人教版高考化學一輪復習必修模塊第1章化學實驗基礎第2節(jié)物質的檢驗、分離與提純課件

第2節(jié)物質的檢驗、分離與提純第1章課標要求1.初步學會物質的檢驗、分離、提純和溶液配制等化學實驗基礎知識和基本技能。2.學習進行物質分離、檢驗和制備等不同類型化學實驗的核心思路與基本方法。3.能根據物質性質的差異選擇物質分離的實驗方法;能根據物質的特征反應和干擾因素選取適當的檢驗試劑。備考指導1.本節(jié)在高考試題中的考查形式有:(1)將物質的特征性質與實驗現象相結合,考查物質的檢驗;(2)以制備物質的實驗為載體,結合物質的物理性質進行物質分離的考查,結合物質的化學性質進行物質提純的考查。題型有選擇題和綜合實驗題,試題以中等難度及中等難度偏上為主。2.對檢驗、分離、提純等知識的復習,重點掌握常見的分離、提純混合物的方法,掌握常見離子、特殊物質的檢驗方法,對物質的檢驗、分離與提純的方法形成答題模板。內容索引010203第一環(huán)節(jié)必備知識落實第二環(huán)節(jié)關鍵能力形成第三環(huán)節(jié)核心素養(yǎng)提升第一環(huán)節(jié)必備知識落實知識點1物質的檢驗知識篩查1.常見陽離子的檢驗名師點撥(1)陽離子的檢驗除了一些特殊的方法(如焰色試驗、KSCN溶液顯色反應)外,一般用NaOH溶液即可鑒別;(2)在沒有特殊要求時,如果有多種檢驗方法,應該選擇教材中給定的方法,如檢驗Fe3+用KSCN溶液。2.常見陰離子的檢驗(1)利用酸堿指示劑檢驗。(2)利用鹽酸和其他試劑檢驗。

(3)Cl-、Br-、I-的檢驗。①硝酸酸化的硝酸銀溶液。②氧化—萃取檢驗法(檢驗Br-、I-)。

③特征反應檢驗法。

3.常見氣體的檢驗(1)可燃性氣體的檢驗。(2)酸性氣體的檢驗。

(3)堿性氣體的檢驗(NH3)。

(4)強氧化性氣體的檢驗。名師點撥(1)檢驗氣體時,要防止氣體之間的互相干擾,如Cl2、SO2均能使品紅溶液褪色。(2)中學階段只學過一種堿性氣體,使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體一般是NH3。知識鞏固1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)能使品紅溶液褪色的氣體一定是SO2。(

)(2)使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{的氣體一定是Cl2。(

)(3)加鹽酸有無色無臭氣體生成,通入澄清石灰水產生白色沉淀,該溶液中一定含有

。(

)××××√2.向四支試管中分別加入少量不同的無色溶液進行如下操作,結論正確的是(

)。B知識點2物質的分離與提純知識篩查1.物質分離、提純的區(qū)別(1)物質的分離:將混合物的各組分分離出來,獲得幾種純凈物的過程。(2)物質的提純:將混合物中的雜質除去而得到純凈物的過程,又叫物質的凈化或除雜。2.物質分離、提純的常用物理方法

3.物質分離、提純的常用化學方法

知識鞏固1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯誤的畫“×”。(1)過濾時,為加快過濾速度,應用玻璃棒不斷攪拌漏斗中液體。(

)(2)從溶液中獲取NaCl晶體,用蒸發(fā)結晶的方法,其操作應使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加熱。(

)(3)根據食用油和汽油的密度不同,可選用分液的方法分離。(

)(4)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸餾的方法分離溴與乙醇。(

)(5)蒸餾時溫度計的水銀球應插入液體中。(

)(6)在蒸餾過程中,若發(fā)現忘加沸石,應停止加熱立即補加。(

)(7)利用加熱的方法分離NH4Cl和I2的固體混合物。(

)(8)蒸餾中,冷卻水應從冷凝管的下口通入,上口流出。(

)×××××××√2.請選用適當的分離方法,按要求分離下列混合物。

A.過濾B.蒸發(fā)C.鹽析D.蒸餾E.升華F.分液G.重結晶

①從海水中獲得粗食鹽

②除去氯化鈉溶液中的泥沙

③分離固體氯化鈉和單質碘

④用自來水制取蒸餾水

⑤油脂發(fā)生皂化反應后產物的分離

⑥四氯化碳和水的分離

⑦除去硝酸鉀溶液中混有的少量氯化鈉

BAEDCFG3.下列實驗所選擇的裝置或儀器都正確的是(

)。

A解析:植物油和氯化鈉溶液不互溶,可用分液法分離,A項正確。除去氯化鈉晶體中混有的氯化銨晶體應用加熱分解法,而不能用蒸餾法,B項錯誤。分離CCl4中的Br2應用蒸餾法,不能用過濾法,C項錯誤。NaOH溶液可以同時吸收CO2和HCl,D項錯誤。第二環(huán)節(jié)關鍵能力形成能力點1選用合適的方法對物質進行檢驗的能力整合建構1.物質檢驗的一般思路和程序如固態(tài)物質的檢驗程序:

2.離子檢驗實驗操作的答題模板例如:檢驗某溶液中含有Fe2+而不含Fe3+的方法是取適量溶液放入潔凈的試管中,滴加幾滴KSCN溶液,無明顯現象,再向溶液中滴加幾滴H2O2溶液(或新制氯水),溶液變?yōu)榧t色,說明溶液中含有Fe2+而不含Fe3+。問題引領(1)解答離子檢驗問題時,需要注意什么問題?(2)解答物質檢驗類題目時,常見的突破口有哪些?點撥(1)解答離子檢驗問題時,需要關注如下“九字訣”。(2)解答物質檢驗類題目時,常見的突破口有如下幾個方面。①溶于水顯堿性的氣體:NH3。②在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色的氣體:NO。③在一定條件下能漂白有色物質的淡黃色固體:Na2O2。④遇SCN-顯紅色,遇OH-生成紅褐色沉淀的離子:Fe3+。⑤遇Ag+產生不溶于稀硝酸的沉淀,若沉淀為白色則含有Cl-;若沉淀為淺黃色則含有Br-;若沉淀為黃色則含有I-。⑥可溶于NaOH溶液的白色沉淀:Al(OH)3;可溶于NaOH溶液的金屬氧化物:Al2O3。⑦能與NaOH溶液作用產生H2的金屬是Al。⑧能與鹽酸反應產生有刺激性氣味的氣體,且該氣體通入品紅溶液后,溶液褪色,加熱又復原的離子:訓練突破1.根據實驗操作和現象所得出的結論正確的是(

)。A2.某固體混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。將該混合物進行如下實驗,根據所給實驗現象完成表格(對于能確定的物質在相應位置寫化學式,暫不能確定的物質在相應位置填“無”)。(1)將少量混合物放入水中得到無色溶液和白色沉淀。(2)取溶液進行焰色試驗,火焰呈黃色。

(3)取白色沉淀加入稀鹽酸,沉淀完全溶解并放出氣體。

(4)通過上述實驗仍無法確定的物質是

。

答案:(1)無CuSO4溶液無色,而CuSO4溶液為藍色(2)Na2SO4無焰色試驗中鈉元素的焰色呈黃色(3)MgCO3

Ba(NO3)2、AgNO3

MgCO3沉淀溶于鹽酸,有氣體放出;(2)中已確定有Na2SO4,如有Ba(NO3)2,生成的BaSO4沉淀難溶于鹽酸;如有AgNO3,生成的Ag2SO4沉淀在鹽酸中不消失,會轉化為AgCl白色沉淀(4)Al2(SO4)3能力點2選用合適的方法分離或提純物質的能力整合建構1.物質分離與提純應遵循的原則及注意事項2.混合物分離與提純的物理方法的選擇(1)“固+固”混合物的分離(提純)。(2)“固+液”混合物的分離(提純)。

(3)“液+液”混合物的分離(提純)。

3.化學方法除雜的一般思路

問題引領(1)解答物質分離提純類題目的一般步驟是什么?(2)常見物質分離操作中的注意事項是什么?點撥(1)解答物質分離提純類題目的一般步驟如下。第一步:確定被提純物質與除雜對象。對比兩者物理性質、化學性質的差異,利用差異性(如溶解度差異、密度差異、熔點或沸點差異、與某些物質反應的差異性等),選擇合適的分離原理或除雜試劑;除雜試劑除去雜質的同時,不消耗被提純物質,不引入新的雜質。第二步:選擇合適的分離或除雜裝置。根據分離原理選擇合適的分離裝置(過濾、分液、蒸餾等);根據除雜試劑的狀態(tài)及反應條件,選擇合適的裝置,液體試劑一般用洗氣瓶,固體試劑一般用球形干燥管或U形管。第三步:綜合分析,篩選答案。綜合分析物質分離是否完全,被提純物質中的雜質是否被除去。(2)常見物質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,冷卻水的進出方向,加沸石防暴沸。訓練突破1.下列操作能達到相應實驗目的的是(

)。A解析:A選項,酚羥基遇Fe3+發(fā)生顯色反應。B選項,“84”消毒液的有效成分是次氯酸鈉,是一種強堿弱酸鹽,水解使溶液顯堿性,但水解產物中的次氯酸具有漂白性,對pH試紙有漂白作用,可以應用pH計測量。C選項,溴水與苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中,一般加入氫氧化鈉溶液再進行分液。D選項,正確順序為依次加入乙醇、濃硫酸、乙酸、碎瓷片,再加熱。2.實驗室提純含少量氯化鈉雜質的硝酸鉀的過程如圖所示,下列分析錯誤的是(

)。A.操作Ⅰ是溶解,操作Ⅱ是蒸發(fā)濃縮B.若從分離出固體的濾液中獲得NaCl晶體,可再降溫結晶C.操作Ⅲ是降溫結晶→過濾→洗滌→干燥,使硝酸鉀晶體從溶液中分離岀來D.除去KNO3中少量NaCl的原理是兩者的溶解度受溫度影響不同B解析:試樣先用適量水溶解,再進行蒸發(fā)濃縮,得到較高溫度下的飽和溶液,A項正確。由于NaCl的溶解度隨溫度降低變化不大,故從其溶液中獲得晶體一般采用蒸發(fā)結晶的方法,B項錯誤。操作Ⅲ是降溫結晶析出KNO3,經過濾、洗滌、干燥可得KNO3晶體,C項正確。KNO3的溶解度隨溫度的升高而顯著增大,NaCl的溶解度隨溫度的升高增大不明顯,D項正確。第三環(huán)節(jié)核心素養(yǎng)提升【高考真題剖析】

【例題】

(2020全國Ⅱ改編)苯甲酸可用作食品防腐劑。實驗室可通過甲苯氧化制苯甲酸,其反應原理簡示如下:實驗步驟:(1)在裝有溫度計、冷凝管和攪拌器的三頸燒瓶中加入1.5mL甲苯、100mL水和4.8g(約0.03mol)高錳酸鉀,慢慢開啟攪拌器,并加熱回流至回流液不再出現油珠。(2)停止加熱,繼續(xù)攪拌,冷卻片刻后,從冷凝管上口慢慢加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液,并將反應混合物趁熱過濾,用少量熱水洗滌濾渣。合并濾液和洗滌液,于冰水浴中冷卻,然后用濃鹽酸酸化至苯甲酸析出完全。將析出的苯甲酸過濾,用少量冷水洗滌,放在沸水浴上干燥。稱量,粗產品為1.0g。(3)純度測定:稱取0.122g粗產品,配成乙醇溶液,于100mL容量瓶中定容。每次移取25.00mL溶液,用0.01000mol·L-1的KOH標準溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50mL的KOH標準溶液?；卮鹣铝袉栴}。(1)根據上述實驗藥品的用量,三頸燒瓶的最適宜規(guī)格為

(填字母)。

A.100mL B.250mLC.500mL D.1000mL(2)在反應裝置中應選用

(填“直形”或“球形”)冷凝管,當回流液不再出現油珠即可判斷反應已完成,其判斷理由是

。

(3)加入適量飽和亞硫酸氫鈉溶液的目的是

;該步驟亦可用草酸在酸性條件下處理,請用反應的離子方程式表達其原理

。

(4)“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分是

。

(5)干燥苯甲酸晶體時,若溫度過高,可能出現的結果是

。

(6)本實驗制備的苯甲酸的純度為

;據此估算本實驗中苯甲酸的產率最接近于

(填字母)。

A.70% B.60%C.50% D.40%(7)若要得到純度更高的苯甲酸,可通過在水中

的方法提純。

【核心素養(yǎng)考查點剖析】本題主要以物質的制備為載體,考查制備方案的設計,涉及物質的分離提純、儀器的使用、產率計算等,考查了實驗綜合能力

,滲透了

“科學探究與創(chuàng)新意識”的學科素養(yǎng)。題目的難度較大?！敬鸢讣霸u分細則】(1)B(寫成小寫字母不得分)(2)球形(出現錯別字不得分)無油珠說明難溶于水的甲苯已經被完全氧化(其他合理敘述同樣得分,物質名稱出現錯別字不得分)(3)除去過量的高錳酸鉀,避免在用鹽酸酸化時,產生氯氣(其他合理敘述同樣得分,物質名稱出現錯別字不得分)2+5H2C2O4+6H+══2Mn2++10CO2↑+8H2O(方程式不配平不得分,化學式寫錯不得分,書寫不規(guī)范如漏掉氣體符號的扣1分)(4)MnO2(化學式寫錯不得分,用漢字“二氧化錳”描述也得分)(5)苯甲酸升華而損失(其他合理敘述同樣得分,物質名稱出現錯別字不得分)(6)86.0%(0.86或者86%均得分)

C(7)重結晶(其他答案不得分,出現錯別字不得分)解析:(1)反應物總體積略大于100

mL,根據三頸燒瓶的使用原則,適合選擇250

mL的三頸燒瓶。(2)冷凝管在該實驗中起冷凝回流作用,為增大蒸氣與冷卻水的接觸面積,提高冷卻效果,選用球形冷凝管。甲苯的沸點較低,且難溶于水,回流液中無油珠,則證明甲苯已經被氧化完全。(3)NaHSO3具有還原性,可用于除去過量的KMnO4,避免在后續(xù)操作中加入的濃鹽酸與KMnO4發(fā)生反應產生氯氣。H2C2O4中C的化合價為+3價,酸性條件下被氧化為CO2,

(Mn的化合價為+7價)被還原為Mn2+,利用得失電子守恒等配平方程式即可。(4)由題目所給方程式可知,KMnO4氧化

時,被還原為MnO2,故“用少量熱水洗滌濾渣”一步中濾渣的主要成分為MnO2。(5)因苯甲酸易升華,若干燥時溫度過高,會導致苯甲酸損失。(6)純度測定時,得到下列關系式:(7)利用苯甲酸在熱水、冷水中的溶解度差異,可采用在水中重結晶的方法提純?！镜漕}訓練】

1.(2022浙江卷改編)亞硝酸鈉俗稱“工業(yè)鹽”,其外觀、口感與食鹽相似,人若誤服會中毒?，F將適量某樣品(成分為亞硝酸鈉或氯化鈉)溶于水配成溶液,分別取少量該溶液放入試管中進行實驗。下列方案設計、現象和結論都正確的是(

)。選項方案設計現象和結論A先加入少量KClO3溶液,再加AgNO3溶液和足量稀硝酸,振蕩若產生白色沉淀,則樣品為亞硝酸鈉B加到少量KMnO4溶液中,再加硫酸酸化,振蕩若溶液褪色,則樣品為亞硝酸鈉C先加到少量FeCl2溶液中,再加入稀鹽酸酸化,振蕩若溶液變黃色,則樣品為亞硝酸鈉D先加入少量Na2SO3溶液,再加入BaCl2溶液和稀硝酸,振蕩若產生白色沉淀,則樣品為亞硝酸鈉C解析:氯離子可以與銀離子結合生成白色沉淀,若出現白色沉淀,樣品也可能為氯化鈉,A項錯誤。若樣品為亞硝酸鈉,則亞硝酸根離子被酸性高錳酸鉀溶液氧化,可以使溶液褪色。若樣品為氯化鈉,氯離子也能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,使溶液褪色,B項錯誤。若樣品為氯化鈉,溶液顏色無明顯變化。若樣品為亞硝酸鈉,亞硝酸根在酸性環(huán)境下會將Fe2+氧化為Fe3+,使溶液變2.(高考組合題)下列有關物質的分離提純敘述正確的是

(填序號)。

①除去Cu粉中混有CuO的實驗操作是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥②將Cl2與HCl的混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2③用CCl4萃取碘水中的I2的實驗操作是先從分液漏斗下口放出有機層,后從上口倒出水層④用下圖除去粗鹽溶液的難溶物⑤除去乙酸乙酯中的少量乙酸,加入飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液③⑤3.(2023全國甲)鈷配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于熱水,在冷水中微溶,可通過如下反應制備:2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O具體步驟如下:Ⅰ.稱取2.0gNH4Cl,用5mL水溶解。Ⅱ.分批加入3.0gCoCl2·6H2O后,將溶液溫度降至10℃以下,加入1g活性炭、7mL濃氨水,攪拌下逐滴加入10mL6%的雙氧水。Ⅲ.加熱至55~60℃反應20min。冷卻,過濾。Ⅳ.將濾得的固體轉入含有少量鹽酸的25mL沸水中,趁熱過濾。Ⅴ.濾液轉入燒杯,加入4mL濃鹽酸,冷卻、過濾、干燥,得到橙黃色晶體。回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中使用的部分儀器如下。儀器