高考化学总复习 第十章第2节 物质的分离、提纯、检验及气体制备优化课件 鲁科版.ppt

第2节物质的分离 提纯 检验及气体制备 考纲要求1 能对常见的物质进行检验分离和提纯 2 掌握常见气体的实验室制法 包括所用试剂 仪器 反应原理和收集方法 命题热点1 混合物分离 提纯 2 分离和提纯基本操作的使用条件 使用仪器 操作的注意事项 3 综合运用化学知识对常见的物质 包括气体 无机离子 进行检验和鉴别 4 制备原理 装置的选择及仪器连接 实验现象描述 尾气处理及安全 一 物质的分离 提纯1 固体与固体的混合物 1 杂质易分解 易升华时 用 法 如碳酸钠中混有nahco3 2 一种易溶 一种难溶 用 法 如nacl中混有泥沙 3 二者均易溶 但其溶解度随温度的影响不同 用 法 如nacl中混有kno3 加热 过滤 结晶 2 液体与液体的混合物 1 沸点相差较大时 用 法 如石油的分馏 2 互不相溶时 用 法 如苯与水的混合物的分离 3 在溶剂中的溶解度不同时 用 法 如用ccl4萃取碘水中的碘 分馏 分液 萃取 3 气体与气体的混合物 洗气吸收法 对胶体还有盐析 渗析等方法 思考感悟1 物质的分离与提纯有何区别 提示 分离是将混合物中各组分分开并获得各组分的纯净物 提纯是将混合物中的某杂质除去而主要成分达到一定纯度 保留下来 二 物质的检验1 常见气体的检验 浅蓝色 变蓝 生成白烟 退色 又恢复红色 变蓝 2 常见阳离子的检验 不 溶 红褐 红色 红色 蓝色 3 常见阴离子的检验 1 利用酸碱指示剂检验 2 利用盐酸和其他试剂检验 溶解 刺激性 3 利用agno3 hno3酸化 溶液检验 4 利用某些特征反应检验i 滴入淀粉溶液和新制氯水 溶液变 色 蓝 思考感悟2 离子检验注意事项有哪些 提示 在对有关物质 离子进行检验时 除了要考虑一般的检验方法外 还需要注意常用方法中所存在的一些干扰因素 在设计实验方案时 要合理考虑这些干扰 三 气体的制备1 常见气体的制备 收集 干燥与净化 1 实验室制备各种气体以实验室常用药品为原料 以安全 方便 经济为原则 2 实验室典型的气体发生装置 h2o 向上 排气法 h2o 向下 排气法 排饱和 食盐水法 h2o 向下 排气法 2 典型物质的实验室制备 1 选择最佳反应途径 2 选择最佳原料 3 选择适宜操作方法如制氢氧化亚铁 驱赶o2 无氧气环境下feso4与naoh反应 4 选择适宜收集分离方法如制乙酸乙酯 饱和na2co3溶液 思考感悟3 为什么选择排饱和食盐水的方法收集cl2 提示 1 cl2在纯水中的溶解度较大 且cl2与水反应 存在平衡cl2 h2ohcl hclo 2 饱和食盐水中的cl 浓度大 导致平衡左移 即减小了cl2的溶解度 物质的分离 提纯是中学化学实验中的一项综合性较强的实验内容 复习时应掌握 1 物质提纯的原则 不增 不变 不减 易分 所谓不增 不引进新的物质 不变指被提纯的物质性质不能改变 不减指不能损耗或减少被提纯的物质 易分指易使杂质与被提纯的物质分离 2 提纯的方法可归纳为 杂吸收 杂转纯 杂变沉 化为气 试剂分 1 杂吸收 常用于气体的净化和干燥 可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质 选择适当的固体或液体作为吸收剂 如cl2中混有的hcl气体可通过盛有饱和食盐水的洗气瓶 nh3中混有的水蒸气可通过装有碱石灰的干燥管等 2 杂转纯 利用化学反应 加入适当的试剂或采用某种条件 如加热 使物质中的杂质转化为提纯物 如no中混有的no2气体可通过盛有水的洗气瓶 na2co3固体中混有nahco3可将混合物加热 使nahco3全部转化为na2co3 fecl3溶液中混有的fecl2 可通入适量的cl2将fecl2氧化成fecl3 3 杂变沉 加入适当试剂使其与杂质反应生成沉淀过滤而除去 如除去k2so4溶液中少量的mgso4杂质 向混合液中加入过量koh溶液 过滤出mg oh 2沉淀后 向滤液中加入适量硫酸即可得纯净的k2so4溶液 5 试剂分 对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解 然后过滤除去 mg粉中混有的al粉 mgo中混有al2o3 mg oh 2中混有的al oh 3可用过量的naoh溶液除去 然后洗涤即可 即时应用1 2010 高考上海卷 除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是 a hno3溶液 h2so4 适量bacl2溶液 过滤b co2 so2 酸性kmno4溶液 浓硫酸 洗气 c kno3晶体 nacl 蒸馏水 结晶d c2h5oh ch3cooh 加足量cao 蒸馏 1 物质检验时对反应的一般要求 1 反应要有明显的外部特征 如 溶液颜色的改变 沉淀的生成或溶解 气体的产生等 2 反应要在适宜的条件下进行 如 溶液的酸碱性 浓度 温度等的选择 4 检验反应要求具有一定的选择性 一种试剂如果只与少数几种离子反应 这种反应就叫做选择性反应 与该试剂反应的离子种类越少 反应的选择性越高 如果试剂只与一种离子 或物质 发生反应 这个反应的选择性最高 这样的反应称为这种离子的特征反应 在物质检验过程中应尽量采用选择性高的反应 如用品红溶液检验so2 用kscn溶液检验fe3 用湿润的红色石蕊试纸检验气体nh3 2 物质检验的基本原则和方法物质检验的 三个原则 即一看 颜色 状态 二嗅 气味 三实验 加试剂 根据实验时生成物所表现的现象不同 检验离子的方法可归纳为四类 3 物质检验 鉴别的重要突破点 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 遇苯酚显紫色 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 al 能与naoh溶液反应生成h2的非金属 si 即时应用 a 盐酸 硫酸b 盐酸 氢氧化钠溶液c 氨水 硫酸d 氨水 氢氧化钠溶液 解析 选d 氨水和氢氧化钠溶液都不能与bacl2和k2so3两种溶液反应 因此无法鉴别两者 因此选d 1 气体发生装置的选择选取发生装置的依据是制取气体所用试剂的状态和反应条件 加热与否 气体制取装置分为三类 如下图所示 2 气体的净化和干燥 1 气体的净化除杂试剂选择的依据 主体气体和杂质气体性质上的差异 如溶解性 酸碱性 氧化还原性 可燃性 除杂原则 不损失主体气体 不引入新的杂质气体 在密闭装置内进行 先除易除的气体 除杂装置 洗气瓶 干燥管 u形管 硬质玻璃管等 2 气体的干燥 干燥的原则干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应 a 酸性干燥剂不能干燥碱性气体 b 碱性干燥剂不能干燥酸性气体 c 具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体 注 h2 co so2虽具有还原性 但可用浓硫酸干燥 常用的干燥装置及干燥剂的选用 3 收集方法 1 排气法 2 排液法 3 气囊集气法 4 尾气处理方法 1 对于极易溶于水的尾气 如nh3 hcl hbr等 可采用防倒吸装置 即在导气管的出气口处连接一倒置的漏斗与吸收剂液面接触 吸收 2 对于溶解度不大的尾气 如cl2 co2等 可直接将出气管插入吸收剂液面中吸收 3 对于有毒且易燃的气体 如co等 可在尾气出口处放置一点燃的酒精灯 使co燃烧转变为无毒的co2气体 3 实验室用下图所示装置制取某种较纯净的气体 1 在烧瓶里放置的反应物可能是 a 稀硫酸和锌粒b 浓盐酸和石灰石c 浓盐酸和二氧化锰d 浓盐酸和高锰酸钾 2 集气瓶里收集到的气体是 a h2b cl2c co2d o2 3 两个洗气瓶 从左到右 中盛放的试剂是 a 浓硫酸 饱和食盐水b 氢氧化钠溶液 浓硫酸c 氢氧化钠溶液 饱和食盐水d 饱和食盐水 浓硫酸 4 烧杯中应盛放的试剂及作用是 a naoh溶液 吸收多余的cl2 防止污染空气b 浓硫酸 干燥多余的cl2c 纯水 充分吸收多余的cl2 防止污染空气d 饱和食盐水 减少cl2在水中的溶解 解析 本装置的特点是 加热固体和液体混合物制气体 产生的气体用向上排空气法收集 表明所制气体密度比空气大 设置了尾气吸收装置 所制气体可能是有毒性或刺激性的气体 据此 可判定在烧瓶中放置的反应物是浓盐酸与二氧化锰 而不是浓盐酸和高锰酸钾 二者反应不需加热 更不是稀硫酸和锌粒反应 因为该反应不需加热也不需烧瓶 同时h2比空气轻 制cl2时混有的hcl和水蒸气 可用饱和食盐水和浓硫酸洗气而除去 但要注意先后顺序 若先干燥后除hcl 则又会使cl2中混有水蒸气 吸收多余cl2防止污染空气 应使用naoh溶液 使cl2变为nacl naclo而完全进入溶液 因cl2在水中溶解度不大 以纯水吸收往往不完全 不能起到防止污染空气的作用 答案 1 c 2 b 3 d 4 a 2011 高考天津卷 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作 结论正确的是 答案 b 名师点评 本题四个选项中的基本内容全部直接来源于教材 类似的组合选择题在近年新课标高考中多次出现 复习时要注意平时积累这些基础的实验知识 某同学取5份此溶液样品 分别进行了如下实验 用ph计测得溶液的ph大于7 加入盐酸 产生有色刺激性气体 加入硝酸酸化的agno3溶液产生白色沉淀 且放出有色刺激性气体 加足量bacl2溶液 产生白色沉淀 该沉淀溶于稀硝酸且放出气体 将气体通入品红溶液 溶液不退色 请分析 该同学只需要完成上述哪几个实验 即可得出此结论 a b c d 答案 b 1 有如下图所示a b c d四种仪器 请选择下列仪器名称的序号 填入相应的空格内 烧杯 普通漏斗 圆底烧瓶 锥形瓶 分液漏斗 酸式滴定管a b c d 2 某同学用托盘天平称量烧杯的质量 天平平衡后的状态如图 由图中可以看出 该同学在操作时的一个错误是 烧杯的实际质量为 g 3 指出下面3个实验中各存在的一个错误 a b c 易错分析 易错1 第 1 题易把b答成普通漏斗 易错2 第 2 题不知道物品 砝码放反了而答 托盘上未垫滤纸 等 或者知道放反了 但粗心计算得32 6g 易错3 第 3 题因为知识贫乏 误将b c实验都答成 液体容量过多 等原因 正确解答 对于 2 用托盘天平称量物质 砝码与被称量物之间的位置关系是 左物右码 称量原理是m 砝码 含游码 m 被称量物质 像上图这样的错误操作 应利用m 砝码 m 游码 m 被称量物质 计算 3 a项 正确的方法是胶头滴管的尖嘴在试管口外的正上方1 2cm处 目的是防止试剂被污染 b项 试管口应略向下倾斜 目的是让水流向冷的区域 防止试管炸裂 c项 混合气体应从长导管通入 从短导管流出 这样才能使气体顺利通过溶液洗气 答案 1 2 砝码放在左盘 烧杯放在右盘了 或砝码和烧杯的位置放反了 27 4 3 滴管口伸入试管中了试管口向上倾斜了混合气体从短导管进入洗气瓶了 跟踪训练某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中 铜与硝酸反应 实验 以探究化学实验的绿色化 1 实验前 关闭活塞b 试管d中加水至浸没长导管口 塞紧试管c和d的胶塞 加热c 其目的是 2 在d中加适量naoh溶液 c中放一小块铜片 由分液漏斗a向c中加入2ml浓硝酸 c中反应的化学方程式是 再由a向c中加2ml蒸馏水 c中的实验现象是 3 下表是制取硝酸铜的三种方案 能体现绿色化学理念的最佳方案是 理由是 4 该小组还用上述装置进行实验证明氧化性 kmno4 cl2 br2 操作步骤为 实验现象为 此实验的不足之处是 易错分析 易错1 不能根据装置气密性检查方法对第 1 题的操作进行正 逆向联想 易错2 误认为加水的目的是赶出装置c中液体上方残存气体而错答 2 易错3 对第 4 题不能准确设计或对实验的不足不能准确评价 解析 1 连接好一整套装置 关闭分液漏斗活塞 把出气导管液封 加热发生装置 显然是检验装置气密性 2 铜片与2ml浓硝酸反应的化学方程式cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 再加入2ml蒸馏水 硝酸浓度变稀 降低了反应物浓度使反应减慢 同时产物气体由no2变为no 故装置中气体颜色变浅 3 从题表中制取硝酸铜的三种方案可以看出丙方案消耗反应物 硝酸 少 只起酸性作用 且不产生污染性气体 no no2等 显然是体现绿色化学的最佳方案 4 要证明氧化性 kmno4 cl2 br2 可以通过2kmno4 16hcl 浓 2kcl 2mncl2 5cl2 8h2o 2kbr cl2 2kcl br2两个氧化还原反应证明 具体的操作步骤可以是向d中加kbr 或nabr c中加入kmno4固体 由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生 d中溶液会变为棕黄色甚至红棕色 但气体和溶液反应 cl2不一定完全被吸收 故还需要尾气吸收装置 答案 1 检查装置气密性 2 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o反应变缓 气体颜色变浅 3 丙耗酸量最少 无污染 4 向d中加入kbr溶液 c中加入固体kmno4 由a向c中加入浓盐酸c中有黄绿色气体产生 d中溶液变为棕黄色没有处理尾气 探究流程式实验设计 实验原理 1 检验物质组成 性质验证实验的流程设计 在实验设计与评价试题中 有关检测物质组成的实验设计是最为常见的一类考题 需要注意的是 在离子检测 气化后的成分检测的过程中 要严格掌握离子检测 气体成分检测的先后顺序 防止各成分检验过程中的相互干扰 1 解答有关检测物质组成实验的流程设计问题 常见的解题思路如下 方法一 取少量固体试样 溶于水配成溶液 检测溶液中存在的阴 阳离子 得出实验结论 方法二 取少量固体试样 在氧气流等中反应 检测所产生的物质 如气体 得出实验结论 方法三 取少量固体试样 加酸 或碱 溶液使其气化 检测气体的成分 得出实验结论 2 注意以下几个问题 有水蒸气生成的 先检测水蒸气 再检测其他成分 对于需要进行转化才能检测的成分 如co的检测 要注意先检测co中是否含有co2 如果有co2 先除去co2 接着对co实施转化 最后再检测转化产物co2 若试题只给出部分药品和装置 则需要给出必要的补充 若有剩余 则应进行筛选 如采用最合理的实验步骤 这些要求对考虑反应原理 选择药品和装置 确定操作步骤都作了限定 必须高度重视 要十分重视药品的名称 有些题目要求指出药品的名称 这类问题很难回答准确 如有些药品的准确描述为无水硫酸铜 澄清石灰水 酸性高锰酸钾溶液 浓硫酸 饱和nahco3溶液 naoh溶液等 此外也应注意某些仪器的规格 2 化工工艺流程式实验设计化工工艺流程式实验设计试题的 主线与核心 以与工业生产和化学实验实际密切相关的物质的制备 分离和提纯为中心 以流程图为信息背景 以物质的性质 转化 分离等为考查点 将实验 元素化合物及化学基本理论等内容有机融合 物质制备类试题的主线与核心 物质制备类试题的答题策略 1 浏览全题 确定该流程的目的 看懂生产流程图 2 了解流程图以外的文字描述 表格信息 后续设问中的提示性信息 并在分析和解题中随时进行联系和调用 3 分析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应 利用了什么原理 氧化还原反应 溶解度或溶解平衡 每一步操作进行到什么程度最佳 每一步除目标物质外还生成了什么杂质或副产物 典例探究 2011 高考浙江卷 食盐中含有一定量的镁 铁等杂质 加碘盐中碘的损失主要是由于杂质 水分 空气中的氧气以及光照 受热而引起的 已知 ki i2ki3 1 某学习小组对加碘盐进行了如下实验 取一定量某加碘盐 可能含有kio3 ki mg2 fe3 用适量蒸馏水溶解 并加稀盐酸酸化 将所得试液分为3份 第一份试液中滴加kscn溶液后显红色 第二份试液中加足量ki固体 溶液显淡黄色 用ccl4萃取 下层溶液显紫红色 第三份试液中加入适量kio3固体后 滴加淀粉试剂 溶液不变色 加kscn溶液显红色 该红色物质是 用化学式表