2022年高三化學(xué)知識(shí)點(diǎn)詳解大全 第34講《物質(zhì)的分離、提純與檢驗(yàn)》學(xué)案

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1、2022年高三化學(xué)知識(shí)點(diǎn)詳解大全 第34講物質(zhì)的分離、提純與檢驗(yàn)學(xué)案考點(diǎn)1物質(zhì)的分離提純1物質(zhì)的分離、提純的一般原則:分離或提純一般應(yīng)遵循 “兩不兩易”原則,即不增加 ,不減少所需物質(zhì),所選試劑便宜易得,欲得物質(zhì)易于 。2物質(zhì)分離提純的常用方法物理方法: 過(guò)濾、結(jié)晶重結(jié)晶、蒸發(fā)、蒸餾、分餾、分液、萃取、升華、滲析、溶解、鹽析、洗氣等?;瘜W(xué)方法:(1)加熱法:混合物中混有 性差的物質(zhì)時(shí),可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出去,有時(shí)受熱后能變?yōu)楸惶峒兊奈镔|(zhì)。例如,食鹽中混有氯化銨。(2)沉淀法:在混合物中加入某試劑,使其中一種以沉淀形式分離出去的方法。使用該種方法一定要注意不能引入新 。若使

2、用多種試劑將溶液中不同離子逐一沉淀,這時(shí)應(yīng)注意后加試劑能將先加試劑的過(guò)量部分除去,最后加的試劑不引入新雜質(zhì)。例如,加適量BaCl2溶液除去NaCl中的Na2SO4。(3)轉(zhuǎn)化法:不能通過(guò)一次反應(yīng)達(dá)到分離的目的,而要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)才能分離,然后在將轉(zhuǎn)化物質(zhì)恢復(fù)為原物質(zhì)。例如,苯酚中混有硝基苯時(shí),先加入NaOH溶液后分液,再向苯酚鈉溶液中通入CO2重新生成苯酚等。注意轉(zhuǎn)化過(guò)程中盡量減少被分離物的損失。(4)酸堿法:被提純物不與酸反應(yīng),而雜質(zhì)與酸可反應(yīng),用酸作除雜試劑;被提純物不與堿反應(yīng),而雜質(zhì)與堿易反應(yīng),用堿作除雜試劑。例如,用氫氧化鈉除去鐵粉中的鋁粉。(5)氧化還原法:對(duì)混合物中含有還原性雜

3、質(zhì),加入適當(dāng)氧化劑使其氧化為被提純物質(zhì);對(duì)混合物中含氧化性雜質(zhì),可加入適當(dāng)還原劑將其還原為被提純物質(zhì)。例如,F(xiàn)eCl2中含有FeCl3,加入鐵粉,振蕩過(guò)濾,即可除去FeCl3而又不引入新的雜質(zhì)?;瘜W(xué)方法:加熱法、沉淀法、轉(zhuǎn)化法、酸堿法、氧化還原法等。特別提醒:在解答物質(zhì)提純?cè)囶}時(shí),選擇試劑和實(shí)驗(yàn)措施應(yīng)考慮三個(gè)方面:不能引入新雜質(zhì);提純后的物質(zhì)成分不變;實(shí)驗(yàn)過(guò)程和操作方法簡(jiǎn)單易行。 例1(黃岡中學(xué)xx屆高三月考)下列各組混合物的分離或提純方法不正確的是( )A用過(guò)濾法分離Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液的混合物B用結(jié)晶法提純NaCl和KNO3的混合物中的KNO3C用蒸餾法分離乙醇和苯酚的混合物

4、D除去FeCl2溶液中的少量FeCl3:加入足量鐵屑,充分反應(yīng)后,過(guò)濾解析膠體不能透過(guò)半透膜,能透過(guò)濾紙,不能用過(guò)濾的方法分離Fe(OH)3膠體和FeCl3溶液的混合物。答案:A考點(diǎn)2 物質(zhì)的檢驗(yàn) 1常見(jiàn)陽(yáng)離子的檢驗(yàn)物質(zhì)檢驗(yàn)方法H+能使紫色石蕊試液或橙色的甲基橙試液變?yōu)榧t色。Na+、K+用焰色反應(yīng)來(lái)檢驗(yàn)時(shí),它們的火焰分別呈黃色、淺紫色(通過(guò)藍(lán)色鈷玻璃片觀(guān)察鉀離子焰色)。Ba2+能使稀H2SO4或可溶性硫酸鹽溶液產(chǎn)生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀HNO3。Mg2+能與NaOH溶液反應(yīng)生成白色Mg(OH)2沉淀,該沉淀能溶于NH4Cl溶液。Al3+能與適量的NaOH溶液反應(yīng)生成白色Al(OH)

5、3絮狀沉淀,該沉淀能溶于鹽酸或過(guò)量的NaOH溶液。Ag+能與稀鹽酸或可溶性鹽酸鹽反應(yīng),生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成 Ag(NH3)2+。NH4+銨鹽(或濃溶液)與NaOH濃溶液反應(yīng),并加熱,放出使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)或有刺激性氣味的NH3氣體。Fe2+能與少量NaOH溶液反應(yīng),開(kāi)始時(shí)生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色Fe(OH)3沉淀?;蛳騺嗚F鹽的溶液里加入KSCN溶液,不顯紅色,加入少量新制的氯水后,立即顯紅色。有關(guān)反應(yīng)方程式為:2Fe2+ + Cl2=2Fe3+ + 2Cl。Fe3+能與KSCN溶液反應(yīng),變?yōu)檠t色溶液;能與NaOH溶液

6、反應(yīng),生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。Cu2+藍(lán)色溶液(濃的CuCl2溶液顯綠色)能與NaOH溶液反應(yīng),生成藍(lán)色的 沉淀,加熱后可轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏腃uO沉淀。含Cu2+溶液能與Fe、Zn片等反應(yīng),在金屬片上有紅色的銅生成。 2常見(jiàn)陰離子的檢驗(yàn)物質(zhì)檢驗(yàn)方法OH能使 無(wú)色酚酞、 紫色石蕊、 橙色的甲基橙等指示劑分別變?yōu)榧t色、藍(lán)色、黃色。C1能與AgNO3溶液反應(yīng),生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成。Br能與AgNO3溶液反應(yīng),生成淡黃色AgBr沉淀,沉淀不溶于稀HNO3。I 能與AgNO3反應(yīng),生成黃色AgI沉淀,沉淀不溶于稀HNO3。 I也能與氯水反應(yīng)生成I2,使淀粉溶液變藍(lán)S

7、O42能與含Ba2+溶液反應(yīng),生成白色BaSO4沉淀,沉淀不溶于硝酸。SO32 濃溶液能與強(qiáng)酸反應(yīng),產(chǎn)生無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體,該氣體能使品紅溶液褪色。 能與BaCl2溶液反應(yīng),生成白色BaSO3沉淀,該沉淀溶于鹽酸,生成無(wú)色有刺激性氣味的SO2氣體。注:BaSO3在硝酸中也不溶解,而是轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀,但有NOx放出。S2能與Pb(NO3)2或CuSO4溶液反應(yīng),生成黑色PbS或CuS沉淀。CO32能與BaCl2溶液反應(yīng),生成白色的BaCO3沉淀,該沉淀溶于硝酸(或鹽酸),生成無(wú)色無(wú)味能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。HCO3 取含HCO3鹽溶液煮沸,放出無(wú)色無(wú)味CO2氣體,氣體能

8、使澄清石灰水變渾濁。或 向HCO3鹽酸溶液里加入稀MgSO4溶液,無(wú)現(xiàn)象,加熱煮沸,有白色沉淀生成,同時(shí)放出CO2氣體。PO43含PO43的中性溶液,能與AgNO3反應(yīng),生成黃色Ag3PO4沉淀,該沉淀溶于硝酸。NO3濃溶液或晶體中加入銅片、濃H2SO4加熱,放出紅棕色氣體。有關(guān)反應(yīng)方程式為:NO3+H2SO4=HSO4+HNO3,Cu+4HNO3 Cu(NO3)2+2NO2+ 2H2O。特別提醒:無(wú)機(jī)物鑒別顏色方面的突破口:1、紅色世界(1)基態(tài):Fe2O3 (紅褐色)、Fe (OH)3 (紅 棕色)、Fe (SCN)2+ (血紅色)、Cu (紫紅色)、Cu2O (磚紅色)、NO2 (紅棕色

9、)、P(紅磷、暗紅色)、Br2 (深紅棕色)、紅色石蕊試紙、 品紅溶液。(2)激發(fā)態(tài):充氦氣的燈光呈粉紅色,充氖氣的燈光呈紅色,鈣元素的焰色呈磚紅色。(3)化學(xué)變化:紫色石蕊在酸性溶液(pH5.0)中變紅,潤(rùn)濕的藍(lán)色石蕊試紙遇酸性(CO2、SO2 、H2S 、HCl)變紅,酚酞在堿性溶液中呈淺紅色(8.2pH10),甲基橙在酸性溶液(pH3.1)中呈紅色,甲基紅在酸性溶液(pH4.4)中呈紅色,pH試紙(黃色)遇酸性溶液(pH0.001mol/L時(shí)遇甲基橙變紅。2、橙色世界(1)基態(tài):濃溴水 、甲基橙試劑、Br2 (CCl4)呈橙紅色。(2)化學(xué)變化:甲基橙在酸性溶液(3.1pH 4.4)中呈

10、橙色,甲基紅在酸性溶液(4.4pH4.4)溶液中呈黃色,久置的濃硝酸因溶有自身分解產(chǎn)生的二氧化氮而變黃4、綠色世界(1)基態(tài):F2 (淺黃綠色)、Cl2 (黃綠色)、Cu 2(OH)2CO3 (綠色)CuCl2(濃溶液呈綠色)、FeSO4 (淺綠色)(2)激發(fā)態(tài):銅元素的焰色呈綠色(3)化學(xué)變化:Fe (OH)2 (白色) 灰綠色Fe (OH)3(紅棕色)5、青色世界(1)基態(tài):鐵粉、銀粉及大多數(shù)金屬粉末、石墨、CuO 、 CuS 、Cu2S FeO 、 Fe3O4 、 MnO2 (2)化學(xué)變化:蔗糖遇濃硫酸被炭化變黑,潤(rùn)濕的白色醋酸鉛試紙遇H2S變黑,硫磺粉與白色的水銀反應(yīng)生成黑紅色的HgS

11、,H2S通入Pb(NO3)2 、 AgNO3 、 CuSO4溶液產(chǎn)生不溶于水也不溶于稀鹽酸和稀硫酸的黑色沉淀。6、藍(lán)色世界(1)基態(tài):CuSO4 (溶液)、 CuSO4 5H2O (晶體)、液氧、臭氧(2)化學(xué)變化:紫色石蕊在堿性溶液(pH8)中變藍(lán),潤(rùn)濕的紅色石蕊試紙遇堿性氣體變藍(lán),無(wú)水 CuSO4 (白色粉末)遇水變藍(lán),H2、H2S 、 CH4 、C2H5OH 燃燒火焰呈淡蘭色,CO燃燒火焰呈藍(lán)色,S8在空氣中燃燒呈淡藍(lán)色火焰,在純氧中燃燒呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色火焰,淀粉遇 I2 (aq)變藍(lán),Cl2 、 Br2 、 NO2 、O3遇濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)7、紫色世界(1)基態(tài):KMnO4 (

12、H+)、紫色石蕊、碘單質(zhì)呈紫黑色(2)激發(fā)態(tài):充氬氣的燈光呈紫藍(lán)色,鉀元素的焰色呈紫色(透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀(guān)察)(3)化學(xué)變化:I2 升華生紫煙,NH4I受熱生紫煙,紫色石蕊在(5.0pH8.0)溶液中呈紫色,鋅粉與碘的混合物中滴入水會(huì)生紫煙(反應(yīng)放熱使碘升華)8、白色世界(1)基態(tài):Pb(藍(lán)白色)、Hg、鋁粉、大多數(shù)塊狀金屬、 PbSO4 、BaSO4 、AgCl 、BaCO3 、 Ba3(PO4)2 、BaSO3 、CaCO3 、 Fe (OH)2 (不穩(wěn)定)、 Mg (OH)2 、 Al (OH)3 、 ZnS (2)化學(xué)變化:H2在Cl2中燃燒呈現(xiàn)蒼白色火焰,NH3遇 HCl 產(chǎn)生白煙,M

13、g 、 Al在氧氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光紅磷在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生白色煙霧,紅磷在氧氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生白煙。例2只用一種試劑即可區(qū)別NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等八種無(wú)色溶液,這種試劑為( ) A硫酸B氨水CFeCl3溶液 D鹽酸解析FeCl3溶液與NaBr不反應(yīng),與NaI反應(yīng)生成I2產(chǎn)生紫色沉淀,與NaOH生成Fe(OH)3紅褐色沉淀,與Na2CO3產(chǎn)生沉淀和氣體,與NaSCN生成血紅色溶液,與H2S產(chǎn)生淡黃S沉淀、與AgNO3產(chǎn)生白色沉淀,與C6H5OH顯紫色。答案 C考點(diǎn)3特殊的除雜方法特別提醒:在使用常規(guī)的方法無(wú)法進(jìn)行除雜操作時(shí),即根據(jù)物

14、理方法或化學(xué)反應(yīng)不能將雜質(zhì)直接除去,可突破定勢(shì)思維,“一反常規(guī)”,將被提純的物質(zhì)先轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì),然后再利用化學(xué)反應(yīng)將其重新還原為被提純物質(zhì),在此過(guò)程中雜質(zhì)即被除去。例3 (09屆鹽城高三聯(lián)考) 七水硫酸鎂(MgSO47H2O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用,利用化工廠(chǎng)生產(chǎn)硼砂的廢渣一硼鎂泥可制取七水硫酸鎂。硼鎂泥的主要成分是MgCO3,還含有其他雜質(zhì)(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。 表1 部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Mg(OH)2pH值5.23.29.710.411

15、.2表2 兩種鹽的溶解度(單位為g100g水)溫度 / 1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO47H2O30.935.540.845.6/硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下:根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度數(shù)據(jù),試回答下列問(wèn)題:(1)過(guò)濾I的濾液中加入硼鎂泥,調(diào)節(jié)溶液的pH56,再加入NaClO溶液加熱煮沸,將溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為 _ 。加熱煮沸的主要目的是_ _ 。(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外還含有 _ (填化學(xué)式)等物質(zhì)。(3)檢驗(yàn)過(guò)濾后的濾液中是否含有Fe3的實(shí)驗(yàn)方法是 _ ;(4)沉淀C的化學(xué)式是

16、 _ 。過(guò)濾II需趁熱過(guò)濾的理由是 _ 解析向硼鎂泥中加硫酸時(shí)MnO2、SiO2不溶解,PH=56時(shí)Fe(OH)3 、 Al(OH)3也會(huì)沉淀,加熱煮沸的主要目的是促進(jìn)Al3、Fe3水解及Mn2氧化成MnO2 ,由于MgSO4的溶解度不大,溫度低時(shí)結(jié)晶析出,所以過(guò)濾II需趁熱過(guò)濾。答案:(1)Mn2+ClOH2OMnO22HCl 促進(jìn)Al3、Fe3水解及Mn2氧化成MnO2 (2)Fe(OH)3 Al(OH)3(3)取過(guò)濾II后的濾液12 ml于試管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不顯紅色,證明濾液中無(wú)Fe3(4)CaSO42H2O或CaSO4 以防MgSO4在溫度低時(shí)結(jié)晶析出。 參考答案考點(diǎn)1 增加雜質(zhì);分離;穩(wěn)定;新雜質(zhì);考點(diǎn)2 紅;黃;淺紫;BaSO4 ;Al(OH)3 ;Ag(NH3)2+ ;藍(lán);灰綠 ;紅 ;血紅 ;紅褐 ;Cu(OH)2 ;考點(diǎn)3 紅;藍(lán);黃;淡黃;黃;藍(lán);BaSO4 ;褪色;SO2 ;黑;

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