高中化學 專題1 化學家眼中的物質(zhì)世界 第2單元 研究物質(zhì)的實驗方法 第1課時 物質(zhì)的分離與提純學案 蘇教版必修1

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1、 第1課時　物質(zhì)的分離與提純 學習目標：1.初步學會過濾、結(jié)晶、萃取和分液、蒸餾等分離物質(zhì)的實驗技能，能獨立完成一些簡單的物質(zhì)分離與提純的實驗操作。(重點)2.初步了解根據(jù)物質(zhì)的不同性質(zhì)，來選擇不同的分離方法對物質(zhì)進行分離。(重難點) [自 主 預 習探 新 知] 1．過濾 若兩種物質(zhì)的混合物中，一種組分可溶于水，而另一種組分難溶于水，可以先加適量的水溶解混合物，然后過濾，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶得到可溶解的組分，從而實現(xiàn)可溶性組分與難溶性組分的分離。如圖過濾裝置 2．結(jié)晶 若固體混合物中的兩種組分都可溶于水，且溶解度隨溫度變化有較大差異，則可以參照兩種物質(zhì)的溶解度曲線，利用溶解、結(jié)晶

2、的方法分離。如在提純混有少量氯化鉀的硝酸鉀時，先在較高溫度下將混合物溶于水中形成濃溶液，然后冷卻到一定溫度，由于硝酸鉀的溶解度隨溫度降低急劇下降，因此有大量硝酸鉀晶體析出，而氯化鉀的溶解度隨溫度變化不大，因而不會結(jié)晶析出。再過濾，即可得到純凈的硝酸鉀晶體。 3．萃取、分液 (1)利用物質(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度的不同，將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中，從而實現(xiàn)分離的方法稱為萃取。 (2)萃取時，在液態(tài)混合物中加入的溶劑稱為萃取劑。萃取之后，一般還要使用分液的方法將互不相溶的液體分離。在實驗室中，萃取和分液通常在分液漏斗中進行。 (3)當分液漏斗中的液體分成清晰的兩層后，打開旋塞，將下

3、層液體放出，然后關(guān)閉旋塞，將上層液體從上口倒出。如圖裝置。 4．蒸餾 (1)原理：利用互溶液體混合物中各組分的沸點相差較大，將其加熱至某一組分的沸點，使之汽化，然后將蒸氣重新冷凝為液體的操作過程。 (2)儀器裝置 (3)應用 ①分離沸點相差較大的液體混合物。 ②除去液體中難揮發(fā)或不揮發(fā)物質(zhì)。 (4)注意事項 ①加熱時為了防止液體暴沸可加入沸石或碎瓷片。 ②溫度計水銀球應插至蒸餾燒瓶的支管口處。 ③冷卻水的流向應從冷凝管的下口進，上口出。 5．粗鹽的提純 除去粗鹽中的雜質(zhì)氯化鎂及泥沙，可以先將粗鹽溶于適量水中，再向粗鹽水中加入稍過量的氫氧化鈉溶液，使氯化鎂完全轉(zhuǎn)化

4、為氫氧化鎂沉淀，化學方程式為MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。過濾，除去泥沙和氫氧化鎂沉淀，向濾液中加入鹽酸中和過量的氫氧化鈉，最后加熱蒸發(fā)溶液，獲得氯化鈉晶體。 [基礎自測] 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) (1)為加快過濾，可用玻璃棒攪動漏斗中的溶液。(　　) (2)蒸發(fā)結(jié)晶時最后可以將水直接蒸干再停止加熱。(　　) (3)萃取分液一般在分液漏斗中進行。(　　) (4)用酒精作萃取劑萃取溴水中的溴。(　　) (5)分液漏斗在使用之前必須檢查是否漏水。(　　) (6)蒸餾時可將溫度計水銀球插入液體中。(　　) (7)油水混合物可用分液法

5、分離。(　　) 【答案】　(1)　(2)　(3)√　(4)　(5)√　(6)　(7)√ 2．可用于分離或提純物質(zhì)的方法有：①過濾，②蒸餾，③加熱升華，④分液，⑤萃取，⑥結(jié)晶；(在下列橫線上填寫分離提純的合理方法的序號)。 (1)除去石灰水中懸浮的CaCO3顆粒：________。 (2)除去NaCl晶體中混有的碘單質(zhì)：________。 (3)分離汽油和煤油的混合物：________。 (4)分離水和苯的混合物：________(苯是不溶于水的液體)。 (5)用四氯化碳提取溴水中的溴單質(zhì)：________。 (6)從含有少量氯化鈉的硝酸鉀溶液中提取硝酸鉀：________。

6、【答案】　(1)①　(2)③　(3)②　(4)④　(5)⑤④　(6)⑥ [合 作 探 究攻 重 難] 固—液分離的方法 [思考交流] (1)實驗室中用KClO3在MnO2催化下受熱分解制取氧氣，從反應后的混合物中分離、回收KCl和MnO2，需要使用哪些分離方法？請簡述實驗方案。 【提示】　使用分離方法為過濾及蒸發(fā)結(jié)晶。 實驗方案：加水溶解、過濾、洗滌濾渣，即得到MnO2，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶，可得到KCl晶體。 (2)現(xiàn)有混有少量KCl的KNO3粉末，參照如圖的溶解度曲線，回答下列問題： KCl和KNO3的溶解度曲線 ①在生產(chǎn)過程中，KNO3中混有少量KCl雜質(zhì)，如果要在實

7、驗室中提純KNO3晶體，應采用什么的方法？(雜質(zhì)僅含KCl) ②寫出具體的實驗方案。 【提示】?、俳禍亟Y(jié)晶。 ②加熱溶解KNO3樣品，冷卻結(jié)晶，過濾得到KNO3晶體，然后洗滌晾干。 1．過濾實驗應注意的3個問題 2．兩種常用的結(jié)晶方法 蒸發(fā)結(jié)晶 降溫結(jié)晶 原理 利用加熱的方法，使溶液中溶劑不斷揮發(fā)而析出溶質(zhì)(晶體)的過程 通過降低溫度，使溶液冷卻達到飽和而析出晶體。重結(jié)晶指的是重復冷卻結(jié)晶 適用 范圍 主要用于溶解度隨溫度變化不大的物質(zhì) 主要用于溶解度隨溫度下降而明顯減小的物質(zhì) 示例 除去KCl中的少量KNO3 除去KNO3中的少量KCl 3．蒸

8、發(fā)介紹 (1)裝置 (2)原理：給溶液加熱，使液體氣化，從溶液中分離出固體物質(zhì)。 (3)注意：①蒸發(fā)時用玻璃棒攪拌，防止局部過熱液體濺出。②加熱到剩余少量液體時應停止加熱，用余熱蒸干。③熱的蒸發(fā)皿應用坩堝鉗取下。 [對點訓練] 1．欲除去CuSO45H2O中的沙子(主要成分為SiO2)，必要的實驗操作為(　　) A．溶解　過濾　結(jié)晶　　　 B．加熱　溶解　過濾 C．溶解　過濾　蒸餾 D．溶解　過濾　分液 A　[SiO2不易溶于水，CuSO4易溶于水。] 2．已知硝酸銀和氯化鉀反應生成硝酸鉀和不溶于水的氯化銀，化學方程式為AgNO3＋KCl===AgCl↓＋KNO3。將

9、含有少量氯化鉀的硝酸鉀固體提純，某學生進行實驗操作?；卮鹣铝袉栴}： (1)將樣品置于燒杯中，加入適量的水溶解，同時用玻璃棒攪拌，攪拌的作用是__________________________________________________________。 (2)向溶液中加入適量的__________________(填化學名稱)，使氯化鉀轉(zhuǎn)化為沉淀。 (3)將混合液進行過濾，過濾裝置和操作如圖，指出圖中的兩處錯誤： ①____________________________________________________________； ②_________________

10、___________________________________________。 (4)為了從濾液中得到硝酸鉀晶體，可采用的結(jié)晶方法是 ____________________________________________________________。 (5)某同學認為：為加快過濾，可用玻璃棒攪動漏斗中的溶液，他的觀點________(填“正確”或“不正確”)。 【答案】　(1)加速固體溶解　(2)硝酸銀　(3)①液體沒有用玻璃棒引流?、诼┒废露斯芸跊]有緊靠燒杯內(nèi)壁　(4)降溫結(jié)晶　(5)不正確 液—液分離的方法 [思考交流] 實驗室用四氯化碳從碘水中萃取碘的實

11、驗如圖所示 (1)實驗中用到的儀器名稱是_____________________________________。 (2)實驗操作可分為如下幾步 ①把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中； ②把50 mL碘水和15 mL四氯化碳加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞； ③檢查分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液； ④倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，并不時地旋開活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正； ⑤旋開活塞，用燒杯接收溶液； ⑥從分液漏斗的上口倒出上層水溶液； ⑦將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔； ⑧靜置，分層。 正確的操作順序(用上述序號填寫) ______→

12、______→______→①→⑧→______→⑤→⑥。 (3)上述步驟⑤的操作中應注意____________________________________ ______________________________________________________________。 (4)步驟⑦的操作目的是__________________________________________ _____________________________________________________________。 (5)能選用四氯化碳從碘水中萃取碘的原因是__________

13、______________ ______________________________________________________________。 (6)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多，能不能用酒精來萃取碘水中的碘：________(填“能”或“不能”)，其理由是________________________ ______________________________________________________________。 (7)分離碘的四氯化碳溶液的方法是________。 【提示】　(1)分液漏斗、燒杯、鐵架臺(帶鐵圈) (2)③　②?、堋、?。

14、(3)使漏斗頸末端緊靠燒杯內(nèi)壁；及時關(guān)閉活塞，不要讓上層液體流出 (4)使漏斗內(nèi)外空氣相通，以保證進行⑤操作時，漏斗內(nèi)的液體能順利流出 (5)四氯化碳與水不互溶，并且碘在四氯化碳中溶解度比在水中大得多，碘與四氯化碳不反應 (6)不能　酒精和水可以互溶，碘溶于酒精中，所形成的酒精溶液與水無法分液 (7)蒸餾 (1)萃取與分液的分析 ①分液漏斗使用前要查漏。 ②萃取劑的選擇原則 a．萃取劑和原溶劑互不相溶、不反應； b．萃取劑和溶質(zhì)不發(fā)生反應； c．溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度。 ③分液時，下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出。 ④常見的萃取劑。

15、 (2)蒸餾操作的注意事項 ①多種液體時需使用蒸餾燒瓶和溫度計，且溫度計水銀球放在蒸餾燒瓶支管口處。 ②蒸餾時在燒瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液體暴沸。 ③冷凝管中冷卻水從下口進，上口出；先通冷凝水，再加熱。 ④燒瓶中所盛液體體積一般應介于其容積的～。 ⑤給蒸餾燒瓶加熱時，要墊上石棉網(wǎng)。 ⑥蒸餾裝置氣密性的檢驗：連接好裝置，在冷凝器的出口處接一橡膠管，并將橡膠管插入水中，將燒瓶微熱，水中有氣泡產(chǎn)生，冷卻至室溫，橡膠管中有倒吸的水柱，則氣密性良好。 [對點訓練] 3．下列實驗操作中正確的是(　　) 【導學號：90512020】 A．蒸餾操作時，應向蒸餾燒瓶中加入幾塊沸

16、石，以防止暴沸 B．蒸發(fā)操作時，應使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加熱 C．分液操作時，先將分液漏斗中下層液體從下口放出，再將上層液體從下口放出 D．萃取操作時，可以選用CCl4或酒精作為萃取劑從溴水中萃取溴 A　[A.蒸餾時若不加沸石或碎瓷片，液面容易劇烈翻滾，若加入沸石就比較平穩(wěn)，故可防止暴沸，正確；B.蒸發(fā)時溶液剩少許就要停止加熱，利用余熱將水分蒸干，錯誤；C.分液操作時，將分液漏斗中下層液體從下口放出，再將上層液體從上口倒出，錯誤；D.萃取操作時，由于酒精與水互溶，不可作萃取劑，錯誤。] 4．如圖為實驗室制取蒸餾水的裝置示意圖，根據(jù)圖示回答下列問題。 (1)指出圖中

17、兩處明顯的錯誤： ①____________________________________________________________， ②____________________________________________________________。 (2)A儀器的名稱是________，B儀器的名稱是________。 (3)實驗時A中除加入少量自來水外，還需加入少量____________，其作用是_______________________________________________________________。 (4)收集完蒸餾水后，是先撤酒精燈還

18、是先停冷凝水？ _____________________________________________________________。 【解析】　對于蒸餾的實驗裝置，最重要的問題有如下幾點：①儀器的連接順序，②溫度計的位置，③冷卻水的流向(進、出口位置)，④防暴沸的措施。 【答案】　(1)①溫度計水銀球沒有放置在蒸餾燒瓶的支管口處?、诶鋮s水進、出口位置反了　(2)蒸餾燒瓶　冷凝管　(3)沸石(或碎瓷片)　防止加熱時液體暴沸　(4)先撤酒精燈 [當 堂 達 標固 雙 基] 1．我國明代《本草綱目》中收載藥物1 892種，其中“燒酒”條目下寫道：“自元時始創(chuàng)其法，用濃酒和糟入甑，蒸

19、令氣上…其清如水，味極濃烈，蓋酒露也。”這里所用的“法”是指(　　) A．萃取　　　 B．過濾　　　 C．蒸餾　　　 D．蒸發(fā) C　[本法涉及兩步變化為“液體→氣體→液體”，為蒸餾過程。] 2．通過溶解、過濾、蒸發(fā)等操作，可將下列各組混合物分離的是(　　) A．硝酸鈉、氫氧化鈉 B．氧化銅、二氧化錳 C．氯化鉀、二氧化錳 D．硫酸銅、氫氧化鈣 C　[A項，NaNO3和NaOH都溶于水，無法用過濾法分離；B項，CuO和MnO2都不溶于水；D項，CuSO4、Ca(OH)2溶于水后兩者會發(fā)生反應；C項，KCl和MnO2可用過濾法分離，然后蒸發(fā)濾液即可得到KCl。] 3．下列分離混合物

20、的方法中不正確的是(　　) A．從酒精和水的混合物中分離出酒精——蒸餾法 B．使渾濁的食鹽水變澄清——過濾法 C．從溴水中分離出溴——分液法 D．把硝酸鉀和氯化鉀從同一溶液中分離開來——蒸發(fā)結(jié)晶法 C　[溴水是溴和水形成的均勻液態(tài)混合物，可先用萃取劑(如CCl4)將溴從溴水中萃取出來，然后再進行分液。] 4．為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))，選用的除雜試劑和分離方法都正確的是(　　) 【導學號：90512021】 物質(zhì) 除雜試劑 分離方法 A 氮氣(氧氣) 灼熱的氧化銅 —— B 碘(水) 酒精 萃取、分液 C 氯化鈉溶 液(硫酸鈉) 適量的氯

21、 化鋇溶液 過濾 D KCl溶液(MgCl2) 適量的NaOH溶液 過濾 C　[應該使用灼熱的銅除去氮氣中少量的氧氣，A選項錯誤；酒精易溶于水，不能做萃取劑，應該使用四氯化碳，B選項錯誤；除去氯化鈉溶液中少量的硫酸鈉，應加入適量的氯化鋇溶液，然后過濾，C選項正確；D項會引入新的雜質(zhì)Na＋，應該加入適量的KOH溶液，錯誤。] 5．在常用方法和混合物之間連線。 過濾 從海水中獲取粗食鹽 蒸發(fā) 從碘水溶液里提取碘 萃取 氯化鈉溶液中含有泥沙 蒸餾 分離固體氯化鈉和單質(zhì)碘(I2易升華) 升華 用自來水制取蒸餾水 分液 四氯化碳和水的分離 重結(jié)晶 除去硝酸鉀中混

22、有的氯化鈉 【答案】　 化學方法提純和分離物質(zhì)的“四原則”和“三必須” (1)“四原則”：利用化學方法分離和提純物質(zhì)時，操作過程要注意八個字：“不增、不減、易分、復原”。 一不增：不引入新的物質(zhì)； 二不減：不消耗被提純的物質(zhì)； 三易分：雜質(zhì)轉(zhuǎn)換為沉淀、氣體等容易分離除去； 四易復原：被提純物質(zhì)要容易復原。 (2)“三必須”：一是除雜試劑必須過量；二是過量試劑必須除盡(因過量試劑帶入新的雜質(zhì))；三是除雜途徑必須選最佳，除去多種雜質(zhì)時必須考慮加入試劑的順序。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375