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1、第2讲物质的分离和提纯考纲要求1.了解物质分离、提纯的意义和方法；掌握过滤、分液、蒸馏等操作步骤及要求。2.绘制和识别典型的实验仪器装置图。考点一物质分离、提纯的常用物理方法1物质分离、提纯的区别(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。2物质分离、提纯的常用物理方法试根据所学的知识填写操作方法及相关内容。图1图2图3 图4 图5(1)如图1，方法、装置的名称：过滤。适用范围：把不溶性固体与液体进行分离。注意事项：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸上缘低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧
2、靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁。若滤液浑浊，需更换滤纸，重新过滤。浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。(2)结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程，对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用蒸发溶剂的方法，而对溶解度受温度变化影响相当大的固态溶质，采用冷却饱和溶液的方法。如图2，方法、装置的名称：蒸发结晶。适用范围：溶解度随温度变化较小的物质。注意事项：玻璃棒的作用：搅拌，防止液体局部过热而飞溅；当有大量晶体析出时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干。(3)如图3，方法、装置的名称：分液。适用范围：萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另
3、一种溶剂组成的溶液里提取出来；分液：两种液体互不相溶且易分层。注意事项：溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；萃取剂与溶质不反应。(4)如图4，方法、装置的名称：蒸馏。适用范围：沸点相差较大的液体混合物注意事项：温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处；蒸馏烧瓶内要加沸石；冷凝管水流方向应为“逆流”。(5)如图5，方法、装置的名称：升华。适用范围：某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。深度思考分液漏斗是萃取、分液操作中必须用到的仪器，在使用前必须检查是否漏液，如何检查分液漏斗是否漏液？答案关闭活塞，向分液漏斗中加入一定量的水倒置，观察是否漏
4、水，若不漏水再将活塞旋转180，然后倒置观察是否漏水。题组一分离、提纯原理和方法的考查1下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是()A蒸馏 B萃取 C重结晶 D蒸发答案A解析萃取、重结晶是利用物质溶解度的不同而分离，蒸发是通过加热将溶剂蒸发掉；蒸馏则是利用物质沸点不同将物质进行分离。2物质的分离、提纯是中学化学的重要操作，请应用物质分离、提纯知识，分离下列各组混合物。混合物分离方法操作过程1从草木灰中提取可溶性物质2KNO3和NaCl混合物3乙酸乙酯和乙酸混合物4由乙醇溶液制无水乙醇答案混合物分离方法操作过程1从草木灰中提取可溶性物质溶解、过滤将草木灰溶于热水中，不断搅拌，然后过滤。若滤液仍
5、浑浊，再过滤2KNO3和NaCl混合物结晶、过滤将混合物溶于热水配成饱和溶液，降温，溶液中有KNO3晶体析出，趁热过滤3乙酸乙酯和乙酸混合物分液在混合物中加入饱和Na2CO3溶液，振荡，静置，分液4由乙醇溶液制无水乙醇蒸馏加入一定量的生石灰，然后蒸馏依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)(2)“固液”混合物的分离(提纯)(3)“液液”混合物的分离(提纯)题组二分离、提纯装置的识别3以下实验装置一般不用于分离物质的是()答案D解析A项为蒸馏装置，用于互溶而沸点不同的液体混合物的分离；B项为渗析操作，用于胶体的净化；C项为过滤操作，用于固体和液体的分离；D项为
6、配制一定物质的量浓度的溶液中的移液操作，不属于分离物质的操作。4下列实验装置图所示的实验操作，不能达到相应的实验目的的是()答案B解析B选项中温度计的水银球位置应与蒸馏烧瓶的支管口对齐。题组三分离、提纯操作过程5海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：(1)实验室焙烧海带，需要下列仪器中的_(填序号)。a试管 b烧杯c坩埚 d泥三角e铁三脚架 f酒精灯(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：_，_。(3)提取碘的过程中，可选择的有机试剂是()A甲苯、酒精 B四氯化碳、苯C汽油、乙酸 D汽油、甘油(4)为使海藻灰中碘离子转化为碘的
7、有机溶液，实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器有_、_。(5)小组用CCl4萃取碘水中的碘，在右图的分液漏斗中，下层液体呈_色；他们打开分液漏斗活塞，却未见液体流下，原因可能是_。(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出下面实验装置图中的错误之处：_；_；_。(7)进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是_，最后晶态碘在_里聚集。答案(1)cdef(2)过滤萃取(3)B(4)分液漏斗普通漏斗(5)紫红分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通(6)缺石棉网温度计插到了液体中冷凝管进出水的方向颠倒(7)使蒸馏烧瓶受热
8、均匀，控制加热温度不至过高蒸馏烧瓶过滤操作中的常考热点案例在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，舍弃滤渣。1需要滤液时，如何提取母液中的成分案例1在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，怎样从母液中获取NaCl固体？提示加热蒸发，当析出大量NaCl晶体时，停止加热，利用余热蒸干。案例2若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO45H2O晶体？提示加热蒸发，冷却结晶，过滤。2需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣案例3在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时，可以在混合物中加入过量BaCl2溶液，沉淀SO，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，
9、试问：(1)怎样判断SO是否沉淀完全？提示取上层清液少许于试管中，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明SO未沉淀完全，反之则沉淀完全。(2)过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)?提示洗去可溶性杂质(Na、Cl等)。(3)沉淀的洗涤方法？提示沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下后，再重复23次。(4)怎样判断沉淀是否洗净？提示取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若产生白色沉淀，说明沉淀未洗净，反之已洗净。考点二物质分离、提纯的化学方法方法原理杂质成分沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl、SO、CO及能形成弱碱的阳离子气化法将杂质离子转化为气体CO
10、、HCO、SO、HSO、S2、NH杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸酐或碱)氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2热分解法加热使不稳定的物质分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3电解法利用电解原理除去杂质含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液题组一除杂试剂及方法的选择1除去下列常见物质中的杂质，完成表格：
11、序号原物质所含杂质除杂质试剂主要操作方法N2O2灼热的铜网用固体转化气体COCO2NaOH溶液洗气CO2CO灼热的CuO用固体转化气体CO2HCl饱和NaHCO3溶液洗气Cl2HCl饱和食盐水洗气CO2SO2饱和NaHCO3溶液洗气碳粉CuO稀酸(如稀盐酸)过滤Fe2O3Al2O3NaOH溶液过滤NaHCO3溶液Na2CO3CO2加酸转化NaCl溶液NaHCO3HCl加酸转化FeCl3溶液FeCl2Cl2加氧化剂转化FeCl2溶液FeCl3Fe加还原剂转化I2晶体NaCl无加热升华NaCl晶体NH4Cl无加热分解乙烷C2H4溴的四氯化碳溶液洗气乙酸乙酯乙酸饱和Na2CO3溶液分液乙醇水(少量)
12、新制CaO蒸馏题组二物质的分离、提纯在物质制备中的应用2下列是制备CuO的流程图：工业CuSO4 CuSO4溶液CuSO45H2OCuO(1)步骤的目的是除去不溶性杂质。操作是_。(2)步骤的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH1。控制溶液pH3.5的原因是_。(3)步骤的目的是得到CuSO45H2O晶体。操作是_，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是_。答案(1)溶解，过滤(2)使Fe3可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2不会转化为Cu(OH)2沉淀
13、(3)将CuSO4溶液加热蒸发至有大量晶体出现时，停止加热受热均匀，温度易于控制在100 以下解析(1)不溶性杂质由于不溶于水，采用过滤的方法除去。(2)步骤操作：向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2，发生反应：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，此时溶液的pH11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算)。开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Fe25.88.8Zn25.98.9实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 molL1 HNO3、1.0 mol
14、L1 NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：_；_；过滤；_；过滤、洗涤、干燥；900 煅烧。答案(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O加热(至沸)(3)向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应滴加1.0 molL1 NaOH溶液，调节溶液pH约为5(或3.2pH5.9)，使Fe3沉淀完全向滤液中滴加1.0 molL1 NaOH，调节溶液pH约为10(或8.9pH11)，使Zn2沉淀完全解析(1)Cu与稀H2SO4不发生反应，加入H2O2的目的是溶解铜，化学方程式为CuH2SO4H2O2=CuSO42H2O。H2O2具有不稳定性，受热易分解生成H2O和O2，可通过
15、加热的方法除去溶液中过量的H2O2。(3)除去铜的滤液中含有Fe3、Fe2、Zn2等，若制备ZnO应除去Fe3和Fe2。由表中信息可知，Fe2和Zn2开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较小，但Fe3与Zn2开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较大，故可加入30% H2O2将Fe2氧化成Fe3，再滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(3.2pH5.9)，使Fe3沉淀完全，此时Zn2不产生沉淀，充分反应后过滤，向滤液中滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(8.9pH11)，使Zn2产生Zn(OH)2沉淀，并对Zn(OH)2沉淀进行洗涤、干燥、煅烧，即可得到ZnO。1为提纯下列物质(括号内为杂质)选用的试剂和分离方法
16、都正确的是()物质试剂分离方法硝酸钾(氯化钠)蒸馏水降温结晶二氧化碳(氯化氢)饱和碳酸钠溶液洗气乙醇(水)金属钠蒸馏NaCl溶液(Na2S)AgCl过滤A. B C只有 D答案B解析硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响较小，故可以通过把混合物溶于蒸馏水后降温结晶的办法除去氯化钠，正确；二氧化碳中混有的氯化氢应通过饱和碳酸氢钠溶液除去，错误；金属钠与乙醇和水都能发生反应，故错误；Na2S溶液和AgCl反应，生成Ag2S和NaCl，过滤除去Ag2S，正确。2现有三组实验：除去混在植物油中的水；回收碘的CCl4溶液中的CCl4；用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。分离以上
17、各混合液的正确方法依次是()A分液、萃取、蒸馏 B萃取、蒸馏、分液C分液、蒸馏、萃取 D蒸馏、萃取、分液答案C解析植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用萃取原理。3下列溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是()AKOH溶液和Al2(SO4)3溶液B稀H2SO4和NaHCO3溶液CCaCl2溶液和Na2CO3溶液DBa(OH)2溶液和NaHSO4溶液答案A解析将氢氧化钾溶液滴入硫酸铝溶液中，先有沉淀而后沉淀消失；若将硫酸铝溶液滴入氢氧化钾溶液中，先没有沉淀而后有沉淀生成。4提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以
18、使用的方法为()A加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸B加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸C加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸D加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸答案D解析A项中加入过量碳酸钠，钠离子是新的杂质，不易除去；B项中加入过量硫酸钾，过量的硫酸根离子是新的杂质，不易除去；C项中加入过量硫酸钠，过量的钠离子和硫酸根离子都是新的杂质且不易除去；D项中碳酸钾可使硝酸钡生成碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀后，过量碳酸钾跟适量硝酸生成硝酸钾、CO2气体和H2O，达到实验目的。5下列说法不正确的是()A变色硅胶干燥剂含有CoC
19、l2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能B“硝基苯制备”实验中，将温度计插入水浴，但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触C“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管用蒸馏水洗净后，须经干燥或润洗后方可使用D除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶答案A解析本题考查化学实验，意在考查学生对基本实验操作中注意事项的掌握。变色硅胶含有CoCl2，无水CoCl2为蓝色，因此干燥剂呈蓝色时表示其具有吸水干燥功能，A错；制备硝基苯时温度计插入水浴中控制温度，但水银球不能与烧杯内壁或底部接触，B对；中和滴定时，容量瓶和锥形瓶洗
20、涤后无需干燥或用溶液润洗，但滴定管和移液管洗涤后必须干燥或用待装试剂润洗后方可使用，C对；CO2、SO2的混合气体通入酸性KMnO4溶液中，SO2被吸收，再通入浓硫酸中，水蒸气被吸收，最后可得到干燥的CO2，D对。6为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是()ANH3H2O BNaOHCNa2CO3 DMgCO3答案D解析加入NH3H2O、NaOH及Na2CO3，最后溶液中混有新杂质；溶液呈酸性，加入MgCO3后，H被消耗，溶液碱性增强，Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，杂质CO可以用盐酸除去。7下列除去杂质的操作方法不正确的
21、是()A除去SiO2中的少量NH4Cl：在空气中充分灼烧B除去铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3：用盐酸浸泡，再用清水冲洗C除去CO2中混有的SO2：用NaOH溶液洗气，再干燥D除去苯中溶解的Br2：加入足量NaOH溶液，充分振荡后，静置分液答案C解析在空气中充分灼烧，NH4Cl分解为氨气和氯化氢，可以得到纯净的SiO2，A正确；Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，生成可溶性物质进入溶液，而铜不与HCl反应，可得到纯净的铜，B正确；CO2和SO2均为酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应，C错；NaOH溶液能与Br2反应生成可溶于水的NaBr和NaBrO，然后分液可以得到纯净的苯，D正确。8下列分
22、离方法不合理的是()A用分馏的方法，可从石油中得到汽油B用点燃的方法除去CO2中的少量CO杂质C只含有泥沙的粗盐，可通过溶解、过滤、结晶的方法提纯D加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质答案B解析存在大量CO2，少量CO时无法点燃，B错；Cu可以置换出AgNO3溶液中的Ag，并生成Cu(NO3)2，D对。9以下实验装置一般不用于分离提纯物质的是()答案C解析A为蒸发，分离溶液中的溶质；B为蒸馏，分离沸点不同的液体物质；C为配制一定物质的量浓度的溶液，不能用于分离物质；D为分离气体中的杂质。10如图所示是实验室蒸馏石油的实验装置，实验需要收集60150 和150300 的馏分。请
23、回答下列问题：(1)仪器a的规格和名称_，仪器b、c的名称：b_，c_。(2)实验所选温度计是错误的，正确的选择应该是_。(3)实验时在仪器a中加入了少量碎瓷片，其目的是_。(4)实验时在仪器b中通入冷却水，请指明冷却水的流向_。答案(1)250 mL蒸馏烧瓶冷凝管锥形瓶(2)最大量程为350 的温度计(3)防止液体暴沸(4)B口进，A口出解析本题考查化学实验基本操作和注意事项。(1)实验所用的仪器a中盛放了100 mL石油，故其规格应该是250 mL，仪器a的名称是蒸馏烧瓶、b是冷凝管、c是锥形瓶。(2)图中所用温度计的最大量程为100 ，而实验需要收集最高沸点为300 的馏分，所以应该选用
24、最大量程大于300 的温度计，一般选用最大量程为350 的温度计。(3)在蒸馏烧瓶中加少量碎瓷片的目的是防止液体暴沸。(4)冷凝管中的冷却水应该从B口进，A口出。11实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但实验室中只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。现有如下设计方案：(1)操作可选择的主要仪器是_、_仪器。(2)操作不用硝酸钡溶液的理由是_。(3)操作的目的是_。答案(1)坩埚(或试管、蒸发皿)酒精灯(2)选用Ba(NO3)2溶液会引入新的杂质离子NO(3)驱赶溶解在溶液中的CO2气体和HCl解析本题考查了学生对分离和提纯原理的理解和掌握情况，考查学生思维的严谨性和表达的准确性。12柴达木盆地以青藏高原
25、“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K、Mg2、Br、SO、Cl等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，他们设计了如下流程：请根据以上流程，回答相关问题：(1)操作是_；操作是_；操作是_；操作所需要的玻璃仪器有_。(2)参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的_(填“热水”或“冷水”)洗涤固体_(填“A”或“B”)。(3)在实验室常用减压的方法进行过滤，俗称抽滤，试猜想这种过滤方法的优点是_。答案(1)萃取分液蒸馏玻璃棒、漏斗、烧杯(2)冷水B(3)快速过滤解析最
26、开始加的氧化剂将Br氧化生成Br2，由加入CCl4可知，是用萃取剂萃取Br2，所以操作是萃取；将CCl4层和水层分开的过程叫做分液；利用蒸馏(操作)从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴。由溶解度图像知，将得到的溶液进行蒸发浓缩至90 后进行结晶，再将固液不相溶的物质进行分离的操作叫过滤，此时所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；在90 时得到的固体A为MgSO4，而30 时得到的固体B为KCl，所以应用冷水洗涤固体B，才可以得到较纯净的氯化钾。在减压条件下进行过滤，可使过滤的速度加快。13为了除去某氯化钠固体样品中含有的少量硫酸钠、氯化钙杂质，设计了以下实验流程：请回答：(1)操作的名称是_。(2)试剂A是_，试剂B是_，A和B都要稍过量的原因分别是_。(3)试剂C是_，加C的目的是_，为什么要调节滤液的pH？_。(4)操作得到的滤渣的成分是_。(5)最后得到的氯化钠与试样中的氯化钠质量是否相等？答案(1)过滤(2)BaCl2溶液Na2CO3溶液A除去Na2SO4杂质，B除去CaCl2杂质和过量的A(3)稀盐酸除去CO节省试剂，避免过量盐酸在蒸发时挥发出HCl，污染环境(4)BaSO4、CaCO3、BaCO3(5)不相等19