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

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：不能通過一次反應(yīng)達(dá)到分離的目的，而要經(jīng)過轉(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)過程和操作方法簡單易行。 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D除去FeCl2溶液中的少量FeCl3：加入足量鐵屑，充分反應(yīng)后，過濾解析膠體不能透過半透膜，能透過濾紙，不能用過濾的方法分離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常見陽離子的檢驗(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)來檢驗(yàn)時(shí)，它們的火焰分別呈黃色、淺紫色(通過藍(lán)色鈷玻璃片觀察鉀離子焰色)。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)3絮狀沉淀，該沉淀能溶于鹽酸或過量的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)駶櫟募t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常見陰離子的檢驗(yàn)物質(zhì)檢驗(yàn)方法OH能使 無色酚酞、 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)SO42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)，生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體。HCO3 取含HCO3鹽溶液煮沸，放出無色無味CO2氣體，氣體能使澄清石灰水變渾濁?；?向HCO3鹽酸溶液里加入稀MgSO4溶液，無現(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）、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(pH<5.0)中變紅，潤濕的藍(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(8.2<pH<10.0)或紅色(pH>10)，甲基橙在酸性溶液(pH<3.1)中呈紅色，甲基紅在酸性溶液(pH<4.4)中呈紅色，pH試紙（黃色）遇酸性溶液(pH<2)變紅，已經(jīng)被二氧化硫褪色的品紅溶液在加熱時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅色，C(NaHSO4)>0.001mol/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(3.1<pH< 4.4)中呈橙色，甲基紅在酸性溶液(4.4<pH< 6.0)中呈橙色。3、黃色世界（1）基態(tài)：工業(yè)鹽酸(含有 Fe3+)、Au 、 S8 、Na2O2 （淡黃色）、AgBr（淡黃色）、AgI、 Ag3PO4（2）激發(fā)態(tài)：鈉元素焰色呈黃色（3）化學(xué)變化：甲基橙在(pH>4.4)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，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（pH>8）中變藍(lán)，潤濕的紅色石蕊試紙遇堿性氣體變藍(lán)，無水 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遇濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)7、紫色世界（1）基態(tài)：KMnO4 (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（透過藍(lán)色鈷玻璃觀察）（3）化學(xué)變化：I2 升華生紫煙，NH4I受熱生紫煙，紫色石蕊在（5.0<pH<8.0）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，Mg 、 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)的方法無法進(jìn)行除雜操作時(shí)，即根據(jù)物理方法或化學(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(MgSO4·7H2O)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5.23.29.710.411.2表2 兩種鹽的溶解度(單位為g100g水)溫度 / 1030405060CaSO40.190.210.210.200.19MgSO4·7H2O30.935.540.845.6/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)，試回答下列問題：（1）過濾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 _ 。過濾II需趁熱過濾的理由是 _ 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，所以過濾II需趁熱過濾。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Fe3（4）CaSO4·2H2O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；