全国通用版版高考化学大一轮复习第40讲物质的分离提纯与检验优选学案.docx

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全国通用版版高考化学大一轮复习第40讲物质的分离提纯与检验优选学案

第40讲　物质的分离、提纯与检验

考纲要求

考情分析

命题趋势

1.掌握常见物质分离和提纯方法。

2.掌握常见物质检验的方法。

2017，全国卷Ⅰ，8T

2017，天津卷，4T

2016，全国卷丙，26T

2016，上海卷，16T

2016，北京卷，7T

2016，浙江卷，29T

高考对本部分内容的考查，题型延续选择题和非选择题的形式，预计2019年高考对本部分内容的考查仍将以自然界中的矿石材料或工业生产的废渣、废液为命题背景，设计物质的分离或提纯路线，突出表现化学科学在物质制备中的应用。

分值：

4～6分

考点一　物质的分离和提纯（见学用讲义P198）

1．物质分离、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__。

2．物质分离、提纯的常用物理方法

方法、装置

适用范围

注意事项

把不溶性__固体和溶液__进行分离

（1）一贴指__滤纸__紧贴漏斗内壁；

二低指滤纸低于__漏斗边缘__，液面低于滤纸边缘；

三靠指烧杯尖嘴紧靠__玻璃棒__，玻璃棒轻靠三层滤纸一侧__处，漏斗下端紧靠__烧杯内壁__

（2）若滤液浑浊，需__重新过滤__

分离溶于溶剂中溶解度随温度变化较小的物质

（1）玻璃棒的作用：

__搅拌，防止液体局部温度过高造成飞溅__

（2）当__有大量晶体析出__时，停止加热，用余热蒸干

（1）萃取：

利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度__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__不互溶__

（3）萃取剂与溶质__不反应__

（4）分液时，分液漏斗中的下层液体从__下口__流出，上层液体从__上口__倒出

__沸点__相差较大的液体混合物

（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“__下进上出__”

某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法

应与物质的分解变化区分，如NH4Cl

NH3↑＋HCl↑NH3＋HCl

NH4Cl

分离提纯__胶体__与小分子（或离子）组成的混合液

要不断更换烧杯中的蒸馏水（或用流动水）以提高渗析效果

3．物质分离、提纯常用的化学方法

方法

原理

杂质成分

沉淀法

将杂质离子转化为沉淀

Cl－、SO

、CO

及能形成弱碱的金属阳离子

气化法

将杂质离子转化为气体

CO

、HCO

、SO

、HSO

、S2－、NH

杂转纯法

将杂质转化为需要提纯的物质

杂质中含不同价态的相同元素（用氧化剂或还原剂）、同一种酸的正盐与酸式盐（用对应的酸或碱）

氧化还原法

用氧化剂（还原剂）除去具有还原性（氧化性）的杂质

如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2

热分解法

加热使不稳定的物质分解除去

如除去NaCl中的NH4Cl等

酸碱溶解法

利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离

如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3

电解法

利用电解原理除去杂质

含杂质的金属作阳极、纯金属（M）作阴极，含M离子的盐溶液作电解质溶液

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

如向含有Cu2＋和Fe3＋的溶液中加入CuO或Cu（OH）2等调节pH使Fe3＋转化为Fe（OH）3而除去

1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。

（1）SO2中混有少量SO3，可以将混合气体通过浓硫酸除去。

（　√　）

（2）MnO2中混有少量有机物，可以用加热的方法除去。

（　√　）

（3）乙烯中混有的SO2可以通过溴水除去。

（　×　）

（4）金属铜中含有的少量银和锌可以通过电解精炼法除去。

（　√　）

（5）FeCl3溶液中混有FeCl2，可加入双氧水除去。

（　√　）

2．下列除去杂质的方法正确的是（　C　）

A．除去CO2中混有的CO：

用澄清石灰水洗气

B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：

加过量盐酸后，过滤、洗涤

C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：

加入过量铁粉，过滤

D．除去Cu粉中混有的CuO：

加适量稀硝酸后，过滤、洗涤

常见气体物质的除杂方法

原物质

所含杂质

除杂试剂

主要操作方法

N2

O2

灼热的铜网

用固体吸收气体

CO

CO2

NaOH溶液

洗气

CO2

CO

灼热氧化铜

转化法

CO2

HCl

饱和NaHCO3溶液

洗气

SO2

HCl

饱和NaHSO3溶液

洗气

Cl2

HCl

饱和NaCl溶液

洗气

CO2

SO2

饱和NaHCO3溶液

洗气

一　根据物质的状态对混合物进行分离提纯的方法

1．“固＋固”混合物的分离（提纯）

固＋固

2．“固＋液”混合物的分离（提纯）

固＋液

3．“液＋液”混合物的分离（提纯）

液＋液

4．“气＋气”混合物的分离（提纯）

气＋气

5．含杂质的胶体的分离（提纯）

渗析法：

用半透膜除去胶体中混有的分子、离子等杂质。

[例1]（2018·郑州一中联考）为提纯下列物质（括号内的物质是杂质），所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是（　C　）

序号

被提纯的物质

除杂试剂

分离方法

①

氯化钠溶液（碘化钠）

氯水、四氯化碳

萃取、分液

②

氯化铵溶液（氯化铁）

氢氧化钠溶液

调节pH＝4，过滤

③

二氧化碳（一氧化碳）

氧化铜粉末

加热

④

CO2（HCl）

饱和碳酸钠溶液

洗气

A．①②③④　　B．②③

C．①③　　D．③④

解析Cl2氧化I－生成I2，I2易溶于四氯化碳，萃取、分液可得碘的四氯化碳溶液，①正确；②中引入了杂质Na＋，选取的除杂试剂错误；CO在加热条件下与CuO反应生成CO2，③正确；CO2与碳酸钠也能反应，除去CO2中的HCl，应该选用饱和碳酸氢钠溶液，④错误，故C项正确。

二　物质分离、提纯的一般原则

1．“四原则”：

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（被提纯物质转化后要易复原）。

2．粗盐提纯的“四必须”：

除杂试剂必须过量；过量试剂必须除尽（因为过量试剂带入新的杂质）；选最佳除杂途径；除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。

3．结晶条件的选择：

溶质从溶液中析出，结晶条件主要考虑溶质的溶解性、稳定性等，主要是控制好温度，常见类型有：

（1）蒸发结晶

例如：

从NaCl溶液中获得NaCl固体，可采用蒸发结晶。

（2）蒸发浓缩、降温结晶（或冷却结晶）

例如：

从CuSO4溶液中获得CuSO4·5H2O，可采取蒸发浓缩、降温结晶。

[例2]某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3）出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。

请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤（可选用的试剂：

铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：

向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，__过滤，向滤液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节溶液的pH约为5，过滤，向滤液中滴加稀硫酸酸化__，得到FeSO4溶液，__加热浓缩得到60℃饱和溶液，冷却至0℃结晶，过滤，用少量冰水洗涤，低温干燥__，得到FeSO4·7H2O晶体。

已知：

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3＋

1.1

3.2

Al3＋

3.0

5.0

Fe2＋

5.8

8.8

三　常见有机混合物除杂示例

有机混合物

除杂试剂

反应的化学方程式或原理

分离方法

乙醇（水）

CaO

CaO＋H2O===Ca（OH）2

蒸馏

溴苯（溴）

NaOH

Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O　

分液

溴乙烷（乙醇）

水

乙醇易溶于水

分液

苯（苯酚）

NaOH溶液

＋NaOH―→

＋H2O　

分液

乙酸乙酯（乙酸）

饱和Na2CO3溶液

2CH3COOH＋Na2CO3―→2CH3COONa＋H2O＋CO2↑

分液

解析硫铁矿烧渣中加入稀硫酸，SiO2不溶，通过过滤除去，含有的Fe2O3和Al2O3被溶解成Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3，加入铁粉，可以将Fe3＋还原为Fe2＋以增加FeSO4的产量，然后调节pH为5，除去Al3＋。

从溶解度曲线知，在60℃时FeSO4的溶解度最大，故将温度控制在60℃时，可获得FeSO4质量分数最大的饱和溶液，降低温度到0℃，可析出FeSO4·7H2O晶体。

[例3]实验室回收废水中苯酚的过程如下图所示。

下列分析错误的是（　B　）

A．操作Ⅰ中苯作萃取剂

B．苯酚钠在苯中的溶解度比在水中的大

C．通过操作Ⅱ苯可循环使用

D．三步操作均需要分液漏斗

解析根据流程知，向含酚废水中加入苯，将酚萃取到苯中，然后分液；再加入NaOH溶液，苯酚与NaOH反应得到苯酚钠。

苯酚钠进入水中，通过分液得到苯酚钠溶液和苯；再向苯酚钠溶液中加入盐酸得到苯酚乳浊液，静置分层，最后通过分液即可得到苯酚。

由上述分析知，B项错误。

[例1]（2016·全国卷丙）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。

CaCO3

滤液

白色结晶

回答下列问题：

（1）步骤①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______性（填“酸”“碱”或“中”）。

将溶液煮沸，趁热过滤。

将溶液煮沸的作用是________________________________________________________________。

（2）步骤②中反应的化学方程式为______，该反应需要在冰浴下进行，原因是________________________________________________________________________。

（3）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______。

（4）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______。

[答题送检]来自阅卷名师报告

错误

致错原因

扣分

（1）

未明白“溶液中尚存有少量固体”含义，少量固体是什么；煮沸后过滤，煮沸的目的是除杂

－3

（2）

“冰浴”营造一种低温环境，说明某种物质的稳定性受温度的影响较为明显

－3

（3）

洗涤的目的是除杂，什么物质易溶于酒精

－3

[解析]

（1）加入盐酸至溶液中尚有少量CaCO3，说明盐酸不足，但产生的CO2溶解在水中形成H2CO3，此时溶液呈酸性。

CO2在溶液中存在会影响产品的纯度，加热能使其从溶液中逸出。

（2）CaCl2与H2O2发生复分解反应生成CaO2：

CaCl2＋H2O2===CaO2↓＋2HCl，HCl再与NH3·H2O反应生成NH4Cl和H2O，总反应为CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O。

H2O2受热易分解，所以反应需在冰浴下进行。

（3）晶