物質(zhì)的分離和提純

化學(xué)實驗是研究化學(xué)的重要方法。化學(xué)實驗是學(xué)生化學(xué)探究的重要途徑。 日 常 生 活 中 ， 我 們 所 接 觸 的 各 種各 樣 的 物 質(zhì) ， 大 多 數(shù) 都 是 混 合 物 ， 而化 學(xué) 研 究 、 工 業(yè) 生 產(chǎn) 中 經(jīng) 常 要 對 混 合物 進(jìn) 行 分 離 和 提 純 ， 如 :石 油 的 分 餾 、自 來 水 的 凈 化 處 理 等 。 物 質(zhì) 的 分 離 和 提 純 我 們 在 初 中 化 學(xué) 里 也 學(xué) 過 一 些 簡單 的 實 驗 方 法 ， 可 用 于 混 合 物 的 分 離和 提 純 ， 請 同 學(xué) 們 回 憶 以 下 ， 你 了 解哪 些 分 離 、 提 純 的 方 法 ？過 濾 、 蒸 發(fā) ， 結(jié) 晶 等【 問 題 1】 1、 過 濾 注 意 點 ：“ 一 貼 二低 三 靠 ” 蒸 發(fā) 【 問 題 2】請 同 學(xué) 們 考 慮 一 下 ： 什 么 樣 的 混 合 物 能 夠 用 過 濾 方 法 來 分 離 ？ 什 么 樣 的 混 合 物 可 以 用 結(jié) 晶 方 法 來 分 離 ？ 蒸 發(fā) 結(jié) 晶具 體 操 作通 過 蒸 發(fā) 或 氣 化 ， 減 少 一 部 分 溶 劑使 溶 液 達(dá) 到 飽 和 而 析 出 晶 體 。適 用 物 質(zhì)此 法 主 要 用 于 溶 解 度 隨 溫 度 改 變 而變 化 不 大 的 物 質(zhì) 。 如 氯 化 鈉 1-2-1.物 質(zhì) 的 分 離 與 提 純 典 型 案 例 1： 已 知 KNO3和 KCl的 溶 解 度 曲 線 如 圖 所示 ， KCl中 混 有 少 量 的 KNO3， 如 何 提 純 KCl。 圖 1-12 KC l和 KNO3的 溶 解 度 曲 線 KNO3加 水 溶 解 （ 配 成 熱 的 濃 溶 液 ）蒸 發(fā) 結(jié) 晶 （ K Cl結(jié) 晶 析 出 ）過 濾 蒸 發(fā) 結(jié) 晶 1-2-1.物 質(zhì) 的 分 離 與 提 純 冷 卻 結(jié) 晶具 體 操 作通 過 降 低 溫 度 ， 使 溶 液 冷 卻 達(dá) 到 飽和 而 析 出 晶 體 。 重 結(jié) 晶 指 的 是 重 復(fù)冷 卻 結(jié) 晶 。適 用 物 質(zhì)此 法 主 要 用 于 溶 解 度 隨 溫 度 下 降 而明 顯 減 小 的 物 質(zhì) 。 如 硝 酸 鉀 1-2-1.物 質(zhì) 的 分 離 與 提 純 典 型 案 例 2： 已 知 KNO3和 KCl的 溶 解 度 曲 線 如 圖 所示 ， KNO3中 混 有 少 量 的 KCl， 如 何 提 純 KNO3。 圖 1-12 KC l和 KNO3的 溶 解 度 曲 線 KNO3加 水 溶 解 （ 配 成 熱 的 濃 溶 液 ）冷 卻 結(jié) 晶 （ K NO3結(jié) 晶 析 出 ）過 濾 冷 卻 結(jié) 晶 1-2-1.物 質(zhì) 的 分 離 與 提 純 【 實 驗 探 究 1】實 驗步 驟 ： 在 兩 支 試 管 中 各 加 入 23ml溴 水 ， 再 向其 中 的 一 支 試 管 中 滴 加 1mlCCl4， 振 蕩 、靜 置 ?，F(xiàn) 象 ： 溴 水 呈 橙 色 ， 溶 液 分 層 ， 上 層 幾 乎 無 色 ，下 層 呈 橙 紅 色 。 3、 萃 取利 用 物 質(zhì) 在 互 不 相 溶 的 溶 劑 中 溶 解 度 的不 同 ， 將 物 質(zhì) 從 一 種 溶 劑 轉(zhuǎn) 移 到 另 一 溶劑 中 ， 從 而 進(jìn) 行 分 離 的 方 法 稱 為 萃 取 。萃 取 劑 要 求 ？兩 種 溶 劑 要 互 不 相 溶 ，被 分 離 的 物 質(zhì) 在 萃 取 劑 中 的 溶 解 度 更 大 。 4、 分 液 將 互 不 相 溶 的 液 體 混 合物 分 離 的 方 法 。萃 取 和 分 液 往 往 結(jié)合 進(jìn) 行 。 操 作 演 示分 液漏 斗 萃 取 和 分 液 的 操 作 方 法 ：1、 在 分 液 漏 斗 中 加 入 原 溶 液 及 萃 取 劑 (總 體 積 不 超 過 分 液 漏 斗 容 積 的 3/4)；2、 將 分 液 漏 斗 倒 轉(zhuǎn) 、 振 蕩 ， 并 適 時 開 塞 放 氣 ；3、 將 分 液 漏 斗 放 置 于 鐵 架 臺 上 ， 靜 置 片 刻（ 溶 液 分 層 ， 完 成 萃 取 操 作 ） ；4、 打 開 上 口 玻 璃 塞 或 小 孔 對 小 孔 (使 漏 斗 內(nèi) 外空 氣 相 通 ， 保 證 液 體 能 夠 順 利 流 下 )；5、 打 開 活 塞 ， 讓 下 層 液 體 從 分 液 漏 斗 下 端 口流 出 ， 及 時 關(guān) 閉 活 塞 （ 保 證 上 層 液 體 不 流 出 ） 。上 層 液 體 從 分 液 漏 斗 上 口 倒 出 。 【 實 驗 探 究 2】 某 些 地 區(qū) 的 自 來 水 中 含 有 Fe3+， 那么 如 何 將 含 有 Fe3+的 自 來 水 提 純 呢 ？ 5、 蒸 餾利 用 互 溶 液 體 混 合 物 中 各 組 分 沸 點 不 同（ 通 常 沸 點 需 相 差 30 以 上 ） 進(jìn) 行 分 離提 純 的 操 作 。 其 過 程 是 ： 將 液 態(tài) 物 質(zhì) 加 熱至 沸 點 ， 使 之 汽 化 ， 然 后 將 蒸 氣 重 新 冷 凝為 液 體 的 操 作 過 程 成 為 蒸 餾 。 溫 度 計 水 銀 球 與 蒸 餾 燒瓶 支 管 口 相 平蒸 餾 燒 瓶中 液 體 的量 是 燒 瓶容 量 的1/3 2/3在 蒸 餾 燒瓶 內(nèi) 放 有沸 石 ， 防止 暴 沸 冷 凝 管 橫 放 時 頭 高 尾低 保 證 冷 凝 液 自 然 下流 ， 冷 卻 水 下 進(jìn) 上 出與 被 冷 凝 蒸 氣 流 向 相 反給 蒸 餾 燒 瓶 加熱 要 墊 石 棉 網(wǎng) 牛 角 管蒸 餾 燒 瓶 冷 凝 管3 操 作 要 點 ： 1-2-1.物 質(zhì) 的 分 離 與 提 純 蒸 餾 實 驗 示 意 圖 注 意 點 ： 實 驗 前 在 蒸 餾 燒 瓶 中先 加 入 幾 粒 沸 石 （ 或 碎瓷 片 ） 防 液 體 暴 沸 冷 凝 水 的 方 向 ： 溫 度 計 的 水 銀 球 處于 蒸 餾 燒 瓶 支 管 處下 進(jìn) 上 出 練 習(xí) 與 實 踐現(xiàn) 需 要 分 離 下 列 物 質(zhì) ， 請 用 直 線 將 分 離 實 例 、分 離 方 法 和 選 擇 分 離 方 法 的 依 據(jù) 連 接 起 來 。 實 例 分 離 方 法 選 擇 的 依 據(jù)除 去 澄 清 石 灰 水 中 的 碳 酸 鈣 蒸 餾 溶 解 度 隨 溫 度 變 化 的 差 異 用 CCl 4提 取 溴 水 中 溴 單 質(zhì) 過 濾 在 不 同 溶 劑 中 溶 解 度 的 差 異分 離 醋 酸 （ 沸 點 118 ） 與 乙 醇 （ 沸 點 78.5 ） 分 液 沸 點 的 差 異 較 大分 離 汽 油 和 水 結(jié) 晶 兩 溶 劑 互 不 相 溶 從 含 有 氯 化 鈉 的 硝 酸 鉀 溶 液 中 提 取 硝 酸 鉀 萃 取 物 質(zhì) 在 水 中 溶 解 度 的 不 同 物 質(zhì) 分 離 和 提 純 的 四 原 則 、 三 必 須 ：四 原 則 ： 一 不 增 （ 不 引 入 新 的 雜 質(zhì) ） 二 不 減 （ 盡 量 不 減 少 被 提 純 物 質(zhì) 的 質(zhì) 量 ） 三 易 分 離 （ 操 作 簡 便 、 易 于 分 離 ） 四 易 復(fù) 原 （ 被 提 純 物 質(zhì) 要 復(fù) 原 ） 三 必 須 ： 一 是 除 雜 試 劑 須 過 量 二 是 過 量 試 劑 須 除 盡 三 是 除 雜 途 徑 須 最 佳 思 考 題 : 物 質(zhì) 的 分 離 提 純 是 根 據(jù) 混 合 物 質(zhì) 中 各 組分 性 質(zhì) 的 差 異 進(jìn) 行 的 ,請 同 學(xué) 們 想 一 想 對 以下 混 合 物 應(yīng) 如 何 分 離 :1固 體 混 合 物 可 以 根 據(jù) 哪 些 性 質(zhì) 差 異 進(jìn) 行 分 離 ?2液 態(tài) 混 合 物 可 以 根 據(jù) 哪 些 性 質(zhì) 差 異 進(jìn) 行 分 離 ?3氣 體 混 合 物 又 該 如 何 分 離 ? 方 法 試 用 范 圍 主 要 儀 器 注 意 事 項蒸 發(fā) 、濃 縮 、結(jié) 晶結(jié) 晶 、重 結(jié) 晶2.從 K NO 3、 NaCl的 混 合 液 中 提 純 K NO3采取 冷 卻 結(jié) 晶 的 方 法例 ： 1.從 海 水 中 提 取 食 鹽 采 取 蒸 發(fā) 結(jié) 晶 的 方 法 ?？?溶 性 固體 與 液 體的 分 離可 溶 性 混合 物 的 分離 三 腳 架 、 酒精 燈 、 蒸 發(fā)皿 、 玻 璃 棒 加 熱 到 還 有少 量 液 體 時即 停 止 加 熱三 腳 架 、酒 精 燈 、蒸 發(fā) 皿 、玻 璃 棒 先 配 高 溫 下的 濃 溶 液 ，然 后 冷 卻 結(jié)晶 。 方 法 試 用 范 圍 主 要 儀 器 注 意 事 項萃 取分 液 溶 質(zhì) 在互 不 相溶 的 溶劑 中 的溶 解 度不 同 。 分 液漏 斗 對 萃 取 劑 的 要 求 ： 萃 取 劑 與 原 溶 液 中溶 劑 互 不 相 溶 ； 溶質(zhì) 在 萃 取 劑 中 的 溶解 度 遠(yuǎn) 大 于 在 原 溶劑 中 的 溶 解 度 ； 萃取 劑 與 原 溶 液 中 的溶 質(zhì) 和 溶 劑 均 不 發(fā)生 化 學(xué) 反 應(yīng) 。 下 層 液 體 從 分 液漏 斗 下 端 口 流 出上 層 液 體 從 分 液漏 斗 上 口 到 出 。兩 種 互 不相 溶 的 液體 混 合 物 。 鐵 架 臺 、鐵 圈 、 分液 漏 斗 、燒 杯 方法 試 用范 圍 主 要 儀 器 注 意 事 項蒸餾分餾 蒸 餾 燒 瓶 、 溫度 計 、 冷 凝 管 、 錐 形 瓶 、 牛 角管 、 酒 精 燈 、鐵 架 臺 、 石 棉網(wǎng) 、 溫 度 計 水 銀 球位 于 支 管 口 下邊 緣 ； 蒸 餾 燒瓶 中 加 沸 石 防止 暴 沸 ； 冷 凝水 方 向 是 下 口進(jìn) 、 上 口 出 。沸 點不 同的 液體 混合 物例 ： 1、 制 蒸 餾 水 。 2、 石 油 的 分 餾 （ 生 產(chǎn) 汽 油 等 ） 物 質(zhì) 分 離 和 提 純 的 四 原 則 、 三 必 須 ：四 原 則 ： 一 不 增 （ 不 引 入 新 的 雜 質(zhì) ） 二 不 減 （ 盡 量 不 減 少 被 提 純 物 質(zhì) 的 質(zhì) 量 ） 三 易 分 離 （ 操 作 簡 便 、 易 于 分 離 ） 四 易 復(fù) 原 （ 被 提 純 物 質(zhì) 要 復(fù) 原 ） 三 必 須 ： 一 是 除 雜 試 劑 須 過 量 二 是 過 量 試 劑 須 除 盡 三 是 除 雜 途 徑 須 最 佳