高考化学一轮复习 第30讲 物质的分离、提纯及检验课件.ppt

第30讲 物质的分离 提纯及检验 考纲导视 2 考点一 物质分离 提纯的常用物理方法 基础梳理 1 物质分离 提纯的一般原则 分离或提纯一般应遵循 两不两易 原则 既不增加 也不减少所需物质 所选试剂便宜易取 所 得物质易于 新的杂质 分离 2 物质分离 提纯的常用物理方法 物质的分离 提纯常用的物理方法有过滤 结晶 重结晶 蒸馏 分馏 分液 升华 渗析 洗气等 盐析 贴 二低 三靠 蒸发 萃取 续表 续表 续表 续表 续表 续表 续表 例1 下列操作错的是 题组训练 a 海带灼烧成灰c 放出碘的ccl4溶液 b 过滤粗盐混合液d 分离汽油和煤油 误 思路指导 解答本题的关键在于充分考虑物质的物理性质 的区别 解析 过滤时需要玻璃棒引流 不能直接倒入漏斗 故b 错 答案 b 方法技巧 依据物质的物理性质选择恰当分离 提纯 方法 1 固 固 混合物的分离 提纯 2 固 液 混合物的分离 提纯 3 液 液 混合物的分离 提纯 例2 2014年全国名校模拟题组合 物质的分离 提纯是中学化学的重要操作 请应用物质分离 提纯知识 分离下列各组混合物 4 蒸馏 答案 1 溶解 过滤 2 重结晶 3 分液 5 渗析 6 升华 例3 2014年全国名校模拟 实验是化学研究的基础 下列 关于各实验装置的叙述正确的是 a 装置 常用于分离互不相溶的液体混合物 b 装置 可用于吸收nh3或hcl气体 并防止倒吸c 装置 可用于收集h2 co2 cl2 nh3等气体 d 装置 可用于干燥 收集氯化氢 并吸收多余的氯化 氢 解析 是蒸馏装置 用于分离相溶 但沸点相差较大的液体混合物 装置 下层液体改为ccl4 上层改为水 则可防止nh3或hcl气体倒吸 装置 采用排空气法收集气体 可用于干燥 收集氨气 并吸收多余的氨气 答案 c 考点二 物质分离 提纯的常用化学方法 基础梳理 食盐中混有氯化铵 加热 续表 沉淀 续表 分液 盐酸 氢氧化钠溶液 苯酚 续表 铁粉 氯气 续表 题组训练 例4 2013年广东高考改编 下列实验能达到目的的是 a 用溴水鉴别苯和正己烷b 用bacl2溶液鉴别so4和so3c 用na2s作沉淀剂 除去废水中的cu2 和hg2 d 将混有hcl的cl2通入饱和nahco3溶液中除去hcl思路指导 熟记常见物质 如苯 酒精 正己烷 四氯化碳等 的状态及水溶性 常见的沉淀 如baso4和baso3 cus和hgs 常见的气体溶解度 如hcl和cl2 2 2 解析 溴不能与苯 正己烷反应 而且苯 正己烷的密度均比水小 故不能用溴水鉴别苯与正己烷 选项a错 硫酸钡 亚硫酸钡均为白色沉淀 选项b错 na2s可使废水中的cu2 和hg2 转化成难溶的cus和hgs沉淀 大大减小重金属离子浓度 降低废水污染的危害 选项c正确 nahco3与盐酸反应生成co2 会使氯气中含有co2杂质 而且nahco3的存在会使氯气消耗 选项d错误 答案 c 例5 除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是 答案 d 解析 稀h2so4与baco3反应 生成baso4沉淀覆盖在物质表面 阻止baco3与h2so4进一步反应 达不到除杂效果 a错误 饱和na2co3溶液可与co2反应 b项错误 应改用饱和nahco3溶液 naoh溶液可使乙酸乙酯水解 c项错误 应改用饱和na2co3溶液 例6 2014年全国名校模拟题组合 可用于分离或提纯物质 的方法有 a 分馏 b 过滤 c 重结晶 d 升华 e 电解 f 加热分解 g 蒸馏 h 灼热氧化 i 渗析 j 洗气 如欲分离或提纯下列各组混合物 请选择上述方法中最合适的 并将相应字母填入题后空格内 1 从石油中分离出汽油和煤油等成分 2 除去粗铜中锌 银等金属 3 除去水中的na so4 cl 等杂质 2 4 除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠 5 除去甲烷中混有的少量乙烯 答案 1 a 2 e 3 g 4 f 5 j 考点三 常见离子的检验 基础梳理 离子检验的原理是依据离子的特征反应现象 如呈现特殊颜色变化 生成沉淀 生成气体等 1 常见阳离子的检验 溶液 加热 试纸变蓝色 试纸不变色 浓naoh 续表 几滴kscn 溶液 溶液呈血红色 无明显现象 fe3 3scn fe scn 3 血红色 cl2 2fe2 2cl 2fe3 fe3 3scn fe scn 3 几滴酸性 kmno4溶液 紫色褪去 5fe2 8h mno4 mn2 5fe3 4h2o 续表 白 先增加后完全溶解 增加后完 全溶解 al3 3oh al oh 3 al oh 3 oh alo2 2h2o alo2 h h2o al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o 过量naoh溶液 生成白色沉淀 mg2 2oh mg oh 2 续表 黄 紫 2 常见阴离子的检验 足量的稀 硝酸 酸化 几滴硝酸银溶液 生成白色 沉淀 无明显现象 ag cl agcl 续表 2 2 2 ba2 co3 baco3 2 baco3 2h ba2 co2 h2o ca2 co2 2oh caco3 h2o 续表 2 2 2 足量的 盐酸 酸化 几滴氯化钡 溶液 生成白色 沉淀 无明显现象 ba2 so4 baso4 2 续表 2 2 2 ba2 so3 baso3 2 baso3 2h ba2 so2 h2o 续表 浅黄 ag br agbr 几滴新制氯水 少量ccl4 cl2 2br 2cl br2 续表 黄 ag i agi 几滴新制氯水 少量ccl4 cl2 2i 2cl i2 淀粉溶液 cl2 2i 2cl i2 题组训练 例7 某科研小组用mno2和浓盐酸制备cl2时 利用刚吸收过少量so2的naoh溶液对其尾气进行吸收处理 1 请完成so2与过量naoh溶液反应的化学方程式 so2 2naoh 2 反应cl2 na2so3 2naoh 2nacl na2so4 h2o中 的还原剂为 现还原性 故还原剂为na2so3 3 需要引起注意的是so3和 解析 1 naoh过量 故生成的是正盐 so2 2naoh na2so3 h2o 2 s的价态从 4 6 失去电子表 clo 能够发生氧化还原反应 不能共存 因此假设3是只存在clo 2 答案 1 na2so3 h2o 2 na2so3 3 只存在clo 或者 例8 某研究小组用下图装置进行so2与fecl3溶液反应的相关实验 夹持装置已略 a b c d 1 通入足量so2时c中观察到的现象为 2 为了验证so2具有还原性 实验中可以代替fecl3的试剂有 填字母 a 浓h2so4c 碘水 b 酸性kmno4溶液d nacl溶液 3 该小组同学向c试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的bacl2溶液 若出现白色沉淀 即可证明反应生成了so4 该做法 填 合理 或 不合理 理由是 2 4 根据以上现象 该小组同学认为so2与fecl3溶液发生氧化还原反应 写出so2与fecl3溶液反应的离子方程式 除h oh h2o外 溶液中一定含有的微粒有 填编号 a fe2 b fe3 c cl d so4 e h2so3 假设1 只存在fe3 假设2 只存在 假设3 2 5 设计实验方案 进行实验 写出实验步骤以及预期现象 和结论 限选实验试剂 3mol l 1h2so4 1mol l 1naoh 0 01mol l 1kmno4 20 kscn 3 h2o2 淀粉 ki溶液 紫色石蕊试液 品红溶液 思路指导 理解so2 h2so3 so32 具有还原性 fe3 h2o2具有氧化性 解析 1 so2与fecl3溶液发生氧化还原反应 fe3 被还原为fe2 溶液由棕黄色变为浅绿色 2 验证so2具有还原性 要求用具有氧化性的试剂 能与so2发生氧化还原反应且有明显现象 3 向c试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的bacl2溶液 若出现白色沉淀 可能是由于h2so3被硝酸氧化生成h2so4 答案 1 溶液由棕黄色变为浅绿色 2 b c 3 不合理硝酸可以将溶解的so2氧化为h2so4 干扰实验 4 2fe3 so2 2h2o so42 4h 2fe2 a c d 假设2 h2so3假设3 既不存在fe3 也不存在h2so3 5 你选择的是 其理由是 例9 2014年广东汕头调研 实验室需要纯净的nacl溶液 但现有的nacl晶体混有少量na2so4和 nh4 2co3 请设计实验除去杂质 并回答下列问题 1 除去 nh4 2co3用加热好还是加强碱后再进行加热好 判断 nh4 2co3已除尽的方法是 2 除去so42 的方法是 判断so42 已除尽的方法是 解析 比较nacl和 nh4 2co3的性质差异结合除杂的基本原则 不难得出加热好 判断 nh4 2co3是否被除尽时 要注意的只能用盐酸 否则会带来杂质 除去so4是使用过量的bacl2溶液 接着又要用过量的na2co3溶液来除去过量的bacl2 二者不能颠倒 最后用适量的盐酸除去过量的na2co3 答案 1 加热好 加热操作简单节省试剂 且不引入新的 杂质 将残留物溶于水后加盐酸 看是否有气泡产生 2 先加入过量bacl2溶液 再加入过量na2co3溶液 过滤 后 滤液中加入适量的盐酸 取加入bacl2溶液后的上层清液 再滴入少量bacl2溶液 看是否有白色沉淀生成 2 考点四 常见气体及有机物的检验 基础梳理 1 常见气体的检验 水雾 带火星的木条复燃 淡蓝 续表 蓝 褪色 红 蓝 白烟 浑浊 澄清 2 有机物的检验 1 常见有机官能团的检验 2 几种重要有机物的检验 苯 能与纯溴 铁屑反应 生成hbr 产生白雾 能与浓硫酸 浓硝酸的混合物反应 生成黄色的苦杏仁气味的油状的 密度大于1 难溶于水的硝基苯 乙醇 能够与灼热的螺旋状铜丝反应 使其表面上黑色cuo变为光亮的铜 并产生有刺激性气味的乙醛 乙醇与乙酸 浓硫酸混合物加热反应 将生成的气体通入饱和na2co3溶液 有透明油状 水果香味的液体 乙酸乙酯 浮在溶液上 苯酚 能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀 能与 fecl3溶液发生显色反应 生成紫色溶液 乙醛 能发生银镜反应 能与新制cu oh 2悬浊液加热 发生反应 生成红色的cu2o沉淀 题组训练 例10 2014年全国名校模拟 根据下列实验现象得出的结 论 正确的是 2 解析 生成的白色沉淀有可能为agcl b项错误 铁与过量稀硝酸反应可生成fe3 c项错误 溴水褪色 so2显还原性 d项错误 答案 a 例11 某无色气体含有co co2 nh3 hcl h2和水蒸气中的一种或几种 将它依次通过澄清石灰水 无浑浊现象 氢氧化钡溶液 有浑浊现象 浓硫酸 无明显现象 灼热的氧化铜 变红 和无水硫酸铜 变蓝 假设每处均完全反应 下列结论 正确的是 a 肯定有co2 hcl 可能有nh3和h2或者其中之一b 肯定有h2 co2 hcl 可能有co和水蒸气c 肯定有h2 肯定没有co2d 肯定有co co2 h2 可能含有hcl 解析 上述气体中 能使氢氧化钡溶液产生浑浊现象的只有co2 在此之前先通过澄清石灰水无浑浊现象 显然是由于hcl存在所致 由于hcl的存在 澄清石灰水的溶质ca oh 2易与hcl反应 而使co2难以与ca oh 2作用生成caco3沉淀 这样co2便顺利通过ca oh 2溶液 继而与ba oh 2反应 生成baco3沉淀 混合气体中含hcl后 一定不含nh3 因两者反应能生成白色晶体nh4cl 混合气体可使灼热的cuo变红 证明其中必有还原性气体co或h2存在 通过后面实验 即再通过无水硫酸铜时会使其变蓝 证明先前的还原性气体一定有h2存在 至于co是否存在则不能确定 答案 b 例12 2012年广东高考 苯甲酸广泛应用于制药和化工行业 某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸 反应原理 实验方法 一定量的甲苯和kmno4溶液在100 反应一段时间停止反应 按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯 已知 苯甲酸分子量是122 熔点122 4 在25 和95 时溶解度分别为0 3g和6 9g 纯净固体有机物一般都有固定熔点 1 操作 为 操作 为 2 无色液体a是 定性检验a的试剂是 现 象是 3 测定白色固体b的熔点 发现其在115 开始熔化 达到130 时仍有少量不熔 该同学推测白色固体b是苯甲酸与kcl的混合物 设计了如下方案进行提纯和检验 实验结果表明推测正确 请在答题卡上完成表中内容 4 纯度测定 称取1 220g产品 配成100ml甲醇溶液 移取25 00ml溶液 滴定 消耗koh的物质的量为2 40 10 3 mol 产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为 计 算结果为 保留两位有效数字 答案 1 分液 蒸馏 酸性kmno4溶液 溶液颜色褪去 其他合理答案 2 甲苯也可 3 规律总结物质的分离 提纯在物质制备中的应用 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 2 过滤操作中的常考热点案例 在过滤操作后 有时需要滤渣 舍弃滤液 有时需要滤液 舍弃滤渣 1 需要滤液时 如何提取母液中的成分 案例1 在粗盐的提纯实验中 过滤 舍去不溶性杂质 滤 渣 后 怎样从母液中获取nacl固体 提示 加热蒸发 当析出大量nacl晶体时 停止加热 利 用余热蒸干 案例2 若母液是cuso4饱和溶液 怎样获得cuso4 5h2o 晶体 提示 加热蒸发 冷却结晶 过滤 怎样判断so4是否沉淀完全 2 需要滤渣时 如何得到纯净的滤渣 案例3 在测定na2so4和nacl的混合物中na2so4的质量分数时 可以在混合物中加入过量bacl2溶液 沉淀so4 然后过滤 洗涤 烘干 称量得到baso4的质量 试问 提示 取上层清液少许于试管中 再加入bacl2溶液 若产生白色沉淀 说明so4未沉淀完全 反之则沉淀完全 过滤完毕后 为什么要洗涤沉淀 即洗涤沉淀的目的 提示 洗去可溶性杂质 na cl 等 2 2 2 沉淀的洗涤方法 提示 沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀 待水自然流下 后 再重复2 3次 怎样判断沉淀是否洗净 提示 取最后一次滤出液少许于试管中 滴加稀hno3酸化的agno3溶液 若产生白色沉淀 说明沉淀未洗净 反之已洗净 典例 下列是制备cuo的流程图 1 步骤 的目的是除去不溶性杂质 操作是 2 步骤 的目的是除铁 操作 滴加h2o2溶液 稍加热 当fe2 转化完全后 慢慢加入cu2 oh 2co3粉末 搅拌 以控制溶液ph 3 5 加热煮沸一段时间 过滤 用稀硫酸酸化滤液至ph 1 控制溶液ph 3 5的原因是 3 步骤 的目的是得到cuso4 5h2o晶体 操作是 填操作名称 过滤 水浴加热烘干 水浴加热的特点是 解析 1 不溶性杂质由于不溶于水 采用过滤的方法除去 2 步骤 操作 向含有cuso4 feso4的溶液中滴加h2o2 发生反应 2fe2 h2o2 2h 2fe3 2h2o 此时溶液的ph 3 5 而ph 3 5时 fe oh 3沉淀易形成 故此时要加入cu2 oh 2co3粉末 以中和h 控制ph 3 5 同时加热煮沸 使fe3 水解趋于完全 生成fe oh 3沉淀 同时抑制cu2 的水解 过滤除去fe oh 3沉淀 再加稀硫酸酸化得到cuso4溶液 3 通过蒸发溶剂 冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体 加热烘干时温度不能超