4 第2讲 物质的分离和提纯Word格式文档下载.docx
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溶解度随温度变化较小的物质。
①玻璃棒的作用:
搅拌,防止液体或晶体局部过热而飞溅;
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。
3.如图(3),所采用的操作方法的名称:
蒸馏。
分离沸点相差较大的互溶液体混合物。
①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;
②蒸馏烧瓶内要加沸石;
③冷凝管水流方向应为“逆流”。
4.如图(4),所采用的操作方法的名称:
萃取、分液。
(1)适用范围
①萃取:
利用溶质在互不相溶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里提取出来;
②分液:
两种液体互不相溶且易分层。
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;
②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;
③萃取剂与溶质不反应。
5.如图(5),所采用的操作方法的名称:
升华。
适用范围:
对于某种组分易升华的混合物,利用物质易升华的性质在加热条件下将其分离。
6.如图(6),所采用的操作方法的名称:
渗析。
用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来,如除去淀粉胶体中的NaCl。
将要提纯的胶体装入半透膜袋中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,并不断更换蒸馏水,渗析的时间要充分。
7.如图(7),所采用的操作方法的名称:
洗气。
除去气体中能被某液体吸收的杂质气体。
①长管进气短管出气;
②被提纯的气体不能溶于洗气瓶中的液体,也不能与其反应。
[自我检测]
1.(热点题型)(2017·
高考全国卷Ⅰ,8,6分)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:
“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。
”文中涉及的操作方法是( )
A.蒸馏 B.升华
C.干馏D.萃取
解析:
选B。
升华是指固态物质受热直接变成气态物质,气态物质遇冷凝华为固态物质。
即砒霜样品受热使有效成分三氧化二砷变成蒸气(升华),降温,蒸气凝华成固体,从而达到分离提纯砒霜的目的,B项正确。
2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)依据物理性质选择分离方法
①(2018·
高考天津卷)屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,该过程包括萃取操作。
( )
②制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤。
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提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。
⑤NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法。
⑥根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。
(2)物质分离仪器的使用及注意事项
①分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
②蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处。
③蒸馏中,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出。
④蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。
⑤分液时要先打开分液漏斗上口的塞子,再将下层液体缓缓放入下面的烧杯中。
答案:
(1)①√ ②×
③×
④×
⑤√ ⑥×
(2)①√ ②√ ③√ ④×
⑤√
3.物质分离和提纯操作要领填空。
(1)从含有少量KNO3杂质的氯化钠溶液中分离出氯化钠固体的操作:
______________、
洗涤、干燥。
(2)从MgSO4溶液中得到MgSO4固体的实验操作包括 、冷却结晶、 、洗涤、干燥等一系列操作,在此过程中玻璃棒的作用是 (填序号)。
①引流 ②搅拌加速溶解 ③搅拌使溶液受热均匀,防止液体飞溅
(3)硫酸铝和硫酸铵的混合液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体时即停止加热,然后冷却结晶,得到铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·
12H2O]。
溶液不能蒸干的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)分液时,分液漏斗中的液体很难滴下,可能的原因是
(1)加热至有大量晶体析出时,趁热过滤
(2)蒸发浓缩 过滤 ①③
(3)防止晶体失去结晶水,也防止可溶性杂质析出
(4)没有打开分液漏斗颈上的玻璃塞(或玻璃塞上的凹槽没有与漏斗上的小孔对齐)
1.(热点题型)(2019·
安阳第一次模拟)“水飞”是传统中医中将药材与适量水共研细,取极细药材粉末的方法。
《医学入门》中记载提纯铜绿的方法:
“水洗净,细研水飞,去石澄清,慢火熬干。
A.洗涤、溶解、过滤、灼烧
B.洗涤、溶解、倾倒、蒸发
C.洗涤、萃取、倾倒、蒸馏
D.洗涤、萃取、过滤、蒸发
“水洗净”涉及的操作方法是洗涤,“细研水飞”涉及的操作方法是溶解,“去石澄清”涉及的操作方法是倾倒,“慢火熬干”涉及的操作方法是蒸发。
2.物质分离和提纯装置图的正误判断(正确的打“√”,错误的打“×
(1)海带应在坩埚中灼烧。
(2)过滤时应用玻璃棒引流,漏斗下端尖口应紧贴烧杯壁。
(4)蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处。
(5)蒸干时会失去结晶水。
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
(5)×
3.下列说法错误的是( )
A.“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”里的“碱”是K2CO3
B.“以雄黄、木炭合硝石并蜜烧之,焰起烧手面及烬屋舍者”描述的是黑火药的制作过程
C.“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”“以烧酒复烧二次,价值数倍也”,这里酿酒方法用到蒸馏
D.煮盐近于饱和时,点加豆汁至“渣滓皆浮聚于面,用瓢舀出,再入豆汁二三次,至渣净水澄,蒸干即可得盐”,该过程中包含萃取、蒸发结晶等操作
选D。
A项描述的“碱”是K2CO3,正确;
B项描述的是黑火药的制作过程,正确;
C项描述的操作涉及蒸馏,正确;
D项描述的操作不包括萃取,错误。
4.物质的分离和提纯操作包括过滤、蒸馏、萃取、分液、结晶(重结晶)、盐析等,选择合适的操作名称填空:
(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3:
。
(2)从碘水中提取碘:
(3)用自来水制取蒸馏水:
(4)分离植物油和水:
(5)从鸡蛋清溶液中提取蛋白质:
(6)除去KNO3晶体中混有的少量NaCl:
(1)过滤
(2)萃取、分液 (3)蒸馏 (4)分液 (5)盐析、过滤 (6)结晶(重结晶)
5.按以下实验方案可从海洋物质样品中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。
则
(1)、
(2)、(3)、(4)的分离和提纯方法依次为 、 、 、 。
过滤 萃取和分液 蒸发结晶 蒸馏
物质分离和提纯的常用化学方法
1.除杂“四原则”
(1)不增,不得引入新杂质。
(2)不减,尽量不减少被提纯和分离的物质。
(3)易分,应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离。
(4)易复原,被提纯物质转化后要易被复原。
2.除杂操作“四注意”
(1)除杂试剂要过量。
(2)过量试剂需除去。
(3)选择的途径要最佳。
(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。
3.常用化学提纯方法应用举例
(1)溶解法:
除去固体混合物中杂质的常用方法,选择合适的溶剂(酸或碱),将难溶杂质转化为可溶性物质。
例如:
①Fe粉(Al粉)[括号内为杂质,下同]:
可用过量NaOH溶液溶解,过滤分离。
②SiO2(CaCO3):
可用足量盐酸溶解,过滤分离。
(2)吸收法:
除去气体混合物中杂质的常用方法。
①N2(O2):
可将混合气体通过灼热的铜网,将氧气吸收。
②CO2(SO2):
可用酸性KMnO4溶液吸收CO2中的少量SO2气体。
(3)沉淀法:
除去溶液中某些杂质离子的常用方法,选择合适的沉淀剂,将杂质离子转化为难溶性物质,再过滤分离。
食盐水(Ca2+、Mg2+、SO
):
可依次加入稍过量的NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,过滤分离出沉淀,再加适量盐酸调pH。
(4)调pH法:
加入试剂调节溶液pH,使溶液中某种成分生成沉淀而分离。
Cu2+(Fe3+):
向溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(5)气化法:
将混合物中的杂质转化为气体。
①食盐水(少量CO
可用盐酸除去。
②NaCl固体(NH4Cl):
可通过加热使NH4Cl分解而除去。
(6)转化法:
将杂质转化为被提纯的物质。
①CO2(CO):
将混合气体通过灼热的CuO。
②CO2(HCl):
将混合气体通入饱和NaHCO3溶液。
③CO2(SO2):
④Na2CO3固体(NaHCO3):
通过加热固体混合物,使NaHCO3分解为Na2CO3。
⑤FeCl3溶液(Fe2+):
向溶液中加入H2O2或通入适量氯气,将Fe2+转化为Fe3+。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
(1)(2019·
高考全国卷Ⅲ,12C)除去乙酸乙酯中的少量乙酸:
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液。
(2)(2018·
高考全国卷Ⅱ,13C)制取并纯化氢气的实验过程:
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液。
(3)(2018·
高考全国卷Ⅱ,28改编)用NaOH溶液除去CO、CO2混合气体中的CO2。
(4)(2016·
高考全国卷Ⅱ,13C)除去Cu粉中混有的CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥。
(5)通过浓硫酸除去SO2中混有的少量SO3。
(6)通过灼热的CuO除去H2中的CO。
(7)通过溴水除去乙烯中混有的SO2。
(8)除去BaCO3固体中混有的BaSO4:
加入过量盐酸,过滤、洗涤。
(9)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:
加入过量铁粉,过滤。
(10)除去MgCl2溶液中混有的FeCl3:
加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤。
(11)除去NaCl溶液中少量的Na2S:
加入过量AgCl,过滤。
(12)通过灼热的镁粉除去N2中的O2。
(1)√
(2)×
(5)√ (6)×
(7)×
(8)×
(9)√ (10)×
(11)√ (12)×
2.化学提纯装置图的正误判断(正确的打“√”,错误的打“×
(3)进气方向错。
(4)澄清石灰水浓度太小,不利于CO2气体的吸收。
(1)√
(2)√ (3)×
(4)×
(5)√
1.(2017·
高考天津卷)以下实验设计能达到实验目的的是( )
实验目的
实验设计
A
除去NaHCO3固体中的Na2CO3
将固体加热至恒重
B
制备无水AlCl3
蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液
C
重结晶提纯苯甲酸
将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶
D
鉴别NaBr和KI溶液
分别加新制氯水后,用CCl4萃取
除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可加水溶解制成饱和溶液,通入足量CO2气体,结晶,过滤,A项错误;
制备无水AlCl3时,应将AlCl3溶液在HCl氛围中蒸发,B项错误;
重结晶提纯苯甲酸时,应将粗品制成其热饱和溶液,趁热过滤,再冷却结晶,C项错误;
鉴别NaBr和KI溶液,分别加新制氯水后,用CCl4萃取,Br2的CCl4溶液呈橙色,I2的CCl4溶液呈紫红色,D项正确。
2.(2019·
岳阳一模)下列除杂方案错误的是( )
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
MgO(s)
Al2O3(s)
NaOH溶液
过滤
FeCl2(aq)
FeCl3(aq)
Fe屑
C2H2(g)
H2S(g)
CuSO4溶液
洗气
NaCl(s)
KNO3(s)
水
蒸发浓缩,冷却结晶,过滤
氧化铝与NaOH反应,且生成物可溶,而MgO不能与NaOH反应,故反应后过滤可分离,A正确。
Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁,最后将过量的Fe屑过滤分离,B正确。
H2S与CuSO4溶液反应,而乙炔不能,洗气可分离,C正确。
KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,故应选蒸发结晶、趁热过滤分离出NaCl,D错误。
3.(2019·
豫南九校一模)一种从含Br-废水中提取Br2的过程,包括过滤、氧化、正十二烷萃取及蒸馏等步骤。
已知:
Br2
CCl4
正十二烷
密度/(g·
cm-3)
3.119
1.595
0.753
沸点/℃
58.76
76.8
215~217
下列说法正确的是( )
A.用甲装置过滤时,需不断搅拌
B.用乙装置将Br-氧化为Br2
C.丙装置中用正十二烷而不用CCl4,是因为正十二烷的密度小
D.可用丁装置进行蒸馏,先收集正十二烷再收集Br2
过滤时要用玻璃棒引流但不能搅拌,A错误。
通入氯气利用其氧化性将Br-氧化为Br2,然后用NaOH溶液吸收剩余的氯气,防止污染空气,B正确。
正十二烷的沸点与溴相差较大,萃取后更易于通过蒸馏的方法分离,C错误。
根据表中信息,溴的沸点较低,所以蒸馏时先收集Br2,再收集正十二烷,D错误。
(1)化学方法除杂方案的思路
(2)物质分离和提纯中的“操作判断”
①判断沉淀是否洗涤干净。
可根据沉淀物上可能检测出的杂质类别,在最后一次洗涤液中加入合适的试剂来检验洗涤程度。
过滤Na2SO4、BaCl2两溶液恰好完全反应后的混合物时,要检验沉淀是否洗净,应选择AgNO3溶液,若在最后一次洗涤液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,说明沉淀已洗净。
②判断蒸发过程中溶液是否达到饱和。
在蒸发过程中,有晶体析出时,说明溶液已达到饱和。
若剩余少量水,有较多晶体析出时,即可停止加热,利用余热将剩余的水蒸干,以免晶体飞溅。
③判断沉淀操作中加入沉淀剂是否过量。
静置,向上层清液中继续滴加沉淀剂,若无沉淀生成,说明已沉淀完全。
4.(2019·
大连高三模拟)工业品MnCl2溶液中含有杂质,利用锰粉、草酸、硫酸锰分别依次除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得纯净的MnCl2。
工艺流程如下:
①草酸为二元弱酸,其钠盐、钾盐易溶于水,钙盐难溶于水。
②硫酸镁晶体、硫酸锰的溶解度曲线如下图:
回答下列问题:
(1)过滤所需的玻璃仪器主要有_________________________________________,
加热搅拌的作用是 。
(2)弃渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分别为_____________________________________、
、 。
反应①的离子方程式为
(3)反应②的离子方程式为___________________________________________________
(4)③中加热搅拌后静置过滤时,所选择的温度范围是 (填字母)。
a.0~20℃ b.20~40℃
c.40~60℃d.80~90℃
(5)④中加入氯化钡溶液主要是为了除去 ,检验该离子是否除尽的方法为________________________________________________________________________
(6)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X为 (填字母)。
a.蒸发结晶b.降温结晶
c.萃取分液d.蒸馏
(1)过滤所需的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒,加热搅拌的作用是加快反应速率。
(2)根据题意,结合流程图知,反应①为除Pb2+,则弃渣Ⅰ为铅及少量锰粉;
反应③为除Mg2+,则弃渣Ⅱ为硫酸镁晶体;
反应④为除去引入的SO
,则弃渣Ⅲ为硫酸钡。
(3)草酸与Ca2+反应生成草酸钙沉淀,注意草酸为弱酸,不能拆写成离子。
(4)根据硫酸锰与硫酸镁晶体的溶解度曲线,可知在80~90℃的范围内二者溶解度差别较大,且硫酸镁晶体的溶解度较小。
(6)MnCl2溶液呈弱酸性是因为Mn2+水解,不能用蒸发结晶的方法得到MnCl2,而应用蒸发浓缩、冷却结晶(即降温结晶)的方法。
(1)漏斗、烧杯、玻璃棒 加快反应速率
(2)铅及少量锰粉 MgSO4·
7H2O BaSO4 Mn+Pb2+===Mn2++Pb (3)H2C2O4+Ca2+===CaC2O4↓+2H+ (4)d (5)SO
取少量上层澄清溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无沉淀生成,则说明SO
已除尽,反之则没有除尽 (6)b
物质分离和提纯题的答题步骤
第一步:
确定被提纯物质与除杂对象。
对比两者物理性质、化学性质的差异,利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等),选择合适的分离原理或除杂试剂;
除杂试剂除去杂质的同时,不消耗被提纯物质,不引入新的杂质。
第二步:
选择合适的分离或除杂装置。
根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等);
根据除杂试剂的状态及反应条件,选择合适的装置,液体试剂用洗气瓶,固体试剂用球形干燥管或U形管。
第三步:
综合分析,筛选答案。
综合分析物质分离是否完全,被提纯物质中的杂质是否被除去。
1.(2016·
高考北京卷)下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是( )
A.冷水浸泡
B.加热煎制
C.箅渣取液
D.灌装保存
选C。
过滤是常用的物质分离方法,适用于固液分离,C项符合题意;
A项和B项均为浸取,D项为溶液的转移,A项、B项、D项均不符合题意。
2.(2016·
高考全国卷Ⅲ,26,14分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。
以下是一种制备过氧化钙的实验方法。
(一)碳酸钙的制备
(1)步骤①加入氨水的目的是________________________________________________
小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于_____________________________________。
(2)
如图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号)。
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁
b.玻璃棒用作引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.滤纸边缘高出漏斗
e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
(二)过氧化钙的制备
CaCO3
(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。
将溶液煮沸,趁热过滤。
将溶液煮沸的作用是
(4)步骤③中反应的化学方程式为 ,该反应需要在冰浴下进行,原因是 。
(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是________________________________________________________________________。
(6)制备过氧化钙的另一种方法是将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。
该工艺方法的优点是______________________________________________,
产品的缺点是___________________________________________________。
(1)含有少量铁的氧化物的石灰石与盐酸反应后得到CaCl2和含铁的盐的混合溶液。
加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于沉降铁元素;
加入氨水调节溶液pH使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀。
根据题目信息可知,小火煮沸能使Fe(OH)
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