高考化学重难点总结复习教案34物质的分离和提纯.docx
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高考化学重难点总结复习教案34物质的分离和提纯
物质的分离与提纯为化学实验的重要组成部分,是高考的重点与热点内容之一。
主要考点为:
物质分离与提纯的方法。
而对物质的分离、提纯则通常以非选择题的形式来考查在实验操作中应该注意的问题、选择试剂的理由及设计实验方案、分析误差等。
预测今后高考将会以元素化合物的性质为基础、依托化学实验基本操作,考查综合运用化学知识设计实验方案对离子、气体、有机物等进行分离和提纯,主要考察方式为:
一是用加入试剂的化学方法考查物质的提纯;二是以制备物质的实验为载体结合物质的物理性质进行物质分离的考查和结合物质的化学性质进行物质提纯的考查。
多以选择题出现,有时也以综合实验填空题形式出现。
一、物质的分离和提纯
1、物质的分离与提纯的区别
(1)物质的分离:
将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。
(2)物质的提纯:
将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫混合物的净化或除杂。
1、混合物的分离、提纯
(1)混合物的分离:
将混合物中各组分分开,得到比较纯的物质。
(2)物质的提纯:
将混合物中的杂质除去得到纯净物的过程,又叫混合物的净化或除杂。
2、物质的分离与提纯的基本原则:
(1)引入的试剂一般只跟杂质反应;
(2)后续试剂应该能除去过量的前量的试剂;(3)不引入新杂质;(4)杂质与试剂生成的物质易被分离(状态类型不同);(5)过程简单,现象明显;(6)尽可能将杂质转化为所需物质;(7)除去多种杂质时考虑加入试剂的合理顺序;(8)极易溶于水的气体要注意防止倒吸现象的发生。
3、物质的性质与分离、提纯方法的选择
(1)根据物质的溶解性差异,可选用结晶过滤的过程;
(2)根据物质的沸点差异,可选用分馏的方法将互溶性液体混合物分离;
(3)根据物质在不同溶剂中溶解性的差异,用萃取的方法把溶质从溶解性小的溶剂中转移到溶解性较大的溶剂中。
(4)根据混合物中各组分的性质可采用加热、调节pH、加入适当的试剂的方法,使某种成分转化,再用物理方法分离而除去。
4、物质分离、提纯的方法:
(1)物理方法:
①过滤;②蒸发;③结晶;④萃取分液;⑤蒸馏;⑥升华;⑦渗析。
物质分离、提纯常用的物理方法
方法
装置
条件
说明
过滤
不溶性固体和液体的分离
①操作中注意“一贴、二低、三靠”;②若一次过滤后仍浑浊可重复过滤
蒸发
分离易溶性固体溶质和溶剂
①玻璃棒的作用:
搅拌,防止局部过热导致液体或晶体飞溅;②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
①温度计的水银球在支管口处;②加碎瓷片防暴沸;③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
①溶质在萃取剂中的溶解度大;②两种液体互不相溶;③溶质和萃取剂不反应;④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,与物质的分解反应区别开。
渗析
分离提纯胶体和小分子
要不断更换烧杯中的水,以提高渗析效果。
(2)化学方法:
①热分解法;②沉淀法;③氧化还原法;④电解法;⑤调节pH法;⑥转化法。
①热分解法:
混合物中有热稳定性差的物质时,可直接加热,使之分解而分离出去。
如Na2CO3中混有NaHCO3可通过加热法除去。
②沉淀法:
根据混合物中的微粒与同种物质反应时沉淀剂的量的不同而使混合物中的一种成分形成沉淀,而另一种物质仍然以离子的形式存在于溶液中,而使物质分离的操作的方法叫沉淀法。
③氧化还原法:
根据物质得失电子能力大小的不同,用一种氧化剂或还原剂把杂质氧化为气体或形成沉淀而除去的方法。
④电解法:
利用杂质与被提纯的物质本身得到或失去电子能力大小的不同,用电解的方法分离提纯物质的方法;
⑤调节pH法:
利用某些物质的pH范围不同,采取一定措施调节溶液的pH,使某些物质沉淀进行分离。
⑥转化法:
向含有杂质的物质的溶液中加入一种物质,利用沉淀溶解平衡,使难溶的物质转化为溶解度更小的物质,然后过滤除去的方法。
方法
热分解法
沉淀分离法
酸碱分离法
氧化还原法
转化法
电解法
调节pH法
实例
NH4Cl
(NaCl)
NaCl
(BaCl2)
Mg
(Al)
Fe2+
(Cu2+)
Na2CO3
(NaHCO3)
电解精炼铜
CuCl2
(FeCl3)加CuO调节pH
二、常见物质的除杂方法:
序号
原物
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
1
N2
O2
灼热的铜丝网
用固体转化为气体
2
CO2
H2S
CuSO4溶液
洗气
3
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
4
CO2
CO
灼热的CuO
用固体转化为气体
5
CO2
HCl
饱和NaHCO3溶液
洗气
6
H2S
HCl
饱和NaHS溶液
洗气
7
SO2
HCl
饱和NaHSO3溶液
洗气
8
Cl2
HCl
饱和食盐水
洗气
9
CO2
SO2
饱和NaHCO3溶液
洗气
10
炭粉
MnO2
浓盐酸(需加热)
过滤
11
MnO2
炭粉
空气(或者O2)
加热灼烧
12
炭粉
CuO
稀酸(如稀盐酸)
过滤
13
Al2O3
Fe2O3
NaOH溶液(过量)、CO2
过滤、加热分解
14
Fe2O3
Al2O3
NaOH溶液(过量)
过滤
15
Al2O3
SiO2
盐酸、氨水
过滤、加热分解
16
SiO2
ZnO
HCl溶液
过滤
17
CuO
ZnO
NaOH溶液
过滤
18
BaSO4
BaCO3
稀HCl溶液或稀H2SO4溶液
过滤
19
NaOH溶液
Na2CO3
Ca(OH)2(适量)
过滤
20
Na2CO3溶液
NaOH
NaHCO3(适量)
加盐转化法
21
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化法
22
Na2CO3溶液
NaHCO3
NaOH(适量)
加碱转化法
23
NaCl溶液
NaHCO3
盐酸
加酸转化法
24
NH4Cl溶液
(NH4)2SO4
BaCl2(过量)
过滤
25
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
加氧化剂转化法
26
FeCl3溶液
CuCl2
Fe、Cl2
过滤
27
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
加还原剂转化法
28
CuO
Fe
磁铁
吸附
29
Fe(OH)3胶体
FeCl3
蒸馏水
渗析
30
CuS
FeS
稀盐酸
过滤
31
I2晶体
NaCl
—
加热升华
32
NaCl晶体
NH4Cl
—
加热分解
33
KNO3晶体
NaCl
蒸馏水
重结晶、过滤
34
乙烯
SO2、H2O
碱石灰
用固体转化为气体
35
乙烷
乙烯
溴水
洗气
36
溴苯
溴
NaOH稀溶液
分液
37
硝基苯
NO2
蒸馏水或NaOH稀溶液
分液
38
甲苯
苯酚
NaOH溶液
分液
39
乙醛
乙酸
饱和Na2CO3溶液
蒸馏
40
乙醇
水(少量)
新制CaO
蒸馏
41
苯酚
苯
NaOH溶液、CO2
分液
42
乙酸乙酯
乙酸
饱和Na2CO3溶液
分液
43
溴乙烷
乙醇
蒸馏水
分液
44
皂化液
甘油
食盐
过滤
45
葡萄糖
淀粉
蒸馏水
渗析结晶
【典例1】【2015新课标Ⅱ卷理综化学】海水开发利用的部分过程如图所示。
下列说法错误的是()
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂
D.富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴,再用SO2将其还原吸收
【答案】C
【名师点晴】本题从知识上考查物质的分离与提纯,考查了学生对知识了解、理解、掌握和分析、综合运用的情况。
明确常见的化学实验基本操作以及常见物质的性质是答题的关键。
【典例2】【2014年高考海南卷】下列除杂操作可行的是()
A.通过浓硫酸除去HCl中的H2OB.通过灼热的CuO除去H2中的CO
C.通过灼热的镁粉除去N2中的O2D.通过水除去CO中的CO2
【答案】A
一、物质分离、提纯的常用方法:
1、要注意物质分离和提纯时的原则:
①不增——不增加新的杂质;②不减——不减少被提纯的物质;③易分离——被提纯物质与杂志易分离;④易复原——被提纯物质要容易复原。
2、不同混合物的分离选择的方法不同,注意选择的依据。
二、有机物的提纯与分离中很少使用过滤、结晶等方法,较多地使用蒸馏(可分馏)、分液等方法,以及物理与化学的综合法。
在分离提纯有机物时,常犯的错误是套用无机分离中的反应转化法。
例如,除去乙酸乙酯中混有的乙酸,如果采用加入乙醇及催化剂并加热的方法,试图将乙酸转化为乙酸乙酯,这是适得其反的。
其一是加入的试剂难以除去;其二是有机反应缓慢、复杂,副反应多,该反应是可逆反应,不可能反应到底。
1、【2014年高考上海卷第5题】下列分离方法中,和物质的溶解度无关的是()
A.升华B.萃取C.纸上层析D.重结晶
【答案】A
【考点定位】本题主要是考查物质分离方法原理判断
【名师点晴】本题以物质的分离与提纯为载体,意在考查学生对常见物质分离原理的熟悉了解程度,明确原理以及适用范围是关键,注意常见分离方法的积累和总结。
本题难度不大,掌握基础是关键。
高考化学试题对化学实验基本操作的考查是每年的必考点,今后的复习备考中一定要抓牢相关的化学实验基本操作。
2、【2014年高考全国大纲卷第10题】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
A
CO(g)
CO2(g)
NaOH溶液、浓H2SO4
洗气
B
NH4Cl(aq)
Fe3+(aq)
NaOH溶液
过滤
C
Cl2(g)
HCl(g)
饱和食盐水、浓H2SO4
洗气
D
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
—
灼烧
【答案】B
3、【2013年高考全国新课标Ⅰ卷第13题】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
碘在乙醇中的溶解度较大
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
【答案】D
【解析】
试题分析:
考查物质的分离与提纯,涉及的萃取、分液、蒸馏、重结晶都是基本实验操作。
乙醇与水互溶,用萃取无法分离溶于水中的碘,选项A错误;乙酸乙酯与乙醇互溶,用分液无法分离,选项B错误;硝酸钾的溶解度受温度影响较大,而氯化钠的溶解度受温度影响不大,可以用重结晶的方法除去硝酸钾固体中混有的氯化钠,选项C错误;乙醚与丁醇的沸点相差较大,可以用蒸馏法分离,选项D正确。
【考点定位】化学实验原理和基本操作
4、【2013年高考重庆卷第4题】按以下实验方案可以从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。
甲苯
下列说法错误的是()
A.步骤
(1)需要过滤装置B.步骤
(2)需要用到分流漏斗
C.步骤(3)需要用到坩埚D.步骤(4)需要蒸馏装置
【答案】C
【考点定位】本题考查物质的分离方法。
5、【福建省武平一中2015届高三上学期第二次月考】现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物,已知它们的性质如下表,据此,将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是()
物质
分子式
熔点(℃)
沸点(℃)
密度
溶解性
乙二醇
C2H6O2
-11.5
198
1.11
易溶于水和乙醇
丙三醇
C3H8O3
17.9
290
1.26
能跟水和酒精以任意比互溶
A.萃取法B.结晶法C.分液法D.蒸馏法
【答案】D
【解析】
试题分析:
根据表中数据可知乙二醇、丙三醇都易溶于水和乙醇,所以二者是互溶的液体,二者的沸点相差较大,所以用蒸馏的方法分离,答案选D。
考点:
考查混合物分离方法的判断
6、【2014年高考四川卷第9题】(13分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。
某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
I.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。
其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。
仪器a的名称是____;E中的试剂是___(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4B.NaOH溶液C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。
过滤C中混合液,滤液经____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。
(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_____,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤
(2)进行了改进,改进后的操作是_______。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_____方法提纯。
【答案】Ⅱ.
(1)分液漏斗;B(3)蒸发
Ⅲ.
(1)过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,向沉淀中加入足量稀HCl。
(2)先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。
(3)重结晶
(2)由于亚硫酸盐易被氧化生成硫酸盐,而装置中含有空气,空气能氧化亚硫酸盐,所以为减少装置C中生成的Na2SO4的量,改进后的措施是先向A中烧瓶滴加浓硫酸,产生的气体将装置中空气排尽后,再向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液。
(3)由于Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,因此所得产品通过重结晶方法提纯。
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- 高考 化学 难点 总结 复习 教案 34 物质 分离 提纯