高三化学物质的分离和提纯 新课标 人教

总总结结应应用用设设计计评评价价优优化化物质的分离和提纯（一）物质的分离和提纯（一）（化学实验复习）（化学实验复习）1【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？除去石灰水中悬浮的碳酸钙除去石灰水中悬浮的碳酸钙静置沉降静置沉降离心分离离心分离简简易易水水过过滤滤器器明矾净化消毒教科书第一册教科书第一册P178天然水的净化天然水的净化“一贴一贴”“二低二低”“三靠三靠”（过滤过滤）过滤装置示意图过滤装置示意图 要领：要领：沉淀量较少时沉淀量较少时2【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？除去石灰水中悬浮的碳酸钙除去石灰水中悬浮的碳酸钙 除去淀粉中的氯化钠除去淀粉中的氯化钠（过滤过滤）（渗析渗析）渗析实验装置示意图渗析实验装置示意图 多次更换蒸馏水多次更换蒸馏水或或置于流动的蒸馏水中置于流动的蒸馏水中直至经检验符合要求直至经检验符合要求！？3【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？除去石灰水中悬浮的碳酸钙除去石灰水中悬浮的碳酸钙除去淀粉中的氯化钠除去淀粉中的氯化钠 提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质（过滤过滤）（渗析渗析）（升华升华）4【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？除去石灰水中悬浮的碳酸钙（除去石灰水中悬浮的碳酸钙（过滤过滤）除去淀粉中的氯化钠（除去淀粉中的氯化钠（渗析渗析）提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质（提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质（升华升华）分离皂化反应的产物分离皂化反应的产物肥皂的制造肥皂的制造教科书第二册P189（盐析盐析）蛋白质的盐析蛋白质的盐析教科书第二册P193“盐析是一个盐析是一个可逆可逆的过程。利用这个性质，可以采的过程。利用这个性质，可以采用用多次盐析多次盐析的方法来的方法来分离、提纯分离、提纯蛋白质蛋白质”。原理？5 阅读下列资料：阅读下列资料：过氧化氢（过氧化氢（H2O2），其水溶液又称双氧水，常温下它），其水溶液又称双氧水，常温下它是一种液体，它难电离，且易分解。作为一种经典化工产是一种液体，它难电离，且易分解。作为一种经典化工产品，工业上早在品，工业上早在100多年前便开始生产。随着社会需求的多年前便开始生产。随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，过氧化氢近年来更受增长，尤其是生态环境保护的需要，过氧化氢近年来更受到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。为了贮存、运输、到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。为了贮存、运输、使用的方便，工业上采用使用的方便，工业上采用“醇析法醇析法”将其转化为固态的过将其转化为固态的过碳酸钠晶体（其化学式为碳酸钠晶体（其化学式为2Na2CO33H2O2），该晶体具），该晶体具有有Na2CO3和和H2O2的双重性质。的双重性质。“醇析法醇析法”的生产工艺过的生产工艺过程如下：在程如下：在05下，往饱和的下，往饱和的Na2CO3溶液中，先加溶液中，先加入入H2O2和稳定剂（和稳定剂（MgCl2和和 Na2SiO3），经充分反应后，），经充分反应后，再加入异丙醇，过滤分离，即得过碳酸钠晶体。再加入异丙醇，过滤分离，即得过碳酸钠晶体。作用是什么？作用是什么？6【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？【问题】为达到下列目的分别可用什么方法？除去石灰水中悬浮的碳酸钙（除去石灰水中悬浮的碳酸钙（过滤过滤）除去淀粉中的氯化钠（除去淀粉中的氯化钠（渗析渗析）提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质（提取（或除去）氯化钠晶体中混有的碘单质（升华升华）分离皂化反应的产物（分离皂化反应的产物（盐析盐析）从碘水中提取碘单质从碘水中提取碘单质萃取萃取浓缩浓缩分液分液得到碘的四氯化碳溶液得到碘的四氯化碳溶液蒸馏蒸馏得到碘单质得到碘单质7【信息来源】中国化学会主办杂志【信息来源】中国化学会主办杂志化学教育化学教育2004年第年第6期第期第63页页。作者：。作者：北京大学化学学院北京大学化学学院严宣申（教授）严宣申（教授），文章题目：萃取水溶液中碘。最后一段如下：文章题目：萃取水溶液中碘。最后一段如下：一般萃取后有一步反萃取一般萃取后有一步反萃取使使“目标物目标物”（I2）从一种）从一种“溶剂溶剂”转入另一种转入另一种“溶剂溶剂”，如用少些，如用少些NaOH溶液和溶液和CCl4I2萃取溶液振荡，萃取溶液振荡，碘以碘以I和和IO3，3I2+6OH=5I+IO3+3H2O进入水层（碘浓度比原进入水层（碘浓度比原先大得多了），分离后，对水层进行酸化得碘。顺便提及，不能用蒸先大得多了），分离后，对水层进行酸化得碘。顺便提及，不能用蒸馏的方法来分离馏的方法来分离CCl4层的层的I2，因受热时，因受热时CCl4将挥发，同时将挥发，同时I2将升华。将升华。【补充说明】【补充说明】从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质，由于从碘的四氯化碳溶液中提取碘单质，由于碘的升华，避免使用蒸馏的方法。碘的升华，避免使用蒸馏的方法。8蒸馏装置示意图蒸馏装置示意图 教科书第一册P177制取蒸馏水教科书第一册P83海水蒸馏示意图教科书第一册P83太阳能蒸发原理示意图长导管9实验室蒸馏石油实验室蒸馏石油汽油汽油60 150 煤油煤油150 300 常压分馏、减压分馏常压分馏、减压分馏10【思考】【思考】有没有不加化学试剂有没有不加化学试剂改变物质溶解改变物质溶解度度的方法？若有，请列举的方法？若有，请列举12个用于分离或提个用于分离或提纯物质的实例。纯物质的实例。1、加热煮沸加热煮沸除去除去NaOH溶液中所溶解的氧气溶液中所溶解的氧气【制备制备Fe(OH)2】3、降温：降温：使使KNO3从其（热的）饱和溶液中析出，从其（热的）饱和溶液中析出，过滤得到过滤得到KNO3晶体。晶体。2、加热煮沸加热煮沸除去除去NaHCO3溶液中所溶解的溶液中所溶解的CO2气体气体【利用利用NaOH制备制备Na2CO3】4、升温：升温：防止因溶剂防止因溶剂KNO3从其饱和溶液中析出。从其饱和溶液中析出。结晶结晶（过滤得晶体）（过滤得晶体）11【课题】如何从混有少量硝酸钾的氯化钠中，提纯【课题】如何从混有少量硝酸钾的氯化钠中，提纯得到较纯的得到较纯的NaCl晶体？晶体？（重结晶）（重结晶）具体措施：具体措施：整体方案：整体方案：操作目的：操作目的：使使NaCl晶体析出；晶体析出；防止防止KNO3晶体析出。晶体析出。主要原理：主要原理：NaCl溶解度随温度变化很小，但溶解度随温度变化很小，但KNO3溶解溶解度随温度升高明显增大。度随温度升高明显增大。蒸发溶剂；蒸发溶剂；升高温度（增大溶解度）。升高温度（增大溶解度）。常温下配成饱和溶液，蒸发，待较多晶体析出常温下配成饱和溶液，蒸发，待较多晶体析出时，停止加热，趁热过滤，并用少量热蒸馏水时，停止加热，趁热过滤，并用少量热蒸馏水洗涤晶体洗涤晶体2 3次。次。趁热过滤趁热过滤；洗涤晶体洗涤晶体（少量热蒸馏水）（少量热蒸馏水）12【例】【例】（高中化学教科书第三册（高中化学教科书第三册P81）实验四实验四 硫酸亚铁的制备硫酸亚铁的制备设计实验方案并进行实验设计实验方案并进行实验提示：提示：1 2 3利用重结晶方法利用重结晶方法精制精制硫酸亚铁时，为增大硫酸硫酸亚铁时，为增大硫酸亚铁的溶解量，可给溶液加热至亚铁的溶解量，可给溶液加热至5080；为；为减少过滤时硫酸亚铁的损失减少过滤时硫酸亚铁的损失，应将溶液，应将溶液趁热过滤趁热过滤。（实验册制取过程中）（实验册制取过程中）保温保温70反应反应20min后后趁热过滤趁热过滤得滤液，然后得滤液，然后（隔绝空气）（隔绝空气）冷却析出晶体，再过滤冷却析出晶体，再过滤 趁热过滤防止趁热过滤防止“不该析出不该析出”的物质的物质析析出出!13保温过滤保温过滤抽滤抽滤14【例例】某某化化学学课课外外小小组组以以海海带带为为原原料料制制取取少少量量碘碘水水。现现用用CCl4从从碘碘水水中中萃萃取取碘碘并并用用分分液液漏漏斗斗分分离离两两种种溶溶液液。其其实实验验操操作作可可分分解解为为如如下下几几步步：（A）把把盛盛有有溶溶液液的的分分液液漏漏斗斗放放在在铁铁架架台台的的铁铁圈圈中中；（B）把把 50 mL碘碘水水和和 15 ml。CCl4加加入入分分液液漏漏斗斗中中，并并盖盖好好玻玻璃璃瓶瓶塞塞；（C）检检验验分分液液漏漏斗斗活活塞塞和和上上口口玻玻璃璃塞塞是是否否漏漏液液；（D）倒倒转转漏漏斗斗用用力力振振荡荡，并并不不时时旋旋开开活活塞塞放放气气，最最后后关关闭闭活活塞塞，把把漏漏斗斗放放正正；（E）旋旋开开活活塞塞，用用烧烧杯杯接接受受溶溶液液；（F）从从分分液液漏漏斗斗上上口口倒倒出出上上层层水水溶溶液液；（G）将将漏漏斗斗上上口口的的玻玻璃璃塞塞打打开开或或使使塞塞上上的的凹凹槽槽或或小小孔孔对对准准漏漏斗斗口口上上的的小小孔孔；（H）静静置置，分分层层。就就此此实实验验完完成成下下列列填填空：空：（1）正确操作步骤的顺序是：）正确操作步骤的顺序是：（）（）（）（）G（）（）（）。（C）（B）（D）（A）（G）（H）（E）（F）。）。15【例】【例】某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：（可分解为如下几步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；（的铁圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并盖好玻璃瓶塞；（中，并盖好玻璃瓶塞；（C）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把漏斗放正；（最后关闭活塞，把漏斗放正；（E）旋开活塞，用烧杯接受溶）旋开活塞，用烧杯接受溶液；（液；（F）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（G）将漏斗上口）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；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；（H）静置，分层。就此实验完成下列填空：）静置，分层。就此实验完成下列填空：（2）上述（）上述（E）步骤的操作中应注意的是）步骤的操作中应注意的是 ；使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，当分液结束时要及时关闭活使漏斗下端管口紧靠烧杯内壁，当分液结束时要及时关闭活塞，防止上层液体流出；塞，防止上层液体流出；16【例】【例】某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：（可分解为如下几步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；（的铁圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并盖好玻璃瓶塞；（中，并盖好玻璃瓶塞；（C）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把漏斗放正；（最后关闭活塞，把漏斗放正；（E）旋开活塞，用烧杯接受溶）旋开活塞，用烧杯接受溶液；（液；（F）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（G）将漏斗上口）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；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；（H）静置，分层。就此实验完成下列填空：）静置，分层。就此实验完成下列填空：（3）上述（）上述（G）步骤操作的目的是）步骤操作的目的是 。使漏斗内外空气相通，以保证进行（使漏斗内外空气相通，以保证进行（E）操作时漏）操作时漏斗内液体能流出。斗内液体能流出。17【例】【例】某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用某化学课外小组以海带为原料制取少量碘水。现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步：（可分解为如下几步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台）把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；（的铁圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并盖好玻璃瓶塞；（中，并盖好玻璃瓶塞；（C）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞）检验分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，）倒转漏斗用力振荡，并不时旋开活塞放气，最后关闭活塞，把漏斗放正；（最后关闭活塞，把漏斗放正；（E）旋开活塞，用烧杯接受溶）旋开活塞，用烧杯接受溶液；（液；（F）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（）从分液漏斗上口倒出上层水溶液；（G）将漏斗上口）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；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；（H）静置，分层。就此实验完成下列填空：）静置，分层。就此实验完成下列填空：（4）能选用）能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是从碘水中萃取碘的原因是 。（5）下列物质不能作为从溴水中萃取溴的溶剂是）下列物质不能作为从溴水中萃取溴的溶剂是 。A热裂汽油热裂汽油 B苯苯 C酒精酒精 D正庚烷正庚烷 CCl4与水互不相溶，但碘在与水互不相溶，但碘在CCl4中的溶解度较在水中要大得多。中的溶解度较在水中要大得多。18分离提纯的方法还有很多分离提纯的方法还有很多蒸发蒸发洗气：洗气：利用水溶性或发生化学反应被除去，但利用水溶性或发生化学反应被除去，但要求不再产生新的杂质气体，不能除去要求不再产生新的杂质气体，不能除去被提纯的气体（被提纯的气体（尽可能减少损失尽可能减少损失）。）。19分离提纯分离提纯结合实际选择方法结合实际选择方法（实验室、化工、物质的状态和性质特点等（实验室、化工、物质的状态和性质特点等）不符合条件的要创造条件不符合条件的要创造条件（物理变化以及化学反应（物理变化以及化学反应 ）优化组合，综合考虑优化组合，综合考虑（安全、效果、仪器装置或设备、成本、污染等）（安全、效果、仪器装置或设备、成本、污染等）实现转化实现转化20【措施】【措施】【课题】【课题】如何从空气中获得氮气？如何从空气中获得氮气？【目标】【目标】【策略】【策略】除去空气中其它成分除去空气中其它成分利用物理变化或化学反应实现转化，使空利用物理变化或化学反应实现转化，使空气中的氮气与其它成分状态不同。气中的氮气与其它成分状态不同。（实验室）（实验室）其它金属网也可其它金属网也可（工业）（工业）工业要求：工业要求：减少原料消耗，降低成本，同时减少原料消耗，降低成本，同时得到得到O2，综合生产效益高。，综合生产效益高。空气经加压冷却液化，然后控制温度蒸发。空气经加压冷却液化，然后控制温度蒸发。使空气通过灼热的使空气通过灼热的Cu网除去网除去O2或或从空气中提取氮气从空气中提取氮气设备、条件、成本？设备、条件、成本？21【比较分析】【比较分析】1、工业制硫酸中尾气处理为什么用浓氨水而不用、工业制硫酸中尾气处理为什么用浓氨水而不用NaOH等碱溶液？等碱溶液？2、美国曾在工业制硫酸中尾气处理采用饱和、美国曾在工业制硫酸中尾气处理采用饱和Na2SO3溶溶液有何优点？液有何优点？3、合成氨工业从制得的、合成氨工业从制得的CO2、H2的混合气中分离出的混合气中分离出H2选用选用KOH及饱和及饱和K2CO3溶液哪个更好？溶液哪个更好？22实验室分离提纯（除杂质）实验室分离提纯（除杂质）装装置置简简单单，操操作作方方便便，容容易易控控制制（现现象象明明显显），安全可靠，不产生污染。安全可靠，不产生污染。试剂符合常见常用性、价廉，利于分离。试剂符合常见常用性、价廉，利于分离。确保提纯效果，防止引入新的杂质。确保提纯效果，防止引入新的杂质。提高被提纯物质的产率，减少损失。提高被提纯物质的产率，减少损失。在在定性检验或定量检测定性检验或定量检测时，提纯过程中反应时，提纯过程中反应不能生成不能生成目标物质，以免干扰检验结果或造成偏差。目标物质，以免干扰检验结果或造成偏差。（条件、用量等）（条件、用量等）要求要求“前除后堵前除后堵”或增加或增加检验除净或沉淀完全检验除净或沉淀完全等实验步等实验步骤骤准确性、可靠性准确性、可靠性23【上海高考题】【上海高考题】用用Na2CO3、BaCl2、HCl溶液作为试剂，除去溶液作为试剂，除去NaCl溶溶液中含有的少量液中含有的少量Ca2+和和SO42-，每种试剂不得重复使用两，每种试剂不得重复使用两次，提纯过的溶液中除了次，提纯过的溶液中除了Na+、Cl-、H+和和OH-离子外，离子外，不得遗留任何其他离子。不得遗留任何其他离子。（1）写出加入试剂的顺序。）写出加入试剂的顺序。（2）写出各步反应的离子方程式。）写出各步反应的离子方程式。请简述实验操作步骤。请简述实验操作步骤。24【比较分析】【比较分析】1、实验室除去、实验室除去H2气中的气中的CO2为什么选用为什么选用NaOH溶液而一溶液而一般不用饱和石灰水？般不用饱和石灰水？2、实验室除去、实验室除去Cl2气体中的气体中的HCl气体用水和饱和食盐水气体用水和饱和食盐水洗气哪种试剂好？为什么？洗气哪种试剂好？为什么？3、实验室除去、实验室除去CO2气体中的气体中的HCl气体为什么用饱和气体为什么用饱和NaHCO3溶液而不能用饱和溶液而不能用饱和Na2CO3溶液？溶液？4、实验室除去、实验室除去CH4中混有的中混有的C2H4为什么不用为什么不用KMnO4溶溶液？一定不能用吗？有更好的方案吗？液？一定不能用吗？有更好的方案吗？25【设计方案】【设计方案】1、实验室分离苯酚的苯溶液有哪些方案，哪个方案好？、实验室分离苯酚的苯溶液有哪些方案，哪个方案好？已知苯酚的溶解度为已知苯酚的溶解度为8.2g（15），常压下熔沸点如下表：），常压下熔沸点如下表：m.p（熔点）（熔点）/b.p(沸点）沸点）/苯苯5.580.1苯酚苯酚40.851822、实验室研究液溴与苯的取代反应（还原铁粉做催化剂）、实验室研究液溴与苯的取代反应（还原铁粉做催化剂）用用AgNO3溶液检验产物溶液检验产物HBr气体，如何除去挥发出气体，如何除去挥发出来的来的Br2蒸气？蒸气？如何分离得到产物较纯溴苯？如何分离得到产物较纯溴苯？26【设计方案】【设计方案】3固体固体 AlCl3和和FeCl3混合物中含有少量混合物中含有少量 FeCl3和和 Al2(SO4)3，请设计实验进行分离，以得到纯，请设计实验进行分离，以得到纯净的净的AlCl3和和FeCl3。27第二册第二册P168、P235如何进一步处理如何进一步处理得到比较纯净的得到比较纯净的乙酸乙酯？乙酸乙酯？28