03第10讲物质的分离提纯【正文】听课手册

第10讲物质的分离提纯1.掌握常见物质分离和提纯的方法;掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。

2.正确选用分离和提纯物质的实验装置。

3.根据化学实验目的,设计、评价物质的分离与提纯的实验方案。考点一混合物分离提纯的物理方法一、物质的分离和提纯(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。二、分离、提纯的物理方法1.依据物理性质选择分离、提纯的方法(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)2.物理法分离提纯物质的装置(1)常用装置甲乙丙丁戊①过滤(装置甲)适用范围分离不溶性固体与

注意事项一贴滤纸紧贴漏斗内壁二低滤纸边缘低于

液面低于

三靠烧杯杯口紧靠

玻璃棒下端紧靠

漏斗下端长的那侧管口紧靠

②蒸发(装置乙)适用范围分离易溶性固体的溶质和溶剂注意事项玻璃棒的作用:搅拌,防止

停止加热的标准:当有时停止加热,利用余热蒸干

③萃取和分液(装置丙)适用范围萃取利用溶质在互不相溶的溶剂里的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来

分液分离两种且易分层的液体

注意事项①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的大得多②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶③萃取剂与溶质不反应④常用的萃取剂是苯或CCl4,一般不用酒精作萃取剂④蒸馏(装置丁)适用范围分离相差较大且互溶的液体混合物

注意事项①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的处

②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是

③冷凝管水流方向为口进,口出

⑤升华(装置戊)适用范围对于某种组分易的混合物,利用物质易升华的性质,在加热条件下将其分离出来

注意事项如NaCl固体中的I2可用该方法,但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离(2)创新装置①过滤装置的创新——抽滤由于水流的作用,使装置a、b中气体的压强减小,故使过滤速率加快。②蒸馏装置的创新由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物循环利用,提高了反应物的转化率。③冷凝装置的创新图示装置由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可减少反应物的损失,提高反应物的转化率。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)NH4Cl不能升华,除去碘中的NH4Cl应采用加热升华的方法 ()(2)制取无水乙醇,可向乙醇中加入CaO之后过滤 ()(3)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇 ()(4)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法()(5)1-己醇的沸点比己烷的沸点高,1-己醇和己烷不能通过蒸馏初步分离 ()(6)用图甲装置将海带灼烧成灰 ()(7)用图乙装置过滤得含I-的溶液 ()(8)用图丙装置分离碘并回收CCl4 ()(9)用图丁装置蒸干CuSO4溶液制CuSO4·5H2O ()甲乙丙丁题组一混合物分离提纯的物理方法1.下列分离提纯的方法错误的是 ()A.重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸B.萃取法分离Br2和苯C.升华法除去NaCl(s)中的I2(s)D.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl42.[2024·湖南长郡中学模拟]下列实验中,所选装置不合理的是 ()A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选④B.用CCl4提取碘水中的碘,选③C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤D.粗盐提纯,选①和②题组二混合物分离提纯的物理方法在实际生产中的应用3.海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元素。其中,海带产量高、价格低,常用作提取碘单质的原料,其流程如图所示。下列说法错误的是 ()A.操作①②③均用到玻璃棒,且作用相同B.操作④发生反应的离子方程式为H2O2+2I-+2H+I2+2H2OC.操作⑤中溶剂X可以选用苯或CCl4D.操作⑥可以是蒸馏4.[2024·山东聊城三模]某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34g和2.2g)。下列说法不正确的是 ()A.“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出B.“溶解”“过滤”“洗涤”操作中均使用了玻璃棒C.“洗涤”时,选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥D.将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称量考点二混合物分离提纯常用的化学方法1.化学法分离提纯物质遵循的“四原则”“三必须”2.物质分离提纯的常用化学方法方法原理例析沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl-、SO42-、气化法将杂质离子转化为气体CO32-、HCO3-、SO32-、HS杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2;用灼热的铜网除去N2中的O2热分解法加热使不稳定的物质分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3电解法利用电解原理除去杂质含杂质的粗铜作阳极、纯铜作阴极,CuSO4溶液作电解质溶液调pH法加入试剂调节溶液pH使溶液中某种成分生成沉淀而分离如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入Cu(OH)2、CuO或Cu2(OH)2CO3等,调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去吸收法常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质,选择适当固体或溶液作吸收剂,常用的实验装置是洗气瓶或干燥管CO2中混有HCl气体,可通过饱和NaHCO3溶液除去HCl【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去 ()(2)除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后再过滤 ()(3)除去铜粉中混有的CuO:加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥 ()(4)除去干燥CO2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶()(5)除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入过量铁粉,过滤 ()(6)除去甲烷中的乙烯,可将气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 ()(7)通过灼热的CuO除去H2中的CO ()(8)向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3 ()(9)乙烯中混有的SO2可以通过溴水除去 ()(10)除去BaCO3固体中混有的BaSO4:加过量盐酸后,过滤洗涤 ()题组一混合物分离提纯的化学方法1.[2024·安徽十校联盟联考]下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中,不正确的是 ()A.FeCl3溶液(FeCl2):通入适量Cl2B.Fe2O3固体(Al2O3):加入烧碱溶液,过滤C.CO2气体(HCl):通过Na2CO3溶液洗气后干燥D.Na2CO3固体(NaHCO3):加热2.[2024·山东青岛期初调研]为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所用除杂试剂和分离方法都正确的是 ()选项ABCD含杂物质甲烷(乙烯)酒精(乙酸)乙烯(二氧化硫)苯(溴)除杂试剂酸性KMnO4溶液钠NaOH溶液四氯化碳分离方法洗气蒸馏洗气分液题组二混合物分离提纯的化学方法的应用3.[2025·黑龙江哈师大附中检测]过渡金属钌(Ru)广泛应用于电子、航空航天、化工等领域,某科研小组设计了一种从含金属钌单质的废料中分离提纯金属钌的工艺,其流程如图所示。已知:“碱浸氧化”工序中Ru单质生成了Na2RuO4。下列说法错误的是 ()A.“沉钌”工序后需进行的操作是过滤B.“碱浸氧化”工序中钌单质反应的离子方程式:Ru+3ClO-+2OH-3Cl-+RuO42-+HC.“沉钌”工序中草酸发生还原反应D.利用H2、CO等试剂可将RuO2还原为Ru4.在实验室中,由含硒废料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)制取硒的流程如图所示。下列说法错误的是 ()A.“分离”时得到含硫煤油的方法是分液B.“酸溶”操作的目的是除去废料中的金属氧化物C.“浸取”后滤渣的主要成分是SiO2D.“酸化”时发生反应的离子方程式:SeSO32-+2H+Se↓+SO2↑+H归纳总结常见混合物的分离提纯方法(1)常见气体的除杂方法气体(括号内为杂质)除杂试剂化学方程式或原理C2H2(H2S)CuSO4溶液H2S+CuSO4CuS↓+H2SO4H2(NH3)浓硫酸NH3+H2SO4NH4HSO4Cl2(HCl)饱和NaCl溶液HCl极易溶于水,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小CO2(HCl)饱和NaHCO3溶液HCl+NaHCO3NaCl+H2O+CO2↑CO2(SO2)饱和NaHCO3溶液SO2+2NaHCO3Na2SO3+H2O+2CO2CO2(CO)灼热CuOCO+CuOCu+CO2CO(CO2)NaOH浓溶液CO2+2NaOHNa2CO3+H2ON2(O2)灼热铜网2Cu+O22CuOCH4(CH2CH2、CH≡CH)溴水CH2CH2+Br2CH2BrCH2BrHC≡CH+2Br2CHBr2CHBr2(2)常见固体或溶液的除杂方法物质(括号内为杂质)除杂试剂或方法化学方程式或原理分离方法Na2CO3固体(NaHCO3)加热2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑—NaCl溶液(Na2SO4)加适量BaCl2溶液Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl过滤NaCl固体(NH4Cl)加热NH4ClNH3↑+HCl↑—FeCl2溶液(FeCl3)加过量铁粉2FeCl3+Fe3FeCl2过滤FeCl3溶液(FeCl2)通入适量Cl22FeCl2+Cl22FeCl3—NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3—Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加过量铜粉2AgNO3+CuCu(NO3)2+2Ag过滤I2(SiO2)加热I2加热升华、冷却凝华,得I2—Fe2O3(Al2O3)加过量NaOH溶液Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]过滤NH4Cl溶液(FeCl3)加适量氨水FeCl3+3NH3·H2OFe(OH)3↓+3NH4Cl过滤KNO3固体(NaCl)水根据二者的溶解度随温度的变化不同降温结晶NaCl溶液(MgCl2)加适量NaOH溶液MgCl2+2NaOHMg(OH)2↓+2NaCl过滤C(CuO)加过量稀盐酸CuO+2HClCuCl2+H2O过滤CuS(FeS)加过量稀盐酸FeS+2HClFeCl2+H2S↑过滤镁粉(铝粉)加过量NaOH溶液2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑过滤教材模型人教·选择性必修3·第一章第二节(1)观察粗苯甲酸样品的状态。(2)将1.0g粗苯甲酸放入100mL烧杯,加入50mL蒸馏水。加热,搅拌,使粗苯甲酸充分溶解。(3)使用漏斗趁热将溶液过滤至另一烧杯中,将滤液静置,使其缓慢冷却结晶。(4)待滤液完全冷却后滤出晶体,并用少量蒸馏水洗涤。将晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称其质量。(1)了解苯甲酸的性质:纯净的苯甲酸为无色结晶,其结构简式可表示为,熔点122℃,沸点249℃。苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇等有机溶剂。(2)物质的分离和提纯主要包括两个方面:一是试剂的选择;二是操作方法的选择。重结晶是提纯固体有机化合物常用的方法,是利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去。链接高考应用1直接考查重结晶法提纯苯甲酸1.[2024·广东卷]提纯2.0g苯甲酸粗品(含少量NaCl和泥沙)的过程如下。其中,操作X为 ()苯甲酸粗品加水加热浊液趁热过滤滤液X过滤洗涤苯甲酸A.加热蒸馏 B.加水稀释 C.冷却结晶 D.萃取分液2.[2023·浙江卷]苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:粗苯甲酸悬浊液滤液苯甲酸下列说法不正确的是 ()A.操作Ⅰ中依据苯甲酸的溶解度估算加水量B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaClC.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹D.操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体应用2综合考查有机物的分离提纯3.[2022·山东卷]已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是 ()A.苯胺既可与盐酸也可与NaOH溶液反应B.由①③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①②③获得D.①②③均为两相混合体系经典真题·明考向1.[2024·湖北卷]关于物质的分离、提纯,下列说法错误的是 ()A.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4B.过滤法分离苯酚