专题2第一单元研究物质的实验方法第2课时课件高一化学2019

第一单元研究物质的实验方法

苏教版高中化学（必修一）同步教学课件专题2

研究物质的基本方法

第2课时物质的分离提纯

学习目标：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。分离和提纯的原理和方法概述：1.原理：依据混合物中各组分性质(如状态、沸点、水溶性等)的差异，选择适当的方法加以分离，也可以利用不纯物质中主要成分和所含杂质在性质上的差异，也可以选择适当的方法，将杂质除去或分离出来，以达到提纯的目的。2.常用的分离提纯方法：过滤、结晶、萃取、分液、蒸馏等。3.化学方法提纯和分离物质的“四原则”和“三必须”：（1）．“四原则”：一不增(提纯过程中不增加新的杂质)；二不减(不减少欲被提纯的物质)；三易分离(被提纯物与杂质容易分离)；四易复原(被提纯物质要容易复原)。（2）．“三必须”：一除杂试剂要过量；二过量试剂须除尽(不能因试剂过量带入新杂质)；三除杂途径选最佳。一、过滤与结晶1．过滤(1)原理：利用物质________的不同进行分离。(2)仪器：______________________、铁架台。(3)实例：粗盐提纯等。溶解性烧杯、漏斗、玻璃棒托盘天平滤纸漏斗带铁圈的铁架台蒸发皿（4）.要点：如图所示，过滤食盐水，仔细观察滤纸上剩余物及滤液的颜色现象：玻璃棒的作用：引流滤纸上的剩余物主要是泥沙；滤液是澄清透明的无色溶液。一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。二低：滤纸边缘低于漏斗边缘；

液面低于滤纸边缘。三靠：烧杯口紧靠玻璃棒；玻璃棒斜靠三层滤纸处；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁。注意：如果滤液仍浑浊，需再次过滤。2．结晶(1)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。(2)实例：KNO3溶解度受温度影响特别大，而KCl溶解度受温度影响特别小，可采用_________的方法提纯KNO3。降温结晶（3）.要点：把所得澄清滤液倒入蒸发皿。如图所示，用酒精灯加热。在加热过程中，用玻璃棒不断搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热。利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。观察蒸发皿中食盐的外观。现象：水分蒸干后，蒸发皿中出现白色晶体。搅拌的作用：防止局部温度过高，造成液滴飞溅。停止加热不要把蒸发皿直接放在实验台，防止烫坏实验台。在整个分离和提纯过程中，玻璃棒的作用有哪些？1.加快溶解2.引流3.搅拌，防止局部过热4.转移固体即时理解经典例题例1.如何分离和回收实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气后的剩余物？

【解析】例2.现有混有少量KCl的KNO3粉末，参照如图的溶解度曲线，回答下列问题：(1)KNO3和KCl均属于________(填“易溶”“可溶”或“难溶”)物质。(2)在生产过程中，KNO3中混有少量KCl杂质，如果要在实验室中提纯KNO3晶体，应采用________的方法。(杂质仅含KCl)(3)具体的实验操作步骤：①________、②________、③________、④洗涤晾干。(4)完成(3)中①～③步操作必备的实验仪器有铁架台(带铁圈、石棉网)、烧杯、玻璃棒、________、________。【答案】

(1)易溶(2)冷却结晶(3)加热溶解冷却结晶过滤(4)漏斗酒精灯二、蒸馏1.原理：利用_________混合物中各组分的_______不同，对物质进行分离。2.仪器：______________________________、铁架台、酒精灯。3.实例：自来水制蒸馏水等。液体沸点蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、接收器4．要点：(1)蒸馏时要加少量沸石(或碎瓷片)以防液体暴沸。(2)温度计的水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口附近。(3)冷却水的走向为下进上出。(4)烧瓶中的液体量不超过烧瓶容积的2/3。5.实验注意事项①蒸馏装置的组装顺序是由下到上、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1/3～2/3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。⑥温度计的水银球与蒸馏烧瓶的支管口相平。即时理解如何用简单方法区分自来水和蒸馏水？【解析】取其中一瓶中的适量液体于一小试管中，向其中加入少量硝酸酸化的硝酸银，若产生白色沉淀，则该瓶液体为自来水，则另一瓶为蒸馏水。经典例题例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)指出图中两处明显的错误：①：_______________________________________________________，②：_______________________________________________________。(2)A仪器的名称是______________，B仪器的名称是________________________________。(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)收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？__________________________________________________________。【答案】(1)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(2)蒸馏烧瓶冷凝管(3)沸石(或碎瓷片)防止加热时液体暴沸(4)先撤酒精灯【解析】

(1)蒸馏时，温度计测量的是气体的温度，而不是溶液的温度，所以温度计的水银球应该放在蒸馏烧瓶的支管口处；其次冷却水的流向和气体的流向相反时冷却效果好，所以共计是两处错误。(2)根据仪器的结构特点可知，A是蒸馏烧瓶，B是冷凝管。(3)由于需要加热，所以需要加入碎瓷片(或沸石)以防止液体暴沸。(4)蒸馏完毕，先撤酒精灯再关冷凝水，这样产生的蒸气可以完全冷凝变成蒸馏水。1．萃取(1)原理：利用物质在_____________的溶剂中________的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中而进行分离。(2)实例：用CCl4从溴水中提取溴等。(3)萃取剂选择的“三原则”①萃取剂和原溶剂互不相溶。②萃取剂和溶质不发生反应。③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。(4)常见的萃取剂：四氯化碳(CCl4)、苯()等，四氯化碳和苯都是难溶于水的无色油状液体，其中CCl4的密度比水大，苯的密度比水小。溴、碘等在四氯化碳和苯中的溶解度远大于在水中的溶解度。

互不相溶溶解度三、萃取和分液2．分液(1)原理：两种互不相溶的液体混合物，静止时会分层，从而进行分离。(2)仪器：_________________________。(3)实例：汽油和水、CCl4和水等。分液漏斗、铁架台、烧杯(4)注意事项①分液漏斗使用前要洗涤并检漏。②振荡时，要不时打开旋塞放气，以防止分液漏斗内压强过大引起危险。③分液时，要将漏斗下端管口尖嘴紧贴烧杯内壁，使液体顺利流下，防止液体飞溅。④下层液体要从下口放出，恰好流尽时及时关闭旋塞，防止上层液体流出。⑤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。用四氯化碳萃取溴水中的溴

即时理解经典例题例4．我国海洋资源丰富，陆地海岸线长达18000千米，海洋中拥有大量人类赖以生存的资源。某化学兴趣小组以海带为原料制取了少量碘水，并用CCl4从碘水中萃取碘，再用分液漏斗分离两种溶液。其实验可分解为如下各步：A．把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中B．把50mL碘水和15mL四氯化碳加入分液漏斗中，并塞上分液漏斗顶部的塞子C．检查分液漏斗旋塞和顶部的塞子是否漏液D．倒转漏斗振荡，并不时打开旋塞放气，最后关闭旋塞，把分液漏斗放正E．打开旋塞，用烧杯接收下层溶液F．从分液漏斗上口倒出上层溶液G．取下分液漏斗顶部的塞子H．静置、分层就此实验完成下列填空：(1)正确的操作顺序(用上述各操作的编号字母填写)：________→________→________→A→H→________→E→F。(2)D步骤为什么要不时打开旋塞放气？____________________________________________________________________________________________________________。(3)上述E步骤的操作中应注意：_________________________________________________________________________________________________________________。(4)上述G步骤操作的目的是___________________________________________________________________________________________________________________。(5)能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因____________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)CBDG(2)防止分液漏斗内压强过大而发生危险(3)使分液漏斗下端管口尖嘴紧靠烧杯内壁，及时关闭旋塞，防止上层液体流出(4)使分液漏斗内外空气相通，以保证进行E操作时漏斗中的液体顺利流出(5)CCl4与水既不反应也不互溶，且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多【解析】(1)题中给出了八个步骤，后五个步骤的顺序也已给出了其中四个：A→H→()→E→F，只要考虑到静置，分层后才能分液，操作顺序应为A→H→(G)→E→F。前三个步骤应为查漏→装液→振荡，即C→B→D。(2)振荡分液漏斗时，会产生气体，导致漏斗内压强过大而发生危险。(3)操作时要注意使漏斗下端管口尖嘴紧靠烧杯内壁，及时关闭旋塞，防止上层液体流入烧杯中。(4)为保证分液漏斗内液体顺利流下，在进行分液操作时应注意漏斗内部应与外界大气相连通。(5)萃取剂的选择原则应是两种溶剂不互溶，且要提取的物质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度。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。随堂练习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【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。C2.如图是关于蒸发的实验示意图，下列说法正确的是(

)A．组装实验装置时，应先固定好铁圈，放上蒸发皿，再放酒精灯B．给蒸发皿内所盛液体加热时，必须垫上石棉网C．玻璃棒的作用是搅拌，防止因局部过热而使固体迸溅D．蒸发的过程中，用酒精灯一直加热到全部固体析出，没有水分【解析】组装实验装置时，应先放酒精灯，再根据酒精灯的高度固定好铁圈，放上蒸发皿，A错误；蒸发皿可以直接加热，不用垫上石棉网，B错误；蒸发的过程中，不能直接蒸干，应在析出大量固体时用余热使其蒸干，D错误。C3.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．①②⑥

C．①③⑤

D．①③⑥【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。C4.下列关于制取蒸馏水的实验装置与操作的说法不正确的是(

)A．可用过滤的方法制取蒸馏水B．冷凝管中的水流方向是从下口进入，上口排出C．实验中需要在蒸馏烧瓶中加入几片碎瓷片，防止出现暴沸现象D．给蒸馏烧瓶加热时必须垫石棉网【解析】过滤只能除去水中不溶性杂质，而不能除去可溶性杂质。制取蒸馏水应用蒸馏的方法。A5.工业酒精是含水约4%的液态乙醇，向工业酒精中加入生石灰，会发生如下化学反应且生成物不溶于乙醇，CaO＋H2O===Ca(OH)2。要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精。下列说法正确的是(

)A．加入过量生石灰后，可采取的分离操作为过滤B．该实验需要的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、温度计、分液漏斗、冷凝管等C．在该实验步骤里，加热之前应先通冷却水D．不用加生石灰，直接蒸馏也可得到无水酒精【解析】

A项应为蒸馏；B项没用到分液漏斗；D项直接蒸馏乙醇和水会形成共沸物得不到无水酒精。C6.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【解析】乙酸乙酯与水不互溶，用分液的方法分离最简便。B7.下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作萃取剂，从碘水中萃取碘)中错误的是(

)A．将饱和碘水和四氯化碳加入分液漏斗中后，盖好玻璃塞，用右手压住分液漏斗玻璃塞，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡B．静置，待分液漏斗中液体分层后，先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)C．打开分液漏斗的活塞，使全部下层液体沿盛接液体的烧杯内壁慢慢流出D．最后继续打开活塞，另用容器盛接并保存上层液体【解析】下层液体从下口流出，待下层液体恰好流完后，关闭活塞，上层液体应从上口倒入另一容器中。D8.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【解析】由2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2可知，该溶液中加入少量氯水，有溴单质生成；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。C9.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)【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。C10.现有三组混合液：①CCl4和水；②苯(沸点：80.1℃)和甲苯(沸点：110.6℃)的混合物(二者是性质非常相似的一对互溶液体)；③氯化钾和单质碘的水溶液。分离以上各混合液的正确方法是(

)A．分液、萃取、蒸馏

B．蒸馏、萃取、分液C．分液、蒸馏、萃取

D．萃取、蒸馏、分液【解析】①CCl4和水互不相溶，采用分液的方法分离；②苯(沸点：80.1℃)和甲苯(沸点：110.6℃)是互溶的两种液体，可以采用蒸馏的方法来分离；③向氯化钾和单质碘的水溶液中加入萃取剂，采用萃取法分离。C11.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：____________