化学必修一物质的分离和提纯

目录 分离与提纯的原则 一概念 分离是混合物中的各物质通过物理或化学方法一一分开 获得纯净组分的过程 提纯是将混合物中的杂质 不需要或有害的物质 通过物理或化学方法除掉而得到所需物质的过程 其中杂质不必恢复为原来的物质 二操作原则 四原则 和 三必须 1 四原则 是 2 三必须 是 1 除杂试剂必须过量 2 过量试剂必须除尽 因为过量试剂带入新的杂质 3 除杂途径必须选最佳 基本实验方法 1原理 利用物质的溶解性差异 将液体和不溶于液体的固体分离开来的方法 例如用过滤法除去粗盐中的泥沙 2实验仪器 3操作要点 一帖 二低 三靠 漏斗 滤纸 烧杯 玻璃棒 铁架台 铁圈 过滤一定要洗涤 过滤 滤纸与漏斗应紧贴无气泡 滤纸边缘低于漏斗边缘 滤纸液面低于滤纸边缘 玻璃棒靠在三层滤纸上 漏斗颈紧靠烧杯内壁 烧杯靠在玻璃棒上使液体沿玻璃棒流下 一帖 二低 三靠 过滤 一过滤和蒸发 1原理 利用加热的方法 使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质 晶体 的过程 2实验仪器 3操作要点 蒸发皿 玻璃棒 酒精灯 铁架台 铁圈 蒸发 蒸发皿中的液体不能超过其容积的2 3 当出现大量固体时 应停止加热用余热蒸干 蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌 防止局部温度过高而使液体飞溅 不能把热的蒸发皿直接放在实验台上 应垫上石棉网 请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方案 并将你的方案与同学交流讨论 实验室中用KClO3在MnO2催化下受热分解制取氧气 从反应后的KCl和KClO3的混合物中分离 回收这两种物质 需要使用哪些分离方法 请简述实验方案 溶解 将混合物放入烧杯中 加入适量水 充分搅拌 使KCl固体完全溶解 2 过滤 将 2 所得混合物进行过滤 滤纸上的固体进行洗涤即得较纯的MnO2 3 蒸发结晶 将滤液蒸发结晶 可得纯净的KCl 二结晶 1原理 利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不同 可以使被提纯物质从过饱和溶液中析出 而让杂质全部或大部分仍留在溶液中 从而达到提纯的目的 2实验仪器 蒸发皿 酒精灯 玻璃棒 铁架台 铁圈 烧杯 3结晶方法 蒸发结晶 冷却结晶 蒸发结晶 具体操作 通过蒸发或气化 减少一部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体 适用物质 此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大的物质 如氯化钠 冷却结晶 具体操作 通过降低温度 使溶液冷却达到饱和而析出晶体 重结晶指的是重复冷却结晶 适用物质 此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质 如硝酸钾 操作要点 蒸发结晶法 蒸发过程中要不断用玻璃棒搅拌 蒸发皿内溶液不能超过其容量的2 3 冷却结晶法 若冷却时无晶体的析出 可用玻璃棒在容器内壁摩擦几下 或在溶液中投入几粒该晶体 俗称晶种 就会析出晶体 请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方案 并将你的方案与同学交流讨论 2 现有混有少量氯化钾的硝酸钾粉末 请参照图1 12的溶解度曲线 设计实验方案提纯硝酸钾 图1 12KCl和KNO3的溶解度曲线 硝酸钾 思路 将两者的混合物置于烧杯中 加少量100摄氏度热水 在加热的情况下不断少量加入热水并搅拌 直至混合物完全溶解 停止加热 冷却 可以用冰水水浴 当温度降至30摄氏度时硝酸钾晶体析出 过滤混合溶液得到较为纯净硝酸钾晶体 蒸发滤液 得到较为纯净的氯化钾晶体 具体化 三蒸馏 1原理 利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同 给液体混合物加热 使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体 从而达到分离提纯的目的 蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物 例如蒸馏含有Fe3 的水提纯其中水份 蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分 2实验仪器 圆底烧瓶 水冷凝管 酒精灯 锥形瓶 接收器 牛角管 温度计 铁架台 铁圈 铁夹 石棉网等 温度计水银球的顶端与支管下沿处于同一水平线 蒸馏烧瓶中液体的量是烧瓶容量的1 3 1 2 在圆底烧瓶内放有沸石 防止爆沸 冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流 冷却水进水通入与被冷凝蒸气流向相反 给原底烧瓶加热要垫石棉网 牛角管 圆底烧瓶 水冷凝管 实验模拟 4思考 1 为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反 2 为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线 为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触 带走尽可能多的热量 对于蒸馏来说 只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的 而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体某组分的温度 故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线 四萃取和分液 1原理 2实验仪器 萃取 利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来 在利用分液的原理和方法将它们分离开来 分液 把两种互不相溶的液体 且密度不同 分开的操作 分液漏斗 铁架台 铁圈 烧杯 3操作要点 萃取 1 选择的萃取剂 应对被提取物有较大的溶解能力 而对杂质不溶或微溶 跟原溶液的溶剂要互不相溶 2 操作时先检验分液漏斗是否漏液 萃取溶液和萃取剂总量不要超过漏斗容积的1 2 4 静置后 当液体分成清晰的两层时分液 3 振荡时 用右手掌压紧盖子 左手用拇指 食指和中指握住活塞 把漏斗倒转过来振荡 如图 并不时旋开活塞 放出易挥发物质的蒸气 这样反复操作几次 当产生的气体很少时 再剧烈振荡几次 把漏斗放在漏斗架上静置 分液 静置到液体分成清晰的两层时开始分液 先把玻璃盖子取下 以便与大气相通 然后旋开活塞 使下层液体慢慢流入烧杯里 当下层液体恰好流尽时 迅速关上活塞 从漏斗口倒出上层液体 分液漏斗的液体量最多可达分液漏斗容量的2 3 五层析 1原理 2实验仪器 根据混合物中各物质被吸附性能的不同 将溶解在某溶剂中的混合物分离开来 培养皿 吸附剂 如粉笔 层析纸等 拓展视野 3应用举例 在距粉笔根部约2cm处滴一小滴红墨水 粉笔垂直竖立在盛有少量水的培养皿中 不能将粉笔上有红墨水的部分浸入水中 用粉笔将红墨水中的红色物质分离开来 拓展视野 渗析法 思考 适用于分离什么物质 分离胶体与溶液中的粒子 升华 可分离出固体混合物中的易升华物质 课堂小结 现需要分离下列物质 请用直线将分离实例 分离方法和选择分离方法的依据连接起来 实例分离方法选择的依据除去澄清石灰水中的碳酸钙蒸馏溶解度随温度变化的差异用CCl4提取溴水中溴单质过滤在不同溶剂中溶解度的差异分离醋酸 沸点118 与乙醇 沸点78 5 分液沸点的差异较大分离汽油和水结晶两溶剂互不相溶从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾萃取物质在水中溶解度的不同 1 分离下列混合物 按溶解 过滤 蒸发顺序进行的是 A 氧化铜 木炭B 碳酸钙 氯化钠C 硝酸钾 氯化钠D 乙醇 水 B 课堂练习 2 现有三组溶液 1 汽油和氯化钠溶液 2 酒精和水的混合溶液 3 氯化钠和单质溴的溶液以上混合溶液分离的正确方法依次是 A 分液 萃取 蒸馏B 萃取 蒸馏 分液C 分液 蒸馏 萃取D 蒸馏 萃取 分液 C 课堂练习 3 用于分离或提纯物质的已学方法有 A 萃取B 分液C 过滤D 加热分解E 蒸发F 蒸馏下列各组混合物的分离或提