浙江专版2018版高中化学专题1化学家眼中的物质世界第二单元研究物质的实验方法第1课时物质的分离与提纯学案苏教版必修12018042711.doc

第1课时物质的分离与提纯知识内容必考要求加试要求物质的分离与提纯(过滤、蒸馏、萃取、分液、结晶)。bc目标定位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。一过滤与蒸发1过滤是分离固体和液体混合物最常用的方法之一，主要除去液体中的不溶性固体。(1)主要仪器及用品：漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(附铁圈)、滤纸等。(2)在进行过滤操作时应注意的问题：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；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；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蒸发是指给液体加热，使液体受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。蒸发可得晶体，蒸发也用于浓缩溶液。(1)主要仪器：蒸发皿、铁架台、酒精灯、玻璃棒等。(2)在进行蒸发操作时应注意的问题：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；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；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。归纳总结1固体液体混合物的分离方法(1)若固体不溶于水，采用过滤法。(2)若固体溶于水，采用蒸发浓缩、冷却结晶方法。2固体固体分离的物理方法(1)若一种组分易溶于水，另一组分难溶于水，可以先加适量的水溶解混合物，然后过滤。(2)若两种组分都溶于水，且溶解度随温度变化有较大差异，可以先加适量水溶解混合物，然后蒸发结晶或冷却结晶。提醒(1)沉淀的洗涤：为除去沉淀表面附着的可溶性物质需对沉淀进行洗涤，其方法是向漏斗中的沉淀里加入蒸馏水至浸没沉淀，让水自然滤出，重复23次。(2)检验沉淀是否洗净的方法是取洗涤液加入沉淀剂没有沉淀产生，表明洗涤液中无杂质离子，沉淀已洗净。(3)过滤及洗涤沉淀的操作中不能用玻璃棒搅拌液体。1粗盐提纯实验中，下列操作不正确的是()A先用酒精灯加热蒸发皿，再将滤液倒入蒸发皿B蒸发过程中用玻璃棒不断搅拌C当加热至蒸发皿中有较多固体析出时停止加热，利用余热将液体蒸干D蒸发完成时，用坩埚钳把蒸发皿移至石棉网上答案A2蒸发时，下列说法正确的是()A等到蒸发皿中出现较多固体时，停止加热B当蒸发皿盛满溶液时，用微火加热C将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热D在蒸发溶液时，为防止污染药品，一般不用玻璃棒搅拌答案A解析用蒸发皿蒸发溶液时，若蒸发皿盛满溶液，加热沸腾会使溶液大量溢出，B选项不正确；蒸发皿可用酒精灯直接加热，C选项不正确；为防止因局部过热造成液滴飞溅，应用玻璃棒不断搅拌，D选项不正确。二萃取与分液1从溴水中提取溴的实验(1)在试管中加入23 mL溴水，再向试管中加入1 mL CCl4，振荡、静置。观察到的实验现象是_。(2)产生此现象的原因是_。(3)能通过上述方法提纯的物质必须满足的条件是_。答案(1)静置后液体分层，上层几乎无色，下层呈橙红色(2)Br2在CCl4中的溶解度大，从水中被萃取到CCl4中，而CCl4的密度比水大(3)在两种互不相溶的溶剂中的溶解度有较大差异2萃取(1)萃取是一种常用的分离互溶液体混合物的方法，它是利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的操作。(2)选择的萃取剂，应对被萃取物质有较大的溶解能力，即溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度，且萃取剂与原溶剂要互不相溶，萃取剂与溶质不反应。常用萃取剂有四氯化碳、汽油等。3分液(1)分液是把互不相溶液体分开的操作。分液常用的仪器是分液漏斗。分液漏斗在使用前要检查是否漏水；分液漏斗不能加热；分液漏斗用后要洗涤干净。(2)分液操作的注意事项振荡时，要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大造成危险。分液时，分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，以防液滴飞溅。旋开活塞，用烧杯接收下层液体时，要注意待下层液体恰好流出时及时关闭分液漏斗的活塞，注意不能让上层液体流出，上层液体应从上口倒出。归纳总结1萃取剂必须具备的三点性质(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它在原溶剂中的溶解度。2分液适用于分离两种互不相溶的液体混合物(1)分液漏斗使用前要检查是否漏水。(2)分液时，下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。3在用海带提取碘的实验中，进行萃取和分液操作时要用到的仪器是()A分液漏斗 B普通漏斗C烧瓶 D蒸发皿答案A4下列各项操作，错误的有()A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B进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下口流出，上层液体则从上口倒出C萃取、分液前需对分液漏斗检漏D为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下答案A解析解答此题的关键是熟知萃取、分液操作的方法及取原理。三蒸馏1某些地区的自来水中含有Fe3，实验室可通过蒸馏自来水的方法获得少量纯净的水(蒸馏水)，装置如下图所示：(1)仪器名称：蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管。(2)实验时中约加入其体积的自来水之前，还应加入的物质是几粒沸石(或碎瓷片)，其作用是防止加热时液体暴沸。(3)观察到的实验现象是牛角管中有水滴入锥形瓶，锥形瓶中的水无色透明，烧瓶中水的颜色加深。2由上述实验得出的结论是含杂质的水加热，达到沸点时，液态水汽化为水蒸气，水蒸气冷凝后得纯净的水，不挥发的杂质留在了烧瓶中。归纳总结1蒸馏的定义蒸馏是指把液体加热汽化，蒸气重新冷凝成液体的过程。2蒸馏的适用对象蒸馏用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物，也可以除去液体中难挥发或不挥发的杂质。3蒸馏实验的注意事项(1)在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。(2)温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。(3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，也不能少于。(4)冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出。(5)加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。5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，CaOH2O=Ca(OH)2。要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精。请回答下列问题：(1)加入过量的生石灰后，可采取的分离操作是_。(2)在你选择的需要加热的实验方法中，需要的玻璃仪器除酒精灯外还有_。(3)在该方法的实验步骤里，紧挨加热之前的操作是_，并且对此要注意的问题是_。答案(1)蒸馏(2)蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶(3)接通冷凝管中的水水从下口进上口出6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。A萃取分液法 B加热分解C结晶法 D分液法E蒸馏法 F过滤法(1)_分离饱和食盐水和沙子的混合物；(2)_从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾；(3)_分离水和汽油的混合物；(4)_分离四氯化碳(沸点为76.75 )和甲苯(沸点为110.6 )，已知四氯化碳和甲苯互溶。答案(1)F(2)C(3)D(4)E解析(1)沙子(固体)不溶于食盐水，可用过滤法分离。(2)硝酸钾在温度高时溶解度很大，在温度低时溶解度较小，氯化钠的溶解度随温度变化的幅度不大，可以利用这个特征来提纯硝酸钾。可采用冷却热饱和溶液的方法析出硝酸钾晶体。(3)水和汽油互不相溶，可用分液法分离。(4)四氯化碳和甲苯沸点相差较大，可用蒸馏法分离。1物质分离方法的选择(1)固体与固体混合物：若杂质易分解、易升华时则用加热法；若一种易溶、一种难溶时可用溶解过滤法；若两者均易溶，但其溶解度受温度的影响不同(差异较大)，则可用重结晶法。(2)液体与液体混合物：若沸点相差较大时，用蒸馏法；若互不相溶时，用分液法；若在溶剂中溶解度不同时，用萃取法。(3)气体与气体混合：一般用洗气法。(4)若不具备上述条件的混合物，可选用适当的化学方法进行处理，待符合上述条件时，再选用适当的方法。2蒸馏、萃取操作简单记忆法(1)蒸馏：隔网加热冷管倾，上缘下缘两相平。需加碎瓷片防暴沸，热气冷水逆向行。瓶中液限掌握好，先撤酒灯水再停。(2)萃取：萃剂原液互不溶，质溶程度不相同。充分振荡再静置，下放上倒切分明。1实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl3O2，反应后从剩余物中回收纯净的二氧化锰的操作顺序正确的是(已知MnO2为黑色难溶于水的固体)()A溶解、过滤、蒸发、洗涤B溶解、过滤、洗涤、干燥C溶解、蒸发、洗涤、过滤D溶解、洗涤、过滤、加热答案B解析实验室制取O2反应后固体剩余物为KCl(易溶于水)和MnO2(难溶于水)，因此可将混合物溶于水并过滤即可分离二者，而要求回收纯净的MnO2，所以对MnO2还需洗涤、干燥，故选B。2.下列实验操作中不正确的是()A蒸发操作时，将蒸发皿中固体完全蒸干停止加热B过滤操作时，要沿着玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒滤液C蒸馏操作时，冷凝水应从冷凝管下口进，上口出D分液操作时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出答案A3现有三组实验：除去混在植物油中的水；回收碘的CCl4溶液中的CCl4；用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。分离以上各混合液的正确方法依次是()A分液、萃取、蒸馏 B萃取、蒸馏、分液C分液、蒸馏、萃取 D蒸馏、萃取、分液答案C解析植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用的是萃取原理。4下列仪器的使用和实验合理的是(夹持、加热等装置略去)()A储存液溴B提纯含少量水的乙醇C分离CCl4和水D吸收氨气答案B解析溴易挥发，且溶于橡胶，则不能使用胶头滴管密封，A错误；提纯含少量水的乙醇，加CaO与水反应，增大与乙醇的沸点差异，然后蒸馏，则图中蒸馏装置合理，B正确；分离CCl4和水，水在上层，先流出下层液体，再倒出上层液体，C错误；氨气极易溶于水，图中装置可发生倒吸，D错误。5已知硝酸银和氯化钾反应生成硝酸钾和不溶于水的氯化银，化学方程式为AgNO3KCl=AgClKNO3。将含有少量氯化钾的硝酸钾固体提纯，某学生进行如图所示实验操作。回答下列问题：(1)将样品置于烧杯中，加入适量的水溶解，同时用玻璃棒搅拌，搅拌的作用是_。(2)向溶液中加入适量的_(填化学名称)，使氯化钾转化为沉淀。(3)将混合液进行过滤，过滤装置和操作如图，指出图中的两处错误：_；_。(4)为了从滤液中得到硝酸钾晶体，可采用的结晶方法是_。(5)某同学认为：为加快过滤，可用玻璃棒搅动漏斗中的溶液，他的观点_(填“正确”或“不正确”)。答案(1)加速固体溶解(2)硝酸银(3)倾倒液体没有用玻璃棒引流漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁(4)冷却结晶(5)不正确6工业上通常用工业酒精和生石灰混合蒸馏法制取无水乙醇。如图是实验室中模拟工业原理制取无水乙醇的装置。回答下列问题：(1)指出图中的三处错误：_、_、_。(2)在除去工业酒精中的水时，下列做法不可取的是_(填字母)。A加入过量的生石灰后过滤B加入过量的生石灰后蒸馏C加入过量的生石灰后分液(3)由(2)可知除去工业酒精中的水的原理是(用化学方程式表示)_。(4)装置中仪器A、B、C的名称分别是A_；B_；C_。(5)在蒸馏操作中，仪器B中加入沸石(或碎瓷片)的作用是_。(6)有同学认为该装置没必要使用温度计，你认为可以吗？_。答案(1)给蒸馏烧瓶加热未垫石棉网温度计的水银球插入溶液中冷却水的方向接反了(2)C(3)CaOH2O=Ca(OH)2(4)温度计蒸馏烧瓶冷凝管(5)防止暴沸(6)可以课时作业经典基础题1实验室里进行过滤和蒸发操作都要用到的仪器是()A玻璃棒 B烧杯C蒸馏烧瓶 D酒精灯答案A解析过滤需要铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸；蒸发需要铁架台(或三脚架)蒸发皿、玻璃棒、酒精灯等仪器，属于两个操作过程中共同需要的仪器是玻璃棒，A正确。2提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为()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加入过量硫酸钾溶液，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加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸答案D解析A项中加入过量碳酸钠，引入的Na不易除去；B项中加入过量硫酸钾，过量的硫酸根离子，不易除去；C项中加入过量硫酸钠，过量的钠离子和硫酸根离子都是新的杂质且不易除去；D项中碳酸钾可使硝酸钡生成碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀后，过量碳酸钾跟适量硝酸生成硝酸钾、CO2气体和H2O，从而达到提纯的实验目的。3下列实验操作中错误的是()A分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出B蒸馏时，应使温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处C萃取时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大D蒸发时，蒸发皿中出现大量固体时应停止加热答案C解析为防止液体污染，分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，A正确；蒸馏的原理：通过控制沸点的不同来实现物质的分离，所以温度计水银球要靠近蒸馏烧瓶支管口处，B正确；萃取剂的密度不一定比水大，C错误；蒸发溶液应当大量固体析出时，停止加热，靠余热蒸干，D正确。4现有三组溶液：汽油和氯化钠溶液；39%的乙醇溶液；氯化钠和单质溴的水溶液。分离以上各混合液的正确方法依次是()A分液、萃取、蒸馏 B萃取、蒸馏、分液C分液、蒸馏、萃取 D蒸馏、萃取、分液答案C解析汽油与氯化钠溶液为互不相溶的液体混合物，可选用分液法进行分离；39%的乙醇溶液可选用蒸馏的方法，将互相溶解的乙醇和水进行分离；氯化钠和单质溴的水溶液可选用萃取的方法将溴分离出来。5下列关于CCl4用于萃取碘水中的碘的理由不正确的是()ACCl4比水密度大BCCl4与水和I2均不反应CCCl4与原溶剂水互不相溶DI2在CCl4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、不反应，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。6已知Br2在有机溶剂中的溶解度比在水中的大，下列有机溶剂不能从溴水中萃取溴的是()A酒精 B汽油C四氯化碳 D苯答案A解析萃取时，两种溶剂必须互不相溶，否则混合物不分层，无法分液。酒精能与水以任意比混溶，不能从溴水中萃取出Br2；四氯化碳、汽油、苯不溶于水且不与水发生反应，可从溴水中萃取出Br2，但也有不同：溴的四氯化碳溶液在下层，而溴的汽油溶液则在上层，溴的苯溶液也在上层。7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KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl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解析乙醇与水互溶，不能用作萃取剂，A项错；乙醇和水互溶，不能用分液方法分离，B项错；除去KNO3中的NaCl杂质是利用二者在不同温度下溶解度变化差别很大，使用重结晶法，C项错；分离两种沸点差别较大的互溶液体，一般使用蒸馏操作，D项正确。8进行过滤操作时应选用的一组仪器及用品是()A玻璃棒、滤纸、烧瓶、漏斗、铁架台(附铁圈)B滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒C漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(附铁圈)、滤纸D烧杯、酒精灯、试管、铁架台(附铁圈)、漏斗答案C解析过滤操作所需的仪器及用品主要包括：铁架台(附铁圈)、漏斗、滤纸、烧杯、玻璃棒。9下图所示四种化学实验操作的名称按顺序排列分别为()A过滤、蒸发、蒸馏、萃取(或分液)B过滤、蒸馏、蒸发、萃取C蒸发、蒸馏、过滤、萃取D萃取、蒸馏、蒸发、过滤答案A解析四种装置依次为过滤、蒸发、蒸馏、萃取(分液)。10从海带中提取碘的实验过程中，涉及下列操作，其中正确的是()A将海带灼烧成灰 B过滤得含I的溶液C放出碘的苯溶液 D分离碘并回收苯答案D解析海带灼烧成灰应在坩埚中进行；过滤时应用玻璃棒引流；碘的苯溶液在分液漏斗中位于上层，应待下层液体放出后从上口倒出；分离碘并回收苯应用蒸馏的方法，用水浴加热能控制温度不至于太高而防止碘的升华。能力提升题11过滤在实验、生产、生活中有着广泛的应用。某研究性学习小组在实验室测定某含NaCl杂质的碳酸钠样品中Cl的含量，其实验步骤如下：将100 g样品溶于水得到溶液A。向A中加入稀HNO3酸化后，再加入过量的沉淀剂B，使Cl完全沉淀下来。进行如图所示操作甲，得到固体C，洗涤，干燥。称量得固体C的质量为2.87 g。(1)操作甲的名称为_，沉淀剂B为_(填化学式)。(2)该样品中氯元素的质量分数为_。(3)进行操作甲时，某同学的操作如图所示，请指出他操作中的错误之处：_。答案(1)过滤AgNO3(2)0.71%(3)玻璃棒没有靠在三层滤纸上，而是靠在了滤纸的上方；漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁12现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl、SO和NO的相互分离，实验过程如下：请回答下列问题：(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称：试剂1为_，试剂2为_，试剂4为_。(2)加入过量试剂3的目的是_。(3)在加入试剂4后，获得晶体D的实验操作的名称是_。答案(1)氯化钡溶液或硝酸钡溶液硝酸银溶液稀硝酸(2)除去过量的Ba2和Ag(3)蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤洗涤解析沉淀SO选用Ba2，沉淀Cl选用Ag。由于Ag与Cl、SO都可生成沉淀，所以应先用BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液沉淀SO，所以试剂1为BaCl2溶液或Ba(NO3)2溶液；试剂2则为沉淀Cl所用的AgNO3溶液；因加入的Ba2和Ag是过量的，所以应用试剂3即Na2CO3溶液来沉淀过量的Ba2和Ag；而过量的CO则用试剂4(稀HNO3)来除去。13(1)阅读、分析下列两个材料：材料一材料二物质熔点/沸点/密度/gcm3溶解性乙二醇(C2H6O2)11.51981.11易溶于水和乙醇丙三醇(C3H8O3)17.92901.26能跟水、酒精以任意比互溶回答下列问题(填字母)：A蒸馏法 B萃取法C“溶解、结晶、过滤”的方法 D分液法将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好