2020版高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)通用版學(xué)案：第十章第3課時(shí)　實(shí)驗(yàn)方法（1）——物質(zhì)的分離與提純

第3課時(shí)　實(shí)驗(yàn)方法(1)——物質(zhì)的分離與提純知識(shí)點(diǎn)一　物質(zhì)分離、提純常用的物理方法1．混合物的分離是根據(jù)混合物中各組分的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異，通過一定的物理變化或化學(xué)變化將混合物分成各組分的純凈物。2．混合物的提純是根據(jù)混合物中各組分的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異，通過一定的物理變化或化學(xué)變化將混合物中的雜質(zhì)除去。分離和提純的要求不同，設(shè)計(jì)操作步驟時(shí)一定要加以區(qū)別。3．提純的“四個(gè)原則”及“四個(gè)必須”(1)“四個(gè)原則”一是不增加新的雜質(zhì)；二是不減少被提純物質(zhì)；三是被提純物質(zhì)與雜質(zhì)易分離；四是被提純物質(zhì)易復(fù)原。(2)“四個(gè)必須”一是除雜試劑必須過量；二是過量試劑必須除盡；三是除雜途徑必須最佳；四是除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的先后順序。 1．常用裝置(1)過濾適用范圍把不溶性固體與液體進(jìn)行分離注意事項(xiàng)一貼濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁二低濾紙上緣低于漏斗口液面低于濾紙上緣三靠燒杯緊靠玻璃棒玻璃棒緊靠三層濾紙?zhí)?/span>漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁  (2)蒸發(fā)適用范圍分離易溶性固體的溶質(zhì)和溶劑注意事項(xiàng)玻璃棒的作用：攪拌，防止液體局部過熱而飛濺停止加熱的標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)有大量晶體析出時(shí)停止加熱，利用余熱蒸干 (3)萃取和分液適用范圍萃取：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來分液：分離兩種互不相溶且易分層的液體注意事項(xiàng)①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大②萃取劑與原溶劑不反應(yīng)、不相溶③萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng)④常用的萃取劑是苯或CCl4，一般不用酒精作萃取劑 (4)蒸餾適用范圍分離沸點(diǎn)相差較大且互溶的液體混合物注意事項(xiàng)溫度計(jì)的水銀球在蒸餾燒瓶的支管口處蒸餾燒瓶中要加沸石或碎瓷片，目的是防止暴沸冷凝管水流方向?yàn)?/span>口進(jìn)，口出 (5)升華適用范圍某種組分易升華的混合物，利用物質(zhì)升華的性質(zhì)在加熱條件下分離的方法注意事項(xiàng)如NaCl固體中的I2可用該方法，但NH4Cl固體中的I2不能用升華的方法分離 2．創(chuàng)新裝置(1)過濾裝置的創(chuàng)新——抽濾由于水流的作用，使裝置a、b中氣體的壓強(qiáng)減小，故使過濾速率加快 (2)蒸餾裝置的創(chuàng)新 由于冷凝管豎立，使液體混合物能冷凝回流，若以此容器作反應(yīng)容器，可使反應(yīng)物能循環(huán)利用，提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率 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)[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)過濾時(shí)，為加快過濾速度，可用玻璃棒攪拌漏斗中液體(×)(2)蒸發(fā)操作時(shí)，應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加熱(×)(3)根據(jù)食用油和汽油的密度不同，可選用分液的方法分離(×)(4)用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸餾的方法分離溴與乙醇(×)(5)蒸餾時(shí)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插入液體中(×)(6)蒸餾中，冷卻水應(yīng)從冷凝管的下口通入，上口流出(√)(7)利用加熱的方法分離NH4Cl和I2的固體混合物(×)(8)提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉，應(yīng)采用在較高溫度下制得濃溶液再冷卻結(jié)晶、過濾、干燥的方法(×)2．下列實(shí)驗(yàn)裝置不適用于物質(zhì)分離的是(　　)解析：選D　裝置A為萃取分液裝置，用于分離互不相溶的液體混合物；裝置B可用于分離易升華的物質(zhì)(如I2)；C為過濾裝置，用于分離液體與不溶性固體混合物；裝置D中溫度計(jì)測(cè)量的是反應(yīng)混合液的溫度，不是蒸餾裝置。3．下列實(shí)驗(yàn)中，所選裝置不合理的是(　　)A．分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，選④B．用CCl4提取碘水中的碘，選③C．用FeCl2溶液吸收Cl2，選⑤D．粗鹽提純，選①和②解析：選A　CH3COOCH2CH3難溶于Na2CO3溶液，二者會(huì)分層，可以用分液法分離，選擇③，A錯(cuò)誤；用CCl4萃取碘水中的碘，選擇③，B正確；⑤可以用作洗氣瓶，也可用作FeCl2溶液吸收Cl2的裝置，C正確；粗鹽提純需要過濾、蒸發(fā)結(jié)晶，選擇①和②，D正確。4．物質(zhì)的分離提純操作包括：過濾、蒸餾、分液、結(jié)晶(重結(jié)晶)、鹽析等，選擇合適的操作名稱填空：(1)除去Ca(OH)2溶液中懸浮的 CaCO3________。(2)從碘水中提取碘________。(3)用自來水制取蒸餾水________。(4)分離植物油和水________。(5)從雞蛋清溶液中提取蛋白質(zhì)________。(6)除去KNO3晶體中混有的少量NaCl________。答案：(1)過濾　(2)萃取、分液　(3)蒸餾　(4)分液(5)鹽析、過濾　(6)重結(jié)晶知識(shí)點(diǎn)二　物質(zhì)分離、提純常用的化學(xué)方法1．常見氣體的除雜方法氣體(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑化學(xué)方程式或原理C2H2(H2S)CuSO4溶液H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4H2(NH3)濃硫酸NH3＋H2SO4===NH4HSO4Cl2(HCl)飽和NaCl溶液HCl極易溶于水，Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度小CO2(HCl)飽和NaHCO3溶液HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2SO2(HCl)飽和NaHSO3溶液HCl＋NaHSO3===NaCl＋H2O＋SO2CO2(SO2)飽和NaHCO3溶液SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋H2O＋2CO2CO2(CO)灼熱CuOCO＋CuOCu＋CO2CO(CO2)NaOH濃溶液CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2ON2(O2)灼熱銅網(wǎng)2Cu＋O22CuOCH4(CH2===CH2、CHCH)溴水CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2BrHCCH＋2Br2―→CHBr2—CHBr2 2．常見固體或溶液的除雜方法物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑或方法化學(xué)方程式或原理分離方法Na2CO3固體(NaHCO3)加熱2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑—NaCl溶液(Na2SO4)加適量BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl過濾NaCl固體(NH4Cl)加熱NH4ClNH3↑＋HCl↑—FeCl2溶液(FeCl3)加過量鐵粉2FeCl3＋Fe===3FeCl2過濾FeCl3溶液(FeCl2)通Cl22FeCl2＋Cl2===2FeCl3—NaHCO3溶液(Na2CO3)通CO2Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3—Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加過量銅粉2AgNO3＋Cu===Cu(NO3)2＋2Ag過濾I2(SiO2)加熱I2升華、冷卻、凝華，得I2—Fe2O3(Al2O3)加過量NaOH溶液Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O過濾NH4Cl溶液(FeCl3)加適量氨水FeCl3＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4Cl過濾KNO3固體(NaCl)水根據(jù)二者的溶解度隨溫度的變化不同降溫結(jié)晶NaCl溶液(MgCl2)加適量NaOH溶液MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl過濾C(CuO)加過量稀鹽酸CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O過濾CuO(Fe)磁鐵Fe能被磁鐵吸引—CuS(FeS)加過量稀鹽酸FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑過濾鎂粉(鋁粉)加過量NaOH溶液2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑過濾 3．物質(zhì)分離、提純常用的化學(xué)方法 方法原理雜質(zhì)成分沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀Cl－、SO、CO及能形成弱堿的陽離子氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體CO、HCO、SO、HSO、S2－、NH雜轉(zhuǎn)純法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)雜質(zhì)中含不同價(jià)態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、同一種酸的正鹽與酸式鹽(用對(duì)應(yīng)的酸或堿)氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì)如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2，用灼熱的銅網(wǎng)除去N2中的O2熱分解法加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液反應(yīng)的差異進(jìn)行分離如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3電解法利用電解原理除去雜質(zhì)含雜質(zhì)的金屬(M)作陽極、純金屬(M)作陰極，含M的鹽溶液作電解質(zhì)溶液調(diào)pH法加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH使溶液中某種成分生成沉淀而分離如向含有Cu2＋和Fe3＋的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等，調(diào)節(jié)pH使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．(2018·深圳三校第一次聯(lián)考)除去下列物質(zhì)中所含的雜質(zhì)，選用的試劑正確的是(　　)選項(xiàng)物質(zhì)(雜質(zhì))試劑AAl2O3(SiO2)NaOH溶液BCO2(SO2)Na2CO3溶液CFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉DNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液 解析：選C　因Al2O3和SiO2均與NaOH溶液反應(yīng)，不能選擇NaOH溶液來除雜，可選鹽酸溶解后過濾，最后濾液通過蒸發(fā)、灼燒得Al2O3，故A錯(cuò)誤；CO2和SO2均與Na2CO3溶液反應(yīng)，達(dá)不到除雜的目的，可選飽和NaHCO3溶液利用洗氣法除雜，故B錯(cuò)誤；Fe不與FeCl2溶液反應(yīng)，與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2，除去雜質(zhì)FeCl3且不引入新的雜質(zhì)，故C正確；NaHCO3和Na2CO3均與Ca(OH)2溶液反應(yīng)，達(dá)不到除雜的目的，可通入足量的二氧化碳來除雜，故D錯(cuò)誤。2．某硝酸鈉固體中混有少量硫酸銨和碳酸氫鈉雜質(zhì)，現(xiàn)設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案，既除去雜質(zhì)，又配成硝酸鈉溶液。實(shí)驗(yàn)方案：先將固體溶于蒸餾水配成溶液，選擇合適的試劑和操作完成表格中各步實(shí)驗(yàn)。選擇試劑①Na2CO3溶液④實(shí)驗(yàn)操作②③加熱下列試劑或操作不合理的是(　　)A．試劑①為Ba(OH)2溶液　 　B．操作②為結(jié)晶C．操作③為過濾   D．試劑④為稀HNO3解析：選B　選擇Ba(OH)2溶液除去SO、NH和HCO，NH3·H2O通過加熱除去，操作②為加熱。過量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，過量的OH－和CO用硝酸除去，則操作③為過濾，試劑④為HNO3。3．下列有關(guān)說法正確的是(　　)A．分離Fe2O3、Al2O3的操作依次為溶解、過濾、灼燒B．蒸餾、過濾、分液、洗氣四種分離物質(zhì)的方法，均不可能發(fā)生化學(xué)變化C．通入過量CO2可除去NaHCO3溶液中的雜質(zhì)Na2CO3D．向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末，充分?jǐn)嚢韬筮^濾可除去雜質(zhì)FeCl3解析：選C　若用過量NaOH溶解Fe2O3、Al2O3的混合物，過濾后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，NaAlO2溶液通過灼燒無法得到Al2O3，同理分析可知用過量的酸溶解上述混合物也無法經(jīng)題述三步操作得到兩種氧化物，A錯(cuò)誤；洗氣可能發(fā)生化學(xué)變化，B錯(cuò)誤；在溶液中Na2CO3與CO2反應(yīng)可得到NaHCO3，C正確；雖然CaCO3粉末可促使Fe3＋水解徹底形成Fe(OH)3沉淀，但又會(huì)引入新雜質(zhì)Ca2＋，D錯(cuò)誤。