高中化学专题1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学案苏教版必修.docx

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高中化学专题1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学案苏教版必修

学习资料专题

第1课时　物质的分离与提纯

知识内容

必考要求

加试要求

物质的分离与提纯（过滤、蒸馏、萃取、分液、结晶）。

b

c

目标

定位

1.根据混合物各成分的性质会选择物质的分离方法。

2．初步学会使用过滤、蒸发、蒸馏、萃取等方法对混合物进行分离提纯。

一　过滤与蒸发

1．过滤——是分离固体和液体混合物最常用的方法之一，主要除去液体中的不溶性固体。

（1）主要仪器及用品：

漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台（附铁圈）、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。

2．蒸发——是指给液体加热，使液体受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。

蒸发可得晶体，蒸发也用于浓缩溶液。

（1）主要仪器：

蒸发皿、铁架台、酒精灯、玻璃棒等。

（2）在进行蒸发操作时应注意的问题：

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。

如果的确要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。

归纳总结

1．固体＋液体混合物的分离方法

（1）若固体不溶于水，采用过滤法。

（2）若固体溶于水，采用蒸发浓缩、冷却结晶方法。

2．固体＋固体分离的物理方法

（1）若一种组分易溶于水，另一组分难溶于水，可以先加适量的水溶解混合物，然后过滤。

（2）若两种组分都溶于水，且溶解度随温度变化有较大差异，可以先加适量水溶解混合物，然后蒸发结晶或冷却结晶。

[提醒]　

（1）沉淀的洗涤：

为除去沉淀表面附着的可溶性物质需对沉淀进行洗涤，其方法是向漏斗中的沉淀里加入蒸馏水至浸没沉淀，让水自然滤出，重复2～3次。

（2）检验沉淀是否洗净的方法是取洗涤液加入沉淀剂没有沉淀产生，表明洗涤液中无杂质离子，沉淀已洗净。

（3）过滤及洗涤沉淀的操作中不能用玻璃棒搅拌液体。

1．粗盐提纯实验中，下列操作不正确的是（　　）

A．先用酒精灯加热蒸发皿，再将滤液倒入蒸发皿

B．蒸发过程中用玻璃棒不断搅拌

C．当加热至蒸发皿中有较多固体析出时停止加热，利用余热将液体蒸干

D．蒸发完成时，用坩埚钳把蒸发皿移至石棉网上

答案　A

2．蒸发时，下列说法正确的是（　　）

A．等到蒸发皿中出现较多固体时，停止加热

B．当蒸发皿盛满溶液时，用微火加热

C．将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热

D．在蒸发溶液时，为防止污染药品，一般不用玻璃棒搅拌

答案　A

解析　用蒸发皿蒸发溶液时，若蒸发皿盛满溶液，加热沸腾会使溶液大量溢出，B选项不正确；蒸发皿可用酒精灯直接加热，C选项不正确；为防止因局部过热造成液滴飞溅，应用玻璃棒不断搅拌，D选项不正确。

二　萃取与分液

1．从溴水中提取溴的实验

（1）在试管中加入2～3mL溴水，再向试管中加入1mLCCl4，振荡、静置。

观察到的实验现象是________________________________________________________________________。

（2）产生此现象的原因是____________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）能通过上述方法提纯的物质必须满足的条件是______________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）静置后液体分层，上层几乎无色，下层呈橙红色

（2）Br2在CCl4中的溶解度大，从水中被萃取到CCl4中，而CCl4的密度比水大

（3）在两种互不相溶的溶剂中的溶解度有较大差异

2．萃取

（1）萃取是一种常用的分离互溶液体混合物的方法，它是利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的操作。

（2）选择的萃取剂，应对被萃取物质有较大的溶解能力，即溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度，且萃取剂与原溶剂要互不相溶，萃取剂与溶质不反应。

常用萃取剂有四氯化碳、汽油等。

3．分液

（1）分液是把互不相溶液体分开的操作。

分液常用的仪器是分液漏斗。

分液漏斗在使用前要检查是否漏水；分液漏斗不能加热；分液漏斗用后要洗涤干净。

（2）分液操作的注意事项

①振荡时，要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大造成危险。

②分液时，分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，以防液滴飞溅。

③旋开活塞，用烧杯接收下层液体时，要注意待下层液体恰好流出时及时关闭分液漏斗的活塞，注意不能让上层液体流出，上层液体应从上口倒出。

归纳总结

1．萃取剂必须具备的三点性质

（1）萃取剂和原溶剂互不相溶。

（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它在原溶剂中的溶解度。

2．分液适用于分离两种互不相溶的液体混合物

（1）分液漏斗使用前要检查是否漏水。

（2）分液时，下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。

3．在用海带提取碘的实验中，进行萃取和分液操作时要用到的仪器是（　　）

A．分液漏斗B．普通漏斗

C．烧瓶D．蒸发皿

答案　A

4．下列各项操作，错误的有（　　）

A．用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗，而后静置分液

B．进行分液时，分液漏斗中的下层液体，从下口流出，上层液体则从上口倒出

C．萃取、分液前需对分液漏斗检漏

D．为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下

答案　A

解析　解答此题的关键是熟知萃取、分液操作的方法及取原理。

三　蒸馏

1．某些地区的自来水中含有Fe3＋，实验室可通过蒸馏自来水的方法获得少量纯净的水（蒸馏水），装置如下图所示：

（1）仪器名称：

②蒸馏烧瓶，③温度计，④冷凝管。

（2）实验时②中约加入其体积的自来水之前，还应加入的物质是几粒沸石（或碎瓷片），其作用是防止加热时液体暴沸。

（3）观察到的实验现象是牛角管中有水滴入锥形瓶，锥形瓶中的水无色透明，烧瓶中水的颜色加深。

2．由上述实验得出的结论是含杂质的水加热，达到沸点时，液态水汽化为水蒸气，水蒸气冷凝后得纯净的水，不挥发的杂质留在了烧瓶中。

归纳总结

1．蒸馏的定义

蒸馏是指把液体加热汽化，蒸气重新冷凝成液体的过程。

2．蒸馏的适用对象

蒸馏用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物，也可以除去液体中难挥发或不挥发的杂质。

3．蒸馏实验的注意事项

（1）在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液体暴沸。

（2）温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。

（3）蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，也不能少于。

（4）冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出。

（5）加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。

5．工业酒精是含水约4%的液态乙醇，向工业酒精中加入生石灰，会发生如下化学反应且生成物不溶于乙醇，CaO＋H2O===Ca（OH）2。

要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精。

请回答下列问题：

（1）加入过量的生石灰后，可采取的分离操作是__________________________________。

（2）在你选择的需要加热的实验方法中，需要的玻璃仪器除酒精灯外还有________________________________________________________________________。

（3）在该方法的实验步骤里，紧挨加热之前的操作是______________，并且对此要注意的问题是________________________________________________________________________。

答案　

（1）蒸馏

（2）蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶

（3）接通冷凝管中的水　水从下口进上口出

6．选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上。

A．萃取分液法B．加热分解

C．结晶法D．分液法

E．蒸馏法F．过滤法

（1）________分离饱和食盐水和沙子的混合物；

（2）________从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾；

（3）________分离水和汽油的混合物；

（4）________分离四氯化碳（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃），已知四氯化碳和甲苯互溶。

答案　

（1）F　

（2）C　（3）D　（4）E

解析　

（1）沙子（固体）不溶于食盐水，可用过滤法分离。

（2）硝酸钾在温度高时溶解度很大，在温度低时溶解度较小，氯化钠的溶解度随温度变化的幅度不大，可以利用这个特征来提纯硝酸钾。

可采用冷却热饱和溶液的方法析出硝酸钾晶体。

（3）水和汽油互不相溶，可用分液法分离。

（4）四氯化碳和甲苯沸点相差较大，可用蒸馏法分离。

1．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。

2．蒸馏、萃取操作简单记忆法

（1）蒸馏：

隔网加热冷管倾，上缘下缘两相平。

需加碎瓷片防暴沸，热气冷水逆向行。

瓶中液限掌握好，先撤酒灯水再停。

（2）萃取：

萃剂原液互不溶，质溶程度不相同。

充分振荡再静置，下放上倒切分明。

1．实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl＋3O2↑，反应后从剩余物中回收纯净的二氧化锰的操作顺序正确的是（已知MnO2为黑色难溶于水的固体）（　　）

A．溶解、过滤、蒸发、洗涤

B．溶解、过滤、洗涤、干燥

C．溶解、蒸发、洗涤、过滤

D．溶解、洗涤、过滤、加热

答案　B

解析　实验室制取O2反应后固体剩余物为KCl（易溶于水）和MnO2（难溶于水），因此可将混合物溶于水并过滤即可分离二者，而要求回收纯净的MnO2，所以对MnO2还需洗涤、干燥，故选B。

2.下列实验操作中不正确的是（　　）

A．蒸发操作时，将蒸发皿中固体完全蒸干停止加热

B．过滤操作时，要沿着玻璃棒慢慢向漏斗中倾倒滤液

C．蒸馏操作时，冷凝水应从冷凝管下口进，上口出

D．分液操作时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出

答案　A

3．现有三组实验：

①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。

分离以上各混合液的正确方法依次是（　　）

A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液

C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液

答案　C

解析　植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用的是萃取原理。

4．下列仪器的使用和实验合理的是（夹持、加热等装置略去）（　　）

A．储存液溴

B．提纯含少量水的乙醇

C．分离CCl4和水