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文档简介

常考的分离提纯操作结晶过

滤蒸馏萃取与反萃取等洗涤一、结晶蒸发结晶冷却结晶重结晶……(变温结晶)结晶一、结晶1、蒸发结晶方法:通过加热蒸发溶剂,使溶液不饱和变为饱和溶液,继续加热使溶质析出,直至出现大量晶体时,停止加热,利用余热将剩余水分蒸干。适用:一般的单一溶质溶液得到晶体一、结晶2、蒸发浓缩、冷却结晶方法:通过加热蒸发溶剂,使溶液不饱和变为饱和溶液,继续加热使溶质析出,直至出现少量晶膜时,停止加热,降温结晶,使晶体析出,过滤得到晶体。适用:①带有结晶水的物质(如胆矾、明矾等);②受热易分解(如碳酸氢钠)或易被氧化的物质(亚铁盐、亚硫酸盐等)③易水解的盐酸盐、硝酸盐等;④溶解度随温度变化差异较大的多种物质分离;

比如,从KNO3(含少量NaCl)混合溶液中获取KNO3关键词:蒸发浓缩—冷却结晶—过滤—洗涤—干燥一、结晶3、蒸发结晶、趁热过滤方法:通过加热蒸发溶剂,使溶液不饱和变为饱和溶液,继续加热使溶质析出,直至出现大量晶体时,停止加热,趁热过滤得到晶体。适用:溶解度随温度变化差异较大的多种物质分离;比如,从NaCl(含少量KNO3)溶液中获取NaCl关键词:加热浓缩—趁热过滤—洗涤—干燥一、结晶4、重结晶方法:再次或多次结晶,直至达到预期的纯度。适用:①被提纯的物质在此溶剂中的溶解度,受温度的影响较大②杂质在此溶剂中溶解度很小或很大;

如苯甲酸的重结晶:

加热溶解—趁热过滤—冷却结晶—过滤结晶后的固体溶液固体溶解结晶一、结晶2019·全国卷Ⅰ,27(4)由硫酸铁与硫酸铵的混合溶液,通过___________________________________操作,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。2019·全国卷Ⅲ,27(5)改编

过滤得到乙酰水杨酸结晶粗品,该固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体,采用的“纯化”方法为_________。加热浓缩、冷却结晶、重结晶2021·河北,14(4)②向含NH4Cl的滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作______________、_______、洗涤、干燥。冷却结晶过滤链接高考过滤洗涤一、结晶5、改变溶剂结晶(1)盐析法(2)醇析法:加有机溶剂(如乙醇等)回归教材:选择性必修三P115回归教材:选择性必修二P96一、结晶链接高考

实验步骤如下:

CA.水

B.乙醇

C.乙醚一、结晶5、改变溶剂结晶摩擦会在烧杯内壁产生微小粗糙点,这些点为溶质分子提供了聚集的核心,使溶质分子能以此为中心快速聚集形成晶核,进而促进晶体生长。一、结晶链接高考(2022·湖北,16,节选)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%磷酸溶液减压蒸馏除水、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2H3PO4·H2O(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下(夹持装置略):回答下列问题:(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___________促进其结晶。磷酸晶种回归教材:选择性必修二P93——明矾晶体的制备一、结晶链接高考

已知:Be2++4HABeA2(HA)2+2H+回答下列问题:(2)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是

。快速冷却熔融态物质冷却凝固时,若缓慢冷却则会形成晶体,若快速冷却则可能会形成非晶态,即玻璃态。且缓慢冷却有助于减少杂质在晶体中的夹杂,从而提高晶体的纯度。二、过滤过滤方式:(1)常压过滤(过滤时间长)过滤目的:分离固液混合物,得到滤液和滤渣注意事项:一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;二低:滤纸上沿低于漏斗边缘;

液面低于滤纸上沿;三靠:倾倒液体的烧杯口紧靠玻璃棒;

玻璃棒紧靠三层滤纸处;

漏斗下端尖口紧靠烧杯内壁。链接高考二、过滤(2023·全国甲卷,27-节选)钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2

2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O。具体步骤如下:Ⅰ.称取2.0gNH4Cl,用5mL水溶解。Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2·6H2O后,将溶液温度降至10℃以下,加入1g活性炭、7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。Ⅲ.加热至55~60℃反应20min。冷却,过滤。Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中,趁热过滤。Ⅴ.滤液转入烧杯,加入4mL浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。(3)指出如图过滤操作中不规范之处:玻璃棒末端没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端尖嘴部分没有紧靠烧杯内壁。二、过滤过滤方式:(1)常压过滤(过滤时间长)注意事项:①不宜过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀;②倒入布氏漏斗的液体不能超过其容积的2/3③

停止抽滤时,应先拔下吸虑瓶支管上的皮管,再关闭抽气泵开关,防止倒吸;

优点:过滤速度快;固液分离更彻底;(2)

减压过滤(抽滤)二、过滤过滤方式:(1)常压过滤(过滤时间长)(2)

减压过滤(抽滤)(3)

热过滤注意事项:①过滤温度较高溶液应选择保温漏斗;②一般不用玻璃棒引流,以免加速降温;③

漏斗下端可以不靠着锥形瓶内壁,以免滤液迅速冷却析出晶体,晶体沿器壁向上堆积,从而堵塞漏斗口三、洗涤考点1.洗涤目的:若滤渣是所需物质,洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质,得到更纯净的沉淀物。若滤液是所需物质,洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣,把有用的物质如目标产物尽可能洗出来。考点2.洗涤操作:向过滤器中加入**洗涤剂(常为蒸馏水)至浸没沉淀,待洗涤剂自然流下后,重复操作2-3次。注意:在洗涤过程中不能搅拌,以免损坏滤纸,造成晶体损失。三、洗涤考点3.判断洗涤干净的方法:取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加适当的试剂,若没有明显现象(如沉淀、颜色变化等),则说明沉淀已洗涤干净。考点4.洗涤剂的选择:蒸馏水:主要用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。冷水或热水:适用于产物在冷水或热水中溶解度更小的情况,可降低产品的溶解损失。沉淀的饱和溶液:可减小沉淀的溶解。有机溶剂(如酒精、丙酮):适用于易溶于水的固体,既能减少固体溶解,又能利用其挥发性除去水分使产品易于干燥。

(5)过滤得到碘化亚铜后,先用装置C中的溶液洗涤,然后再用无水乙醇洗涤,可能的原因是___________________________________________________。

三、洗涤四、蒸馏1.适用范围:蒸馏适用于分离相互溶解但沸点相差较大(通常相差30度以上)的液体混合物。2.实验装置:四、蒸馏3.操作步骤:检查装置气密性。向蒸馏烧瓶中加入待分离的混合物,并加入沸石或碎瓷片以防暴沸。加热蒸馏烧瓶,开始收集馏分。收集完馏分后,先停止加热,再停止通冷却水。4.注意事项:加热时要垫石棉网(陶土网),以防止烧瓶受热不均而炸裂。加入沸石或碎瓷片是为了防止液体暴沸,若忘加需冷却后再补加。温度计的位置要正确,水银球应与支管口持平。冷却水的流向应与蒸汽流向相反,以确保充分冷却。四、蒸馏5.考点分析:直型冷凝管:结构简单,易于清洗和维护,适用于倾斜式蒸馏装置,流体流动速度快,常用于冷凝蒸汽并收集馏分。球形冷凝管:内管为球形或半球形,冷凝面积大,效果好,适用于冷凝回流以提高产率,通常用于有机物制备或固液萃取。蛇形冷凝管:内管长度大,冷凝面积更大,适用于低沸点液体的冷凝和需要冷凝回流的实验。空气冷凝管:适用于沸点大于140摄氏度的液体蒸汽冷凝,由于蒸汽温度高,不适合用冷却水,避免温差过大导致玻璃管炸裂。常见考点1:冷凝管的选择四、蒸馏5.考点分析:常见考点1:冷凝管的选择常见考点2:减压蒸馏主要用于分离和提纯沸点较高的液体有机化合物。该方法适用于那些在常压蒸馏时,在未达到沸点之前就已经发生热分解、氧化或聚合的物质。四、蒸馏5.考点分析:常见考点1:冷凝管的选择常见考点2:减压蒸馏常见考点3:防止液体暴沸暴沸:当液体中缺少气泡或杂质时,即使温度达到并超过了沸点,也不会沸腾,形成了过热液体。过热液体是不稳定的,如果过热液体的外部环境温度突然急剧下降或侵入气泡或杂质,则会形成剧烈的沸腾,并伴有爆裂声,这种现象叫暴沸。防暴沸的方法:加入沸石一类的多孔物质;搅拌:通过搅拌可以形成微小的气泡,作为汽化中心,防止过热液体的形成;加入毛细管:毛细管通过通入少许气体来防止液体暴沸。链接高考(2022·湖北,16-节选)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%磷酸溶液减压蒸馏除水、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2H3PO4·H2O(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下(夹持装置略):(3)空气流入毛细管的主要作用是防止________,还具有搅拌和加速水逸出的作用。暴沸四、蒸馏五、萃取与反萃取萃取:利用物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度差异,将目标化合物从一种溶剂转移到另一种溶剂中。如用CCl4萃取溴水中的Br2。常见萃取类型:液-液萃取、固-液萃取2.反萃取:与萃取过程相反,将被萃取物从有机相返回水相的过程。反萃取剂的选择和操作条件的调整是反萃取的核心。链接高考(2019·全国Ⅱ卷,29-节选)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10−6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:(2)与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是_______

___。

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