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文檔簡介
第2講物質(zhì)的分離和提純【最新考綱】
1.能對常見的物質(zhì)進(jìn)行檢驗、分離和提純;掌握過濾、分液、蒸餾等操作的步驟及要求。2.繪制和識別典型的實驗儀器裝置圖。1.過濾——分離不溶性固體和液體一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁二低:濾紙低于漏斗邊緣,液面低于濾紙邊緣三靠:燒杯尖嘴緊靠玻璃棒,玻璃棒輕靠三層濾紙一側(cè),漏斗頸尖嘴一側(cè)緊靠燒杯內(nèi)壁考點一物質(zhì)分離和提純的常用物理方法4.蒸餾(或分餾)——分離沸點不同,且相互溶解的兩種(或幾種)液體的混合物5.升華——分離易升華與不能升華的固體混合物氯化銨雖然不升華,但在受熱時,發(fā)生類似升華的現(xiàn)象,故也可用該方法分離氯化銨和其他不易分解或升華的固體混合物6.滲析——用半透膜使離子或小分子從膠體中分離出來(如除去淀粉膠體中的NaCl)將要提純的膠體裝入半透膜袋中,將半透膜袋系好,浸入蒸餾水中,并不斷更換蒸餾水,滲析的時間要充分【典例1】下列實驗中,所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是(
)選項目的分離方法原理A分離溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離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固體中混雜的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大解析:乙醇與水互溶,不能用作萃取劑,A項錯;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液方法分離,B項錯;KNO3與NaCl二者在不同溫度下溶解度變化差別很大,可使用重結(jié)晶法分離,C項錯;分離兩種沸點差別較大的互溶液體,可用蒸餾的方法,D項正確。答案:D解析:膠體也能透過濾紙,應(yīng)用滲析的方法除去Fe(OH)3膠體中的FeCl3;B項,純堿加熱不分解,碳酸氫銨加熱易分解生成氣體,通過加熱可以除去純堿中的碳酸氫銨;C項,利用重結(jié)晶方法分離KNO3和NaCl是利用KNO3的溶解度受溫度的影響大于NaCl;D項,食用油和汽油互溶但沸點不同應(yīng)用分餾的方法分離。答案:B2.環(huán)己酮是一種重要的有機化工原料。實驗室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如下:現(xiàn)以20mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng),制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品,然后進(jìn)行分離提純。分離提純過程中涉及的主要步驟有(未排序):a.蒸餾,除去乙醚后,收集151~156℃餾分;b.水層用乙醚(乙醚沸點34.6℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機層;c.過濾;d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液;e.加入無水MgSO4固體,除去有機物中少量水?;卮鹣铝袉栴}:(1)上述分離提純步驟的正確順序是_______(填字母)。(2)b中水層用乙醚萃取的目的是______________。(3)以下關(guān)于萃取分液操作的敘述中,不正確的是______。A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,用力振蕩(如上圖所示)B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣C.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層D.分液時,需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準(zhǔn)漏斗口上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時,再從上口倒出上層液體解析:(1)提純環(huán)己酮時首先應(yīng)加入NaCl固體,使水溶液的密度增大,使水層與有機層更容易分離開;然后水層用乙醚進(jìn)行萃取,使水層中少量的有機物進(jìn)一步被提取,提高環(huán)己酮的產(chǎn)量,將萃取液并入有機層;再向有機層中加入無水MgSO4,以除去有機物中少量的水,然后過濾,除去MgSO4固體,最后再進(jìn)行蒸餾即可得到環(huán)己酮。(2)b中水層用乙醚萃取的目的是使水層中少量的有機物進(jìn)一步被提取,提高環(huán)己酮的產(chǎn)量。
(3)應(yīng)將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩,A項錯誤;振蕩時,分液漏斗中某些物質(zhì)揮發(fā)變成氣體,會使分液漏斗中壓強增大,所以要適時旋開旋塞放氣,B項正確;經(jīng)振蕩放氣后,應(yīng)將分液漏斗固定在鐵架臺上靜置待液體分層,C項錯誤。(4)提純環(huán)己酮時加入NaCl固體,可降低環(huán)己酮的溶解度,使水溶液的密度增大,水層與有機層更容易分離開。由于乙醚的沸點為34.6℃,采用水浴加熱的方式能更好地控制加熱溫度。(5)蒸餾操作時未通冷凝水,要停止加熱,待冷卻后再通冷凝水,以防冷凝管炸裂。答案:(1)dbeca
(2)使水層中少量的有機物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量(3)AC
(4)降低環(huán)己酮的溶解度;增大水層的密度,有利于液體分層水浴加熱(5)停止加熱,冷卻后通冷凝水題組二物質(zhì)分離、提純的裝置和操作3.下列實驗中,所選裝置不合理的是(
)A.分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,選④B.用CCl4提取碘水中的碘,選③C.用FeCl2溶液吸收Cl2選⑤D.粗鹽提純,選①和②解析:解答本題主要從物質(zhì)的性質(zhì)、實驗原理、儀器的選擇是否正確等角度去分析。CH3COOC2H5與Na2CO3溶液互不相溶,故應(yīng)選擇分液法將其分離,因此選③,A錯;用CCl4提取碘水中的碘,應(yīng)選擇分液漏斗萃取分液,B正確;將Cl2通過盛有FeCl2溶液的洗氣瓶,將Cl2吸收,C正確;粗鹽提純應(yīng)先將粗鹽溶于蒸餾水中,然后過濾除掉泥沙等不溶物,再蒸發(fā)、濃縮,最后得到NaCl晶體,D正確。答案:A4.海洋植物如海帶、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘離子的形式存在。實驗室里從海藻中提取碘的流程如下圖:
(1)實驗室焙燒海帶,需要下列儀器中的______(填字母)。a.試管b.燒杯c.坩堝d.泥三角e.鐵三腳架f.酒精燈
(2)指出提取碘的過程中有關(guān)的實驗操作名稱:①________,③__________。(3)提取碘的過程中,可選擇的有機試劑是_______。A.甲苯、酒精B.四氯化碳、苯C.汽油、乙酸D.汽油、甘油(4)為使海藻灰中碘離子轉(zhuǎn)化為碘的有機溶液,實驗室有燒杯、玻璃棒、集氣瓶、酒精燈、導(dǎo)管、圓底燒瓶、石棉網(wǎng)以及必要的夾持儀器、物品,尚缺少的玻璃儀器有______________、______________。(5)小組用CCl4萃取碘水中的碘,在上圖的分液漏斗中,下層液體呈______色;他們打開分液漏斗活塞,卻未見液體流下,原因可能是________________。(6)從含碘的有機溶液中提取碘和回收有機溶劑,還須經(jīng)過蒸餾,指出下面實驗裝置圖中的錯誤之處:①_________________________________________;②_________________________________________;③_________________________________________。(7)進(jìn)行上述蒸餾操作時,使用水浴加熱的原因是______,最后晶態(tài)碘在________里聚集。答案:(1)cdef
(2)過濾萃取分液(3)B(4)分液漏斗普通漏斗(5)紫紅分液漏斗上口活塞小孔未與空氣相通(6)①缺石棉網(wǎng)②溫度計插到了液體中③冷凝管進(jìn)出水的方向顛倒(7)使蒸餾燒瓶受熱均勻,控制加熱溫度不至過高蒸餾燒瓶【歸納提升】熟記常見物質(zhì)分離操作中的注意事項(1)過濾中的“3要求”:一貼二低三靠。(2)蒸發(fā)中的“2注意”:玻璃棒攪拌和不能蒸干。(3)萃取分液中的“4步操作”:加萃取劑-振蕩放氣-靜置分層-分液。(4)蒸餾中的“3注意”:溫度計水銀球的位置,冷卻水的進(jìn)出方向,加沸石防暴沸。物質(zhì)分離提純的“八”大化學(xué)方法考點二物質(zhì)分離和提純的化學(xué)方法物質(zhì)分離和提純的原則與注意事項(1)原則——“兩不”和“兩易”。兩不:①不增(不增加新的雜質(zhì));②不減(不減少被提純物質(zhì))。兩易:①易分離(被提純物質(zhì)與雜質(zhì)易分離);②易復(fù)原(被提純的物質(zhì)易恢復(fù)原來的組成狀態(tài))。(2)注意事項。①除雜試劑須過量。②過量試劑須除盡。③除去多種雜質(zhì)時要考慮加入試劑的先后順序,選擇最佳的除雜途徑。【典例2】
(高考經(jīng)典題)下列除雜方案錯誤的是(
)解析:A項,NaOH溶液吸收CO2,濃H2SO4除去水蒸氣,且兩種試劑都不與CO反應(yīng),正確;B項,NaOH溶液不僅能與Fe3+反應(yīng),還能與NH反應(yīng),且還能引入雜質(zhì),錯誤;C項,飽和食鹽水可以除去HCl,濃H2SO4可以除去水蒸氣,正確;D項,灼燒能使NaHCO3固體分解生成Na2CO3,正確。答案:
B常見物質(zhì)除雜思路題組一除雜試劑及方法的選擇1.下列除去雜質(zhì)的方法錯誤的是(
)選項物質(zhì)雜質(zhì)試劑主要操作ASiO2Fe2O3鹽酸過濾BMgAlNaOH過濾CFeCl2FeCl3Cu過濾DKNO3KClH2O冷卻結(jié)晶解析:C項中,加入Cu會發(fā)生反應(yīng):Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,引入新雜質(zhì)Cu2+,故錯誤。答案:C2.(高考經(jīng)典題)下列除雜操作可行的是(
)A.通過濃硫酸除去HCl中的H2OB.通過灼熱的CuO除去H2中的COC.通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2D.通過水除去CO中的CO2【歸納提升】氣體除雜的三個要點(1)選擇除雜試劑的依據(jù):主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)的差異,如溶解性、熔沸點、酸堿性、氧化性、還原性等。(2)氣體除雜的四個原則:①不損失主體氣體;②不引入新的雜質(zhì)氣體;③在密閉裝置中進(jìn)行;④先除易除去的氣體。(3)常用的除雜裝置:洗氣瓶、干燥管、U形管、硬質(zhì)玻璃管等。題組二物質(zhì)分離、提純的綜合應(yīng)用3.(2015·新課標(biāo)Ⅱ卷)海水開發(fā)利用的部分過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(
)A.向苦鹵中通入Cl2是為了提取溴B.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純C.工業(yè)生產(chǎn)中常選用NaOH作為沉淀劑D.富集溴一般先用空氣和水蒸氣吹出單質(zhì)溴,再用SO2將其還原吸收解析:A項,苦鹵中含有K+、Mg2+、Br-等,通入Cl2可將Br-氧化成Br2,便于從苦鹵中提取Br2,正確。B項,粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)(泥沙)和可溶性雜質(zhì)(Ca2+、Mg2+、SO等),將粗鹽溶于水,并除去其中的雜質(zhì),再通過重結(jié)晶的方法得到純凈NaCl晶體,正確。C項,工業(yè)上沉淀Mg2+常選用廉價的Ca(OH)2,而不選用NaOH,錯誤。D項,Br2具有較強的揮發(fā)性,富集溴時,常先用空氣和水蒸氣吹出Br2,再用SO2將其還原吸收(SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr),得到濃度較大的含Br-溶液,正確。答案:C提供的試劑:飽和Na2CO3溶液、飽和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO,選出a所代表的試劑,按滴加順序依次為____________(只填化學(xué)式)。(2)用于沉淀的試劑需過量,判斷除去SO的試劑過量的方法是_________________________________。(3)洗滌除去NaCl晶體表面附帶的少量KCl,選用的試劑為____________________________。解析:為除去Mg2+和Fe3+可選用NaOH溶液,除去SO選用BaCl2溶液,過量的BaCl2溶液要用飽和Na2CO3溶液來除去,因此只要BaCl2在Na2CO3之前即可,NaOH順序可變;除去SO需加試劑BaCl2溶液,判斷Ba2+過量的方法
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