2018年秋高中化學(xué) 初高中銜接 專題02 混合物的分離和提純學(xué)案.doc

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專題02 混合物的分離和提純【知識(shí)回放】1物質(zhì)分離與提純的區(qū)別（1）分離：將混合物中各物質(zhì)通過物理或化學(xué)變化，把各成分彼此分開的過程。分開后的物質(zhì)要恢復(fù)到原來狀態(tài)。（2）提純：將混合物中的雜質(zhì)除去，得到純凈物的過程。雜質(zhì)如果發(fā)生化學(xué)變化，不必恢復(fù)到原來狀態(tài)。2物質(zhì)分離與提純的基本原理（1）“四原則”不增：不得引入新雜質(zhì)；不減：盡量不減少被提純的物質(zhì)；易分離：使被提純或分離的物質(zhì)跟其他物質(zhì)易分離；易復(fù)原：被提純的物質(zhì)要易被還原。（2）“四注意”除雜試劑必須過量；過量試劑必須除盡(除去過量試劑帶入的新雜質(zhì))；同時(shí)注意加入試劑的順序；選擇最佳的除雜途徑。3物質(zhì)分離與提純的一般方法（1）物理方法含義：根據(jù)物質(zhì)物理性質(zhì)的差異分離和提純物質(zhì)的方法方法：過濾、蒸發(fā)結(jié)晶、蒸餾(分餾)、萃取、分液、升華等（2）化學(xué)方法含義：根據(jù)化學(xué)性質(zhì)上的特點(diǎn)分離和提純物質(zhì)的方法方法a加熱法：混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)，加熱使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離或轉(zhuǎn)變成被提純的物質(zhì)。如：KCl中混有的KClO3. CaCO3中混有的Ca(HCO3)2等。b沉淀法：混合物中加入某試劑，使雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀而分離出去，但使用試劑時(shí)一定要注意不能引入新雜質(zhì)。若使用多種試劑，將溶液中不同離子逐一沉淀。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)。c轉(zhuǎn)化法：有兩種情況一是將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為被提純物質(zhì)，如用飽和NaHCO3溶液除去CO2中混有的HCl，NaHCO3與HCl反應(yīng)生成CO2。二是不能通過一步反應(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，再將轉(zhuǎn)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化為原物質(zhì)。注意：轉(zhuǎn)化過程中盡量減少被提純物質(zhì)的損失。d溶解法：選擇適當(dāng)試劑將雜質(zhì)溶解e吸收法：常用于氣體的凈化或干燥，可根據(jù)被提純氣體中所含雜質(zhì)氣體的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)脑噭┳魑談?。如除去O2中的CO2氣體，可將氣體通過堿石灰或NaOH固體。【新知精講】一、過濾和蒸發(fā)1.過濾：分離固體和液體。2.蒸發(fā)：將可溶性固體溶質(zhì)從溶劑中分離出來。 3.粗鹽的提純(1)不溶性雜質(zhì)的除去。溶解-粗鹽逐漸溶解，食鹽水呈現(xiàn)渾濁過濾-液體透過濾紙，濾紙上有不溶物，波浪較澄清蒸發(fā)-水分不斷蒸發(fā)，逐漸有固體析出 (2)粗鹽中可溶性雜質(zhì)的除去。雜質(zhì)加入的試劑化學(xué)方程式硫酸鹽BaCl2溶液Na2SO4+BaCl2BaSO4+2NaClMgCl2NaOH溶液MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaClCaCl2Na2CO3溶液CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl4. SO42-的檢驗(yàn)試劑-稀鹽酸和氯化鋇溶液操作-先加稀鹽酸，后加氯化鋇溶液現(xiàn)象-開始無明顯現(xiàn)象，后來出現(xiàn)白色沉淀結(jié)論-溶液中含SO42- 二、蒸餾1.原理利用混合物中各組分的沸點(diǎn)不同,除去液態(tài)混合物中易揮發(fā)、難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)的方法。2.制取蒸餾水(1)儀器及裝置圖。蒸餾裝置記憶口訣:隔網(wǎng)加熱冷管傾,需加碎瓷防暴沸,熱氣冷水逆向行。(2)實(shí)驗(yàn)操作。檢驗(yàn)Cl-。在試管中加入少量自來水,滴入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液,試管中產(chǎn)生白色沉淀。說明自來水中含有Cl-。蒸餾。在100 mL燒瓶中加入約體積的自來水,再加入幾粒沸石,按上圖連接好裝置,向冷凝管中通入冷卻水,加熱燒瓶,棄去開始餾出的部分液體。再次檢驗(yàn)Cl-。取少量收集到的液體于試管中,然后滴入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液,試管內(nèi)無沉淀。說明制得的蒸餾水不含Cl-。三、萃取和分液1.原理分離操作萃取分液定義利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法把兩種互不相溶的液體分開的操作實(shí)例用四氯化碳提取碘水中的碘分離四氯化碳和水的混合物2.實(shí)例 (用CCl4萃取碘水中的碘)(1)加萃取劑。用量筒量取10 mL碘的飽和水溶液,倒入分液漏斗,然后再注入4 mL四氯化碳,蓋好玻璃塞,發(fā)現(xiàn)溶液分層。四氯化碳在下層。(2)振蕩萃取。用右手壓住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來振蕩,使兩種液體充分接觸?！究茖W(xué)探究】 探究一 粗鹽的提純 1.利用過濾的方法提純的粗鹽是否純凈?提示 不純凈。過濾能除去不溶性的雜質(zhì),但不能除去可溶性的雜質(zhì),故提純后的食鹽中還含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等。2.在除去上述粗鹽中可溶性雜質(zhì)的過程中,是否需要考慮除雜試劑用量問題?除雜試劑是否會(huì)引入新的雜質(zhì)?提示 除雜試劑應(yīng)稍過量,這樣才能使雜質(zhì)離子完全變成沉淀,通過過濾除去,但過量的除雜試劑又成為新的雜質(zhì)。探究二 過濾和蒸發(fā)1.過濾完畢后就能得到純凈的固體物質(zhì)嗎?提示 不能,過濾后的固體殘留物表面還含有母液及某些可溶性物質(zhì),要用蒸餾水進(jìn)行洗滌。2.如何對(duì)過濾后的固體物質(zhì)進(jìn)行洗滌?怎樣證明已洗滌干凈了?提示 沿玻璃棒向過濾器中加入蒸餾水,至蒸餾水浸沒濾紙上的固體,當(dāng)水自然流下后重復(fù)操作23次;根據(jù)固體上可能附著的雜質(zhì)離子選擇合適的檢驗(yàn)試劑,取最后流出的洗滌液適量,加入檢驗(yàn)試劑,檢驗(yàn)沉淀是否已洗滌干凈。探究三 蒸餾實(shí)驗(yàn)操作1.在制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)中,冷卻水的流向?yàn)槭裁词窍驴谶M(jìn)上口出? 提示 冷卻水的流向若上進(jìn)下出,可能會(huì)使冷水充不滿冷凝器,下進(jìn)上出時(shí),能使冷凝器中的冷水充滿且冷水的流向與氣流方向相反,氣流由上至下所處的溫度越來越低,冷凝效果好。2.對(duì)液體加熱一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)未加沸石,從安全的角度考慮,此時(shí)立即補(bǔ)加還是冷卻后再補(bǔ)加?提示 此時(shí)加入沸石,會(huì)引起暴沸,應(yīng)冷卻后再補(bǔ)加。探究四 萃取、分液操作1.分析萃取碘水中碘的實(shí)驗(yàn),能否把萃取劑CCl4改為酒精?提示 不能,若改為酒精,酒精與水互溶,加入酒精后混合溶液不會(huì)分層,無法實(shí)現(xiàn)萃取。2.思考萃取碘水中的碘的實(shí)驗(yàn),萃取劑能否與原溶劑或溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?提示 不能,若與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),萃取劑將不再存在,也就無法萃取了;與溶質(zhì)反應(yīng)時(shí),溶質(zhì)與萃取劑都不存在了,故不可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。【重點(diǎn)突破】1.過濾操作中的“一貼、二低、三靠”一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁 2.蒸發(fā)操作的操作要領(lǐng)(1)蒸發(fā)皿內(nèi)的溶液不能超過蒸發(fā)皿容積的2/3。(2)加熱過程中要不斷攪拌,以防暴沸,溶液濺出。(3)如果需要蒸干,當(dāng)析出大量晶體時(shí)就應(yīng)熄滅酒精燈,利用余熱蒸干。3.物質(zhì)分離和提純的“三個(gè)必須” 除雜試劑必須稍過量;過量試劑必須除盡,且容易除去;除雜途徑選最佳,有多種雜質(zhì)時(shí)除雜順序必須合理。4.除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)的原理5.蒸餾操作的注意事項(xiàng)(1)蒸餾燒瓶中所盛液體體積一般應(yīng)介于其容積的1/3-2/3之間。(2)蒸餾時(shí)在蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片或沸石,防止液體暴沸。(3)冷凝管中冷卻水從下口進(jìn),上口出。先通冷凝水,再加熱。(4)溫度計(jì)水銀球在蒸餾燒瓶支管口處,水銀球上緣與支管口下緣相平。(5)給蒸餾燒瓶加熱時(shí),要墊上石棉網(wǎng)。6.萃取、分液的注意事項(xiàng)(1)分液漏斗使用的第一步操作:檢查是否漏水。(2)操作注意事項(xiàng)“三防止兩保證”:操作目的振蕩過程中要不時(shí)旋開活塞放氣“防止”分液漏斗內(nèi)部壓強(qiáng)過大發(fā)生危險(xiǎn)分液時(shí)要先打開分液漏斗上口的玻璃塞“保證”分液漏斗內(nèi)大氣壓與外界相同,使液體順利流下分液時(shí)要使分液漏斗的下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁“防止”液體飛濺待下層液體恰好流盡時(shí)及時(shí)關(guān)閉活塞“防止”上層液體流出上層液體從上口倒出“保證”上層液體盡量少地沾附下層液體(3)萃取劑的選擇條件萃取劑和原溶劑互不相溶;萃取劑與原溶劑和溶質(zhì)不發(fā)生反應(yīng);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?！镜漕}探究】典例1. 化為了除去KCl固體中少量的MgCl2、MgSO4,可選用Ba(OH)2溶液、鹽酸和K2CO3溶液三種試劑,按下圖步驟操作:固體溶液濾液KCl溶液KCl固體(1)寫出三種試劑的化學(xué)式:A,B,C。(2)加入過量A的目的是,有關(guān)化學(xué)方程式為。加入過量B的目的是,有關(guān)化學(xué)方程式為。加熱煮沸目的是。(3)操作是,操作是?！敬鸢浮?(1)Ba(OH)2K2CO3HCl(2)除盡MgCl2和MgSO4MgCl2+Ba(OH)2BaCl2+Mg(OH)2,MgSO4+Ba(OH)2BaSO4+Mg(OH)2除盡過量Ba(OH)2和生成的BaCl2Ba(OH)2+K2CO3BaCO3+2KOH,BaCl2+K2CO3BaCO3+2KCl使HCl揮發(fā)(3)過濾蒸發(fā)易錯(cuò)警示：解答此類題目常因忽略兩個(gè)問題而造成錯(cuò)誤:(1)忽略了除雜質(zhì)時(shí)為了使雜質(zhì)離子完全除去所加的除雜試劑應(yīng)過量。(2)僅僅選擇了除雜所需的試劑而忽略了試劑的加入順序。變式訓(xùn)練1-1.為了除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-和泥沙,可將粗鹽溶于水,然后進(jìn)行下列五項(xiàng)操作,正確的操作順序是()過濾加過量NaOH溶液加適量鹽酸加過量Na2CO3溶液加過量BaCl2溶液A.B. C.D.【答案】:D【解析】:首先要明確除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+、SO42-,可分別加入Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液,且三種溶液均過量,才能使雜質(zhì)離子分別變成CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4沉淀,過量的BaCl2溶液只能用Na2CO3溶液除去,故要先加入BaCl2溶液,再加入Na2CO3溶液,才能保證不引入新雜質(zhì)Ba2+,而多余的NaOH和Na2CO3只需要在過濾后再加入鹽酸即可,至于NaOH溶液的加入順序,只要在過濾前加入就可除去Mg2+,故D項(xiàng)正確。典例2.下列關(guān)于過濾操作的說法中,錯(cuò)誤的是()A.玻璃棒下端要靠在三層濾紙?zhí)嶣.濾紙邊緣低于漏斗邊緣,多余部分要剪去,并用水潤(rùn)濕貼緊,不留氣泡C.過濾時(shí)將液體沿玻璃棒注入過濾器,并使液面高于濾紙邊緣D.漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁【答案】:C【解析】:過濾操作的基本要領(lǐng)“一貼、二低、三靠”是判斷依據(jù)。變式訓(xùn)練2-1.在“粗鹽提純”的實(shí)驗(yàn)中,蒸發(fā)時(shí)正確的操作是()A.把渾濁的液體倒入蒸發(fā)皿內(nèi)加熱 B.開始析出晶體后用玻璃棒攪拌C.待水分完全蒸干后停止加熱 D.蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量固體時(shí)即停止加熱【答案】:D變式訓(xùn)練2-2.某學(xué)生發(fā)現(xiàn)滴瓶中的溶液有懸浮物,通過如圖所示的操作進(jìn)行過濾,其操作上錯(cuò)誤的地方有()A.4處B.3處C.2處D.1處【答案】:B【解析】:操作上錯(cuò)誤的地方有三處:液體未能沿玻璃棒轉(zhuǎn)移;標(biāo)簽沒有向著手心;漏斗頸的末端沒有與燒杯內(nèi)壁相接觸。變式訓(xùn)練2-3.分離下列混合物,按溶解、過濾、蒸發(fā)順序進(jìn)行的是()A.氧化銅、木炭B.碳酸鈣、氯化鈉 C.氯化鎂、碳酸鈉 D.乙醇、水【答案】:B【解析】:按“溶解、過濾、蒸發(fā)”順序分離的兩種混合物,其中一種為難溶物,一種為易溶物。A項(xiàng)均難溶于水;B項(xiàng)CaCO3難溶于水,NaCl易溶,符合條件;C項(xiàng)均易溶于水;D項(xiàng),二者互溶,應(yīng)利用蒸餾法分離。典例3.將所列儀器組裝為一套實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油的裝置,并進(jìn)行蒸餾,可以得到汽油和煤油。(1)寫出A、B、C所代表儀器的名稱:A:;B:;C:。(2)寫出A儀器的進(jìn)水口:,出水口:。(3)用字母表示裝置的連接順序:。(4)在B中注入原油后,加入幾片碎瓷片的目的是?！敬鸢浮?(1)冷凝管蒸餾燒瓶錐形瓶 (2)cd(3)ei,habw (4)防止暴沸(4)在蒸餾過程中,在蒸餾燒瓶中加入少許碎瓷片的目的是防止液體暴沸。借題發(fā)揮在有些實(shí)驗(yàn)中需將冷凝管豎直放立時(shí),若從上口進(jìn)水,則冷凝管中冷卻水不能充滿而使冷凝效果差,此時(shí)正確做法也是冷卻水從下口進(jìn),上口出。變式訓(xùn)練3-1.海水淡化是海島地區(qū)提供淡水的重要手段,所謂海水淡化是指除去海水中的鹽分以獲得淡水的工藝過程(又稱海水脫鹽),其方法較多,如反滲透法、水合物法、電滲析法、離子交換法和壓滲法等。下列方法中也可以用來進(jìn)行海水淡化的是()A.過濾法B.蒸餾法 C.分液法D.萃取法【答案】:B【解析】:過濾、分液和萃取不能除去海水中的溶質(zhì)。變式訓(xùn)練3-2下列制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)操作,不正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中必須使用溫度計(jì)指示實(shí)驗(yàn)溫度B.冷凝管中的水流方向是從下口進(jìn)入,上口流出C.實(shí)驗(yàn)中需要在蒸餾燒瓶中加入幾粒碎瓷片,防止出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象D.給圓底燒瓶加熱時(shí)必須墊石棉網(wǎng)【答案】:A【解析】:制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)中沒必要用溫度計(jì);B項(xiàng),采用逆流冷卻效果更好;C項(xiàng),加入碎瓷片能防止液體劇烈沸騰;D項(xiàng),墊石棉網(wǎng)能使燒瓶受熱均勻,防止因局部受熱而使燒瓶炸裂。典例4 某化學(xué)課外小組用海帶為原料制取了少量碘水。現(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘,并用分液漏斗分離兩種溶液。其實(shí)驗(yàn)操作可分解為如下幾步:A.把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺(tái)的鐵圈中;B.把10 mL碘水和4 mL CCl4 加入分液漏斗中,并蓋好玻璃塞;C.檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;D.倒轉(zhuǎn)分液漏斗用力振蕩,并不時(shí)旋開活塞放氣,最后關(guān)閉活塞,把分液漏斗放正;E.旋開活塞,用燒杯接收溶液;F.從分液漏斗上口倒出上層水溶液;G.將分液漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)分液漏斗口上的小孔;H.靜置,分層。就此實(shí)驗(yàn),完成下列填空:(1)正確操作步驟的順序是:(用上述各操作的編號(hào)字母填寫)AGEF。(2)上述E步驟的操作中應(yīng)注意 ;上述G步驟操作的目的是 。(3)選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是。(4)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多,(填“能”或“不能”)用酒精來萃取碘水中的碘,其理由是?！敬鸢浮? (1)CBDH(2)使分液漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁;及時(shí)關(guān)閉活塞,不要讓上層液體流出使分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)相等,以保證E操作時(shí),分液漏斗里的液體能順利流出(3)CCl4與水不互溶,并且碘在CCl4中溶解度比在水中大很多(4)不能酒精和水可以互溶,碘溶于酒精中所形成的酒精溶液與水無法分液它在原溶劑中的溶解度。變式訓(xùn)練4-1已知Br2易溶于有機(jī)溶劑(如CCl4、汽油等)而微溶于水,且易揮發(fā)。欲從溴水中提取溴單質(zhì),應(yīng)進(jìn)行的操作是()A.萃取 B.蒸餾 C.先萃取分液,后進(jìn)行蒸餾 D.萃取分液【答案】:C【解析】:可采用萃取分液的方法,用CCl4先將Br2從水中分離出來,然后蒸餾即可。變式訓(xùn)練4-2如果你家里的食用花生油不小心混入了大量的水,利用你所學(xué)的知識(shí),最簡(jiǎn)便的分離方法是() 【答案】:B【解析】:花生油不溶于水,分離兩種互不相溶的液體,可用分液法。變式訓(xùn)練4-3已知苯是一種常用的有機(jī)溶劑,其密度比水的小。從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)過程中,涉及下列操作,其中正確的是 ()【答案】:D變式訓(xùn)練4-4 選擇下列實(shí)驗(yàn)方法分離物質(zhì),將分離方法的序號(hào)填在橫線上。A.萃取分液法B.分液法C.蒸餾法D.過濾法(1)分離飽和食鹽水與沙子的混合物。(2)分離水和汽油的混合物。(3)從碘的水溶液里提取碘?！敬鸢浮?(1)D(2)B(3)A和C【解析】:分離方法的選擇依據(jù)是混合物的性質(zhì),例如:沸點(diǎn)、溶解度、物質(zhì)的狀態(tài)等,難溶固體和液體的分離法是過濾,兩種互不相溶的液體分離法是分液。相互溶解的液體并且沸點(diǎn)差別大的液體分離法是蒸餾。