中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3 物质的分离和提纯.docx
- 文档编号:25066952
- 上传时间:2023-06-04
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:275.04KB
中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3 物质的分离和提纯.docx
《中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3 物质的分离和提纯.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3 物质的分离和提纯.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3物质的分离和提纯
【复习目标】
1.了解并初步实践化学实验研究的一般过程,掌握化学实验的基本方法和技能。
2.掌握常见物质分离和提纯的方法。
3.掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。
【考点过关】
1.物理分离方法
(1)物理分离方法的确定依据
方法
适用范围
主要仪器
注意点
实例
固+液
蒸发
易溶固体与液体分离
酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
不断搅拌;最后用余热加热;液体不超过容积2/3
NaCl(H2O)
固+固
结晶
溶解度差别大的溶质分离
NaCl(NaNO3)
升华
能升华固体与不升华物分离
酒精灯
I2(NaCl)
固+液
过滤
易溶物与难溶物分离
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台
一角、二低、三碰;沉淀要洗涤;定量实验要“无损”
NaCl(CaCO3)
液+液
萃取
溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来
分液漏斗、铁架台、烧杯
先查漏;对萃取剂的要求;使漏斗内外大气相通;上层液体从上口倒出
从溴水中提取Br2
分液
分离互不相溶液体
乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液
蒸馏
分离沸点不同混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管、铁架台
温度计水银球位于支管处;冷凝水从下口通入;加碎瓷片
乙醇和水、I2和CCl4
渗析
分离胶体与混在其中的分子、离子
半透膜
更换蒸馏水
淀粉与NaCl
盐析
加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出
烧杯
用固体盐或浓溶液
蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油
气+气
洗气
易溶气与难溶气分开
洗气瓶
长进短出
CO2(HCl)
液化
沸点不同气分开
U形管
常用冰水
NO2(N2O4)
(2)物质的分离提纯装置
方法
装置
条件
注意事项
过滤
不溶性固体和液体的分离
操作中注意一贴、二低、三靠;若一次过滤后仍浑浊可重复过滤
蒸发
分离易溶性固体的溶质和溶剂
玻璃棒的作用:
搅拌,防止局部过热导致液体或晶体飞溅;当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干
蒸馏
分离沸点相差较大的互溶液体混合物
温度计的水银球在支管口处;加碎瓷片防暴沸;冷凝管水流方向低进高出
萃取和分液
分离互不相溶的两种液体
溶质在萃取剂中的溶解度大;两种液体互不相溶;溶质和萃取剂不反应;分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出
升华
利用物质升华的性质进行分离
属于物理变化,不同于物质的分解反应
2.化学分离方法
(1)化学分离和提纯物质的原则
不增
提纯过程中不增加新的杂质
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
一除杂试剂必须过量;二过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质);三必须选最佳除杂途径
(2)常见化学分离法
方法
原理
典例
加热法
混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而除去
食盐中混有氯化铵、纯碱中混有小苏打
沉淀法
在混合物中加入某试剂,使其中的一种或多种以沉淀形式分离出去的方法,若使用多种试剂将溶液中不同物质逐一沉淀,这时应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新的杂质
转化法
不能通过一次反应达到分离目的,而要转化为其它物质才能分离,然后再将转化物质恢复为原物质
苯酚中混有硝基苯时,先加入氢氧化钠溶液后分液,再向苯酚
钠溶液中通入CO2重新生成苯酚
酸碱法
被提纯物不与酸反应,而杂质可与酸反应,用酸做除杂试剂;被提纯物不与碱反应,而杂质可与碱反应,用碱做除杂试剂
用盐酸除去二氧化硅中的碳酸钙,用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉
氧化还原法
对混合物中含有还原性杂质,加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质;对混合物中含有氧化性杂质,加入适当还原剂使其还原为被提纯物质
氯化亚铁中含有氯化铁杂质可加入铁粉,振荡过滤,即可除去氯化铁;氯化铁中含有氯化亚铁杂质可通入氯气,将氯化亚铁转化为氯化铁
调节pH法
利用某些物质沉淀的pH范围不同,采取一定措施调节溶液pH,使某些物质沉淀进行分离
电解法
利用电解原理除去杂质
粗铜作阳极、纯铜作阴极,硫酸铜作电解质溶液
(3)常见物质除杂方法
序号
原物质
所含杂质
除杂试剂
主要操作方法
1
N2
O2
灼热的铜网
用固体转化气体
2
CO2
H2S
CuSO4溶液
洗气
3
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
4
CO2
CO
灼热CuO
用固体转化气体
5
CO2
HCl
饱和NaHCO3
洗气
6
H2S
HCl
饱和NaHS
洗气
7
SO2
HCl
饱和NaHSO3
洗气
8
Cl2
HCl
饱和食盐水
洗气
9
CO2
SO2
饱和NaHCO3
洗气
10
炭粉
MnO2
浓盐酸(需加热)
过滤
11
MnO2
C
—
加热灼烧
12
炭粉
CuO
稀酸(如稀盐酸)
过滤
13
Al2O3
Fe2O3
NaOH(过量),CO2
过滤、灼烧
14
Fe2O3
Al2O3
NaOH溶液
过滤
15
Al2O3
SiO2
盐酸、氨水
过滤、灼烧
16
SiO2
ZnO
盐酸
过滤
17
BaSO4
BaCO3
盐酸或稀硫酸
过滤
18
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化法
19
NaCl溶液
NaHCO3
HCl
加酸转化法
20
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
加氧化剂转化法
21
FeCl3溶液
CuCl2
Fe、Cl2
过滤、加氧化剂转化法
22
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
加还原剂转化法
23
CuO
Fe
磁铁
吸附
24
Fe(OH)3胶体
FeCl3
蒸馏水
渗析
25
CuS
FeS
稀盐酸
过滤
26
I2晶体
NaCl
—
加热升华
27
NaCl晶体
NH4Cl
—
加热分解
28
KNO3晶体
NaCl
蒸馏水
重结晶
29
乙烯
SO2、H2O
碱石灰
加固体转化法
30
乙烷
C2H4
溴的四氯化碳溶液
洗气
31
溴苯
Br2
NaOH稀溶液
分液
32
甲苯
苯酚
NaOH溶液
分液
33
乙醛
乙酸
饱和Na2CO3
蒸馏
34
乙醇
水(少量)
新制CaO
蒸馏
35
苯酚
苯
NaOH溶液、CO2
分液
3.分离提纯题的答题步骤
(1)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。
(2)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,液体试剂一般选洗气瓶,固体试剂一般用干燥管或U形管。
(3)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。
【巩固演练】提纯下列物质的方法正确的是。
①分离Fe2O3、Al2O3的操作依次为溶解、过滤、灼烧
②蒸馏、过滤、分液、洗气四种分离物质的方法,均不可能发生化学变化
③通入过量CO2可除去NaHCO3溶液中的杂质Na2CO3
④向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3
⑤做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。
如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加
⑥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
⑦1己醇的沸点比己烷的沸点高,1己醇和己烷可通过蒸馏初步分离
⑧提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯:
向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液,振荡后静置分液,并除去有机相的水
⑨除去CO中的CO2:
⑩苯萃取碘水中I2,分出水层后的操作:
确操作是蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,⑥错误;互溶的液体物质沸点相差较大的,可以用蒸馏的方法分离,⑦正确;乙酸的酸性强于碳酸钠,用饱和碳酸钠可以除去乙酸,还可以降低乙酸乙酯的溶解度使之析出,然后分液即可,⑧正确;CO不溶于NaOH溶液且不与NaOH溶液反应,CO2因能与NaOH溶液反应而除去,⑨正确;由于苯的密度比水的小,故含碘的苯溶液应从上口倒出,⑩错误。
答案:
③⑤⑦⑧⑨
【过关演练】
1.(2016年上海)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如下图所示。
下列分析正确的是
A.操作Ⅰ是过滤,将固体分离除去
B.操作Ⅱ是加热浓缩,趁热过滤,除去杂质氯化钠
C.操作Ⅲ是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来
D.操作Ⅰ~Ⅲ总共需两次过滤
2.(2016年湘潭模拟)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
分离溶于水中的碘
乙醇萃取
碘在CCl4中的溶解度较大
B
分离乙酸乙酯和乙醇
分液
乙酸乙酯和乙醇的密度不同
C
除去KNO3固体中混杂的NaCl
重结晶
NaCl在水中的溶解度很大
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
3.(2016年北京石景区期末)下列装置所示的分离、提纯方法和物质的溶解性无关的是( )
4.(2016年德州模拟)茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到的滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
5.(2016年北京高考)在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。
有关物质的沸点、熔点如下:
对二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
苯
沸点/℃
138
144
139
80
熔点/℃
13
-25
-47
6
下列说法不正确的是
A.该反应属于取代反应
B.甲苯的沸点高于144℃
C.用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来
D.从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来
6.(2016年福州模拟)下列混合物的分离或提纯操作中不正确的是
A.除去N2中的少量O2,可通过灼热的Cu网后,收集气体
B.除去Fe(OH)3胶体中混有的Cl-离子,可用渗析的方法
C.除去乙醇中的少量NaCl,可用蒸馏的方法
D.重结晶、滴定操作都可用于提纯物质
7.下列分离方法正确的是()
A.用CCl4提取溴水中的Br2
B.蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
C.从KI和I2的固体混合物中回收I2
D.除去乙醇中的苯酚
8.化学是一门以实验为基础的科学。
(1)用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器略去),能达到实验目的的是________(填字母)。
A
B
C
D
干燥氯气
吸收NH3
石油的分馏
制取乙酸乙酯
(2)为除去粗盐中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
称取粗盐
滤液
精盐
①第Ⅰ步操作的名称是____________。
②若第Ⅱ、Ⅳ步顺序颠倒,是否会对实验结果产生影响?
________(填“有影响”或“无影响”)。
③第Ⅴ步操作所需玻璃仪器的名称是__________________________________________。
9.某实验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯(包括邻硝基甲苯和对硝基甲苯):
实验步骤:
①配制浓硫酸与浓硝酸(体积比按1∶3)的混合物(即混酸)40mL;②在三颈瓶中加入13g甲苯(易挥发);③按图所示装好药品,并装好其他仪器;④向三颈瓶里加入混酸,并不断搅拌(磁力搅拌器已略去);⑤控制温度约为50℃,反应大约10min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现;⑥分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15g。
可能用到的有关数据如下:
密度/g·cm-3
沸点/℃
溶解性
甲苯
0.866
110.6
不溶于水,易溶于硝基甲苯
产品1
1.286
237.7
不溶于水,易溶于液态烃
产品2
1.162
222
不溶于水,易溶于液态烃
请回答下列问题:
(1)实验前需要先在三颈瓶中加入少许________________,目的是________________。
(2)冷凝管的作用是_______________;冷却水从冷凝管的________(填“a”或“b”)端进入。
(3)仪器A的名称是________,在使用之前必须进行的操作是________。
(4)分离产品的方案如下,操作1的名称是________;操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管(接液管)和________、________。
(5)本实验中一硝基甲苯的产率为________。
A.77.5% B.68.7%C.62.3%D.53.0%
10.某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有Ni70.0%及一定量的Al、Fe、SiO2和有机物,镍及其化合物的化学性质与铁的类似,但Ni2+的性质较稳定)。
已知:
部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示。
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
pH
5.2
3.2
9.7
9.2
回答下列问题:
(1)滤渣a的成分是________,用乙醇洗涤废催化剂的目的是____________________,从废渣中回收乙醇的方法是_____________________________________。
(2)为提高酸浸速率,可采取的措施有__________________(答一条即可)。
(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是________________,向其中加入H2O2的目的是____________________,反应的离子方程式为_________________________。
(4)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属,与电镀相比,化学镀的最大优点是____________。
(5)滤液C进行如下所示处理可以制得NiSO4·7H2O。
滤液C
溶液D
NiSO4·7H2O
①操作X的名称是______________。
②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O),可能是由于生产过程中__________导致Fe2+未被完全氧化。
③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料—NiOOH,该反应的离子方程式是_______________________________________。
11.PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。
有关物质的部分性质如下:
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·mL-1
其他
黄磷
44.1
280.5
1.82
2P(过量)+3Cl2
2PCl3;2P(少量)+5Cl2
2PCl5
PCl3
-112
75.5
1.574
遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3
POCl3
2
105.3
1.675
遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3
(一)制备:
如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。
(1)仪器乙的名称是________。
(2)实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式为________________。
(3)碱石灰的作用是_________________________________________________________。
(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的是____________。
(二)提纯:
(5)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。
加入黄磷加热除去PCl5后,通过________(填实验操作名称),即可得到PCl3的纯品。
(三)分析:
测定产品中PCl3纯度的方法如下:
迅速称取4.200g产品,水解完全后配成500mL溶液,取出25.00mL加入过量的0.1000mol·L-120.00mL碘溶液,充分反应后再用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定过量的碘,终点时消耗10.00mLNa2S2O3溶液。
已知:
H3PO3+H2O+I2===H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6;假设测定过程中没有其他反应。
(6)根据上述数据,该产品中PCl3的质量分数为___________________________________。
若滴定终点时俯视读数,则PCl3的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
参考答案
2.解析:
乙醇和水混溶,不能用作萃取剂,应用四氯化碳或苯萃取,A不正确;乙酸乙酯和乙醇互溶,用分液的方法无法分离,B不正确;C项是因为随着温度的升高KNO3的溶解度变化较大,而NaCl的溶解度变化较小,C不正确;丁醇和乙醚混溶,但二者的沸点不同,且相差较大,可用蒸馏的方法分离,D正确。
答案:
D
3.解析:
洗气法、冷却结晶、萃取及分液都与物质的溶解性有关,而蒸馏法分离液体混合物是利用各液体组分的沸点不同,与物质的溶解性无关。
答案:
C
4.解析:
茶叶灼烧在坩埚中进行,酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等,A正确;容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的,不能用来稀释,B错误;过滤用到漏斗、玻璃棒、烧杯,C正确;检验铁离子一般用KSCN溶液,因此需要试管、胶头滴管和KSCN溶液,D正确。
答案:
B
5.解析:
甲苯变二甲苯是甲苯的苯环上的氢被甲基代替,属于取代反应,故正确;B、甲苯的相对分子质量比二甲苯小,故沸点比二甲苯低,故错误;C、苯的沸点与二甲苯的沸点相差较大,可以用蒸馏的方法分离,故正确;D、因为对二甲苯的熔点较高,冷却后容易形成固体,所以能用冷却结晶的方法分离出来,故正确。
答案:
B
D错误。
答案:
D
7.解析:
CCl4和水不互溶,分层,采取分液的方法分离,A正确;NH4Cl加热易分解,B错误装置无法回收气态碘且蒸发皿加热不需垫石棉网,C错误;乙醇和苯酚混溶,不能采取过滤的方法,D错误。
答案:
A
8.解析:
(1)A中应长管进短管出;B中NH3不溶于CCl4,不会引起倒吸,且上层的水会吸收NH3,防止NH3逸出;C中石油分馏中,温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处;D中由于蒸出的乙酸乙酯中含有乙醇、乙酸,它们均易溶于水,当导管口插入液面以下时易发生倒吸,饱和食盐水应改为饱和Na2CO3溶液。
(2)除去粗盐中的可溶性杂质,实际上就是除去镁离子(用氢氧化钠溶液)、钙离子(用碳酸钠溶液)、硫酸根离子(用氯化钡溶液),多余的钡离子用碳酸钠溶液除去,故氯化钡溶液加在碳酸钠溶液之前,沉淀通过过滤除去,滤液中多余的氢氧根离子和碳酸根离子用稀盐酸除去。
过滤时用到的主要仪器:
漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台等,题目中要求是玻璃仪器,填前三种。
答案:
(1)B
(2)①溶解 ②有影响 ③漏斗、玻璃棒、烧杯
9.解析:
(2)甲苯易挥发,冷凝管可使挥发出的甲苯冷凝回流,从而提高了反应物的利用率。
(4)题中涉及的有机物不溶于水而无机物溶于水,所以分离有机混合物和无机混合物的方法是分液。
产品1、2的沸点不同,可用蒸馏的方法进行分离。
(5)13g甲苯理论上可生成
×137g一硝基甲苯,故产率为
×100%=77.5%。
答案:
(1)碎瓷片(或沸石) 防止暴沸
(2)冷凝回流 a (3)分液漏斗 检漏 (4)分液 蒸馏烧瓶 冷凝管 (5)A
③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH,该反应的离子方程式是:
2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2O。
答案:
(1)SiO2 溶解、除去有机物 蒸馏
(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度(3)Al3+、Fe2+、Ni2+ 加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,有利于分离 2Fe2++2H++H2O2===2Fe3++2H2O(4)不消耗电能,节约能源(5)①蒸发结晶 ②H2O2的用量不足(或H2O2失效)③2Ni2++ClO-+4OH-===2NiOOH↓+Cl-+H2O
11.
(1)仪器乙为冷凝管。
(2)用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的反应为Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2H2O+2Cl2↑。
(3)根据PCl3遇水能发生反应,氯气有毒知,碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入并吸收多余的Cl2。
(4)甲中通入干燥Cl2之前,先通入CO2,是为了排尽装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应。
(5)PCl3、POCl3的沸点相差较大,可以利用蒸馏的方法分离。
(6)根据提供的反应,有n(H3PO3)+
n(Na2S2O3)=n(I2),则25.00mL溶液中n(H3PO3)=0.1000mol·L-1×0.02L-
×0.1000mol·L-1×0.01L=0.0015mol。
根据PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl,则4.2g产品中n(PCl3)=0.0015mol×20=0.03mol,PCl3的质量分数为
×100%=98.21%。
由于滴定管“0”刻度在上,若滴定终点时俯视读数,则计算时Na2S2O3溶液的体积偏小,根据n(H3PO3)=n(I2)-
n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大,故PCl3的质量分数偏大。
答案:
(1)冷凝管
(2)Ca(ClO)2+4HCl===CaCl2+2H2O+2Cl2↑(3)吸收多余的Cl2,防止污染环境;防止空气中的水分进入,影响产品纯度(4)排尽装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应(5)蒸馏(6)98.21% 偏大
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 中考化学一轮考点过关化学实验基础专题3 物质的分离和提纯 中考 化学 一轮 考点 过关 实验 基础 专题 物质 分离 提纯