的红色产物是否含有碱性氧化物Cu2O。
10.消除碘缺乏病的有效措施之一,就是在食盐中加入一定量的KIO3。
已知在溶液中IO3-可与I-发生反应:
IO3-+I-+6H+=3I2+3H2O.根据此反应,可用试纸和一些生活中常见的物质进行检验,证明食盐中存在IO3-。
可供选用的物质有:
自来水,
蓝色石蕊试纸,
碘化钾淀粉试纸,
淀粉,
食糖,
食醋,
白酒,
食用油。
请写出证明食盐中存在IO3-的实验步骤(仪器部分免述)。
11.有7瓶有机物A、B、C、D、E、F、G,它们可能是苯、甲苯、己烯、苯酚、乙醇、乙醛、乙酸,为确定每瓶成分,进行下列实验:
取7种少量有机物,分别加水,振荡后与水分层的是A、D、G;
取少量A、D、G分别加入溴水,振荡后,只有D不仅能使溴水退色,而且油层也无色;
取少量A、G,分别加入酸性KMnO4溶液,振荡后,G能使酸性KMnO4溶液退色;
取A少量,加浓H2SO4和浓HNO3,加热后倒入水中,有苦杏仁味油状液体生成;
取少量B、C、E、F,分别加入银氨溶液,经水浴加热后,只有B出现银镜;
取少量C、E、F,若分别加入金属Na,均有H2放出;
若分别加入Na2CO3溶液;
只有F有气体放出;
取少量C、E,滴入FeCl3溶液,E溶液呈紫色;
取少量C、F,混合后加浓H2SO4,加热后有果香味的油状液体生成。
试推断A、B、C、D、E、F、G各是什么物质?
12..回答下列有关实验基本操作及方法问题:
⑴在分液漏斗中用同一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时,静置分层后,如果不知道哪一层液体是“水层”,试设计一种简便的判断方法。
⑵在进行沉淀反应的实验时,如何认定沉淀已经完全?
⑶在化学实验中要通过沉淀反应分离提纯物质,如何在过滤器上进行洗涤沉淀的操作?
13.某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质,试设计一实验方案,既除去杂质,又配成
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