高考化学一轮复习 专题二十四 物质的检验、分离和提纯 考点二 物质的分离和提纯教学案

1物质分离、提纯的区别(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫混合物的净化或除杂。2物质分离、提纯的一般原则(1)“四原则”：不增(提纯过程中不增加新的杂质)；不减(不减少被提纯的物质)；易分离(被提纯物质与杂质容易分离)；易复原(被提纯物质转化后要易复原)。(2)“四必须”：除杂试剂必须过量；过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)；选最佳除杂途径；除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。3物质分离与提纯的常用物理方法方法、装置适用条件及举例注意事项难溶固体与液体混合物(例：粗盐提纯时把粗盐溶于水，经过滤把不溶于水的杂质除去)(1)一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸低于漏斗口，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁(2)若一次过滤后滤液仍浑浊，应查找原因后再次过滤溶质的溶解度受温度变化影响较小(例：从NaCl溶液中提取NaCl晶体)(1)玻璃棒的作用：搅拌，防止液体因局部温度过高造成飞溅(2)当液体中出现较多固体时，停止加热，用余热蒸干(1)萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来(2)分液：两种液体互不相溶且易分层(例：提取碘水中的I2；分离CCl4和水)(1)萃取剂应具备的条件：萃取剂和原溶剂互不相溶；溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度；萃取剂和溶质不发生反应(2)分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出两种或两种以上互溶的液体，沸点相差较大(例：制取蒸馏水，除去水中杂质；石油的分馏)(1)温度计的水银球应在蒸馏烧瓶支管口处(2)为防止暴沸，可在蒸馏烧瓶中放几小块沸石或碎瓷片(3)注意冷凝管水流方向为下进上出杂质气体可溶于某种溶液中而目标气体不溶解(例：除去Cl2中的HCl气体，可使混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶)(1)从洗气瓶的长导管一端进气(2)混合物中气体的溶解度差别较大除去胶体中的小分子或离子(例：除去淀粉胶体中的NaCl)要不断更换烧杯中的水或改用流动水，以提高渗析效果利用某些物质在加入某些无机盐时，其溶解度降低而凝聚的性质分离物质(例：从皂化液中分离肥皂；甘油、蛋白质的盐析)盐析后过滤某种含易升华物质的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离(例：分离沙子中的碘固体)应与物质的分解变化区分，如NH4ClNH3HCl4物质分离和提纯常用的化学方法方法适用条件举例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加适量AgNO3溶液除去KNO3溶液中的KCl转化法不能通过一次反应达到分离的目的时，要先转化为其他物质分离，然后将转化后的物质恢复为原物质分离Fe3和Al3时，可加入过量的NaOH溶液，使Fe3、Al3分别转化成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液，过滤后，分别加入盐酸重新生成Fe3和Al3酸碱法被提纯物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱发生反应用盐酸除去SiO2中的石灰石；用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉氧化还原法对混合物中混有的还原性杂质，可加入适当的氧化剂将其氧化为被提纯物质对混合物中混有的氧化性杂质，可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质将过量铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，振荡、过滤，可除去FeCl3杂质加热法混合物中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纯碱中混有小苏打调节pH法通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中杂质成分转化为沉淀而分离CaCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于Fe3水解，溶液呈酸性，可加入CaO、Ca(OH)2或CaCO3等调节溶液的pH，将Fe3转化为沉淀电解法利用电解原理来分离、提纯物质电解精炼铜离子交换法利用离子交换剂来分离、提纯物质软化硬水吸收法常用于气体的净化和干燥，可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适当的固体或溶液作吸收剂。常用装置是洗气瓶或干燥管(U形管)如Cl2中混有的HCl气体可通过饱和食盐水除去学霸巧学卡采用多种试剂时应考虑试剂加入的顺序，过量的先加入的试剂要可以被后加入的试剂一并除去。1.下列实验中，所选装置不合理的是()A分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，选B用CCl4提取碘水中的碘，选C用FeCl2溶液吸收Cl2，选D粗盐提纯，选和答案A解析乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液，故用分液装置分离二者，选，A错；用CCl4提取碘水中的碘，用萃取分液装置，选，B对；用FeCl2溶液吸收Cl2，应选，C对；粗盐提纯应选适当的溶剂然后过滤，再将食盐溶液蒸干即可，装置为和，D对。2下列有机化合物中均含有酸性杂质，除去这些杂质的方法中正确的是()A苯中含苯酚杂质：加入溴水，过滤B乙醇中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液C乙醛中含乙酸杂质：加入氢氧化钠溶液洗涤，分液D乙酸丁酯中含乙酸杂质：加入碳酸钠溶液洗涤，分液答案D解析A项，溴与苯酚反应生成的三溴苯酚可溶于苯，引入了新杂质；B项，乙醇与水可以任意比互溶；C项，乙醛易溶于水。考法综述高考中本考点除了考查传统的化学实验基础题外，还常结合工艺流程来考查物质的分离和提纯方法，由于工艺流程常与溶液的配制、物质的分离及定量测定等基本操作有机结合起来，所以只有复习时牢固掌握实验基础知识，才能有效结合题中的信息，准确答题。命题法物质的分离和提纯典例下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项 目的 分离方法 原理 A分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大解析乙醇与水互溶，不能用作碘水的萃取剂，A项错误；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能用分液法分离，应该用蒸馏法分离，B项错误；NaCl的溶解度随温度的降低变化不大，而KNO3的溶解度随温度降低而减小很大，故应采用降温结晶的方法提纯KNO3，C项错误；丁醇和乙醚互溶，但二者沸点相差较大，故可采用蒸馏法分离，D项正确。答案D【解题法】根据物质的物理性质选择分离(提纯)方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)(2)“固液”混合物的分离(提纯)(3)“液液”混合物的分离(提纯)1(双选)下列设计的实验方案能达到实验目的的是()A制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1 NaOH溶液B提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验溶液中是否含有Fe2：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象答案BD解析NaOH过量，Al(OH)3会溶解生成NaAlO2，A项错误；饱和Na2CO3溶液可以与CH3COOH反应，且乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小，利于分层，B项正确；若待检验溶液中仅存在Fe3而不存在Fe2，也会出现题述实验现象，C项错误；H2O2的浓度相同时，一支试管中加催化剂，一支不加，通过观察生成气泡的速率来探究催化剂对H2O2分解速率的影响，D项正确。2下列除杂方案错误的是()选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法ACO(g)CO2(g)NaOH溶液、浓H2SO4洗气BNH4Cl(aq)Fe3(aq)NaOH溶液过滤CCl2(g)HCl(g)饱和食盐水、浓H2SO4洗气DNa2CO3(s)NaHCO3(s)灼烧答案B解析本题考查物质的提纯知识，意在考查考生解决实际问题的能力。CO2可与NaOH溶液反应，浓硫酸可吸收水分，A项正确；NaOH溶液也可以与NH4Cl反应，且可能会引入NaOH杂质，B项错误；Cl2在饱和食盐水中溶解度很小而HCl的溶解度很大，浓硫酸可吸收水分，C项正确；NaHCO3灼烧分解成Na2CO3，D项正确。3下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()A用装置甲制取氯气B用装置乙除去氯气中的少量氯化氢C用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液D用装置丁蒸干氯化锰溶液制MnCl24H2O答案C解析A项，MnO2固体与浓HCl要在加热条件下发生反应制取Cl2，缺少加热装置；B项，除去Cl2中混有的HCl气体，应将混合气体从长导气管通入盛有饱和食盐水的洗气瓶洗气，较纯净的气体从短导气管流出；C项，制取Cl2实验结束后，将剩余物过滤除去未反应的MnO2，得到MnCl2溶液，从而回收MnCl2；D项，MnCl2为强酸弱碱盐，易发生水解反应，直接蒸发溶剂，不能得到纯净的MnCl24H2O。4下列物质中的杂质(括号内为杂质)的检验、除杂试剂或方法正确的是()选项物质及杂质检验除杂试剂或方法AI2(Cl2)湿润的淀粉KI试纸NaI溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液过量CO2CCO2(HCl)AgNO3溶液(含稀硝酸)饱和Na2CO3溶液DNO(NO2)观察颜色或湿润的淀粉KI试纸水答案D解析淀粉KI试纸遇I2也会变蓝，不能检验I2中是否混有Cl2，A不正确；NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液发生反应也有沉淀生成，不能检验NaHCO3溶液中是否混有Na2CO3，B不正确；饱和Na2CO3溶液和CO2、HCl都能发生反应，C不正确。5下列有关物质的分离的说法正确的是()A可用加热法分离NH4Cl(s)和I2(s)B碘水中加CCl4振荡静置后，上层为紫色，下层几乎为无色C工业上制无水酒精通常是将生石灰与95%酒精混合后蒸馏D蒸馏、分馏和干馏都是利用组分沸点不同而分离的方法答案C解析加热时I2(s)升华，NH4Cl(s)受热分解，故不能用加热法分离二者，A选项错误；碘水中加四氯化碳，单质碘进入四氯化碳层，因为四氯化碳的密度比水大，所以下层为紫色，上层几乎无色，B选项错误；生石灰吸收水分并与水反应，然后蒸馏得到无水酒精，C选项正确；蒸馏和分馏是利用组分沸点不同而分离的方法，干馏是指固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的过程，D选项错误。下列除去杂质的方法，正确的是()A除去乙烷中少量的乙烯：催化剂条件下通入H2B乙醇中含有乙酸杂质：加入碳酸钠溶液，分液CFeCl3溶液中含有CuCl2杂质：加入过量铁粉，过滤DCO2中含有HCl杂质：通入饱和NaHCO3溶液，洗气错解A或C错因分析混合物的分离和除杂类问题常因思考不全面而导致错选，并不是与杂质反应就可用于除去该杂质，如A选项中易忽略有机反应大多都不能反应彻底，且过量的H2仍不易除去而错选A；再如C选项易忽略加入的试剂与杂质反应的同时也会与目的物质反应，而错选C。解析通入氢气过少无法除净乙烯，通入氢气过量会引入杂质氢气，A项错误；乙醇和乙酸钠都溶于水，不能分层，不能用分液法进行分离，B项错误；加入过量铁粉，发生反应：FeCu2=Fe2Cu,2Fe3Fe=3Fe2，C项错误；碳酸氢钠与HCl反应放出CO2，而CO2不与饱和碳酸氢钠溶液反应，D项正确。答案D状元感悟除杂问题是考查学生对单质、化合物物理性质和化学性质掌握程度和灵活运用能力的重要题型，该题型出题灵活，选择题、填空题、实验题中均可设计。是考查学生学以致用的最佳题型，也是高考出题的一个热点。归纳总结1常见无机物的除杂方法(括号内为杂质)除杂试剂或方法化学方程式或原理分离方法常见固体的除杂方法Na2CO3(NaHCO3)加适量NaOH溶液或加热NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O2NaHCO3Na2CO3H2OCO2NaCl(Na2SO4)加适量BaCl2溶液Na2SO4BaCl2=BaSO42NaCl过滤NaCl(NH4Cl)加热NH4ClNH3HClNaCl(MgCl2)加适量NaOH溶液MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl过滤碳粉(CuO)稀盐酸CuO2HCl=CuCl2H2O过滤CuO(Fe)磁铁吸引Fe(OH)3胶体(FeCl3)蒸馏水、半透膜Fe(OH)3胶体不能通过半透膜渗析CuS(FeS)稀盐酸FeS2HCl=FeCl2H2S过滤镁粉(铝粉)加过量NaOH溶液2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2过滤Fe2O3(Al2O3)加过量NaOH溶液Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O过滤NH4Cl(FeCl3)加适量氨水FeCl33NH3H2O=Fe(OH)33NH4Cl过滤KNO3(NaCl)水根据二者的溶解度随温度的变化不同降温结晶常见液体除杂NaHCO3溶液(Na2CO3)CO2Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3转化法FeCl3溶液(FeCl2)Cl22FeCl2Cl2=2FeCl3转化法FeCl3溶液(CuCl2)Fe、Cl2FeCuCl2=CuFeCl22FeCl2Cl2=2FeCl3转化法FeCl2溶液(FeCl3)Fe2FeCl3Fe=3FeCl2转化法常见气体除杂H2(NH3)浓硫酸NH3H2SO4=NH4HSO4洗气法Cl2(HCl)饱和NaCl溶液HCl极易溶于水，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小洗气法CO2(HCl)饱和NaHCO3溶液HClNaHCO3=NaClH2OCO2洗气法SO2(HCl)饱和NaHSO3溶液HClNaHSO3=NaClH2OSO2洗气法CO2(SO2)饱和NaHCO3溶液SO22NaHCO3=Na2SO3H2O2CO2洗气法CO2(CO)灼热CuOCOCuOCuCO2转化法CO(CO2)NaOH浓溶液CO22NaOH=Na2CO3H2O洗气法N2(O2)灼热铜网2CuO22CuO固定法2.常见有机物的除杂方法3.综合性除杂问题粗盐中含有泥沙等不溶性杂质，以及可溶性杂质如Ca2、Mg2、SO等。要提纯得到纯净的NaCl，可按如下步骤除杂：首先将粗盐溶于水，再过滤(除去泥沙)，然后加入过量的BaCl2溶液，除去Na2SO4；再加入过量的NaOH溶液，除去MgCl2；然后加入过量的Na2CO3溶液，除去CaCl2和BaCl2；过滤；最后滴加适量盐酸至恰好不再产生气体，除去NaOH和Na2CO3；蒸发溶液，析出NaCl晶体。BaCl2和NaOH可以互换，但是Na2CO3必须在加入BaCl2之后再加入。滴加适量盐酸必须在过滤操作之后。心得体会