2019届高考化学一轮复习 第2讲 物质的分离和提纯课件.ppt

第2讲物质的分离和提纯 考纲要求 掌握常见物质分离和提纯的方法 考点1物质分离提纯常用的物理方法 知识梳理 1 分离与提纯的区别与联系 2 分离提纯需要遵循的 四原则 三必须 3 分离 提纯的物理方法 不相溶 溶质在萃取剂中的溶解度 要比在原溶剂中大 萃取剂与原溶剂互不相溶 萃取剂与溶质不反应 取下上 口的塞子或使凹槽对准小孔 下 上 上 下 胶体 长 短 多维思考 提示 1 2 3 4 5 6 1 判断下列说法是否正确 正确的打 错误的打 1 已知金刚石不溶于CCl4 则可用过滤的方法分离金刚石与CCl4的混合物 2 蒸发操作时 应使混合物中的水分完全蒸干后 再停止加热 3 分液时 分液漏斗下层液体从下口放出 上层液体从上口倒出 4 蒸馏操作时 应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处 5 用乙醇萃取出溴水中的溴 再用蒸馏的方法分离溴与乙醇 6 用升华的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物 提示 蒸发结晶 溶解度随温度升高变化不大的物质可采用蒸发结晶分离提纯 如除去NaCl固体中的KNO3 冷却结晶 溶解度随温度升高明显增大的物质或易分解的晶体或晶体水合物 可采用冷却热饱和溶液而结晶的方法分离提纯 如 除去KNO3固体中的NaCl CuSO4溶液中获取CuSO4 5H2O晶体 2 蒸发结晶和冷却结晶的区别有哪些 考点演练 考向一分离 提纯的原理与方法 1 导学号16972009下列实验中 所采取的分离方法与对应原理都正确的是 B 解析 除去KCl中的MnO2应采用溶解 过滤的方法 A错误 碘易升华 加热升华法可分离 B正确 利用重结晶方法分离KNO3和NaCl是利用KNO3的溶解度受温度的影响大于NaCl C错误 食用油和汽油互溶 因沸点不同可用蒸馏的方法分离 D错误 2 2017 上海青浦区一模 有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物 它们的性质如表 则将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是 B A 分液B 蒸馏C 冷却至0 后过滤D 加水萃取 解析 根据表中数据知 乙二醇和丙三醇的溶解性相同 密度及熔点相近 但沸点相差较大 可以利用其沸点的不同将两种物质分离 该方法称为蒸馏 分离与提纯方法的选择1 固 固 混合物的分离 提纯 2 固 液 混合物的分离 提纯 归纳总结 3 液 液 混合物的分离 提纯 4 气 气 混合分离 提纯 洗气 考向二分离仪器或装置的识别和选择3 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 解析 Na2CO3溶液和CH3COOC2H5互不相溶 应用分液的方法分离 可选 CCl4和水互不相溶 用CCl4提取碘水中的碘 可用萃取分液的方法 可选 FeCl2溶液吸收Cl2可用洗气瓶处理 选 粗盐提纯 应先用过滤方法除去沉淀杂质 后蒸发结晶可得到食盐 故选 和 A 4 2017 河南新乡模拟 完成下列实验所选择的装置或仪器都正确的是 A 解析 植物油和氯化钠溶液互不相溶 可用分液法分离 A项正确 除去氯化钠晶体中混有的氯化铵晶体应用加热分解法 而不能用蒸馏法 B项错误 分离CCl4中的Br2应用蒸馏法 C项错误 NaOH溶液可以同时吸收CO2和HCl D项错误 易错易混物质分离提纯实验操作中的注意事项1 过滤中的 三要求 一贴 二低 三靠 2 蒸发中的 两注意 玻璃棒搅拌和不能蒸干 3 洗气瓶的进口与出口 4 萃取分液中的 四步操作 加萃取剂 振荡放气 静置分层 分液 5 蒸馏中的 四注意 温度计水银球的位置 冷却水的进出方向 是否加沸石防暴沸 是否垫石棉网 考点2物质分离 提纯常用的化学方法 知识梳理 铜网 NaOH CuO Fe OH 3 多维思考 1 判断下列说法是否正确 正确的打 错误的打 1 除去CuCl2溶液中混有的FeCl2 FeCl3杂质 可通过先加入氯水 再加入CuO调节pH使Fe3 转化为Fe OH 3而除去 2 乙烯中混有的SO2可以通过溴水除去 3 金属铜中含有的少量银和锌可以通过电解精炼法除去 4 除去FeCl2溶液中混有的CuCl2 加入过量铁粉 过滤 5 除去SO2中的少量HCl 可将混合气体通过饱和NaHSO3溶液 6 除去甲烷中的乙烯可将气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶 提示 1 2 3 4 5 6 2 为什么除去Cl2中的HCl气体要用饱和食盐水 除去CO2中的HCl用饱和碳酸氢钠溶液 考点演练 B 考向一分离提纯试剂和方法的选择1 导学号96656006除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是 解析 二氧化碳和二氧化硫均与饱和碳酸钠溶液反应 无法用饱和碳酸钠溶液除去CO2中的SO2 A项错误 苯酚与NaOH溶液反应生成苯酚钠溶液 与苯分层 通过分液可分离 B项正确 氯水虽与碘化钠反应 但酒精与水互溶 无法萃取生成的碘 C项错误 BaSO4 BaCO3均难溶于水 无法过滤分离 D项错误 2 下列实验的试剂 装置选用不合理的是 B 解析 甲装置中饱和碳酸氢钠溶液可除去HCl 浓硫酸可除去H2O A正确 干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时NH3也会被吸收 B错误 干燥管中碱石灰的成分为生石灰与氢氧化钠 可除去CO2和H2O C正确 丙装置中灼热的铜网可除去O2 D正确 气体净化 干燥的分析思路明确 被提纯气体 与 杂质气体 分析 被提纯气体 与 杂质气体 的化学性质异同 根据 除杂必尽 被提纯气体不消耗 不引入新杂质 的原则 选择合适的除杂试剂 依据除杂试剂的状态及反应条件选择合适的装置 归纳总结 考向二物质分离 提纯的实验方案及流程分析3 2018 北京丰台区一模 饮茶是中国人的传统饮食文化之一 为方便饮用 可通过以下方法制取罐装饮料茶 C 关于上述过程涉及的实验方法 实验操作和物质作用中 说法不正确的是 A 是萃取B 是过滤C 是分液D 维生素C可作抗氧化剂 解析 提取可溶物 加有机溶剂萃取 故A正确 为分离不溶性茶渣 为过滤 故B正确 中混合物不分层 无分液操作 故C不正确 维生素C具有还原性 可作抗氧化剂 故D正确 4 2017 河北保定一模 实验室按照如图操作程序提纯某种物质 下列分析一定正确的是 A 操作 一定是过滤 其目的是将固液分离B 可以提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝C 可以提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾D 可以提纯含少量碘杂质的氯化钠 解析 试样的溶解性未知 操作 可以是过滤 也可以是溶解 A项错误 提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝 应向试样中加入NaOH溶液 B项错误 提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾应使用重结晶法 先向试样中加入适量的热水制成饱和溶液 然后冷却结晶 过滤即得较纯的KNO3 其中操作 是溶解 操作 是结晶 操作 是过滤 C项正确 提纯含少量碘杂质的氯化钠时一般使用加热法 使I2升华而除去 若按图示操作则是萃取分液法 除加水外 还应加入萃取剂 故D项错误 C 思维建模分离提纯题的答题步骤 第一步 确定被提纯物质与除杂对象对比两者物理性质 化学性质的差异 利用差异性 溶解度差异 密度差异 熔沸点差异 与某些物质反应的差异性等 选择合适的分离原理或除杂试剂 除杂试剂除去杂质的同时 不消耗被提纯物质 不引入新的杂质 第二步 选择合适的分离或除杂装置根据分离原理选择合适的分离装置 过滤 分液 蒸馏等 根据除杂试剂的状态及反应条件 选择合适的装置 液体试剂一般选洗气瓶 固体试剂一般用干燥管或U形管 第三步 综合分析 筛选答案综合分析物质分离是否完全 被提纯物质中的杂质是否除净 微点突破3高考中常见的过滤 冷凝装置的创新 1 过滤装置的创新 抽滤由于水流的作用 使图中装置a b中气体的压强减小 故使过滤速率加快 2 冷凝装置的创新 图示装置由于冷凝管竖立 使液体混合物能冷凝回流 若以此容器作反应容器 可减少反应物的损失 提高反应物的转化率 题组巩固 1 导学号96656007苯甲酸常用于抗真菌及消毒防腐 实验室常用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸 其装置如图1所示 加热 搅拌和仪器固定装置均已略去 实验过程如下 将5 4mL甲苯 100mL水 几粒沸石加入250mL三颈瓶中 装上冷凝管 加热至沸后分批加入16g高锰酸钾 回流反应4h 将反应混合物趁热减压过滤 并用热水洗涤滤渣 将洗涤液并入滤液中 滤液加入盐酸酸化后 抽滤 装置如图2 洗涤 干燥得苯甲酸粗产品 1 图1冷凝管中冷水应从 填 a 或 b 管进入 图2中仪器X的名称为 2 抽滤操作与普通过滤相比 除了得到沉淀较干燥外 还有一个优点是 解析 1 冷凝管采用 下口进上口出 的原则 冷凝效果好 图2中仪器X是抽滤操作用到的布氏漏斗 2 抽滤比普通过滤速度快 答案 1 a布氏漏斗 2 过滤速度快 3 第一次过滤时 若溶液呈红色 可加入的试剂是 填字母 a H2Ob CCl4c NaHSO3d HNO3 4 苯甲酸在不同温度下溶解度见下表 洗涤苯甲酸晶体时应用洗涤 解析 3 第一次过滤时 若溶液呈红色 说明溶液中含有过量的高锰酸钾 需要加入具有还原性的试剂 四个选项中只有NaHSO3具有还原性 故选c 4 由于温度越高 苯甲酸的溶解度越大 为了避免苯甲酸大量溶解于洗涤液中 所以应用冷水洗涤 答案 3 c 4 冷水 2 2017 四川成都高三二模 某化学小组欲通过实验探究 苯与液溴发生取代反应 苯与液溴在催化剂作用下的反应机理 所用装置如图所示 已知 MnO2 2NaBr 2H2SO4Br2 MnSO4 Na2SO4 2H2O 1 实验室制备溴苯的化学方程式为 仪器X的名称为 2 制取溴苯的实验操作步骤如下 连接装置 其接口顺序为 填字母 d接 接 接c 检査装置气密性 C中加入固体药品 并 再打开D处开关K 点燃C处酒精灯 插入铁丝于混合液中 一段时间后 D中液体沸腾 原因是 关闭C中活塞 解析 2 首先制备Br2 溴蒸气中混有水蒸气 需要除去 因此通过浓硫酸吸水 即d接a 然后把纯净的溴蒸气通入装置D中参加反应 即b接e 检验溴化氢 即f接c 顺序是d a b e f c 装置C中加入固体药品 然后通过分液漏斗滴加浓硫酸 再打开装置D处开关K 点燃酒精灯 插入铁丝后 D中溶液沸腾 说明苯和液溴反应属于放热反应 答案 2 abef 滴加浓硫酸该反应是放热反应 3 A中对广口瓶进行热水浴的目的是 4 若B中有淡黄色沉淀生成 能否确定苯与液溴发生了取代反应 填 能 或 否 解析 3 热水浴的目的是防止溴蒸气冷凝 4 从装置D中挥发出来的HBr中混有溴蒸气 溴蒸气也能与硝酸银反应产生淡黄色沉淀 答案 3 防止溴蒸气冷凝 4 否 请完成第三步反应 该小组将A装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败 试从反应机理推测可能原因是 有水的情况下 无法生成Br 有水的情况下 无法生成Br 微点突破4与沉淀有关的规范操作及答题模板 1 沉淀剂是否过量的判断方法 1 加沉淀剂 静置 向上层清液中继续滴加少量沉淀剂 若无沉淀产生 则证明沉淀剂已过量 否则沉淀剂不过量 2 加与沉淀剂反应的试剂 静置 取适量上层清液于另一洁净试管中 向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂 若产生沉淀 证明沉淀剂已过量 否则沉淀剂不过量 注意 若需称量沉淀的质量而进行有关定量实验时则只能选择 1 2 沉淀洗涤的目的 1 若滤渣是所需的物质 洗涤的目的是除去晶体表面的可溶性杂质 得到更纯净的沉淀物 2 若滤液是所需的物质 洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣 把有用的物质如目标产物尽可能洗出来 3 常用的洗涤剂 1 蒸馏水 主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质 2 冷水 除去沉淀中混有的可溶性杂质 降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失 3 沉淀的饱和溶液 减小沉淀的溶解 4 有机溶剂 酒精 丙酮等 适用于易溶于水的固体 既减少了固体溶解 又利用有机溶剂的挥发性 除去固体表面的水分 产品更易干燥 4 沉淀洗涤的答题规范答题模板 注洗涤液 沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液 浸没 使洗涤液完全浸没沉淀或晶体 重复 待洗涤液流尽后 重复操作2 3次 5 沉淀是否洗净的答题规范答题模板 取样 取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中 加试剂 加入 试剂 必要时加热 如检验 现象 不产生 沉淀 溶液不变 色或不产生 气体等 结论 说明沉淀已经洗涤干净 6 误差分析若沉淀不洗涤或洗涤不干净 则沉淀的质量偏高 若洗涤次数过多 则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低 题组巩固 1 导学号96656008生活因化学而精彩 化学因实验而生动 实验因 洗涤 而更加精确 关于沉淀或晶体洗涤的说法错误的是 A 洗涤的目的一般是除去沉淀或晶体表面可溶性的杂质 提高纯度B 洗涤的试剂一般可选用蒸馏水 冷水 乙醇 该物质的饱和溶液C 洗涤的操作是向过滤器里的固体加洗涤剂 使洗涤剂浸没固体 并用玻璃棒轻轻搅拌固体 使其与洗涤剂充分接触 待洗涤剂流下D 洗净的检验是检验最后一次洗涤液中是否含有形成沉淀的该溶液中的离子 C 解析 A项 洗涤的目的 除去沉淀或晶体表面的可溶性杂质 得到更纯净的沉淀或晶体 提高纯度 正确 B项 洗涤的试剂常选用 蒸馏水 冷水 有机溶剂 如酒精 丙酮等 该物质的饱和溶液 以减少固体的损失 正确 C项 洗涤的正确方法 让过滤后的沉淀或晶体继续留在过滤器中 加洗涤剂浸没沉淀或晶体 让洗涤剂自然流下 重复2 3次即可 不能搅拌 否则可能把滤纸弄破 错误 D项 洗净的检验是取最后一次洗涤液少许于试管中检验是否含有形成沉淀的该溶液中的离子 正确 2 用CuCl2 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu OH 2沉淀 洗涤Cu OH 2沉淀的实验操作是 判断沉淀洗涤干净的实验操作和现象是 答案 沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水 使蒸馏水完全浸没沉淀 待蒸馏水自然流尽 重复操作2 3次取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中 加稀硝酸酸化 再加AgNO3溶液 无白色浑浊出现 证明沉淀已洗涤干净 3 某种粗盐中含有泥沙 Ca2 Mg2 Fe3 等杂质 某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案如下 用于沉淀的试剂稍过量 请回答以下问题 1 操作 所需仪器为 填字母 a 烧杯b 试管c 玻璃棒d 分液漏斗e 漏斗f 酒精灯g 蒸发皿 解析 1 过滤需要烧杯 玻璃棒和漏斗 答案 1 ace 2 操作 中常用Na2CO3溶液 NaOH溶液 BaCl2溶液作为除杂试剂 则加入除杂试剂的顺序为NaOH溶液 3 操作 中 判断加入BaCl2已过量的方法是 解析 2 除杂试剂是过量的 为了除去过量的Ba2 需要在加入BaCl2溶液之后加入Na2CO3溶液 3 BaCl2过量后 溶液中不存在 取上层清液加入BaCl2溶液后不会产生沉淀 答案 2 BaCl2溶液Na2CO3溶液 3 取上层清液于试管中 再滴入少量BaCl2溶液 若溶液不变浑浊 则表明BaCl2已过量 4 操作 应选择的酸是 若将操作 与操作 的先后顺序对调 将会对实验结果产生的影响是 解析 4 加入的Na2CO3溶液是过量的 加入盐酸调节溶液的pH即可除去 得到纯净的食盐水 若在过滤前酸化 则在酸性条件下 会有部分沉淀溶解 从而影响精盐的纯度 答案 4 盐酸在酸性条件下 会有部分沉淀溶解 从而影响精盐的纯度 真题体验感悟考法 明确考向 考向一物质分离 提纯的物理方法1 2017 全国 卷 8 本草衍义 中对精制砒霜过程有如下叙述 取砒之法 将生砒就置火上 以器覆之 令砒烟上飞着覆器 遂凝结累然下垂如乳 尖长者为胜 平短者次之 文中涉及的操作方法是 A 蒸馏B 升华C 干馏D 萃取 B 解析 蒸馏操作用于分离两种互溶的液体 升华是利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法 干馏需要隔绝空气加强热 萃取用于分离不互溶的液体 由题干信息 精制砒霜 就置火上 砒烟上飞着覆器 遂凝结 等关键词可知该操作方法为升华 故选B 解析 冷水浸泡 加热煎制是中药有效成分的萃 提 取 灌装保存只是将液体转移 故A B D均不属于过滤操作 2 2016 北京卷 7 下列中草药煎制步骤中 属于过滤操作的是 C 3 2016 全国 卷 26 过氧化钙微溶于水 溶于酸 可用作分析试剂 医用防腐剂 消毒剂 以下是一种制备过氧化钙的实验方法 回答下列问题 一 碳酸钙的制备 1 步骤 加入氨水的目的是 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大 有利于 解析 1 石灰石与盐酸反应后的溶液中含有Ca2 Fe3 H 因此加入氨水的目的是调节溶液pH使Fe OH 3沉淀 沉淀颗粒较大时 滤纸的微孔不易堵塞 有利于过滤分离 答案 1 调节溶液pH使Fe OH 3沉淀过滤分离 2 如图是某学生的过滤操作示意图 其操作不规范的是 填标号 a 漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b 玻璃棒用作引流c 将滤纸湿润 使其紧贴漏斗壁d 滤纸边缘高出漏斗e 用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 解析 2 过滤时 漏斗下口的尖端应与烧杯内壁紧贴 滤纸边缘应低于漏斗边缘 用玻璃棒搅动漏斗中的混合物 易戳破滤纸使过滤失败 故a d e均不规范 答案 2 ade 二 过氧化钙的制备 3 步骤 的具体操作为逐滴加入稀盐酸 至溶液中尚存有少量固体 此时溶液呈性 填 酸 碱 或 中 将溶液煮沸 趁热过滤 将溶液煮沸的作用是 解析 3 有少量固体存在 说明盐酸无剩余 由于CO2能溶于水 故此时的溶液呈酸性 煮沸的目的是除去溶液中的CO2 以防止与 中的氨水反应 答案 3 酸除去溶液中的CO2 4 步骤 中反应的化学方程式为 该反应需要在冰浴下进行 原因是 5 将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水 乙醇洗涤 使用乙醇洗涤的目的是 解析 4 CaCl2 NH3 H2O H2O2反应生成CaO2 NH4Cl和H2O 由此结合原子守恒可写出该反应的化学方程式 温度过高时双氧水易分解 使H2O2利用率降低 5 将CaO2用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面的水分 答案 4 CaCl2 2NH3 H2O H2O2CaO2 2NH4Cl 2H2O或CaCl2 2NH3 H2O H2O2 6H2OCaO2 8H2O 2NH4Cl温度过高时双氧水易分解 5 除去结晶表面水分 解析 6 用CaCO3煅烧后的产物CaO 直接与H2O2反应制取CaO2 与 二 的步骤相比 其步骤少一步 工艺更简单 操作更方便 但其中的铁没有除去 故产品的纯度较低 答案 6 工艺简单 操作方便纯度较低 6 制备过氧化钙的另一种方法是 将石灰石煅烧后 直接加入双氧水反应 过滤后可得到过氧化钙产品 该工艺方法的优点是 产品的缺点是 考向二物质分离 提纯的化学方法4 2017 天津卷 4 以下实验设计能达到实验目的的是 解析 鉴别NaBr和KI溶液 分别加入新制氯水后 用CCl4萃取 Br2的CCl4溶液呈橙色 I2的CCl4溶液呈紫红色 D项正确 除去NaHCO3固体中的Na2CO3 可加水溶解制成饱和溶液 通入足量CO2气体 结晶 过滤 A项错误 制备无水AlCl3时 应将AlCl3溶液在HCl氛围中蒸发 B项错误 重结晶提纯苯甲酸时 应将粗品制成其热饱和溶液 趁热过滤 再冷却结晶 C项错误 D 5 2015 全国 卷 12 海水开发利用的部分过程如图所示 下列说法错误的是 A 向苦卤中通入Cl2是为了提取溴B 粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯C 工业生产中常选用NaOH作为沉淀剂D 富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴 再用SO2将其还原吸收 解析 工业上常采用Ca OH 2作为沉淀剂 C项错误 C