高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題二十四 物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純 考點(diǎn)二 物質(zhì)的分離和提純教學(xué)案

1物質(zhì)分離、提純的區(qū)別(1)物質(zhì)的分離將混合物的各組分分離開(kāi)來(lái)，獲得幾種純凈物的過(guò)程。(2)物質(zhì)的提純將混合物中的雜質(zhì)除去而得到純凈物的過(guò)程，又叫混合物的凈化或除雜。2物質(zhì)分離、提純的一般原則(1)“四原則”：不增(提純過(guò)程中不增加新的雜質(zhì))；不減(不減少被提純的物質(zhì))；易分離(被提純物質(zhì)與雜質(zhì)容易分離)；易復(fù)原(被提純物質(zhì)轉(zhuǎn)化后要易復(fù)原)。(2)“四必須”：除雜試劑必須過(guò)量；過(guò)量試劑必須除盡(因?yàn)檫^(guò)量試劑帶入新的雜質(zhì))；選最佳除雜途徑；除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的順序。3物質(zhì)分離與提純的常用物理方法方法、裝置適用條件及舉例注意事項(xiàng)難溶固體與液體混合物(例：粗鹽提純時(shí)把粗鹽溶于水，經(jīng)過(guò)濾把不溶于水的雜質(zhì)除去)(1)一貼：濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁；二低：濾紙低于漏斗口，液面低于濾紙邊緣；三靠：燒杯緊靠玻璃棒，玻璃棒輕靠三層濾紙?zhí)?，漏斗下端緊靠燒杯內(nèi)壁(2)若一次過(guò)濾后濾液仍渾濁，應(yīng)查找原因后再次過(guò)濾溶質(zhì)的溶解度受溫度變化影響較小(例：從NaCl溶液中提取NaCl晶體)(1)玻璃棒的作用：攪拌，防止液體因局部溫度過(guò)高造成飛濺(2)當(dāng)液體中出現(xiàn)較多固體時(shí)，停止加熱，用余熱蒸干(1)萃?。豪萌苜|(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來(lái)(2)分液：兩種液體互不相溶且易分層(例：提取碘水中的I2；分離CCl4和水)(1)萃取劑應(yīng)具備的條件：萃取劑和原溶劑互不相溶；溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度；萃取劑和溶質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)(2)分液時(shí)下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出兩種或兩種以上互溶的液體，沸點(diǎn)相差較大(例：制取蒸餾水，除去水中雜質(zhì)；石油的分餾)(1)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處(2)為防止暴沸，可在蒸餾燒瓶中放幾小塊沸石或碎瓷片(3)注意冷凝管水流方向?yàn)橄逻M(jìn)上出雜質(zhì)氣體可溶于某種溶液中而目標(biāo)氣體不溶解(例：除去Cl2中的HCl氣體，可使混合氣體通過(guò)盛有飽和食鹽水的洗氣瓶)(1)從洗氣瓶的長(zhǎng)導(dǎo)管一端進(jìn)氣(2)混合物中氣體的溶解度差別較大除去膠體中的小分子或離子(例：除去淀粉膠體中的NaCl)要不斷更換燒杯中的水或改用流動(dòng)水，以提高滲析效果利用某些物質(zhì)在加入某些無(wú)機(jī)鹽時(shí)，其溶解度降低而凝聚的性質(zhì)分離物質(zhì)(例：從皂化液中分離肥皂；甘油、蛋白質(zhì)的鹽析)鹽析后過(guò)濾某種含易升華物質(zhì)的混合物，利用物質(zhì)升華的性質(zhì)在加熱條件下分離(例：分離沙子中的碘固體)應(yīng)與物質(zhì)的分解變化區(qū)分，如NH4ClNH3HCl4物質(zhì)分離和提純常用的化學(xué)方法方法適用條件舉例沉淀法在混合物中加入某種試劑，使其中一種以沉淀的形式分離出去加適量AgNO3溶液除去KNO3溶液中的KCl轉(zhuǎn)化法不能通過(guò)一次反應(yīng)達(dá)到分離的目的時(shí)，要先轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)分離，然后將轉(zhuǎn)化后的物質(zhì)恢復(fù)為原物質(zhì)分離Fe3和Al3時(shí)，可加入過(guò)量的NaOH溶液，使Fe3、Al3分別轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液，過(guò)濾后，分別加入鹽酸重新生成Fe3和Al3酸堿法被提純物質(zhì)不與酸堿反應(yīng)，而雜質(zhì)可與酸堿發(fā)生反應(yīng)用鹽酸除去SiO2中的石灰石；用NaOH溶液除去鐵粉中的鋁粉氧化還原法對(duì)混合物中混有的還原性雜質(zhì)，可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎⑵溲趸癁楸惶峒兾镔|(zhì)對(duì)混合物中混有的氧化性雜質(zhì)，可加入適當(dāng)?shù)倪€原劑將其還原為被提純物質(zhì)將過(guò)量鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，振蕩、過(guò)濾，可除去FeCl3雜質(zhì)加熱法混合物中有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時(shí)，可直接加熱，使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解純堿中混有小蘇打調(diào)節(jié)pH法通過(guò)加入試劑來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液中雜質(zhì)成分轉(zhuǎn)化為沉淀而分離CaCl2溶液中含有FeCl3雜質(zhì)，由于Fe3水解，溶液呈酸性，可加入CaO、Ca(OH)2或CaCO3等調(diào)節(jié)溶液的pH，將Fe3轉(zhuǎn)化為沉淀電解法利用電解原理來(lái)分離、提純物質(zhì)電解精煉銅離子交換法利用離子交換劑來(lái)分離、提純物質(zhì)軟化硬水吸收法常用于氣體的凈化和干燥，可根據(jù)被提純氣體中所含雜質(zhì)氣體的性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)墓腆w或溶液作吸收劑。常用裝置是洗氣瓶或干燥管(U形管)如Cl2中混有的HCl氣體可通過(guò)飽和食鹽水除去學(xué)霸巧學(xué)卡采用多種試劑時(shí)應(yīng)考慮試劑加入的順序，過(guò)量的先加入的試劑要可以被后加入的試劑一并除去。1.下列實(shí)驗(yàn)中，所選裝置不合理的是()A分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，選B用CCl4提取碘水中的碘，選C用FeCl2溶液吸收Cl2，選D粗鹽提純，選和答案A解析乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液，故用分液裝置分離二者，選，A錯(cuò)；用CCl4提取碘水中的碘，用萃取分液裝置，選，B對(duì)；用FeCl2溶液吸收Cl2，應(yīng)選，C對(duì)；粗鹽提純應(yīng)選適當(dāng)?shù)娜軇┤缓筮^(guò)濾，再將食鹽溶液蒸干即可，裝置為和，D對(duì)。2下列有機(jī)化合物中均含有酸性雜質(zhì)，除去這些雜質(zhì)的方法中正確的是()A苯中含苯酚雜質(zhì)：加入溴水，過(guò)濾B乙醇中含乙酸雜質(zhì)：加入碳酸鈉溶液洗滌，分液C乙醛中含乙酸雜質(zhì)：加入氫氧化鈉溶液洗滌，分液D乙酸丁酯中含乙酸雜質(zhì)：加入碳酸鈉溶液洗滌，分液答案D解析A項(xiàng)，溴與苯酚反應(yīng)生成的三溴苯酚可溶于苯，引入了新雜質(zhì)；B項(xiàng)，乙醇與水可以任意比互溶；C項(xiàng)，乙醛易溶于水。考法綜述高考中本考點(diǎn)除了考查傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)題外，還常結(jié)合工藝流程來(lái)考查物質(zhì)的分離和提純方法，由于工藝流程常與溶液的配制、物質(zhì)的分離及定量測(cè)定等基本操作有機(jī)結(jié)合起來(lái)，所以只有復(fù)習(xí)時(shí)牢固掌握實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識(shí)，才能有效結(jié)合題中的信息，準(zhǔn)確答題。命題法物質(zhì)的分離和提純典例下列實(shí)驗(yàn)中，所采取的分離方法與對(duì)應(yīng)原理都正確的是()選項(xiàng) 目的 分離方法 原理 A分離溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度較大 B分離乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C除去KNO3固體中混雜的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大解析乙醇與水互溶，不能用作碘水的萃取劑，A項(xiàng)錯(cuò)誤；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能用分液法分離，應(yīng)該用蒸餾法分離，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NaCl的溶解度隨溫度的降低變化不大，而KNO3的溶解度隨溫度降低而減小很大，故應(yīng)采用降溫結(jié)晶的方法提純KNO3，C項(xiàng)錯(cuò)誤；丁醇和乙醚互溶，但二者沸點(diǎn)相差較大，故可采用蒸餾法分離，D項(xiàng)正確。答案D【解題法】根據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)選擇分離(提純)方法(1)“固固”混合物的分離(提純)(2)“固液”混合物的分離(提純)(3)“液液”混合物的分離(提純)1(雙選)下列設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A制備Al(OH)3懸濁液：向1 molL1 AlCl3溶液中加過(guò)量的6 molL1 NaOH溶液B提純含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量飽和Na2CO3溶液，振蕩后靜置分液，并除去有機(jī)相的水C檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2：取少量待檢驗(yàn)溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象D探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象答案BD解析NaOH過(guò)量，Al(OH)3會(huì)溶解生成NaAlO2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；飽和Na2CO3溶液可以與CH3COOH反應(yīng)，且乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中的溶解度較小，利于分層，B項(xiàng)正確；若待檢驗(yàn)溶液中僅存在Fe3而不存在Fe2，也會(huì)出現(xiàn)題述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H2O2的濃度相同時(shí)，一支試管中加催化劑，一支不加，通過(guò)觀察生成氣泡的速率來(lái)探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響，D項(xiàng)正確。2下列除雜方案錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)被提純的物質(zhì)雜質(zhì)除雜試劑除雜方法ACO(g)CO2(g)NaOH溶液、濃H2SO4洗氣BNH4Cl(aq)Fe3(aq)NaOH溶液過(guò)濾CCl2(g)HCl(g)飽和食鹽水、濃H2SO4洗氣DNa2CO3(s)NaHCO3(s)灼燒答案B解析本題考查物質(zhì)的提純知識(shí)，意在考查考生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。CO2可與NaOH溶液反應(yīng)，濃硫酸可吸收水分，A項(xiàng)正確；NaOH溶液也可以與NH4Cl反應(yīng)，且可能會(huì)引入NaOH雜質(zhì)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Cl2在飽和食鹽水中溶解度很小而HCl的溶解度很大，濃硫酸可吸收水分，C項(xiàng)正確；NaHCO3灼燒分解成Na2CO3，D項(xiàng)正確。3下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收氯化錳的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A用裝置甲制取氯氣B用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫C用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液D用裝置丁蒸干氯化錳溶液制MnCl24H2O答案C解析A項(xiàng)，MnO2固體與濃HCl要在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)制取Cl2，缺少加熱裝置；B項(xiàng)，除去Cl2中混有的HCl氣體，應(yīng)將混合氣體從長(zhǎng)導(dǎo)氣管通入盛有飽和食鹽水的洗氣瓶洗氣，較純凈的氣體從短導(dǎo)氣管流出；C項(xiàng)，制取Cl2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將剩余物過(guò)濾除去未反應(yīng)的MnO2，得到MnCl2溶液，從而回收MnCl2；D項(xiàng)，MnCl2為強(qiáng)酸弱堿鹽，易發(fā)生水解反應(yīng)，直接蒸發(fā)溶劑，不能得到純凈的MnCl24H2O。4下列物質(zhì)中的雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))的檢驗(yàn)、除雜試劑或方法正確的是()選項(xiàng)物質(zhì)及雜質(zhì)檢驗(yàn)除雜試劑或方法AI2(Cl2)濕潤(rùn)的淀粉KI試紙NaI溶液BNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液過(guò)量CO2CCO2(HCl)AgNO3溶液(含稀硝酸)飽和Na2CO3溶液DNO(NO2)觀察顏色或濕潤(rùn)的淀粉KI試紙水答案D解析淀粉KI試紙遇I2也會(huì)變藍(lán)，不能檢驗(yàn)I2中是否混有Cl2，A不正確；NaHCO3溶液與Ca(OH)2溶液發(fā)生反應(yīng)也有沉淀生成，不能檢驗(yàn)NaHCO3溶液中是否混有Na2CO3，B不正確；飽和Na2CO3溶液和CO2、HCl都能發(fā)生反應(yīng)，C不正確。5下列有關(guān)物質(zhì)的分離的說(shuō)法正確的是()A可用加熱法分離NH4Cl(s)和I2(s)B碘水中加CCl4振蕩?kù)o置后，上層為紫色，下層幾乎為無(wú)色C工業(yè)上制無(wú)水酒精通常是將生石灰與95%酒精混合后蒸餾D蒸餾、分餾和干餾都是利用組分沸點(diǎn)不同而分離的方法答案C解析加熱時(shí)I2(s)升華，NH4Cl(s)受熱分解，故不能用加熱法分離二者，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；碘水中加四氯化碳，單質(zhì)碘進(jìn)入四氯化碳層，因?yàn)樗穆然嫉拿芏缺人?，所以下層為紫色，上層幾乎無(wú)色，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；生石灰吸收水分并與水反應(yīng)，然后蒸餾得到無(wú)水酒精，C選項(xiàng)正確；蒸餾和分餾是利用組分沸點(diǎn)不同而分離的方法，干餾是指固體或有機(jī)物在隔絕空氣條件下加熱分解的過(guò)程，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。下列除去雜質(zhì)的方法，正確的是()A除去乙烷中少量的乙烯：催化劑條件下通入H2B乙醇中含有乙酸雜質(zhì)：加入碳酸鈉溶液，分液CFeCl3溶液中含有CuCl2雜質(zhì)：加入過(guò)量鐵粉，過(guò)濾DCO2中含有HCl雜質(zhì)：通入飽和NaHCO3溶液，洗氣錯(cuò)解A或C錯(cuò)因分析混合物的分離和除雜類(lèi)問(wèn)題常因思考不全面而導(dǎo)致錯(cuò)選，并不是與雜質(zhì)反應(yīng)就可用于除去該雜質(zhì)，如A選項(xiàng)中易忽略有機(jī)反應(yīng)大多都不能反應(yīng)徹底，且過(guò)量的H2仍不易除去而錯(cuò)選A；再如C選項(xiàng)易忽略加入的試劑與雜質(zhì)反應(yīng)的同時(shí)也會(huì)與目的物質(zhì)反應(yīng)，而錯(cuò)選C。解析通入氫氣過(guò)少無(wú)法除凈乙烯，通入氫氣過(guò)量會(huì)引入雜質(zhì)氫氣，A項(xiàng)錯(cuò)誤；乙醇和乙酸鈉都溶于水，不能分層，不能用分液法進(jìn)行分離，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加入過(guò)量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)：FeCu2=Fe2Cu,2Fe3Fe=3Fe2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳酸氫鈉與HCl反應(yīng)放出CO2，而CO2不與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)，D項(xiàng)正確。答案D狀元感悟除雜問(wèn)題是考查學(xué)生對(duì)單質(zhì)、化合物物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)掌握程度和靈活運(yùn)用能力的重要題型，該題型出題靈活，選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題中均可設(shè)計(jì)。是考查學(xué)生學(xué)以致用的最佳題型，也是高考出題的一個(gè)熱點(diǎn)。歸納總結(jié)1常見(jiàn)無(wú)機(jī)物的除雜方法(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑或方法化學(xué)方程式或原理分離方法常見(jiàn)固體的除雜方法Na2CO3(NaHCO3)加適量NaOH溶液或加熱NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O2NaHCO3Na2CO3H2OCO2NaCl(Na2SO4)加適量BaCl2溶液Na2SO4BaCl2=BaSO42NaCl過(guò)濾NaCl(NH4Cl)加熱NH4ClNH3HClNaCl(MgCl2)加適量NaOH溶液MgCl22NaOH=Mg(OH)22NaCl過(guò)濾碳粉(CuO)稀鹽酸CuO2HCl=CuCl2H2O過(guò)濾CuO(Fe)磁鐵吸引Fe(OH)3膠體(FeCl3)蒸餾水、半透膜Fe(OH)3膠體不能通過(guò)半透膜滲析CuS(FeS)稀鹽酸FeS2HCl=FeCl2H2S過(guò)濾鎂粉(鋁粉)加過(guò)量NaOH溶液2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2過(guò)濾Fe2O3(Al2O3)加過(guò)量NaOH溶液Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O過(guò)濾NH4Cl(FeCl3)加適量氨水FeCl33NH3H2O=Fe(OH)33NH4Cl過(guò)濾KNO3(NaCl)水根據(jù)二者的溶解度隨溫度的變化不同降溫結(jié)晶常見(jiàn)液體除雜NaHCO3溶液(Na2CO3)CO2Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3轉(zhuǎn)化法FeCl3溶液(FeCl2)Cl22FeCl2Cl2=2FeCl3轉(zhuǎn)化法FeCl3溶液(CuCl2)Fe、Cl2FeCuCl2=CuFeCl22FeCl2Cl2=2FeCl3轉(zhuǎn)化法FeCl2溶液(FeCl3)Fe2FeCl3Fe=3FeCl2轉(zhuǎn)化法常見(jiàn)氣體除雜H2(NH3)濃硫酸NH3H2SO4=NH4HSO4洗氣法Cl2(HCl)飽和NaCl溶液HCl極易溶于水，Cl2在飽和NaCl溶液中的溶解度小洗氣法CO2(HCl)飽和NaHCO3溶液HClNaHCO3=NaClH2OCO2洗氣法SO2(HCl)飽和NaHSO3溶液HClNaHSO3=NaClH2OSO2洗氣法CO2(SO2)飽和NaHCO3溶液SO22NaHCO3=Na2SO3H2O2CO2洗氣法CO2(CO)灼熱CuOCOCuOCuCO2轉(zhuǎn)化法CO(CO2)NaOH濃溶液CO22NaOH=Na2CO3H2O洗氣法N2(O2)灼熱銅網(wǎng)2CuO22CuO固定法2.常見(jiàn)有機(jī)物的除雜方法3.綜合性除雜問(wèn)題粗鹽中含有泥沙等不溶性雜質(zhì)，以及可溶性雜質(zhì)如Ca2、Mg2、SO等。要提純得到純凈的NaCl，可按如下步驟除雜：首先將粗鹽溶于水，再過(guò)濾(除去泥沙)，然后加入過(guò)量的BaCl2溶液，除去Na2SO4；再加入過(guò)量的NaOH溶液，除去MgCl2；然后加入過(guò)量的Na2CO3溶液，除去CaCl2和BaCl2；過(guò)濾；最后滴加適量鹽酸至恰好不再產(chǎn)生氣體，除去NaOH和Na2CO3；蒸發(fā)溶液，析出NaCl晶體。BaCl2和NaOH可以互換，但是Na2CO3必須在加入BaCl2之后再加入。滴加適量鹽酸必須在過(guò)濾操作之后。心得體會(huì)