2018-2019版新学案化学同步人教全国版讲义：第一章 第一节 化学实验的基本方法 第2课时

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2课时过滤、蒸发及SOeq\o\al(2－，4)的检验［学习目标定位］1。掌握过滤、蒸发等实验基本操作及适用范围。2。掌握粗盐中难溶性杂质和可溶性杂质除去的原理和方法。3.学会SOeq\o\al(2－,4）的检验方法和试剂的加入顺序。一、过滤和蒸发1．过滤（1)过滤的实验装置如图所示，请填写图中实验仪器的名称。（2）在进行过滤操作时应注意的问题①一贴:滤纸紧贴漏斗内壁；②二低：滤纸边缘略低于漏斗边缘；液体的液面略低于滤纸的边缘;③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上;玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧;漏斗颈的末端应靠到烧杯的内壁上.2．蒸发（1)蒸发的实验装置如图所示，请填写图中实验仪器的名称。(2）在进行蒸发操作时应注意的问题①在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热造成液滴飞溅;②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热,用余热蒸干；③热的蒸发皿应用坩埚钳取下,不能直接放在实验台上,以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。如果一定要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。（1）过滤是分离固体和液体混合物常用的方法，主要用于将液体中的不溶性固体分离。（2）蒸发是指给溶液加热，使液体受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。蒸发可得到晶体，也可用于浓缩溶液.例1判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”)(1)如图中的操作有两处错误()（2)过滤后滤液仍然浑浊,一定是由滤纸破损所致（)(3）为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅动过滤器中的液体(）（4）当蒸发皿中出现大量固体时停止加热,用余热蒸干的目的是防止固体迸溅(）(5）实验完毕后,用手直接取走蒸发皿（）(6）过滤、蒸发过程中都会用到玻璃棒(）答案(1)√（2）×（3）×（4)√(5）×（6)√解析（1）图中有两处错误：没有使用玻璃棒引流；漏斗下端没有紧贴烧杯内壁.(2)过滤后滤液仍然浑浊，可能是由滤纸破损所致,也可能是由溶液超出滤纸边缘上沿所致。(3）过滤时搅动过滤器中的液体，可能使滤纸破损，导致实验失败。(5）实验结束后应使用坩埚钳夹持蒸发皿。特别提示在过滤操作中，玻璃棒的作用是引流，不能用玻璃棒搅动过滤器中的液体来加快过滤速度。例2通过溶解、过滤、蒸发等操作,可将下列各组混合物分离的是（)A．硝酸钠、氢氧化钠 B．氧化铜、二氧化锰C．氯化钾、二氧化锰 D．硫酸铜、氢氧化钙答案C解析硝酸钠和氢氧化钠都溶于水，无法用过滤法分离;氧化铜和二氧化锰都不溶于水；硫酸铜和氢氧化钙溶于水后两者会发生反应;氯化钾和二氧化锰可用过滤法分离，然后蒸发滤液即可得到氯化钾.思维启迪——分离和提纯的区别混合物中的各成分分开后，分离是要把各成分恢复到原来的状态；提纯(除杂)是杂质不需要恢复到原来状态。二、粗盐的提纯1．除去粗盐中的不溶性杂质粗盐提纯实验操作步骤如图所示:(1）上述各步实验操作的名称依次为________________；__________；____________。（2)上述各步实验操作中均使用了玻璃棒，其作用分别是____________________________;____________________________；________________________。（3)用上述方法提纯后的食盐中还含有的杂质是______________________________________________________________________________________________________。答案(1）溶解过滤蒸发(2）搅拌，加速溶解引流搅拌，防止液滴飞溅（3）可溶性的氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐等2．除去粗盐中的可溶性杂质若要除去粗盐中的下列杂质，应加入什么试剂？把试剂的化学式及发生反应的化学方程式填入下表：杂质加入的试剂化学方程式Na2SO4MgCl2CaCl2答案杂质加入的试剂化学方程式Na2SO4BaCl2Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaClMgCl2NaOHMgCl2＋2NaOH=Mg(OH）2↓＋2NaClCaCl2Na2CO3CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl（1）除去粗盐中可溶性杂质的原理(2）粗盐提纯时加试剂的先后顺序为使杂质离子完全除去，要加入过量的试剂。后续试剂要能够将前面所加过量的试剂除去，由此可知碳酸钠溶液要在氯化钡溶液之后加入。通常加入试剂的几种顺序:①BaCl2溶液→NaOH溶液→Na2CO3溶液→盐酸；②NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→盐酸；③BaCl2溶液→Na2CO3溶液→NaOH溶液→盐酸。例3依据粗盐提纯的原理,除去氯化钾溶液中少量的氯化镁、硫酸镁等杂质,可选用氢氧化钡溶液、稀盐酸和碳酸钾溶液三种试剂，按如图步骤操作：eq\x(溶液）eq\o(→,\s\up7（加过）,\s\do5(量A））eq\x(滤液)eq\o（→，\s\up7(加过量B)，\s\do5（操作Ⅰ））eq\x（滤液)eq\o（→,\s\up7(加适),\s\do5（量C)）eq\o(→,\s\up7(加热)，\s\do5(煮沸）)纯净氯化钾溶液（1)B的化学式是________,C的化学式是__________.（2）加入过量A的目的是______________________________________________。(3）加入过量B的目的是___________________________________________________。(4）加热煮沸的目的是___________________________________________________。(5)操作Ⅰ的名称是______________________________________________________。答案（1)K2CO3HCl（2）除尽镁离子和硫酸根离子(3)除尽过量的钡离子（4)使氯化氢挥发逸出(5）过滤解析先加入过量的氢氧化钡溶液,将氯化镁、硫酸镁转化为氢氧化镁沉淀、硫酸钡沉淀，过滤除去沉淀,滤液中再加入过量的碳酸钾溶液，使过量的钡离子转化为碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀，滤液中加入适量的盐酸，加热煮沸,得到氯化钾溶液。思维启迪化学方法分离提纯物质的“三必须"“一不能"一除杂试剂必须过量,二过量试剂必须除尽,三除杂途径必须最佳，不能增加新的杂质。三、SOeq\o\al（2－，4）的检验1．粗食盐中SOeq\o\al(2－,4)的检验(1)实验步骤：取少量粗食盐于小烧杯中，加适量水溶解，过滤取滤液少许于试管中，滴加几滴盐酸酸化，再滴加几滴氯化钡溶液。（2)实验现象：加盐酸无明显变化，加氯化钡溶液产生白色沉淀。（3）反应的化学方程式：Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaCl.(4）实验结论：粗盐中含有SOeq\o\al(2－，4）。2．问题讨论某同学设计了如下实验检验某试液中是否含有SOeq\o\al（2－，4):试液eq\o(→,\s\up7（加BaCl2))白色沉淀eq\o(→，\s\up7(稀盐酸))白色沉淀不溶解。结论：试液中有SOeq\o\al（2－，4）。（1）该方案是否严密？不严密。（2)请说明理由：如果该溶液中含有Ag＋而不含SOeq\o\al（2－,4),溶液中的Ag＋与Cl－反应生成的氯化银也是不溶于酸的白色沉淀。先加过量的稀盐酸（无明显现象)，再加氯化钡溶液产生白色沉淀，溶液中含有SOeq\o\al（2－,4）.例4某溶液中含有硫酸镁和硫酸钠两种溶质，选择适当试剂将溶液中的镁离子转化为沉淀或固体分离出来,设计实验流程如下：(1)欲证明滤液中存在SOeq\o\al（2－,4）、COeq\o\al(2－，3)，选用的方案是先取少量的滤液滴加过量的________，发现有气泡生成，再向其中加入________溶液，出现白色沉淀，则可证明SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－，3)均存在。(2)如何洗涤碳酸镁沉淀?（3)如何检验碳酸镁沉淀是否洗涤干净？答案(1)稀盐酸氯化钡（答案合理均可)（2)沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水,使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复2～3次。(3)取少量最后一次洗涤液，滴加稀盐酸和氯化钡溶液。若有沉淀生成则说明没有洗净；反之，已洗涤干净(答案合理均可）.解析(1)熟悉COeq\o\al（2－,3)、SOeq\o\al(2－，4)检验所用的试剂和加入的先后顺序。常用含有H＋的酸来检验COeq\o\al（2－，3)，常用含有Ba2＋的可溶性钡盐检验SOeq\o\al(2－，4)。因COeq\o\al(2－,3）可与Ba2＋生成碳酸钡沉淀，干扰SOeq\o\al(2－，4)的检验，故在检验SOeq\o\al（2－，4)之前应先检验COeq\o\al（2－,3），并将其除去。(2)过滤完毕，过滤的固体表面总是残留部分母液溶质离子,用蒸馏水在原过滤器中冲洗即可。(3）检验沉淀是否洗净时，实际上是检验最后一次洗涤液是否含有母液中的溶质离子，此题可通过检验最后一次洗涤液中是否含有SOeq\o\al(2－，4）达到目的。思维启迪——沉淀的洗涤（1)洗涤沉淀的原因：过滤完毕,过滤的固体表面总是残留部分母液。(2）洗涤沉淀的方法:沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水流下，直到固体表面洗涤干净为止(洗涤2～3次）。（3）沉淀是否洗涤干净，检验方法：取最后一次洗涤液，加入相关试剂后观察现象。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1）过滤操作中用到的玻璃仪器只有漏斗和烧杯(×）(2）过滤时，液体液面应低于滤纸的边缘(√）（3）过滤时使用玻璃棒，主要是为了加快过滤速率(×）（4）蒸发时，液体的体积不超过蒸发皿容积的eq\f(2,3）（√)(5）蒸发氯化钠溶液时，要用玻璃棒不断搅拌(√）（6）蒸发过程中，蒸发皿中出现较多固体时,应停止加热,利用余热蒸干(√）(7)粗盐提纯实验中，加入足量碳酸钠溶液的作用只是为了除去Ca2＋（×)（8)粗盐提纯实验中，加入足量盐酸的作用是除去多余的OH－和COeq\o\al（2－，3）（√)（9)要除去氯化钠溶液中含有的氯化镁，可加入适量的氢氧化钠溶液后过滤(√)（10）向某溶液中加入氯化钡溶液,若有白色沉淀生成，则溶液中一定含有SOeq\o\al（2－，4)(×)2．下列仪器用于过滤或蒸发分离物质的是(）①漏斗②试管③蒸发皿④天平⑤烧杯⑥研钵A．①③④ B．①②⑥C．①③⑤ D．①③⑥答案C解析过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台,蒸发需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台,则用于过滤或蒸发分离物质的仪器为①③⑤.3．检验某未知溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，下列操作最合理的是（)A．先加稀硫酸酸化,再加氯化钡溶液B．加入氯化钡溶液C．加入盐酸酸化的氯化钡溶液D．先用盐酸酸化，若有沉淀，则过滤,滤液中再加氯化钡溶液答案D解析检验某溶液中是否含有SOeq\o\al（2－,4）的方法：先用盐酸酸化(若有沉淀，过滤)，再加氯化钡溶液，若有白色沉淀，说明有SOeq\o\al(2－，4).4．除去下列物质中混有的少量杂质，把适当的试剂、操作方法的字母填写在相应的横线上.A．加适量盐酸、过滤 B．加适量水、过滤、蒸发C．加适量水、过滤 D．加热(高温或灼烧）E．加适量盐酸、蒸发 F．冷却热的饱和溶液、结晶(1)碳酸钙中混有少量的碳酸钠____________；（2）氯化钾粉末中混有碳酸钾____________;（3)氧化钙中混有少量的碳酸钙____________；(4)氯化钠中混有少量的炭粉____________；（5）硝酸钾中混有少量的氯化钠____________。答案（1)C（2)E(3)D(4）B（5）F解析(1)碳酸钙不溶于水,而碳酸钠易溶于水，加水后过滤干燥即可除去杂质碳酸钠。（2）氯化钾和碳酸钾均易溶于水,故不能用过滤法分离。可加入稍过量盐酸反应后，再将溶液蒸发即得到氯化钾晶体。(3）利用高温分解法，使碳酸钙分解除去并生成氧化钙.（4）氯化钠易溶于水,而炭粉不溶于水，故可加适量水、过滤、蒸发，得到纯净的氯化钠。（5）利用二者溶解度随温度变化的差异,采用降温结晶法分离除杂。［对点训练］题组一过滤与蒸发1．下列混合物能用过滤法分离的是()A．酒精和水B．食盐和蔗糖C．泥沙和食盐D．铜粉和铝粉答案C解析过滤是将不溶于水的固体从水溶液中分离出去的一种实验方法。酒精和水都为液体且二者互溶；食盐和蔗糖都能溶于水；铜粉和铝粉都为难溶于水的物质。2．某同学在实验室里过滤一种浑浊溶液，发现滤出的液体仍浑浊，他检查实验装置发现漏斗外壁没有水,滤纸也未出现破损或小漏洞，则造成实验失败的原因可能是下列操作中的()A．滤纸高出漏斗边缘的部分未剪掉B．滤纸与漏斗之间有气泡未被排掉C．倾倒液体时液面高于滤纸边缘D．过滤时玻璃棒靠在一层滤纸一边答案C解析如果液面高于滤纸边缘，一部分液体将沿滤纸和漏斗之间的缝隙流下而达不到过滤的目的，故C项正确.3．过滤和蒸发结晶实验中，都用到的仪器是（)A．漏斗B．蒸发皿C．酒精灯D．玻璃棒答案D4．（2017·长沙高一测试）蒸发时，下列操作正确的是（）A．使蒸发皿盛满滤液,用小火加热B．蒸发过程中，要用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（带铁圈）C．将加热完后的蒸发皿取下，可直接放在实验台上D．将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热答案B解析蒸发所用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（带铁圈）；蒸发皿中所盛液体不得超过其容积的2/3；蒸发皿可直接加热；加热完毕后的蒸发皿不能直接放在实验台上，应放在石棉网上.5．下列关于过滤和蒸发的说法中不正确的是（）A．过滤是从液体中分离出难溶物质的实验方法B．蒸发是减少溶剂，让溶质析出的实验方法C．过滤和蒸发实验中都用到的玻璃仪器是铁架台D．加热蒸发可以使溶液浓缩或溶质结晶析出答案C解析过滤和蒸发实验中都用到的玻璃仪器是玻璃棒.题组二粗盐的提纯6．粗盐提纯实验的部分操作如图所示，其中错误的是（）答案C解析取一定量的粗盐，经溶解、过滤、蒸发结晶等实验操作，可将其提纯。其中过滤操作要用玻璃棒引流.7．在“粗盐提纯"的实验中,下列做法正确的是（)A．把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B．开始析出晶体后用玻璃棒搅拌C．加入试剂的顺序为Na2CO3、BaCl2、NaOH、HClD．用过滤法除去粗盐中的泥沙答案D解析未过滤即蒸发，不能除去泥沙，所以A项错误；加热过程中应用玻璃棒不断地搅拌,所以B项错误；应先加入BaCl2,再加Na2CO3以除去过量的Ba2＋，所以C项错误。8．粗盐溶液经过滤除去泥沙后的滤液中,含有可溶性的氯化钙、氯化镁、硫酸钠等杂质，通过如下几个实验步骤,可将上述杂质除去:①加入稍过量的碳酸钠溶液；②加入稍过量的氢氧化钠溶液;③加入稍过量的氯化钡溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤过滤。正确的操作顺序是（）A．③②①⑤④ B．①②③⑤④C．②③①④ D．③⑤②①④答案A解析①首先除去镁离子(过量氢氧化钠溶液)，其次除去硫酸根离子（过量氯化钡溶液），再除去钙离子和钡离子(过量碳酸钠溶液），最后除去碳酸根离子和氢氧根离子（适量盐酸）。②过滤操作应在加入盐酸之前、加入碳酸钠溶液之后进行。③先除去硫酸根离子，再除去镁离子也可.题组三固体混合物的分离与提纯9．（2017·河北承德一中高一月考)2016年9月,“天宫二号”发射成功，若在“天宫二号”空间实验室(失重条件下）进行以下实验，其中最难以完成的是（)A．将金粉和铜粉混合 B．将牛奶加入水中混合C．蒸发食盐水制取食盐晶体 D．用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙答案D解析将金粉和铜粉混合或牛奶加入水中混合在失重状态下也可以完成，故A、B项不符合题意;蒸发食盐水采取加热措施即可实现，C项不符合题意；用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙，由于空间实验室中为失重状态,滤液无法流出,故不能完成过滤操作，D项符合题意。10.(2017·辽宁沈阳二中高一期中）除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），所选用的试剂及操作方法均正确的一组是（)选项待提纯的物质选用的试剂操作方法ACaO(CaCO3）水溶解、过滤、结晶BCu（CuO）稀盐酸溶解、过滤、洗涤、干燥CCuSO4（H2SO4)氢氧化钠溶液过滤DCO(H2)氧气点燃答案B解析A项中CaO与水反应，C项中CuSO4与NaOH反应，D项中CO与O2反应，A、C、D项错误;B项中CuO与稀盐酸反应，Cu不与稀盐酸反应,反应后经过滤、洗涤、干燥即得到Cu，B项正确。11．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以采用的方法为（）A．加入过量碳酸钠溶液,过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸B．加入过量碳酸钾溶液，过滤,除去沉淀，溶液中补加适量硝酸C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸D．加入过量硫酸钾溶液，过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸答案B解析把硝酸钾溶液中少量的硝酸钡杂质除去,先加入过量碳酸钾溶液,过滤，除去碳酸钡沉淀，滤液中再补加适量硝酸，以除去过量的碳酸根,B项正确.题组四SOeq\o\al(2－,4)的检验12．检验某溶液中是否含有SOeq\o\al（2－，4)，常用的方法是()A．取样，滴加BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成B．取样,滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成成D．取样，滴加稀硫酸，再滴加BaCl2溶液，看是否有不溶于水的白色沉淀生成答案C解析检验SOeq\o\al（2－,4)时，需要首先加入稀盐酸以排除其他离子的干扰，然后再加入氯化钡溶液即可。A项中不能排除COeq\o\al(2－,3）和Ag＋的干扰,B项中不能排除Ag＋的干扰，D项中引入了SOeq\o\al（2－,4）。13．某溶液可能含有SOeq\o\al（2－，4）、COeq\o\al(2－，3)、Cl－中的一种或几种，为确定该溶液的离子组成,现进行如下实验：①取少量溶液滴加硝酸钡溶液，产生白色沉淀；②然后继续加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性气味,且能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，白色沉淀部分溶解；③取上层清液继续滴加硝酸钡溶液至无沉淀时，再滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。根据实验,以下推测不正确的是（）A．一定有SOeq\o\al（2－，4)B．一定有COeq\o\al（2－，3）C．不能确定Cl－是否存在D．不能确定SOeq\o\al（2－，4)是否存在答案D解析向①中生成的白色沉淀中继续滴加过量稀盐酸时，沉淀部分溶解,且产生二氧化碳气体，证明原溶液中一定含有SOeq\o\al（2－,4）和COeq\o\al（2－,3);加入硝酸银溶液产生白色沉淀氯化银,但并不能确定原溶液中是否有Cl－，因为原溶液中已经加入了稀盐酸。［综合强化]14．（2017·河北邯郸一中高一月考)为了除去氯化钠样品中的杂质碳酸钠，某兴趣小组最初设计了如下所示方案进行实验。（1)沉淀A的化学式为____________。（2）加入过量氯化钙溶液后,分离除去沉淀A的实验操作过程是___________________。（3）他们在实验过程中,又发现了新的问题:此方案很容易引入新的杂质。固体物质B的成分为________(用化学式表示).(4)他们继续探究后又提出了新的方案：将混合物溶解，滴加盐酸至不再产生气泡为止，然后加热煮沸。有关反应的化学方程式为________________________________________。答案（1)CaCO3（2）将混合物沿玻璃棒加入到过滤器中，待液体滤出后，收集滤液，即可分离除去沉淀A（3）NaCl、CaCl2（4）Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑解析若用过量CaCl2除去Na2CO3，会引入新杂质CaCl2，蒸发后所得固体应是NaCl和CaCl2的混合物;若用盐酸除去Na2CO3，则溶液中会留下NaCl和HCl，蒸发结晶可得较纯净的NaCl.15．（2017·江西临川一中高一月考)粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。我们食用的精盐是用粗食盐提纯而得到的。通过教材中“粗盐的提纯”及你做过的相关实验回答下列问题。(1)实验室蒸发食盐水时，操作过程如下：①放置酒精灯,②固定铁圈位置，③放上蒸发皿（蒸发皿中盛