1.0《物质的分离与提纯》
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《物质的分离和提纯》讲义一、物质分离和提纯的重要性在我们的日常生活和科学研究中,经常会遇到需要将混合物中的各种成分分开,或者去除其中的杂质以得到纯净物质的情况。
物质的分离和提纯是化学实验中非常重要的基本操作,它不仅能够帮助我们获得纯净的物质以便进行更深入的研究和应用,还对于提高产品质量、保护环境以及保障人类健康都具有重要意义。
例如,在制药工业中,为了得到高纯度的药物成分,需要对原材料进行精细的分离和提纯;在化工生产中,需要分离和提纯各种原料和产物,以提高产品的质量和产量;在环境监测中,需要从复杂的环境样品中分离和提纯出目标污染物,以便准确地进行检测和分析。
二、物质分离和提纯的基本原则1、不引入新杂质在分离和提纯过程中,不能引入新的杂质,否则会影响最终产物的纯度。
2、不减少被提纯物质的量要尽量保证被提纯物质的量不减少,以免造成不必要的损失。
3、易于分离和复原所采用的分离和提纯方法应便于将杂质与被提纯物质分离开来,并且在分离后能够容易地将被提纯物质复原。
4、经济性和环保性选择的方法应考虑成本和环保因素,尽量使用低能耗、低污染的方法。
三、物质分离和提纯的常用方法1、过滤过滤是用于分离固体和液体混合物的一种方法。
它利用滤纸或其他多孔材料作为过滤介质,使液体通过而固体被截留。
例如,粗盐提纯时,将粗盐溶解在水中,然后通过过滤除去其中的不溶性杂质。
2、蒸发蒸发是通过加热使溶液中的溶剂挥发,从而得到溶质晶体的方法。
比如,从氯化钠溶液中获得氯化钠晶体,就可以采用蒸发的方法。
3、结晶结晶包括冷却结晶和蒸发结晶。
冷却结晶适用于溶解度随温度变化较大的物质,通过降低温度使溶质结晶析出;蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质,通过蒸发溶剂使溶质结晶析出。
4、萃取萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的方法。
例如,用四氯化碳从碘水中萃取碘,碘在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,从而实现碘与水的分离。
第二单元物质的分离和提纯教学目标:1.能够比较过滤、结晶、萃取和分液、蒸馏等几种分离方法的原理及分离对象。
2.知道过滤、结晶、萃取、蒸馏的操作方法,能够独立完成一些简单的物质分离、提纯的实验操作。
3.能够根据混合物的性质,选择不同的分离方法对物质进行分离。
4.了解除杂实验方案设计的一般方法。
5.通过实验方案的设计,丰富科学探究的体验,培养探究的乐趣教学重点:过滤、结晶、萃取和蒸馏等分离提纯方法的原理及应用教学难点:食盐除杂和KNO3结晶提纯实验方案的设计教学方法:指导探究法学法指导:列表归纳实验方案设计教学用具:KNO3结晶提纯、萃取分液的实验药品和装置蒸馏装置蒸馏实验录像CAI课件第一课时教学过程:[复习引入]引导学生根据下表复习初中学过的过滤和蒸发操作待学生完成后用多媒体呈现表中红字部分内容,同时进行校正,原理部分可能学生较难答出,老师要注意及时点拨。
[问题情境]1.如何设计提纯含有硫酸钠、氯化镁和泥沙等杂质的食盐?2.根据氯化钾和硝酸钾的溶解度曲线,如何提纯含有氯化钾的硝酸钾固体?[温馨提示]:实验1:1.硫酸钡,氢氧化镁不溶于水。
除杂时试剂要过量。
氯化钾,硝酸钾的溶解度受温度影响不同。
2.怎样除去Na2SO4?怎样保证Na2SO4已经除尽?3.怎样除去MgCl2?怎样保证完全除去MgCl2?4.怎样除去前面加入的过量的试剂?实验2:1.根据溶解度曲线分离KCl和KNO3是在较高温度下溶解好,还是低温下溶解好?2.根据你选择的温度和所给的混合物的质量,应该怎么计算所用水的量,应用多少克水?3.都溶解后怎么将KNO3分离出来呢?以上设计内容耗时较多,需要考虑的因素也比较多,老师可以根据班级实际情况在课前布置给学生完成,但同时需要将“方法提示”交给学生。
[交流与讨论]:请同学们根据课前预习的内容讨论:老师用多媒体展示学生设计的方案,鼓励学生参与对每个方案的讨论。
主要引导学生围绕着上述提示的关键点进行讨论、补充。
《物质的分离和提纯》讲义一、物质分离和提纯的重要性在我们的日常生活和科学研究中,经常会遇到需要对混合物中的各种物质进行分离和提纯的情况。
无论是从矿石中提取有价值的金属,还是在实验室中制备纯净的化学试剂,物质的分离和提纯都是至关重要的步骤。
它不仅能够让我们获得纯净的物质以满足特定的需求,还有助于我们更深入地了解物质的性质和组成。
比如,通过分离和提纯,我们可以确定某种物质中所含的杂质成分,从而进一步优化生产工艺或者改进实验方法。
二、物质分离和提纯的基本原理物质分离和提纯的核心原理是利用混合物中各组分物理性质或化学性质的差异来实现分离。
物理性质方面,常见的有溶解性、沸点、熔点、密度等的不同。
例如,利用酒精和水沸点的差异,通过蒸馏的方法可以将酒精从含水的混合物中分离出来;利用沙子和水密度的差异,通过过滤可以把沙子从水中分离。
化学性质方面,例如,某些金属可以与特定的试剂发生反应生成沉淀,从而与其他物质分离;或者利用物质的氧化性、还原性的差异,通过化学反应实现分离。
三、物质分离和提纯的常用方法1、过滤过滤是用于分离固体和液体混合物的常用方法。
操作时,将混合物通过滤纸或滤网,液体通过,而固体被截留在滤纸上。
过滤需要用到漏斗、滤纸、玻璃棒等仪器。
2、蒸发蒸发适用于将溶液中的溶剂蒸发掉,从而得到溶质晶体。
比如从食盐水溶液中获得食盐晶体,就可以通过蒸发的方法。
进行蒸发时,要用玻璃棒不断搅拌,防止局部过热导致液滴飞溅。
3、蒸馏蒸馏利用混合物中各组分沸点的不同来分离液体混合物。
将混合物加热至其中一种组分的沸点,使其汽化,然后通过冷凝装置将蒸汽重新转化为液体,从而实现分离。
蒸馏常用于分离酒精和水、石油的分馏等。
4、萃取萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的差异,将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的方法。
例如,用四氯化碳从碘水中萃取碘。
萃取需要用到分液漏斗。
5、重结晶重结晶用于提纯固体物质。
先将固体溶解在适当的溶剂中,形成高温饱和溶液,然后冷却使溶质结晶析出。
一、物质的分离与提纯1.物质的分离:将各物质通过物理变化或化学变化把各成分彼此分开的过程。
2.物质的提纯:把中的杂质除去,得到纯净物的过程。
二、分离和提纯的常用方法1.过滤过滤是分离混合物最常用的方法之一,主要是除去液体中的,过滤装置如图:(1)过滤时用到的玻璃仪器有:、、。
(2)过滤的操作要点①一贴:滤纸紧贴内壁;②二低:边缘应略低于漏斗边缘,应略低于滤纸的边缘;③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的尖嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和漏斗的处轻轻接触;漏斗颈的末端应与相接触。
2.蒸发蒸发是将溶液加热,使溶液受热汽化,从溶液中分离出固体物质的方法。
蒸发可得晶体,也用于浓缩溶液。
蒸发装置如图:(1)蒸发时用到的仪器有:、玻璃棒、酒精灯、。
(2)在进行蒸发操作时要注意以下问题①实验结束后,不能将蒸发皿直接放在上,以免烫坏或遇实验台上的冷水引起蒸发皿炸裂;②当蒸发到析出大量、剩余少量时,应停止,利用蒸干,以防止晶体过热迸溅。
3.结晶和重结晶(1)冷却法将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体,此法适用于溶解度如KNO3。
(2)蒸发法此法适用于的溶质,如NaCl。
(3)重结晶将已得到的晶体用蒸馏水溶解经、、、等步骤,得到更纯净的晶体的过程。
4.萃取和分液(1)定义①萃取:利用物质在的溶剂中的不同,将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中,从而实现分离的方法。
②分液:将萃取后两种的液体分开的操作。
(2)萃取与分液所用的主要仪器:、、(带铁圈)。
5.蒸馏(1)蒸馏原理利用物质沸点的不同,加热液体混合物,使沸点低的液体变为气体挥发出来,再为液体,以除去、或不挥发杂质的方法。
(2)蒸馏的装置及主要仪器①装置:如下图所示。
②仪器:、蒸馏烧瓶、石棉网、铁架台(带铁圈)、、、牛角管(也叫尾接管)、、橡胶塞。
(3)实验探究(实验室制取蒸馏水)【注意】已知FeCl3溶液可以和无色的KSCN溶液生成红色的Fe(SCN)3。
实验室可用此反应检验Fe3+的存在。
一、物质的分离与提纯【知识点1 物质的分离和提纯的目的】1、分离的目的:通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,每一种物质都要保留下来,且要保持原来物质的状态。
2、提纯的目的:保留混合物中某一主要组分,把其余杂质都出去。
【知识点2物质的分离和提纯的方法】物理方法(1)过滤——固体(不溶于液体)和液体分离注意事项“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,不留气泡;“二低”:滤纸边缘稍低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒末端轻轻斜靠在三层滤纸一边,漏斗下端口末端紧靠烧杯内壁。
【注意】1、玻璃棒在过滤操作过程中的作用:搅拌、引流、转移固体2、烧杯中的混合物在过滤前应用玻璃棒搅拌,然后过滤。
过滤后若溶液还显浑浊,应再过滤一次,直到澄清透明为止3、沉淀的洗涤方法:用洗瓶或滴管向过滤器中加蒸馏水,使水面盖过沉淀物,待溶液全部滤出后,重复上述操作2-3次(2)结晶(重结晶)A、蒸发结晶——固体和液体分离通过蒸发,减少一部分溶剂而使溶液浓缩达到过饱和,析出晶体。
该方法主要用于溶解度随温度变化不大的少数几种物质的提纯,如NaCl、KCl等。
【注意】1、蒸发皿中液体的量不能超过其容积的2/32、 蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌,防止局部温度过高而使液体飞溅3、 当加热至出现大量固体时应停止加热,利用余热蒸干,目的是防止溶质在高温时受热分解4、 不能把热的蒸发皿直接放在实验台上,应垫上石棉网B 、降温结晶——固体和固体分离重结晶又叫再结晶,即让晶体重新溶解,再进行蒸发或降温冷却等方法,让晶体重复结晶,过滤,以打到更进一步分离和提纯混合物的目的。
(3)分液——把两种互不相溶、密度不同的液体分离。
【注意】1、实验前应检查分液漏斗是否漏水;液体的总量不能超过分液漏斗溶积的32 2、充分震荡,静置,分液时分液漏斗玻璃塞上的凹槽应对准漏斗口上的小孔,使内外压强相等,有利于液体顺利流下3、下层溶液从下口放出,上层溶液从上口倒出(4)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所组成的溶液里提取出来。