高中化学专题1化学家眼中的物质世界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化学家眼中的物质世界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

第1课时　物质的分离与提纯

[学习目标定位]　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

（1）过滤的实验装置如图所示，请填写图中实验仪器的名称。

（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

（1）

蒸发的实验装置如图所示，请填写图中实验仪器的名称。

（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。

如果一定要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。

　过滤和蒸发两种分离方法的比较

（1）过滤是分离固体和液体混合物常用的方法，主要用于除去液体中的不溶性固体。

（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。

蒸发可得到晶体，也可用于浓缩溶液。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）右图中的操作有2处错误（　　）

（2）过滤后滤液仍然浑浊，一定是由滤纸破损所导致（　　）

（3）为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅动过滤器中的液体（　　）

（4）当蒸发皿中出现大量固体时停止加热，用余热蒸干的目的是防止固体迸溅（　　）

（5）实验完毕后，用手直接取走蒸发皿（　　）

（6）过滤、蒸发过程中都会用到玻璃棒（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）√　（5）×　（6）√

解析　

（1）图中有三处错误：

滤纸上沿高于漏斗上沿；没有使用玻璃棒引流；漏斗下端没有靠在烧杯内壁。

（2）过滤后滤液仍然浑浊，可能是由滤纸破损所导致，也可能是由溶液超出滤纸上沿所致。

（3）过滤时搅动过滤器中的液体，可能使滤纸破损，导致实验失败。

（5）实验结束后应使用坩埚钳夹持蒸发皿。

易错警示　在过滤操作中，玻璃棒的作用是引流和转移固体，不能用玻璃棒搅动过滤器中的液体以加快过滤速度。

2．通过溶解、过滤、蒸发等操作，可将下列各组混合物分离的是（　　）

A．硝酸钠、氢氧化钠B．氧化铜、二氧化锰

C．氯化钾、二氧化锰D．硫酸铜、氢氧化钙

答案　C

解析　A项，NaNO3和NaOH都溶于水，无法用过滤法分离；B项，CuO和MnO2都不溶于水；D项，CuSO4、Ca（OH）2溶于水后两者会发生反应；C项，KCl和MnO2可用过滤法分离，然后蒸发滤液即可得到KCl。

思维启迪　分离和提纯的区别

混合物中的各成分分开后，分离是要把各成分恢复原来的状态；提纯（除杂）是杂质不需要恢复原来状态。

二、萃取与分液

实验室用四氯化碳从碘水中萃取碘的实验如图所示

（1）实验中用到的仪器名称是分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈）。

（2）实验操作可分为如下几步

①把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；

②把50mL碘水和15mL四氯化碳加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；

③检验分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液；

④倒转漏斗用力振荡，并不时地旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；

⑤旋开活塞，用烧杯接收溶液；

⑥从分液漏斗的上口倒出上层水溶液；

⑦将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；

⑧静置，分层。

正确的操作顺序（用上述序号填写）

③→②→④→①→⑧→⑦→⑤→⑥

（3）上述步骤⑤的操作中应注意使漏斗颈末端紧靠烧杯内壁；及时关闭活塞，不要让上层液体流出。

（4）步骤⑦的操作目的是使漏斗内外空气相通，以保证进行⑤操作时，漏斗内的液体能顺利流出。

（5）能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是四氯化碳与水不互溶，并且碘在四氯化碳中溶解度比在水中大得多，碘与四氯化碳不反应。

（6）已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多，能不能用酒精来萃取碘水中的碘：

不能（填“能”或“不能”），其理由是酒精和水可以互溶，碘溶于酒精中所形成的酒精溶液与水无法分液。

归纳总结

（1）萃取和分液

①萃取是利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。

加入的溶剂称为萃取剂。

②分液是把萃取后两种互不相溶的液体分开的操作。

（2）萃取的三个“三”

三仪器

①分液漏斗　②烧杯　③铁架台（带铁圈）

三溶剂

常见萃取剂：

①汽油　②苯　③四氯化碳

三原则

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在水中的溶解度

（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）分液操作的注意事项

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，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。

3．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

答案　C

解析　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。

4．实验室用含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO

、Br－等离子的溶液进行有关实验，

已知：

Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。

原溶液

（1）操作②使用的试剂是，该操作的名称是，所用主要仪器是。

（2）若溴（Br2）是从上层液体获得的，则使用的试剂可能是，（填“能”或“不能”）使用酒精。

答案　

（1）四氯化碳　萃取、分液　分液漏斗　

（2）苯　不能

解析　观察流程图可以得知，通入Cl2的目的是获得Br2，经操作②后溶液分成两层，可知操作②是萃取、分液，从溶液中提取Br2是萃取，将两层液体分开是分液，且Br2在下层，使用的试剂应是密度大于水的试剂，可以用四氯化碳（CCl4），所用主要仪器为分液漏斗；若Br2是从上层液体获得的，则萃取剂可能是苯，因酒精与水互溶，所以酒精不能作萃取剂。

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．由上述实验得到的结论：

通过蒸馏的方法可以分离沸点相差较大的液体混合物或除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。

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．如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。

（1）指出图中两处明显的错误：

①，

②。

（2）A仪器的名称是，B仪器的名称是。

（3）实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量，其作用是。

（4）收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？

。

答案　

（1）①温度计水银球没有放置在蒸馏烧瓶的支管口处　②冷却水进、出口位置反了　

（2）蒸馏烧瓶　冷凝管　（3）沸石（或碎瓷片）　防止加热时液体暴沸　（4）先撤酒精灯

解析　对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有如下几点：

①仪器的连接顺序，②温度计的位置，③冷却水的流向（进、出口位置），④防暴沸的措施。

易误提醒　蒸馏装置易错点

（1）无石棉网和碎瓷片；

（2）冷凝管进、出水的流向；（3）温度计的水银球位置；（4）蒸馏烧瓶内液体用量过多或过少。

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．我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：

“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上…其清如水，味极浓烈，盖酒露也。

”这里所用的“法”是指（　　）

A．萃取B．过滤

C．蒸馏D．蒸发

答案　C

解析　由信息可知，蒸令气上，则利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏。

2.下列仪器用于过滤和蒸发分离物质的是（　　）

①漏斗　②试管　③蒸发皿　④天平　⑤烧杯　⑥研钵

A．①③④B．①②⑥

C．①③⑤D．①③⑥

答案　C

解析　过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台，蒸发需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台，则用于过滤和蒸发分离物质的仪器为①③⑤。

3．下图是关于蒸发的实验示意图，下列说法正确的是（　　）

A．组装实验装置时，应先固定好铁圈，放上蒸发皿，再放酒精灯

B．给蒸发皿内所盛液体加热时，必须垫上石棉网

C．玻璃棒的作用是搅拌，防止因局部过热而使固体迸溅

D．蒸发的过程中，用酒精灯一直加热到全部固体析出，没有水分

答案　C

解析　组装实验装置时，应先放酒精灯，根据酒精灯的高度固定好铁圈，再放蒸发皿，A错误；蒸发皿可直接加热，不用垫石棉网，B错误；蒸发时不能直接蒸干，应在析出大量固体时用余热使其蒸干，D错误。

4．下列关于仪器使用和操作的说法中不正确的是（　　）

A．分液时，分液漏斗中的上层液体应从上口倒出

B．除去KNO3中少量NaCl：

将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶，过滤

C．蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏烧瓶支管口

D．振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞

答案　C

解析　A项，分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，正确；B项，除去KNO3中的NaCl，利用其溶解度受温度影响的差别，采用重结晶法，正确；C项，蒸馏时温度计水银球应位