化学高考最新大一轮复习课件第十单元化学实验基础10.2.pptx

第2节物质的检验、分离和提纯,考纲要求:掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。,-3-,基础梳理,考点突破,物质的检验1.常见阳离子的检验,-4-,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN溶液显色反应)外,我们一般用NaOH溶液即可鉴别;(2)在没有特殊要求时,如果有多种检验方法,应该选择教材中给定的方法,如检验Fe3+用KSCN溶液。,-5-,基础梳理,考点突破,-6-,基础梳理,考点突破,(2)利用盐酸和其他试剂检验。,-7-,基础梳理,考点突破,-8-,基础梳理,考点突破,-9-,基础梳理,考点突破,3.常见气体的检验(1)可燃性气体的检验。,-10-,基础梳理,考点突破,(2)酸性气体的检验。,-11-,基础梳理,考点突破,(3)碱性气体的检验(NH3)。,-12-,基础梳理,考点突破,(4)强氧化性气体的检验。,-13-,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)检验气体时,要防止气体之间的互相干扰,如Cl2、SO2均能使品红溶液褪色。(2)我们中学阶段只学过一种碱性气体,所以只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般都是氨气。,-14-,基础梳理,考点突破,-15-,基础梳理,考点突破,1.物质检验的一般思路和程序,-16-,基础梳理,考点突破,如固态物质的检验程序:,-17-,基础梳理,考点突破,2.物质检验的常见突破口(1)溶于水显碱性的气体:NH3。(2)在空气中由无色变为红棕色的气体:NO。(3)在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体:Na2O2。(4)遇SCN-显红色,遇OH-生成红褐色沉淀的离子:Fe3+。(5)遇Ag+产生沉淀,且不溶于稀硝酸,若沉淀为白色则为Cl-;若沉淀为浅黄色则为Br-;若沉淀为黄色则为I-。(6)可溶于NaOH溶液的白色沉淀:Al(OH)3;可溶于NaOH溶液的金属氧化物:Al2O3。(7)能与NaOH溶液作用产生H2的金属是Al。(8)能与盐酸反应产生刺激性气味的气体,且该气体通入品红溶液使之褪色,加热又复原的离子:,-18-,基础梳理,考点突破,例1(2016陕西西安铁一中模拟)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:,试回答下列问题:(1)滤液X中含有的金属阳离子是(填离子符号)。(2)步骤中可选用调节溶液的pH(填字母)。A.稀硫酸B.氨水C.氢氧化钠溶液D.高锰酸钾溶液,-19-,基础梳理,考点突破,(3)步骤中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,检验Fe2+的方法是。(4)步骤的反应温度一般需控制在35以下,其目的是。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为。,答案:(1)Fe2+、Fe3+(2)B(3)先向待检液中滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2+(4)防止NH4HCO3分解,减少Fe2+的水解,-20-,基础梳理,考点突破,解析:(1)硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等,酸浸后铁的氧化物和酸反应,二氧化硅不与酸反应,氧化铁与酸反应后生成铁离子,氧化亚铁与酸反应后生成亚铁离子。(2)由步骤加入过量铁粉可知滤液Y中阳离子为亚铁离子,步骤加入试剂调节溶液pH至56.5,所加试剂不能氧化亚铁离子,也不能沉淀亚铁离子。稀硫酸不能调节溶液的pH至56.5;氨水是弱碱溶液,可以调节溶液pH至56.5;氢氧化钠溶液是强碱溶液,会沉淀亚铁离子;高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化亚铁离子。(3)亚铁离子具有还原性,能被氧化为铁离子,则检验亚铁离子的实验方法是先向待检液中滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2+。(4)步骤的温度过高会导致碳酸氢铵分解,还会促进亚铁离子的水解。(5)在空气中煅烧碳酸亚铁,碳酸亚铁会和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳,由原子守恒和得失电子守恒可知,配平后的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。,-21-,基础梳理,考点突破,答题模板1.不能在原瓶中操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,会造成试剂污染。解答离子检验题目的一般思路:取样加试剂现象结论。要有操作,有现象,有结论。2.用词要准确科学:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂或加入某某物质”的字样。气体试剂要用“通入”,切不可把液体或固体试剂“通入中”。,-22-,基础梳理,考点突破,跟踪训练1.(2016江西吉安模拟)有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是()A.盐酸B.烧碱溶液C.液氨水D.KSCN溶液,答案,解析,-23-,基础梳理,考点突破,2.(2016湖南十三校第一次联考)下列鉴别方法不可行的是()A.仅用氨水即可鉴别NaCl、AlBr3、AgNO3三种溶液B.用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳C.用新制氯水鉴别碘的淀粉溶液、含石蕊的烧碱溶液和硫酸铜溶液D.用烧碱溶液鉴别地沟油、甘油和石油,答案,解析,-24-,基础梳理,考点突破,物质的分离和提纯1.物质分离、提纯的区别(1)物质的分离。将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯。将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫混合物的净化或除杂。,-25-,基础梳理,考点突破,-26-,基础梳理,考点突破,-27-,基础梳理,考点突破,-28-,基础梳理,考点突破,-29-,基础梳理,考点突破,-30-,基础梳理,考点突破,-31-,基础梳理,考点突破,自主巩固(1)物质分离与提纯的方法有多种,下列操作过程中用到的方法和仪器(夹持仪器除外)为:从NaCl溶液中提取食盐。方法:蒸发,仪器:玻璃棒、酒精灯、蒸发皿。从海水中提取淡水。方法:蒸馏,仪器:蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、锥形瓶等。从CuSO4溶液中提取胆矾。方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,仪器:玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、烧杯、漏斗。除去FeCl3溶液中的Fe(OH)3沉淀。方法:过滤,仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗。提取溴水中的溴。方法:萃取后分液,仪器:分液漏斗、烧杯。,-32-,基础梳理,考点突破,-33-,基础梳理,考点突破,1.分离和提纯物质应遵循的原则(1)不引入新杂质的原则。如果引入杂质则在后续操作中必须除杂。(2)不损耗、不减少被提纯物质的原则。(3)实验操作要简便易行的原则。(4)加入试剂的顺序要合理的原则。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。,-34-,基础梳理,考点突破,-35-,基础梳理,考点突破,-36-,基础梳理,考点突破,例2(2016课标全国丙,26)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:(一)碳酸钙的制备,(1)步骤加入氨水的目的是。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于。,-37-,基础梳理,考点突破,(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是(填标号)。a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b.玻璃棒用作引流c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁d.滤纸边缘高出漏斗e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度,-38-,基础梳理,考点突破,(二)过氧化钙的制备(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈(填“酸”“碱”或“中”)性。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是。(4)步骤中反应的化学方程式为,该反应需要在冰浴下进行,原因是。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是。(6)制备过氧化钙的另一种方法是将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是,产品的缺点是。,-39-,基础梳理,考点突破,答案:(一)(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀过滤分离(2)ade(二)(3)酸除去溶液中的CO2(4)CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O=CaO28H2O+2NH4Cl或CaCl2+2NH3H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O温度过高时H2O2易分解(5)去除结晶表面水分(6)工艺简单、操作方便纯度较低,-40-,基础梳理,考点突破,解析:(1)用盐酸溶解固体时盐酸过量,加入氨水中和了过量的盐酸,OH-的浓度增大,使Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+平衡正向移动,从而使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)过滤时,漏斗末端颈尖应紧贴烧杯内壁,a不规范;如果滤纸边缘高于漏斗边缘,则液体易洒出,故滤纸边缘应低于漏斗边缘,d不规范;过滤时,不可用玻璃棒搅拌,否则易损坏滤纸,e不规范。(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,CO2溶于溶液中使溶液呈酸性;可通过煮沸的方法除去CO2。(4)反应物为CaCl2、NH3H2O、H2O2,产物之一为目标产物CaO2,根据原子个数守恒,可判断还有NH4Cl和H2O生成。H2O2不稳定,受热易分解,冰浴下进行反应的目的是防止H2O2分解。,-41-,基础梳理,考点突破,(5)乙醇易挥发,且CaO2在乙醇中溶解度小,用乙醇洗涤可带走晶体表面的水分得到较干燥的晶体。(6)相对于前一种方法,直接煅烧石灰石后加入双氧水,操作更简单,但得到的CaO2中会混有CaCO3、CaO等杂质而使产品不纯。,-42-,基础梳理,考点突破,归纳总结多角度夯实过滤操作在过滤操作后,有时需要滤液,舍弃滤渣,有时需要滤渣,舍弃滤液。所以不同的需求,过滤后的操作也可能不相同。1.对滤渣的处理(1)沉淀洗涤的选择。在过滤操作后,有时需要滤渣,舍弃滤液,因为滤渣表面附着或滤渣中包夹着可溶性离子,则需要洗涤滤渣;如由NaAlO2溶液制取Al2O3,应向溶液中通入CO2充分反应后过滤,滤渣必须洗涤。在过滤操作后,需要滤液,舍弃滤渣,但滤渣上附着的一些可溶性且有毒的、对环境会造成污染的杂质,则也应该洗涤。(2)沉淀洗涤液的选择。常用的洗涤液是蒸馏水,但有时滤渣溶于水或与水反应,则应选择特殊洗涤液。,-43-,基础梳理,考点突破,(3)沉淀洗涤的方法。洗涤方法:沿玻璃棒向漏斗内加蒸馏水或其他特殊洗涤液至浸没沉淀,待水或其他特殊洗涤液自然流出后,重复操作23次。误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低。(4)判断洗净方法。原理:检查洗涤液中是否含有沉淀表面附着的可溶性离子,需要加入与可溶性离子反应且现象明显的物质。答题模板:用小试管取最后一次洗涤液,加入XXX实验现象得出结论。,-44-,基础梳理,考点突破,2.对滤液的处理(1)蒸发。如果所需物质受热不易分解,则直接用蒸发的方法提取母液中的成分。如粗盐提纯时,加热蒸发NaCl溶液,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干。(2)其他方法。如果所需物质受热易分解,则不能直接用蒸发的方法提取母液中的成分,如从CuSO4母液中获得CuSO45H2O晶体,采用加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤的方法。,-45-,基础梳理,考点突破,跟踪训练3.(2016上海化学,16)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如右图所示。下列分析正确的是()A.操作是过滤,将固体分离除去B.操作是加热浓缩,趁热过滤,除去杂质氯化钠C.操作是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来D.操作总共需两次过滤,答案,解析,-46-,基础梳理,考点突破,4.下列除杂方案错误的是(),答案,解析,-47-,基础梳理,考点突破,5.(2016湖南郴州质检二)某硅铁矿中主要含SiO2、Fe3O4、Al2O3、CuO。某工厂用它为原料进行综合应用来制取硅胶、铁红、铝、胆矾晶体,设计如下工业流程图:,已知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2完全沉淀的pH分别为9.6、3.7、9.4。(1)碱浸时发生的离子方程式为。(2)为提高碱浸的浸出率,可采取的方法有。(填两种即可),-48-,基础梳理,考点突破,(3)溶液3中加H2O2的目的是。对应的离子方程式为。(4)Z试剂可以选用下列中的(填字母)。A.CuB.CuOC.Cu(OH)2(5)由溶液4制取产品3还要先加热到(填字母)时,停止加热、冷却结晶。A.沸腾B.液体表面出现晶膜C.析出大量晶体D.快蒸干,还有少量液体(6)判断固体4对应的元素沉淀完全的方法是。,-49-,基础梳理,考点突破,(2)将矿石粉碎、改用热的碱液、增大碱的浓度等(答两种即可)(3)将Fe2+氧化成Fe3+以便沉淀完全2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O(4)BC(5)B(6)取少量溶液4加KSCN溶液不出现红色,-50-,基础梳理,考点突破,解析:弄清流程图中的各步变化是解题的关键。,-51-,基础梳理,考点突破,(3)溶液3中加入H2O2显然是为了将Fe2+氧化为Fe3+,以便于加入Z试剂后使铁元素完全转变为Fe(OH)3沉淀而又保证Cu2+不沉淀。(4)Z试剂的作用是提高溶液的pH,同时不能引入新杂质,因此B、C均可选用。(5)由于制取的产品3是胆矾晶体,因此不能将水大量蒸走,当液体表面刚出现结晶时即应停止加热,冷却结晶,以获得最大的晶体产量。(6)固体4对应的沉淀元素是Fe,可通过检验Fe3+是否存在来判断是否沉淀完全。,-52-,基础梳理,考点突破,1.5个检验步骤取少量样品加入某种试剂加热振荡等操作描述现象得出结论2.6种物理提纯方法(1)过滤(2)蒸发(3)萃取分液(4)蒸馏(5)升华(6)渗析3.6种化学提纯方法(1)热分解法(2)沉淀法(3)氧化还原法(4)电解法(5)调节pH法(6)转化法4.4条提纯原则:不增、不减、易分离、易复原,-53-,基础梳理,考点突破,-54-,1,2,3,4,5,6,1.(人教版必修1P103改编)下列实验操作中正确的是()A.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热B.蒸馏操作时,应使温度计的水银球插入蒸馏烧瓶溶液中C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出D.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大,7,C,解析:蒸发操作时,当在蒸发皿中出现较多固体时停止加热;蒸馏操作时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处;萃取操作时,有机萃取剂应与水互不相溶,其密度可大于水也可以小于水。,-55-,1,2,3,4,5,6,7,C,-56-,1,2,3,4,5,6,3.(2016河南开封模拟)为提纯下列物质(括号内为杂质),选用的试剂和分离方法都正确的是(),A.B.C.D.,7,C,解析:硝酸钾的溶解度受温度的影响较大,而氯化钠的溶解度受温度的影响较小,故可以通过把混合物溶于热水后降温结晶的办法除去氯化钠,正确;二氧化碳中混有的氯化氢应通过饱和碳酸氢钠溶液除去,错误;金属钠与乙醇和水都能发生反应,错误;Na2S溶液和AgCl反应,生成Ag2S和NaCl,过滤除去Ag2S,正确。,-57-,1,2,3,4,5,6,7,B,-58-,1,2,3,4,5,6,5.(2015浙江理综,8)下列说法正确的是()A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即停止加热,冷却后补加C.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法,7,答案,解析,-59-,1,2,3,4,5,6,6.(2016课标全国甲,13)下列实验操作能达到实验目的的是(),7,答案,解析,-60-,1,2,3,4,5,6,7,7.(2016江苏化学,19)实验室以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)为