高考化学一轮复习配套选修6物质的分离与提纯ppt课件.ppt

选修6实验化学 考纲展示 1 掌握物质分离和提纯的区别 原则和要求 2 掌握物质分离和提纯的常用仪器 基本操作和常见方法 能对常见的物质进行分离和提纯 3 初步了解现代分离技术 如膜分离技术 气相色谱法等 4 能应用过滤 蒸发 萃取 蒸馏 层析等方法分离和提纯常见的物质 第一单元物质的分离与提纯 2 主干知识 一 海带中碘元素的分离和检验1 灼烧海带 取3g 5g干燥海带剪碎放入坩埚中 在通风处灼烧至完全灰化 冷却 2 浸取 过滤 将海带灰转入小烧杯 加入30mL蒸馏水 煮沸2 3min 过滤 得滤液 3 氧化I 用Cl2或H2O2氧化I 离子方程式分别为 Cl2 2I I2 2Cl H2O2 2I 2H I2 2H2O 4 检验生成的I2 取少量水溶液滴入淀粉溶液变蓝色 3 5 萃取I2 可选用苯或CCl4作萃取剂 此步用到的主要玻璃仪器是分液漏斗 点拨 利用碘升华的特性对其进行纯化可以利用碘升华的特性对其进行纯化 将氧化后的含I2的水溶液小心 慢慢地加热蒸发至干 再继续加热使I2挥发 用冷却法收集I2 就达到了使I2纯化的目的 4 二 层析 渗析和盐析1 层析法 1 层析法也称色层法和色谱法 是分离 提纯和鉴别物质的重要方法之一 层析法可分为纸层析 柱层析和薄层层析等 层析方法不同 但基本原理是一致的 2 用层析方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液 用化学方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液比较繁琐 而层析法比较简单 只要一些溶剂 丙酮 盐酸 及滤纸即可 时间也不需过长 现象非常明显 经氨熏后滤纸上端出现红棕色 下方出现蓝色 这说明混合物中的Fe3 和Cu2 已经分开了 5 6 2 渗析根据分散系中粒子直径的大小 用半透膜将离子或小分子跟胶体粒子分离的方法叫渗析 常用于胶体的提纯 3 盐析向皂化反应后的混合液中加入食盐和向蛋白质溶液中加入 NH4 2SO4等浓度的无机盐溶液 使高级脂肪酸钠和蛋白质析出 这两个过程叫盐析 盐析用于分离高级脂肪酸钠 肥皂 和分离 提纯蛋白质 7 检验Fe3 除用氨水外还可以用什么试剂 提示 检验Fe3 还可以用KSCN溶液 现象是出现红色配合物 或向溶液中加入K4 Fe CN 6 亚铁氰化钾 如果有蓝色沉淀生成 说明溶液中含有Fe3 反应的离子方程式分别为 Fe3 SCN Fe SCN 2 血红色 Fe3 K Fe CN 6 4 KFe Fe CN 6 普鲁士蓝 8 三 结晶和重结晶1 结晶 1 蒸发结晶 通过蒸发溶液 减少一部分溶剂 使溶液达到饱和而析出晶体的方法称为蒸发结晶 此法主要用于溶解度随温度改变变化不大的物质如NaCl 2 冷却结晶 通过降低温度使溶液冷却达到饱和而析出晶体的方法称为冷却结晶 此法主要用于溶解度随温度下降明显减小的物质如KNO3等 在实际应用中常将两种结晶方法结合使用 9 2 重结晶当一种溶剂溶解着两种或多种晶体时 结晶得到的晶体往往不纯 将结晶得到的晶体重新溶于少量溶剂后再进行结晶叫做重结晶 通过重结晶分离物质的方法叫做重结晶法 3 影响晶粒生成的条件溶质的溶解度越小 或溶液浓度越高 或溶剂蒸发速率越快 或溶液冷却得越快 析出的晶粒就越细小 反之 可得到较大的晶体颗粒 10 4 KNO3晶体的制备 1 溶解NaNO3和KCl固体 2 蒸发溶剂浓缩溶液 当溶液体积减小到约为原来的一半时 迅速趁热过滤析出的NaCl晶体 3 冷却结晶 4 减压过滤得粗产品KNO3晶体称量 5 重结晶 配制热的KNO3粗产品的浓溶液 冷却结晶 抽滤 11 制备硝酸钾晶体时 为什么要趁热过滤 提示 由于实验中所用的液体量较少 液体在空气中降温较快 因此 必须迅速进行热过滤 以防止由于温度下降造成KNO3析出混入NaCl晶体中 使产品的产率降低 12 自我诊断 1 利用过滤的方法可分离液态混合物 2 用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤速度 3 可用乙醇萃取溴水中的溴 再对二者蒸馏分离 4 洗涤沉淀时 应用玻璃棒轻轻搅拌 使得沉淀表面上的杂质溶于水中 5 用纸层析法可以检验氯化铁溶液中是否混有少量氯化铜 6 在高温下某溶液中 溶解硝酸钾 氯化钠均达饱和 冷却析出晶体的成分是纯硝酸钾晶体 13 1 取碘水四份于试管中 编号为 分别加入汽油 CCl4 酒精 NaCl溶液 振荡后静置 现象正确的是 A 中溶液分层 下层呈紫红色B 中溶液分层 下层呈紫红色C 中溶液分层 下层呈棕黄色D 中溶液不分层 溶液由棕黄色变成黄绿色解析 汽油 CCl4不溶于水 出现分层现象 不出现分层 I2在有机溶剂中呈紫红色 且CCl4层在水层的下面 汽油层在水层上面 碘水的颜色为黄色 不是黄绿色 答案 B 三组易混淆的分离 提纯操作 14 1 萃取与分液 1 原理利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同 用一种溶剂把溶质从它跟另一种溶剂所组成的溶液里提取出来 这种方法叫做萃取 分液是把两种互不相溶的液体分离开来的操作 2 仪器分液漏斗 铁架台或漏斗架 烧杯等 3 步骤 萃取将萃取剂和溶液同时加入到分液漏斗中 用右手压紧分液漏斗的玻璃塞子 左手握住旋塞部分 将其倒转过来 用力振荡 溶液中一部分溶质便转移到萃取剂中 静止后分为上下两层 15 萃取剂在选择时应具备 a 萃取剂和原溶剂互不混溶 b 萃取剂和溶质互不发生反应 c 溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度 萃取原则 少量多次 分液操作步骤如下 a 分液漏斗在使用前应洗净并检查是否漏水 b 把盛有待分液液体的分液漏斗放在铁架台上的铁圈上 使漏斗颈末端紧贴在铁架台上的烧杯的内壁上 静置片刻 c 把分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔 使漏斗内外空气相通 以保证漏斗里的液体能够流出 d 下层液体从漏斗下口流出 适时关闭活塞 上层液体从漏斗上口倒出 以免其被残留在漏斗颈上的液体污染 萃取和分液往往是结合进行的 16 2 蒸馏与分馏 1 原理相溶的液态物质 根据组分的沸点不同把它们分开的方法叫蒸馏 控制不同的温度范围进行的连续的蒸馏是分馏 其装置如下 17 2 注意事项 在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石 防止液体暴沸 温度计水银球的位置应位于支管口下缘处 蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2 3 也不能少于1 3 冷凝管中冷却水从下口进 从上口出 加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点 若物质受热易分解 应采用油浴 沙浴或水浴等方法进行加热 18 3 结晶与重结晶 1 结晶 19 2 重结晶假如第一次得到的晶体纯度达不到要求 可将所得晶体溶于少量溶剂中 然后进行蒸发 或冷却 结晶 过滤 如此反复的操作称为重结晶 进行重结晶操作时 应将每次结晶得到的母液收集起来 进行适当处理 以提高产率 重结晶提纯法的一般过程 选择溶剂 溶解固体 除去杂质 晶体析出 晶体的收集与洗涤 晶体的干燥 20 典例1 海洋植物如海带 海藻中含有丰富的碘元素 碘元素以碘离子的形式存在 实验室里从海藻中提取碘的流程如下 21 1 指出提取碘的过程中有关的实验操作名称 写出过程 中有关反应的离子方程式 2 提取碘的过程中 可供选择的有机试剂是 A 甲苯 酒精B 四氯化碳 苯C 汽油 乙酸D 汽油 甘油 3 为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液 实验室里有烧杯 玻璃棒 集气瓶 酒精灯 导管 圆底烧瓶 石棉网以及必要的夹持仪器 物品 尚缺少的玻璃仪器是 4 从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂 还需经过蒸馏 指出上图所示实验装置中的错误之处 22 5 进行上述蒸馏操作时 使用水浴的原因是 最后晶体碘在 里聚集 解析 2 选择萃取剂的要求为 不溶于水 碘在萃取剂中的溶解度较大 3 缺少过滤用的漏斗和萃取分液时必需的分液漏斗 答案 1 过滤 萃取Cl2 2I I2 2Cl 2 B 3 分液漏斗 漏斗 4 缺石棉网 温度计插到了液体中 冷凝管进出水的方向颠倒 5 便于控制温度且使蒸馏烧瓶受热均匀蒸馏烧瓶 23 1 2014年绍兴模拟 欲从溴水中提取溴 需要进行哪些操作 A 萃取B 分液C 萃取和分液D 萃取 分液和分馏解析 由于溴和水均易挥发 故不可直接分馏 溴在水中的溶解度较小 在有机溶剂中溶解度较大 故先加入有机溶剂如四氯化碳等 进行萃取 分液 然后将萃取后的溴的四氯化碳溶液进行分馏 答案 D 24 2 下列实验操作或原理不正确的是 A 纸层析法中的展开剂能够展开的主要原理是毛细现象B 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C 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D 测定溶液pH的操作 将pH试纸置于表面皿上 用玻璃棒蘸取溶液 点在pH试纸的中部 与对应的标准比色卡比较 三种特殊分离 提纯方法 层析法 减压过滤 渗析法 25 解析 本题考查化学实验基本操作知识 A项 纸层析法分离物质时 展开剂在滤纸纤维中发生毛细现象 正确 B项 为防止残留在分液漏斗下口处的下层液体混杂在上层液体中 待从下口放出下层液体后 必须将上层液体从上口倒出 正确 C项 萃取操作时 萃取剂不一定为有机萃取剂 如萃取乙醇和苯的混合物中的乙醇 可选择水为萃取剂 另外萃取剂的密度可以比水大 也可以比水小 C错 D正确 答案 C 26 1 层析法 1 纸上层析对流动相的要求 纸上层析中要求流动相溶剂对分离物质应有适当的溶解度 溶解度太大 待分离物质会随流动相跑到前沿 太小 则会留在固定相附近 使分离效果不好 因此要根据待分离物质的性质选择合适的流动相 通常 对于能溶于H2O的待分离物质 以吸附在滤纸上的H2O作为固定相 以与H2O能混合的有机溶剂 如醇类 作流动相 由于吸附在滤纸上的样品的各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同 各组分会在两相之间产生不同的分配现象 亲脂性强的成分在流动相中分配的多一些 随流动相移动的速度就快一些 而亲水性强的成分在固定相中分配的多一些 随流动相移动的速度就慢一些 这样 性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上 27 2 纸层析法的应用 纸层析法分离Fe3 和Cu2 点样 层析 显色叶绿体中色素的提取和分离 研磨 取液 点样 层析用粉笔分离红 蓝墨水中的色素 点样 层析 28 2 减压过滤布氏漏斗上有许多小孔 漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接 橡胶塞插入吸滤瓶内的部分不得超过塞子高度的2 3 布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对 以便于吸滤 29 当要求保留溶液时 需在吸滤瓶和抽气泵之间增加一安全瓶 以防止当关闭抽气泵或水的流量突然变小时发生倒吸 使自来水回流 进入吸滤瓶内污染溶液 安全瓶长管和短管的连接顺序不要弄错 注意 制备硝酸钾 硫酸亚铁铵 阿司匹林时均要用到减压过滤 抽滤 减压过滤的目的是为了加快过滤速度 得到较干燥晶体 胶状沉淀和颗粒太小的不适用于减压过滤 30 3 渗析 1 半透膜 有选择地让某些物质通过的膜叫半透膜 利用半透膜可以达到分离 提纯某些物质的目的 2 原理 半透膜的孔径较小 只有小分子或离子才能通过 而胶粒或其他大分子不能通过 利用半透膜的性质 我们可以分离大分子与小分子组成的混合物 这种分离方法称之为渗析 3 新的分离技术 膜分离技术 膜分离技术是现代化学工业中常用的一种分离技术 它的基本原理是利用天然或人工合成的 具有选择透过性的薄膜 以外界能量或化学位差 浓度差 电位差 温度差 压力差等 为推动力 对两种组分或多种组分的混合物进行分离 提纯的新的分离方法 31 典例2 Fe3 和Cu2 能够在滤纸上彼此分离开的原因是 A 饱和FeCl3和CuSO4溶液已经分层B 阳光的照射使Fe3 和Cu2 能彼此分开C 滤纸对Fe3 和Cu2 的吸附力不同D Fe3 和Cu2 在流动相溶剂中的溶解能力 扩散速度不同 解析 纸上层析分离Fe3 和Cu2 时 含有Cu2 和Fe3 的溶液涂在滤纸一端 丙酮作流动相溶剂 在滤纸的毛细作用下 展开剂携带Cu2 和Fe3 沿滤纸纤维向上移动 因为速度不同 溶解能力的不同 一段时间后 Cu2 和Fe3 距起点的距离