2024届高考一轮复习化学教案(通用版):物质的分离、提纯、检验与鉴别
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第36讲物质的分离、提纯、检验与鉴别
复习目标1.掌握常见物质检验、分离和提纯的方法;掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要
求;2.正确选用检验、分离和提纯物质的实验装置;
3.根据化学实验目的,设计、评价物质的检验、分离与提纯的实验方案。
考点一物质的分离与提纯
必备知识整理
1.物质分离提纯的实验装置
(1)过滤:分离不溶性固体与液体的方法。
(2)蒸发:分离溶于溶剂的固体溶质。
(3)蒸馏:分离相互溶解且沸点相差较大的液体混合物。
(4)萃取和分液(如图1)
①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中________;
②两种溶剂______________________________________;
③溶质和萃取剂________________;
④分液时下层液体从________放出,上层液体从________倒出。
(5)升华(如图2):利用物质升华的性质进行分离,属于物理变化。
(6)洗气(如图3)
适用条件:除去气体中的杂质气体。
说明:______管进气,______管出气。
微点拨创新实验装置(1)过滤装置的创新——抽滤
特点:由于水流的作用,使装置a、b中气体的压强减小,故使过滤速率加快。
(2)蒸馏、冷凝装置
a.蒸馏、冷凝装置的创新
特点:图1、图2、图3由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反
应装置,可使反应物循环利用,提高了反应物的转化率。b.减压蒸馏
特点:减压蒸馏(又称真空蒸馏)是分离和提纯化合物的一种重要方法,尤其适用于高沸
点物质和那些在常压蒸馏时未达到沸点就已受热分解、氧化或聚合的化合物的分离和提纯。2.物质分离与提纯的物理方法3.物质分离提纯的常用化学方法
方法原理杂质成分
沉淀法将杂质离子转化为________Cl-、SO42−、CO32−及能形成弱碱的金
属阳离子
气化法将杂质离子转化为________CO32−、HCO3−、SO32−、HSO3−、S2-、NH4+
等
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(用对应的酸或碱)
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________溶液除去CO2中的
SO2,用____________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反应的差异
进行分离如用过量的________溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
调pH法加入试剂调节溶液pH,使溶液中某
种成分生成沉淀而分离如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入________、________或Cu2(OH)2CO3等,调节pH使Fe3+转化为________
沉淀而除去
吸收法常用于气体的净化和干燥,可根据被
提纯气体中所含杂质气体的性质,选
择适当固体或溶液作吸收剂,常用的
实验装置是洗气瓶或干燥管CO2中混有HCl气体可通过饱和
________溶液除去
微点拨
分步沉淀又称选择性沉淀,指选择适当沉淀剂或控制溶液的pH,使溶液中两种或多种
离子分步沉淀下来,达到分离的目的。如向等浓度的KCl和K2CrO4混合液中逐滴加入稀
AgNO3溶液,先产生AgCl沉淀,后产生Ag2CrO4沉淀。
4.常考的物质除杂方法
(1)利用物质的性质差异进行除杂
原物质所含杂质除杂质试剂主要操作方法N2O2灼热的铜网吸收法
COCO2________溶液洗气
CO2CO________转化法CO2H2S________溶液洗气
CO2HCl______________溶液洗气
SO2HCl______________溶液洗气
Cl2HCl____________洗气
炭粉MnO2浓盐酸(加热)________
Fe2O3Al2O3过量________溶液过滤
Al2O3SiO2①盐酸;②氨水过滤、灼烧
NaHCO3溶液Na2CO3________转化法
FeCl3溶液FeCl2________转化法
FeCl3溶液CuCl2Fe、Cl2过滤
FeCl2溶液FeCl3Fe过滤
乙烷乙烯________洗气
乙醇水新制CaO________
乙烯SO2NaOH溶液洗气
溴苯溴________溶液________
乙酸乙酯乙酸____________溶液________(2)利用溶解度曲线从溶液中获取溶质的方法
制备物溶解度曲线分析答题指导
制备FeSO4·
7H2O
晶体①60℃时形成拐点,FeSO4的溶解度最大
②低于60℃结晶的
是FeSO4·7H2O晶体将温度控制在________时,可制得
FeSO4含量最高的饱
和溶液,再降低温度
到0℃,可析出最多
的FeSO4·7H2O晶体
制备无水Na2SO3①在34℃形成拐点,
低于34℃,Na2SO3·7H2O会结晶
析出
②饱和溶液在高于34℃时,无水Na2SO3会析出在高于34℃条件下
蒸发浓缩,且还要趁
热过滤,否则无水Na2SO3中会混有
Na2SO3·7H2O,导致
产品不纯
制备MnSO4·
H2O
晶体①________是溶解度
的交叉点
②高于________以后MnSO4·H2O的溶解度
减小,而MgSO4·6H2O
的溶解度增大从MnSO4和MgSO4混合溶液中制备MnSO4·H2O晶体,需
控制结晶的温度高于________
从溶液中
得到晶体
的具体操①蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥;
②蒸发浓缩→趁热过滤→洗涤→干燥作
微点拨
分离提纯的原则与注意事项(1)原则——“两不”和“两易”
两不:①不增(不增加新的杂质);②不减(不减少被提纯的物质)。
两易:①易分离(被提纯的物质与杂质易分离);②易复原(被提纯的物质易恢复到原来的
组成状态)。(2)注意事项:①除杂试剂须过量;②过量试剂须除尽;③除去多种杂质时要考虑加入
试剂的先后顺序,选择最佳的除杂途径。
[正误判断]
(1)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇()
(2)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、
干燥的方法()(3)NaCl的熔点高,除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法()
(4)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离()
(5)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()
(6)除去KCl中的MnO2:蒸发结晶()
对点题组训练
题组一气体混合物的分离提纯1.下列实验装置不能达到目的的是()
2.某活动小组设计实验探究生铁与浓硫酸的反应。甲同学认为生铁与浓硫酸在加热条
件下反应除产生SO2外还应有CO2和H2生成,请用下列装置设计实验进行验证(图中加热装
置、夹持仪器省略,除装置⑤外,其他装置中的试剂均足量)。装置①装置②装置③装置④装置⑤(1)装置的连接顺序(按气流从左至右的方向)是____________(填装置编号)。证明生成的
气体中同时存在CO2和H2的实验现象是________________________________________。
(2)已知A中盛有200mL0.100mol·L-1酸性KMnO4溶液。乙同学为测定反应生成的SO2的量,又进行了如下实验:
①待装置⑤中反应结束后,通入N2将装置⑤中生成的气体全部赶出,取反应后装置①A
中的溶液(反应前后体积变化忽略不计)25.00mL于锥形瓶中,用0.2000mol·L-1H2C2O4标
准溶液进行滴定。简述如何判断滴定终点:___________________________。
②重复滴定三次,平均每次消耗H2C2O4标准溶液15.63mL,则本实验中生铁与浓硫酸
反应产生的SO2的物质的量为________(保留小数点后三位数字)。
题组二液体混合物的分离提纯3.已知A、B、C三种液态物质的沸点逐渐增大且相差较大,能互溶,用蒸馏的方法
将它们进行分离时,得到实验时间与温度的关系如图2所示,下列说法正确的是()
A.蒸馏时,点燃酒精灯,然后从b口通入蒸馏水
B.蒸馏一段时间后,发现忘加碎瓷片,应立即补充加入
C.不同时间段,温度变化情况不同,主要原因是受热不均匀
D.其中A、B的沸点分别约为80℃、200℃
4.1溴丙烷是一种重要的有机合成中间体,某小组设计如图装置制备1溴丙烷。已知:
1溴丙烷的沸点为71℃,密度为1.36g·cm-3。正丙醇的沸点为97℃。
主要步骤
步骤1:在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片、12g正丙醇及20mL水,冰水冷却下缓慢加入28mL浓硫酸;冷却至室温,搅拌下加入24gNaBr。
步骤2:按如图所示搭建实验装置,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
回答下列问题:(1)仪器A的名称是________。
(2)已知蒸馏烧瓶中无机副产物有NaHSO4,写出制备1溴丙烷的化学方程式:
________________________________。
(3)步骤1中加入水,将浓硫酸适当稀释,步骤2中缓慢加热,这些操作的主要目的是
________(填标号)。
a.防止液体暴沸b.减少副产物生成
c.减少溴化氢挥发d.水作催化剂
(4)提纯产品的流程如下:
①加入碳酸钠的目的之一是除去粗产品中的Br2,已知氧化产物和还原产物的物质的量
之比为1∶5,并放出CO2。写出离子方程式:
________________________________________________________________________。
②操作A使用的主要仪器名称是________。“静置”后,有机层在________层。
③操作B的名称是________。(5)粗产品可能含有H2O、CH3CH2CH2OH等杂质,检验水的试剂是________(填标号)。
a.无水硫酸铜b.钠粒
c.紫色石蕊溶液d.醋酸
(6)本实验制得14.8g纯产品,产率约为______%(保留一位小数)。
题组三固体混合物的分离提纯5.CuI是有机合成的一种催化剂,受热易氧化。实验室可通过向CuSO4与NaI的混合
溶液中通入SO2制备CuI(2CuSO4+2NaI+SO2+2H2O=====△2CuI↓+2H2SO4+Na2SO4)。下
列实验装置不能达到实验目的的是()选项目的装置
A制备SO2
B制备CuI
C将CuI与母液分离
D干燥CuI固体
6.废旧的镀锌铁皮可用来制备皓矾(ZnSO4·7H2O),某化学兴趣小组设计如下流程进行制
备。