高一化学必修1物质的分离与提纯 新课标人教版

物质的分离与提纯学法导航一、物质的分离和提纯基本原理混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中各组分分开，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。物质的提纯则只要将杂质除去即可。物质提纯的原则为：不增（不引入新的杂质）、不变、易分离。实验操作要简便，不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时，要想把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。二、常用的分离和提纯方法1.过滤 过滤是除去溶液中混有不溶于溶剂的杂质的方法。过滤时应注意：（1）一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加少量蒸馏水润湿，使滤纸紧贴漏斗内壁。（2）二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。（3）三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触；玻璃棒的底端应和漏斗中有三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触，例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。2.蒸发和结晶 蒸发是将溶剂气化、使溶液浓缩从而使溶质析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程，可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅拌溶液，防止由于局部温度过高，造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小，从而使晶体析出。例如用结晶的方法将NaCl和KNO3分离。3.蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离，叫分馏。例如将石油蒸馏可以得到煤油、汽油、柴油等等。4.分液和萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。萃取和分液经常一起使用来分离物质。选择的萃取剂应符合下列要求：（1）和原溶液中的溶剂互不相溶；（2）对溶质的溶解度要远大于原溶剂；（3）溶剂易挥发。在萃取和分液过程中要注意：（1）将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗，其量不能超过漏斗容积的2/3，塞好塞子进行振荡。（2）振荡时右手捏住漏斗上口的颈部，并用食指根部压紧塞子，以左手握住旋塞，同时用手指控制活塞，将漏斗倒转过来用力振荡。（3）然后将分液漏斗静置，待液体分层后进行分液，分液时下层液体从漏斗下口放出，上层液体从上口倒出。三、常见的分离方法选择1.对于固体与固体的混合物：（1）杂质易分解、易升华时，用加热法，如碳酸钠中混有NaHCO3；（2）一种易溶，一种难溶，用过滤法，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，用结晶法，如NaCl中混有KNO3。2.液体与液体的混合物：（1）沸点相差较大时，用蒸馏法，如酒精与水的分离；（2）互不混溶时，用分液法，如四氯化碳与水的混合物的分离；（3）在互不相溶溶剂中的溶解度不同时，用萃取法，如用CCl4萃取碘水中的碘。3.气体与气体的混合物：洗气吸收法。四、常见物质分离、提纯范例1.物理方法的范例（1）溶解、过滤法MnO2与KCl的分离：采用溶解过滤法。除去炭粉中杂质氧化铜或铜粉中锌杂质，采用盐酸溶解、过滤法除杂。（2）加热灼烧法氧化铜中混有炭粉，二氧化锰中混有炭粉采用在空气中加热灼烧法除杂。（3）溶解、结晶法例如，分离氯化钠和硝酸钾可根据两种物质的含量不同分别采用蒸发结晶法或降温结晶法。2.化学方法的范例（1）生成气体法：如除去氯化钠中碳酸钠杂质，加适量盐酸。（2）生成沉淀法：如除去氯化钠溶液中氯化钙杂质，加适量的碳酸钠溶液。（3）还原法：如铜粉中有氧化铜杂质：在加热条件下通入足量氢气或一氧化碳。（4）正盐酸式盐转化法：例如，碳酸钠溶液中含有碳酸氢钠杂质，向溶液中加入适量的氢氧化钠,NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O；碳酸氢钠溶液中含有少量碳酸钠杂质：向溶液中通入过量二氧化碳，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3。（5）洗气法：除去下列气体中的杂质，括号中为杂质：CO(CO2)：碱溶液；H2(HCl)：水或碱溶液；CO2(HCl)：饱和碳酸氢钠溶液；SO2(HCl)：饱和亚硫酸氢钠溶液。（6）加热法：除去氮气中氧气：通过炽热铜网；除去二氧化碳中CO，通过炽热氧化铜粉末。（7）干燥法：常见干燥剂有氯化钙、碱石灰、生石灰和浓硫酸。一般最后一步除去水蒸气。在实际应用中往往分离或提纯一种物质要用到多种方法：例如，粗盐中含有Ca2+ 、 Mg2+ 、SO42-等杂质，提纯方法：溶解、依次加入过量氯化钡溶液、过量氢氧化钠溶液、过量碳酸钠溶液、过量盐酸溶液，蒸发得到氯化钠纯净物。再如，空气中含有二氧化碳、氧气依次通过氢氧化钠、炽热铜网最后得到氮气和稀有气体等。五、常见题型例1下列除杂方法中，正确的是【】A. 用灼烧法除去二氧化锰中混有的炭粉 B. 用点燃法除去CO2中混有的少量COC. 将H2和O2混和气体通过炽热的CuO以除去氧气中的氢气D. 干燥O2中的水蒸气，将混合气通过盛有浓硫酸的洗气瓶解析：A灼烧二氧化锰和炭粉的混合物时，炭粉转化成CO2而除去； B用点燃法不妥，应该通过灼热的CuO除去CO；C将H2和O2混和气体通过炽热的CuO时将反应生成水；D干燥O2可以用浓硫酸。选AD。例2下列实验方案或操作中，正确的是【】A 用稀硫酸除去铁粉中的铜粉B 用稀盐酸洗涤试管内壁的油污C 实验时多取的白磷可以放回原瓶D 按溶解、过滤、洗涤、蒸发结晶的操作顺序可以分离氯化钾、二氧化锰的混合物解析：铁能与稀硫酸反应而铜不能；油脂应用碱液洗涤；一般多取用的药品不能放回原瓶，但是因白磷在空气中会自燃，不能放入废液缸中。选CD。例3有一废液，其中含有一