第09講物質(zhì)的分離提純（2）-【暑假自學(xué)課】2022年新高一化學(xué)暑假精品課（蘇教版2019必修第一冊(cè)）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

第9講物質(zhì)的分離提純（2）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解蒸餾、萃取和分液等分離方法的操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。2．學(xué)會(huì)根據(jù)混合物性質(zhì)選擇分離和提純方法。【基礎(chǔ)知識(shí)】三、物質(zhì)的分離提純——蒸餾、萃取和分液1．蒸餾(1)定義：將液態(tài)物質(zhì)加熱至沸點(diǎn)，使之汽化，然后將蒸氣重新冷凝為液體的操作過(guò)程稱(chēng)為蒸餾。(2)蒸餾的應(yīng)用：運(yùn)用蒸餾，可以分離沸點(diǎn)相差較大的液體混合物，也可以除去水等液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)。(3)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)蒸餾自來(lái)水制取少量蒸餾水①蒸餾的主要儀器：蒸餾燒瓶、冷凝管、溫度計(jì)、接收管（牛角管）、錐形瓶、酒精燈。②蒸餾時(shí)在蒸餾燒瓶中加入少量碎瓷片或沸石是為了防止暴沸。③冷凝管中的冷卻水從下口進(jìn)，從上口出。④溫度計(jì)的水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶的支管口相平。2．分液(1)原理：如果兩種液體互不相溶，就可以用分液的方法分離這兩種液體。(2)儀器：鐵架臺(tái)、分液漏斗、燒杯。(3)操作過(guò)程：①將要分離的液體倒入分液漏斗中，塞上分液漏斗頂部的塞子，將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，充分振蕩，打開(kāi)活塞放氣，再關(guān)閉活塞。②將分液漏斗放在鐵架臺(tái)上，分液漏斗下端尖嘴緊貼燒杯壁，靜置。③打開(kāi)分液漏斗頂部塞子，再打開(kāi)活塞，將下層液體恰好放出到燒杯中，關(guān)閉活塞。④另取一只燒杯，將上層液體倒入燒杯中。3．萃取【實(shí)驗(yàn)探究】從溴水中富集溴取一只分液漏斗，向其中加入5mL四氯化碳，再加入約15mL溴水，塞上分液漏斗頂部塞子，倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)充分振蕩，置于鐵架臺(tái)上靜置。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：液體分為兩層，上層是水層，顏色較淺，下層四氯化碳變成了橙紅色。(1)萃取的原理：萃取是利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，將物質(zhì)從一種溶劑中轉(zhuǎn)移到另一種溶劑（即萃取劑）中，從而實(shí)現(xiàn)分離的方法。(2)萃取的條件：①兩種溶劑互不相溶；②溶質(zhì)在兩種溶劑中的溶解度相差較大。四、用化學(xué)方法進(jìn)行物質(zhì)的分離提純【實(shí)驗(yàn)探究】如何從粗鹽（含泥沙和MgCl2）中得到NaCl？請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)方案：①將粗鹽加適量水溶解；②加入稍過(guò)量NaOH溶液，振蕩，靜置；③將混合物過(guò)濾；④向?yàn)V液中加入適量鹽酸，調(diào)節(jié)pH≥7；⑤將濾液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中，蒸發(fā)結(jié)晶。【考點(diǎn)剖析】考點(diǎn)一：蒸餾1．蒸餾操作的實(shí)驗(yàn)步驟連接裝置→檢查裝置的氣密性→向蒸餾燒瓶中加入所要分離的液體和碎瓷片→接通冷卻水→加熱→收集餾分→停止對(duì)蒸餾燒瓶加熱并整理儀器。2．注意事項(xiàng)(1)溫度計(jì)水銀球的位置：蒸餾燒瓶的支管口處。(2)冷卻水的流向：由下往上(與內(nèi)管的冷凝液形成逆流)。(3)蒸餾燒瓶中所盛液體不能超過(guò)其容積的2/3，也不能少于1/3。(4)為防止暴沸可在蒸餾燒瓶中加入適量碎瓷片。【例1】已知丙酮(C3H6O)通常是無(wú)色液體，可溶于水，密度小于1 g/mL，沸點(diǎn)約為56 ℃。要從水與丙酮的混合物里將丙酮分離出來(lái)，下列方法中，最合理的是(　　)A．蒸餾 B．升華 C．過(guò)濾 D．蒸發(fā)答案：A解析：蒸餾適用于兩種沸點(diǎn)不同的互溶液體的分離，丙酮溶于水，故采用蒸餾將丙酮與水分離最合理。考點(diǎn)二：萃取和分液1.萃取劑的選擇(1)與原溶液中的溶劑互不相溶，互不反應(yīng)。(2)溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。(3)與溶質(zhì)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2．常用的萃取劑：常見(jiàn)的萃取劑有四氯化碳、苯、汽油等。與水的密度比較：ρ(CCl4)＞ρ(H2O)＞ρ(汽油)或ρ(苯)。分層判斷：密度大的溶劑在下層、密度小的溶劑在上層。3．萃取操作及現(xiàn)象描述：以用四氯化碳從溴水中萃取溴為例：實(shí)驗(yàn)操作：向溴水中加入適量四氯化碳，振蕩，靜置。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：液體分為兩層，上層顏色較淺，下層呈橙紅色。4．分液操作注意事項(xiàng)：①分液漏斗使用前要洗滌并檢漏。②振蕩時(shí)，要不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣，以防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大引起危險(xiǎn)。③分液時(shí)，要將漏斗下端管口尖嘴緊貼燒杯內(nèi)壁，使液體順利流下，防止液體飛濺。④下層液體要從下口放出，恰好流盡時(shí)及時(shí)關(guān)閉活塞，防止上層液體流出。⑤上層液體要從上口倒出，保證上層液體盡量少地沾附下層液體。【例2】下列有關(guān)物質(zhì)的分離提純操作的說(shuō)法正確的是（）A．蒸餾時(shí)，溫度計(jì)應(yīng)插入液面以下B．分液時(shí)，下層液體從分液漏斗的下口流出，上層液體從上口倒出C．可用酒精萃取溴水中的溴(　　)D．東晉葛洪《肘后備急方》中稱(chēng)“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”，以此法提取青蒿素屬于過(guò)濾答案：D解析：A.蒸餾時(shí)，溫度計(jì)的水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶支管相平，以便控制蒸汽的溫度，錯(cuò)誤；B.分液時(shí)，分離出下層液體后，上層液體要從上口倒出，防止分液漏斗下端的殘留液體與上層液體混合，正確；C.萃取時(shí)兩種溶劑必須互不相溶，而酒精與水互溶，加入酒精后不會(huì)分層，無(wú)法從溴水中萃取出溴，錯(cuò)誤；D.加入水，青蒿中的青蒿素易溶于水，該提取方法是萃取，錯(cuò)誤。考點(diǎn)三：依據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)選擇合適的分離提純方法1．“固+固”混合物的分離提純2．“固+液”混合物的分離提純3．“液+液”混合物的分離提純【例3】現(xiàn)有三組實(shí)驗(yàn)：①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草藥提取其中的有效成分。分離提純以上各混合液的正確方法依次是(　　)A．分液、萃取、蒸餾 B．萃取、蒸餾、分液C．分液、蒸餾、萃取 D．蒸餾、萃取、分液答案：C解析：①植物油和水互不相同，用分液的方法除去；②碘易溶于四氯化碳，用蒸餾的方法進(jìn)行分離；③中草藥的有效成分易溶于酒精，分離方法為萃取。考點(diǎn)四：用化學(xué)方法進(jìn)行物質(zhì)的分離提純1．操作原則：利用化學(xué)方法分離和提純物質(zhì)時(shí)，操作過(guò)程要注意八個(gè)字：“不增、不減、易分、復(fù)原”。不增：不引入新的物質(zhì)；不減：不消耗被提純的物質(zhì)；易分：雜質(zhì)轉(zhuǎn)換為沉淀、氣體等易分離除去；易復(fù)原：被提純物質(zhì)要容易復(fù)原。2．“三必須”：一是除雜試劑必須過(guò)量；二是過(guò)量試劑必須除盡(因過(guò)量試劑帶入新的雜質(zhì))；三是除雜途徑必須選最佳，除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的順序。【例4】欲除去某溶液里混有的少量雜質(zhì)，下列做法中不正確的是(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì))(　　)A．NaCl溶液(BaCl2)：加過(guò)量Na2CO3溶液，過(guò)濾，再加適量鹽酸再加熱B．KNO3溶液(AgNO3)：加入過(guò)量KCl溶液，過(guò)濾C．NaCl溶液(Br2)：加CCl4，萃取分液D．碘單質(zhì)I2(NaCl)：加熱升華后，再凝華答案：B解析：BaCl2和Na2CO3反應(yīng)生成BaCO3沉淀，過(guò)濾后，過(guò)量的Na2CO3可與鹽酸反應(yīng)除去，加熱可除去HCl，A項(xiàng)正確；KCl過(guò)量，引入新雜質(zhì)，應(yīng)加入適量的KCl，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Br2易溶于CCl4，可用萃取分液的方法分離，C項(xiàng)正確；I2單質(zhì)易升華，NaCl難分解，D項(xiàng)正確。【過(guò)關(guān)檢測(cè)】1．我國(guó)明代《本草綱目》中收載藥物1 892種，其中“燒酒”條目下寫(xiě)道：“自元時(shí)始創(chuàng)其法，用濃酒和糟入甑，蒸令氣上…其清如水，味極濃烈，蓋酒露也。”這里所用的“法”是指(　　)A．萃取 B．過(guò)濾 C．蒸餾 D．蒸發(fā)答案：C解析：由信息可知，“蒸令氣上”是利用互溶混合物的沸點(diǎn)差異分離，則該法為蒸餾。2．將碘水中的碘萃取出來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A．分液漏斗使用前要檢驗(yàn)它是否漏液B．萃取劑要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解C．注入碘水和萃取劑，倒轉(zhuǎn)分液漏斗反復(fù)用力振蕩后立即分液D．若用苯作萃取劑，則分層后上層液體呈紫紅色答案：C解析：萃取劑(如四氯化碳、苯等)應(yīng)不溶于水，且比水更容易使碘溶解；若用苯(密度比水小)作萃取劑，分層后上層液體呈紫紅色。為防止漏液，使用前要檢查分液漏斗是否漏液；加入碘水和萃取劑振蕩后，需靜置分層再分液。3．可以用分液漏斗分離的一組液體混合物是(　　)A．溴和四氯化碳 B．溴和苯C．水和植物油 D．水和乙醇答案：C解析：溴易溶于四氯化碳、苯，水和乙醇互溶，植物油不溶于水。4．蒸餾不需用到的儀器是(　　)A．蒸發(fā)皿 B．冷凝管C．蒸餾燒瓶 D．酒精燈答案：A解析：蒸餾實(shí)驗(yàn)操作用到的儀器：鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計(jì)、冷凝管、牛角管、錐形瓶等，不可能用到的儀器是蒸發(fā)皿。5．已知乙酸乙酯(C4H8O2)是一種無(wú)色液體，不溶于水，密度小于1 g·mL－1，沸點(diǎn)約為55 ℃。要從水與乙酸乙酯的混合物中將乙酸乙酯分離出來(lái)，下列方法中最簡(jiǎn)便的是(　　)A．蒸餾 B．分液 C．過(guò)濾 D．蒸發(fā)答案：B解析：乙酸乙酯與水不互溶，用分液的方法分離最簡(jiǎn)便。6．下列萃取與分液結(jié)合進(jìn)行的操作(用CCl4為萃取劑，從碘水中萃取碘)中錯(cuò)誤的是(　　)A．飽和碘水和四氯化碳加入分液漏斗中后，蓋好玻璃塞，用右手壓住分液漏斗玻璃塞，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)振蕩B．靜置，待分液漏斗中液體分層后，先使分液漏斗內(nèi)外空氣相通(準(zhǔn)備放出液體)C．打開(kāi)分液漏斗的活塞，使全部下層液體沿盛接液體的燒杯內(nèi)壁慢慢流出D．最后繼續(xù)打開(kāi)活塞，另用容器盛接并保存上層液體答案：D解析：下層液體從下口流出，待下層液體恰好流完后，關(guān)閉活塞，上層液體應(yīng)從上口倒入另一容器中。7．為了除去氯化鈉溶液中的少量溴化鈉，常用方法是往溶液中加入少量氯水，發(fā)生反應(yīng)：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳，經(jīng)振蕩、靜置、分液，可得到氯化鈉溶液。下列分析判斷中不正確的是(　　)A．加入苯或四氯化碳的操作叫萃取B．苯層在上層或四氯化碳層在下層C．可以用酒精代替苯或四氯化碳D．氯氣單質(zhì)置換出了溴單質(zhì)答案：C解析：由2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2可知，該溶液中加入少量氯水，有單質(zhì)溴生成；用苯或四氯化碳可萃取反應(yīng)后溶液中的溴，苯的密度比水小，苯層在上層；四氯化碳的密度比水大，四氯化碳層在下層。酒精與水混溶，不能作萃取劑。8．需要分離下列兩種混合物，選用最合適的實(shí)驗(yàn)裝置是(　　)a．汽油中不小心混入了大量的水b．水與丙酮的混合物已知：丙酮是一種可與水混溶的無(wú)色液體，密度小于水，沸點(diǎn)約為56 ℃。A．④③ B．②④ C．②① D．①③答案：B解析：汽油中混入了大量的水，兩者互不相溶，可用分液法分離即②，丙酮可與水混溶，沸點(diǎn)約為56 ℃，分離水與丙酮可采取蒸餾法即④，答案選B。9．下列實(shí)驗(yàn)中，所采取的分離方法與對(duì)應(yīng)原理都正確的是(　　)選項(xiàng)目的分離方法原理A分離溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離水和乙醇分液水和乙醇的密度不同C除去硝酸鉀固體中的雜質(zhì)氯化鈉重結(jié)晶氯化鈉在水中的溶解度很大D除去丁醇(沸點(diǎn)為117.5 ℃)中的乙醚(沸點(diǎn)為34.6 ℃)蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大答案：D解析：乙醇與水相互溶解，不能用作萃取劑，不能用分液的方法分離乙醇和水的混合物；硝酸鉀和氯化鈉在不同溫度下溶解度變化差別很大，可用重結(jié)晶法提純硝酸鉀。10．下列括號(hào)中的分離方法運(yùn)用得當(dāng)?shù)氖?/span>(　　)A．植物油和自來(lái)水(蒸餾)B．水溶液中的食鹽和碘(分液)C．碳酸鈣和氯化鈣的固體混合物(溶解、過(guò)濾、蒸發(fā))D．自來(lái)水中的雜質(zhì)(萃取)答案：C解析：植物油和自來(lái)水是互不相溶的兩種液體，其混合物可用分液法分離；碘最適合用萃取法分離；碳酸鈣(不溶于水)和氯化鈣(易溶于水)的固體混合物，可通過(guò)溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)分離得到兩種物質(zhì)；可用蒸餾的方法除去自來(lái)水中的雜質(zhì)。11．選取下列實(shí)驗(yàn)方法分離物質(zhì)，將分離方法的字母填在橫線上：A．萃取、分液法　B．結(jié)晶法　C．分液法　D．蒸餾法　E．過(guò)濾法(1)________分離飽和食鹽水與泥沙的混合物。(2)________分離水和汽油的混合物。(3)________分離四氯化碳(沸點(diǎn)為76.75 ℃)和甲苯(沸點(diǎn)為110.6 ℃)的混合物。(4)________從碘的水溶液里提取碘。(5)________從含硝酸鉀和氯化鈉的混合液中分離出硝酸鉀。答案：(1)E　(2)C　(3)D　(4)A　(5)B12．蒸餾是實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的常用方法，如圖所示的兩個(gè)裝置都可以制取蒸餾水。(1)圖Ⅰ中加熱A時(shí)要加墊石棉網(wǎng)，目的是__________________________________________。(2)圖Ⅰ中冷卻水的流向________(填“正確”或“不正確”)，理由是___________________。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)A中除加入少量自來(lái)水外，還需加入少量______________，其作用是________________。(4)圖Ⅱ裝置也可用于少量蒸餾水的制取(加熱及固定儀器略)，其原理與圖Ⅰ完全相同。該裝置中使用的玻璃導(dǎo)管較長(zhǎng)，其作用是____________；燒杯中還應(yīng)盛有的物質(zhì)是____________。答案：(1)使蒸餾燒瓶受熱均勻(2)不正確　冷凝效果不好，應(yīng)下進(jìn)上出(3)碎瓷片(或沸石)　防止液體暴沸(4)冷凝水蒸氣　冰水解析：(1)A、B、C分別是蒸餾燒瓶、冷凝管、錐形瓶，蒸餾燒瓶在加熱時(shí)要加墊石棉網(wǎng)，目的是使蒸餾燒瓶受熱均勻。(2)應(yīng)從下口進(jìn)水，上口出水，以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用。(3)蒸餾時(shí)蒸餾燒瓶中要放碎瓷片(或沸石)，防止液體暴沸。(4)圖Ⅱ中玻璃導(dǎo)管較長(zhǎng)，作用是使水蒸氣冷凝；燒杯中加冰水冷凝效果更好。13．粗鹽中含有泥沙、CaCl2、MgCl2、MgSO4等雜質(zhì)，要得到純凈的氯化鈉，必須進(jìn)行精制。首先將粗鹽水過(guò)濾除去泥沙，再用化學(xué)試劑作進(jìn)一步凈化處理。操作步驟如下：①將粗鹽加適量水溶解，過(guò)濾，除去泥沙等不溶性雜質(zhì)；②向?yàn)V液中依次加入稍過(guò)量的BaCl2溶液、Na2CO3溶液和NaOH溶液，過(guò)濾；③向?yàn)V液中加入稀鹽酸，調(diào)節(jié)pH至7左右；④將溶液蒸干，即可得到精制的氯化鈉固體。回答以下問(wèn)題：（1）過(guò)濾操作要用到的玻璃儀器有___________________________。（2）步驟②中，加入BaCl2溶液的目的是除去________，加入Na2CO3溶液目的是除去________和______________，加入NaOH溶液的目的是除去_____________。（3）寫(xiě)出步驟②中涉及到的化學(xué)方程式：（4）步驟③中加入稀鹽酸的目的是______________________________。（5）經(jīng)過(guò)科學(xué)論證，上述凈化鹽水的方案合理，又通過(guò)更加精確的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)凈化以后的鹽水進(jìn)行成分分析，發(fā)現(xiàn)其中CaCl2、MgCl2含量仍然超標(biāo)，必須進(jìn)一步降低其含量。對(duì)此，下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.對(duì)鹽水進(jìn)行過(guò)濾除雜B.再?gòu)纳鲜觯ǎ保┲羞x用化學(xué)試劑除雜C.查找資料或訪問(wèn)專(zhuān)家，采用更加先進(jìn)科學(xué)的方法除雜解析：（1）漏斗、燒杯、玻璃棒（2）SO Ca2+ 過(guò)量的Ba2+ Mg2+ （3）MgSO4＋BaCl2＝BaSO4↓+MgCl2 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl MgCl2+2 NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl（4）除去過(guò)量的CO和OH-（5）C解析：（2）粗鹽中的雜質(zhì)離子分別是SO、Ca2+和Mg2+，由于除雜試劑都必須過(guò)量，加入Na2CO3溶液，目的是除去粗鹽中的Ca2+和過(guò)量的Ba2+，因此添加試劑時(shí)，要先加入BaCl2溶液，再加入Na2CO3溶液。依次加入三種試劑的順序可以是①BaCl2→Na2CO3→NaOH，或②NaOH→ BaCl2→Na2CO3，或③BaCl2→NaOH→Na2CO3。（4）過(guò)濾后，濾液中除了含有Na+和Cl-外，還有過(guò)量的CO和OH-，通過(guò)加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH除去。在加入鹽酸之前，要將沉淀物過(guò)濾出來(lái)，否則部分沉淀將會(huì)被鹽酸溶解，導(dǎo)致除雜失敗。（5）既然是上述凈化鹽水的方案合理，那么A、B所表達(dá)的方法都將是無(wú)效的，故應(yīng)選擇C。

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