2014高考化学一轮复习第十章 第二讲 物质的检验、分离和提纯

1、第二讲物质的检验、分离和提纯,1掌握常见物质的分离和提纯的方法，了解常见物质的检 验方法。 2能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行检验、鉴 别、分离和提纯。,1离子检验答题的规范性。 2物质分离、提纯的常见装置及操作要求。 3分离提纯方法在工业生产流程中的应用。,一、物质的检验 1常见阳离子的检验 根据离子检验时生成物所表现出的现象不同，可把检验离子的方法归纳为三种类型：生成沉淀；生成气体；显现特殊颜色。,黄,紫,白,不,白,溶,白,红褐,血红,红褐,血红,蓝色,白色,白色沉淀,白色,变蓝,紫,2.常见阴离子的检验 (1)利用酸碱指示剂检验,(2)利用盐酸和其他试剂检验 CO32加入BaC

2、l2溶液后，生成_色沉淀，再加稀盐 酸沉淀_，并放出_气体 HCO3加入BaCl2溶液后，_白色沉淀，再加入稀盐 酸放出_且能使澄清石灰水变浑浊。 SO42先加稀盐酸无明显现象，再加入BaCl2溶液，产生 不溶于稀盐酸的_色沉淀 SO32加入BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加稀盐酸，放 出无色有_气味并能使品红溶液退色的气体,白,溶解,无色无味,无色无味气体,白,刺激性,无,(4)利用某些特征反应检验 I滴入淀粉溶液和新制氯水，溶液变_色,白,淡黄,黄,蓝,3常见气体的检验 检验气体是根据气体的特性，一般从以下5方面考虑：气体的颜色和气味；水溶液的酸碱性；助燃、可燃及燃烧现象和产物；遇空气的变

3、化；其他特性。,复燃,浅蓝色,变蓝,生成白烟,退色,又恢复红色,变浑浊,变澄清,变蓝,加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，再加入稀盐酸沉淀不消失，能否判断溶液中存在SO42？ 提示不能。若溶液中存在Ag，也有相同的现象发生。,将气体通入澄清石灰水中，若石灰水先变浑浊，后又变澄清，能否判断该气体一定是CO2? 提示不能。若气体是SO2，也有相同的现象发生。若该气体无色无味，则可以判断是CO2。,二、物质的分离和提纯 1物质分离、提纯的区别 (1)物质的分离：将混合物中的各组分分离开来，获得几种_的过程。 (2)物质的提纯：将混合物中的杂质除去而得到_的过程又叫混合物的净化和除杂。,纯净物,目标物质

4、,2.物质分离提纯的常用物理方法,滤纸,漏斗口,滤纸边缘,玻璃棒,三层滤纸,烧杯内壁,重新过滤,固体和液体,液,体飞溅,要大,不相溶,不反应,下口,上,层,较多量晶体,沸点,支管口,沸石,“下进上出”,胶体,无机盐,3.物质分离、提纯的化学方法,过滤和渗析的本质区别是什么？ 提示本质区别在于提纯的分散系中分散质的颗粒大小不同。,在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液中获取NaCl固体？ 提示加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干。,(1)物质检验的基本步骤 一看(颜色、状态)，二嗅(气味)，三实验(加试剂)。 (2)物质检验的实验现象 生成气体：如N

5、H4、CO32的检验。 生成沉淀：如Cl、SO42的检验。 颜色变化：如：用苯酚或硫氰化钾检验Fe3；淀粉检验单质碘等。 焰色反应：如检验金属或金属离子。,两个总结,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体除Cl2外，还有NO2、O3等。能使品红溶液退色的气体有Cl2和SO2，但Cl2使之退色后加热红色不复现。,一种技巧,离子检验时的注意问题 1注意离子检验所要求的环境，如酸碱性。 2一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验CO32时，HCO3会干扰。 3尽可能选择特效反应以减少干扰，如检验Fe3常选用KSCN溶液，而不是Na2CO3溶液等。,一项注意,化学试剂法除杂的思路 一般化学试剂法除杂是建立在

6、仅用物理方法除杂不能完成的基础上，创造物理方法分离的条件，最好的方向是状态的变化，如使杂质液态变气态、不互溶的液态(溶液)或固态，气态杂质变液态(溶液)或固态，固态变液态(溶液)或气态。试剂的选择需要根据物质的性质考虑，一般考虑的顺序是：水、酸、碱、盐溶液、有机物。,一种思想,分离和提纯一般应遵循“四原则”和“三必须” (1)“四原则”：一、不增(提纯过程中不增加新的杂质)；二、不减(不减少被提纯的物质)；三、易分离(被提纯物质与杂质容易分离)；四、易复原(被提纯物质转化后要易复原)。 (2)“三必须”：一、除杂试剂必须过量；二、过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)；三、选最佳除杂途径

7、；四、除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。,四原则、三必须,1洗涤沉淀的一般方法 把需要洗涤的沉淀放置在一个干净的过滤器中，向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，蒸馏水自然流下，这样反复操作23次，直至沉淀洗涤干净。 注意事项：a.洗涤时，用少量蒸馏水小心沿过滤器四周从上而下冲洗，将沉淀冲到漏斗底部，不可使蒸馏水流速过猛，否则会使沉淀冲出过滤器。b.也不可用玻璃棒搅拌漏斗内的物质，以免划破滤纸。,两种方法,2判断沉淀是否洗涤干净的方法 可根据沉淀中可能存在的物质，向最后一次洗涤液中加入适宜的试剂，来检验洗涤程度。如过滤Na2SO4、BaCl2两种溶液恰好完全反应后的沉淀时，要检验沉淀物是否洗涤干净

8、，应选择AgNO3溶液。若在最后一次洗涤液中加入AgNO3溶液无沉淀(AgCl)生成，则说明沉淀已洗涤干净。,玻璃棒在中学化学实验中的作用 (1)搅拌 蒸发结晶 用玻璃棒搅拌，以免液体局部温度过高，致使液滴飞溅(如图1)。,三种作用,固体溶解 进行固体溶解的实验时，用玻璃棒进行搅拌，以加快固体物质的溶解速度，如粗盐的溶解。 (2)引流 使液体沿玻璃棒注入容器中。 过滤(如图2) 溶液的配制(如图3) (3)测定性质 点测pH 测定溶液的pH时，玻璃棒的作用是蘸取液体。 检验气体性质,检验气体性质时，先用蒸馏水将试纸湿润，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒把试纸放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触)，

9、观察试纸的颜色变化。,物质检验、鉴别的十种特性 (1)溶于水显碱性的气体：NH3。 (2)在空气中由无色变为红棕色的气体：NO。 (3)在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体：Na2O2。 (4)遇SCN显血红色，遇苯酚显紫色，遇OH生成红褐色沉淀的离子：Fe3 。 (5)遇Ag产生沉淀，且不溶于稀硝酸，若沉淀为白色则为Cl；若沉淀为浅黄色则为Br；若沉淀为黄色则为I。 (6)可溶于NaOH溶液的白色沉淀：Al(OH)3；可溶于NaOH溶液的金属氧化物：Al2O3。,十种特性,(7)能与NaOH溶液作用产生H2的金属：Al；能与NaOH溶液反应产生H2的非金属：Si。 (8)能与盐酸反应产生刺

10、激性气味的气体，且该气体通入品红溶液使之退色，加热又复原的离子：SO32或HSO3或S2O32。 (9)能与新制Cu(OH)2悬浊液混合加热生成砖红色沉淀的物质或能发生银镜反应的物质：甲酸、甲酸酯、葡萄糖、醛等。 (10)能漂白有色物质的无色气体是O3。,每次考试简答都是失分的重灾区，应引起注意。,我的反思,物质的鉴别常以简答题形式进行考查，回答时注意： (1)不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，会造成原试剂被污染，所以要有“各取少许”字样。 (2)用词要准确科学：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质”的字样。气体试剂

11、要用“通入”，切不可把液体或固体试剂“通入中”。,我的总结,(1)怎样判断SO42是否沉淀完全？ 提示取上层清液少许于试管中，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明SO42未沉淀完全，反之则沉淀完全。 (2)过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)? 提示洗去可溶性杂质(如Na、Cl等)。,问题征解,1物质检验时对反应的一般要求 (1)反应要有明显的外部特征，如：溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。 (2)反应要在适宜的条件下进行，如：溶液的酸碱性、浓度、温度等的选择。 (3)物质检验时常需排除干扰物的影响，如：用Ba2检验SO42时应排除CO32、SO32等离子的干扰

12、。,必考点80物质的检验,(4)检验反应要求具有一定的选择性 一种试剂如果只与一种或少数几种离子反应，这种反应就叫做选择性反应。与该试剂反应的离子种类越少，反应的选择性越高。 如果试剂只与一种离子(或物质)发生反应，这个反应的选择性最高，这样的反应称为这种离子的特征反应。 在物质检验过程中应尽量采用选择性高的反应，如用品红溶液检验SO2，用KSCN溶液检验Fe3，用湿润的红色石蕊试纸检验气体NH3。,(1)不用任何试剂的鉴别 先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。 若均无明显外观特征，可考虑能否用溶解加热或焰色反应区别开来。 若以上两种方法都不能鉴别时，可

13、考虑两两混合或相互滴加，记录混合后的反应现象，分析确定。 若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同、现象不同而进行鉴别。 若采用上述方法鉴别出一种物质后，可用它做试剂鉴别余下的其他物质。,2物质鉴别的类型与方法,(2)只用一种试剂鉴别多种物质 先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液的酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别。 在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”。,某无色溶液X，由Na、Ag、Ba2、Al3、Al(OH)4、MnO4、CO32、SO42中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：,【典例1】,(1)气体A的成分是(填化学式，下同)_，气体B的成分是_。 (2)X

14、溶液中一定存在的离子是_ _。 (3)写出步骤发生反应的所有离子方程式_ _。 (4)写出步骤形成白色沉淀甲的离子方程式_ _。 (5)通过上述实验，溶液X中还有未完全确定的离子是_；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是_ _(简述所加试剂及理由)。,解析该无色溶液中一定不含MnO4；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有CO32，则肯定无Ag、Ba2、Al3，气体A为CO2；溶液中含有NaCl、HCl，可能含有AlCl3、SO42，再加入过量碳酸氢铵溶液，产生白色沉淀应为Al(OH)3，说明X中含有Al(OH)4，溶液加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为NH3，产生的白色

15、沉淀应为BaCO3，可能含有BaSO4。再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定X中是否有SO42。 答案(1)CO2NH3(2)CO32、Al(OH)4、Na(3)CO322H=H2OCO2、Al(OH)44H=Al34H2O (4)Al33HCO3=Al(OH)33CO2 (5)SO42取少量的白色沉淀乙于试管中加足量盐酸，充分振荡后若白色沉淀能完全溶解，则X中不存在SO42，若不完全溶解，则存在SO42,1物质鉴定的一般步骤：,2根据“实验现象的差异”鉴定物质 任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可用于物质的鉴定。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶

16、解、有无沉淀、有无吸热或放热等现象来判别。可以根据能不能产生某个现象来判别，也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。所以常常可以用多种方法鉴定某种物质。,某溶液中可能含有H、NH4、Mg2、Al3、Fe3、CO32、,【应用1】,SO42、NO3中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是 ()。,A溶液中的阳离子只有H、Mg2、Al3 B溶液中n(NH4)0.2 mol C溶液中一定不含CO32，可能含有SO42和NO3 Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111 解析由知溶液中一定含有H

17、，一定没有CO32、NO3，由知溶液中一定含有Mg2、Al3，由图像可知溶液中还一定含有NH4，且n(NH4)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀Al3，Mg2共消耗0.4 mol OH，其中沉淀Al3消耗0.3 mol OH，沉淀Mg2消耗0.1 mol OH，根据Mg22OH，可得n(Mg2)0.05 mol，故只有选项B正确。 答案B,物质的分离、提纯是中学化学实验中的一项综合性较强的实验内容，复习时应掌握： 所谓不增，不引进新的物质；不减指不能损耗或减少被提纯的物质；易复指被提纯物质转化后易复原

18、；易分指易使杂质与被提纯的物质分离。,必考点81物质的分离和提纯,1物质提纯的原则：不增、不减、易复、易分,2常见物质除杂方法,【典例2】 (2012广东理综，33)苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。,实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100 反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。,已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4 ，在25 和95 时溶解度分别为0.3 g和6.9 g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。 (1)操作为_，操作为_。 (2)无色液体A是_，定性检验A的试剂是_，现象是_。 (3)测定白色固体B的熔点，发

19、现其在115 开始熔化，达到130 时仍有少量不熔。该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。请完成表中内容。,(4)纯度测定：称取1.220 g产品，配成100 mL甲醇溶液，移取25.00 mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40103 mol。产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为_，计算结果为_(保留二位有效数字)。,解析要抓住甲苯和苯甲酸的性质差异，并结合实验流程进行分析、解决问题。 (1)滤液经操作分为有机相和水相，则为分液。有机相加无水Na2SO4干燥、过滤，再进行蒸馏(操作)获得无色液体A，显然A为甲苯。苯甲酸的溶解度受

20、温度影响相对较大，水相经一系列处理，得到白色固体B，则B的主要成分为苯甲酸。 (2)甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸，KMnO4被还原生成MnO2，溶液的紫红色退去。 (3)将白色固体B加入水中，加热溶解，冷却结晶，过滤，得到白色晶体和无色滤液。用AgNO3溶液定性检验Cl的存在，测定所得白色晶体的熔点，确定为苯甲酸。,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),4“气气”混合物的分离(提纯),5含杂质的胶体的分离(提纯) 渗析法：用半透膜除去胶体中混有的小分子或离子等杂质。,下列除杂质的方法不可行的是 ()。 A用过量氨水除去Al3

21、溶液中的少量Fe3 B将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O2 C用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水 D用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3,【应用2】,解析对于杂质的除去方法，可以从主要物质和杂质角度分别考虑，一般是从杂质直接除去的反应出发。,答案A,从2013年高考理综化学卷常见错误分析，学生答题不规范主要表现在以下方面： (1)书写不规范； (2)化学方程式没配平或漏掉生成物或抄错； (3)错别字多； (4)字符书写潦草难以辨认； (5)书写有机结构简式多氢或少氢。 出现以上情况并非说明考生化学基础知识欠缺，而是平时没有养成良好的习惯。因此，同学们有必要培养自己严谨

22、的学习态度，养成良好的书写习惯，减少非智力因素丢分。,试卷采样,1定量实验要注意三个问题：一是注意关键仪器的规格；二是所用定量仪器的精确度；三要注意计算过程中有效数字的处理。如(1)中，容量瓶的规格有100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL等几种，故本题配制400 mL需选用500 mL的容量瓶，据此可知(2)中通过计算所需NaOH固体质量应为10.0 g。 2(4)题学生答案表述不规范，仅用了两个动词“搅拌”、“引流”，并没有把操作目的交待清楚。 3(5)丢掉了质量的单位g。在化学计算题中，要特别注意单位的书写规范，如果题目所留空后无单位，则一定要写明单位，当然像相对分子质

23、量这样的数字后是不能加单位的。,答题指导,4微粒的个数不能用mol来表示，摩尔是物质的量的单位。 答案(1)500 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、量筒 (2)10.0(3)C(4)搅拌作用，加速氢氧化钠固体溶解 向容量瓶中引流液体(5)5.8 g(6)0.05NA或3.011022,Hold住考向,名师揭秘,预计2014年对本讲的考查将以自然界中的矿石材料或工业生产中产生的废渣处理工艺为命题背景，设计物质的分离或提纯路线，突出表现化学科学在物质的制备中的应用的命题趋势较大，考生应予以关注。,1判断正误 (1)将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液除去HCl( ) (2012广东理综，9D)

24、 (2)用饱和碳酸钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢 ( ) (2010上海，8D) (3)KNO3晶体中的NaCl，蒸馏水，结晶( ) (2010上海，15C) (4)C2H5OH中的CH3COOH，加足量CaO，蒸馏( ) (2010上海，15D),物质的分离和提纯,(5)将碘水倒入分液漏斗，加适量乙醇，振荡后静置，可将碘萃取到乙醇中 ( ) (2009天津理综，3A) (6)在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后，充分加热，除去过量的Cl2，即可得到较纯净的FeCl3溶液 ( ) (2009天津理综，3D),2(2012北京理综，8)下列实验中，所选装置不合理的是 ()。,A分离N

25、a2CO3溶液和CH3COOC2H5，选 B用CCl4提取碘水中的碘，选 C用FeCl2溶液吸收Cl2，选 D粗盐提纯，选和 解析Na2CO3溶液与CH3COOC2H5互不相溶，故应用分液的方法进行分离，选装置。 答案A,A苯中含苯酚杂质：加入溴水，过滤 B乙醇中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液 C乙醛中含乙酸杂质：加入氢氧化钠溶液洗涤，分液 D乙酸丁酯中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液 解析A项，溴与苯酚反应生成的三溴苯酚可溶于苯，引入了新杂质不能通过过滤除去；B项，乙醇与水可以任意比互溶；C项，乙醛易溶于水。 答案D,3(2012上海化学，12)下列有机化合物中均含有酸性杂质， 除

26、去这些杂质的方法中正确的是 ()。,4(2012全国，29)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。,回答下列问题： (1)起始滤液的pH_7(填“大于”、“小于”或“等于”)，其原因是_ _； (2)试剂的化学式为_，中发生反应的离子方程式为_； (3)试剂的化学式为_，中加入试剂的目的是_ _； (4)试剂的名称是_，中发生反应的离子方程式为_；,(5)某同学称取提纯的产品0.775 9 g，溶解后定容在100 mL容量瓶中，每次取25.00 mL溶液，用0.100 0 molL1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL，该产品的纯度为_ _ (列式并计算结果)。,答案(1)大于弱酸强碱盐K2CO3发生水解使体系呈碱性(2)BaCl2Ba2CO32=BaCO3、Ba2SO42=BaSO4(3)K2CO3除去A中的Ba2离子 (4)盐酸CO322H=H2OCO2,1(2012海南化学，8)两种盐的固体混合