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文档简介
第37讲物质的分离和提纯
1.掌握常用物质的分离和提纯的物理方法、化学方法,明确其原理。
课标
2.能综合分析物质的不同性质,并选择合适的分离和提纯方法,对物质
解读
进行分离和提纯。
弯后1常用物理方法及装置
必备知识•梳理夯实
知识梳理
1.物质分离和提纯常用物理方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
力执其中一种物质溶解度受温度茕的较大
J升华法:如NaCl和匕/
加水产黄结晶法;4口KNC>3和NaCl
―I难溶+易溶过滤法:如NaCl和Mg(()H)2
典特殊法:如FeS和Fe可用磁铁吸引
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
「萃取法:如从碘水中提取碘
-蒸发结晶:如从硫酸铜溶液中获取胆矶晶体
L蒸储:如从海水中获取蒸储水
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
满产蒸镭法:如酒精和水,从石油中获取处理
液
仍然是混仓物
,^分液法:如油和水,乙酸乙酯和饱和Na2c。3溶液
2.物质分离和提纯常用物理方法及装置
⑴过滤(如图1)
适用于不溶性固体与液体的分离。操作注意:一贴、二低、三靠。
(2)蒸发(如图2)
蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质;而对溶解度受温度变化影响
较大的固态物质,米用降温结晶的方法。
注意:在蒸发结晶中:①玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞
②当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干。
(3)蒸播(如图3)
适用于分离互溶但沸点不同的液体混合物。
注意:①温度计的水银球放在蒸储烧瓶的支管口处:②蒸储烧瓶内要加
沸石(或碎瓷片):③冷凝管水流方向应为“下口进水,上口出水”。
(4)萃取和分液(如图4)
适用于分离两种密度不同且易分层的液体。
注意:①溶质在萃取剂中的溶解度大:②两种液体互不相溶;③溶质
和萃取剂不反应;⑷分液时下层液体从下口流出.上层液体从上口倒
出。
(5)升华(如图5)
利用物质升华的性质进行分离,属于物理变化。
图5
⑹渗析(如图6):
利用二把胶体中混有的离子或分子从胶体里分离出去
图6
注意:①利用粒子直径不同进行分离,胶体微粒不能透过半透膜,而较小的
分子和离子能透过半透膜;
②用于净化、精制胶体。
⑺洗气(如图7)
图7
除去气体中的杂质气体。
注意:气体流向是长管进气,短管出气。
自主小练
1.易错辨析:正确的打“♦”,错误的打“X”。
(1)除去NO中混有的少量N02:用水洗涤后再干燥。(V)
[提示]3NO2+H2O=2HNO3+NO。
(2)除去食盐中混有的少量NH4CI:加过量的烧碱溶液后加热蒸干。(X)
[提示]会产生新的杂质NaOH。应改为热分解法。
(3)分离澳的CC14溶液:可选用分液的方法。(X)
[提示]澳溶解在CC14中,应改为蒸镭法。
(4)分离淀粉胶体中的NaCl溶液:可选用过滤的方法。(X)
[提示]胶体粒子和Na+、C「均能透过滤纸,应改为渗析法。
(5)除去粗铜中的锌、铁、银等金属:可选用电解法。(V)
[提示]电解法可实现粗铜精炼。
(6)除去Cu粉中混有的CuO:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤。(X)
[提示]Cu和CuO都可溶于稀硝酸,应将稀硝酸改为稀硫酸。
(7)除去CO2中的少量HC1:先通过饱和Na2cCh溶液,再通过浓硫酸。(X)
[提示]HC1可被Na2cCh溶液吸收,C02也可被吸收:Na2cO3+CO2+
H2O=2NaHCO3,应将饱和Na2CO3溶液换为饱和NaHCO3溶液。
(8)SO2中混有少量S03,可以将混合气体通过饱和Na2sCh溶液除去。(X)
(9)FeCb溶液中混有FeCb可加入铜粉除去。(X)
(10)除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有足量酸性
KMnCU溶液、浓硫酸的洗气瓶。(V)
(11)利用如图操作可分离Na2c03溶液与CH3coOC2H5。(X)
(12)除去CO中的C02:将混合气体通入NaOH溶液,导管进入洗气瓶时“短
进长出"。(X)
2.(1)请选用适当的分离方法,分离下列混合物(填序号)。
①过滤②蒸发③萃取④蒸储⑤升华⑥分液⑦重结晶⑧盐析
A从海水中获取粗食盐②
B从澳水中提取澳③
C除氯化钠溶液中的泥沙①
D分离固体氯化钠和单质碘⑤
E用自来水制取蒸储水⑷
F油脂发生皂化反应后产物的分离⑧
G四氯化碳和水的分离⑥
H除去硝酸钾中混有的氯化钠
(2)①除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SOI杂质离子,应依次加入(写试剂化学
式)BaCb、NaOH、Na2cO3或BaCb、Na2co3、NaOH或NaOH、BaCb、Na2cO3。
②过滤时所用到的玻璃仪器为烧杯、普通漏斗、玻璃棒。
③蒸发时,能否将母液蒸干后,再停止加热?不能。如果将母液蒸干后再
停止加热,蒸发皿的余热会使析出的晶体受热不均而飞溅,造成食盐损失和实验
事故。
(3)在测定Na2s04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BaCb溶液,沉淀S0“,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSCU
的质量,试问:
①怎样判断so,是否沉淀完全?
②沉淀的洗涤方法?
③怎样判断沉淀是否洗净?
[提示]①取上层清液少许于试管中,再加入BaCb溶液,若产生白色沉淀,
说明SOF未沉淀完全,反之则沉淀完全。②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。③取最后一次滤出液少许于试管中,滴加稀
硝酸酸化的AgNCh溶液,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗净,反之已洗净。
(4)如图两套装置:
①所述两套装置中都要用到玻璃棒,其作用相同吗?
②能否采用乙装置将NH4cl饱和溶液蒸干制备NH4cl晶体?说明理由。
[提示]①不相同。甲装置为过滤,玻璃棒的作用是引流,乙装置为蒸发,
玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高而使液体飞溅。②不能。因为NH4cl
受热易分解生成NH3和HC1,若采用该装置蒸干NH4cl饱和溶液,得不到NH4cl
晶体。
考点突破•训练提升
微考点1物质分离和提纯的常用物理方法及选择
1列(2024•河北衡水高三检测)下列实验中,所选装置不合理的是(A)
A分离Na2cCh溶液和CH3coOC2H5,选④
B.用CCL提取碘水中的碘,选③
C.用FeCb溶液吸收CL,选⑤
D.粗盐提纯,选①和②
[解析]乙酸乙酯不溶于碳酸钠饱和溶液,采用分液法分离,应选取③装置,
A符合题意;用CCL提取碘水中的碘,应选取与水互不相溶的萃取剂,装置为
③,B不符合题意;用FeCb溶液吸收CL,应选⑤,C不符合题意;粗盐提纯,
首先将粗盐溶于水加合适试剂处理后过滤,再将食盐溶液蒸干即可,装置为①和
②,D不符合题意。
【对点训练】
下列是我国古代常见的操作方法,其中带着重号部分的操作原理与化学实验
中的分离除杂方法的原理相似的是(A)
①②③④
经月而出蒸熠海陆取卤,耳的火
凡煮汤,欲微火,令凡渍药酒,皆须细
Z……终乃得酒醺,煮海熬波,卤
小沸……等津取谟切便可澧出
可饮水成盐
,X
乎山
A.过滤、蒸馆、萃取、蒸发
B.过滤、蒸发、萃取、蒸储
C.蒸发、萃取、蒸储、过滤
D.萃取、蒸储、萃取、蒸发
[解析]①中的算渣取液,是用细网将固液混合物中的固体和液体分开,其
原理与过滤的原理相似;②中通过蒸烤造酒,是通过加热的方法将酒精等物质从
混合液中分离出来,其原理与蒸馈的原理相似;③中通过浸泡,使草药中的有效
成分溶于酒中,其原理与萃取的原理相似;④中的日晒火煎,卤水成盐,是通过
日晒的方法,将水分蒸发得到食盐,其原理与蒸发的原理相似。
微考点2实验(或工艺)流程中物质的分离和提纯操作
例(2020・山东卷,8)实验室分离Fe3+和A/的流程如下:
浓盐酸乙酸水
III
Fe3+、A1"T屐回萃取、分液,「反萃取廉面-Fe"
II
Al3+乙醴
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeC14「,该配离子在乙醛(EtzO,沸点
34.6℃)中生成缔合物Et2O-H+-[FeC14「。下列说法错误的是(A)
A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的
D.蒸储时选用直形冷凝管
[解析]萃取振荡时,分液漏斗上口应向下倾斜,A错误;分液时,下层液
体由下口放出,上层液体从上口倒出,B正确;萃取、分液后的水相是含AP+
的无色溶液,若含有[FeC14「,则水相呈现黄色,说明未分离完全,C正确;蒸
镭时,为便于乙醴冷凝流出,应选用直形冷凝管,D正确。
【对点训练】
从海藻中提碘时,提取「并氧化后以CC14萃取12,再经碱液反萃取、分
液、酸化过滤、升华等一系列操作制备高纯碘,不能达到实验目的的是(B)
A.①用NaOH溶液反萃取
B.②将溶有「和103的水溶液从下口放出
C.③盐酸酸化后过滤出b
D.④升华法提纯碘
[解析]用NaOH溶液反萃取发生歧化反应,可使12从CCL中分离出来,
A正确;水的密度因小于CC14而在上层,将有机层从下口分离出后,水层应从
上口倒出,B错误;酸化后「和10,发生归中反应生成12,过滤分离出12,C正
确;b易升华,利用升华法可提纯12,D正确。
辔归纳拓展:
分析物质的分离和提纯类题的步骤
1确定被提纯物质与除杂对象:对比两者物理性质、化学性质的差异,利用
差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等),选
择合适的分离原理或除杂试剂;除杂试剂除去杂质的同时,不消耗被提纯物质,
不引入新的杂质。
2选择合适的分离或除杂装置:根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、
分液、蒸馈等);根据除杂试剂的状态及反应条件,选择合适的装置,液体试剂
一般选洗气瓶,固体试剂一般用干燥管或U形管。
3综合分析,筛选答案:综合分析物质分离是否完全,被提纯物质中的杂质
是否被除去。
与™常用化学方法及原理
必备知识•梳理夯实
知识梳理
1.物质分离和提纯的常用化学方法
(1)加热法(热分解法)
当混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质受
热分解而分离出。例如,NaCl中混有NH4CI,Na2c03中混有NaHCCh等均可直
接加热除去杂质。
(2)沉淀法
在混合物中加入某种试剂,使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用
该方法一定要注意不能引入新的杂质。例如,加适量的BaCb溶液可除去NaCl
中混有的Na2so4。
(3)氧化还原法
若混合物中混有氧化性杂质,可以加入适当的还原剂使其还原为被提纯物质。
例如,将过量的铁粉加入混有FeCl3的FeCb溶液中,以除去FeCh杂质。
(4)调节pH法
通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中某组分沉淀而分离的方法,一般
是加入相应的难溶或微溶物来调节。例如,CuCb溶液中含有FeCh杂质,可向
溶液中加入CuO1或CU(0H)2、CuCCh]除去。
(5)气化法:将混合物中的杂质转化为气体。
(6)转化法:将杂质转化为被提纯的物质。
2.高考常考物质的除杂方法
原物质所含杂质除杂质试剂主要操作方法
灼热的铜网吸收法
N202
溶液
coCO2NaOH洗气
CO2co灼热CuO转化法
CO2H2sC11SO4溶液洗气
CO2HC1饱和NaHCCh溶液洗气
SO2HC1饱和NaHSO3溶液洗气
C12HC1饱和食盐水洗气
H2SHC1饱和NaHS溶液洗气
炭粉Mn02浓盐酸(加热)过滤
FezChA12O3过量NaOH溶液过滤
①盐酸;②氨水过滤、灼烧
AI2O3SiO2
溶液
NaHCO3Na2cO3CO2转化法
(
FeCb溶液FeCl2C12或氯水)转化法
溶液、过滤
FeCbCuCl2FeCh
FeCb溶液FeChFe过滤
乙烷乙烯澳水洗气
乙醇水新制CaO蒸储
乙烯NaOH溶液洗气
so2
澳苯漠NaOH溶液分液
乙酸乙酯乙酸饱和Na2cCh溶液分液
自主小练
1.易错辨析:正确的打“,错误的打“X”。
(1)通过灼热的CuO除去H2中的CO。(X)
[提示]H2和CO均可与CuO反应。
(2)向MgCb溶液中加入CaCCh粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCho
(X)
[提示]引入新杂质,应加入MgO等。
(3)除去硝酸中的NO2:可向硝酸中加入少量水并通入空气。(J)
[提示]4NO2H-O22H2O=4HNO30
(4)SO2中混有少量S03,可以将混合气体通过浓硫酸除去。(J)
(5)乙烯中混有的S02可以通过澳水除去。(X)
(6)除去BaCCh固体中混有的BaSCU:加过量盐酸后,过滤洗涤。(X)
(7)除去NaCl溶液中少量的Na?S:加入AgCl后再过滤。(J)
2.常见气体的除杂方法及装置选择
除去气体中的杂质通常有如下3套装置:
气体(括号内为杂质)除杂试剂装置
CO2(HC1)饱和NaHCCh溶液A
饱和溶液
CO2(SO2)NaHCChA
灼热
CO2(CO)CuOC
溶液或碱石灰或
CO(CO2)NaOHAB
灼热铜网
N2(O2)C
CH4(CH2=CH2)♦水A
3.常见固体混合物除杂(括号内为杂质)
(l)Na2c。3固体(NaHCO3),方法:加热分解,化学方程式:
2NaHCO3=^=Na2CO3+H2O+CO2」。
(2)NaCl(I2),方法:加热使年升华。
(3)Fe2O3(Al2O3),方法:加过量NaOH溶液过滤、洗涤,离子方程式:ALCh
+2OH—-2A105+七0
占燃
(4)CuO(C),方法:在空气中灼烧,化学方程式:C+02^^82。
(5)镁粉(铝粉),方法:加过量NaOH溶液过滤、洗涤,化学方程式:2Al
+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2t。
4.溶液中可溶性杂质离子的除去(括号内为杂质)
(l)FeCb溶液(FeCL),方法:通入Cb或滴加氯水。
(2)CuCb酸性溶液(FeCb),方法:加入CuO或CWOH)2cCh。
(3)如何用提供的试剂除去食盐水中的Ca2+、Mg2+和SO“:依次加入稍过
量的①③④过滤,滤液用盐酸调至酸性,除去过量的NaOH和Na2co3。
①NaOH溶液②盐酸
③BaCL溶液④Na2cCh溶液
考点突破•训练提升
微考点1常见气体的除杂方法及装置选择
(列除去下列物质中的杂质,所选试剂与分离方法均能达到目的的是(A)
选项物质(杂质)除杂试剂分离方法
ANaCl(aq)(l2)CC14分液
BC2H50H(CH3COOH)NaOH(aq)蒸储
CHC1(C12)饱和食盐水洗气
稀硫酸过滤
DCaSO4(CaCO3)
[解析]碘单质微溶于水,易溶于四氯化碳,则向含有碘单质的氯化钠溶液
中加入四氯化碳萃取后,分液可除去氯化钠溶液中混有的碘单质,A符合题意;
向混有乙酸的乙醇中加入氢氧化钠溶液,乙酸与氢氧化钠溶液反应生成沸点高的
乙酸钠,蒸储收集可以得到不含有乙酸的乙醇,但是乙醇中混有水,B不符合题
意;氯化氢极易溶于水,氯气难溶于饱和食盐水,将含有氯气的氯化氢气体通入
饱和食盐水会除去氯化氢气体,得到氯气,C不符合题意;硫酸与碳酸钙反应生
成硫酸钙,覆盖在碳酸钙的表面,阻止反应的进一步发生,不能用于除杂,应选
盐酸、过滤,D不符合题意。
【对点训练】
1.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是(B)
选项物质杂质除杂质应选用的试剂或操作方法
AMgCl2溶液AlCh在MgCh溶液中加过量NaOH溶液搅拌、过滤
加入过量铁粉并过滤
BFeSCU溶液CuSO4
依次通过盛有溶液和浓硫酸的洗气瓶
CC02SO2NaOH
DNaNO3CaCO3加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
[解析]MgCb和AlCb均与氢氧化钠溶液反应,过量NaOH溶液不能用于
除去MgCb溶液中的AlCb杂质,A错误;FeSCM与铁粉不反应,CuSCU与铁粉
反应生成单质铜和FeSCU,则过量铁粉可以除去FeSCU溶液中的CuSO4杂质,B
正确;CO2和SO2均为酸性气体,都与氢氧化钠溶液反应,不能达到除杂的目的,
C错误;NaNO3易溶于水,CaCCh难溶于水,直接加水溶解过滤,再蒸发结晶即
可除杂,加入稀盐酸与碳酸钙反应生成可溶于水的氯化钙,引入新杂质,不能达
到除杂目的,D错误。
2.用如图所示的实验装置,选择适当的试剂B并进行如下实验,可以达到
目的的是(B)
气体A,工
试剂B-1||
A.试剂B为浓硫酸,除去CO2中混有的少量SO2气体
B.试剂B为饱和食盐水,除去氯气中混有的少量氯化氢气体
C.试剂B为水,收集NO、CO等难溶于水的气体
D.试剂B为新制的氢氧化铜,检验空气中是否含有甲醛
[解析]二氧化硫和浓硫酸不反应,不能达到洗气的目的,A错误;氯气和
水的反应是可逆反应,食盐水中含有的氯离子能抑制氯气的溶解,氯化氢极易溶
于水,从而能达到洗气的目的,B正确;收集难溶于水的气体采用排水集气法收
集,集气瓶中应该“短管进气”,C错误;甲醛和新制的氢氧化铜反应需要加热,
该装置未加热,D错误。
微考点2常见液体(或固体)混合物的除杂
1列(2024•江西赣州模拟)下列除杂方法不合理的是(C)
A.除去NH4cl溶液中的FeCb,可向溶液中加入氨水调节pH
B.除去金属离子Cu2+、Hg2+,可向溶液中加入NazS、H2s等沉淀剂
C.除去某溶液中的SO“可向溶液中加入镁盐
D.除去硝酸钾固体中少量NaCl,可加蒸储水溶解后,蒸发浓缩、冷却结晶、
过滤
[解析]氨水可与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀,同时生成氯化铁,不引入
新的杂质,A正确;加入NazS、H2s等物质,Cu2\Hg2+易转化为CuS、HgS
等沉淀,可用于除杂,B正确;硫酸镁易溶于水,无法沉淀SO,,应加入钢盐
除杂,C错误;KN03的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响
较小,可加蒸偏水溶解固体,再通过蒸发浓缩、降温结晶的方法,获得纯净的
KNCh固体,D正确。
【对点训练】
1.(2024•山东荷泽模拟)为提纯下列物质,除杂药品和分离方法都正确的是
(A)
选项被提纯的物质(杂质)除杂药品分离方法
A乙醇(乙酸)CaO蒸储
BKBr溶液(KI)氯水、CC14萃取、分液
C氯化铝溶液(氯化铁)氨水过滤
饱和溶液洗气
DCO2(SO2)Na2c03
[解析]向含有乙酸的乙醇中加入氧化钙,将乙酸转化为沸点高的乙酸钙,
通过加热蒸俺可除去乙醇中混有的乙酸,A正确;澳化钾溶液和碘化钾溶液都能
与氯水反应,则不能用氯水、四氯化碳除去澳化钾溶液中混有的碘化钾,B错误;
氯化铝溶液和氯化铁都能与氨水反应生成氢氧化物的沉淀,则不能用氨水除去氯
化铝溶液中混有的氯化铁,C错误;二氧化碳和二氧化硫都能与碳酸钠溶液反应,
则不能用饱和碳酸钠溶液除去CO2中混有的SO2,D错误。
2.除去下列物质中所含的少量杂质的方法正确的是(D)
选项物质杂质试剂提纯方法
水溶解、过滤、洗涤
ABaSCUBaCO3
饱和。溶液洗气
BCO2SO2Na2c3
C乙酸乙酯乙酸稀NaOH溶液混合振荡、静置分液
D蛋白质葡萄糖浓(NH4)2SO4溶液盐析、过滤、洗涤
[解析]BaSCU和BaCO3均不溶于水,无法通过溶解、过滤分离,A错误;
CO2也能与饱和Na2c03溶液反应,B错误;乙酸乙酯在NaOH溶液中能够水解,
C错误;加入浓(NH4)2SO4溶液,蛋白质发生盐析,过滤后经洗涤,可分离蛋白
质和葡萄糖,D正确。
鸳归纳拓展:
1除杂操作的“四原则”
(1)不增,不得引入新杂质;
(2)不减,尽量不减少被提纯和分离的物质;
(3)易分离,应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离;
(4)易复原,被提纯物质转化后要易被复原。
2除杂操作的“四注意”
(1)除杂试剂要过量;
(2)过量试剂需除去;
(3)选择的途径要最佳;
(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。
真题演练•明确考向
命题分析
本讲内容考查依据物质中各成分的特征性质,用不同的试剂,运用不同的方
法分离混合物或提纯物质等,或根据不同的实验现象来检测物质中某成分的存在,
题型一直延续选择题与非选择题并存的形式,难度适中。试题以自然界中的矿石
材料或工业生产的废渣为命题背景,设计物质的分离或提纯路线,关注物质检验、
分离和提纯在化学工业生产中的应用,注重强化环保意识。
真题演练
1.(2023•山东,6,2分)鉴别浓度均为0.1mol-L-1的NaC10、Ba(0H)2、Ab(S04)3
三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是(C)
A.测定溶液pH
B.滴加酚醐试剂
C.滴力口0.1mol1—1KI溶液
D.滴加饱和Na2c03溶液
[解析]A项,C1CT发生水解使NaClO溶液呈弱碱性,A「+发生水解使
A12(SO4)3溶液呈弱酸性,Ba(OH)2为强碱,故等浓度的三种溶液的pH:
Ba(0H)2>NaC10>Al2(S04)3,可鉴别;B项,将酚酰滴入NaClO溶液后,溶液先
变红后褪色;将酚酰滴入Ba(OH)2溶液后,溶液呈红色;将酚酰滴入Ab(SO4)3
溶液后没有明显现象,可鉴别;C项,NaClO溶液与KI溶液反应生成12,溶液
变为黄褐色,但A12(SO4)3、Ba(OH)2与KI溶液不反应,无明显现象,无法鉴别;
D项,Na2cCh溶液与Ba(0H)2溶液反应产生白色沉淀BaCCh,Na2cO3溶液与
A12(SO4)3溶液反应产生白色沉淀Al(0H)3和气体C02,Na2c03溶液不与NaClO
溶液反应,无明显现象,可鉴别。
2.(2022•广东,4,2分)实验室进行粗盐提纯时,需除去Ca2+、Mg?+和SOE,
所用试剂包括BaCl2以及(A)
A.Na2co3、NaOH、HC1
B.Na2co3、HC1、KOH
C.K2co3、HNO3、NaOH
D.Na2cO3、NaOH、HNO3
[解析]BaCh用于除去SOT。A项中的Na2cCh用于除去Ca2+^过量的Ba?
+,NaOH用于除去Mg2+,HC1用于除去过量的CO歹和OH,正确;加入KOH、
K2cO3最终溶液中会留有K+,加入HNO3最终溶液中会留有NO-均在除杂的
同时引入了新的杂质,故B、C、D项错误。
3.(2022•湖北选择考)高技术领域常使用高纯试剂。纯磷酸(熔点为42℃,
易吸潮)可通过市售85%磷酸溶液减压蒸储除水、结晶除杂得到,纯化过程需要
严格控制温度和水分,温度低于21℃易形成2H3P。4・氏0(熔点为30℃),高于
100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸等。某兴趣小组为制备磷酸晶体设计的实验
装置如图(夹持装置略):
回答下列问题:
(1)A的名称是圆底烧瓶。B的进水口为上(填“a”或"b”)。
(2)P2O5的作用是干燥气体。
(3)空气流入毛细管的主要作用是防止溶液沿毛细管上升,还具有搅拌和
加速水逸出的作用。
(4)升高温度能提高除水速度,实验选用水浴加热的目的是避免直接加热造
成的过度剧烈与温度的不可控制,使溶液受热均匀。
(5)磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向过饱和溶液中加入磷酸晶体
促进其结晶。
(6)过滤磷酸晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为B(填标
号)。
A.<20℃B.30〜35℃
C.42〜100℃
(7)磷酸中少量的水极难除去的原因是磷酸分子中含羟基,可与水分子间形
成氢键。
[解析](1)由仪器构造可知,仪器A为圆底烧瓶;仪器B为直形冷凝管,
冷凝水应从b口进、a口出。
(2)纯磷酸制备过程中要严格控制温度和水分,因此五氧化二磷的作用为干
燥气体。
(3)空气流入毛细管可以对烧瓶中的溶液进行搅拌,使受热均匀,同时还具
有加速水逸出和防止溶液沿毛细管上升的作用。
(4)升高温度能提高除水速度,而纯磷酸制备过程中要严格控制温度,水浴
加热可以避免直接加热造成的过度剧烈与温度的不可控性,使溶液受热均匀。
(5)过饱和溶液暂时处于亚稳态,当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状
态失去平衡,过多的溶质就会结晶,因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶体
促进其结晶。
(6)磷酸纯化过程中,温度低于21℃易形成2H3P。4丑20(熔点为30℃),高
于100℃则发生分子间脱水生成焦磷酸,纯磷酸的熔点为42℃,因此过滤磷酸
晶体时,除了需要干燥的环境外,还需要控制温度为30〜42℃,这个区间内答
案选B。
(7)磷酸的结构式为HO—P-OH,分子中含羟基,可与水分子间形成氢键,
OH
因此磷酸中少量的水极难除去。
曾本讲要点速记:
1.蒸发中的“两注意”:玻璃棒搅拌和不能完全蒸干(应靠余热蒸干)。
2.过滤中的“三注意”:一贴二低三靠。
3.蒸馆中的“三注意”:温度计水银球的位置,冷却水的进出方向,加沸
石防暴沸。
4.萃取分液中的“四步操作”:加萃取剂一振荡放气一静置分层一分液。
5.(1)物质检验的“五步骤”:取少量样品一加入某种试剂一加热振荡等操
作一描述现象f得出结论。
(2)检验气体是根据气体的性质,一般从以下五方面考虑:
①气体的颜色和气味;②水溶液的酸碱性;③助燃性、可燃性及燃烧现象和
产物;④遇空气的变化;⑤其他特性。
6.(1)六种物理提纯方法
①过滤②蒸发③萃取分液④蒸馆⑤升华⑥渗析
(2)六种化学提纯方法
①热分解法②沉淀法③氧化还原法④气化法⑤调节pH法⑥转化
法
(3)四条提纯原则:不增、不减、易分离、易复原
7.解答分离提纯操作问题的考虑方向
(1)是否能达到实验目的,结合题意,确定所选方法是否能实现分离提纯目
的;
(2)是否符合安全操作,不造成事故;
(3)是否有副反应发生,影响实验判断或影响产品纯度。
提能训练练案[37]
一、选择题:本题共io小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024•山东济南高三检测)我国古代科技富载化学知识。下列对古文献涉
及的化学知识叙述不正确的是(D)
选项古文化学知识
烧酒法用浓酒和糟入甑,蒸令气
A烧酒酿制用了蒸储的方法
上,用器承滴露
“石胆化铁为铜”开创了人类文
B利用金属单质置换反应
明史湿法冶金先河
南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽
C黄泥来吸附糖中的色素
坏,去土而糖白
D丹砂烧之成水银,积变又成丹砂丹砂熔融成液态,冷却变成晶体
[解析]由“蒸令气上”可知,与混合物的沸点有关,为蒸僧法,故A正确;
由“石胆化铁为铜”可知,铁置换出铜,是置换反应,故B正确;由“去土而
糖白”可知,是吸附作用,故C正确;由“丹砂烧之成水银,积变又成丹砂”
可知,发生化学变化,故D错误。
2.超临界状态下的C02流体溶解性与有机溶剂相似,可提取中药材的有效
成分,工艺流程如下。
下列说法中错误的是(B)
A.浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出
B.高温条件下更有利于超临界C02流体萃取
C.升温、减压的目的是实现C02与产品分离
D.超临界C02流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点
[解析]高温条件下,二氧化碳为气态,而萃取是利用超临界状态下的C02
流体,故高温条件下不利于超临界C02流体萃取,B项错误。
3.(2024•贵州铜仁模拟)通过电解KI和丙酮的水溶液来制备碘仿。已知:
物质熔点/℃沸点/℃溶解性
丙酮(CH3coe缶)-9556与水、乙醇互溶
碘仿(CHb)120218不溶于水,溶于热乙醇
制得的粗碘仿中含少量石墨粉、丙酮,则分离提纯碘仿的操作中,图中仪器
一定不会用到的是(B)
ABCD
[解析]通过电解KI和丙酮的水溶液来制备碘仿,粗碘仿中含少量石墨粉、
丙酮,根据表中信息,可用热的乙醇溶解碘仿和丙酮,过滤分离出石墨粉,经蒸
储获得碘仿,或经直接蒸储完成,都没用到培埸,B符合题意。
4.(2023・湖北荆州中学等四校三模)下列装置和试剂均正确且能达到实验目
的的是(C)
A.图甲检查装置的气密性
B.图乙除去CL中的NO2
C.图丙制备无水CuSCU
D.图丁分离淀粉溶液和泥沙
[解析]未形成密闭体系,不能用于检查装置气密性,A错误;NO2与饱和
食盐水中的水反应生成污染性气体NO,引入新的气体杂质,B错误;胆矶受热
分解生成CuSCU和水蒸气,N2可吹出水蒸气,可制取无水CuSCU,C正确;淀
粉溶液属于胶体,淀粉分子和泥沙均不能透过半透膜,达不到分离淀粉溶液和泥
沙的目的,D错误。
5.(2024•河北衡水高三检测)下表是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100g
水):
温度NaNO3KNO3NaClKC1
10℃80.521.235.731.0
100℃17524639.156.6
(假设:盐类共存时不影响各自的溶解度,分离晶体时,溶剂的损耗忽略不
计)用物质的量之比为1:1的硝酸钠和氯化钾为原料,制取硝酸钾晶体,其流程
如图所示:
以下说法错误的是(C)
A.①和②的实验过程中,都需要控制温度
B.①实验操作依次为加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤
C.②实验操作依次为加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤
D.用95%的酒精洗涤所得的硝酸钾晶体比较好
[解析]①为蒸发结晶,②为冷却结晶,均需控制温度,A正确;①实验操
作分离出NaCl,依次为加水溶解、蒸发结晶、趁热过滤,B正确;②实验操作
为冷却结晶,C错误;用95%的酒精洗涤可减少硝酸钾的溶解,D正确。
6.(2023•山东荷泽一模)某工业食盐样品中混有NaBr杂质,现对其进行提
纯,并获取液态漠,可设计实验流程如图所示。
操作
下列说法错误的是(B)
A.依据实验流程可知,操作I为萃取、分液,可选取CC14作为萃取剂
B.从溶液D中获取液滨时采用蒸储操作,所用温度计的水银球应插入液面
以下
c.在进行操作n时,需要的主要仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、蒸发皿、
玻璃棒、土甘竭钳
D.若样品质量为44.0g,最终获得42.1g氯化钠固体,则原固体混合物中
氯化钠的质量分数约为90%
[解析]实验流程中通过操作I将溶液分为上下两层,可知此操作为萃取、
分液,依据萃取剂的选择原则可选四氯化碳作为萃取剂,A正确;蒸福时温度计
的水银球应在蒸镭烧瓶的支管口处,B错误;由流程图可知操作n为蒸发,所需
仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、卅堀钳,c正确;样品为氯
化钠和澳化钠的混合物,最终全部转换为氯化钠,依据1mol澳化钠转化为1mol
氯化钠质量减少80g—35.5g=44.5g,实际减少1.9g,则溟化钠的质量约为4.4
g,氯化钠的质量约为39.6g,在原混合物中氯化钠约占90%,D正确。
7.(2024•江苏苏州模拟)已知氨水可以与澳单质发生反应:3Br2+
8NH3-H2O=N2t+6NH4Br+8H2Oo下面提纯粗澳苯(含漠苯、澳单质和苯),
同时得到NH4Br晶体的原理与装置(部分夹持装置已省略)不能达到实验目的的
是(C)
T
A.用装置甲除去漠苯中的漠
B.用装置乙分离甲中反应后的混合液
C.用装置丙蒸干溶液得到NHdBr晶体
D.用装置丁分离澳苯与苯
[解析]NEBr受热易分解,用装置丙蒸干溶液得不到NEBr晶体,C符合
题意。
8.(2024•西安交大附中模拟)下列实验的试剂、装置选用不合理的是(B)
选项实验目的选用试剂选用装置
A除去C12中少量的HC1、H2O试剂a为饱和氯化钠溶液甲
B除去NH3中少量的H2O试剂b为无水氯化钙乙
C除去H2中少量的HC1、H2O试剂b为碱石灰乙
D除去N2中少量的。2足量铜网丙
[解析]干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3,B项错误。
9.(2024•天津北辰区第一次联考)下列气体去除杂质的方法中,能实现目的
的是(D)
选项气体(杂质)方法
ASO2(H2S)通过酸性高镒酸钾溶液
通过澄清石灰水
BSO2(CO2)
CH2(O2)通过灼热的铜丝网
DC12(HC1)通过饱和食盐水
[解析]SO2和H2s都能与酸性高镒酸钾溶液反应,不能达到除杂的目的,
A错误;SO2和CO2都能与澄清石灰水反应,将混合气体通过澄清石灰水不能达
到除杂的目的,B错误;将H2与02的混合气体通过灼热的铜丝网可能会发生爆
炸,且02与灼热铜丝反应生成CuO,H2能将CuO还原为Cu,C错误;氯气在
饱和食盐水中损耗小,且氯化氢气体易溶于水,能达到除杂目的,D正确。
10.已知苯甲醛易被空气氧化,苯甲醇的沸点为205.3℃,苯甲酸的熔点为
121.7℃,沸点为249℃,溶解度为0.34g;乙醛的沸点为34.8℃,难溶于水。
实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理和主要过程如下。
2+KOH——CH2OH+COOK
<^^COOK+HC1——>COOH+KCI
乙醴操作n广乙醴
茶「溶液I产口中
^KOH.H2O白色水、乙酷*产叩甲
醛放置24h"糊状物操作I水HQ广产品乙
S操HI水溶液
试根据上述信息,判断以下说法错误的是(B)
A.操作I是萃取、分液
B.乙醛溶液中所溶解的主要成分是苯甲醛
c.操作n蒸储所得产品甲是苯甲醇
D.操作ni过滤所得产品乙是苯甲酸
[解析]由流程可知,苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾,然后加
水、乙醴萃取苯甲醇,则乙醴溶液中含苯甲醇,操作n为蒸馆,得到产品甲为苯
甲醇;水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸,苯
甲酸的溶解度小,则操作ni为过滤,则产品乙为苯甲酸。
二、非选择题:本题共3小题。
11.(2024•广东惠州期中)已知:C12+2「=2C「+l2,海藻中富含碘元素。
某化学兴趣小组的同学在实验室里用灼烧海藻的灰分提取碘,流程如图。请回答
下列问题。
(1)操作②选用CCL的理由是ACD(填字母)。
A.CCL不溶于水
B.CC14的密度比水的大
C.碘在CC14中比在水中溶解度更大
D.CCL与碘水不反应
(2)用NaOH浓溶液反萃取后再加稀酸,可以分离b和CCL,有关化学方程
式为碱性条件:3l2+6NaOH=5Nal+NaIO3+3H2O;酸性条件:5Nal+NaIO3
+3H2so4=3Na2so4+3b+3H2O。以下是反萃取过程的操作,请按要求填空。
①向装有12的CCL溶液的分液漏斗(填仪器名称)中加入少量1mol/L
NaOH溶液;
②振荡至溶液的紫(或紫红)色消失,静置、分层;
③将含碘的碱溶液从仪器的上(填“上”或“下”)口倒入烧杯中;
④边搅拌边加入几滴1mol/LH2s04溶液,溶液立即转为棕黄色,并析出碘
晶体。
(3)本实验中可以循环利用的物质是CC14。
[解析](1)操作②选用CC14萃取碘水中的12,CC14能作萃取剂,是因为CC14
不溶于
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