同步苏教化学必修一新突破讲义专题1 第2单元 第1课时 物质的分离与提纯 Word版含答案.docx

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同步苏教化学必修一新突破讲义专题1第2单元第1课时物质的分离与提纯Word版含答案

第二单元　研究物质的实验方法

第1课时　物质的分离与提纯

目标与素养：

1.初步学会过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等分离物质的实验技能，能独立完成一些简单的物质分离与提纯的实验操作。

（实验探究与创新意识）2.初步了解根据物质的不同性质，来选择不同的分离方法对物质进行分离。

（证据推理与模型认知、实验探究与创新意识）

一、过滤与结晶

1．过滤——适用于固液混合物的分离

（1）实验用品：

漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滤纸等。

（2）在进行过滤操作时应注意的问题：

①一贴：

滤纸紧贴漏斗内壁；

②二低：

滤纸边缘略低于漏斗边缘；液体的液面略低于滤纸的边缘；

③三靠：

向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上；玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧；漏斗颈的末端应靠到烧杯的内壁上。

如何洗涤过滤后所得到的沉淀物？

[提示]　向过滤器里加入适量蒸馏水，使水面浸没沉淀物，待水自然滤去后，再加水洗涤，连续洗几次，直至沉淀物洗净为止。

2．蒸发——适用于分离溶于溶剂的固体

（1）实验用品：

蒸发皿、三脚架或铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒。

（2）在进行蒸发操作时要注意以下几个问题：

①在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热造成液滴飞溅；

②加热到蒸发皿中剩余少量液体时（出现较多晶体时）应停止加热，用余热蒸干；

③热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。

如果要立即放在实验台上，则要垫在石棉网上。

3．应用

（1）若两种物质的混合物中，一种组分可溶于水，而另一种组分难溶于水，可以先加适量的水溶解混合物，然后过滤，将溶液蒸发结晶得到可溶解的组分，从而实现可溶性组分与难溶性组分的分离。

（2）两种固体混合物均溶于水，溶解度随温度的变化有较大的差别。

例如：

在提纯混有少量氯化钾的硝酸钾时，可采用结晶的办法。

先在较高温度下将混合物溶于水中形成浓溶液，然后冷却到一定温度，由于硝酸钾的溶解度随温度降低急剧下降，因此有大量硝酸钾晶体析出，而氯化钾不会结晶析出，再过滤，即可获得纯净的硝酸钾晶体。

二、萃取与分液

1．萃取与分液的比较

萃取

分液

原理

利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离物质的方法。

将互不相溶的液体分离的操作。

仪器

分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）

分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）

注意事项

①振荡时，要不时地旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大造成危险。

②分液时待液体分层后，将分液漏斗上的玻璃塞打开（或使塞上的凹槽对准漏斗上的小孔），再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体沿烧杯壁流下。

下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。

③分液时，分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，以防液滴飞溅。

2.萃取剂选择的标准

（1）萃取剂和原溶剂互不相溶、不反应；

（2）萃取剂和溶质不发生反应；（3）溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。

3．分液漏斗的使用和检漏方法

分液漏斗使用前必须检查是否漏液。

若漏液可在活塞上涂少量凡士林。

检漏方法：

在分液漏斗中注入少量的水，塞上瓶塞，倒置看是否漏水。

若不漏水，正立后把瓶塞旋转180°，再倒置看是否漏水。

4．实验室用四氯化碳从碘水中萃取碘的实验步骤

（1）从碘水中提取碘时，能不能用酒精代替四氯化碳？

[提示]　不能，因为酒精与水互溶。

（2）萃取和分液通常同时进行，有人说这其实是一种分离方法，你认为对吗？

[提示]　不对。

萃取是从均匀的混合物中提取出某种物质，但是还存在于一个容器中。

分液是把在一个容器中已经分层的两种液体分到两个容器中。

三、蒸馏

1．蒸馏是利用沸点相差较大来分离互溶液体混合物。

2．实验用品：

铁架台（带铁圈、铁夹）、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、牛角管等。

3．实验装置：

见下图。

4．注意事项

（1）温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。

（2）蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的

，也不能少于

。

（3）冷凝管中冷却水从下口进，上口出。

（4）先接通冷凝水，再加热。

（5）蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片——防液体暴沸。

（6）剩余少量溶液时即可停止加热，溶液不可蒸干。

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

（1）为加快过滤速率，可用玻璃棒搅拌漏斗中的溶液（×）

（2）蒸馏时温度计的水银球应插入液面以下（×）

（3）分液时应先将下层液体从下口放出，再将上层液体从上口倒出（√）

2．下列实验操作中正确的是（　　）

A．蒸馏操作时，应向蒸馏烧瓶中加入几块沸石，以防止暴沸

B．蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热

C．分液操作时，先将分液漏斗中下层液体从下口放出，再将上层液体从下口放出

D．萃取操作时，可以选用CCl4或酒精作为萃取剂从溴水中萃取溴

A　[B项，蒸发时不能蒸干；C项，上层液体从上口倒出；D项，酒精与水互溶，不能作为萃取剂。

]

3．在溶解性方面，Br2与I2很相似，其稀的水溶液呈黄色。

在实验室里从溴水中提取Br2和提取I2的方法相似。

回答下列问题：

（1）常用的提取方法是________，所需试剂是________，最主要的仪器是________。

（2）若发现提取Br2后的水层还有颜色，解决该问题的方法是

_______________________________________________________

_____________________________________________________。

[解析]　

（1）碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，且碘与四氯化碳不反应，水与四氯化碳不互溶；所以在实验室里从溴水（Br2的水溶液）中提取Br2，采用萃取的方法，萃取剂为四氯化碳，萃取最主要的仪器是分液漏斗；

（2）若观察发现提取Br2以后的水还有颜色，说明水中还含有溴，需再进行萃取，直到水为无色，然后将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并起来。

[答案]　

（1）萃取　四氯化碳　分液漏斗　

（2）再进行萃取，直到水层呈无色，将每次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并

物质分离、提纯方法的选择

1．分离与提纯的区别

（1）物质的分离是指利用物质的物理或化学性质的差异，将混合物中各组分一一分开，获得几种纯净物的实验操作过程。

（2）物质的提纯是指利用物质的物理或化学性质的差异，除去物质中混有的杂质，得到纯净物的实验操作过程。

2．化学方法提纯和分离物质的“四原则”和“三必须”

（1）“四原则”：

利用化学方法分离和提纯物质时，操作过程要注意八个字：

“不增、不减、易分、复原”。

①不增：

不引入新的物质；②不减：

不消耗被提纯的物质；③易分离：

杂质转换为沉淀、气体等易分离除去；④易复原：

被提纯物质要容易复原。

（2）“三必须”：

①除杂试剂必须过量；②过量试剂必须除尽（因过量试剂带入新的杂质）；③除杂途径必须选最佳，除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。

3．物质分离方法的选择

（1）固体与固体混合物：

若杂质易分解、易升华时则用加热法；若一种易溶、一种难溶时可用溶解过滤法；若两者均易溶，但其溶解度受温度的影响不同（差异较大），则可用重结晶法。

（2）液体与液体混合物：

若沸点相差较大时，用蒸馏法；若互不相溶时，用分液法；若在溶剂中溶解度不同时，用萃取法。

（3）气体与气体混合：

一般用洗气法。

（4）若不具备上述条件的混合物，可选用适当的化学方法进行处理，待符合上述条件时，再选用适当的方法。

　氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料。

实验室提纯含少量泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：

（1）操作①中必须用到的一种仪器是________（填字母）。

A．研钵　　　　　　B．量筒

C．烧杯D．试管

（2）操作⑤中除用到铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳外，还需要用到的仪器是________。

（3）实验结束后称量获得的“精盐”，并计算“精盐”的制得率，发现制得率较低，其可能原因是________（填字母）。

A．粗盐没有全部溶解即过滤

B．蒸发时液滴飞溅剧烈

C．蒸发后所得“精盐”很潮湿

D．蒸发皿上粘有的“精盐”没有全部转移到称量纸上

（4）小明查阅相关资料得知：

粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的MgCl2、CaCl2等可溶性杂质。

为了得到较纯净的氯化钠，小明将上述流程图中操作⑤得到的“精盐”又作了如下处理（假定杂质只有MgCl2、CaCl2两种）。

①提供的试剂：

Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、KOH溶液、饱和NaCl溶液。

从提供的试剂中选出a所代表的试剂是________、________。

②在滤液中加盐酸的作用是__________、_______________（用化学方程式表示）。

[解析]　

（1）操作①中把大颗粒粗盐放入到研钵中研磨，变为较细粗盐。

（2）操作⑤中把滤液进行蒸发结晶变为氯化钠固体，除了用到铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳外，还需要用到的仪器是蒸发皿。

（3）食盐没有全部溶解即过滤，造成滤液中食盐的量减少，蒸发后精盐的质量比正常值偏小，精盐制得率较低，故A项正确；蒸发时食盐飞溅剧烈，部分食盐溅出，精盐质量减少，精盐制得率较低，故B项正确；蒸发后，所得精盐很潮湿，含有部分水分，造成精盐质量增加，精盐制得率较高，故C项错误；蒸发皿上沾有的精盐没全部转移到称量纸上，精盐质量减少，精盐制得率较低，故D项正确。

（4）①为了得到较纯净的氯化钠，需要加入的物质能除去MgCl2、CaCl2；可用NaOH溶液与MgCl2反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠；可用Na2CO3溶液与CaCl2反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；然后再通过过滤除去生成的两种沉淀，加入盐酸调节溶液的pH为7即可，所以a所代表的试剂是NaOH溶液和Na2CO3溶液。

②由于过滤后的滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠，所以要加入适量的盐酸，目的是除去过量的NaOH和Na2CO3，反应的化学方程式分别为：

HCl＋NaOH===NaCl＋H2O,2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O。

[答案]　

（1）A　

（2）蒸发皿　（3）ABD　（4）①　NaOH溶液　Na2CO3溶液　②HCl＋NaOH===NaCl＋H2O　2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O

1．下列分离混合物的实验计划中不正确的是（　　）

A．分离乙酸（沸点77.1℃）与某种液态有机物（沸点120℃）的混合物——蒸馏

B．从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3——热水溶解、降温结晶、过滤

C．用CCl4萃取水中的碘，待液体分层后——下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中——加入酒精萃取

D　[A项混合物互溶，但沸点不同，则选择蒸馏法可分离，正确；B项二者的溶解度受温度影响不同，则热水溶解、降温结晶、过滤可分离，正确；C项碘不易溶于水，易溶于四氯化碳，则用分液漏斗萃取后、分液可分离，正确；D项酒精与水互溶，则酒精不能作萃取剂萃取溴水中的溴，错误。

]

2．可用于分离或提纯物质的方法有：

①过滤，②蒸馏，③加热，④分液，⑤萃取，⑥结晶，在下列横线上填写分离提纯的合理方法的序号。

（1）除去石灰水中悬浮的CaCO3颗粒：

_____________________________________________________。

（2）除去NaCl晶体中混有的碘单质：

_____________________________________________________。

（3）分离汽油和煤油的混合物：

_____________________________________________________。

（4）分离水和苯的混合物：

_____________________________________________________。

（5）用四氯化碳提取溴水中的溴单质：

_____________________________________________________。

[解析]　

（1）分离不溶性固体和液体，用过滤方法。

（2）加热可使碘升华，经冷却即可与NaCl分离。

（3）分离沸点不同的液体混合物，用蒸馏方法。

（4）分离互不相溶的液体混合物，用分液方法。

（5）利用溶质在不同溶剂中的溶解度的差异，用萃取的方法。

[答案]　

（1）①　

（2）③　（3）②　（4）④　（5）⑤

1．实验室蒸发NaCl溶液时，一般有以下操作过程：

①放置酒精灯　②固定铁圈的位置　③放上蒸发皿　④加热搅拌　⑤停止加热、余热蒸干

其正确的操作顺序是（　　）

A．②③④⑤①　B．①②③④⑤

C．②③①④⑤D．②①③④⑤

B　[依据仪器组装的基本顺序。

“先下后上”原则：

放置酒精灯→依据酒精灯高度固定铁圈→放上蒸发皿→加热搅拌→停止加热、余热蒸干。

]

2．将碘水中的碘萃取出来的实验中，下列说法错误的是（　　）

A．分液漏斗使用前要检验它是否漏水

B．萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解

C．注入碘水和萃取剂，倒转分液漏斗反复用力振荡后立即分液

D．若用苯作萃取剂，则分层后上层液体呈紫红色

C　[为防止漏液，使用前要检查分液漏斗是否漏液，故A正确；萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解，萃取剂和溶质不反应，故B正确；振荡后需静置分层后分液，故C错误；苯的密度比水小，浮在水面上，所以若用苯作萃取剂，则分层后上层液体呈紫红色，故D正确。

]

3．在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是（　　）

A．在蒸馏烧瓶中盛适量自来水并放入几粒沸石

B．将温度计水银球插入自来水中

C．不可用酒精灯直接加热蒸馏烧瓶

D．收集蒸馏水时应弃去开始馏出的部分

B　[温度计水银球插至蒸馏烧瓶的支管口处。

]

4．下列实验中，所选装置不合理的是（　　）

A．粗盐提纯，选①和②

B．用CCl4提取碘水中的碘，选③

C．用NaOH溶液吸收少量CO2，选⑤

D．分离Na2CO3溶液和油，选④

D　[A项，粗盐提纯过程中的操作为：

溶解、过滤、蒸发结晶，所以选①和②，A项正确；B项，碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳和碘不反应、和水不互溶，提取碘水中的碘可采用萃取分液的方法，则选③，B项正确；C项，NaOH能与CO2反应，C项正确；D项，碳酸钠溶液和油不互溶，应该采用分液的方法分离，应选③，D项错误。

]

5．蒸馏是实验室制备蒸馏水的常用方法。

（1）如图是实验室制取蒸馏水的常用装置，图中明显的一个错误是________。

（2）仪器A的名称是________，仪器B的名称是________。

（3）实验时A中除加入少量自来水外，还需加入几粒________，其作用是防止液体暴沸。

（4）从锥形瓶取少量收集到的液体于试管中，然后滴入________________和________________（填试剂的化学式），检验是否存在Cl－。

（5）如图装置也可用于少量蒸馏水的制取（加热及固定仪器略），其原理与上图完全相同。

该装置中使用的玻璃导管较长，其作用是________________________________；为了提高冷凝效果，烧杯中最好盛有的物质是________（填名称）。

[解析]　

（1）蒸馏时，为充分冷凝，应使水充满冷凝管，从下端进水，上端出水，因此，图中明显的一个错误是冷凝管进出水口颠倒；

（2）由仪器的图形可以知道A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管；（3）液体在加热时为了防止液体暴沸，可加入沸石或碎瓷片；（5）该装置中使用的玻璃导管较长，其作用是冷凝水蒸气；为了增强冷凝效果，可以用冰水混合物使水蒸气充分冷凝。

[答案]　

（1）冷凝管进出水口颠倒　

（2）蒸馏烧瓶　冷凝管　（3）碎瓷片或沸石　（4）HNO3　AgNO3　（5）冷凝水蒸气　冰水