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1、物质的分离与提纯物质的分离与提纯 常州市第一中学常州市第一中学常州市第一中学常州市第一中学 都承峰都承峰都承峰都承峰 同学们开动脑筋，同学们开动脑筋，运用自己初运用自己初中所学知识，中所学知识，设计一个设计一个简单易行简单易行的的装置，来帮助他们解决这个问题。装置，来帮助他们解决这个问题。如何把污水转化为淡水？如何把污水转化为淡水？物质的物质的分离与提纯分离与提纯【环节一环节一】解决生存问题解决生存问题 生存生存细菌细菌细菌细菌100 nm100 nm病毒病毒病毒病毒25 nm25 nm水分子水分子水分子水分子 0.4nm0.4nm污水污水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏沸点不同沸点不同沸点不
2、同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小简易装置图简易装置图 不足？不足？蒸馏蒸馏改进？改进？冷凝管冷凝管 污水污水清水清水 物质的物质的分离与提纯分离与提纯【环节二环节二】解决生产问题解决生产问题 生存生存生产生产秸秆燃烧，污染空气秸秆燃烧，污染空气中石化：中石化：中石化：中石化：秸秆制乙醇秸秆制乙醇秸秆制乙醇秸秆制乙醇技术获重大突破技术获重大突破技术获重大突破技术获重大突破时间：时间：时间：时间：2014/8/102014/8/102014/8/102014/8/10日前从中国石油化工集团公司获悉，该公司研发团队历时日前从中国石油化工集团公司获悉，该公司研发团队历时日前从中国石油化工集团
3、公司获悉，该公司研发团队历时日前从中国石油化工集团公司获悉，该公司研发团队历时7 7年年年年攻关纤维素制乙醇生产技术获得突破，创新性地开发了适用于攻关纤维素制乙醇生产技术获得突破，创新性地开发了适用于攻关纤维素制乙醇生产技术获得突破，创新性地开发了适用于攻关纤维素制乙醇生产技术获得突破，创新性地开发了适用于玉米秸秆等多种原料，形成全套纤维素制乙醇的生产技术。玉米秸秆等多种原料，形成全套纤维素制乙醇的生产技术。玉米秸秆等多种原料，形成全套纤维素制乙醇的生产技术。玉米秸秆等多种原料，形成全套纤维素制乙醇的生产技术。据统计，我国每年可收集秸秆总量约据统计，我国每年可收集秸秆总量约据统计，我国每年可收
4、集秸秆总量约据统计，我国每年可收集秸秆总量约7 7亿吨，除去用于造纸、亿吨，除去用于造纸、亿吨，除去用于造纸、亿吨，除去用于造纸、饲料、造肥还田及收集损失外，按剩余饲料、造肥还田及收集损失外，按剩余饲料、造肥还田及收集损失外，按剩余饲料、造肥还田及收集损失外，按剩余20%20%秸秆计，每年约有秸秆计，每年约有秸秆计，每年约有秸秆计，每年约有1.41.4亿吨秸秆亿吨秸秆亿吨秸秆亿吨秸秆可用于生产乙醇，按照可用于生产乙醇，按照可用于生产乙醇，按照可用于生产乙醇，按照5 5吨秸秆产吨秸秆产吨秸秆产吨秸秆产1 1吨乙醇吨乙醇吨乙醇吨乙醇，年产量，年产量，年产量，年产量可达到可达到可达到可达到28002
5、800万吨万吨万吨万吨。开发利用秸秆等农林废弃物生产燃料乙醇，。开发利用秸秆等农林废弃物生产燃料乙醇，。开发利用秸秆等农林废弃物生产燃料乙醇，。开发利用秸秆等农林废弃物生产燃料乙醇，以以以以1 1吨秸秆净收入吨秸秆净收入吨秸秆净收入吨秸秆净收入200200元元元元计算，计算，计算，计算，每年可为农民增收每年可为农民增收每年可为农民增收每年可为农民增收280280亿元亿元亿元亿元。据介绍，我国于据介绍，我国于据介绍，我国于据介绍，我国于20012001年开始试点使用燃料乙醇，年开始试点使用燃料乙醇，年开始试点使用燃料乙醇，年开始试点使用燃料乙醇，现已成为世现已成为世现已成为世现已成为世界上第三大
6、生物燃料乙醇生产国和应用国界上第三大生物燃料乙醇生产国和应用国界上第三大生物燃料乙醇生产国和应用国界上第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。中国石化在。中国石化在。中国石化在。中国石化在20072007年年年年组建了纤维素制乙醇技术研发团队，对技术难题进行攻关，并组建了纤维素制乙醇技术研发团队，对技术难题进行攻关，并组建了纤维素制乙醇技术研发团队，对技术难题进行攻关，并组建了纤维素制乙醇技术研发团队，对技术难题进行攻关，并对全套关键技术进行集成。对全套关键技术进行集成。对全套关键技术进行集成。对全套关键技术进行集成。20132013年底，中石化技术团队完成年年底，中石化技术团队完成年年底，中石化技
7、术团队完成年年底，中石化技术团队完成年产产产产5 5万吨纤维素制乙醇工艺包开发，可为万吨级示范装置的建设万吨纤维素制乙醇工艺包开发，可为万吨级示范装置的建设万吨纤维素制乙醇工艺包开发，可为万吨级示范装置的建设万吨纤维素制乙醇工艺包开发，可为万吨级示范装置的建设提供技术支撑。提供技术支撑。提供技术支撑。提供技术支撑。如何把酒精的水溶液提纯？如何把酒精的水溶液提纯？酒精（沸点酒精（沸点酒精（沸点酒精（沸点7878）水（沸点水（沸点水（沸点水（沸点100100）此装置有什么不足？此装置有什么不足？此装置有什么不足？此装置有什么不足？如何改进？如何改进？如何改进？如何改进？蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶冷凝管冷凝管
8、蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶牛角管牛角管锥形瓶锥形瓶温度计温度计污水污水酒水酒水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏沸点不同沸点不同沸点不同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小物质的物质的分离与提纯分离与提纯 【环节三环节三】解决科研问题解决科研问题 生存生存 生产生产科研科研海水海水污水污水酒水酒水海水海水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸发蒸发蒸发蒸发沸点不同沸点不同沸点不同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小粗粗粗粗盐盐盐盐离子离子离子离子浓浓浓浓度度度度(mg/L)(mg/L)离离离离 子子子子浓浓浓浓度度度度(mg/L)(mg/L)钙钙钙钙41
9、0410硫酸根硫酸根硫酸根硫酸根2,7402,740镁镁镁镁1,3101,310氟氟氟氟1.41.4钠钠钠钠10,90010,900溴溴(Br)65钾钾钾钾390390硝酸根硝酸根硝酸根硝酸根0.70.7钡钡钡钡0.050.05碳酸碳酸碳酸碳酸氢氢氢氢根根根根152152锶锶锶锶1313硼硼硼硼4545铁铁铁铁0.020.02其它其它其它其它项项项项目目目目锰锰锰锰0.010.01TDSTDS35,000mg/L35,000mg/L硅硅硅硅0.0480.048pHpH8.18.1氯氯氯氯19,70019,700海水组成海水组成溴的发现史溴的发现史 18241824年，法国一所药学专科学校的年，
10、法国一所药学专科学校的年，法国一所药学专科学校的年，法国一所药学专科学校的2222岁青年学生岁青年学生岁青年学生岁青年学生巴拉尔巴拉尔，他在研究家乡蒙彼利埃（，他在研究家乡蒙彼利埃（，他在研究家乡蒙彼利埃（，他在研究家乡蒙彼利埃（MontpellierMontpellier）的海）的海）的海）的海水提取结晶盐后的母液时，进行了许多实验。当通入氯水提取结晶盐后的母液时，进行了许多实验。当通入氯水提取结晶盐后的母液时，进行了许多实验。当通入氯水提取结晶盐后的母液时，进行了许多实验。当通入氯气时，气时，气时，气时，溶液变成红棕色溶液变成红棕色溶液变成红棕色溶液变成红棕色。最初，巴拉尔认为这是一种氯。
11、最初，巴拉尔认为这是一种氯。最初，巴拉尔认为这是一种氯。最初，巴拉尔认为这是一种氯的碘化物溶液，希望找到这些废弃母液的组成元素。但的碘化物溶液，希望找到这些废弃母液的组成元素。但的碘化物溶液，希望找到这些废弃母液的组成元素。但的碘化物溶液，希望找到这些废弃母液的组成元素。但他尝试了种种办法他尝试了种种办法他尝试了种种办法他尝试了种种办法也没法将这种物质分解，所以他断定也没法将这种物质分解，所以他断定也没法将这种物质分解，所以他断定也没法将这种物质分解，所以他断定这是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为这是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为这是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为这
12、是和氯以及碘相似的新元素。巴拉尔把它命名为muridemuride，来自拉丁文，来自拉丁文，来自拉丁文，来自拉丁文muriamuria（盐水）。（盐水）。（盐水）。（盐水）。污水污水酒水酒水海水海水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸发蒸发蒸发蒸发沸点不同沸点不同沸点不同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小BrBr2 2水水水水粗粗粗粗盐盐盐盐溴单质（溴单质（溴单质（溴单质（BrBr2 2）是深红棕色的液体，沸点）是深红棕色的液体，沸点）是深红棕色的液体，沸点）是深红棕色的液体，沸点58.858.8 ，易挥发，微溶于水，溴水浓度比较小。易挥发，微溶于水，溴水浓
13、度比较小。易挥发，微溶于水，溴水浓度比较小。易挥发，微溶于水，溴水浓度比较小。如何把溴单质从溴水中分离出来呢？如何把溴单质从溴水中分离出来呢？CCl4 观察观察饱和溴水饱和溴水和和溴的溴的CCl4饱和溶液饱和溶液，比较颜色。，比较颜色。思考思考如果向溴水中滴加如果向溴水中滴加CCl4，振，振荡荡，你，你认为认为会出会出现现什么什么样样的的现现象？象？为为什么？什么？小小组实验组实验1.取少量溴水（取少量溴水（约约2mL）于）于试试管中，管中，2.滴加少量滴加少量CCl4（约约1mL）。3.观观察，察，记录现象记录现象 。4.振振荡荡，静置。，静置。5.观观察，察，记录现象记录现象 。6.塞好塞
14、子。塞好塞子。萃取：萃取：利用某溶质在利用某溶质在互不相溶互不相溶的溶剂中的的溶剂中的溶解溶解度度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来。种溶剂组成的溶液中提取出来。污水污水酒水酒水海水海水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸发蒸发蒸发蒸发沸点不同沸点不同沸点不同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小BrBr2 2水水水水萃取萃取萃取萃取粗粗粗粗盐盐盐盐溶解性不同溶解性不同溶解性不同溶解性不同思考：思考：CCl4萃取溴水后，得到的是纯净的萃取溴水后，得到的是纯净的溴单质吗？溴单质吗？分液漏斗分液漏斗 分液分液原
15、理？原理？斗盖斗盖斗盖斗盖斗体斗体斗体斗体旋塞旋塞旋塞旋塞污水污水酒水酒水海水海水过滤过滤过滤过滤蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸发蒸发蒸发蒸发沸点不同沸点不同沸点不同沸点不同微粒大小微粒大小微粒大小微粒大小BrBr2 2水水水水萃取萃取萃取萃取 分液分液分液分液粗粗粗粗盐盐盐盐溶解性不同溶解性不同溶解性不同溶解性不同蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏Br2物质的物质的分离与提纯分离与提纯【环节四环节四】解决技术问题解决技术问题 生存生存 生产生产 科研科研技术技术硅石硅石单晶硅单晶硅硅芯片硅芯片天然铀天然铀 浓缩铀浓缩铀 核武器核武器 20世纪七大技术世纪七大技术 核技术核技术 信息技术信息
16、技术 生物技术生物技术 激光技术激光技术 纳米技术纳米技术 航天和导弹技术航天和导弹技术 化学合成化学合成和和 分离技术分离技术 科技研究永无止境！科技研究永无止境！科技是第一生产力！科技是第一生产力！新新新新闻链闻链闻链闻链接接接接“资资资资源源源源换换换换不来技不来技不来技不来技术术术术”凸凸凸凸显显显显中国稀土中国稀土中国稀土中国稀土产业尴产业尴产业尴产业尴尬尬尬尬现现现现状。状。状。状。在在在在国国国国际际际际稀稀稀稀土土土土产产产产业业业业分分分分工工工工中中中中，中中中中国国国国目目目目前前前前扮扮扮扮演演演演的的的的仍仍仍仍是是是是稀稀稀稀土土土土资资资资源源源源输出的角色，把稀
17、土卖成泥土价。输出的角色，把稀土卖成泥土价。输出的角色，把稀土卖成泥土价。输出的角色，把稀土卖成泥土价。目目目目前前前前，稀稀稀稀土土土土功功功功能能能能材材材材料料料料核核核核心心心心专专专专利利利利基基基基本本本本被被被被国国国国外外外外垄垄垄垄断断断断。一一一一多多多多半半半半稀稀稀稀土土土土类类类类知知知知识识识识产产产产权权权权掌掌掌掌握握握握在在在在国国国国外外外外公公公公司司司司手手手手里里里里，专专专专利利利利壁壁壁壁垒垒垒垒成成成成为为为为中中中中国国国国稀土行业健康发展的严重制约。稀土行业健康发展的严重制约。稀土行业健康发展的严重制约。稀土行业健康发展的严重制约。近近近近年
18、年年年来来来来中中中中国国国国中中中中科科科科三三三三环环环环、宁宁宁宁波波波波韵韵韵韵升升升升等等等等钕钕钕钕铁铁铁铁硼硼硼硼稀稀稀稀土土土土永永永永磁磁磁磁材材材材料料料料骨骨骨骨干干干干企企企企业业业业为为为为出出出出口口口口产产产产品品品品，分分分分别别别别投投投投入入入入万万万万多多多多元元元元购购购购买买买买钕钕钕钕铁铁铁铁硼硼硼硼制制制制造造造造专专专专利利利利权权权权。其其其其他他他他未未未未购购购购买买买买专专专专利利利利权权权权的的的的企企企企业业业业，出出出出口口口口产产产产品品品品受受受受到到到到极极极极大大大大限限限限制制制制，无无无无奈奈奈奈只只只只得得得得以以以以
19、低低低低于于于于市市市市场场场场至至至至左左左左右右右右的的的的价价价价格格格格销售给中间商。销售给中间商。销售给中间商。销售给中间商。包包包包头头头头市市市市稀稀稀稀土土土土专专专专家家家家熊熊熊熊家家家家齐齐齐齐说说说说，只只只只有有有有中中中中国国国国的的的的分分分分离离离离提提提提纯纯纯纯技技技技术术术术提提提提高高高高了了了了，才才才才能能能能破破破破除除除除国国国国外外外外的的的的技技技技术术术术壁壁壁壁垒垒垒垒。当当当当前前前前中中中中国国国国需需需需要要要要做做做做好好好好稀稀稀稀土土土土深深深深加加加加工工工工产产产产业业业业规规规规划划划划，加加加加大大大大对对对对科科科科
20、技技技技创创创创新新新新的的的的扶扶扶扶持持持持，在在在在未未未未来来来来不不不不断断断断鼓鼓鼓鼓励企业研发性能更高的产品。励企业研发性能更高的产品。励企业研发性能更高的产品。励企业研发性能更高的产品。物质的物质的分离与提纯分离与提纯生存生存 生产生产 科研科研 技术技术【小结小结】本本节课节课你学到了那些知你学到了那些知识识？学会了哪些化学学学会了哪些化学学习习方法？方法？还还存在哪些困惑？存在哪些困惑？QQQQ邮箱：邮箱：邮箱：邮箱：现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离方法和选择现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离方法和选择分离方法的依据连接起来。分离方法的依据连接起来。连
21、连看连连看实实实实 例例例例分离方法分离方法分离方法分离方法选择的依据选择的依据选择的依据选择的依据除去澄清石灰水中的碳酸钙除去澄清石灰水中的碳酸钙除去澄清石灰水中的碳酸钙除去澄清石灰水中的碳酸钙蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏物质在水中溶解度的不同物质在水中溶解度的不同物质在水中溶解度的不同物质在水中溶解度的不同用用用用CClCCl4 4提取溴水中溴单质提取溴水中溴单质提取溴水中溴单质提取溴水中溴单质过滤过滤过滤过滤在不同溶剂中溶解度的差异在不同溶剂中溶解度的差异在不同溶剂中溶解度的差异在不同溶剂中溶解度的差异分离醋酸与乙醇分离醋酸与乙醇分离醋酸与乙醇分离醋酸与乙醇 （沸点分别为（沸点分别为（沸点分别为（沸点分别为118118、78.578.5）分液分液分液分液沸点的差异较大沸点的差异较大沸点的差异较大沸点的差异较大分离汽油和水分离汽油和水分离汽油和水分离汽油和水萃取萃取萃取萃取两溶剂互不相溶两溶剂互不相溶两溶剂互不相溶两溶剂互不相溶致致 谢谢！江苏省横林高级中学江苏省横林高级中学 董新伟老师董新伟老师 常州市教育科学研究院常州市教育科学研究院 吴永才老师吴永才老师 常州市高中化学房宏名师工作室常州市高中化学房宏名师工作室