高中化学 专题1 化学家眼中的物质世界 第二单元 第1课时 物质的分离与提纯学案 苏教版必修1-苏教版高中必修1化学学案

第1课时物质的分离与提纯[核心素养发展目标]1.根据混合物各成分的性质会选择物质的分离方法。2.初步学会使用过滤、蒸发、蒸馏、萃取等方法对混合物进行分离提纯。3.认识化学实验是研究和学习物质及其变化的基本方法，是科学探究的一种主要途径。一、过滤和蒸发1．过滤和蒸发的原理(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。2．过滤实验仪器与操作(1)过滤实验装置如图所示，请填写图中序号所示的仪器名称。(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。3．蒸发实验仪器与操作(1)蒸发实验装置如图所示，请填写图中序号所示的仪器名称。(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。例1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．碳酸钾、氯化钙答案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；碳酸钾和氯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。二、萃取和分液1．萃取和分液的原理(1)萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。加入的溶剂称为萃取剂。(2)分液是利用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开的操作。分液操作一般与萃取结合使用。2．用四氯化碳萃取碘水中的碘3．萃取分液的操作注意事项(1)振荡时，要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大引起危险。(2)分液时，要将漏斗下端管口紧贴烧杯内壁，使液体顺利流下，防止液体飞溅。(3)下层液体要从下口放出，恰好流尽时及时关闭活塞，防止上层液体流出。(4)上层液体要从上口倒出，保证上层液体尽量少地沾附下层液体。萃取操作简记口诀萃取原液互不溶，质溶程度不相同。充分振荡再静置，下放上倒记分明。例2(2019·湖北重点高中联考协作体期中)青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35℃，从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示：(1)对青蒿干燥破碎后，加入乙醚的目的是_____________________________________。(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、________，操作Ⅱ的名称是________。(3)操作Ⅲ的主要过程可能是________(填字母)。A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤C．加入乙醚进行萃取分液(4)在用分液漏斗进行分液操作时，为使液体顺利滴下，应进行的具体操作是________，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体慢慢沿烧杯壁流下，分液后漏斗内剩余的液体从分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)倒入烧杯。答案(1)溶解青蒿素(2)漏斗、玻璃棒蒸馏(3)B(4)将分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔上口解析(2)操作Ⅰ是过滤，故需要的仪器还有玻璃棒、漏斗，操作Ⅱ是利用沸点不同分离乙醚和青蒿素，故操作为蒸馏。(3)依据题干信息分析可知，A项青蒿素不溶于水，C项加入乙醚后分液得到的还是混合液，不是精品；B项，根据题中信息可知，青蒿素可溶于乙醇，故粗品中加95%的乙醇溶解后，经浓缩、结晶、过滤可以除去不溶的杂质，得到精品，故选B。(4)在用分液漏斗进行分液操作时，为使液体顺利滴下，应平衡内外大气压，故应进行的具体操作是将分液漏斗颈上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔，分液漏斗的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。思维启迪——萃取实验中的三个“三”三种仪器：①分液漏斗；②烧杯；③铁架台(带铁圈)。常用的三种萃取剂：①汽油；②苯；③四氯化碳。萃取剂选择的三原则：①萃取剂与水(原溶剂)互不相溶；②萃取剂与原溶剂、原溶质不发生反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在水(原溶剂)中的溶解度。三、蒸馏1．蒸馏实验原理蒸馏是指把液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，再重新冷凝成液体的过程。根据混合物各组分的沸点不同，利用蒸馏可以除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。2．实验室制取蒸馏水(1)下图为实验室制取蒸馏水的装置图，请指出图中序号所示各仪器的名称。(2)实验注意事项①蒸馏装置的连接顺序是由下到上、由左到右。②蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于其容积的eq\f(1,3)～eq\f(2,3)之间，不可将溶液蒸干。③蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止液体暴沸。④冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。⑤蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网。蒸馏操作简记口诀隔网加热冷管倾，上缘下缘两相平。需加碎瓷防暴沸，热气冷水逆向行。例3如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。(1)A仪器的名称是______，B仪器的名称是________。(2)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量_______，其作用是__________________。(3)指出图中两处明显的错误：①____________________；②______________________。(4)收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？________________________________________________________________________。答案(1)蒸馏烧瓶冷凝管(2)沸石(或碎瓷片)防止加热时液体暴沸(3)①温度计水银球没有放置在蒸馏烧瓶的支管口处②冷却水进出口位置反了(4)先撤酒精灯解析对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有以下几点：①仪器的连接顺序；②温度计的位置；③冷却水的流向(进出口位置)；④防暴沸的措施。1．我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上…其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”这里所用的“法”是指()A．萃取B．过滤C．蒸馏D．蒸发答案C解析由信息可知，蒸令气上，则利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏。2．已知乙酸乙酯(C4H8O2)是一种无色液体，不溶于水，密度小于1g·mL－1，沸点约为55℃。要从水与乙酸乙酯的混合物中将乙酸乙酯分离出来，下列方法中最简便的是()A．蒸馏B．分液C．过滤D．蒸发答案B解析乙酸乙酯与水不互溶，用分液的方法分离最简便。3．将碘水中的碘萃取出来的实验中，下列说法错误的是()A．分液漏斗使用前要检验它是否漏水B．萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解C．注入碘水和萃取剂，倒转分液漏斗反复用力振荡后立即分液D．若用苯作萃取剂，则分层后上层液体呈紫红色答案C解析萃取剂(如四氯化碳、苯等)应不溶于水，且比水更容易使碘溶解；若用苯(密度比水小)作萃取剂，分层后上层液体呈紫红色。为防止漏液，使用前要检查分液漏斗是否漏液；加入碘水和萃取剂振荡后，需静置分层再分液。4．为了除去氯化钠溶液中的少量溴化钠，常用方法是往溶液中加入少量氯水，发生反应：2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳，经振荡、静置、分液，可得到氯化钠溶液。下列分析判断中不正确的是()A．加入苯或四氯化碳的操作叫萃取B．苯层在上层或四氯化碳层在下层C．可以用酒精代替苯或四氯化碳D．氯气单质置换出了溴单质答案C解析由2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2可知，该溶液中加入少量氯水，有单质溴生成；用苯或四氯化碳可萃取反应后溶液中的溴，苯的密度比水小，苯层在上层；四氯化碳的密度比水大，四氯化碳层在下层。酒精与水混溶，不能作萃取剂。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．(2018·武汉高一检测)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。3．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。4．(2018·济宁一中高一月考)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。题组二萃取、分液5．可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是()A．溴和四氯化碳 B．溴和苯C．水和植物油 D．水和乙醇答案C解析溴易溶于四氯化碳、苯，水和乙醇互溶，植物油不溶于水。6．已知乙酸异戊酯是难溶于水且密度比水小的液体。在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后的操作是()A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口倒出答案D解析乙酸异戊酯的密度比水小，所以在分液漏斗中乙酸异戊酯在上层，水在下层，分液时应先将水从下口放出，再把乙酸异戊酯从上口倒出。7．下列关于四氯化碳用于萃取碘水中碘的理由不正确的是()A．四氯化碳的密度比水大B．四氯化碳与水和碘均不反应C．四氯化碳与原溶剂水互不相溶D．碘在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多答案A解析本题主要考查萃取剂的选择条件。萃取剂应与原溶剂互不相溶，与溶质不发生反应，且溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度。题组三蒸馏8．(2018·杭州高一检测)自来水中因含有少量Cl－而不能用于溶液的配制，实验室为了除去自来水中的Cl－获得纯净水，可采用的方法是()A．过滤法 B．结晶法C．蒸馏法 D．分液法答案C解析除去自来水中的少量杂质离子只能用蒸馏法。9．蒸馏不需用到的仪器是()A．蒸发皿B．冷凝管C．蒸馏烧瓶D．酒精灯答案A解析蒸馏实验操作用到的仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等，不可能用到的仪器是蒸发皿。10．(2018·青岛一中高一检测)下列说法不正确的是()A．蒸馏自来水可以制得蒸馏水B．蒸馏烧瓶使用前一般不需要检漏C．冷却水从冷凝管的下口进入，上口流出D．将温度计的水银球插入待蒸馏的液体中答案D解析蒸馏时，温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处，而不能插入待蒸馏液体中。题组四物质的分离11．下列括号中的分离方法运用得当的是()A．植物油和自来水(蒸馏)B．水溶液中的食盐和碘(分液)C．碳酸钙和氯化钙的固体混合物(溶解、过滤、蒸发)D．自来水中的杂质(萃取)答案C解析植物油和自来水是互不相溶的两种液体，其混合物可用分液法分离；碘最适合用萃取法分离；碳酸钙(不溶于水)和氯化钙(易溶于水)的固体混合物，可通过溶解、过滤、蒸发分离得到两种物质；可用蒸馏的方法除去自来水中的杂质。12．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离水和乙醇分液水和乙醇的密度不同C除去硝酸钾固体中的杂质氯化钠重结晶氯化钠在水中的溶解度很大D除去丁醇(沸点为117.5℃)中的乙醚(沸点为34.6℃)蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大答案D解析乙醇与水相互溶解，不能用作萃取剂，不能用分液的方法分离乙醇和水的混合物；硝酸钾和氯化钠在不同温度下溶解度变化差别很大，可用重结晶法提纯硝酸钾。13．关于物质的分离提纯，下列说法错误的是()A．蒸发操作可以从溶液中分离得到可溶性固体溶质B．将待过滤的液体直接倒入漏斗中，且使液面低于滤纸边缘C．蒸馏时温度计的水银球不能伸入液面以下，只需靠近蒸馏烧瓶的支管口处D．选用分液法分离植物油和水的混合物，植物油从分液漏斗上口倒出答案B解析过滤时，要将待过滤的液体沿玻璃棒倒入漏斗中。14．蒸馏是实验室制取蒸馏水的常用方法，如图所示的两个装置都可以制取蒸馏水。(1)图Ⅰ中加热A时要加垫石棉网，目的是______________________________________。(2)图Ⅰ中冷却水的流向________(填“正确”或“不正确”)，理由是_______________。(3)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量__________，其作用是_______________。(4)图Ⅱ装置也可用于少量蒸馏水的制取(加热及固定仪器略)，其原理与图Ⅰ完全相同。该装置中使用的玻璃导管较长，其作用是____________；烧杯中还应盛有的物质是____________。答案(1)使蒸馏烧瓶受