高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案 第1章 第2講《物質(zhì)的分離和提純》
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第2講 物質(zhì)的分離和提純 [考綱解讀] 1.了解物質(zhì)分離提純的意義和方法;掌握過濾、分液、蒸餾等操作步驟及要求。2.繪制和識別典型的實(shí)驗(yàn)儀器裝置圖。 考點(diǎn)一 物質(zhì)分離、提純的區(qū)別 1.物質(zhì)的分離 將混合物的各組分______開來,獲得幾種________的過程。 2.物質(zhì)的提純 將混合物中的雜質(zhì)________而得到____________的過程,又叫物質(zhì)的凈化或________。 考點(diǎn)二 常用分離、提純儀器 儀器圖形與名稱 主要用途 使用方法和注意事項(xiàng) ________ (1)向小口容器中轉(zhuǎn)移液體(2)加濾紙后,可過濾液體 (1)制作過濾器時,濾紙____漏斗內(nèi)壁,用水潤濕,注意不得留有____ (2)濾紙上緣低于____邊緣,液體低于____邊緣 ________ (1)用于隨時添加液體(2)________ (1)注意活塞不得滲漏 (2)分離液體時,下層液體由________,上層液體由________ 除去氣體中的雜質(zhì),其中廣口瓶可換作大試管或錐形瓶 (1)一般選擇與雜質(zhì)氣體反應(yīng)的試劑作吸收劑(2)裝入液體量不宜超過容積的2/3(3)氣體的流向?yàn)椋篲_____________________ ______ 用于干燥或吸收某些氣體,干燥劑為粒狀,常用CaCl2、堿石灰 (1)注意干燥劑或吸收劑的選擇 (2)一般為____進(jìn)氣,____出氣 ______ 蒸餾時,用于冷凝蒸氣 上口____,下口____,使用時應(yīng)有夾持儀器 1.如何檢查分液漏斗是否漏水? 2.用干燥管作干燥器干燥H2時應(yīng)選擇何種干燥劑?選濃 H2SO4可以嗎? 3.盛裝固體干燥劑一般用干燥管,還可用其他裝置嗎? 考點(diǎn)三 物質(zhì)分離、提純的常用物理方法 試根據(jù)所學(xué)的知識填寫操作方法及相關(guān)內(nèi)容。 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5 (1)如圖1,方法、裝置的名稱:________。 適用范圍:把不溶性________________進(jìn)行分離。 注意事項(xiàng):①一貼:________緊貼漏斗內(nèi)壁;二低:濾紙上緣低于____________,液面低于濾紙邊緣;三靠:燒杯緊靠____________,玻璃棒輕靠____________處,漏斗下端緊靠__________。②若濾液渾濁,需____________________。渾濁的原因可能是________________________。 (2)結(jié)晶是____________________的過程,對溶解度受溫度變化影響________的固態(tài)溶質(zhì),采用____________的方法,而對溶解度受溫度變化影響相當(dāng)大的固態(tài)溶質(zhì),采用冷卻飽和溶液的方法。 如圖2,方法、裝置的名稱:____________。 適用范圍:溶解度隨溫度變化較小物質(zhì) 注意事項(xiàng):①玻璃棒的作用:______________________________________________; ②________________________________________________________________________ 而不能直接蒸干。 (3)如圖3,方法、裝置的名稱:________。 適用范圍:①萃取:利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來;②分液:兩種液體互不相溶且易分層。 注意事項(xiàng):①溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中大;②萃取劑與原溶劑不反應(yīng)、不相溶;③萃取劑與溶質(zhì)不反應(yīng)。 (4)如圖4,方法、裝置的名稱:__________。 適用范圍:________相差較大的液體混合物 注意事項(xiàng):①溫度計(jì)的水銀球放在蒸餾燒瓶的支管口處;②蒸餾燒瓶內(nèi)要加沸石;③冷凝管水流方向應(yīng)為“逆流”。 (5)如圖5,方法、裝置的名稱:________。 適用范圍:某種組分易升華的混合物,利用物質(zhì)升華的性質(zhì)在加熱條件下分離的方法。 4.物質(zhì)的分離提純是中學(xué)化學(xué)的重要操作,請應(yīng)用物質(zhì)分離提純知識,分離下列各組混合物。 混合物 分離方法 操作過程 1 從草木灰中提取可溶性物質(zhì) 2 KNO3和NaCl混合物 3 乙酸乙酯和乙酸混合物 4 由乙醇溶液制無水乙醇 5.海洋植物如海帶、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如下圖: (1)實(shí)驗(yàn)室焙燒海帶,需要下列儀器中的________(填序號)。 a.試管 b.燒杯 c.坩堝 d.泥三角 e.鐵三腳架 f.酒精燈 (2)指出提取碘的過程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱:①________,③__________。 (3)提取碘的過程中,可選擇的有機(jī)試劑是 ( ) A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油 (4)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機(jī)溶液,實(shí)驗(yàn)室有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器有________________________________________________________________________、 __________。 (5)小組用CCl4萃取碘水中的碘,在右圖的分液漏斗中,下層液體呈 色;他們打開分液漏斗活塞,卻未見液體流下,原因可能是________ 。 (6)從含碘的有機(jī)溶液中提取碘和回收有機(jī)溶劑,還須經(jīng)過蒸餾,指出 下面實(shí)驗(yàn)裝置圖中的錯誤之處: ①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________。 (7)進(jìn)行上述蒸餾操作時,使用水浴加熱的原因是_________________________________ ,最后晶態(tài)碘在 里聚集。 考點(diǎn)四 物質(zhì)分離、提純的化學(xué)方法 方法 原理 雜質(zhì)成分 沉淀法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀 Cl-、SO、CO及能形成弱堿的陽離子 氣化法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體 CO、HCO、SO、HSO、S2-、NH 雜轉(zhuǎn)純法 將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì) 雜質(zhì)中含不同價態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、同一種酸的正鹽與酸式鹽(用酸、酸酐或堿) 氧化還原法 用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì) 如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2,用熱的銅粉除去N2中的O2 熱分解法 加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等 酸堿溶解法 利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離 如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3 電解法 利用電解原理除去雜質(zhì) 含雜質(zhì)的金屬作陽極、純金屬(M)作陰極,含M的鹽溶液作電解質(zhì)溶液 6.除去下列常見物質(zhì)中的雜質(zhì),完成表格: 序號 原物質(zhì) 所含雜質(zhì) 除雜質(zhì)試劑 主要操作方法 ① N2 O2 ② CO CO2 ③ CO2 CO ④ CO2 HCl ⑤ Cl2 HCl ⑥ CO2 SO2 ⑦ 碳粉 CuO ⑧ Fe2O3 Al2O3 ⑨ BaSO4 BaCO3 ⑩ NaHCO3溶液 Na2CO3 ? NaCl溶液 NaHCO3 ? FeCl3溶液 FeCl2 ? FeCl2溶液 FeCl3 ? I2晶體 NaCl ? NaCl晶體 NH4Cl ? 乙烷 C2H4 ? 乙酸乙酯 乙酸 ? 乙醇 水(少量) 7.為了除去某氯化鈉固體樣品中含有的少量硫酸鈉、氯化鈣雜質(zhì),設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程: 請回答: (1)在上述流程的空位中填寫操作名稱。 (2)試劑A是________,試劑B是________,A和B都要稍過量的原因分別是________________________________________________________________________。 (3)試劑C是__________,為什么要調(diào)節(jié)濾液的pH?______________________________。 (4)操作Ⅲ得到的濾渣的成分是________。 (5)最后得到的氯化鈉與試樣中的氯化鈉質(zhì)量是否相等? 分離和提純物質(zhì)遵循的原則 (1)不引入新雜質(zhì)的原則。如果引入雜質(zhì)則在后續(xù)操作中必須除雜。 (2)不損耗、不減少被提純物質(zhì)的原則。 (3)實(shí)驗(yàn)操作要簡便易行的原則。 (4)加入試劑的順序要合理的原則。用化學(xué)方法除去溶液中的雜質(zhì)時,要使被分離的物質(zhì)或離子盡可能除凈,需要加入過量的分離試劑,在多步分離過程中,后加的試劑應(yīng)能夠把前面所加入的無關(guān)物質(zhì)或離子除去。 過濾操作中的??紵狳c(diǎn)案例 在過濾操作后,有時需要濾渣,舍棄濾液;有時需要濾液,舍棄濾渣。 1.需要濾液時,如何提取母液中的成分 案例1 在粗鹽的提純實(shí)驗(yàn)中,過濾,舍去不溶性雜質(zhì)(濾渣)后,怎樣從母液中獲取NaCl固體? 案例2 若母液是CuSO4飽和溶液,怎樣獲得CuSO45H2O晶體? 2.需要濾渣時,如何得到純凈的濾渣 案例3 在測定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時,可以在混合物中加入過量BaCl2溶液,沉淀SO,然后過濾、洗滌、烘干、稱量得到BaSO4的質(zhì)量,試問: (1)怎樣判斷SO是否沉淀完全? (2)過濾完畢后,為什么要洗滌沉淀(即洗滌沉淀的目的)? (3)沉淀的洗滌方法? (4)怎樣判斷沉淀是否洗凈? 思維拓展 玻璃棒在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的作用: (1)攪拌 ①蒸發(fā)結(jié)晶:用玻璃棒攪拌,以免液體局部溫度過高,致使液滴飛濺(如圖1)。 ②固體溶解:進(jìn)行固體溶解的實(shí)驗(yàn)時,用玻璃棒進(jìn)行攪拌,以加快固體物質(zhì)的溶解速度,如粗鹽的溶解。 (2)引流 使液體沿玻璃棒注入容器中。 ①過濾(如圖2);②溶液的配制(如圖3)。 (3)測定性質(zhì) ①點(diǎn)測pH 測定溶液的pH時,玻璃棒的作用是蘸取液體。 ②檢驗(yàn)氣體性質(zhì) 檢驗(yàn)氣體性質(zhì)時,先用蒸餾水將試紙濕潤,粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把試紙放到盛有待測氣體的試管口(注意不要接觸),觀察試紙的顏色變化。 【例1】 下列是制備CuO的流程圖: 工業(yè)CuSO4 CuSO4溶液CuSO45H2O―→……―→CuO (1)步驟Ⅰ的目的是除去不溶性雜質(zhì)。操作是__________________________________。 (2)步驟Ⅱ的目的是除鐵。操作是:滴加H2O2溶液,稍加熱;當(dāng)Fe2+轉(zhuǎn)化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,攪拌,以控制溶液pH=3.5;加熱煮沸一段時間,過濾,用稀硫酸酸化濾液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是____________________________。 (3)步驟Ⅲ的目的是得到CuSO45H2O晶體。操作是_______________________________, 過濾,水浴加熱烘干。水浴加熱的特點(diǎn)是______________________________________。 物質(zhì)分離與提純在實(shí)驗(yàn)流程題中 的應(yīng)用 工業(yè)生產(chǎn)過程中,廢水的處理凈化、產(chǎn)品的除雜提純、從廢氣中分離出有用的氣體等多個方面都與物質(zhì)的分離、提純知識有關(guān)。高考命題也常從選擇提純分離的實(shí)驗(yàn)方法(如過濾、蒸發(fā)、分液等)、可用主要儀器及主要操作等角度命題。 【例2】 柴達(dá)木盆地以青藏高原“聚寶盆”之譽(yù)蜚聲海內(nèi)外,它有富足得令人驚訝的鹽礦資源。鹽體礦床以鉀礦為主,伴生著鎂、溴等多種礦產(chǎn)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液(富含K+、Mg2+、Br-、SO、Cl-等)來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴(Br2),他們設(shè)計(jì)了如下流程: 請根據(jù)以上流程,回答相關(guān)問題: (1)操作①是________;操作②是________;操作③是____________________________; 操作④所需要的玻璃儀器有__________________________________________________。 (2)參照如圖 所示溶解度曲線,欲得到較純凈的氯化鉀晶體需用少量的 (填“熱水”或“冷水”)洗滌固體________________________________________________________________ (填“A”或“B”)。 (3)在實(shí)驗(yàn)室常用減壓的方法進(jìn)行過濾,俗稱抽濾,試猜想這種過濾方法的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。 【例3】 現(xiàn)有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭⑵滢D(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀或固體,從而實(shí)現(xiàn)Cl-、SO和NO的相互分離。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程可用下圖表示: (1)寫出上述實(shí)驗(yàn)過程中所用試劑的名稱: 試劑1________,試劑2________,試劑4________。 (2)恰當(dāng)?shù)乜刂圃噭?的加入量的方法是_________________________________________。 (3)加入過量試劑3的目的是_________________________________________________。 (4)在加入試劑4后,獲得固體D的實(shí)驗(yàn)操作④是______(填操作名稱)。 1.判斷下列做法是否正確,正確的劃“√”,錯誤的劃“” (1)用苯萃取溴水中的溴,分液時有機(jī)層從分液漏斗的下端放出 ( ) (2)將碘水倒入分液漏斗,加適量乙醇,振蕩后靜置,可將碘萃取到乙醇中 ( ) (3)乙酸與乙醇的混合溶液可用分液漏斗進(jìn)行分離 ( ) (4)在含F(xiàn)eCl2雜質(zhì)的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加熱,除去過量的Cl2,即可得到較純凈的FeCl3溶液 ( ) (5)利用飽和Na2CO3溶液能夠除去二氧化碳中的氯化氫 ( ) 2.“碳捕捉技術(shù)”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2,其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。 下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是 ( ) A.能耗小是該方法的一大優(yōu)點(diǎn) B.整個過程中,只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用 C.“反應(yīng)分離”環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾 D.該方法可減少碳排放,捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品 3.除去下列括號內(nèi)雜質(zhì)的試劑或方法錯誤的是 ( ) A.HNO3溶液(H2SO4),適量BaCl2溶液,過濾 B.CO2(SO2),酸性KMnO4溶液、濃硫酸,洗氣 C.KNO3晶體(NaCl),蒸餾水,結(jié)晶 D.C2H5OH(CH3COOH),加足量CaO,蒸餾 4. 下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理或操作的敘述中,不正確的是 ( ) A. 從碘水中提取單質(zhì)碘時,不能用無水乙醇代替CCl4 B.可用新制的Cu(OH)2懸濁液檢驗(yàn)牙膏中存在的甘油 C. 紙層析實(shí)驗(yàn)中,須將濾紙上的試樣點(diǎn)浸入展開劑中 D. 實(shí)驗(yàn)室中提純混有少量乙酸的乙醇,可采用先加生石灰,過濾后再蒸餾的方法 5.難揮發(fā)性二硫化鉭(TaS2 )可采用如下裝置提純。將不純的TaS2 粉末裝入石英管一端,抽真空后引入適量碘并封管,置于加熱爐中。反應(yīng)如下: TaS2 (s)+2I2 (g) TaI4 (g)+S2 (g) 下列說法正確的是 ( ) A.在不同溫度區(qū)域,TaI4 的量保持不變 B.在提純過程中,I2 的量不斷減少 C.在提純過程中,I2 的作用是將TaS2從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū) D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)與TaI4 和S2的濃度乘積成反比 6.下列除去雜質(zhì)的方法正確的是 ( ) A.除去CO2中混有的CO:用澄清石灰水洗氣 B.除去BaCO3固體中混有的BaSO4:加過量鹽酸后,過濾、洗滌 C.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入過量鐵粉,過濾 D.除去Cu粉中混有的CuO:加適量稀硝酸后,過濾、洗滌 7.用過量的H2SO4、NaOH、NH3H2O、NaCl等溶液,按下圖所示步驟分開五種離子。則溶液①、②、③、④是 ( ) A.①NaCl?、贜aOH?、跱H3H2O ④H2SO4 B.①H2SO4?、贜aOH ③NH3H2O?、躈aCl C.①H2SO4 ②NH3H2O?、跱aOH?、躈aCl D.①NaCl?、贜H3H2O ③NaOH?、蹾2SO4 8.鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性學(xué)習(xí)小組對廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)進(jìn)行資源回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下: (1)第②步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為_______________________________________。 (2)第③步反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________。 (3)第④步反應(yīng)后,過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有______________________________。 若過濾時發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁,從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因: ________________________________________________________________________。 (4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn2O4的質(zhì)量為18.1 g,第③步反應(yīng)中加入20.0 mL 3.0 molL-1的H2SO4溶液,假定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)③和④完全轉(zhuǎn)化為Li2CO3,則至少有________g Na2CO3參加了反應(yīng)。 9.粗食鹽常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等雜質(zhì)離子,實(shí)驗(yàn)室提純NaCl的流程如下: 提供的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。 (1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO,選出a所代表的試劑,按滴加順序依 次為__________(只填化學(xué)式)。 (2)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為__________。 10.硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4FeSO46H2O]為淺綠色晶體,實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來制備,其步驟如下: 步驟1 將廢鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。 步驟2 向處理過的鐵屑中加入過量的3 mol L-1H2SO4溶液,在60 ℃左右使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過濾,得FeSO4溶液。 步驟3 向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液,經(jīng)過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。 請回答下列問題: (1)在步驟1的操作中,下列儀器中不必用到的有________(填儀器編號); ①鐵架臺 ②燃燒匙?、坼F形瓶 ④廣口瓶?、菅欣? ⑥玻璃棒?、呔凭珶? (2)在步驟2中所加的硫酸必須過量,其原因是_________________________________; (3)在步驟3中,“一系列操作”依次為________、________和過濾; (4)本實(shí)驗(yàn)制得的硫酸亞鐵銨晶體常含有Fe3+雜質(zhì)。檢驗(yàn)Fe3+常用的試劑是________,可以觀察到的現(xiàn)象是____________________。 11.(2011山東理綜,30改編)實(shí)驗(yàn)室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO、Br-等離子的鹵水為主要原料制備無水CaCl2和Br2,流程如下: (1)操作Ⅰ使用的試劑是 ,所用主要儀器的名稱是 。 (2)加入溶液W的目的是___________________________________________________。 用CaO調(diào)節(jié)溶液Y的pH,可以除去Mg2+。由表中數(shù)據(jù)可知,理論上可選擇的pH最大范圍是 。酸化溶液Z時,使用的試劑為 。 開始沉淀時的pH 沉淀完全時的pH Mg2+ 9.6 11.0 Ca2+ 12.2 c(OH-)=1.8 molL-1 (3)實(shí)驗(yàn)室用貝殼與稀鹽酸反應(yīng)制備并收集CO2氣體,下列裝置中合理的是 。 由高考評分細(xì)則反思一輪復(fù)習(xí)方法 參考答案 評分細(xì)則 (1)四氯化碳 分液漏斗 填CCl4、CCl4液體、四氯化碳液體均得分。儀器名稱填“漏斗”、“普通漏斗”均不給分。 (2)除去溶液中的SO 11.0≤pH<12.2 鹽酸 填“除去SO”或“沉淀SO”均正確。 填11.0- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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