03专题三常见物质的分离提纯和鉴别

课题名称：常见物质的分离、提纯和鉴别（侯集中学张本灿）考纲要求：综合运用化学知识对常见的物质（包括气体物质、无机离子）进行分离、提纯和鉴别。学习重点：常见物质（包括气体物质、无机离子、有机物）的性质学习难点：分离、提纯和鉴别方法选取的可行性判断学习方法：1、熟练掌握常见物质的性质及常见分离方法的适用范围；2、比较各物质性质及分离方法的区别，以便正确选取恰当方法。基础知识：一、物质的分离和提纯1、基本原理：混合物的分离是指用物理、化学方法将混合物中的各组分分开，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。物质的提纯则只要将杂质除去即可。物质提纯的原则为：不增（不引入新的杂质）、不变、易分离。2、常见的分离方法的选择：（1）固体与固体的混合物：①杂质易分解、易升华时，用法，如碳酸钠中混有NaHCO3；②一种易溶，一种难溶，用法，如NaCl中混有泥砂；③二者均易溶，但其溶解度随温度的影响不同，用法，如NaCl中混有KNO3。（2）液体与液体的混合物：①沸点相差较大时，用法，如石油的分馏；②互不混溶时，用法，如苯与水的混和物的分离；③在溶剂中的溶解度不同时，用法，如用CCl4萃取碘水中的碘。（3）气体与气体的混合物：洗气吸收法。对胶体还有盐析、渗析等方法。3、提纯的方法可归纳为：杂转纯，杂变沉，化为气，溶剂分，即可将杂质除去。二、物质的检验1、基本概念：鉴别：根据物质的特性对多种物质作区分性判断。鉴定：对物质组成的元素、离子或原子团以及组成等相关的性质进行全方位的判断。推断：通过对实验步骤和现象进行分析、推理、判断。2、物质检验的方法：一般是根据物质的物理性质（如颜色、状态、气味、密度等）或利用化学性质。在做题时必须交待操作步骤、观察到的现象以及根据现象而得的结论。同时要注意共有现象的干扰。如：（1）和Na2SO4均能与酸化的Ba(NO3)2产生白色沉淀，CO2和通入澄清石灰水产生沉淀，继续通入则都可变澄清。（2）检验SO42-离子存在的正确方法是：先用盐酸酸化，这样可排除CO32-、SO32-、Ag+等离子的干扰，再加溶液，若有沉淀生成，则证明一定有SO42-离子存在。典型例题：[例1]为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥砂，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作。其中正确的操作顺序是（）①过滤②加过量的NaOH溶液③加适量盐酸④加过量Na2C03溶液⑤加过量BaCl2溶液A、①④②⑤③B、④①②⑤③C、②⑤④①③D、⑤②④①③解析：必须了解各个实验步骤的目的，才能分清操作顺序。加入过量的NaOH溶液的目的是除去Mg2+，加入过量的BaCl2溶液是为了除去SO42-，加入过量的Na2C03溶液是为了除去Ca2+及多余的Ba2+，然后进行过滤，除去Mg（OH）2、BaSO4、CaC03等难溶物，最后加入适量的盐酸，除去多余的Na2C03和调节溶液的pH。综上所述，正确的实验操作顺序为C、D。[例2]下列每组各有三对物质，它们都能用分液漏斗分离的是（）A．乙酸乙酯和水，酒精和水，苯酚和水B．二溴乙烷和水，溴苯和水，硝基苯和水C．甘油和水，乙醇和水，乙酸和乙醇D．油酸和水，甲苯和水，已烷和水解析：两种互不相溶，密度也不相同的液体可以用分液漏斗分离。本题中不能相溶的物质有：乙酸乙酯和水，二溴乙烷和水，溴苯和水，硝基苯和水，油酸和水，甲苯和水，已烷和水。则能够用分液漏斗分离的是B、D组。［例3］仅用水就能鉴别的一组物质是（）A、苯、乙酸、四氯化碳B、乙醇、乙醛、乙酸C、乙醛、乙二醇、硝基苯D、苯酚、乙醇、甘油解析：物质在水中的溶解性及溶于水时的热效应、液体的密度等性质，都可以作为鉴别一组物质的条件。如A项中乙酸能溶于水，而苯、四氯化碳难溶于水，但苯的密度比水小、四氰化碳的密度比水大，所以这三种物质可用水鉴别；B项中的三种物质都溶于水，所以这三种物质不可用水鉴别；C项中的乙醛、乙二醇都溶于水，所以这三种物质也不可用水鉴别；D项中的乙醇、甘油都溶于水，所以这三种物质同样也不可用水鉴别。答案：A.[例1]贮气瓶中贮有有色气体，可能是由NO2、CH4、CO2、HCl、NH3、Br2(蒸气)等气体的几种混和而成。进行如实验：①通少许于水中得无色溶液；②通少许于AgNO3溶液中有白色沉淀生成；③通少许于澄清石灰水中，无浑浊现象；④通过盛水的洗气瓶后，再通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊。则：（1）由①可判断一定存在，一定不存在（2）由②可判断一定存在，一定不存在（3）由③④可判断一定存在，可能存在解析：（1）有色气体为NO2、Br2(蒸气)，二者溶于水后，前者呈无色，后者呈橙色。所以，一定存在NO2，一定不存在Br2(蒸气)。（2）有色气体中的Br2(蒸气)通入AgNO3溶液中会得到浅黄色沉淀，所以，一定存在NO2，一定不存在Br2(蒸气)。要得到白色沉淀，只能是HCl与AgNO3生成AgCl沉淀，因此一定含有HCl，但一定不能含有NH3。（3）根据通过盛水的洗气瓶后的气体能使石灰水变浑浊这一现象，可推知一定存在CO2；但一开始通人澄清石灰水，无浑浊现象，可知必有酸性气体将CaCO3溶解，所以，可能存在NO2、HCl、Br2(蒸气)。基础训练1.检验某未知溶液中时否含有SO42-，下列操作最合理的是（）A.加入稀硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液B.加入盐酸酸化的BaCl2溶液C.先加稀硝酸酸化，再加Ba(NO3)2溶液D.先加盐酸酸化，再加BaCl2溶液2.下列混和物可用分液漏斗分离的是（）A.苯和溴苯B.乙酸乙酯与碳酸钠溶液C.甘油和水D.苯和三溴苯酚3.下列除杂方法中，正确的是（）A.用灼烧法除去二氧化锰中混有的炭粉B.用点燃法除去CO2中混有的少量COC.将H2和O2混和气体通过赤热的CuO以除去氧气中的氢气D.干燥H2S中的水蒸气，将混和气通过浓硫酸的洗气瓶4、将1体积选项中的一种气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子（假设反应都进行完全），最后得到的尾气可以是（）A.Cl2B.COC.CO2D.N25.上述实验及结论在科学上是错误的。由于NO2干扰了O2的检验，因此应选用NaOH溶液除掉NO2后再检验。[例2]研究某一化学反应的实验装置如下图所示：A～F属于下列物质中的六种物质：浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、稀硫酸、稀盐酸、稀氟水、水、锌粒、铜片、食盐、高锰酸钾、氯化钙、氧化钙、四氧化三铁、氧化铁、氧化铜、氢气、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、氯气、氯化氢、氨气、氮气、氧气。实验现象；（1）D物质由黑色变为红色（2）无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液（3）点燃的镁条伸入无色无味的F中．镁条表面生成一种灰黄色固体物质。将该发黄色物质放入水中，有气体放出，该气体具有刺激性气味。并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。通过分析回答：①、写出A～F的物质名称：A，B，C，D，E，F。②、写出有关的化学方程式：A与B；C与D；E与无水硫酸铜；F与Mg；F与Mg的反应产物与水。6、实验室有一包KCl和AlCl3的固体混合物，通过以下实验可确定KCl和AlCl3的质量之比，试根据实验方法和主要步骤，回答有关问题：（1）调整托盘天平的零点时，若指针偏向右边，应将右边的螺丝向旋动。（2）某学生用已知质量为yg的表面皿准确称取Wg样品，他在托盘天平的右盘上放上（W＋y）g的砝码，在左盘的表面皿中放入样品，此时指针稍偏右边，该学生应怎样操作；（3）将样品置于烧杯中加适量水溶解，滴入过量的A溶液，烧坏中有沉淀物，则A溶液的名称是；（4）过滤，某学生欲用右图装置操作，错误之处应怎样纠正？答：；（5）甲学生用水多次洗涤过滤所得沉淀物，然后使其干燥，得到固体纯净物C，质量为W2g，C的名称是；（6）乙学生将过滤所得滤液跟甲学生洗涤沉淀所得液体混合，然后蒸干溶剂，再充分加热，最后得到纯净KCl固体W1g，则原混合物中KCl与AlCl3的质量之比的计算式为。7、回答下面问题：（l）分离沸点不同但又互溶的液体混合物，常用什么方法？（2）在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时，静量分层后，如果不知道哪一层液体是“水层”，试设计一种简便的判断方法。3、欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有食盐晶体、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸等六种试剂。设计的制取过程是：制氯气→加净化和干燥氯气→制氯化铝请回答下列问题：（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（不一定填满），并写出各仪器里放入的试剂的化学式（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式。8、实验室用Zn粒和盐酸反应制H2，其中含酸雾、水气、硫化氢及少量氧气等杂质气体，某同学设计了以下几种装置，按一定顺序连接，气体通过时，达到每一装置除去一种气体的目的。（1）它们连接的顺序为；（2）除去H2S的离子方程式为；（3）除去O2观察到的现象为。9、实验室可用氯气与金属反应制备无水三氯化铁，该化合物呈棕红色、易潮解100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如（Ⅰ）和（Ⅱ）所示。试回答：（1）B中反应的化学方程式为：__________________；（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方未能是：_________________________。（3）D中反应的化学方程式为：__________________________。（4）装置（Ⅰ）的主要缺点是：______________________。（5）装置（Ⅱ）的主要缺点是：___________________________，如果选用些装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：10.为了测定人体新陈代谢呼出气体中CO2的体积分数，某学生课外小组设计了如下图的实验装置。实验中用过量NaOH溶液吸收气体中的CO2，准确测量瓶I中溶液吸收CO2后的增重及剩余气体的体积（实验时只用嘴吸气和呼气）,请填空。(1）图中瓶II的作用是______________________________。(2)对实验装置尚有如下A、B、C、D四种建议，你认为合理的是___________________。（填代号〕A.在E处增加CaCl2干燥管B.在下处增加CaCl2燥管C.在E和F两处增加CaCl2干燥管D.不必增加干燥管(3〕将插入溶液的管子丁端改成具有多孔的球泡（图中的皿），有利于提高实验的准确度,其理由是_____________。(4〕实验时先缓缓吸气，再缓缓呼气,反复若干次，得如下数据:瓶I溶液增重ag,收集到的气体体积（标准状况）为bL,该呼出气体中CO2的体积分数是（列出算式)__________________。(5〕实验中若猛吸猛呼，会造成不安全后果，猛吸时会______________________。猛呼时会_______________________11、测定一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800毫升烧杯、100毫升量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19克/毫升）、水。按图示装置进行实验，回答下列问题。（设合金样品完全反应，产生的气体体积不超过100毫升）1999年高考（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800毫升烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。（2）合金样品用铜网包裹的目的是：参考答案：1.D2.B3.A4、C、D5.①A.浓氨水；B.氧化钙；C.氨气；D.氧化铜；E.水；F.氮气。②CaO+NH3·H2O=NH3+Ca(OH)22NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2OCuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O3Mg+N2Mg3N2Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑6.（1）左；（2）往左盘表面皿上慢慢加少量样品，使指针指向标尺中间；（3）氨水；（4）漏斗下端管口应