高考化学一轮复习 第1章 从实验学化学 第2节 物质的分离、提纯

第2讲物质的分离和提纯【核心素养分析】1.宏观辨识与微观探析：能从物质的宏观特征入手对物质及其反应进行分类和表征，能从物质的微观结构说明同类物质的共性和不同类物质性质差异及其原因，能描述或预测物质的性质和在一定条件下可能发生的化学变化2.科学探究与创新意识：能对简单化学问题的解决提出可能的假设，依据假设设计实验方案。

3.科学态度与社会责任：具有理论联系实际的观念，有将化学成果应用于生产、生活的意识，能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。

【知识梳理】知识点一　物质分离和提纯以及物质分离提纯的物理方法（一）物质分离和提纯的区别与联系1．混合物的分离是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物分成各组分的纯净物。

2．混合物的提纯是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物中的杂质除去。

分离和提纯的要求不同，设计操作步骤时一定要加以区别。

3．提纯的“四个原则”及“四个必须”(1)“四个原则”一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原。

(2)“四个必须”一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳；四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。

（二）物理法分离提纯物质所用装置1．常用装置(1)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滤纸上缘低于漏斗口二低液面低于滤纸上缘烧杯紧靠玻璃棒玻璃棒紧靠三层滤纸处三靠漏斗下端紧靠烧杯内壁(2)蒸发适用范围分离易溶性固体的溶质和溶剂玻璃棒的作用：搅拌，防止液体局部过热而飞溅注意事项停止加热的标准：当有大量晶体析出时停止加热，利用余热蒸干(3)萃取和分液萃取：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适用范围分液：分离两种互不相溶且易分层的液体注意事项①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶③萃取剂与溶质不反应④常用的萃取剂是苯或CCl4，一般不用酒精作萃取剂(4)蒸馏适用范围分离沸点相差较大且互溶的液体混合物温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片，目的是防止暴沸注意事项冷凝管水流方向为口进，口出下上(5)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注意事项如NaCl固体中的I2可用该方法，但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离2．创新装置(1)过滤装置的创新——抽滤由于水流的作用，使装置a、b中气体的压强减小，故使过滤速率加快(2)蒸馏装置的创新由于冷凝管竖立，使液体混合物能冷凝回流，若以此容器作反应容器，可使反应物能循环利用，提高了反应物的转化率（三）物质分离提纯的物理方法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)知识点二物质分离、提纯常用的化学方法1．常见气体的除杂方法气体(括号内为杂质)除杂试剂化学方程式或原理C 2H 2(H 2S)CuSO 4溶液H 2S ＋CuSO 4===CuS↓＋H 2SO 4H 2(NH 3)浓硫酸NH 3＋H 2SO 4===NH 4HSO 4Cl 2(HCl)饱和NaCl 溶液HCl 极易溶于水，Cl 2在饱和NaCl 溶液中的溶解度小CO 2(HCl)饱和NaHCO 3溶液HCl ＋NaHCO 3===NaCl ＋H 2O ＋CO 2SO 2(HCl)饱和NaHSO 3溶液HCl ＋NaHSO 3===NaCl ＋H 2O ＋SO 2CO 2(SO 2)饱和NaHCO 3溶液SO 2＋2NaHCO 3===Na 2SO 3＋H 2O ＋2C O 2CO 2(CO)灼热CuO CO ＋CuO Cu ＋CO 2=====△ CO(CO 2)NaOH 浓溶液CO 2＋2NaOH===Na 2CO 3＋H 2O N 2(O 2)灼热铜网2Cu ＋O 22CuO =====△ CH 4(CH 2===CH 2、CHCH)溴水CH 2===CH 2＋Br 2―→CH 2BrCH 2Br HCCH ＋2Br 2―→CHBr 2—CHBr 22．常见固体或溶液的除杂方法物质(括号内为杂质)除杂试剂或方法化学方程式或原理分离方法Na 2CO 3固体(NaHCO 3)加热2NaHCO 3Na=====△2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑—NaCl 溶液(Na 2SO 4)加适量BaCl 2溶液Na 2SO 4＋BaCl 2===BaSO 4↓＋2NaCl 过滤NaCl 固体(NH 4Cl)加热NH 4Cl NH 3↑＋HC =====△l↑—FeCl 2溶液(FeCl 3)加过量铁粉2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2过滤FeCl 3溶液(FeCl 2)通Cl 22FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3—NaHCO 3溶液(Na 2CO 3)通CO 2Na 2CO 3＋CO 2＋H 2O ===2NaHCO 3—Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加过量铜粉2AgNO3＋Cu===Cu(NO3)2＋2Ag过滤I2(SiO2)加热I2升华、冷却、凝华，得I2—Fe2O3 (Al2O3)加过量NaOH溶液Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O过滤NH4Cl溶液(FeCl3)加适量氨水FeCl3＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4Cl过滤KNO3固体(NaCl)水根据二者的溶解度随温度的变化不同降温结晶NaCl溶液(MgCl2)加适量NaOH溶液MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl过滤C(CuO)加过量稀盐酸CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O过滤CuO(Fe)磁铁Fe能被磁铁吸引—CuS(FeS)加过量稀盐酸FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑过滤镁粉(铝粉)加过量NaOH溶液2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑过滤3．物质分离、提纯常用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2－42－3弱碱的阳离子气化法将杂质离子转化为气体CO、HCO、SO、HS 2－3－32－3O、S2－、NH－3＋4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)的杂质如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2，用灼热的铜网除去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(M)作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液调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CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH) 2CO3等，调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去知识点三物质的检验（一）物质检验的原理和方法1．物质检验的原理(1)依据物质的特殊性质进行检验。