第一课时　物质的分离与提纯

1、高中化学 第二单元研究物质的实验方法第二单元研究物质的实验方法 第一课时物质的分离与提纯第一课时物质的分离与提纯 高中化学 核心突破核心突破 知识梳理知识梳理 考点精练考点精练 素能提升素能提升 高中化学 考试标准考试标准 知识条目知识条目学考要求学考要求选考要求选考要求 物质的分离与提纯物质的分离与提纯( (过滤、蒸馏、萃取、过滤、蒸馏、萃取、 分液、结晶分液、结晶) ) b bc c 高中化学 知识梳理知识梳理 一、分离与提纯一、分离与提纯 1.1.分离分离: :把混合物中几种物质分开把混合物中几种物质分开, ,每一组分都要保留下来。每一组分都要保留下来。 2.2.提纯提纯: :保留混合物

2、中的某一主要成分保留混合物中的某一主要成分, ,把其余杂质通过一定方法都除去。把其余杂质通过一定方法都除去。 二、过滤二、过滤 1.1.分离原理分离原理: :利用物质溶解性的不同进行分离。利用物质溶解性的不同进行分离。 2.2.仪器用品仪器用品: :烧杯、烧杯、 、玻璃棒、铁架台、滤纸。、玻璃棒、铁架台、滤纸。 漏斗漏斗 高中化学 3.3.装置装置: : 滤纸上沿滤纸上沿 玻璃棒玻璃棒 烧杯内壁烧杯内壁 高中化学 4.4.实例实例: :粗盐中不溶性杂质的分离。粗盐中不溶性杂质的分离。 【思考思考1 1】 在物质溶解、液体蒸发、过滤等操作中在物质溶解、液体蒸发、过滤等操作中, ,都用到玻璃棒都用

3、到玻璃棒, ,你能说你能说 出它在其中分别起的作用吗出它在其中分别起的作用吗? ? 提示提示: :搅拌搅拌, ,加速溶解加速溶解; ;搅拌搅拌, ,防止因局部过热造成液滴飞溅防止因局部过热造成液滴飞溅; ;引流。引流。 三、结晶三、结晶 1.1.原理原理: :利用物质的溶解度受温度影响程度不同的差异进行分离。利用物质的溶解度受温度影响程度不同的差异进行分离。 2.2.实例实例: :KNOKNO3 3溶解度受温度影响特别大溶解度受温度影响特别大, ,而而NaClNaCl溶解度受温度影响特别小溶解度受温度影响特别小, , 可采用可采用 的方法分离的方法分离KNKNO O3 3与与NaClNaCl的

4、混合物。的混合物。 【思考思考2 2】 KNO KNO3 3中混有少量中混有少量KClKCl应如何分离应如何分离? ?KClKCl中混有少量中混有少量KNOKNO3 3呢呢? ? 提示提示: :KNOKNO3 3中混有少量中混有少量KClKCl时时, ,应先配制热的饱和溶液应先配制热的饱和溶液, ,冷却结晶、过滤冷却结晶、过滤, ,分分 离出离出KNOKNO3 3;KCl;KCl中混有少量中混有少量KNOKNO3 3时时, ,应将溶液蒸发结晶析出应将溶液蒸发结晶析出KClKCl, ,趁热过滤分趁热过滤分 离出离出KClKCl。 结晶结晶 高中化学 四、萃取、分液四、萃取、分液 1.1.萃取萃取

5、 (1)(1)原理原理: :利用物质在利用物质在 的溶剂中的溶剂中 的不同的不同, ,将物质从一种将物质从一种 溶剂转移到另一种溶剂中而进行分离。溶剂转移到另一种溶剂中而进行分离。 (2)(2)萃取剂的选择应满足的条件萃取剂的选择应满足的条件: : 萃取剂与水萃取剂与水( (原溶剂原溶剂) )互不相溶互不相溶; ;萃取剂和溶质不发生反应萃取剂和溶质不发生反应; ;溶质在萃溶质在萃 取剂中的溶解度要远大于其在水取剂中的溶解度要远大于其在水( (原溶剂原溶剂) )中的溶解度。中的溶解度。 (3)(3)仪器仪器: :铁架台铁架台( (带铁圈带铁圈) )、烧杯、烧杯、 。 (4)(4)实例实例: :用

6、用CClCCl4 4从溴水从溴水( (或碘水或碘水) )中提取溴中提取溴( (或碘或碘) )等。等。 互不相溶互不相溶溶解度溶解度 分液漏斗分液漏斗 高中化学 2.2.分液分液 (1)(1)原理原理: :两种互不相溶的液体混合物两种互不相溶的液体混合物, ,静置时会分层静置时会分层, ,从而进行分离。从而进行分离。 (2)(2)仪器仪器: :分液漏斗、铁架台分液漏斗、铁架台( (带铁圈带铁圈) )、烧杯。、烧杯。 (3)(3)实例实例: :汽油和水、汽油和水、CClCCl4 4和水等。和水等。 (4)(4)操作操作: :液体分层后液体分层后, ,打开旋塞将打开旋塞将 放出放出, ,及时关闭旋塞

7、及时关闭旋塞, ,将将 从上口倒出。从上口倒出。 【思考思考3 3】 从溴水中提取溴时能不能用酒精代替从溴水中提取溴时能不能用酒精代替CClCCl4 4? ? 提示提示: :不能不能, ,因为酒精与水互溶因为酒精与水互溶, ,无法分层。无法分层。 下层液体下层液体 上层液体上层液体 五、蒸馏五、蒸馏 1.1.原理原理: :利用液态混合物中各组分的利用液态混合物中各组分的 不同不同, ,对物质进行分离。对物质进行分离。 沸点沸点 高中化学 2.2.仪器及装置图仪器及装置图: : 3.3.实例实例: :自来水制蒸馏水等。自来水制蒸馏水等。 【思考思考4 4】 为什么温度计的水银球和蒸馏烧瓶支管的下

8、端在同一水平线上为什么温度计的水银球和蒸馏烧瓶支管的下端在同一水平线上? ? 提示提示: :因为温度计测量的是进入蒸馏烧瓶支管物质的沸点。因为温度计测量的是进入蒸馏烧瓶支管物质的沸点。 高中化学 核心突破核心突破 1.1.混合物分离和提纯的常用操作混合物分离和提纯的常用操作 名称名称适用范围适用范围装置图装置图注意事项注意事项 过滤过滤 从液体中分离从液体中分离 不溶性固体不溶性固体 “一贴、二低、三靠一贴、二低、三靠” 洗涤沉淀的方法是洗涤沉淀的方法是: :向过滤器中向过滤器中 加蒸馏水加蒸馏水, ,使水没过沉淀使水没过沉淀, ,待溶液待溶液 全部滤出后全部滤出后, ,重复操作重复操作2 2

9、3 3次次 蒸发蒸发 分离溶于溶剂分离溶于溶剂 中的固体溶质中的固体溶质 溶质不易分解溶质不易分解, ,不易被氧气氧化不易被氧气氧化 蒸发过程中要不断搅拌蒸发过程中要不断搅拌, ,当有大当有大 量晶体析出时量晶体析出时, ,停止加热停止加热, ,用余热用余热 蒸干蒸干 高中化学 蒸馏蒸馏 分离沸点相差较分离沸点相差较 大的液体混合物大的液体混合物 或除去水等液体或除去水等液体 中难挥发的物质中难挥发的物质 加少量沸石防暴沸加少量沸石防暴沸 温度计的水银球和蒸馏烧瓶支温度计的水银球和蒸馏烧瓶支 管的下端在同一水平线上管的下端在同一水平线上 蒸馏烧瓶中液体体积在其容积蒸馏烧瓶中液体体积在其容积 的

10、的 之间之间 冷凝管中冷却水下进上出冷凝管中冷却水下进上出 萃取萃取 和和 分液分液 萃取萃取: : 将物质从一种溶将物质从一种溶 剂转移到另一种剂转移到另一种 溶剂中溶剂中 分液分液: : 两种液体互不相两种液体互不相 溶溶, ,易分层易分层 静置分层后静置分层后, ,下层液体从下口下层液体从下口 放出放出, ,上层液体从上口倒出上层液体从上口倒出 分液时要将玻璃塞打开分液时要将玻璃塞打开, ,或使或使 塞上的凹槽塞上的凹槽( (或小孔或小孔) )对准漏斗上对准漏斗上 的小孔的小孔, ,保证漏斗内与外界大气保证漏斗内与外界大气 相通相通, ,同时漏斗下端管口要紧贴同时漏斗下端管口要紧贴 烧杯

11、内壁烧杯内壁, ,从而使液体顺利流下从而使液体顺利流下 渗析渗析 分离提纯胶体和分离提纯胶体和 溶液溶液 要多次更换烧杯中的蒸馏水要多次更换烧杯中的蒸馏水( (或或 使用流动的水使用流动的水),),保证完全分离保证完全分离 12 33 高中化学 2.2.混合物分离和除杂方法的选择混合物分离和除杂方法的选择 (1)(1)不同状态混合物分离的方法不同状态混合物分离的方法 类型类型组分特点组分特点方法方法实例实例 固体固体 混合物混合物 在一种溶剂中一种组分易溶在一种溶剂中一种组分易溶, , 而另一种组分难溶而另一种组分难溶 溶解、过滤、结晶溶解、过滤、结晶NaClNaCl与与CaCOCaCO3 3

12、 各组分均溶于某一溶剂各组分均溶于某一溶剂, ,但溶但溶 解度随温度变化差异大解度随温度变化差异大 溶解、加热、结晶溶解、加热、结晶KNOKNO3 3与与NaClNaCl 一种组分易升华一种组分易升华, ,而另一组分而另一组分 不易升华不易升华 加热升华加热升华I I2 2与与NaClNaCl 混合物各组分化学性质不同混合物各组分化学性质不同 加热分解加热分解NaClNaCl与与NHNH4 4ClCl 加化学试剂等加化学试剂等 用盐酸除用盐酸除 去去SiOSiO2 2中中 的的CaCOCaCO3 3 高中化学 液体液体 混合物混合物 各组分在不同溶剂中的各组分在不同溶剂中的 溶解度不同溶解度不

13、同 萃取萃取 用用CClCCl4 4提取提取 溴水中的溴溴水中的溴 两种互不相溶的液体两种互不相溶的液体分液分液分离水和分离水和CClCCl4 4 各组分互溶各组分互溶, ,但沸点差但沸点差 别较大别较大 蒸馏或分馏蒸馏或分馏石油的分馏石油的分馏 气体气体 混合物混合物 各组分沸点不同各组分沸点不同液化液化空气液化分离制空气液化分离制N N2 2和和O O2 2 各组分化学性质不同各组分化学性质不同 吸收吸收 O O2 2与与HClHCl通过通过NaOHNaOH溶液溶液 吸收吸收HClHCl 化学反应化学反应 COCO2 2与与O O2 2通过灼热的铜通过灼热的铜 网除去网除去O O2 2 高

14、中化学 (2)(2)几种提纯的化学方法几种提纯的化学方法 序号序号原物质原物质所含杂质所含杂质除杂质试剂除杂质试剂主要操作方法主要操作方法 1 1N N2 2O O2 2灼热的铜丝网灼热的铜丝网 用固体用固体 吸收气体吸收气体 2 2COCOCOCO2 2NaOHNaOH溶液溶液洗气洗气 3 3COCO2 2H H2 2S SCuSOCuSO4 4溶液溶液洗气洗气 4 4COCO2 2COCO灼热灼热CuOCuO 用固体用固体 转化气体转化气体 5 5COCO2 2HClHCl饱和饱和NaHCONaHCO3 3溶液溶液洗气洗气 6 6SOSO2 2HClHCl饱和饱和NaHSONaHSO3 3

15、溶液溶液洗气洗气 7 7 NaHCONaHCO3 3 溶液溶液 NaNa2 2COCO3 3COCO2 2转化法转化法 高中化学 【特别提示特别提示】 化学方法分离和提纯的化学方法分离和提纯的“四原则四原则”和和“三必须三必须” (1)“(1)“四原则四原则”不增不增: :不引入新的杂质不引入新的杂质; ;不减不减: :不减少被提纯的物质不减少被提纯的物质; ; 易分离易分离: :杂质转换为沉淀、气体等易分离除去杂质转换为沉淀、气体等易分离除去; ;易复原易复原: :被提纯物质要容被提纯物质要容 易复原。易复原。 (2)“(2)“三必须三必须”一是除杂试剂必须过量一是除杂试剂必须过量; ;二是

16、过量试剂必须除尽二是过量试剂必须除尽( (因因 过量试剂引入新的杂质过量试剂引入新的杂质););三是除杂途径必须选最佳。三是除杂途径必须选最佳。 高中化学 考点精练考点精练 1.1.在使用分液漏斗进行分液时在使用分液漏斗进行分液时, ,正确的操作是正确的操作是( ( ) ) A.A.上层液体经漏斗下方活塞放出上层液体经漏斗下方活塞放出 B.B.分离液体时分离液体时, ,将漏斗拿在手上进行分离将漏斗拿在手上进行分离 C.C.分离液体时分离液体时, ,分液漏斗上的小孔与大气相通时打开活塞分液漏斗上的小孔与大气相通时打开活塞 D.D.分液漏斗中盛装的是液体分液漏斗中盛装的是液体, ,振荡后不必扭开活

17、塞把气体放出振荡后不必扭开活塞把气体放出 C C 解析解析: :为确保分离效果为确保分离效果, ,下层液体由漏斗下口放出下层液体由漏斗下口放出, ,上层液体要经漏斗上口上层液体要经漏斗上口 倒出倒出; ;振荡分液漏斗要拿在手里振荡分液漏斗要拿在手里, ,分离液体时分离液体时, ,分液漏斗要固定在铁架台的分液漏斗要固定在铁架台的 铁圈上铁圈上; ;分液时分液时, ,磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔要对准磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔要对准, ,这时漏斗内这时漏斗内 外的空气相通外的空气相通, ,压强相等压强相等, ,漏斗里的液体才能够顺利流出漏斗里的液体才能够顺利流出; ;振荡分液漏斗时振荡分

18、液漏斗时 可能有气体产生可能有气体产生, ,应及时扭开活塞使其放出应及时扭开活塞使其放出, ,以减小漏斗内的压强。以减小漏斗内的压强。 高中化学 2.2.将体积比为将体积比为1212的四氯化碳和碘水在试管中充分混合后静置。下列图的四氯化碳和碘水在试管中充分混合后静置。下列图 示现象正确的是示现象正确的是( ( ) )D D 解析解析: :四氯化碳和水互不相溶四氯化碳和水互不相溶, ,且密度比水大且密度比水大, ,则四氯化碳与碘水按体积比则四氯化碳与碘水按体积比 为为1212充分混合后充分混合后, ,四氯化碳层在试管下面。四氯化碳层在试管下面。 高中化学 3.3.现有三组溶液现有三组溶液: :汽

19、油和氯化钠溶液汽油和氯化钠溶液39%39%的乙醇溶液氯化钠和的乙醇溶液氯化钠和 单质溴的水溶液单质溴的水溶液, ,分离以上各混合液的正确方法依次是分离以上各混合液的正确方法依次是( ( ) ) A.A.分液、蒸馏、萃取分液、蒸馏、萃取B.B.萃取、蒸发、分液萃取、蒸发、分液 C.C.分液、萃取、蒸馏分液、萃取、蒸馏D.D.蒸馏、萃取、分液蒸馏、萃取、分液 A A 解析解析: :汽油和氯化钠溶液互不相溶汽油和氯化钠溶液互不相溶, ,用分液法分离用分液法分离;39%;39%的乙醇溶液用蒸馏的乙醇溶液用蒸馏 法分离法分离; ;氯化钠和单质溴的水溶液用萃取法分离。氯化钠和单质溴的水溶液用萃取法分离。

20、高中化学 4.4.下列各项操作中下列各项操作中, ,错误的是错误的是( ( ) ) A.A.用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗, ,而后静置分液而后静置分液 B.B.进行分液时进行分液时, ,分液漏斗中的下层液体从下口放出分液漏斗中的下层液体从下口放出, ,上层液体从上口倒出上层液体从上口倒出 C.C.萃取分液前需对分液漏斗检漏萃取分液前需对分液漏斗检漏 D.D.为保证分液漏斗内的液体顺利流出为保证分液漏斗内的液体顺利流出, ,需将上面的塞子拿下需将上面的塞子拿下 A A 解析解析: :酒精与水互溶酒精与水互溶, ,不能作萃取溴水中溴单质的

21、萃取剂。不能作萃取溴水中溴单质的萃取剂。 高中化学 5.5.选择下列实验方法分离物质选择下列实验方法分离物质, ,将分离方法的序号填在横线上。将分离方法的序号填在横线上。 A.A.萃取分液法萃取分液法B.B.加热分解法加热分解法C.C.结晶法结晶法D.D.分液法分液法E.E.蒸馏法蒸馏法F.F.过滤法过滤法 (1)(1)分离饱和食盐水与沙子的混合物分离饱和食盐水与沙子的混合物。 (2)(2)从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾。 (3)(3)分离水和汽油的混合物分离水和汽油的混合物。 (4)(4)分离四氯化碳分离四氯化碳( (沸点为沸点为76.6 )76

22、.6 )和甲苯和甲苯( (沸点为沸点为110.6 )110.6 )的混合物的混合物。 (5)(5)从碘的水溶液里提取碘从碘的水溶液里提取碘。 解析解析: :对不同的混合体系可以采用不同的分离方法。过滤法适用于从液体中分对不同的混合体系可以采用不同的分离方法。过滤法适用于从液体中分 离出不溶性的固体物质离出不溶性的固体物质; ;蒸馏法是根据沸点不同将两种互溶的液体分开蒸馏法是根据沸点不同将两种互溶的液体分开; ;结晶法结晶法 是根据两种可溶性固体溶解度随温度的变化不同而把它们分开是根据两种可溶性固体溶解度随温度的变化不同而把它们分开; ;分液是指把两分液是指把两 种互不相溶的液体分开种互不相溶的

23、液体分开; ;萃取是把溶质从一种溶剂中提取到另一种溶剂中。萃取是把溶质从一种溶剂中提取到另一种溶剂中。 答案答案: :(1)F(1)F(2)C(2)C(3)D(3)D(4)E(4)E(5)A(5)A 高中化学 素能提升素能提升 1.1.下列关于制取蒸馏水的实验装置与操作的说法中下列关于制取蒸馏水的实验装置与操作的说法中, ,不正确的是不正确的是( ( ) ) A.A.温度计的水银球应插入蒸馏烧瓶中的自来水中温度计的水银球应插入蒸馏烧瓶中的自来水中 B.B.冷凝管中的水流方向是从下口进入冷凝管中的水流方向是从下口进入, ,上口排出上口排出 C.C.实验中需要在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片实验中需要在

24、蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片, ,防止出现暴沸现象防止出现暴沸现象 D.D.蒸馏烧瓶必须垫石棉网加热蒸馏烧瓶必须垫石棉网加热 解析解析: :制取蒸馏水可以不用温度计制取蒸馏水可以不用温度计, ,若使用温度计应将温度计的水银球置若使用温度计应将温度计的水银球置 于蒸馏烧瓶的支管口处。于蒸馏烧瓶的支管口处。 A A 高中化学 2.2.下列除去杂质的实验方法正确的是下列除去杂质的实验方法正确的是( ( ) ) A.A.除去除去COCO中少量中少量O O2 2: :通过灼热的通过灼热的CuCu网后再收集气体网后再收集气体 B.B.除去除去CuOCuO固体中少量固体中少量Cu:Cu:置于坩埚中加热置于坩埚中

25、加热 C.C.除去除去NaClNaCl中少量中少量NaNa2 2COCO3 3: :加入适量稀硝酸加入适量稀硝酸 D.D.除去生石灰中少量的石灰石除去生石灰中少量的石灰石: :加入稍过量稀盐酸加入稍过量稀盐酸 B B 解析解析: :A A中会混有二氧化碳杂质气体中会混有二氧化碳杂质气体, ,不正确不正确;B;B项正确项正确;C;C中会混有硝酸钠杂中会混有硝酸钠杂 质质;D;D中的生石灰也会被反应掉。中的生石灰也会被反应掉。 高中化学 3.3.现有含现有含NaClNaCl、NaNa2 2SOSO4 4和和NaNONaNO3 3的混合物的混合物, ,选择适当的试剂除去杂质选择适当的试剂除去杂质,

26、,从而得从而得 到纯净的到纯净的NaNONaNO3 3固体。相应的实验过程可用如图表示固体。相应的实验过程可用如图表示: : 请回答下列问题请回答下列问题: : (1)(1)写出实验流程中下列物质的化学式写出实验流程中下列物质的化学式: :试剂试剂X:X:, ,沉淀沉淀A:A:。 (2)(2)上述实验流程中步均要进行的实验操作是上述实验流程中步均要进行的实验操作是( (填操作名称填操作名称) )。 (3)(3)上述实验流程中加入过量的上述实验流程中加入过量的NaNa2 2COCO3 3的目的是的目的是 。 (4)(4)按此实验方案得到的溶液按此实验方案得到的溶液3 3中肯定含有中肯定含有( (填化学式填化学式) )杂质杂质; ;为了解为了解 决这个问题决这个问题, ,可以向溶液可以向溶液3 3中加入适量的