第11讲 物质的分离与提纯

新教材第11讲物质的分离与提纯第三章化学实验基础知识复习目标1.掌握常见物质分离和提纯的方法。2.能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行分离和提纯。内容索引考点一物质分离、提纯的常用物理方法及装置考点二物质分离、提纯的化学方法专项突破归纳整合考点一物质分离、提纯的常用物理方法及装置知识梳理: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。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)物质的提纯基本原则:不增不减易分离易复原注意事项:除杂试剂应过量；过量试剂需除尽；去除多种杂质时，要考虑加入试剂的顺序；选择最佳的除杂途径。“前门驱虎，后门进狼”值得注意的是：题目中出现的除杂问题，如:FeCl3溶液(FeCl2):通氯气如:粗盐的提纯有的只要求简单除杂:有的是严格意义上的除杂:(不引入新杂质）(尽量不减少被提纯物质)(被提纯物质易与杂质分离)(被提纯物易复原)2.依据物理性质选择分离、提纯的方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)知识梳理(2)“固液”混合物的分离(提纯)2.依据物理性质选择分离、提纯的方法知识梳理(3)“液液”混合物的分离(提纯)知识梳理2.依据物理性质选择分离、提纯的方法知识梳理3.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。(1)如图1，方法、装置的名称：。适用范围：把不溶性进行分离。图1过滤固体与液体更换滤纸，重新过滤滤纸破损、滤液超过滤纸边缘若滤液浑浊，需。浑浊的原因可能是。一贴、二低、三靠；注意事项：知识梳理(1)需要滤液时，如何提取母液中的成分[补充].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。案例1在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤渣)后，提示加热蒸发，冷却结晶，过滤。案例2若母液是CuSO4饱和溶液，怎样获得CuSO45H2O晶体？提示蒸发结晶(过滤后的滤液也叫母液)怎样从母液中获取NaCl固体？知识梳理3.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。(2)结晶是晶体从的过程，对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用的方法，而对溶解度受温度变化影响大的固态溶质，采用的方法。饱和溶液中析出蒸发溶剂冷却饱和溶液(如NaCl)(如KNO3)图2如图2，方法、装置的名称：。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：;当有大量晶体析出时，而不能直接蒸干。搅拌，防止液体局部过热而飞溅停止加热，利用余热蒸干蒸发结晶盛液体的量不得超过蒸发皿容积的.2/3拓展延伸:重结晶提纯固态物质常用方法什么叫重结晶？是将晶体溶于溶剂后，又重新从溶液中结晶的过程。重结晶原理：利用固体混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度不同而使其相互分离。如除去KNO3里少量NaCl重结晶法溶解：冷却，结晶将晶体重新溶解在热的蒸馏水里，制成饱和溶液；:KNO3溶解度受温度影响很大，所以会结晶析出杂质NaCl留在母液里过滤，洗涤,即可得较纯净的KNO3晶体.知识梳理苯甲酸的重结晶加热溶解趁热过滤冷却结晶边加热边搅拌,至固体溶解过滤、洗涤晶体苯甲酸：微溶于冷水，可溶于热水。请填写下列物质的结晶方法。(1)氯化钠：________。(2)硝酸钾：___________________。(3)硫酸铜晶体：____________________。(4)从FeCl3溶液中得到FeCl36H2O固体_________________________。蒸发结晶蒸发浓缩，冷却结晶蒸发浓缩，冷却结晶在HCl气氛中加热，蒸发结晶思考与讨论对于FeCl3、CuCl2、MgCl2等易水解生成挥发性酸的盐溶液，在加热蒸发时，要注意防水解。知识梳理3.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。(3)如图3，方法、装置的名称：。图3分液常见有机萃取剂：CCl4、氯仿(CHCl3)、CH2Cl2、苯、汽油、己烷、乙醚、石油醚等1)溶质在萃取剂中的溶解度远比在原溶剂中的大；2)萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；3)萃取剂与溶质不反应。注意事项：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。1）将溶液注入分液漏斗，溶液总量不超过其容积3/4，如图所示，两手握住分液漏斗、倒转分液漏斗并反复、用力振荡。操作过程：振荡静置分液萃取、分液2）把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层。3）打开旋塞，使下层液体从下口流出。上层液体上口倒出加萃取剂—振荡放气—静置分层—分液知识梳理记住常见溶液颜色Br2水I2水(色)橙黄(色)棕黄Br2/有机溶剂色橙红色紫红I2/有机溶剂苯、CCl4萃取苯、CCl4萃取液溴Br2：深红棕色固体碘I2：紫黑色知识梳理知识梳理3.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。(4)如图4，方法、装置的名称：。适用范围：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”。蒸馏沸点烧瓶中所盛放液体的量:1/32/3（一般30以上）知识梳理3.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。(5)如图5，方法、装置的名称：。升华利用某些物质具有升华的特性，将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来。例如：分离NaCl和I2的混合物升华:固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程[方法]加热使碘升华,碘蒸汽遇到冷的圆底烧瓶,在其底部凝结换:如何分离NaCl和NH4Cl的混合物？用图5装置，但属于化学方法。升华——物理方法NH4Cl==NH3+HClNH3+HCl==NH4Cl作用：。说明：管进气管出气。长短(6)如图6，方法、装置的名称：。图6洗气气体除去混合气体中的杂质气体知识梳理3.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。（7）盐析[原理]利用混合物中的某物质在盐溶液中溶解度减小将其分离[注意]可逆过程物理变化蛋白质的盐析皂化反应后得到的液体的盐析[应用](饱和轻金属盐溶液或铵盐)(食盐颗粒)知识梳理3.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。[原理]利用半透膜除去胶体中的某些小分子或离子。[操作方法][注意事项]渗析时间要充分。（8）渗析半透膜必须均匀且无破损。将要提纯的胶体装入半透膜中，将半透膜袋系好，浸入蒸馏水中如:除去淀粉胶体中的NaCl知识梳理3.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。海水中提取饮用水:碘水中提取碘:从碳酸钠和食盐的混合物中获取纯碱:从KNO3溶液中分离AgCl颗粒:除去水中的Na+、Cl-:除去生石灰中混有少量的碳酸钙:提取沙子中的碘:蒸馏过滤蒸馏灼烧加热升华萃取重结晶[例1]分离和提纯下列混合物，将合理的方法填入右边：混合物方法易错辨析1.过滤时，为加快过滤速度，应用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体()2.根据食用油和汽油的密度不同，可选用分液的方法分离()3.用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇()4.在蒸馏过程中，若发现忘加沸石，应停止加热立即补加()5.利用加热的方法分离NH4Cl和I2的固体混合物()6.制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤()关键能力专项突破1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。(1)A点KNO3溶液是__________(填“饱和溶液”或“不饱和溶液”)。饱和溶液(2)将B点KNO3溶液变成饱和溶液的方法有_________________________。降温、加入KNO3固体、加热蒸发再冷却至原来的温度关键能力专项突破1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。(3)常温下，由NaCl稀溶液获取NaCl固体的方法是__________。(4)常温下由KNO3稀溶液获取KNO3固体的方法是______________________。蒸发结晶蒸发浓缩、冷却结晶、过滤关键能力专项突破1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。(5)NaCl固体中含少量KNO3，提纯NaCl固体的方式是_____________________将固体混合物加入热水，搅拌、趁热过滤(或将固体加水溶解，将溶液蒸发至有大量固体析出，停止加热，趁热过滤)关键能力专项突破1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。(6)KNO3固体中含少量NaCl，提纯KNO3固体的方式是___________________将固体加水溶解，将溶液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，冷却后有固体析出，过滤关键能力专项突破1.利用物质的溶解度对物质进行分离、提纯图甲、图乙所示为一些物质的溶解度随温度变化的曲线。(7)图乙所示为Na2SO3的溶解度随温度的变化曲线。常温下由Na2SO3稀溶液获取Na2SO3固体的方法是什么？___________________________________。加热浓缩溶液至有大量晶体析出，在高于34条件下趁热过滤专项突破归纳整合考点二物质分离、提纯的化学方法物质分离、提纯常用的化学方法知识梳理加热法加热使不稳定的物质分解除去洗气法当某气体中含有杂质气体时，可把混合气体通入某溶液中而除去，或转化成该气体方法原理举例Na2CO3中混有NaHCO3如除去NaCl中的NH4Cl等如乙烷中的乙烯可通过溴水而除去CO32—、HCO3—SO32—、HSO3—S2NH4+方法原理举例沉淀法气化法Fe2Al3Fe3Cu2Mg2Ag能形成弱碱的阳离子AgCa2Ba2OH—+H++OH—+CO2H++SO2H2SH++NH3弱碱(注意:不能引入新的杂质)[补充]将杂质离子转化为沉淀Cl、SO42—、CO32—将杂质离子转化为气体知识梳理物质分离、提纯常用的化学方法知识梳理物质分离、提纯常用的化学方法方法原理举例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O2FeCl2(含杂质FeCl3):加铁屑除杂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)Na2CO3(NaHCO3):加入适量的NaOH(aq)NaHCO3(Na2CO3):通入一定量的CO2知识梳理物质分离、提纯常用的化学方法方法原理举例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如:电解精炼铜知识梳理物质分离、提纯常用的化学方法方法原理举例调节pH法通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某组分沉淀而分离的方法，一般是加入相应的难溶或微溶物来调节如CuCl2溶液中含有FeCl3杂质，可向溶液中加入CuO除去CuCO3Cu2(OH)2CO3Cu(OH)2[练习]如何除去下列试剂中的杂质？试写出试剂或操作的名称。1.Au/Cu(Fe):盐酸，过滤2.CuO(C):灼烧3.C(CuO):盐酸，过滤4.C(MnO2):浓盐酸,加热5.CH4(C2H4):6.C6H6(C6H5OH):NaOH溶液,分液食盐晶体,盐析，再过滤NaOH溶液，分液溴水，洗气NaOH溶液，分液饱和Na2CO3溶液，分液酸性高锰酸钾溶液，NaOH溶液，分液8.C6H5Br(Br2):9.C6H5NO2(NO2):10.乙酸乙酯(乙酸):11.硬脂酸钠(甘油):7.苯(甲苯):4.物质分离提纯常用化学方法应用举例主要成分(杂质)除杂试剂主要操作方法N2(O2)_________用固体转化气体CO2(CO)____________CO(CO2)__________________洗气或用固体转化气体CO2(HCl)________________洗气CO2(SO2)_________________________________SO2(HCl)________________灼热铜网灼热的CuONaOH溶液或碱石灰饱和NaHCO3溶液饱和NaHCO3溶液或酸性KMnO4溶液饱和NaHSO3溶液Cl2(HCl)饱和食盐水,洗气NaHCO3溶液(Na2CO3)_____杂转纯FeCl3溶液(FeCl2)____MgCl2溶液(FeCl3)_______________________调pH转为沉淀，过滤粗铜精铜、CuSO4溶液电解精炼CO2Cl2MgO、Mg(OH)2或MgCO34.物质分离提纯常用化学方法应用举例易错辨析1.CO2中的HCl可通过饱和Na2CO3溶液除去()2.分离Fe2O3、Al2O3的操作依次为溶解、过滤、灼烧()3.蒸馏、过滤、分液、洗气四种分离物质的方法，均不可能发生化学变化4.向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末，充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3()5.将Cl2和HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()6.除去NaCl溶液中少量的Na2S，可加入AgCl后再过滤()关键能力专项突破一、常见物质分离操作方法、装置的选择1.常见气体除杂装置的选择除去气体中的杂质通常有右面3套装置，请选择合适的装置序号填入下列空格中。注：括号内为杂质气体(1)CO2(HCl)：。(2)CO2(CO)：。(3)CO(CO2)：。ACA或B2.常见固体混合物除杂请按要求填写合适的除杂方法或化学方程式(括号内为杂质)(1)NaCl(I2)：。(2)Fe2O3(Al2O3)：加过量NaOH溶液，过滤、洗涤，离子方程式：。(3)CuO(C)：，化学方程式：。(4)镁粉(铝粉)：，化学方程式：。加热使I2升华Al2O32OH=2AlO2-H2O在空气中灼烧加过量NaOH溶液，过滤、洗涤2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H23.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SO42-，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，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SO42-未沉淀完全,反之则沉淀完全。试问：怎样判断SO42-是否沉淀完全？[思路]判断沉淀后的溶液中是否还含SO42-？规范答题：取样加试剂说现象得出结论追问:怎样判断加入的BaCl2是否过量？[思路]判断沉淀后的溶液中是否还含Ba2+？二、沉淀分离操作的规范解答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SO42-，然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量，试问：过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)?怎样判断沉淀是否洗净？提示取最后一次洗涤液少许于试管中，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。[思路]判断洗涤液中是否还存在可溶性杂质(Na、Cl等)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。提示:洗去可溶性杂质(Na、Cl等)。二、沉淀分离操作的规范解答4.利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)35H2O]的实验流程如图所示。所得Fe2(C2O4)35H2O需用冰水洗涤，其目的是。除去杂质，减少草酸铁晶体的溶解损耗5.草酸铁钾{Kx[Fe(C2O4)y]3H2O(Fe为3价)}为亮绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇。110失去结晶水，230或见光易分解，是一种军用光敏材料。实验室制备草酸铁钾的流程如右：(1)结晶时将饱和溶液用冰水浴冷却的目的是______________________，避光晾干的目的是__________________。有利于析出更多的晶体防止晶体见光分解减少洗涤过程中的溶解损耗(2)用乙醇洗涤而未用水洗涤的目的是__________________________。答题模板(1)用特定洗涤液洗涤的目的蒸馏水除去表面的可溶性杂质冰水除去表面的可溶性杂质，降低的溶解损耗饱和溶液除去表面的可溶性杂质，降低的溶解损耗醇洗除去晶体表面水分，易于干燥答题模板(2)洗涤操作取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中，加入试剂(必要时加热，如检验NH4+)，不产生沉淀(或溶液不变色或不产生气体)，说明沉淀已经洗涤干净。(3)检验沉淀是否洗净沿玻璃棒向过滤器(漏斗)中注入适量蒸馏水(或其他洗涤液)至恰好浸没沉淀，待其自然流尽后，重复操作23次。