高考化学 第12章 第40课时 物质的检验、分离和提纯复习课件

一、混合物的分离、提纯一、混合物的分离、提纯1概念(1)物质的分离：把混合物中各物质通过物理变化或化学变化，将其彼此分开的过程，分开后各自要恢复到原来状态。(2)物质的提纯：把混合物中杂质除去，以得到纯净物的过程，如果杂质发生了化学变化，不必恢复为原来的状态。2原则不增：不引入新物质。不减：不损耗或减少被提纯和分离的物质。易分：采用的方法应尽量使被提纯和分离的物质跟其他物质易分离。复原：若被分离的物质转变为其他物质，应采用适当的方法将其恢复为原物质。3方法(1)常用的物理方法：常用的物理方法：根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析等方法。方法适用范围主要仪器举例注意事项过滤固体与液体分离漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)粗盐提纯时，把粗盐溶于水，经过过滤，把不溶于水的固体杂质除去要“一贴二低三靠” 必要时要洗涤沉淀物(在过滤器中进行)定量实验的过滤要“无损”方法 适用范围 主要仪器举例注意事项 结晶、重结晶混合物中各组分在溶剂中的溶解度随温度变化不同烧杯及过滤仪器硝酸钾溶解度随温度变化大，氯化钠溶解度随温度变化小，可用该法从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾一般先配较高温度的饱和溶液，然后降温结晶结晶后过滤，分离出晶体蒸发分离溶于溶剂中的溶质蒸发皿、三脚架(或带铁圈的铁架台)、酒精灯、玻璃棒从食盐水溶液中提取食盐晶体溶质必须不易分解、不易水解、不易被氧气氧化蒸发过程应不断搅拌近干时停止加热，利用余热蒸干方法 适用范围主要仪器举例注意事项蒸馏、分馏利用沸点不同以分离互溶液体混合物蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管、温度计、铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网等制取蒸馏水，除去水中杂质；除酒精中水(加生石灰)；乙醇和乙酸(先加NaOH蒸馏，后加浓H2SO4蒸馏)；石油分馏温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处加沸石(碎瓷片)注意冷凝管水流方向应下进上出不可蒸干分液两种互不相溶的液体的分离分液漏斗(有球形、梨形等)除溴乙烷中乙醇(先水洗)；水、苯的分离；除乙酸乙酯中乙酸(加饱和Na2CO3洗)上层液体从上口倒出，下层液体从下口放出方法适用范围主要仪器举例注意事项萃取利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，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可在烧杯、试管等中进行，一般在分液漏斗中(为便于萃取后分液)CCl4把溶于水里的Br2萃取出来萃取后要再进行分液对萃取剂的要求：与原溶剂互不混溶、不反应；溶质在其中的溶解度比在原溶剂中大；溶质不与萃取剂反应；两溶剂密度差别大萃取后得到的仍是溶液，一般再通过分馏等方法进一步分离方法适用范围 主要仪器举例注意事项盐析利用某些物质在加某些无机盐时，其溶解度降低而凝聚的性质来分离物质烧杯、玻璃棒以及过滤仪器从皂化液中分离肥皂、甘油；蛋白质的盐析注意无机盐的选用少量盐能促进蛋白质的溶解，重金属盐使蛋白质变性盐析后过滤溶解杂质与被提纯的物质在溶解性上有明显差异的混合物分液装置或洗气装置或过滤装置溴乙烷中的乙醇；Cl2中的HCl；CaCO3中的NaCl固体先研细；搅拌或振荡；易溶气体溶解要防倒吸；必要时加热；注意后续操作2.常用的化学方法(1)常见方法常见方法加热法：混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热使热稳定性差的物质分解而分离出去，有时受热后能变为被提纯的物质。例如：氯化钾中含有氯酸钾，纯碱中混有小苏打等。沉淀法：在混合物中加入某种试剂，使其中一种以沉淀的形式分离出去的方法。使用该种方法一定要注意不能引入新杂质。若使用多种试剂将溶液中不同粒子逐一沉淀，这时应注意后加试剂能将先加试剂的过量部分除去，最后加的试剂不引入新杂质。气化法：将杂质转化为气体，如：除NaCl溶液中少量的Na2CO3，加入盐酸。酸碱法：被提纯物不与酸反应，而杂质与酸可反应，用酸作除杂试剂；被提纯物不与碱反应，而杂质与碱易反应，用碱作除杂试剂。例如：用盐酸除去SiO2中的石灰石，用氢氧化钠除去铁粉中的铝粉。氧化还原法：对混合物中含有还原性杂质，加入适当氧化剂使其氧化为被提纯物质；而对混合物中含有氧化性杂质，可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。例如：FeCl2中含有FeCl3，加入铁粉，振荡过滤，即可除去FeCl3；FeCl3中含有FeCl2可滴入氯水，将FeCl2，转化成FeCl3。转化法：不能通过一次反应达到分离的目的，而要经过转化为其他物质才能分离，然后要将转化物质恢复为原物质，例如苯酚中混有硝基苯时，先加入NaOH溶液后分液，再向苯酚钠溶液中通入CO2重新生成苯酚等。注意转化过程中尽量减少被分离物的损失。3综合法 综合法是指综合运用物理方法和化学方法将物质加以分离或提纯。【基础题一】物质的分离是化学研究中常用的方法，填写下列物质分离时需使用的方法(不必叙述操作细节)。(1)两种互不相溶的液体的分离 。(2)固体和液体的分离 。(3)含固体溶质的溶液中除去部分溶剂 。(4)胶体中分离出可溶电解质 。(5)几种沸点相差较大的互溶液体的分离分液过滤蒸发渗析蒸馏(或分馏)二、物质的检验二、物质的检验1鉴定、鉴别和推断的比较不同点相同点鉴定根据物质的化学性质，对一种物质分别检验出阴、阳离子均需根据物质的特征反应，选择恰当的试剂和方法，准确观察反应中颜色变化、沉淀的生成或溶解、气体的生成、焰色等现象加以判定鉴别对两种或两种以上的物质进行辨认推断通过已知实验事实，根据性质分析，推出被检物质的组成或名称2.常见离子的检验离子试剂现象注意沉淀法Cl、Br、IAgNO3HNO3AgCl白、AgBr淡黄、AgI黄SO42-稀HCl和BaCl2白色沉淀必须先用HCl酸化Fe2NaOH溶液白色沉淀灰绿色红褐色沉淀Fe3NaOH溶液红褐色沉淀Al3NaOH溶液白色沉淀溶解不一定是Al3离子试剂现象注意气体法NH4+浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生刺激性气体，使试纸变蓝要加热CO32-稀盐酸石灰水石灰水变浑浊SO32-也有此现象SO32-稀H2SO4和品红溶液品红溶液褪色离子试剂现象注意显色法I氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2KSCN溶液，再滴氯水先是无变化，滴氯水后变红色Fe3KSCN溶液红色苯酚溶液紫色Na、KPt丝HCl火焰分别为黄色、浅紫色K要透过蓝色钴玻璃片观察3.常见气体的检验H2纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水O2使带火星的木条复燃Cl2黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝HCl在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟CO2能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭SO2使品红溶液褪色NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝，使无色酚酞试液变红，遇浓盐酸有白烟NO无色气体，在空气中立即变成红棕色NO2红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体【基础题二】物质的鉴别有多种方法。下列能达到鉴别目的的是( )用水鉴别苯、乙醇、溴苯用相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液点燃鉴别甲烷和乙炔 A B C DB重要考点重要考点1 物质的分离和提纯物质的分离和提纯【考点释例1】可用于分离或提纯物质的方法有：A.分馏，B.盐析，C.过滤，D.重结晶，E.升华，F.渗析，G.电解，H.加热分解，I.蒸馏，J.灼烧氧化。如欲分离或提纯下列各组混合物，请选择上述方法中最合适者，并将相应字母填入题后空格内：(1)从石油中分离出汽油和煤油等成分_；(2)除去淀粉溶液中的少量碘化钠_；(3)从油脂皂化反应的混合液中分离出高级脂肪酸钠_；(4)除去粗铜中锌、银等金属_；(5)除去水中的Na、SO、Cl等杂质_；(6)除去KNO3晶体中混有的少量NaCl_。【解析】 (1)汽油和煤油的沸点不同，可用分馏法；(2)淀粉溶液为胶体，淀粉分子不能透过半透膜而NaI可透过半透膜，用渗析法；(3)分离皂化反应后溶液中的高级脂肪酸钠可用盐析法；(4)为铜的精炼，可用电解法；(5)蒸馏法可除去水中的可溶性杂质；(6)利用KNO3和NaCl溶解度受温度影响不同，可用结晶法。答案：(1)A(2)F(3)B(4)G(5)I(6)D【温馨提示】物质的分离、提纯在操作方法上涉及溶解、过滤、蒸馏、结晶、分液、萃取、升华、洗气及气体的干燥与净化；在化学原理上涉及试剂的选择，加入试剂的顺序等。在用化学方法分离和提纯物质时：1注意问题(1)被提纯的物质应尽量不要减少(不可“玉石俱焚”)。如CO2中混有SO2，不宜用NaOH溶液或Na2CO3溶液除杂，而要用饱和NaHCO3溶液。(2)不得引入新的杂质(不可“前门驱虎，后门进狼”)。(3)要易于分离、复原。即被提纯物质与杂质要易于分离(不可“难舍难分”)。(4)为使杂质尽可能除去需要加入过量的试剂。(5)在分离和提纯中有的杂质不止一种，需用多种试剂和多种除杂分离方法，要注意安排好合理的除杂顺序，有的杂质可用多种试剂除去，要尽量选择操作简单，除杂分离效果好，经济实惠的试剂。在多步分离过程中，后加的试剂能把前面所加过量的试剂除去。(6)在分离提纯有机物时，常犯的错误是套用无机分离中的反应转化法。例如，除去乙酸乙酯中混有的乙酸，如果采用加入乙醇及催化剂并加热的方法，试图将乙酸转化为乙酸乙酯，这是适得其反的。其一是加入的试剂难以除去；其二是有机反应缓慢、复杂，副反应多，该反应是可逆反应，不可能反应到底将乙酸除尽。(7)有机物的提纯与分离中较多地使用蒸馏(可分馏)、分液等方法。(8)多数物质的分离提纯采用物理化学综合法。2常见实例序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法1N2O2灼热的铜网加热2CO2H2SCuSO4溶液洗气3COCO2NaOH溶液洗气4CO2CO灼热CuO加热5CO2HCl饱和的NaHCO3洗气6H2SHCl饱和的NaHS洗气7SO2HCl饱和的NaHSO3洗气8Cl2HCl饱和食盐水洗气9CO2SO2饱和NaHCO3洗气10炭粉CuO稀盐酸过滤11Al2O3Fe2O3NaOH和CO2过滤、灼烧序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法12Fe2O3Al2O3NaOH溶液过滤13Al2O3SiO2盐酸和氨水过滤、灼烧14SiO2ZnOHCl溶液过滤15BaSO4BaCO3稀盐酸过滤16NaHCO3溶液Na2CO3CO2转化法17NaCl溶液NaHCO3HCl气化法18FeCl3溶液FeCl2Cl2转化法19FeCl3溶液CuCl2Fe、Cl2过滤20FeCl2溶液FeCl3Fe过滤21CuCl2FeCl3CuO过滤22NaCl晶体NH4Cl加热23KNO3晶体NaCl蒸馏水重结晶序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法24乙烯SO2、H2O碱石灰吸收法25乙烷C2H4溴的四氯化碳溶液洗气26甲苯苯酚NaOH溶液分液27己醛乙酸饱和Na2CO3蒸馏28乙醇水新制CaO蒸馏29苯酚苯NaOH溶液、CO2分液1.为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( )被提纯的物质除杂试剂分离方法A溴化钠溶液(NaI)溴水蒸馏B氯化铵溶液(FeCl3)氢氧化钠溶液过滤C二氧化碳(CO)O2点燃D淀粉(KCl)H2O置于半透膜袋中漂洗D2.下列物质提纯的方法正确的是( )A除去混在NO2气体中的NO：将气体与过量的O2混合B除去混在CO2气体中的SO2：将气体依次通过足量酸性KMnO4溶液和浓硫酸C除去KCl溶液中的K2CO3：加过量的BaCl2溶液后过滤D除去乙酸中混有的乙醇：向混合液中加入生石灰后蒸馏B重要考点重要考点2 质的检验质的检验【考点释例2】某混合气体G中可能含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用a：无水CuSO4，b：澄清石灰水，c：灼热CuO，d：碱石灰，e：品红溶液，f：高锰酸钾酸性溶液等药品可将其一一验出，检验的正确顺序是()AGaebfdcBGcdbefaCGaefbdcDGbefadcC【解析】通过分析题意，先确定四种气体检验的先后顺序为：先验H2O，再验SO2，除尽SO2后再验CO2，最后除尽CO2后验CO。故选答案C。【知识归纳】1.物质检验时对反应的一般要求(1)反应时要有明显的外部特征。如：溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的产生等。(2)反应要在适宜的条件下进行，如：溶液的酸碱性、浓度、温度等的选择。(3)检验反应时常需排除干扰物的影响。如：用Ba2检验SO42-时应排除CO32-、SO42-等离子的干扰。(4)检验反应要求有一定的选择性一种试剂如果只与少数几种离子反应，这种反应就叫做选择性反应，与该试剂反应的离子种类越少，反应的选择性越高。如果试剂只与一种离子(或物质)发生反应，这个反应的选择性最高，这样的反应称为这种离子的特征反应。在物质检验过程中应尽量采用选择性高的反应，如用品红溶液检验SO2，用KSCN溶液检验Fe3，用湿润的红色石蕊试纸检气体NH3等。2物质检验的基本原则和方法 物质检验的“三原则”：一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同，检验离子的方法可归纳为四类：(1)生成气体，如NH4+、CO32-的检验；(2)生成沉淀，如Cl、SO42-的检验；(3)显现特殊颜色，如Fe3、苯酚的检验；(4)焰色反应：如Na、K的检验。1.下列有关物质检验的实验结论正确的是( )选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有SO42-B向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有Fe2C将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是SO2D将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中，水浴加热后有银镜生成该物质一定属于醛类B2.某钠盐溶液可能含有阴离子NO3-、CO32-、SO32-、SO42-、Cl、Br、I。为了鉴别这些离子，分别取少量溶液进行以下实验：所得溶液呈碱性。加HCl后，生成无色无味的气体。该气体能使饱和石灰水变浑浊。加CCl4，滴加少量氯水，振荡后，CCl4层未变色。加BaCl2溶液产生白色沉淀，分离，在沉淀中加入足量的盐酸，沉淀不能完全溶解。加HNO3酸化后，再加过量的AgNO3，溶液中析出白色沉淀。(1)分析上述5个实验，写出每一实验鉴定离子的结论。实验 。实验 。实验 。实验 。实验 。(2)上述5个实验不能确定是否存在的离子是 。CO32-和SO32-可能存在CO32-肯定存在，SO32-不存在Br、I不存在SO42-存在不能确定Cl是否存在Cl、NO3-重要考点重要考点3 物质的鉴别物质的鉴别【考点释例2】下列各组物质的溶液中，仅依靠物质间的相互反应不能一一区别的一组是()ANaOHAl2(SO4)3MgCl2K2CO3BBaCl2Na2SO4(NH4)2SO4KOHCAgNO3NaClKClCuCl2DFe2(SO4)3K2CO3KHSO4NH4ClC【解析】不外加试剂的鉴别的一般思路：首先找出各组中有颜色的物质，然后两两混合进行鉴别。A选项都是无色溶液，把一种溶液逐滴滴入另外三种溶液中，依据互滴时现象不同可鉴别出NaOH和Al2(SO4)3，然后用NaOH可鉴别出MgCl2和Na2CO3；B选项，两两混合：有刺激性气味气体生成的是(NH4)2SO4和KOH，然后把(NH4)2SO4和KOH分别滴入另外两种溶液中，无沉淀生成的是KOH，有沉淀产生的是(NH4)2SO4，与(NH4)2SO4生成沉淀的则是BaCl2；C选项观察颜色可鉴别出CuCl2，两两混合可鉴别出AgNO3，但NaCl和KCl只能通过焰色反应鉴别；D选项，有颜色的是Fe2(SO4)3，用Fe2(SO4)3可鉴别出K2CO3，用K2CO3可鉴别出KHSO4。【解题规律】物质鉴别的几种类型1不用任何试剂鉴别多种物质(1)先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。(2)若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。(3)若以上两方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，一般采用列表法解比较简洁，记录混合后的反应现象，分析确定。若未知溶液较多，则注意以现象最明显、最容易推断的物质为突破口，然后再顺藤摸瓜推断出其他未知物质。(4)若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同，现象不同而进行鉴别。2只用一种试剂鉴别多种物质 用一种试剂鉴别物质，首先必须考虑物质组中离子的相同部分和不同部分，再根据不同之处选择试剂。(1)先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性，确定能否选用水或指示剂(石蕊)进行鉴别。(2)在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。(3)鉴别有机物时，若被鉴别的物质中含有醛基、羧基，应先考虑用新制的Cu(OH)2悬浊液鉴别。被鉴别物质中含有酚的，可考虑利用Fe3显色反应鉴别。3任选试剂鉴别多种物质 任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现，回答时要掌握以下要领：(1)选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一，使之一目了然。(2)不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂污染，“别”而无用。要有“各取少许”字样。(3)不许“指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质”的字样。一般简答顺序为：各取少许溶解加入试剂描述现象得出结论。下列各组物质均可选用一种试剂鉴别，请找出所用试剂。(1)NaHCO3、Na2S2O3、K2SO3、Na2SiO3、KCl、NaAlO2 。(2)Fe、FeO、CuO、FeS、CuS、MnO2 。(3)NaCl、MgCl2、CuSO4、(NH4)2SO4、FeCl2、FeCl3、AlCl3 。(4)KSCN、KI、AgNO3、NaHCO3、NaCl、 。(5)苯酚、甲苯、己烯、乙醇、四氯化碳 。HCl或稀H2SO4浓HClNaOH或KOHFeCl3溴水