高考化学总复习 122物质的检验、分离和提纯精品课件 苏教版.ppt

第二单元物质的检验 分离和提纯 1 掌握常见物质如离子 有机化合物 重要化合物的检验原理及方法 2 了解检验物质的一般程序和方法 知道鉴别物质题的类型和解题方法 3 了解常见物质的组成和结构的检测方法 知道质谱仪 核磁共振仪 红外光谱仪等在测定物质结构中的作用 4 掌握物质分离和提纯常用的一些方法 并能正确选择实验仪器和进行有关实验操作 5 能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案 并初步掌握其操作技能 1 命题特点物质的检验 分离和提纯知识是历年高考的热点 题型为选择题和非选择题 其中选择题重点考查物质分离和提纯的方法以及试剂 物质检验的方法以及试剂 物质鉴别的现象以及试剂 非选择题重点考查物质的检验 分离和提纯操作中应注意的问题 物质的鉴别 分离和提纯时选择适当试剂的理由及所用仪器 自己设计物质鉴别 分离和提纯的实验方案 误差分析等 2 预测展望预测物质的检验 分离和提纯知识可以离子检验 气体制备 除杂 验满和元素及其化合物性质为基础 以化学实验的基本操作为主线 考查物质的检验 分离和提纯操作中应注意的问题 判断操作的正误 设计物质鉴别 分离和提纯的实验方案以及对材料的组织和语言表达能力 是今后高考命题的新动向 一 物质的检验1 常见气体的检验方法 1 观察法 对于有特殊颜色的气体 如cl2 黄绿色 br2蒸气 红棕色 no2 红棕色 i2蒸气 紫色 o3 淡蓝色 可据色辨之 2 溶解法 根据溶于水的现象不同 如no2和br2蒸气分别溶于水后 no2形成无色溶液 br2形成橙色溶液 3 褪色法 如co2和so2可用品红溶液区分 4 氧化法 被空气氧化后看变化 如no的检验 5 试纸法 如石蕊试纸 pb ch3coo 2试纸 6 星火法 适用于有o2或co2气体的检验 如o2使带火星木条复燃 ch4 c2h2的检验可点燃看现象 ch4 co h2则可根据其燃烧产物来判断 若几种气体在某些检验方法上显出共性 如溴蒸气和no2都可使淀粉ki试纸变蓝 ch4 h2点燃时 火焰都呈淡蓝色 则应注意它们之间的差异 用其他实验来进一步验证 2 常见阳离子的检验 1 h 能使紫色石蕊试液变红 橙色的甲基橙试液变为红色 2 na k ca2 用焰色反应来检验时 它的火焰分别是黄色 浅紫色 砖红色 3 ba2 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色沉淀 baso4沉淀 且沉淀不溶于稀硝酸 4 mg2 能与naoh溶液反应生成白色mg oh 2沉淀 该沉淀能溶于nh4cl溶液 填铵盐 5 al3 能与适量的naoh溶液反应生成白色胶状沉淀 该沉淀能溶于酸和强碱溶液 6 fe3 能与kscn溶液反应 溶液变为血红色 能与naoh溶液反应生成红褐色fe oh 3沉淀 7 fe2 能与naoh溶液反应 先生成白色fe oh 2沉淀 迅速变灰绿色 最后变成红褐色fe oh 3沉淀 或向fe2 盐中加入kscn溶液 不显血红色 加入少量新制的氯水后立即呈现血红色 8 cu2 水溶液呈蓝色 能与naoh溶液反应生成蓝色的cu oh 2沉淀 加热后可转为黑色的cuo沉淀 9 nh4 铵盐与氢氧化钠溶液反应 并加热 放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的刺激性气味气体 3 常见重要阴离子检验 1 oh 能使酚酞变红 石蕊变蓝 甲基橙变黄色 2 cl 能与硝酸银反应 生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 3 br 能与硝酸银反应 生成不溶于稀硝酸的浅黄色沉淀 4 i 能与硝酸银反应 生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 5 so42 能与ba oh 2及可溶性钡盐反应 生成不溶于hcl或hno3的白色沉淀 6 so32 与强酸反应 产生无色有刺激性气味的so2气体 该气体能使溴水或高锰酸钾溶液褪色 7 co32 能与bacl2溶液反应 生成白色的baco3沉淀 该沉淀溶于稀盐酸 且放出无色无味的气体 能使澄清的石灰水变浑浊 8 no3 硝酸盐溶液中加入铜片 浓硫酸 加热时放出红棕色气体 4 常见重要有机物的检验 1 能使溴水褪色的有机物有 1 不饱和烃 烯烃 炔烃 二烯烃 苯乙烯等 2 不饱和烃的衍生物 卤代烯烃 烯醇 烯醛 烯酸 烯酯 油酸 油酸某酯 油等 3 石油产品 裂化气 裂解气 裂化汽油等 4 含醛基的化合物 氧化反应 5 苯酚及其同系物 取代反应 生成三溴酚类沉淀 6 天然橡胶 7 因萃取褪色的有 比水重的 ccl4 氯仿 溴苯 cs2等 比水轻的 液态饱和烃 苯及其同系物 液态饱和酯等 2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物有 不饱和烃 不饱和烃的衍生物 苯的同系物 含醛基的有机物 酚类 还原性糖 葡萄糖 麦芽糖 果糖 裂解气 裂化气 裂化气油 煤焦油 天然橡胶等 3 能与钠反应放出氢气的有机物有 醇 k mg al 羧酸 酚 苯磺酸 苦味酸 2 4 6 三硝基苯酚 氨基酸等 4 能与naoh反应的有机物 羧酸 羧酸酯 含油脂 卤代烃 氨基酸 酚类等 5 能与na2co3反应产生co2的有机物 甲酸 乙酸 丙酸 苯甲酸 苯磺酸等 6 能发生银镜反应的有机物有 醛类 甲酸 甲酸盐 甲酸某酯 葡萄糖 麦芽糖等 二 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 2 物质的性质与分离 提纯方法的选择 1 根据物质的溶解性差异 可选用结晶 过滤的方法将混合物分离 2 根据物质的沸点差异 可选用分馏的方法将互溶性液体混合物分离 3 根据物质在不同溶剂中溶解性的差异 用萃取的方法把溶质从溶解性差的溶剂中转移到溶解性较好的溶剂中 4 根据混合物中各组分的性质可采用加热 调节ph 加入适当的试剂等方法 使某种成分转化 再用物理方法分离而除去 一 物质的分离与提纯1 物质分离与提纯的区别将混合物中的各组分用物理或化学方法各自独立分开 获得若干种具有一定纯度 有保留价值的物质 对混合物进行分离 要做到 原理正确 操作简便 少用试剂 量不减少 纯度合格 物质的提纯是将被提纯物质中的杂质除去 一些基本操作与物质的分离相同 仅靠物理方法难以达到提纯目的 往往需采用化学方法 即依据被提纯物质与杂质组分有差异的特性 加入某种试剂把杂质转化为沉淀 气体等进而除去 或能转化为被提纯物质更佳 但整个过程不能引入新的杂质 物质的分离是将两种或多种物质的混合物彼此分开 得到几种纯净物的过程 物质的提纯是除去物质中混有的少量杂质而得到纯净的物质 物质的分离与提纯目的不同 但所遵循的原则与实验操作却非常相似 3 物质分离 提纯的常用物理方法 4 物质分离和提纯的常用化学方法某些混合物只用物理方法难以分离 常采用化学方法使其转化 进行分离和提纯 常用的化学方法有以下几种 1 加热法 混合物中有热稳定性差的物质时 可直接加热 使之分解而分离出去 2 加试剂法 根据混合物中各组分的性质 加入适当的试剂 使某种组分转化为沉淀 气体或发生适当的转化而进行分离或除去杂质 3 调节ph法 利用某些物质沉淀的ph范围不同 采取一定措施调节溶液ph 使某些物质沉淀进行分离 二 常见物质的提纯方法 三 物质鉴别题的类型1 只用一种试剂鉴别多种物质 1 先分析被鉴别的物质的水溶性 密度 溶液的酸碱性 确定能否选用水或指示剂 石蕊 酚酞 进行鉴别 2 在鉴别多种酸 碱 盐的溶液时 可依据 相反原理 确定试剂进行鉴别 即 若几种待鉴别物质含有不同种阳离子 尤其是对多种弱碱盐 可考虑选用强碱 如naoh ba oh 2等 根据与碱反应生成新碱的溶解性 颜色 稳定性 及在过量碱中的溶解情况而加以鉴别 若几种待鉴别物质中含有不同的阴离子 属于不同稳定性 挥发性酸所组成的盐 可考虑选用强酸 根据生成物的状态 颜色 气味等差别加以鉴别 若待鉴别物质间有的含有相同的阳离子 有的含有相同的阴离子 可考虑用既与相同的阳离子反应 又与相同的阴离子反应的试剂来鉴别 若被鉴别物质中有能强烈水解的盐 可考虑用与之能发生双水解反应且与该组中其他物质发生不同反应的盐溶液鉴别 遇到待鉴别物质中有金属 如cu 及不同的氧化物 如cuo mno2等 时 也可考虑选用强酸 如浓硝酸 浓盐酸 根据反应现象不同 予以鉴别 鉴别有机物时 若被鉴别物质中含有醛基 羧基的 应先考虑用新制得的cu oh 2悬浊液鉴别 被鉴别物质中含有酚的 可考虑用fe3 利用显色反应鉴别 其他试剂 酸性kmno4溶液可用于鉴别饱和烃与不饱和烃 苯与苯的同系物 及具有强还原性与无强还原性的物质 溴水可用于鉴别可溶性硫化物 碘化物 agno3等 还可用于鉴别苯 ccl4 苯酚溶液及饱和烃与不饱和烃等 2 不用任何试剂鉴别多种物质 1 先依据外观特征 主要指物质的颜色 鉴别出其中的一种或几种 然后再利用它们去鉴别其他的几种物质 2 若均无明显外观特征 可考虑能否用加热或焰色反应区别开来 3 若以上方法都不能鉴别时 可考虑两两混合法 记录混合后的反应现象 分析确定 4 若被鉴别物质为两种时 可考虑因试剂加入的顺序不同 现象不同而进行鉴别 如agno3和nh3 h2o na2co3 na2so3 na2s 和hcl alcl3和naoh naalo2和hcl h3po4和ca oh 2等 5 互滴法 中学常见互滴现象不同的反应主要有 1 na2co3与稀盐酸的反应 na2co3溶液向稀盐酸中滴加 开始有气泡产生 后来不产生气泡 稀盐酸向na2co3溶液中滴加 边滴加边振荡 开始不产生气泡 后来产生气泡 2 ca oh 2溶液与h3po4溶液的反应 ca oh 2溶液向h3po4溶液中滴加 开始不产生白色沉淀 后来产生白色沉淀 h3po4溶液向ca oh 2溶液中滴加 开始有白色沉淀 后来白色沉淀逐渐消失 3 naoh溶液与alcl3溶液的反应 naoh溶液向alcl3溶液中滴加 开始产生白色沉淀 后来白色沉淀逐渐消失 alcl3溶液向naoh溶液中滴加 开始不产生白色沉淀 后来产生白色沉淀 4 naalo2溶液与稀盐酸反应 稀盐酸向naalo2溶液中滴加 开始有白色沉淀产生 后来白色沉淀消失 naalo2溶液向稀盐酸中滴加 开始不产生白色沉淀 后来产生白色沉淀 5 agno3溶液与nh3 h2o反应 agno3溶液向nh3 h2o中滴加 开始不产生沉淀ag 2nh3 h2o ag nh3 2 2h2o nh3 h2o向agno3溶液中滴加 开始出现沉淀 最终沉淀消失 3 任选试剂鉴别多种物质此类题目不限制所加试剂的种类 可有多种方法 题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方案 其要求是操作步骤简单 试剂选用最少 现象最明显 考点1离子的检验 典例1 2009 全国卷 现有a b c d e f六种化合物 已知它们的阳离子有k ag ca2 ba2 fe2 al3 阴离子有cl oh ch3coo no3 so42 co32 现将它们分别配成0 1mol l 1的溶液 进行如下实验 测得溶液a c e呈碱性 且碱性为a e c 向b溶液中滴加稀氨水 先出现沉淀 继续滴加氨水 沉淀消失 向d溶液中滴加ba no3 2溶液 无明显现象 向f溶液中滴加氨水 生成白色絮状沉淀 沉淀迅速变成灰绿色 最后变成红褐色 根据上述实验现象 回答下列问题 1 实验 中反应的化学方程式是 2 e溶液是 判断依据是 3 写出下列四种化合物的化学式 a c d f 解析 本题考查依据实验现象和离子共存来确定溶液的成分 分析 溶液呈碱性必是由oh ch3coo co32 三种离子引起 co32 的碱性强于ch3coo 且只能与k 共存 除k 外 oh 只与ba2 共存 故a为ba oh 2 e为k2co3 c为醋酸钙 分析 b必为agno3 分析 d中无so42 f中含fe2 则f是feso4 d为alcl3 答案 1 agno3 nh3 h2o agoh nh4no3 agoh 2nh3 h2o ag nh3 2oh 2h2o 2 k2co3co32 的碱性处于oh 和ch3coo 之间 而co32 只与k 大量共存 故e为k2co3 3 ba oh 2 ch3coo 2caalcl3feso4 针对训练1某无色溶液中可能含有 na ba2 cl br so32 so42 中的若干种 依次进行下列实验 且每步所加试剂均过量 观察到的现象如下 下列结论正确的是 a 肯定含有的离子是 b 肯定没有的离子是 c 不能确定的离子是 d 不能确定的离子是 解析 用ph试纸检验溶液的ph 7 故肯定存在so32 因有so32 存在 肯定无ba2 因无ba2 考虑溶液中电荷守恒 肯定存在na 加入氯水 ccl4层呈橙色 肯定存在br 加入ba no3 2溶液 稀hno3有白色沉淀 不能肯定有so42 存在 因so32 可被氧化成so42 加入agno3溶液和稀hno3有白色沉淀生成 也不能肯定有cl 因在 2 中已加入氯水 故肯定有的是 na br so32 肯定没有的是 ba2 不能确定的是 so42 cl 答案 a 考点2物质的分离 提纯 典例2 2011 烟台模拟 下列所采取的分离方法正确的是 a 由于碘在酒精中的溶解度大 所以可用酒精将碘水中的碘萃取出来b 水的沸点是100 酒精的沸点是78 5 所以可用直接加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精c 可用冷却热的饱和氯化钾和氯化钠的混合溶液的方法得到纯净的氯化钠晶体d 由于胶体粒子的直径比离子大 所以碘化钾混入淀粉中可用渗析法分离 解析 根据具体物质的溶解度不同 沸点不同和构成物质微粒半径的大小等物理性质 结合物质的化学性质选择合适的分离方法 答案 d 针对训练2下列除去杂质的方法正确的是 除去乙烷中少量的乙烯 光照条件下通入cl2 气液分离 除去乙酸乙酯中少量的乙酸 用饱和碳酸氢钠溶液洗涤 分液 干燥 蒸馏 除去co2中少量的so2 气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶 除去乙醇中少量的乙酸 加足量生石灰 蒸馏 a b c d 解析 中正确的除杂方法是将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶 中碳酸氢钠的饱和溶液能与杂质乙酸反应 而乙酸乙酯不溶于该溶液 此方法正确 饱和碳酸钠溶液可以除去so2气体 但也可以与co2气体反应生成nahco3 故应选用饱和nahco3溶液除杂 生石灰能与乙酸杂质反应 并且通过蒸馏的方法达到除杂的目的 故此方法正确 答案 b 1 对于某些离子的检验及结论一定正确的是 a 加入稀盐酸产生无色气体 将气体通入澄清石灰水中 溶液变浑浊 一定有co32 b 加入氯化钡溶液有白色沉淀产生 再加盐酸 沉淀不消失 一定有so42 c 加入氢氧化钠溶液并加热 产生的气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝 一定有nh4 d 加入碳酸钠溶液产生白色沉淀 再加盐酸 白色沉淀消失 一定有ba2 解析 a项可能有co32 hco3 so32 或hso3 不能肯定有co32 b项不一定含有so42 也有可能是agcl沉淀 使湿润的红色石蕊试纸变蓝是nh3的特性 c正确 d项可能存在ca2 或mg2 答案 c 2 下列实验方法合理的是 a 可用水鉴别己烷 四氯化碳 乙醇三种无色液体b 不用任何试剂可鉴别bacl2 naoh na2co3 nahso4等4瓶无色溶液c 可用澄清石灰水鉴别na2co3溶液和nahco3溶液d 为准确测定盐酸与naoh溶液反应的中和热 所用酸和碱的物质的量相等 解析 己烷不溶于水 密度比水小 ccl4不溶于水 密度比水大 乙醇易溶于水 故a项正确 b项先用两两混合法 与其他3种分别混合 均无现象的是naoh 出现2次沉淀的是bacl2 混合有气体产生的是na2co3和nahso4 再用滴加顺序法 取na2co3 nahso4溶液中的一种滴入另一溶液中 若一滴加即有气泡 则加入的是na2co3 若开始滴加时无气泡 则滴入的是nahso4 na2co3 nahco3与澄清石灰水反应均产生白色沉淀 无法鉴别 c项错误 测定中和热时 要保证酸或碱过量 使另一种物质充分反应 故d项错误 答案 ab 3 以下实验装置一般不用于分离物质的是 解析 蒸馏是分离沸点不同液体的方法之一 渗析是提纯胶体的重要方法 过滤是分离固体和液体混合物的方法 只有d项是配制一定物质的量浓度溶液的操作步骤之一 不用于分离物质 答案 d 4 2011 衢州模拟 除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是 解析 baso4不溶于盐酸而baco3溶于盐酸 a项正确 co2和so2均可与na2co3溶液反应 在naoh溶液中乙酸乙酯会发生水解 b c项不正确 利用多次盐析的方法可以分离 提纯蛋白质 d项正确 答案 ad 5 下列各组溶液中 用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是 a ba oh 2kscnnaclmg no3 2 fecl3溶液 b nano3nahco3 nh4 2so3na2sio3 h2so4溶液 c nh4brk2co3naicacl2 agno3溶液 d nh4 3po4nabrcuso4alcl3 koh溶液 解析 a项先用fecl3溶液鉴别出ba oh 2 kscn 再用ba oh 2溶液可鉴别nacl mg no3 2 b项中现象依次是无现象 有无色无味气体产生 有无色刺激性气味的气体产生 产生白色沉淀 可直接鉴别 c项无法区别k2co3和cacl2 与agno3溶液反应均产生白色沉淀 与nh4br nai均不反应均无现象 d项将koh溶液加入4种溶液中 现象依次是 产生刺激性气体 无现象 产生蓝色沉淀 产生白色沉淀然后逐渐溶解 可直接鉴别 答案 c 6 下列各组溶液 不用其他试剂就可以将它们区别开来的是 a 盐酸 氢氧化钠 碳酸钠 硫酸钠b 盐酸 硝酸银 氢氧化钠 硝酸钠c 氢氧化钠 硫酸镁 碳酸钠 硫酸氢钠d 氯化钡 硫酸钠 氯化钙 硝酸钙 解析 题目中要鉴别的四组溶液中均无明显的外部特征 也不能用加热 因为是溶液 和焰色反应法 只有采用两两混合法 其中b组在两两混合时 agno3与其他物质的混合现象各不相同 分别是 白色沉淀 hcl 先白色沉淀又转化为褐色沉淀 naoh 无明显现象 nano3 c组在两两混合中 na2co3与其他物质的混合现象各不同 分别是 白色沉淀 mgso4 气泡 nahso4 无明显现象 naoh 答案 bc 7 2011 上海师大二附中模拟 可用来鉴别己烯 甲苯 乙酸乙酯 苯酚溶液的一组试剂是 a 氯化铁溶液 溴水b 碳酸钠溶液 溴水c 酸性高锰酸钾溶液 溴水d 酸性高锰酸钾溶液 氯化钠溶液解析 己烯 甲苯 苯酚溶液可使酸性kmno4溶液褪色 而乙酸乙酯不能 由此可鉴别出乙酸乙酯 己烯可使溴水褪色 苯酚溶液与溴水混合出现白色沉淀 而甲苯与溴水不反应 但可发生萃取 答案 c 8 海带中含有丰富的碘 为了从海带中提取碘 某研究性学习小组设计并进行了以下实验 请填写下列空白 1 步骤 灼烧海带时 除需要三脚架外 还需要用到的实验仪器是 从下列仪器中选出所需的仪器 把标号字母填写在空白处 a 烧杯b 坩埚c 表面皿d 泥三角e 酒精灯f 干燥器 2 步骤 的实验操作名称是 步骤 的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯 该步骤的实验操作名称是 3 步骤 反应的离子方程式是 4 步骤 中 某学生选择用苯来提取碘的理由是 5 请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法 答案 1 b d e 2 过滤蒸馏 3 2i mno2 4h mn2 i2 2h2o 4 苯与水互不相溶 碘在苯中的溶解度比在水中大 5 取少量提取碘后的水溶液于试管中 加入几滴淀粉试液 观察是否出现蓝色 如果变蓝 说明还有单质碘 9 某无色溶液x 由na ag ba2 al3 alo2 mno4 co32 so42 中的若干种离子组成 取溶液进行如下连续实验 1 气体a的成分是 填化学式 下同 气体b的成分是 2 x溶液中一定存在的离子是 3 写出步骤 发生反应的所有离子方程式 4 写出步骤 形成白色沉淀甲的离子方程式 5 通过上述实验 溶液x中还有未完全确定的离子是 只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在 该方法是 简述所加试剂及理由 解析 该无色溶液中一定不含mno4 加入过量盐酸生成气体 说明溶液中肯定有co32 则肯定无ag ba2 al3 气体a为co2 溶液i为nacl hcl 可能含有alcl3 so42 再加入过量碳酸氢铵溶液 产生白色沉淀应为al oh 3 说明x中含有alo2 剩余溶液 加过量氢氧化钡溶液 放出的气体为nh3 产生的白色沉淀应为baco3 可能含有baso4 若再加入足量盐酸 看沉淀是否完全溶解 便可确定x中是否有so42 答案 1 co2nh3 2 co32 alo2 na 3 co32 2h h2o co2 alo2 4h al3 2h2o 4 al3 3hco3 al oh 3 3co2 5 so42 在沉淀乙中加稀盐酸 若白色沉淀能完全溶解 则x中不存在so42 若不完全溶解 则存在so42 10 食盐是日常生活的必需品 也是重要的化工原