专题二十五物质检验分离和提纯.ppt

第五部分化学实验 专题二十五物质检验 分离 和提纯 1 掌握常见物质如离子 有机化合物 重要化合物的检验原理及方法 2 了解检验物质的一般程序和方法 知道鉴别物质题的类型和解题方法 3 掌握物质分离和提纯常用的一些方法 并能正确选择实验仪器和进行有关实验操作 4 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 1 命题特点物质的检验 分离和提纯知识是历年高考的热点 题型为选择题和非选择题 其中选择题重点考查物质分离和提纯的方法以及试剂 物质检验的方法以及试剂 物质鉴别的现象以及试剂 非选择题重点考查物质的检验 分离和提纯操作中应注意的问题 物质的鉴别 分离和提纯时选择适当试剂的理由及所用仪器 自己设计物质鉴别 分离和提纯的实验方案 误差分析等 2 预测展望预测物质的检验 分离和提纯知识可以离子检验 气体制备 除杂 验满和元素及其化合物性质为基础 以化学实验的基本操作为主线 考查物质的检验 分离和提纯操作中应注意的问题 判断操作的正误 设计物质鉴别 分离和提纯的实验方案以及对材料的组织和语言表达能力 是今后高考命题的新动向 知识回顾 物质的分离 将混合物中各组成物质分开 得到比较纯净的物质 并且要求恢复到原来状态 或指定的状态 物质的提纯 将混合物中的主要成分 或某种指定物质 净化 而把其他杂质除去 1 分离与提纯的区别 一 分离和提纯 2 物质提纯时原则 不能引入新杂质 若引入 必须进一步除去提纯后物质成分不变 该成分的量若能增多则更好 实验过程和操作方法简单易行 回顾 我所知道的哪些有关混合物的分离方法 过滤 蒸发 萃取分液 如何应用这些方法分离混合物 滤过 蒸发 分液 人们可根据物质性质的差异 采取适当的方式将混合物中各物质分离开来 不溶性固体与水的混合物 可溶性固体与水的混合物 两种互不相溶的液体 利用各组分沸点不同 将液态混合物分离和提纯的方法 蒸馏 投放沸石或瓷片 温度计水银球处于支管口处 水 下入上出 操作注意 先通水 再加热 刚开始收集到的馏分应弃去 全程严格控制好温度 用蒸馏原理进行多种混合液体的分离 叫分馏 溶液体积不超过烧瓶体积1 2 3 常用的物质的分离 提纯方法 注意 不同的分离方法都有一定的适用范围 要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离 且有时需要多种方法配合使用 同时在分离和提纯时也要满足基本原则 不增 不减 易分 复原 固体与液体不互溶的混合物 粗盐的提纯 混合物中各成分在溶剂中溶解度不同 包括蒸发溶剂结晶和降温结晶 分离NaCl和KNO3的混合物 难挥发的固体杂质在液体中形成的混合物 互溶液体沸点有明显差异 蒸馏水 石油的分馏 两种互不混溶的液体混合物 CCl4和水的分离 溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同 利用CCl4从溴水中萃取溴 二 对无机物溶液进行分离和提纯的常用方法 1 生成沉淀 例如 NaCl溶液里混有少量MgCl2杂质 可加入过量的NaOH溶液 使Mg2 离子转化为Mg OH 2沉淀 但引入新的杂质OH 过滤除去Mg OH 2 然后加入适量盐酸 调节pH为中性 2 生成气体例如 Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3 为不引入新的杂质并增加SO42 可加入适量的稀H2SO4 将CO32 转化为CO2气体而除去 3 氧化还原例如 在FeCl3溶液里含有少量FeCl2杂质 可通入适量的Cl2气将FeCl2氧化为FeCl3 若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3 可加入适量的铁粉而将其除去 4 正盐与酸式盐相互转化法例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质 可将固体加热 使NaHCO3分解生成Na2CO3 而除去杂质 若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质 可向溶液里通入足量CO2 使Na2CO3转化为NaHCO3 5 利用物质的两性除去杂质例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质 可利用Al2O3是两性氧化物 能与强碱溶液反应 往试样里加入足量的NaOH溶液 使其中Al2O3转化为可溶性NaAlO2 然后过滤 洗涤难溶物 即为纯净的Fe2O3 6 离子交换法例如用磺化煤 NaR 做阳离子交换剂 与硬水里的Ca2 Mg2 进行交换 而使硬水软化 练习 用于分离或提纯物质的已学方法有 A 萃取B 分液C 过滤D 加热分解E 蒸发F 蒸馏下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适 把选用方法的标号填入括号内 1 除去Ca OH 2溶液中悬浮的Ca OH 2颗粒 2 把饱和食盐水中的食盐提取出来 3 除去酒精中溶解的微量食盐 4 把溴水中的溴提取出来 5 用自来水制取医用蒸馏水 6 除去氧化钙中的碳酸钙 7 分离柴油和水的混合物 B D A C E F F 3 2011 衢州模拟 除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是 AD 解析 BaSO4不溶于盐酸而BaCO3溶于盐酸 A项正确 CO2和SO2均可与Na2CO3溶液反应 在NaOH溶液中乙酸乙酯会发生水解 B C项不正确 利用多次盐析的方法可以分离 提纯蛋白质 D项正确 实验室里用不纯的氯酸钾 含少量的硫酸钾与碳酸钾 和二氧化锰制取氧气 请问如何提取完全反应后剩余物质中的氯化钾 设计一个实验方案 方案思路 溶解 过滤 BaCl2 过量 K2CO3 过量 过滤 HCl 过量 蒸发结晶 二 物质的鉴别 物质的检验通常有鉴定 鉴别和推断三类 共同点 依据物质的特殊性质和特征反应 选择适当的试剂和方法 准确观察反应中的明显现象 如颜色的变化 沉淀的生成和溶解 气体的产生和气味 火焰的颜色等 进行推理 判断 鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验 根据物质的化学特性 分别检出阳离子 阴离子 鉴别通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认 可根据一种物质的特性区别于另一种 也可根据几种物质的颜色 气味 溶解性 溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别 推断是通过已知实验事实 根据性质分析推求出被检验物质的组成和名称 我们要综合运用化学知识对常见物质进行鉴别和推断 1 常见气体的检验 氢气 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 不是只有氢气才产生爆鸣声 可点燃的气体不一定是氢气氧气 可使带火星的木条复燃氯气 黄绿色 能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 O3 NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝 氯化氢 无色有刺激性气味的气体 在潮湿的空气中形成白雾 能使湿润的蓝色石蓝试纸变红 用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟 将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成 二氧化硫 无色有刺激性气味的气体 能使品红溶液褪色 加热后又显红色 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 硫化氢 无色有臭鸡蛋气味 能使Pb NO3 2或CuSO4溶液产生黑色沉淀 或使湿润的醋酸铅试纸变黑 氨气 无色有刺激性气味 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟二氧化氮 红棕色 通入水中生成无色的溶液并产生无色气体 水溶液显酸性 一氧化氮 无色气体 在空气中立即变成红棕色二氧化碳 能使澄清石灰水变浑浊 能使燃着的木条熄灭 SO2也能使澄清的石灰水变混浊 N2等也能使燃着的木条熄灭 一氧化碳 可燃 火焰呈淡蓝色 燃烧后只生成CO2 能使灼热的CuO由黑色变成红色 甲烷 无色气体 可燃 淡蓝色火焰 生成水和CO2 不能使高锰酸钾溶液 溴水褪色 乙烯 无色气体 可燃 燃烧时有明亮的火焰和黑烟 生成水和CO2 能使高锰酸钾溶液 溴水褪色 乙炔 无色无臭气体 可燃 燃烧时有明亮的火焰和浓烟 生成水和CO2 能使高锰酸钾溶液 溴水褪色 2 十种重要阳离子的检验 l H 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色 2 Na K 用焰色反应来检验时 它们的火焰分别呈黄色 浅紫色 通过钴玻片 3 Ba2 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀 且沉淀不溶于稀硝酸 4 Mg2 能与NaOH溶液反应生成白色Mg OH 2沉淀 该沉淀能溶于NH4Cl溶液 5 Al3 能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al OH 3絮状沉淀 该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液 6 Ag 能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应 生成白色AgCl沉淀 不溶于稀HNO3 但溶于氨水 生成 Ag NH3 2 7 NH4 铵盐 或浓溶液 与NaOH浓溶液反应 并加热 放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体 8 Fe2 能与少量NaOH溶液反应 先生成白色Fe OH 2沉淀 迅速变成灰绿色 最后变成红褐色Fe OH 3沉淀 或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液 不显红色 加入少量新制的氯水后 立即显红色 2Fe2 Cl2 2Fe3 2Cl 9 Fe3 能与KSCN溶液反应 变成血红色Fe SCN 3溶液 能与NaOH溶液反应 生成红褐色Fe OH 3沉淀 10 Cu2 蓝色水溶液 浓的CuCl2溶液显绿色 能与NaOH溶液反应 生成蓝色的Cu OH 2沉淀 加热后可转变为黑色的CuO沉淀 含Cu2 溶液能与Fe Zn片等反应 在金属片上有红色的铜生成 3 几种重要的阴离子的检验 1 OH 能使无色酚酞 紫色石蕊 橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色 蓝色 黄色 2 Cl 能与硝酸银反应 生成白色的AgCl沉淀 沉淀不溶于稀硝酸 能溶于氨水 生成 Ag NH3 2 3 Br 能与硝酸银反应 生成淡黄色AgBr沉淀 不溶于稀硝酸 4 I 能与硝酸银反应 生成黄色AgI沉淀 不溶于稀硝酸 也能与氯水反应 生成I2 使淀粉溶液变蓝 5 SO42 能与含Ba2 溶液反应 生成白色BaSO4沉淀 不溶于硝酸 6 SO32 浓溶液能与强酸反应 产生无色有刺激性气味的SO2气体 该气体能使品红溶液褪色 能与BaCl2溶液反应 生成白色BaSO3沉淀 该沉淀溶于盐酸 生成无色有刺激性气味的SO2气体 7 S2 能与Pb NO3 2溶液反应 生成黑色的PbS沉淀 8 CO32 能与BaCl2溶液反应 生成白色的BaCO3沉淀 该沉淀溶于硝酸 或盐酸 生成无色无味 能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体 9 HCO3 取含HCO3 盐溶液煮沸 放出无色无味CO2气体 气体能使澄清石灰水变浑浊 或向HCO3 盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液 无现象 加热煮沸 有白色沉淀MgCO3生成 同时放出CO2气体 10 PO43 含磷酸根的中性溶液 能与AgNO3反应 生成黄色Ag3PO4沉淀 该沉淀溶于硝酸 11 NO3 浓溶液或晶体中加入铜片 浓硫酸加热 放出红棕色气体 4 几种重要有机物的检验 1 苯能与纯溴 铁屑反应 产生HBr白雾 能与浓硫酸 浓硝酸的混合物反应 生成黄色的苦杏仁气味的油状 密度大于1 难溶于水的硝基苯 2 乙醇能够与灼热的螺旋状铜丝反应 使其表面上黑色CuO变为光亮的铜 并产生有刺激性气味的乙醛 乙醇与乙酸 浓硫酸混合物加热反应 将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液 有透明油状 水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上 3 苯酚能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀 能与FeCl3溶液反应 生成紫色溶液 4 乙醛能发生银镜反应 或能与新制的蓝色Cu OH 2加热反应 生成红色的Cu2O沉淀 常见重要有机物的检验 1 能使溴水褪色的有机物有 1 不饱和烃 烯烃 炔烃 二烯烃 苯乙烯等 2 不饱和烃的衍生物 卤代烯烃 烯醇 烯醛 烯酸 烯酯 油酸 油酸某酯 油等 3 石油产品 裂化气 裂解气 裂化汽油等 4 含醛基的化合物 氧化反应 5 苯酚及其同系物 取代反应 生成三溴酚类沉淀 6 天然橡胶 7 因萃取褪色的有 比水重的 CCl4 氯仿 溴苯 CS2等 比水轻的 液态饱和烃 苯及其同系物 液态饱和酯等 2 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的有机物有 不饱和烃 不饱和烃的衍生物 苯的同系物 含醛基的有机物 酚类 还原性糖 葡萄糖 麦芽糖 果糖 裂解气 裂化气 裂化气油 煤焦油 天然橡胶等 3 能与钠反应放出氢气的有机物有 醇 K Mg Al 羧酸 酚 苯磺酸 苦味酸 2 4 6 三硝基苯酚 氨基酸等 4 能与NaOH反应的有机物 羧酸 羧酸酯 含油脂 卤代烃 氨基酸 酚类等 5 能与Na2CO3反应产生CO2的有机物 甲酸 乙酸 丙酸 苯甲酸 苯磺酸等 6 能发生银镜反应的有机物有 醛类 甲酸 甲酸盐 甲酸某酯 葡萄糖 麦芽糖等 5 用一种试剂或不用试剂鉴别物质 用一种试剂来鉴别多种物质时 所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应 而且能产生不同的实验现象 常用的鉴别试剂有FeCl3溶液 NaOH溶液 Na2CO3溶液 稀H2SO4 Cu OH 2悬浊液等 不用其他试剂来鉴别一组物质 一般从两个方面考虑 利用某些物质的特殊性质 如颜色 气味 溶解性等 首先鉴别出来 然后再用该试剂去鉴别其他物质 采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同 进行综合分析鉴别 小结 例2 实验室用Zn粒和盐酸反应制H2 其中含酸雾 水气 硫化氢及少量氧气等杂质气体 某同学设计了以下几种装置 按一定顺序连接 气体通过时 达到每一装置除去一种气体的目的 1 它们连接的顺序为 2 除去H2S的离子方程式为 3 除去O2观察到的现象为 a b e f g h d c H2S Cu2 CuS 2H 溶液由浅绿色逐渐变成黄色 某无色溶液X 由Na Ag Ba2 Al3 AlO2 MnO4 CO32 SO42 中的若干种离子组成 取溶液进行如下连续实验 1 气体A的成分是 填化学式 下同 气体B的成分是 2 X溶液中一定存在的离子是 3 写出步骤 发生反应的所有离子方程式 4 写出步骤 形成白色沉淀甲的离子方程式 5 通过上述实验 溶液X中还有未完全确定的离子是 只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在 该方法 简述所加试剂及理由 CO2 NH3 CO32 2H H2O CO2 AlO2 4H Al3 2H2O CO32 AlO2 Na 在沉淀乙中加稀盐酸 若白色沉淀能完全溶解 则X中不存在SO42 若不完全溶解 则存在SO42 Al3 3HCO3 Al OH 3 3CO2 SO42