物质的分离和提纯2014高三复习.

2014.高三考纲要求能对常见的物质进行检验、分离和提纯，能根据要求配制溶液——混合物的分离和提纯分离:是通过适当的方法,把混合物中的几种物质分开,每一种组分都要保留下来,并恢复到原状态,如原来是固体，最后还是固体，得到比较纯的物质.提纯:将混合物中的杂质（不需要的物质）通过物理或化学方法除掉而得到所需物质的过程。分离和提纯有什么不同？1、除杂时所加试剂必须过量；2、过量的试剂也必须除去；3、不能损耗或减少被提纯物质的质量.4、分离和提纯的方法要求最佳。物质的分离和提纯中须注意：操作原则“四原则”和“三必须”1“三必须”是：(1)除杂试剂必须过量(2)过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质)(3)除杂途径必须选最佳2“四原则”是：(1)不增提纯过程中不增加新的杂质不减不减少欲被提纯的物质(2)易分离被提纯物与杂质容易分离易复原被提纯物质要复原(3)操作简单操作过程要简单节省原料用试剂一般稍过量(4)无污染不会产生环境污染回顾一下，你学过哪些有关混合物分离的方法？如何应用这些方法分离混合物？原理：利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来。一、过滤仪器：漏斗、滤纸、铁架台（铁圈）、烧杯、玻璃棒。过滤、蒸发、结晶、萃取分液、蒸馏、升华、层析、渗析、盐析操作要点：一贴、二低、三靠.原理：利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。实验用品：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）操作注意事项：１、蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3。３、当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。２、蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。４、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。（1）蒸发结晶二、结晶结晶的类型及操作一、蒸发结晶物质类别：受热不易分解，溶解度随温度变化不大的溶质。如：氯化钠、氯化钾操作方法：蒸发、大量固体析出余热烘干二、冷却结晶物质类别：受热易分解、溶解度随温度变化大的溶质。如：胆矾、氯化铵、硝酸钾操作方法：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥三、萃取、分液利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一溶剂中，从而进行分离的方法称为萃取。萃取剂要求：1.两种溶剂要互不相溶，密度不同2.溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的溶解度大的多3.溶质、溶剂之间不能反应。萃取：萃取之后一般通过分液的方法将互不相溶的液体分离。思考：萃取后如何把四氯化碳层与水层分开？分液：分离互不相溶的液体混合物分液时用到的仪器：分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)分液操作步骤:1、分液漏斗在洗涤干净后，必须检查上口和玻璃旋塞是否漏水；2、充分振荡，适当放气，充分静置，然后分液；3、分液时保持漏斗内外大气压一致；4、下层溶液下口出，上层溶液上口出；5、分液漏斗下端管口要紧靠在烧杯内壁上；6、下层液体恰好流尽时，立即关闭旋塞。▲分液操作应注意：四、蒸馏1原理:利用互溶液体混合物中各组分沸点不同,进行分离提纯的操作。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。其过程是：将液态物质加热至沸点，使之汽化，然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程成为蒸馏。2实验仪器：圆底烧瓶，水冷凝管，酒精灯，锥形瓶（接收器），牛角管，温度计，铁架台（铁圈、铁夹），石棉网等用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏蒸馏实验示意图注意点：①实验前在蒸馏烧瓶中先加入几粒沸石（或碎瓷片）—防止液体暴沸③冷凝水的方向：②温度计的水银球处于`蒸馏烧瓶支管处下进上出温度计水银球的顶端与支管下沿处于同一水平线蒸馏烧瓶中液体的量是烧瓶容量的1/3～1/2在蒸馏烧瓶内放有沸石，防止暴沸冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流，冷却水进水通入与被冷凝蒸气流向相反给蒸馏烧瓶加热要垫石棉网牛角管蒸馏烧瓶水冷凝管操作要点：【总结】比较“三馏”蒸馏分馏干馏操作方法加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热变化类型物理变化物理变化化学变化应用分离精练加工煤七、层析法：根据混合物中各物质被吸附性能的不同，把它们溶解在某溶剂中，以层析的方法进行分离。分离溶液中的微量物质六、升华可分离出固体混合物中的易升华物质例题1现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离方法和选择分离方法的依据连接起来。实例分离方法选择的依据除去澄清石灰水中的碳酸钙蒸馏溶解度随温度变化的差异用CCl4提取溴水中溴单质过滤在不同溶剂中溶解度的差异分离醋酸（沸点118℃）与乙醇（沸点78.5℃）分液沸点的差异较大分离汽油和水结晶两溶剂互不相溶从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾萃取物质在水中溶解度的不同【例题2】氯碱工业中需要大量的精制食盐，通常可用海水晒制的粗盐来提纯得到。已知粗盐中除含有不溶性的泥沙外，主要含有Ca2+、Mg2+、SO42-杂质，精制时常在溶液中加入以下试剂：过量的Na2CO3溶液，过量的BaCl2溶液,过量的NaOH溶液。某同学设计粗盐提纯的操作流程图并回答相关问题。操作④称取粗盐操作①操作②过量的NaOH溶液过量BaCl2溶液操作③盐酸精盐过量的Na2CO3溶液(1)操作①的名称是(2)操作②的名称是，所需玻璃仪器的名称进行操作②时，液面应(3)操作④的名称是根据图示回答：①按顺序写出图中编号仪器的名称：；②仪器a的作用是，其目的是；③当仪器b中出现时即可停止加热．操作④称取粗盐操作①操作②过量的NaOH溶液过量BaCl2溶液操作③盐酸精盐过量的Na2CO3溶液abc溶解过滤漏斗、烧杯、玻璃棒低于滤纸边缘蒸发玻璃棒、蒸发皿、酒精灯搅拌加快蒸发速度大量固体出现常见混合物的分离和提纯方法序号原物(杂质)除杂质试剂(除杂方法)(1)N2(O2)灼热的铜丝网(用固体转化气体)(2)CO(CO2)NaOH溶液(洗气)(3)CO2(CO)灼热的CuO(用固体转化气体)(4)CO2(HCl)饱和NaHCO3溶液(洗气)(5)SO2(HCl)饱和NaHSO3溶液(洗气)(6)Cl2(HCl)饱和食盐水(洗气)(7)CO2(SO2)饱和NaHCO3溶液(洗气)(8)炭粉(MnO2)浓盐酸(需加热)(过滤)(9)炭粉(CuO)稀盐酸(过滤)(10)Al2O3(Fe2O3)NaOH(过量)、CO2(过滤、加热分解)(11)Al2O3(SiO2)盐酸、氨气(过滤、加热分解)(12)BaSO4(BaCO3)稀盐酸或稀硫酸(过滤)(13)NaOH溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液(适量)(过滤)(14)NaHCO3溶液(Na2CO3)CO2(加酸转化法)(15)Na2CO3溶液(NaHCO3)NaOH(适量)(加碱转化法)(16)NaCl溶液(NaHCO3)盐酸(加酸转化法)(17)NH4Cl溶液[(NH4)2SO4]BaCl2(适量)(过滤)(18)FeCl3溶液(CuCl2)Fe、Cl2(过滤)(19)FeCl2溶液(FeCl3)Fe(加还原剂转化法)(20)CuO(Fe)磁铁(吸附)(21)Fe(OH)3胶体(FeCl3)蒸馏水(渗析)(22)I2晶体(NaCl)——(加热升华)(23)NaCl晶体(NH4Cl)——(加热分解)(24)KNO3晶体(NaCl)蒸馏水(重结晶、过滤)(25)乙烯(SO2、H2O)碱石灰(用固体转化气体)(26)乙烷(乙烯)Br2水溶液(洗气)(27)溴苯(溴)NaOH稀溶液(分液)(28)乙醇[水(少量)]新制CaO(蒸馏)(29)乙酸乙酯(乙酸)饱和Na2CO3溶液(分液)3．下表为各物质中所含有的少量杂质，以及除去这些杂质所用的试剂和操作方法。正确的一组为()序号物质杂质除杂质所用的试剂和操作方法①KNO3溶液KOH加入FeCl3溶液，过滤②FeSO4溶液CuSO4加入过量铁粉，过滤③CO2HCl通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶④乙醇H2O加入生石灰，蒸馏A.①③④B．③④C．②④D．①②③【解析】①加入FeCl3溶液，会引入新杂质离子(Cl－)，应该加适量硝酸中和KOH。③中饱和碳酸钠溶液也会吸收CO2，应用饱和碳酸氢钠溶液。【答案】C5．(2011·北京高考，节选)电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH、SO[c(SO)c(Ca2＋)]精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是________。②过程Ⅰ中将NH＋4转化为N2的离子方程式是__________________________________________。③BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有________。④经过程Ⅲ处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5mg/L。若盐水b中NaClO的含量是7.45mg/L，则处理10m3盐水b，至多添加10%Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。【解析】①pH调到11时(A溶液为NaOH溶液)，OH－与Mg2＋结合生成Mg(OH)2。②NH＋4中的氮元素转变为N2发生了氧化还原反应，根据除杂原则，不能引入新杂质，盐水的溶质是NaCl，所以需要氧化剂Cl2,2NH＋4＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O。③过程Ⅱ加碳酸钡引入了碳酸根和钡离子，所以会生成硫酸钡和碳酸钙沉淀，所以SO2－4、Ca2＋会被除去。④由ClO－＋SO2－3===Cl－＋SO2－4，根据n(Na2SO3)＝n(NaClO)，可求出n(Na2SO3)，由n(NaClO)＝mNaClOMNaClO＝7.45×10－3×104g74.5g/mol＝1mol可知，m(Na2SO3)＝1mol×126g/mol＋(5×10－3×104)g＝176g，由此，不难得出至多添加10%的Na2SO3溶液应为176×10－3÷10%＝1.76kg。【答案】①Mg(OH)2②2NH＋4＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O③SO2－4、Ca2＋④1.76【课堂小结】分离提纯方法适用范围实例过滤结晶蒸馏（分馏）分液萃取物质的分离、提纯注意：不同的分离方法都有一定的适用范围，要根据不同混合物的性质选择合适的方法进行分离，且有时需要多种方法配合使用。同时在分离和提纯时也要满足基本原则：不增、不减、易分、复原。固体与液体不互溶的混合物粗盐的提纯混合物中各成分在溶剂中溶解度不同，包括蒸发溶剂结晶和降温结晶分离NaCl和KNO3的混合物互溶液体沸点有明显差异石油的分馏两种互不相溶的液体混合物CCl4和水的分离溶质在互不相溶的溶剂里溶解度不同利用CCl4从溴水中萃取溴