高中化学物质的分离与提纯微课精讲知

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知识点:

1.物质的分离与提纯的区别和联系

(1)二者的目的不同,但所遵循的原则与实验操作却非常相似。物质的分离是将混合物中的各组分分别分离出来,要保持各组分的化学组成和物理状态;物质的提纯是净化混合物中的主体物质,不必考虑提纯后杂质的化学组成和物理状态。

(2)二者都是依据混合物中各物质不同的物理性质和化学性质来设计方案,即原理相同。提纯过程包含分离过程,只是杂质部分通常舍弃。

2.分离与提纯遵循的原则

(1)“四原则”

一是不增加新的杂质;二是不减少被提纯物质;三是被提纯物质与杂质易分离;四是被提纯物质易复原。

(2)“三必须”

一是除杂试剂必须过量;二是过量试剂必须除尽;三是除杂途径必须最佳。

3.物质的分离与提纯的基本方法

(1)物理方法

方法、装置

适用范围

操作要点

过滤法

固(不溶)-液分离,如除去粗盐中的泥沙

①滤纸用水润湿后紧贴漏斗壁,滤纸边缘低于漏斗口上沿;玻璃棒靠在三层滤纸处;过滤时加入漏斗的溶液液面低于滤纸边缘,即“一贴二低三靠”;

②过滤时,烧杯嘴与玻璃棒接触,漏斗嘴紧靠烧杯内壁;

③洗涤时,蒸馏水面高于沉淀,通常浸洗三次

蒸发结晶法

利用物质在同一溶剂中溶解度不同,进行固-固(均溶)分离

①蒸发皿可直接加热,固定在铁架台的铁环上;

②加热时用玻璃棒不断搅动,防止液体溅出,蒸发皿出现较多固体时停止加热,利用余热将溶液蒸干

蒸馏法

分离沸点不同的液体混合物,如从石油中分离出各馏分

①蒸馏烧瓶加热要垫石棉网,温度计水银球放在烧瓶支管口附近;

②冷凝管横放时应“头高尾低”,保证冷凝液自然流下,冷却水流向与蒸气相反;

③蒸馏烧瓶中要放入沸石或碎瓷片以防暴沸

萃取分液法

将两种互不相溶的液体分开

①将溶液注入分液漏斗中,溶液总量不超过其容积的3/4,两手握住分液漏斗倒转并反复用力振荡;

②把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层;

③打开上口塞子,旋开下部的活塞,使下层液体流出

洗气法

气-气分离法(杂质气体在试剂中溶解或与试剂反应)

将混合气体通入洗气瓶,导气管“长”进“短”出

渗析法

用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来,如用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl溶液

将要提纯的胶体装入半透膜中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,渗析的时间要充分

升华法

分离易升华与不易升华的物质

应与物质的分解变化区分

盐析法

将胶体从混合物中分离出来

①注意无机盐的选择;

②少量盐(如NaCl、Na2SO4等)能促进蛋白质的溶解,重金属盐使蛋白质变性;

③盐析后过滤;

④盐析是物理变化

(2)化学方法

方法

适用条件

加热法

混合物中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,如纯碱中混有小苏打

沉淀法

在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去

转化法

不能通过一次反应达到分离的目的时,要先转化为其他物质分离,然后将转化后的物质恢复为原物质

酸碱法

被提纯物质不与酸碱反应,而杂质可与酸碱发生反应,如用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉

氧化还原法

①对混合物中混有的还原性杂质,可加入适当的氧化剂将其氧化为被提纯物质

②对混合物中混有的氧化性杂质,可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质

调节pH法

通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中杂质成分转化为沉淀而分离

电解法

利用电解原理来分离、提纯物质,如电解精炼铜

吸收法

常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当的固体或溶液作吸收剂。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)

4.依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)方法

(1)“固+固”混合物的分离(提纯)

(2)“固+液”混合物的分离(提纯)

(3)“液+液”混合物的分离(提纯)

视频教学:

练习:

1.下列关于胶体的认识错误的是

A.淀粉胶体中含有少量的氯化钠,可用适量硝酸银溶液除去

B.纳米材料粒子直径一般从几纳米到几十纳米(1nm=10-9m),但是纳米材料不属于胶体

C.氢氧化铁胶体中逐滴加入过量的稀硫酸溶液,开始产生红褐色沉淀,最后沉淀溶解

D.水泥厂,治金厂用高压电除去烟尘,是因为烟尘微粒带电荷

2.下列说法错误的是

A.蒸馏时冷却水的方向应从下口进上口出

B.酒精比水更容易使碘溶解,所以酒精可以作萃取剂,用于提取碘水中的碘单质

C.蒸馏时温度计的水银球不能伸入液面以下,应该位于蒸馏烧瓶的支管口

D.分液时,下层液体应从下口流出,上层液体应从上口倒出

3.下列分离方法与物质的溶解度无关的是

A.萃取B.结晶C.蒸馏D.盐析

4.欲将碘水中的碘萃取出来,所用萃取剂除不溶于水外还必须具备的性质是

A.易与碘发生化学反应B.比水密度小C.比水密度大D.碘在其中更易溶解

5.实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:

①放置酒精灯②固定铁圈的位置③放上蒸发皿④加热搅拌⑤停止加热、余热蒸干,其正确的操作顺序是

A.③①②④⑤B.①②③④⑤C.②③①④⑤D.②①③④⑤

6.海带中碘元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中所选用的实验用品不能都用到的是

A.将海带灼烧灰化,选用①、②和⑧B.溶解灰分,选用④、⑥和⑦

C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦D.检验滤液中的I-,选用③和⑨

7.用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是

A

B

C

D

蒸发NaCl溶液获得NaCl晶体

分离CCl4和I2混合物

验证SO2的漂白性

制备少量的SO2

A.AB.BC.CD.D

8.下列除去括号内杂质方法正确的是

A.HCl(Cl2)混和气通过CCl4,洗气B.MgCl2溶液(FeCl3溶液)过量Mg粉,过滤

C.硝基苯(苯)蒸馏水使混合液体分层,分液D.乙烷(乙烯)通过H2加成的方法

9.下列关于文献记载的说法正确的是

A.《天工开物》中“世间丝麻裘褐皆具素质”,文中“丝、麻”的主要成分都是蛋白质

B.《本草纲目》中“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,涉及的实验操作是蒸馏

C.《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,描述的是升华和凝华过程

D.《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,该提取过程属于化学变化

10.如图所示物质的分离方法正确的是

A.装置甲可用于过滤,分离汽油和水的混合物

B.装置乙可用于灼烧胆矾,制备无水硫酸铜

C.装置丙可用于蒸馏,分离丁醇(沸点.5℃)与乙醚(沸点34℃)

D.装置丁可使用酒精提取碘水中的碘

11.下列仪器及对应名称正确的是

A.坩锅

B.分液漏斗

C.三脚架

D.容量瓶

A.AB.BC.CD.D

12.下列仪器能用于分离水和四氯化碳混合物的是

A.B.C.D.

13.从海带中提取碘的实验过程涉及下列操作,其中正确的是

A.将海带灼烧成灰

B.过滤得含碘的溶液

C.放出含碘的苯溶液

D.分离碘并回收苯

A.AB.BC.CD.D

14.下列物质除杂时,选用的除杂试剂正确的是

选项

物质(括号内为杂质)

除杂试剂

A

溶液()

B

溶液()

溶液

C

碱石灰

D

溶液

A.AB.BC.CD.D

15.在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是

A.B.C.D.

16.以下实验基本操作正确的是

A.装置甲氧气验满B.装置乙测定溶液pH

C.装置丙验证质量守恒定律D.装置丁过滤

17.以下方法得到的水,其纯度最高的是

A.过滤B.吸附C.沉淀D.蒸馏

18.分离提纯下列物质时选用的试剂或方法不正确的是

分离提纯

试剂

方法

A

除去NH3中的水蒸气

浓硫酸

洗气

B

提取溴水中的溴单质

CCl4

萃取

C

除去Fe粉中的铝

氢氧化钠溶液

过滤

D

除去氧化铝中的氧化镁

氢氧化钠溶液

过滤

A.AB.BC.CD.D

19.为除去某物质中所含的杂质,小明同学做了以下四组实验,其中她所选用的试剂或操作方法正确的是

序号

物质

杂质

除杂试剂或操作方法

NaCl溶液

Na2CO3

加入过量盐酸,蒸发

ZnSO4溶液

CuSO4

加入过量锌粉并过滤

H2

CO2

依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶

NaNO3

CaCO3

加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶

A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④

20.绿原酸(C16H18O9)是一种有机弱酸,金银花的水浸取液经下列操作可获得绿原酸粗品。下列说法错误的是

(已知:①乙酸乙酯与水不互溶,且其密度小于水;

②减压蒸馏是指在降低体系的压强下进行蒸馏,已知物质的沸点与体系的压强呈正比)

A.该流程中乙酸乙酯可循环利用

B.萃取振荡时,应使分液漏斗下口倾斜向上,并及时打开下口的活塞放出分液漏斗内的气体

C.分液时,有机层应从下口放出

D.本实验用减压蒸馏的方式,可以降低有机溶剂乙酸乙酯的沸点,节约能源

课件:

教案:

学习目标

知识技能:

初步学会过滤、结晶、分液、蒸馏等分离物质的实验技能,能独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。

过程方法:

初步了解根据混合物的性质,选择不同的分离方法对物质进行分离。

情感态度:

结合实际事例讨论遵守实验安全守则的重要性。树立安全意识,能识别化学品安全使用标识,初步形成良好的实验工作习惯。

教学过程

情景设计:

化学研究工业生产中经常要对混合物进行分离和提纯,如石油的分馏(放投影)。学生观看投影、教材图片,知道化学研究和工业生产都经常要对混合物进行分离和提纯,从中体会用实验方法对混合物进行分离、提纯的重要性。

我们在初中化学中也学过一些简单的实验方法,可以用于混合物的分离和提纯。请同学回忆你了解那些分离、提纯的方法。学生回忆,举出过滤、结晶、蒸馏等多种分离的实验方法。

交流讨论:

请同学们考虑一下,什么样的混合物能够用过滤方法来分离?什么样的混合物可以用结晶方法来分离?什么样的混合物可以用蒸馏的方法来分离?

学生思考、讨论、相互交流。知道过滤适用于分离难溶固体与液体组成的混合物,结晶适用于分离溶解度不同的物质,蒸馏适用与分离沸点相差较大的液态物质等。

整理归纳:

请同学们总结一下,混合物的性质与分离方法之间有什么关系?学生总结,最后得到下列共识:不同的分离方法都有一定的适用范围,要根据不同混合物的性质来选择合适的分离方法进行分离。

实验探究:

请同学讨论研究教材第16页“交流与讨论”1、2。同学对过滤和结晶加深理解,并初步了解实验方案的设计,巩固操作方法,理解注意事项。

演示:溴水中溴的萃取实验。同学掌握萃取实验的原理、萃取和分液操作步骤、及实验现象

演示:蒸馏实验。同学通过观察与思考,了解实验仪器及其组装,加深理解蒸馏实验的原理。

演示:纸上层析实验。使同学了解层析法分离混合物的原理,拓展学生的视野。

小结:已学混合物分离提纯的方法。

分离和提纯的方法

分离的物质

应注意的事项

应用举例

过滤

用于固液混合的分离

一贴、二低、三靠

如粗盐的提纯

蒸馏

提纯或分离沸点不同的液体混合物

防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向

如石油的蒸馏

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所组成的溶液中提取出来的方法

选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂

用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘

分液

分离互不相溶的液体

打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出

如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液

蒸发和结晶

用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物

加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热

分离NaCl和KNO3混合物

化学方法分离和提纯物质时要注意八个字“不增、不减、易分、复原”。

信息博览

什么是渗析?渗析与过滤有何区别?什么是升华法?

课堂训练

1.下列化学实验操作或事故处理方法不正确的是( C )

     A.不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛

     B.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上硼酸

     C.酒精灯着火时可用水扑灭

     D.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌条件下慢慢加浓硫酸

 2.实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:①放置酒精灯②固定铁圈的位置③放上蒸发皿④加热搅拌⑤停止加热、余热蒸干

  其正确的操作顺序是( B )

     A.①②③④               B.①②③④⑤

     C.②③①④⑤             D.②①③④⑤

 3.下列实验操作中错误的是( C )

     A.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

     B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口

     C.蒸发结晶时应将溶液蒸干

     D.称量时,称量物放在称量纸上,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘中

实践巩固

 1.要除去CO2气体中所含的少量HCl气体,最好的方法是将混合气通过( A )

     A.NaHCO3溶液           B.Na2CO3溶液

     C.饱和石灰水             D.氨水

 2.为了除去粗盐中Ca2+、Mg2+、SO及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作。其中正确的操作顺序是( CD )

  ①过滤 ②加过量的NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量Na2CO3溶液 ⑤加过量BaCl2溶液

     A.①④②⑤③             B.④①②⑤③

     C.②⑤④①③             D.⑤②④①③

 3.下列仪器常用于物质分离的是( C )

  ①漏斗 ②试管 ③蒸馏烧瓶 ④天平 ⑤分液漏斗 ⑥研钵

     A.①③④    B.①②⑥      C.①③⑤    D.①③⑥

 4.下列实验操作中叙述正确的是(B   )

     A.萃取操作必须在分液漏斗中进行

     B.振荡试管中液体时,手拿住试管,用手腕甩动

     C.用剩的药品应收集起来放回原试剂瓶中

     D.称量物质时先取小砝码,再依次取较大的砝码

  5.实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案:

  如果此方案正确,那么:

  (1)操作①可选择_____或_____仪器。

  (2)操作②是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?

  (3)进行操作②后,如何判断SO已除尽,方法是__________。

  (4)操作③的目的是_________,为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?理由是________。

  (5)操作④的目的是____________________________________。

  答案:(1)蒸发皿坩埚

  (2)改用Ba(NO3)2会使溶液中引入新的杂质离子NO,以后操作中无法除去

  (3)取上层清液加入BaCl2溶液,若无沉淀说明SO已除尽

  (4)除去过量的Ba2+减少一次过滤操作

  (5)除去溶解在溶液中的CO2

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