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+

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。