2018届一轮复习鲁科版物质的分离和提纯学案

2018届一轮复习鲁科版物质的分离和提纯学案

物质的分离和提纯 考点一　物质分离、提纯的常用物理方法及装置 ‎【基础知识梳理】‎ ‎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 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。‎ ‎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)‎ ‎(2)“固＋液”混合物的分离(提纯)‎ ‎(3)“液＋液”混合物的分离(提纯)‎ ‎3．物质分离、提纯的常用方法及装置 ‎(1)过滤：操作中①一贴：________紧贴漏斗内壁；二低：滤纸上边缘低于____________，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧靠__________，玻璃棒轻靠______________处，漏斗下端尖口处紧靠________________；②若滤液浑浊，需_______________________________。浑浊的原因可能是________________________________。‎ ‎(2)蒸发：蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质；而对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质，采用____________的方法。‎ 在蒸发结晶中应注意：①玻璃棒的作用：________________________________；②当有大量晶体析出时，________________________而不能直接蒸干。‎ ‎(3)蒸馏：①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处；②蒸馏烧瓶内要加沸石；③冷凝管水流方向应为“逆流”。‎ ‎(4)萃取和分液：①溶质在萃取剂中的溶解度________；②两种液体____________；③溶质和萃取剂__________；④分液时下层液体从________流出，上层液体从________倒出。‎ ‎(5)升华(如下左图)：利用物质升华的性质进行分离，属于物理变化。‎ ‎(6)洗气(如上右图)：适用条件：除去气体中的杂质气体。说明：________进气________出气。‎ 深度思考 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出(　　)‎ ‎(2)蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处(　　)‎ ‎(3)蒸馏中，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出(　　)‎ ‎(4)蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热(　　)‎ ‎(5)用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇(　　)‎ ‎(6)分液时要先打开分液漏斗上口的塞子，再将下层液体缓缓放入下面的烧杯中(　　)‎ ‎(7)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤(　　)‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　根据物理性质选择分离方法 ‎1．(2016·平度模拟)我国明代《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次……价值数倍也”。这里用到的实验方法可用于分离(　　)‎ A．苯和水B．乙酸乙酯和乙酸 C．食盐水和泥沙D．硝酸钾和硫酸钠 ‎2．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是(　　)‎ 选项 目的 分离方法 原理 A 除去KCl中的MnO2‎ 蒸发结晶 溶解度不同 B 除去碘中的NaCl 加热、升华 NaCl的熔点高，碘易升华 C 分离KNO3和NaCl 重结晶 KNO3的溶解度大于NaCl D 分离食用油和汽油 分液 食用油和汽油的密度不同 ‎3.现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它们的性质如表所示，据此将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是(　　)‎ 物质 分子式 熔点(℃)‎ 沸点(℃)‎ 密度(g·cm－3)‎ 溶解性 乙二醇 C2H6O2‎ ‎－11.5‎ ‎198‎ ‎1.11‎ 易溶于水和酒精 丙三醇 C3H8O3‎ ‎17.9‎ ‎290‎ ‎1.26‎ 能跟水、酒精以任 意比互溶 A.萃取法B．结晶法C．分液法D．蒸馏法 题组二　物质分离操作及注意事项的判断 ‎4．生活因化学而精彩，化学因实验而生动，实验因“洗涤”而更加精确。关于沉淀或晶体洗涤的说法错误的是(　　)‎ A．洗涤的目的一般是除去沉淀或晶体表面可溶性的杂质，提高纯度 B．洗涤的试剂一般可选用蒸馏水、冰水、乙醇、该物质的饱和溶液 C．洗涤的操作是向过滤器里的固体加洗涤剂，使洗涤剂浸没固体，并用玻璃棒轻轻搅拌固体，使其与洗涤剂充分接触，待洗涤剂流下 D．洗净的检验是检验最后一次洗涤液中是否含有形成沉淀的该溶液中的离子 ‎5．下列关于重结晶的叙述不正确的是(　　)‎ A．重结晶对溶剂的要求是杂质在此溶剂中溶解度很小或很大 B．用重结晶法分离液态混合物时，温度越低越好 C．重结晶对溶剂的要求是被提纯的物质在此溶剂中的溶解度受温度的影响较大 D．重结晶过滤时趁热过滤并加入少量蒸馏水 题组三　分离提纯装置图的判断 ‎6．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是(　　)‎ A．利用图1装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体 B．利用图2装置可分离石油，得到汽油、煤油和柴油等各种馏分 C．利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5‎ D．利用图4和图1可进行粗盐提纯 ‎7．从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作，下列对应的装置合理、操作规范的是(　　)‎ 题组四　从溶液中分离溶质的几种情况 ‎8．(1)从含有少量KNO3杂质的氯化钠溶液中分离出氯化钠固体的操作：________________________________________________________________________、‎ 洗涤、干燥。‎ ‎(2)从MgSO4溶液中得到MgSO4固体的实验操作包括__________、冷却结晶、________、洗涤、干燥等一系列操作，在此过程中玻璃棒的作用是________(填代号)。‎ ‎①引流　②搅拌加速溶解　③搅拌使溶液受热均匀防止暴沸 ‎(3)能不能直接蒸发CuCl2溶液结晶得到CuCl2·2H2O晶体？________(填“能”与“不能”)。‎ 若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)硫酸铝和硫酸铵的混合液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层晶体时即停止加热，然后冷却结晶，得到铵明矾晶体[NH4Al(SO4)2·12H2O]。溶液不能蒸干的原因是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 考点二　物质分离、提纯化学方法的选择 ‎【基础知识梳理】‎ ‎1．物质分离、提纯化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为沉淀 Cl－、SO、CO及能形成沉淀的阳离子 气化法 将杂质离子转化为气体 CO、HCO、SO、HSO、S2－、NH 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)‎ 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 含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液 ‎2.除杂“四原则”‎ ‎(1)不增，不得引入新杂质；‎ ‎(2)不减，尽量不减少被提纯和分离的物质；‎ ‎(3)易分，应使被提纯或分离的物质与其他物质易分离；‎ ‎(4)易复原，被提纯物质转化后要易被复原。‎ ‎3．除杂操作“四注意”‎ ‎(1)除杂试剂要过量；‎ ‎(2)过量试剂需除去；‎ ‎(3)选择的途径要最佳；‎ ‎(4)除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序。‎ 深度思考 ‎1．除去下列常见物质中的杂质，完成表格：‎ 序号 原物质 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法 ‎①‎ N2‎ O2‎ 固体吸收气体 ‎②‎ CO CO2‎ ‎____________‎ 或__________‎ ‎________或 固体吸收气体 ‎③‎ CO2‎ CO 用固体转化气体 ‎④‎ CO2‎ HCl ‎⑤‎ Cl2‎ HCl ‎⑥‎ 碳粉 CuO ‎⑦‎ Fe2O3‎ Al2O3‎ ‎⑧‎ NaHCO3溶液 Na2CO3‎ 加酸转化 ‎⑨‎ FeCl3溶液 FeCl2‎ 加氧化剂转化 FeCl2溶液 FeCl3‎ 加还原剂转化 ‎⑪‎ MgCl2溶液 FeCl3‎ ‎⑫‎ NaCl晶体 NH4Cl ‎⑬‎ 乙酸乙酯 乙酸 ‎2.为什么除去Cl2中的HCl气体要用饱和食盐水，除去CO2中的HCl用饱和碳酸氢钠？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎【解题探究】‎ 题组一　抓性质特点选择除杂方法 ‎1．下列有关说法正确的是(　　)‎ A．分离Fe2O3、Al2O3的操作依次为溶解、过滤、灼烧 B．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 C．通入过量CO2可除去NaHCO3溶液中的杂质Na2CO3‎ D．向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末，充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3‎ ‎2．下列有关除杂的实验操作不合理的是(　　)‎ A．除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3：加入足量的Mg(OH)2并过滤 B．除去NaCl溶液中少量的Na2S：加入AgCl后再过滤 C．除去石英中的少量碳酸钙：用稀盐酸溶解后过滤 D．除去氯化钠固体中的少量纯碱：加入足量氯化钙溶液，过滤、蒸发、结晶 ‎3．用如图所示的实验装置，选择适当的试剂B并进行如下实验，可以达到目的的是(　　)‎ A．试剂B为浓硫酸，除去CO2中混有的少量SO2气体 B．试剂B为饱和食盐水，除去氯气中混有的少量氯化氢气体 C．试剂B为水，收集NO、CO等难溶于水的气体 D．试剂B为新制氢氧化铜悬浊液，检验空气中是否含有甲醛 题组二　物质分离提纯实验方案的分析 ‎4．下列实验的试剂、装置选用不合理的是(　　)‎ 选项 实验目的 选用试剂 选用装置 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 试剂a为饱和氯化钠溶液 甲 B 除去NH3中少量的H2O 试剂b为无水氯化钙 乙 C 除去H2中少量的HCl、H2O 试剂b为碱石灰 乙 D 除去N2中少量的O2‎ 足量铜网 丙 ‎5.如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是(　　)‎ A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B．方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发 C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应 D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3‎ ‎6．为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯，并制得纯净的氯化钠溶液，某学生设计如下实验：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)操作②________(填“能”或“不能”)用硝酸钡溶液，说明理由：____________________。‎ ‎(2)进行操作②后，判断SO已除尽的方法是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)操作③的目的是________________________________________________________；‎ 不先过滤就滴加碳酸钠溶液，其理由是______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)此设计方案________(填“严密”或“不严密”)，说明理由：________________。‎ 解题指导 分离提纯题的答题步骤 第一步：确定被提纯物质与除杂对象 对比两者物理性质、化学性质的差异，利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等)，选择合适的分离原理或除杂试剂；除杂试剂除去杂质的同时，不消耗被提纯物质，不引入新的杂质。‎ 第二步：选择合适的分离或除杂装置 根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等)；根据除杂试剂的状态及反应条件，选择合适的装置，液体试剂一般选洗气瓶，固体试剂一般用干燥管或U形管。‎ 第三步：综合分析，筛选答案 综合分析物质分离是否完全，被提纯物质中的杂质是否被除去 答案解析 考点一 基础知识梳理 ‎3．(1)滤纸　漏斗边缘　玻璃棒　三层滤纸　烧杯内壁更换滤纸，重新过滤　滤纸破损、滤液超过滤纸边缘　(2)降温结晶　搅拌，防止液体局部过热而飞溅　停止加热，利用余热蒸干　(4)大　互不相溶　不反应　下口　上口　(6)长管　短管 深度思考 ‎(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×‎ 解析　(4)蒸发结晶时，当有较多晶体析出时即可停止加热。(5)乙醇与水互溶，不能萃取出水溶液中的溶质。(7)制取无水乙醇可在加CaO反应后蒸馏。‎ 解题探究 ‎1．B　[烧酒的制造工艺利用蒸馏的方法，可用于分离沸点不同的液体混合物。A项，苯和水互不相溶，可用分液的方法分离，错误；B 项，乙酸乙酯和乙酸沸点不同，可用蒸馏的方法分离，正确；C项，泥沙不溶于水，可用过滤的方法分离，错误；D项，硝酸钾和硫酸钠的溶解度不同，可用重结晶的方法分离，错误。]‎ ‎2．B ‎3．D　[根据表中的信息知乙二醇和丙三醇的沸点差别较大，因而选用蒸馏法分离。]‎ ‎4．C　[A项，洗涤的目的：除去晶体表面的可溶性杂质，得到更纯净的晶体，提高纯度，正确；B项，洗涤的试剂常选用：①蒸馏水；②冷水；③有机溶剂，如酒精，丙酮等；④该物质的饱和溶液，以减少固体的损失，正确；C项，洗涤的正确方法：让过滤后的晶体继续留在过滤器中，加洗涤剂浸没过晶体，让洗涤剂自然流下，重复2～3次即可，不能搅拌，否则可能把滤纸弄破，错误；D项，洗净的检验是取最后一次洗涤液少许于试管中检验是否含有形成沉淀的该溶液中的离子，正确。]‎ ‎5．B ‎6．D　[加热FeCl3溶液，促进盐类水解，直接蒸干得到的是Fe(OH)3或Fe2O3，A项错误；石油分馏时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，B项错误；乙醇和乙酸乙酯互溶，不能用分液法分离，C项错误。]‎ ‎7．D ‎8．(1)加热至有大量晶体析出时，趁热过滤 ‎(2)蒸发浓缩　过滤　①③‎ ‎(3)不能　在氯化氢气流中加热、蒸发、结晶 ‎(4)防止晶体失去结晶水，也防止可溶物杂质析出 考点二 深度思考 ‎1．(从左到右，从上到下)灼热的铜网　NaOH溶液　碱石灰　洗气　灼热的CuO　饱和NaHCO3溶液　洗气　饱和食盐水　洗气　稀酸(如稀盐酸)　过滤　过量NaOH溶液　过滤　CO2　Cl2　Fe　MgO　沉淀转化　加热分解　饱和Na2CO3溶液　分液 ‎2．Cl2溶于水，存在如下反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，在饱和食盐水中，c(Cl－)较大，使上述平衡向左移动，降低了Cl2在水中的溶解度。CO2溶于水，存在下列平衡CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCO，饱和NaHCO3溶液中HCO浓度较大，使上述平衡向左移动，降低CO2在水中的溶解度。‎ 解题探究 ‎1．C　[若用过量NaOH溶解Fe2O3、Al2O3的混合物，过滤后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，灼烧NaAlO2溶液时无法得到Al2O3，同理分析可知用过量的酸溶解上述混合物也无法经题述三步操作得到两种氧化物，A错误；洗气可能会发生化学变化，B错误；在溶液中Na2CO3与CO2反应可得到NaHCO3，C正确；虽然CaCO3粉末可促使Fe3＋水解彻底形成Fe(OH)3‎ 沉淀，但又会引入新杂质Ca2＋，D错误。]‎ ‎2．D　[A项，Mg(OH)2和酸反应促进Fe3＋水解形成Fe(OH)3沉淀，通过过滤即可除去Fe(OH)3；B项，Na2S和AgCl反应生成Ag2S沉淀和NaCl，过滤除去Ag2S和剩余的AgCl，即可除去NaCl溶液中的Na2S；C项，碳酸钙能够溶解于稀盐酸生成可溶的CaCl2，通过过滤可得到纯净的石英；D项，能除去杂质纯碱，但又引入了新的杂质CaCl2。]‎ ‎3．B ‎4．B　[A选项正确，甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl，浓硫酸可除去H2O；B选项错误，干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3；C选项正确，干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠，可除去HCl和H2O；D选项正确，在加热条件下，O2可与丙装置中的铜网反应而被除去。]‎ ‎5．D ‎6．(1)不能　硝酸根离子会成为新的杂质，且很难除去 ‎(2)将滴加BaCl2溶液后得到的悬浊液静置，取少许上层清液，滴加BaCl2溶液，若不变浑浊，则SO已除尽 ‎(3)除去过量的Ba2＋　加入的Na2CO3溶液不会使已生成的沉淀溶解，且一次过滤可以节约药品和时间 ‎(4)不严密　为了除去过量的Ba2＋，加入的Na2CO3溶液必须过量，过量的CO成为新的杂质，应该加适量的盐酸除去 解析　(1)操作②不能用硝酸钡溶液，因为硝酸根离子会成为新的杂质，而且很难除去。‎ ‎(2)判断SO已除尽的方法是将滴加BaCl2溶液后得到的悬浊液静置，取少许上层清液，滴加BaCl2溶液，若不变浑浊，则SO已除尽。‎ ‎(3)操作③的目的是除去过量的Ba2＋。加入的Na2CO3溶液不会使已生成的沉淀溶解，且一次过滤可以节约药品和时间。‎ ‎(4)此设计方案是不严密的，为了除去过量的Ba2＋，加入的Na2CO3溶液也必须过量，过量的CO成为新的杂质，所以应该再加适量的盐酸将其除去。‎