第02讲物质的分离提纯与检验.docx
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第02讲物质的分离提纯与检验
第一章从实验学化学
第2讲物质的分离、提纯与检验
(本讲编写:
常焕玲中学一级教师河北冀州中学053200)
高考“指挥棒”
高考说明
能对常见的物质进行检验、分离和提纯
解读考纲
在高考化学中,对实验能力的考查是重点,它的导向功能在这里得到了很好的表现。
以实验为中心,与其它化学知识有机地融于一体,着重考查考生能力和素质,尤其是思维能力的考查。
而且化学实验试题所考查的知识点趋向于从简单到复杂,从单一到综合。
化学实验中操作的规范性、分析数据的准确性和实验数据的科学性等方面,都要通过规范化的语言来表达。
考情回顾
考点
年份
情况统计
物质检验
2007
全国I(28)上海(7)重庆(12)
2008
北京(9)四川(26)全国II(28)
2009
全国I(27)
物质分离提纯
2007
宁夏(8)上海(26B)
2008
广东(19)天津(13)
2009
山东(30)福建(24)
命题预测
将实验原理、实验现象、基本操作及其原理有机结合在一起进行考查
将化学实验与化学基本原理、计算、推理融为一体。
课本“放大镜”
一、物质检验
1、气体检验依据
察颜观色,如Cl2()、NO2(),
特征反应:
SO2,NO,NH3,CO2,O2
2、离子检验(填入合适的试剂和方法)
(1)阳离子检验
K+、Na+:
Al3+、Mg2+、Ag+、Fe2+、Fe3+:
Fe3+:
NH4+:
(2)阴离子检验
Cl—、Br—、I—:
SO42—:
SO32—、CO32—:
3、有机物检验(填上合适的试剂)
烯烃、炔烃:
苯的同系物:
苯酚:
醛(含有醛基化合物,如葡萄糖等):
羧酸(含有羧基化合物):
淀粉:
;蛋白质(含有苯环):
二、物质分离常用方法
1、过滤洗涤
适用于分离和
洗涤沉淀:
向中注入至没过沉淀,等水自然留下,重复次。
2、结晶
适用于分离和
根据溶解度随温度变化曲线的不同分为与
最后少量液体需要余热蒸干,得到晶体通常需要过滤。
3、分液
适用于分离
操作:
静置,打开活塞,放出下层液体,关闭活塞,上层液体从倒出。
4、蒸馏
适用于分离
蒸馏时加入碎瓷片防止,温度计水银球应位于。
冷凝水的流向是进出
5、列举其它分离方法:
等
三、物质的提纯、鉴别、检验操作要点与原则
1、提纯“两不、两易”原则:
____________________________。
2、鉴定、鉴别与检验的区别:
鉴定需检验出_____________即“验明正身”,鉴别检验出___________________即可。
3、鉴别、检验原则:
两“不许”:
____________________________________
4、一般简答顺序为:
___________________________________________
考点“一一破”
击破考点一:
物质检验
例1:
(09全国I)浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是
2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并要检出反应产物的装置。
现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,其他固、液试剂自选。
(连接和固定仪器所用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器
(填字母)
加入的试剂
作用
变式训练1(2007上海卷)离子检验的常用方法有三种:
检验方法
沉淀法
显色法
气体法
含义
反应中有沉淀产生或溶解
反应中有颜色变化
反应中有气体产生
下列离子检验的方法不合理的是()
ANH4+-气体法BI--沉淀法CFe3+-显色法DCa2+-气体法
变式训练2(08全国II)某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-,CO32-,SO32-,SO42-,Cl-,Br-,I一。
为鉴定这些离子,分别取少量溶液进行以下实验:
①测得混合液呈碱性;
②加HCl后,生成无色无味气体。
该气体能使饱和石灰水溶液变浑浊;
③加CCl4,滴加少量氯水,振荡后,CCl4层未变色;
④加BaCl2溶液产生白色沉淀,分离,在沉淀中加人足量盐酸,沉淀不能完全溶解;
⑤加HNO3酸化后,再加过量AgNO3,溶液中析出白色沉淀。
(l)分析上述5个实验,写出每一实验鉴定离子的结论与理由。
实验①____________________________________________________
实验②____________________________________________________
实验③____________________________________________________
实验④____________________________________________________
实验⑤____________________________________________________
(2)上述5个实验不能确定是否存在的离子是___________________________。
击破考点二:
物质鉴别
例2:
(08北京)下列各组物质的无色溶液,不用其它试剂即可鉴别的是()
①KOHNa2SO4AlCl3②NaHCO3Ba(OH)2H2SO4
③HClNaAlO2④Ca(OH)2Na2CO3BaCl3
A.①②B.②③C.①③④D.①②④
变式训练1(07重庆)用过量的H2SO4、NaOH、NH3、H2O、NaCl等溶液,按右图所示步骤分开五种离子.则溶液①、②、③、④是
A①NaCl、②NaOH、③NH3·H2O、④H2SO4
B①H2SO4、②NaOH、③NH3·H2O、④NaCl
C①H2SO4、②NH3·H2O、③NaOH、④NaCl
D①NaCl、②NH3·H2O、③NaOH、④H2SO4
变式训练2A、B、C、D分别是NaNO3、NaOH、HNO3和Ba(NO3)2四种溶液中的一种,现利用另一种溶液X,用如图所示的方法可将它们依次确定。
试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液。
A:
________,B:
________,C:
_______,D:
_______,X:
_______。
击破考点三:
物质分离提纯
例3:
(09山东)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、S1的化合物,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3,步骤如下:
溶液A
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+:
从下列所给试剂中选择:
实验步骤中试剂①为 (填代号),检验溶液A中Fe3+的最试剂为 (填代号)。
a.KmnO4 b.(NH4)2Sc.H2O2d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发, 。
过滤等操作。
除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中选通入(或先加入) (填化学式)。
若实验过程中有氨气逸出、应选用下列 装置回收(填代号)。
abcd
(4)欲测定溶液A中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时视线应 ,直到 。
用KmnO4标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
变式训练1(09广东理基)下列除去杂质的方法正确的是
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
变式训练2(07宁夏理综第8题)下列除去杂质的方法正确的是
①除去乙烷中少量的乙烯:
光照条件下通入Cl2,气液分离;
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸:
用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,分液、干燥、蒸馏;
③除去CO2中少量的SO2:
气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶;
④除去乙醇中少量的乙酸:
加足量生石灰,蒸馏。
A①②B②④C③④D②③
真题“试一试”
1.(2009全国I)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1g样品加热,其质量变为w2g,则该样品的纯度(质量分数)是
A.
B.
C.
D.
2.(2008四川)某固体混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。
将该混合物进行如下实验,根据所给实验现象完成表格(对于能确定的物质在相应位置写化学式,暂不能确定的物质在相应位置填“无”):
(1)将少许混合物放入水中得到无色溶液和白色沉淀。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(2)取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色;
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(3)取白色沉淀加入稀盐酸,沉淀完全溶解并放出气体。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(4)通过上述实验仍无法确定的物质是______________。
3.(2008广东)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO
等杂质,提纯工艺路线如下:
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 。
(2)“趁热过滤”的原因是 。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是 (写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是 。
4.(2008北京)由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样品进行下列实验(部分产物略去)
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。
取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填写化学式)______________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是_______________________________________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量水,则Z中两种气体的化学式是______。
(3)向Y中通入过量氯气,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)___________________________。
(4)取Y中的溶液,调pH约为7,加入淀粉KI溶液和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。
当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是__________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应。
若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)__________。
反馈“小练习”
()1.某混合气体G可能含有CO、CO2、SO2、H2O等气体,用a.无水CuSO4、b.澄清石灰水、c.灼热CuO、d.碱石灰、e.酸性品红溶液、f.酸性高锰酸钾溶液等药品可将其一一检出,检出气体所用试剂的正确顺序是
A.a→e→b→f→d→cB.c→d→b→e→f→aC.a→e→f→b→d→cD.b→e→f→a→d→c
()2.以下离子检验的结论可靠的是
A.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,说明有Ca2+
B.通入Cl2后,溶液变为黄色,加入淀粉溶液后溶液变蓝,说明有I-
C.往溶液中加入盐酸,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,说明有CO32—
D.往溶液中加入BaC12溶液和稀HNO3,有白色沉淀生成,说明有SO42-
()3.(2007上海高考卷)今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:
K+、NH4+、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-,现取三份100mL溶液进行如下实验:
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33g。
根据上述实验,以下推测正确的是
AK+一定存在B100mL溶液中含0.01molCO32-
CCl-可能存在DBa2+一定不存在,Mg2+可能存在
()4.(广东理基)下列实验可行的是
A.做过银镜反应实验的试管用稀硝酸洗涤
B.用NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体
C.用浓硫酸与蛋白质的颜色反应鉴别部分蛋白质
D.用乙醇从碘水中萃取碘
()5.为了区别五瓶无色溶液:
HCl、AlCl3、Ba(NO3)2、NaCl、Na2CO3,四位学生都没有用酒精灯,三位学生另用了试剂,一位学生没有另用任何试剂.其中操作步骤一定最少的是
A.甲另用了酚酞试剂B.乙另用了NaOH溶液C.丙另用了紫色石蕊试液 D.丁不另用任何试剂
()6.3位同学设计了下列3个实验方案以验证某无色气体中既含有SO2,又含有CO2。
方案1:
将无色气体通入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色,反应后气体通入石灰水,石灰水变浑浊。
即可证原无色气体中含有SO2,又含有CO2。
方案2:
将无色气体通入溴水,溴水褪色又应后气体通入石灰水,石灰水变浑浊,证明原无色气体中既含有SO2,又含有CO2。
方案3:
将无色气体通入品红试液后再依次通入酸化KMnO4溶液、品红溶液,最后通入澄清的石灰水。
结果品红试液褪色、KMnO4溶液颜色变浅品红试液不褪色,石灰水变浑浊,证明原无色气体既含有SO2,又含有CO2。
试回答上述3个方案中,能证明原无色气体中既有SO2,又有CO2的方案是:
简述其理由是。
45分钟”小测试“
()1.下列选用的相关仪器符合试验要求的是
()2.(09天津)下列实验设计和结论相等的是
A.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性
C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO2-4
D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3
()3.(09浙江)下列说法正确的是
A.仅用AgNO3溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐
B.重结晶时,溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大
C.乙酸与乙醇的混合液可用分液漏斗进行分离
D.用盐酸标准溶液滴定待测氢氧化钠溶液时,水洗后的酸式滴定管未经标准液润洗,则结果偏低
()4.(09山东)下列关于有机物的说法错误的是
A.CCl4可由CH4制得,可萃取碘水中的碘
B.石油和天然气的主要成分都是碳氢化合物
C.乙醇、乙酸和乙酸乙酯能用饱和Na2CO3溶液鉴别
D.苯不能使KMnO4溶液褪色,因此苯不能发生氧化反应
()5.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理。
以下处理措施和方法错误的是
选项
污染物
处理措施
方法类别
A
废酸
加生石灰中和
物理法
B
Cu2+等重金属离子
加硫酸盐沉降
化学法
C
含苯废水
用活性炭吸附
物理法
D
含纯碱的废水
加石灰水反应
化学法
()6.从海带中提取碘的实验过程中,涉及到下列操作,其中正确的是
A.将海带灼烧成灰B.过滤得含I-溶液C.放出碘的苯溶液D.分离碘并回收苯
()7.下列实验操作完全正确的是
编号
实验
操作
A
钠与水反应
用镊子从煤油中取出金属钠,切下绿豆大小的钠,小心放入装满水的烧杯中
B
配制一定浓度的氯化钾溶液1000mL
准确称取氯化钾固体,放入到1000ml的容量瓶中,加水溶解,振荡摇匀,定容
C
为确证NaHCO3固体中是否含Na2CO3
取少量待检固体溶于水中,滴加少量BaC12溶液,观察是否有白色沉淀生成
D
取出分液漏斗中所需的上层液体
下层液体从分液漏斗下端管口放出,关闭活塞,换一个接收容器,上层液体继续从分液漏斗下端管口放出
()8.仅用一种试剂鉴别如下物质:
苯、CCl4、NaI溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液,下列试剂中不能选用的是
A、溴水B、AgNO3溶液C、酸性KMnO4D、FeCl3溶液
()9.(2007山东理综卷)下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置(加热设备及夹持固定装置均略去),请根据要求完成下列各题(仪器装置可任意选用,必要时可重复选择,a、b为活塞)。
(1)若气体入口通入CO和CO2的混合气体,E内放置CuO,选择装置获得纯净干燥的CO,并验证其还原性及氧化产物,所选装置的连接顺序为___________(填代号)。
能验证CO氧化产物的现象是_________。
(2)停止CO和CO2混合气体的通入,E内放置Na2O2,按A→E→D→B→H装置顺序制取纯净干燥的O2,并用O2氧化乙醇。
此时,活塞a应________,活塞b应_________,需要加热的仪器装置有___________(填代号),m中反应的化学方程式为____________________________________。
(3)若气体入口改通空气,分液漏斗内改加浓氨水,圆底烧瓶内改加NaOH固体,E内放置铂铑合金网,按A→G→E→D装置顺序制取干燥氨气,并验证氨的某些性质。
①装置A中能产生氨气的原因有:
______________________________。
②实验中观察到E内有红棕色气体出现,证明氨气具有___________性。
()10.有3种可溶性离子化合物A、B、C,它们分别由阳离子NH4+、Na+、Cu2+和阴离子OH-、S2-、SO42-两两结合而成,取质量相等的A、B、C分别溶解于水,配成等体积的溶液,这3种溶液物质的量浓度大小的顺序是B>A>C根据题意回答下列问题:
(1)推断出A是___________,B是___________,C是___________。
(2)室温时C溶液的pH___________7(填>、=、<=)。
(3)写出A与B溶液混合发生反应的离子方程式___________________________;
()11.有一包白色固体粉末,可能由硫酸钠、硝酸钾、硝酸铵、碳酸钙、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成,做实验得以下结果:
⑴将此固体粉末加到水中,得到白色沉淀和上层无色清液;
⑵过滤后,在滤出的白色沉淀里加入稀硝酸,白色沉淀部分溶解并
有无色气体生成,该气体能使澄清石灰水变浑浊;
⑶在滤液中,加入适量的氢氧化钠溶液并加热,生成有刺激性气味的无色气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
由此实验推断:
该粉末中一定含有_________________________________________;
一定不含有_______________________;可能含有____________________。
(填化学式)
()12.(2007上海化学卷)某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应制取胆矾。
其设计的实验过程为:
(1)杂铜中含有大量的有机物,可采用灼烧的方法除去有机物,灼烧时将瓷坩埚置于上(用以下所给仪器的编号填入,下同),取用坩埚应使用,灼烧后的坩埚应放在上,不能直接放在桌面上。
实验所用仪器:
a.蒸发皿b.石棉网c.泥三角d.表面皿e.坩埚钳f.试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,用以制取胆矾。
灼烧后含有少量铜的可能原因是
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原b.灼烧不充分铜未被完全氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜d.该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径
实现用粗制氧化铜制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:
酸溶、加热通氧气、过滤、_____、冷却结晶、、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径
相比,途径
有明显的两个优点是:
、。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中:
称量操作至少进行次。
(6)若测定结果x值偏高,可能的原因是
a.加热温度过高b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却d.胆矾晶体部分风化
()13.(09重庆)两个学习小组用题27图装置探究乙二酸(HOOC—COOH)受热分解的部分产物。
(1)甲组:
按接口顺序:
a—b—c—d—e—f—g—h连接装置进行实验。
B中溶液变浑浊,证明分解产物有;装置C的作用是;E中溶液变浑浊,D中的现象是,证明分解产物有。
乙二酸受热分解的化学方程式为。
(2)乙组:
将接口a与j连接进行实验,观察到F中生成的气体可使带火星的木条复燃,则F中最主要反应的化学方程式为。
从A—F中选用装置进行实验,证明甲组通入D的气体能否与
反应。
最简单的装置接口连接顺序是;实验后用F中的固体进行验证的方法是(可另选试剂)。
参考答案:
课本“放大镜”
一、物质检验
1、气体检验
察言观色,如Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色),
特征反应:
SO2使品红溶液褪色,NO遇空气变为红棕色,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,CO2使澄清石灰水变浑浊,O2能使带火星木条复燃
2、离子检验(填入合适的试剂和方法)
(1)阳离子检验
K+、Na+:
焰色反应
Al3+、Mg2+、Ag+、Fe2+、Fe3+:
NaOH溶液,沉淀法
Fe3+:
KSCN溶液,络合法
NH4+:
NaOH溶液,气体法
(2)阴离子检验
Cl—、Br—、I—:
AgNO3,沉淀法
SO42—:
HCl、BaCl2溶液,沉淀法。
SO32—、CO32—:
稀盐酸,气体法
3、有机物检验(填上合适的试剂)
烯烃、炔烃:
溴水或酸性KMnO4溶液
苯的同系物:
酸性KMnO4溶液
苯酚:
浓溴水或FeCl3溶液
醛(含有醛基化合物,如葡萄糖等):
银氨溶液,新制Cu(OH)2悬浊液
羧酸(含有羧基化合物):
NaHCO3溶液
淀粉:
碘水;蛋白质:
浓硝酸
二、物质分离常用方法
1、过滤洗涤
适用于分离不溶于溶剂的固体和溶剂
洗涤沉淀:
向过滤
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- 第02讲 物质的分离提纯与检验 02 物质 分离 提纯 检验
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