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选修6实验化学第二单元物质的获取课题一物质的分离和提纯第1课时层析法、渗析(教师用书独具)课标要求知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能。课标解读1掌握萃取的原理，常用仪器的操作要点。2了解层析法的原理、分类、使用条件、应用，掌握层析法分离甲基橙和酚酞的实验。3了解胶体的性质，掌握渗析法提纯胶体的操作方法。教学地位本课题内容包括层析法和渗析分离混合物，其中渗析法在必修1“胶体的性质”部分作了稍微的了解。渗析法在胶体的提纯中应用较为广泛，是提纯胶体的一种非常重要的方法，高考对这部分内容要求是初步掌握其操作技能，观历年高考题，此部分内容常有涉及，应加强掌握。(教师用书独具)新课导入建议选择几片新鲜的菠菜叶，放在乙醇溶液中，轻轻研磨获得提取液，在提取液中竖直放置一支白色粉笔。经过一段时间后，观察现象，可依次观察到黄的、绿的色带。这是什么原因造成的呢？其实这是一种物质分离和提纯的方法层析法。在获取物质的过程中，无论是直接从原料中提取，还是经过化学反应合成制备，都需要利用分离、提纯等技术。这节课我们就来进一步学习物质分离和提纯的一种新方法层析法。教学流程设计课前预习安排：看教材P1418填写课前自主导学并完成思考交流，建议同学之间可进行讨论交流师生互动完成探究1纸上层析法分离物质的注意事项，互动方式可利用问题导思，教师通过例1对探究1进行总结，指导学生完成变式训练及当堂双基达标2、3、4题检验学生对探究点的理解掌握情况师生互动完成探究2胶体的提纯、精制法渗析，互动方式可利用问题导思，教师通过例2对探究2进行总结，指导学生完成变式训练2及当堂双基达标1、5检验学生对探究点的理解掌握情况课标解读重点难点1.了解层析法、渗析实验原理。2.熟悉用纸上层析法分离溶液中Fe3和Cu2，甲基橙和酚酞的操作方法。3.理解用氨水使Fe3和Cu2显色的原理。1.层析法、渗析的原理、操作方法、应用。(重点)2.纸上层析分离甲基橙和酚酞的实验。(重难点)层析法1.基本原理利用待分离混合物中各组分在某一物质(称作固定相)中的亲和性差异，如吸附性差异、溶解性(或称分配作用)差异，让混合物溶液(此相称作流动相)流经固定相，使混合物在流动相和固定相之间进行反复吸附或分配等作用，从而使混合物中的各组分得以分离。2分类层析法可进一步分为纸上层析、柱层析和薄层层析等。3纸上层析对流动相的要求纸上层析要求流动相溶剂对分离物质有适当的溶解度，太大，待分离物质会随流动相跑到前沿；太小，则会留在固定相附近，分离效果不好。因此，要根据待分离物质的性质选择合适的流动相。通常，对于能溶于H2O的待分离物质，以吸附在滤纸上的H2O作为固定相，以与H2O能混合的有机溶剂(如醇类)作流动相。4用层析方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液用化学方法分离CuCl2和FeCl3的混合溶液比较繁琐，而层析法比较简单，只要一些溶剂及滤纸即可，时间也不需过长，现象非常明显。经氨气熏后滤纸上端出现红棕色，下方出现蓝色。说明混合物中的Fe3和Cu2已经分开了。(1)Fe3与氨水生成红棕色沉淀的离子方程式：Fe33NH3H2OFe(OH)33NH。(2)Cu2与氨水生成深蓝色溶液反应的离子方程式：Cu24NH3H2O Cu(NH3)424H2O。5纸上层析分离甲基橙和酚酞(1)实验原理甲基橙和酚酞是两种常用的酸碱指示剂，它们在水中和有机溶剂中的溶解度不同。当溶剂沿滤纸流经混合物的点样时，甲基橙和酚酞会以不同的速度在滤纸上移动，从而达到分离的目的。(2)实验关键滤纸的准备：在一张圆形滤纸的中心扎一小孔，用少量滤纸捻成细纸芯，插入圆形滤纸中央。点样：在距圆形滤纸中心约1 cm的圆周上，选择三个点，分别用毛细管将甲基橙和酚酞的混合溶液在该三点处点样。每个点样的直径约0.5 cm。展开：选择乙醇和氨水的混合液作为展开剂。1在层析操作时，滤纸的位置如何控制？为什么？2点层析试样是决定能否取得理想实验效果的重要操作，在操作过程中应注意哪些事项？【提示】1.滤纸要浸入展开剂中，展开剂的液面要低于试样点，切忌与试样点接触。因为样品中的某些成分是易溶于展开剂的，如果试样点接触展开剂，样点里要分离的离子或者色素就会进入展开剂，导致实验失败。2点样原点距滤纸一端约2 cm为宜，点样仪器一般要采用内径小于1 mm的毛细玻璃管，且管口要平整。点样动作要轻，不可刺破滤纸。点样用量对分离效果有很大影响，一般在0.0020.01 mL之间，样品太少斑点不清楚，样品太多斑点太大或出现拖尾现象以至不易分开。如果色斑颜色很浅，要待溶剂完全挥发晾干后，在同一个位置再次点样。渗析1.定义：利用半透膜实现物质分离和提纯的一种方法。2半透膜的特点(1)滤纸与半透膜的孔隙大小胶体的分散质粒子直径介于1100 nm，这样的粒子能透过滤纸，而不能透过半透膜。半透膜具有比滤纸更细小的孔隙，只有小分子、离子能够透过，而胶体的分散质粒子不能透过，因而可以用它将胶体粒子与分子或离子分离开。(2)常见的半透膜有动物肠衣、鸡蛋壳膜、羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等。纸上层析法分离物质的注意事项【问题导思】Fe3和Cu2能够在滤纸上彼此分开的原理是什么？【提示】Fe3和Cu2在流动相溶剂中的溶解能力，扩散速度不同。实验室中保存FeCl3时，为何要加少量盐酸？【提示】抑制Fe3水解。1最好用直径为2.53 cm，长为25 cm的大试管来做此实验。裁纸要配合大试管的内径和管长裁取，不宜过宽，宽度在1 cm左右即可，要求滤纸的纸纹均匀一致，而且没有斜纹，纸面要清洁而平整，纸也要剪齐而无纸毛。尽量采用层析专用滤纸，普通滤纸易出现“拖尾”现象。也可以用吸水性较好的其他纸代替滤纸做对比，如餐巾纸等。实验中手不要触及滤纸的表面，以免污染。2在滤纸上记录点样位置时，要用铅笔画线而不能用钢笔或圆珠笔。因为铅笔芯主要成分是石墨，不溶于水和有机溶剂，所以用来作记号不会影响实验现象；钢笔用的墨水主要成分是色素，可溶于水和乙醇，因此，用其作标记会扩散游动，从而影响实验现象的观察。3点样是决定实验能否取得理想效果的重要操作。点样时毛细管应足够细，不能用滴管代替，尽量用小的点样管。最好用1 mL的点样管，这样，点的斑点较小，展开的色谱图分离度好，颜色分明。样品溶液的含水量越小越好，若含水量大，点样斑点扩散大。滤纸吸水性很强，点样操作要求迅速。点好样的滤纸可以用电吹风的热风吹干或放入干燥器里晾干。等到滤纸完全干燥以后才能再次点样。点好的试样斑点直径不超过0.5 cm为宜。点样过大，试样展开时有拖尾现象；点样过小，试样展开不明显。4(1)勿使试样斑点浸入溶液中，否则会使所有试样混在一起分不开。(2)将滤纸条伸入盛有流动相溶剂的大试管中，使滤纸垂直而两侧不接触试管内壁，否则会造成流动相溶剂不按水平线平行上升，影响实验效果。(3)若大试管太长，滤纸无法触及流动相溶剂液面，可用小烧杯代替大试管。用铁丝横穿过滤纸，架在烧杯上方。调节完滤纸高度后，盖上培养皿形成气室。5层析过程中要塞紧橡胶塞(以防溶剂挥发)，将大试管垂直静置，等待流动相溶剂扩散。6纸上层析法分离FeCl3和CuSO4时，为抑制水解，饱和FeCl3和CuSO4可加少量盐酸或硫酸酸化。不影响实验效果。氨熏需在通风橱中或通风实验室内进行。在纸层析中的流动相是指层析液，在毛细拉力作用下，层析液能不断由下向上流动，利用混合物各组分在流动相和固定相两种不同溶剂中的分配系数差异，将它们分离，属于用物理方法分离。(2013南京高二检测)色谱分析法是现代分离实验技术中的一种，试回答下列问题。(1)已知两种有机色素A与B混合在一起，经测定知A的极性比B强，则下列说法正确的是_。A用溶解过滤法，B不溶而A溶于水B用重结晶法，A在水中的溶解度比B大C用蒸馏法，因为A的熔、沸点高D用纸上层析法，丙酮为展开剂，下端为A，上端为B(2)在用纸上层析法进行层析操作时，为什么不能让滤纸上的试样点接触展开剂？_。(3)纸上层析法的原理是_。A萃取原理B毛细现象C蒸馏原理 D相似相溶原理【解析】溶解过滤法、重结晶法主要用于溶解度差别较大的无机物的分离，两种有机色素A与B的混合物，虽然已知A的极性比B强，但溶解度差别不会太大，故A和B错误；分子的极性仅是影响熔、沸点的因素之一，A的极性比B强，无法断定A和B的熔、沸点高低及差距，故C错。(2)是对纸上层析法操作要点的考查。试样点若触及流动相溶剂，试样会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显。(3)纸上层析法的原理既利用了毛细现象，又利用了相似相溶原理。【答案】(1)D(2)试样点若触及流动相溶剂，试样会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显(3)BD,A、B都是有机色素，其性质有一定的相似性，根据信息，A的极性比B强作答题的突破点。,1某同学在做“叶绿体中色素的提取和分离”实验时，操作情况如下所述，结果实验失败，请指出其错误所在。(1)将5 g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、二氧化硅、碳酸钙后，迅速研磨，然后按要求过滤。_。(2)用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线处小心均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复画23次。_。(3)把画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散。_。【答案】(1)未去除粗叶脉和将叶片剪碎，降低了叶绿素的提取率(2)上一次滤液细线未晾干即画下一次，使滤液线过粗或线上色素较淡(3)摇晃层析液会接触试样线，溶解色素【教师备课资源】一、拓展实验(1)用粉笔做色谱柱，分离菠菜中的色素。选择几片新鲜的菠菜叶，置于乙醇溶液中，轻轻研磨获得提取液，在提取液中竖直放置一根白粉笔。一段时间后，观察现象，可以观察到依次有黄、绿的色带。注意：作为吸附用的载体，粉笔必须干燥、洁净、多孔，以保证其具有较强的吸附性能。(2)用鸡蛋壳内膜(蛋壳浸入盐酸溶液中，可溶去外壳)分离出豆浆中的铁、钙等。向处理后的蛋壳内膜中放入豆浆，可以加入少量的铁盐和钙盐加以强化，以使其现象明显。把蛋膜浸在蒸馏水中，几分钟后检验水中的铁、钙等离子。铁离子可以用硫氰化钾溶液检验，钙离子可以用碳酸钠溶液检验。二、层析法简介1色谱法又称层析法，是分离、提纯和鉴定有机化合物的重要方法。色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能(即分配)的不同，或其他亲和作用及性能的差异，使混合物的溶液流经该物质时进行反复吸附或分配等作用，从而将各组分分开，色谱分离体系由两个相构成，流动的混合物溶液称为流动相；固定的物质称为固定相，固定相可以是固体或液体。根据组分在固定相中的作用原理不同，可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱、排阻色谱等；根据操作条件不同，可分为柱色谱、纸色谱、薄层色谱、气相色谱及高效液相色谱等。纸色谱法又叫纸上层析法，是一类以滤纸吸附的水为固定相的色谱法。它具有操作简单、分离效能高、所需仪器和设备价廉、应用范围广泛等特点，因而在有机化学、分析化学、生物化学等方面得到了广泛的应用。滤纸由纤维组成，通常它可以吸附20%的水，其中约6%的水与纤维素结合成复合物。滤纸纤维具有很强的毛细作用，常用滤纸作为纸色谱法的惰性支持物。在纸色谱分离过程中，由于滤纸纤维的毛细现象，使溶剂在纸上渗透展开，这样样品组分在两相中反复多次分配而发生了分离。将溶有少量叶绿素、胡萝卜素、叶黄素的乙醇石油醚溶液点在滤纸条的末端约2 cm处，并将这一端浸入适当的溶剂(称为展开剂)中(别接触试样点)，在滤纸的毛细作用下，展开剂携带待分离的物质沿滤纸纤维向上移动，由于不同组分的移动速度不同，一段时间后，不同组分移动的距离会不同，从而达到将这些组分分离开来的目的。2纸上层析法的基本原理纸上层析以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性，它所吸附的水作为固定相，通常把不与水混溶的有机溶剂作为流动相。由于吸附在滤纸上的样品的各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同，各组分会在两相之间产生不同的分配现象。亲油性强的成分在流动相中分配得多一些，随流动相移动的速度就快一些；而亲水性强的成分在固定相中分配得多一些，随流动相移动的速度就慢一些。这样，性质不同的组分就分离在滤纸的不同位置上。三、利用化学沉淀法进行物质的分离分析混合物的组成根据待提纯物质和杂质的化学性质选择合适的沉淀剂合理安排加入沉淀剂的顺序考虑过量的沉淀剂应该如何除去确定实验步骤。需要注意的问题：(1)沉淀剂不与待纯化物质反应。(2)沉淀剂与杂质的反应尽可能完全，即尽量不选与杂质生成微溶物的沉淀剂。(3)如果一种沉淀剂能沉淀多种杂质则更好。(4)加入的沉淀剂应稍过量。(5)过量的沉淀剂应该容易除去，否则相当于引入新的杂质。(6)合理安排沉淀剂的加入顺序和实验步骤，使实验流程最简化、最优化。(7)对纯化效果进行检验，注意要检验加入的沉淀剂是否完全除去。提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为()A加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸B加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸C加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸D加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸【解析】A中在除去Ba2的同时又引入了Na；B中在除去Ba2的同时又引入了SO；C中在除去Ba2的同进又引入了Na和SO。【答案】D胶体的提纯、精制法渗析【问题导思】用烧杯进行胶体渗析时，烧杯中的水还用更换吗？【提示】用烧杯进行胶体渗析时，要多次更换烧杯中的蒸馏水，多次渗析。如何证明分离淀粉胶体和食盐溶液的半透膜破了？【提示】取烧杯中浸泡半透膜的蒸馏水少许，加入几滴碘水、观察现象。若观察到溶液出现蓝色，则说明半透膜破损。1主要仪器及装置(1)主要仪器：半透膜袋(如动物的膀胱膜)、烧杯、玻璃棒。(2)装置示意图如图所示。2胶体的净化(1)步骤：把10 mL淀粉胶体和5 mL NaCl溶液的混合液体，加入用半透膜制成的袋内，将此袋浸入蒸馏水中(如图)(半透膜可用鸡蛋壳膜、牛皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等制成，它有非常细小的孔，只能允许较小的离子、分子透过，而胶体粒子不能透过)。几分钟后，用两支试管各取烧杯中的液体5 mL，向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液，向另一支试管里滴加少量碘水，观察现象。(2)实验现象：可以看到在加入AgNO3溶液的试管里出现了白色沉淀；在加入碘水的试管里并没有发生变化。(3)实验结论：Cl能透过半透膜，从半透膜袋中扩散到了蒸馏水中，淀粉不能透过半透膜，没有扩散到蒸馏水中。胶体分散质的粒子比溶液分散质的粒子大。(4)注意事项：半透膜袋要经检验未破损，否则，淀粉胶体粒子也会进入蒸馏水。不能用自来水代替蒸馏水，否则，实验结论不可靠。一般要在2 min以后再做Cl的检验，否则，Cl出来的太少，现象不明显。说明：该实验可以除去胶体中的离子或小分子杂质。为了提高除杂的速度和纯度，要定期更换蒸馏水。选择物质的分离、提纯方法应注意的问题,(1)不得引入新杂质；,(2)不损失或很少损失被提纯的物质；,(3)所涉及的反应要完全；,(4)方法简单、所涉及的仪器常见；,(5)所用试剂经济、易得。(2013襄阳高二检测)把淀粉溶液溶于沸水中，制成淀粉胶体。(1)鉴别水溶液和胶体可以利用的方法是_。(2)在淀粉胶体中加入淀粉酶，充分反应，然后把反应后的液体装入半透膜袋里，系紧袋口，并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里。从半透膜袋里析出的物质是_，该操作的名称是_。(3)淀粉酶是一种_(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)，它对淀粉的水解起到了_(填“反应物”、“催化”或“抑制”)作用。【解析】(1)当光线透过胶体时，由于胶体微粒对光线的散射，从侧面可以观察到胶体里出现一条光亮的通路，即“丁达尔效应”，而光线通过水溶液时，看不到这种现象，因此可以用这种方法来鉴别水溶液和胶体。(2)淀粉在淀粉酶的作用下，发生水解，生成麦芽糖。本实验中，反应后的分散系包含淀粉、淀粉酶、水和麦芽糖。淀粉溶液是胶体，淀粉酶是蛋白质，它们都不能透过半透膜，而麦芽糖分子可以透过半透膜析出。这种分离操作的名称叫渗析。【答案】(1)用可见光照射，观察有无“丁达尔效应”，有就是胶体(2)麦芽糖渗析(3)蛋白质催化膜的作用类似于筛子，它优先允许某种组分通过，而对其他组分起着类似于过滤一样的截留作用，从而起到分离或浓缩的目的。渗析就是一种利用浓度差进行分离的膜分离方法。2将FeCl3饱和溶液逐滴滴入沸水中，制得Fe(OH)3胶体，为了除去其中所含的少量盐酸，得到较纯净的Fe(OH)3胶体，应该()A加入NaOH溶液进行中和B加入AgNO3溶液，反应后进行过滤C插入石墨电极，通入直流电进行电泳，然后过滤D装入半透膜中，扎紧袋口，将其全部浸入蒸馏水中，并每隔一定时间，更换蒸馏水，共23次【答案】D1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)混合物的分离和提纯原理相同()(2)层析法是利用待分离混合物中各组分在固定相中的溶解性的差异进行分离()(3)渗析中半透膜只允许小分子通过()(4)可用纸上层析法分离FeCl3和CuSO4()【答案】(1)(2)(3)(4)2(2013常州高二检测)油墨是由多种色素按一定比例混合而成，某同学欲用纸上层析的方法将其主要色素分离开来，可选用作展开剂的物质是()A盐酸 B酒精CNaOH溶液 D丙酮盐酸【解析】纸上层析中要求流动相溶剂对分离物质应有适当的溶解度。【答案】D3以下层析操作的示意图正确的是()【解析】展开剂不能与样点接触，C项错误；滤纸末端应浸入展开剂中0.5 cm左右，故B、D错。【答案】A4下列有关纸层析法实验的说法正确的是()A滤纸作为固定相，滤纸上吸附的水作为流动相B滤纸作为惰性支持物，滤纸上吸附的水作为流动相C滤纸上吸附的水作为固定相，溶于水的有机溶剂作为流动相D滤纸上吸附的水作为流动相，不溶于水的有机溶剂作为固定相【解析】滤纸为惰性支持物，滤纸上吸附的水为固定相，有机溶剂为流动相。【答案】C5把20 mL淀粉胶体和10 mL KI溶液的混合液加入到用半透膜制成的袋内，将此袋浸入盛蒸馏水的烧杯中。2 min后，用两支试管各取3 mL烧杯中的液体，并做如下实验：(1)向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液，其现象是_。(2)向另一支试管里滴加少量碘水，其现象是_。(3)由上述实验得出的结论是_。【解析】胶体分散质的粒子不能透过半透膜，故在烧杯中的液体中有K、I，不存在淀粉胶体。【答案】(1)出现黄色沉淀(2)溶液颜色加深(或变为褐色)，但无蓝色现象(3)I能透过半透膜，淀粉胶体不能透过半透膜1下列关于纸色谱法分离Fe3和Cu2操作正确的是()A裁滤纸应垂直纤维方向裁开B点样时，斑点尽量小，且再点时必须在同一位置C展开时，用流动相溶剂刚好淹过色斑进行展开D当流动相溶剂上升至滤纸上沿时，取出晾干观察【解析】裁纸时注意使滤纸纤维为竖直走向，流动相溶剂的液面低于色斑，当流动相溶剂上升至滤纸条的上端(距滤纸上沿约1 cm处)时，取出滤纸，用铅笔在流动相溶剂前沿处画一条线，再晾干。【答案】B2(2013镇江高二检测)以下除杂方法(括号内为少量杂质)中，错误的是()AFe(OH)3胶体(FeCl3溶液)：蒸馏水，渗析BKCl(I2)固体：加热，升华CNaCl(KNO3)：蒸发结晶DCO2(SO2)：通过饱和NaHCO3溶液、浓硫酸【解析】选项C，NaCl和KNO3在蒸发溶剂过程中都有晶体析出，无法分离。【答案】C3在进行Fe3和Cu2分离实验时，不能让流动相溶剂没及试样斑点的原因是()AFe3和Cu2会溶解在层析液中，使实验结果不明显B滤纸上Fe3和Cu2会扩散不均匀影响实验效果C滤纸上的滤液细线会变粗而使Fe3和Cu2太分散D滤纸上的Fe3和Cu2会混合起来不分散【解析】试样点若触及流动相溶剂，Fe3和Cu2会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显。因此，滤纸条下端浸入流动相溶剂中0.5 cm，勿使试样斑点浸入溶液中。【答案】A4(2013南京高二检测)下列实验方法：用渗析法分离蛋白质和葡萄糖的混合液；用盐析法分离油脂皂化反应的产物；用升华法分离碘单质和沙子的混合物；用重结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物；用分液法分离水和溴乙烷的混合物；用蒸馏法分离酒精与苯酚(沸点为182 )的混合物你认为这些方法()A只有不正确B不正确C只有正确 D全部正确【解析】葡萄糖分子可通过半透膜，蛋白质是高分子化合物，不能通过半透膜，正确；油脂皂化反应后的产物加食盐可析出高级脂肪酸钠，正确；碘受热易升华，可知正确；NaCl的溶解度受温度变化影响很小，而KNO3的溶解度受温度变化影响较大，故可通过重结晶法分离KNO3和NaCl的混合物，正确；水和溴乙烷互不相溶，可用分液法分离，正确；酒精和苯酚的沸点(分别为78.5和182 )差别较大，可用蒸馏法分离，正确。【答案】D5(2013金华高二检测)医疗上的血液透析原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。血液中，蛋白质和血细胞不能通过透析膜，血液中的毒性物质可以透过，由此可以判断()A蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的直径B蛋白质以分子形式存在，毒性物质以离子形式存在C蛋白质、血细胞不溶于水，毒性物质可溶于水D蛋白质、血细胞不能透过滤纸，毒性物质可以透过滤纸【解析】医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。透析原理和胶体的渗析类似，透析膜同半透膜类似，透析膜的孔径应大于血液病毒性物质粒子直径，毒性物质才可能扩散到透析液中而被除去。蛋白质、血细胞的粒子不能透过透析膜，说明其直径大于透析膜的孔径，不难看出，A是正确的。【答案】A6(2013茂名高二检测)下列说法中不正确的是()A层析法是分离、提纯和鉴定物质的一种方法B层析法可以分为纸上层析、柱层析和薄层层析C纸上层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度越大越好D纸上层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度既不能太大也不能太小【解析】纸上层析要求对分离物质有适当的溶解度，太大，待分离物质会随流动相跑到前沿；太小，则会留在固定相附近，分离效果不好。【答案】C7有人用氯化铁、硫酸铜混合溶液进行纸上层析分离实验，实验装置如图所示。请回答下列问题：(1)试管中所加展开剂的主要成分是_。(2)点层析试样是实验的关键操作，进行这一操作时应注意_。(3)层析操作结束后应进行显色反应，若实验用氨水作为显色试剂，写出本实验中进行显色反应的操作方法：_。(4)显色反应后，可观察到_。写出显色反应时所发生反应的离子方程式：_。(5)若要检验新鲜鸡血中是否含有铁元素，实验操作步骤如下：取2 mL新鲜鸡血，将其放入洁净的蒸发皿中，加入2 mL 2 molL1HNO3溶液，加热并不断搅拌。将所得溶液蒸干，得到固体粉末。取少量固体粉末，将其溶于稀硫酸中，加试剂A，观察现象，判断有无铁元素存在。操作的化学原理是_。请列举一种可用于操作中试剂A的物质_。【解析】新鲜鸡血中的铁元素主要以亚铁盐形式存在，加入稀硝酸并加热时，硝酸可将亚铁盐氧化成铁盐。可用于检验铁离子的试剂有很多，常见的有硫氰化钾溶液、苯酚溶液等。【答案】(1)丙酮、盐酸(2)用毛细管蘸取试样在滤纸上点样，斑点直径控制在0.5 cm以内，使试样比较集中(3)用镊子取下滤纸条，放在盛有浓氨水的试剂瓶瓶口上方，由于浓氨水具有挥发性，进行氨熏，使Fe3、Cu2与氨气发生反应(4)滤纸上分别出现红棕色、蓝色斑点，红棕色斑点出现在滤纸上方，蓝色斑点出现在红棕色的下方Fe33NH3H2OFe(OH)33NHCu24NH3H2O Cu(NH3)424H2O(5)血液中的铁元素以亚铁盐形式存在，加热条件下硝酸将亚铁盐氧化成铁盐KSCN溶液8(2013济南高二检测)用一种只有水分子能自由通过而直径较大的溶质分子不能通过的隔膜把水槽隔离成大小完全相同的甲、乙两室，甲室中装入淀粉溶液，乙室中装入蒸馏水(如图)。此时甲、乙两室中的水分子均可自由地通过隔膜而相互扩散，已知这种扩散速度与单位体积内溶质的微粒数成反比，而与液体的压强成正比。根据以上叙述回答下列问题：(1)若甲、乙两室中装入液体的体积相同，对于实验开始阶段的描述正确的是_。A水分子从甲室向乙室的扩散速度大于乙室向甲室的扩散速度B水分子从乙室向甲室的扩散速度大于甲室向乙室的扩散速度C两室中水分子的相互扩散速度相等D两室中水分子的扩散速度将越来越小(2)相同温度下，甲室装入质量分数为1%的尿素CO(NH2)2水溶液，乙室装入等体积的质量分数为a%的葡萄糖(C6H12O6)溶液，若两溶液的密度近似看成1 gcm3，且水分子相互扩散的速度也相等，则a的近似值是_。A1 B2C3 D4【解析】(1)开始时，甲室为淀粉溶液，溶质的浓度大，乙室为水，溶质的浓度小，所以甲室的扩散速度慢。由于更多的水进入甲室后，甲室中液面上升，溶质的浓度下降，扩散速度加快，乙室由于液面下降，扩散速度减慢，某一时刻后可能达到平衡状态。故答案为B。(2)甲、乙两室等体积，排除了压强的影响，扩散速度只与浓度有关。由于水分子的扩散速度相等，说明相同体积的溶液中含有相同的分子数，100 g葡萄糖溶液中溶质的质量为1803(g)，所以选C。【答案】(1)B(2)C第2课时海水的蒸馏从海带中提取碘(教师用书独具)课标要求知道物质分离和提纯的常用方法，能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案，并初步掌握其操作技能。课标解读1掌握蒸馏的原理，常用仪器的操作要点。2掌握海水的蒸馏、海水提溴的原理及方法。3注重物质的分离和提纯思路的形成：通过对过滤、蒸发、蒸馏、萃取等实验操作的交流讨论，理解分离方法与物质性质之间的关系、分离方法与所需仪器及操作之间的联系，并进一步归纳分离提纯实验设计的一般思路。教学地位本课时内容包括了海水的蒸馏和从海带中提取碘。第一个内容海水的蒸馏在初中化学，必修1中都涉及过，可以看出它在初高中化学中的地位，高考也常对这部分内容以选择题和填空题考查，此两个内容是非常重要的一个知识点，从海带中提取碘也在必修2中提到过，是海洋利用中的热点问题，应重点理解和掌握。(教师用书独具)新课导入建议海水淡化是人类追求了几百年的梦想。早在400多年前，英国王室就曾悬赏征求经济合算的海水淡化方法。对发明廉价淡化海水方法者给予一万英镑的资金。当时的一万英镑可不是一笔小数目，大约折合今天的700多万元人民币。有趣的是，400年以来竟没有人获得这笔奖金，至今，英国政府宣布女王当年的悬赏仍然有效。可见廉价淡化海水之难，淡水之需。有关专家指出，21世纪是“海洋的世纪”，目前，海水淡化作为一项高新技术的产业，正在得到各国的重视，美国华尔街的专业人士甚至预言，继IT股和生物股之后，海水淡化公司的股票将成为炙手可热的新兴成长股。由此可见海水淡化的重要和美妙的前景。今天我们就来学习渗析法和蒸馏法淡化海水的技术。教学流程设计课前预习安排：看教材P19P22填写课前自主导学并完成思考交流，建议同学之间可进行讨论交流师生互动完成探究1蒸发与蒸馏互动方式可利用问题导思，教师通过例1对探究1进行总结，指导学生完成变式训练1及当堂双基达标1.(1)(2)检验学生对探究点的理解掌握情况师生互动完成探究2碘分离、检验及注意事项，互动方式可利用问题导思、教师通过例2对探究2进行总结，指导学生完成变式训练2及当堂双基达标1.(3)(4)、2、3、4、5检验学生对探究点的理解掌握情况课标解读重点难点1.了解海水的蒸馏原理。2.了解从植物中分离、检验某些元素的实验方法。3.熟悉从海带中分离和检验碘元素的操作，掌握溶解、过滤、萃取、分液等基本操作及相关原理。1.海水的蒸馏实验。(重点)2.从海带中提取碘的实验。(重点)海水的蒸馏1.实验原理蒸馏是利用混合液体中各组分的沸点不同而将其分离的操作。2实验操作中的注意事项(1)将海水加入到蒸馏烧瓶中，并加入几粒沸石，目的是防暴沸。(2)连接好实验装置，注意温度计水银球的位置，温度计水银球应处于蒸馏烧瓶支管口处。(3)实验用到冷凝管作为冷凝装置，常见冷凝管如图所示，要注意冷却水应从下口进入，上口流出。(4)实验开始时，应先通冷凝水，再加热；实验结束时，应先停止加热，继续通入冷凝水，一会再关闭。1使用冷凝管时，冷却水为什么采用“下口进入，上口流出”的方式呢？【提示】冷却水从下口进入，上口流出，可以保证冷凝管内充满冷却水，冷凝效果好；同时避免因冷却水从上口进入时内外温差较大炸裂冷凝管。从海带中提取碘1.海带中碘的分离原理海带、紫菜等海藻中含有丰富的碘元素，其主要的存在形式为化合态(有机碘化物)。将样品灼烧，碘可转化为能溶于水的无机碘化物(如碘化钾、碘化钠)，在灰分中加入水浸取，过滤后可得到含有I的滤液。滤液中还有多种可溶性无机盐，直接将碘化物与这些无机盐分离比较困难。由于碘离子具有较强的还原性，可以用适量的氯水或双氧水(H2O2)等氧化剂先将I氧化为碘单质，再用萃取法将其提取出来。单质碘能与淀粉的水溶液作用显蓝色。有关反应的离子方程式为：2ICl2I22Cl、2IH2O22HI22H2O。2实验步骤(1)灼烧：取3 g干燥的海带，用刷子将其表面的附着物刷净。剪成小块，用酒精润湿后(加一些酒精是为了使其燃烧更加充分)，放入坩埚中。把坩埚置于泥三角上。在通风橱中加热灼烧，至海带完全成灰后，自然冷却，再将海带灰转移至小烧杯中。(2)浸取和过滤：向小烧杯中加入10 mL蒸馏水，煮沸23 min(加快碘化物在水中的溶解，以使灰烬中的I尽可能多的进入溶液)，过滤，得无色滤液。(3)氧化：在滤液中加入几滴H2SO4溶液(海带灰的浸出液中含有碳酸钠、碳酸钾等使溶液显碱性的物质，酸化的目的是使溶液呈弱酸性，有利于氧化剂把I氧化为I2)，再加入约1 mL H2O2溶液，溶液由无色变为棕黄或棕褐色。(4)检验和萃取：取出少许混合液，用淀粉溶液检验碘，溶液应变为蓝色。再向余液中加入1 mL CCl4，萃取其中的碘。得到的CCl4层为紫色，水层基本无色。2氧化I时，可选用多种氧化剂，请思考用H2O2和氯水哪种试剂更好？为什么？【提示】选用H2O2比氯水更好，原因是H2O2能将I氧化成I2：H2O22I2HI22H2O，H2O2的还原产物是水，即为溶液中的成分。氯水氧化I时，容易将I2进一步氧化为IO：5Cl2I26H2O2IO10Cl12H，因此，需要控制氯水的浓度和用量。蒸发与蒸馏【问题导思】取蒸发皿所需用的仪器是什么？【提示】坩埚钳蒸馏时往蒸馏烧瓶中加碎瓷片，作用是什么？【提示】防止液体暴沸。两种方法目标产物不同，装置、方法均不同。如从海水中获取粗盐用蒸发，水分是要蒸发除去；而由海水制取淡水是要除去盐分，所以要蒸馏。1蒸发蒸发是把溶液加热，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)实验仪器：蒸发皿、酒精灯、铁架台(带铁圈)、玻璃棒。(2)实验注意事项：把滤液倒入蒸发皿里，给蒸发皿加热，用玻璃棒不断搅拌溶液，防止液滴飞溅。当蒸发到只剩少量液体、析出大量晶体时熄灭酒精灯，利用蒸发皿余热蒸干，以防晶体过热而迸溅。2蒸馏蒸馏是指把液体加热汽化，蒸气重新冷凝成液体的过程。利用蒸馏可以把混在液体里的难挥发的物质除去。(1)实验仪器：蒸馏烧瓶、冷凝器(冷凝管)、牛角管(或称尾接管)、温度计、锥形瓶、铁架台、石棉网、酒精灯。(2)实验注意事项：蒸馏装置的连接应按由下至上，从左到右的顺序。蒸馏烧瓶配置温度计时，应选用合适的橡胶塞，特别要注意检查气密性是否良好。加热时应放在石棉网上，使之均匀受热。在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片，防止液体暴沸。温度计水银球的位置应与支管底口下缘在同一水平线上，这样才能真实地反映蒸馏出的馏分的沸点。蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3，也不能少于1/3。蒸馏与分馏,蒸馏和分馏的相同点是：二者的原理基本相同，都是用蒸发和冷凝的方法将液体中沸点范围不同的成分分离出来，正是从这个意义上讲，分馏是蒸馏原理的运用。二者都是物理变化。不同的是分馏是控制不同的温度，蒸馏出多种不同的组分，可理解为多次蒸馏。将下图所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，得到汽油和煤油。(三)(一)(五)(二)(六)(四)(1)图中A、B、C三种仪器的名称分别是_。(2)将以上仪器按(一)(六)顺序，用字母a，b，c表示连接顺序：e接()；()接()；()接()；()接()；()接()。(3)A仪器中c口是_，d口是_(填“进水口”或“出水口”)。(4)蒸馏时，温度计水银球应在_位置。(5)在B中注入原油后，加几片碎瓷片的目的是_。(6)给B加热，收集到沸点60150 间的馏分是_，收集到150300 间的馏分是_。【解析】石油的蒸馏按沸点范围不同分离出汽油和煤油，必须用温度计控制温度，然后冷凝收集。实验应注意以下几点：温度计水银球的位置应位于蒸馏烧瓶支管口处，因为测的是馏分蒸气的沸点温度；冷凝管内的冷却水要从下口进、从上口出，这样冷却效果好。碎瓷片的作用：防止混合液剧烈跳动(暴沸)。【答案】(1)A是冷凝管；B是蒸馏烧瓶；C是锥形瓶(2)ihaklbfgw(3)进水口出水口(4)蒸馏烧瓶支管口(5)防止暴沸(6)汽油煤油样品分离和提纯方法固体样品加热(灼烧、升华、热分解)、溶解、过滤(洗涤沉淀)、蒸发、结晶(重结晶)、电解精炼等液体样品分液、萃取、蒸馏等胶体样品盐析、渗析等气体样品洗气1下面是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是()A蒸馏过滤分液B分液蒸馏蒸馏C蒸馏分液分液D分液蒸馏结晶、过滤【解析】乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度很小，而乙酸和乙醇易溶于水，所以第一步用分液的方法；然后得到的A是乙酸钠和乙醇，由于乙酸钠的沸点高，故用蒸馏的方法分离；第三步，加硫酸将乙酸钠转变为乙酸，再蒸馏得到乙酸。【答案】B【教师备课资源】蒸馏法及其他使海水淡化的方法蒸馏法虽然是一种古老的方法，但由于技术不断地改进与发展，该法至今仍占统治地位。蒸馏淡化过程的实质就是水蒸气的形成过程，其原理如同海水受热蒸发形成云，云在一定条件下遇冷形成雨。根据设备不同，蒸馏法有蒸汽压缩蒸馏法、多级闪急蒸馏法等。冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去，冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，用这种方法得到的淡水并不多，冷冻法同样要消耗许多能量，且得到的淡水味道不佳，难以使用。反渗透法，通常又称超过滤法，是1953年才开始采用的一种膜分离淡化法。该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开。在通常情况下，淡水通过半透膜扩散到海水一侧，从而使海水一侧的液面逐渐升高，直至一定的高度才停止，这个过程为渗透。此时，海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压，那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2，蒸馏法的1/40。因此，从1974年起，美、日等发达国家先后把发展重点转向反渗透法。多级闪蒸，所谓闪蒸，是指一定温度的海水在压力突然降低的条件下，部分海水急骤蒸发的现象。多级闪蒸海水淡化是将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水。目前全球海水淡化方法中，多级闪蒸法产量最大，技术最成熟，运行安全性高，主要与火电站联合建设，适合于大型和超大型海水淡化装置，主要在海湾国家采用。多级闪蒸技术成熟、运行可靠，主要发展趋势为提高装置单机造水能力，降低单位电力消耗，提高传热效率等。电渗析法，该法的技术关键是新型离子交换膜的研制。离子交换膜是0.51.0 mm厚度的功能性膜片，按其选择透过性区分为正离子交换膜(阳膜)与负离子交换膜(阴膜)。电渗析法是将具有选择透过性的阳膜与阴膜交替排列，组成多个相互独立的隔室，使一个隔室的海水被淡化，而相邻隔室的海水被浓缩，从而使淡水与浓缩水得以分离。电渗析法不仅可以淡化海水，也可以作为水质处理的手段，为污水再利用作出贡献。此外，这种方法也越来越多地应用于化工、医药、食品等行业的浓缩、分离与提纯。从海带中提取碘【问题导思】萃取碘水中的碘能用酒精作萃取剂吗？为什么？【提示】不能。因为酒精与水互溶。用四氯化碳萃取碘水中的碘时，CCl4层在哪层？【提示】CCl4密度大于水，在下层。 1.灼烧干海带的目的灼烧干海带的目的是去掉海带中的有机物，便于用水溶取海带中的碘化钠、碘化钾。海带的灼烧要充分，否则会降低碘的提取率。2I的氧化剂可以氧化I的是新制的饱和氯水、溴水、双氧水、碘酸钾等。如果用浓硫酸、氯水、溴水等氧化剂，要做处理，如溶液的酸碱度即pH的调节，中和酸性到基本呈中性，若酸性太强，碘离子被氧化为I2后会继续被氧化为更高价态，无法得到I2。当选用浓硫酸氧化I时，先取少量滤液放入试管中，加入浓硫酸，再加入淀粉溶液，如观察到变蓝，可以判断碘离子被氧化为碘。用氯水氧化滤液中I时，氯水不可过量，否则会使生成的碘单质继续氧化，其反应方程式为：5Cl2I26H2O2HIO310HCl3碘单质的检验方法向1%淀粉溶液中滴入2滴氧化后所得的棕黄色溶液，观察实验现象。若变蓝色，则证明含碘。取3 mL上述溶液注入试管中，然后加入12 mL四氯化碳，振荡后静置，观察水层和四氯化碳层的颜色。若四氯化碳层呈紫红色则证明含碘。4碘的纯化碘易升华，可用加热法来提纯固态碘。而溶解在溶液中的碘要用萃取法分离提纯。要将萃取后碘的CCl4溶液分离，可以采取减压蒸馏的方法，将CCl4萃取剂分离出去。5注意事项(1)加热灼烧海带时要盖紧坩埚盖，防止海带灰飞出，且灼烧要充分。灼烧完毕，应将坩埚和玻璃棒放在石棉网上冷却，不可直接放在冷的实验台上，防止温度很高的坩埚骤冷而破裂。(2)将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加蒸馏水要适量，搅拌，煮沸23 min后过滤。过滤时要注意“两低三靠”：滤纸比漏斗上沿低，溶液比滤纸低；滤纸紧靠漏斗内壁，引流的玻璃棒紧靠三层滤纸处，漏斗下面的导管紧靠烧杯内壁。(3)碘在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度，但萃取碘不可使用酒精，因为酒精和水可任意混溶，达不到萃取的目的。(1)加热灼烧中要盖紧坩埚盖，防止海带灰飞出。最好戴防护眼镜，防止迷眼。,(2)将海带灰转移到小烧杯中，向烧杯中加入10_mL蒸馏水，搅拌，煮沸23_min，过滤。,(3)向滤液中滴加几滴硫酸，再加入约1_mL_H2O2溶液，应观察到溶液由无色变为棕褐色。,(4)取少量上述滤液，滴加几滴淀粉溶液，观察现象，溶液应变为蓝色。,(5)将滤液加入分液漏斗中，再加入1_mL_CCl4，振荡，静置。引导学生观察描述分液现象：CCl4层为紫红色，水层基本无色。海带含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：(1)步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的仪器是_。(从下列仪器中选择所需的仪器，用标号字母填写在空白处)A烧杯B坩埚C表面皿D泥三角E酒精灯F干燥器(2)步骤的实验操作名称是_；步骤的目的是从含碘苯溶液中分离出碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是_。(3)步骤反应的离子方程式是_。(4)步骤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是_。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法_。【解析】(1)固体灼烧要使用三脚架、酒精灯、泥三角、坩埚、玻璃棒等实验仪器。(2)步骤从海带灰悬浊液得到含碘离子的溶液，为固体和溶液的分离操作，应使用过滤的方法；步骤从含碘苯溶液中分离出碘和回收苯，应使用蒸馏方法，使苯汽化、冷凝后可回收苯，单质碘在蒸馏烧瓶中聚集。(4)用苯提取碘水中的碘，为萃取的方法。本题考查了萃取的原理：苯与水互不相溶，且碘在苯中的溶解度比在水中大。(5)考查了单质碘的检验方法，可用淀粉溶液检验单质碘是否存在。【答案】(1)BDE(2)过滤蒸馏(3)2IMnO24HMn2I22H2O(4)苯与水互不相溶；碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘),(1)对萃取剂的要求：一是和原溶剂互不相溶且不反应，与溶质也不能反应。二是溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度。如萃取溴水中的溴就不能用酒精。,(2)萃取后要分液，所得仍是溶液，一般再通过蒸馏进一步分离。2海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤：通入适量Cl2；将海带灼烧成灰后加蒸馏水搅拌；加CCl4振荡；过滤。合理的操作顺序是()ABC D【解析】从海带中提取碘的步骤为灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取。根据每个步骤的需要选择试剂。【答案】D1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)蒸馏是利用溶液中各组分的沸点不同进行分离的；而萃取是利用各组分的密度不同分离()(2)冷凝管中的冷却水应从上口进，下口出()(3)用酒精可以萃取碘水中的碘()(4)检验海带中有碘，可直接在海带中加入淀粉，看是否变蓝()【答案】(1)(2)(3)(4)2(2013锦州高二检测)下列仪器常用于物质分离的是()漏斗容量瓶蒸馏烧瓶天平分液漏斗滴定管燃烧匙ABC D【解析】分别是过滤、蒸馏、分液分离操作的主要仪器。【答案】C3(2013惠州高二检测)下列混合物的分离和提纯方法中，主要是从溶解性的角度考虑的是()A蒸发 B蒸馏C过滤 D萃取【答案】CD4以下是实验室常用的部分仪器，请回答下列问题： (1)编号为和仪器的名称分别为_、_。(2)在分液操作中，必须用到上述仪器中的_(填序号)。(3)能作为反应容器且可直接加热的仪器是上述中的_(填名称)。(4)在配制溶液时，需要用到的仪器是_(填序号)。(5)仪器上标有温度的是_(填序号)。【答案】(1)250 mL容量瓶冷凝管(2)(3)试管(4)(5)1下列各组混合物能用分液漏斗直接分离的是()A柴油与汽油B汽油与水
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