2020-2021高中化学1学案：1.1 第2课时过滤和蒸发含解析

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2020-2021学年高中化学人教版必修1学案：1.1第2课时过滤和蒸发含解析第2课时过滤和蒸发1．过滤（1）概念：将固体与液体分离的一种方法。(2）主要仪器及用品：烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台（带铁圈)、滤纸。（3）装置图：2．蒸发(1）概念：分离溶于溶剂中的固体溶质的一种方法。(2)主要仪器及用品:蒸发皿、酒精灯、铁架台（带铁圈)、玻璃棒。(3）装置图：3．粗盐的提纯粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸盐等杂质，可以通过溶解、过滤、蒸发进行提纯。以上操作都要用到玻璃棒，它们的作用依次是：（1)加速溶解。(2)引流。(3)防止液体飞溅。用上述方法提纯的食盐还有可溶性的杂质，要除去这些杂质，应加入试剂的顺序是:①BaCl2、NaOH、Na2CO3，过滤之后加HCl.②NaOH、BaCl2、Na2CO3,过滤之后加HCl。③BaCl2、Na2CO3、NaOH，过滤之后加HCl.即Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液加入之后再加.4．SOeq\o\al（2－,4）的检验（1)试剂：BaCl2溶液、稀盐酸；（2）步骤：某溶液eq\o（→，\s\up15（滴加稀盐酸酸化)）无沉淀eq\o(→,\s\up15(加BaCl2溶液）)白色沉淀，证明原溶液中有SOeq\o\al(2－，4）.知识点一分离与提纯1．分离和提纯的比较：分离提纯含义把混合物的各成分分开把混合物中含有的杂质除去区别分开后的各物质要恢复原来的状态杂质不必恢复原状态物理方法过滤、结晶、升华、蒸馏、萃取、分液、溶解等化学方法沉淀、置换等2。分离和提纯的四原则3．常见分离方法与混合物的类型固—固分离型固—液分离型液-液分离型气—气分离型1。除去氯化钠中的碳酸钠能否用硝酸?提示:不能.若用硝酸,会引入新的杂质离子NOeq\o\al（－，3）.2．能用稀盐酸分离铜粉和铁粉的混合物吗？提示：不能.分开后铁粉不能恢复原来的状态。［例1]下列物质的分离和提纯方法属于化学分离提纯法的是(）A．分离沙子和食盐水溶液B．分离溶于水中的氯化钠C．从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾D．将O2和CO2混合气体通入NaOH溶液中除去CO2气体［思路分析]物质的分离和提纯方法很多，任何一种方法都有其适用范围和规律性，在分离和提纯时考虑物质的性质使用不同的方法。[解析]物理分离提纯法有过滤、结晶、蒸发、蒸馏、萃取、分液等；化学分离提纯法有沉淀、置换、加热、分解、洗气等。A可用过滤，B可用蒸发,C可用结晶法，D只能是洗气法。[答案]D下列有关除去杂质(括号内为杂质）的操作中正确的是(B)A．硫酸钠固体(碳酸钙)：加水溶解,然后过滤B．碳酸钠(大量水)：蒸发C．氯化钠(氯化镁）：加水溶解，然后过滤D．硫酸钡(硝酸钡）:加水溶解，然后蒸发解析：A项中硫酸钠易溶于水，碳酸钙难溶于水，加水溶解、过滤后得到的固体是碳酸钙不是硫酸钠，若想得到Na2SO4固体，还应将滤液蒸发结晶;B项中碳酸钠易溶于水，蒸发可以除去水；C项中氯化钠和氯化镁均易溶于水,不能用过滤的方法分离；D项中硝酸钡易溶于水，硫酸钡不溶于水，蒸发后仍然是二者的混合物，应用过滤法去除硝酸钡。知识点二过滤和蒸发1．过滤过滤操作和过滤装置可以概括为“一贴、二低、三靠”；如图所示:沉淀的洗涤:①洗涤沉淀的原因:过滤完毕，过滤器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,检验方法是：取最后一次洗涤液,加入相关试剂后观察现象。④若滤液浑浊,应继续过滤，直到滤液澄清为止。2．蒸发在进行蒸发操作（如图）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,防止由于温度过高造成液滴飞溅；②加热到蒸发皿中剩余较少液体时（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。如果的确要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。1.过滤和蒸发时，均用到玻璃棒，其作用分别是什么?提示：过滤时起引流作用，蒸发时起搅拌作用.2．蒸发时蒸发皿中的液体量不能超过多少?为什么？提示：不能超过蒸发皿容积的2/3，否则蒸发时会导致液体飞溅。［例2］下列做法中不正确的是（)A．给蒸发皿内所盛液体加热时，液体不超过容积的eq\f（2，3）B．蒸发的过程，用酒精灯一直加热到全部固体析出,没有水分C．过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁D．倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘［思路分析]蒸发时何时停止加热是常考查的一个知识点.[解析]给蒸发皿内所盛液体加热时,液体不超过容积的eq\f（2,3)，加热到有较多量固体析出时停止加热，利用余热蒸干，A正确,B错误；过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁,倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘，C、D正确。[答案］B欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体，配制溶质的质量分数为a％的氯化钠溶液，设计了下面的操作方案。根据方案操作步骤回答下列问题：（1)称量粗盐样品mg,在托盘天平左盘上放粗盐(放在称量纸上），右盘上放砝码(放在称量纸上).(2）过滤时，漏斗下端管口应靠在烧杯内壁上，漏斗里液面应低于滤纸的边缘。（3)蒸发操作时应将液体放在蒸发皿中加热，等加热至剩余较少液体时即停止加热。（4)在样品的溶液中加入过量的Na2CO3溶液，反应的化学方程式是CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl。（5)在滤液中加入盐酸的作用是除去过量的Na2CO3，反应的化学方程式是Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑.解析：(1）称量时遵循左物右码的原则。（2)过滤时注意“一贴"“二低”“三靠”。(3)蒸发在蒸发皿中进行，当加热到剩有少量液体时停止加热，用余热蒸干。（4）Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀。(5)盐酸也是除杂试剂，用于除去所加的过量碳酸钠。知识点三粗盐的提纯粗盐的主要成分是氯化钠，其中含有不溶性的杂质泥沙以及可溶性的杂质氯化钙、氯化镁、硫酸钠等。粗盐提纯的目的是除去不溶性的杂质泥沙等和可溶性的杂质氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐。1．粗盐中不溶性杂质的除去溶解、过滤、蒸发。操作步骤实验装置实验现象说明第1步：溶解粗盐溶解，溶液呈现浑浊搅拌的目的是加速食盐溶解第2步：过滤过滤后，下面烧杯中溶液澄清,滤纸上有不溶物(泥沙等）附着CaCl2、MgCl2、硫酸盐等可溶于水，但含量较少。因此，澄清的滤液中除含有NaCl外，上述物质仍存在第3步：蒸发水分不断蒸发，有固体逐渐析出当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将液体蒸干2.除去可溶性杂质——离子（Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al（2－,4）等)除去可溶性杂质时，常按以下程序设计实验：先选择除去某离子所需要的试剂;再按“后除前”的除杂要求，设置试剂的“加入顺序"。（1)除杂试剂的选择：杂质加入的试剂化学方程式Na2SO4①过量BaCl2Na2SO4＋BaCl2=BaSO4↓＋2NaClMgCl2②过量NaOHMgCl2＋2NaOH=Mg(OH）2↓＋2NaClCaCl2③过量Na2CO3CaCl2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaCl过量的BaCl2BaCl2＋Na2CO3=BaCO3↓＋2NaCl过量的NaOH④过滤之后，加过量稀HClNaOH＋HCl=NaCl＋H2O过量的Na2CO3Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O(2)设计试剂加入顺序：Na2CO3溶液加在BaCl2溶液之后，最后加稀盐酸即可。试剂加入的先后顺序可以有三种路线。第一种路线:过量BaCl2→过量Na2CO3→过量NaOHeq\o(→,\s\up15(过滤））适量盐酸；第二种路线：过量BaCl2→过量NaOH→过量Na2CO3eq\o（→,\s\up15（过滤）)适量盐酸；第三种路线：过量NaOH→过量BaCl2→过量Na2CO3eq\o(→，\s\up15（过滤))适量盐酸.最后通过蒸发结晶,过量的盐酸挥发，便可获得纯净的NaCl。1。粗盐提纯中,Na2CO3溶液为什么必须在加入BaCl2溶液之后加入？提示：过量的BaCl2溶液可用Na2CO3溶液除去，故Na2CO3应在BaCl2溶液加入后再加入。2．除去粗盐中的可溶性杂质时，加入稀盐酸的目的是什么？应何时加入稀盐酸？提示：除去粗盐中的可溶性杂质时，使用了过量的碳酸钠和氢氧化钠。加入稀盐酸是为了除去过量的碳酸钠和氢氧化钠，调节溶液的pH，使溶液呈中性。因为Mg(OH）2、CaCO3、BaCO3均可与稀盐酸反应，所以应在过滤除去沉淀之后再加入稀盐酸。[例3］为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al（2－,4）及泥沙，得到纯净的NaCl,可将粗盐溶于水，在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序()①过滤②加过量的NaOH溶液③加过量的盐酸④加过量的Na2CO3溶液⑤加过量的BaCl2溶液⑥加热蒸发A．④①⑤②①③⑥ B．⑤①④②③⑥C．②⑤④①③⑥ D．①②⑤④①③⑥[思路分析]首先根据选项，明确三种杂质离子分别用哪种沉淀剂除去；其次，沉淀剂必须过量，过量的沉淀剂也要除去,因此要选择加入沉淀剂的合理顺序；最后，要明确加入盐酸的目的及何时加入。［解析］开始时要先过滤，使不溶性泥沙与可溶性物质分开。除Ca2＋用COeq\o\al（2－，3)，除Mg2＋用OH－，除SOeq\o\al(2－,4）用Ba2＋；为将杂质离子全部除去，加入的沉淀剂必须是过量的，这样就引入了新的杂质离子，必须考虑在后面操作中除去。方案很多，但有一个基本思路:COeq\o\al（2－，3)要在Ba2＋后面加入，最后加入过量盐酸，加热蒸发.故D项正确.［答案]D为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4杂质，可选用Ba(OH)2溶液、稀盐酸和K2CO3溶液三种试剂,按如图步骤操作：eq\x(\a\al(溶，液))eq\o（→，\s\up15（加过,量A））eq\o（→,\s\up15（加过量B),\s\do15(操作Ⅰ）)eq\x（\a\al（滤,液））eq\o（→，\s\up15（加适，量C))eq\o(→，\s\up15（加热，煮沸））eq\x（\a\al(较纯净的，KCl溶液））（1)写出三种试剂的化学式：ABa(OH)2,BK2CO3，CHCl.(2）根据题意，回答下列问题：①加入过量A的目的是除尽Mg2＋和SOeq\o\al（2－，4)，②加入过量B的目的是除尽过量的Ba2＋，③加热煮沸的目的是使HCl挥发.（3)操作Ⅰ是过滤。解析:当有多种杂质共存时，要使杂质除去，必须考虑到所加试剂是过量的,而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除去Mg2＋，可用含OH－的试剂，除SOeq\o\al（2－,4)可用含Ba2＋的试剂，故先加入Ba（OH)2溶液。加入的过量Ba(OH)2溶液中的Ba2＋可用K2CO3溶液除去，过量Ba(OH）2溶液中的OH－，以及过量K2CO3溶液中的COeq\o\al(2－，3），可用稀盐酸除去,最后加热煮沸可除去HCl。1．原理利用Ba2＋＋SOeq\o\al（2－，4）=BaSO4↓（白色），BaSO4具有不溶于稀盐酸、稀硝酸的特性。2．试剂可溶性钡盐(BaCl2)、稀盐酸。3．检验的误区（1）只加可溶性钡盐，不酸化.误将COeq\o\al(2－,3）、POeq\o\al（3－，4)、SOeq\o\al（2－,3)等干扰离子判断成SOeq\o\al（2－，4）.因上述离子会产生BaCO3、Ba3（PO4）2、BaSO3白色沉淀.(2）误将Ag＋、Pb2＋判断成SOeq\o\al（2－，4）。如向待测液中滴加BaCl2溶液,再加稀盐酸有白色沉淀便断定含SOeq\o\al（2－,4）。其错误是未注意溶液中不含SOeq\o\al（2－，4),而含Ag＋等也会产生同样的现象。Ag＋＋Cl－=AgCl↓(白色）。（3）误将SOeq\o\al（2－，3）判断成SOeq\o\al(2－，4）。如向待测液中滴加用盐酸酸化的Ba（NO3)2溶液生成白色沉淀，便误以为有SOeq\o\al(2－,4）。其错误是未注意在酸性环境中NOeq\o\al(－，3)具有强氧化性,发生反应：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,3）=BaSO3↓（白色)，3BaSO3＋2H＋＋2NOeq\o\al（－，3）=3BaSO4(白色）＋2NO↑＋H2O。4．检验的方法被检液eq\o（→，\s\up15(加足量）,\s\do15（稀盐酸酸化)）无现象eq\o（→，\s\up15(滴加BaCl2),\s\do15(溶液)）有无白色沉淀(判断有无SOeq\o\al(2－,4)）。1。检验SOeq\o\al(2－,4)时，为什么要加入稀盐酸酸化?提示:溶液中的COeq\o\al(2－，3)、SOeq\o\al(2－,3)等离子，也能与Ba2＋发生反应,分别生成BaCO3、BaSO3白色沉淀，但它们都能溶于稀盐酸，而BaSO4不能溶于稀盐酸，所以加入稀盐酸可以排除COeq\o\al(2－，3)、SOeq\o\al(2－，3)等离子的干扰。同时,Ag＋与Cl－反应生成的AgCl也是不溶于稀盐酸的白色沉淀，加入稀盐酸还可以排除Ag＋的干扰.2．某溶液中加入BaCl2溶液产生白色沉淀，原溶液中一定含SOeq\o\al(2－，4)吗？提示：不一定。原溶液中也可能含有Ag＋、COeq\o\al(2－,3)等离子.3．检验SOeq\o\al（2－，4）时,可用稀硝酸代替稀盐酸进行酸化吗?提示：不能。不能排除SOeq\o\al(2－，3）的干扰。[例4］某研究性学习小组的三位学生设计了下述三个方案,并都认为：如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确认试液中有SOeq\o\al（2－，4)。方案甲：试液eq\o（→，\s\up15(BaCl2溶液））白色沉淀eq\o(→，\s\up15（足量稀HCl)）沉淀不溶解.方案乙：试液eq\o（→，\s\up15（足量稀HCl））无沉淀eq\o（→，\s\up15(BaCl2溶液））白色沉淀。方案丙：试液eq\o(→，\s\up15(足量稀HNO3）)无沉淀eq\o（→,\s\up15(BaNO32溶液）)白色沉淀.试评价上述各方案是否严密，并分别说明理由。[思路分析］评价方案是否严密，主要考虑是否能消除干扰离子。［解析]三个方案分析如下：(1)方案甲先向试液中加入氯化钡溶液，生成的白色沉淀有两种可能：一种是与氯离子结合而生成的氯化银(即试液中可能含有Ag＋)，一种是与钡离子结合而生成的硫酸钡、亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡(即试液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al（2－,3）、COeq\o\al（2－，3)、POeq\o\al(3－,4）)。上述沉淀中只有亚硫酸钡、碳酸钡、磷酸钡能溶于盐酸,因而此方案不能确认试液中含SOeq\o\al（2－,4)。(2）方案乙先向试液中加入盐酸，没有产生沉淀，排除了试液中含有Ag＋的可能.然后再向此酸性溶液中加入氯化钡溶液,只有硫酸钡不溶于盐酸,排除了其他离子的干扰，因而此方案是正确的.（3)方案丙与方案乙相似,不同之处是：用硝酸代替了盐酸，用硝酸钡溶液代替了氯化钡溶液。由于硝酸有强氧化性，可将SOeq\o\al（2－，3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，因此不能排除SOeq\o\al（2－，3)的干扰。[答案］甲方案不严密，因为含有Ag＋而不含SOeq\o\al（2－，4）的溶液也会出现此方案的现象;乙方案严密,因为含有SOeq\o\al(2－,4）的溶液才会出现此方案的现象；丙方案不严密，因为含有SOeq\o\al（2－,3)而不含SOeq\o\al(2－,4)的溶液也会出现此方案的现象。某溶液中含有较大量的Cl－、COeq\o\al（2－,3）、OH－等3种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验操作顺序正确的是(B)①滴加Mg（NO3)2溶液②过滤③滴加AgNO3溶液④滴加Ba(NO3)2溶液A．①②④②③ B．④②①②③C．①②③②④ D．④②③②①解析：若第一步加的是Mg（NO3)2溶液，则会有Mg(OH)2和MgCO3两种沉淀，这样就无法判定该溶液中含有的是哪种离子，同理也可将③排除，则第一步加的必是④，生成沉淀的则必是COeq\o\al（2－,3）；将其过滤，滤液中还有Cl－、OH－，滴加Mg（NO3）2溶液即可将OH－沉淀下来,再过滤,向滤液中滴加AgNO3溶液即可检验出Cl－.1．在精盐的提纯实验中，下列说法正确的是（C）A．该实验得到的NaCl中无其他任何杂质B．检验所得NaCl中是否混有BaCl2，可用AgNO3溶液C．该实验分为溶解、过滤和蒸发三个步骤D．除去杂质时,不必考虑所加试剂的顺序解析：该实验得到的NaCl中可能仍混有其他可溶性杂质，故A项错误。AgNO3溶液遇NaCl或BaCl2均产生白色沉淀，因此B项不可行。除去杂质时,要考虑所加试剂的顺序,前面所加的试剂过量时，后面的步骤中必须能够除去,因此D项错误。2．提纯含有少量Ba（NO3)2杂质的KNO3溶液,可以使用的方法为(D）A．加入过量的Na2CO3溶液,过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸B．加入过量的K2SO4溶液，过滤,向滤液中滴加适量的稀硝酸C．加入过量的Na2SO4溶液，过滤,向滤液中滴加适量的稀硝酸D．加入过量的K2CO3溶液，过滤，向滤液中滴加适量的稀硝酸解析：杂质离子为Ba2＋，可加COeq\o\al（2－，3）或SOeq\o\al(2－,4)，使之形成沉淀除去,但为了不引入新的杂质，需用钾盐，可选用K2CO3溶液,过量的K2CO3滴加适量稀硝酸可除去，若使用K2SO4，则在后续步骤中无法除去过量的K2SO4。3．下列叙述中,错误的是（C）A．沙里淘金是利用金与沙的