高考化学一轮复习 第30讲 物质的分离、提纯及检验课件.ppt

《高考化学一轮复习 第30讲 物质的分离、提纯及检验课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 第30讲 物质的分离、提纯及检验课件.ppt（79页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

第 30 讲,物质的分离、提纯及检验,[考纲导视],2-,考点一,物质分离、提纯的常用物理方法,【基础梳理】 1．物质分离、提纯的一般原则。 分离或提纯一般应遵循 “两不两易”原则，既不增加 ______________，也不减少所需物质，所选试剂便宜易取，所,得物质易于________。,新的杂质,分离,2．物质分离、提纯的常用物理方法。 物质的分离、提纯常用的物理方法有过滤、结晶(重结晶)、 _______、蒸馏(分馏)、分液、_______、升华、渗析、_______、,洗气等。,盐析,贴、二低、三靠”；,蒸发,萃取,(续表),(续表),(续表),(续表),(续表),(续表),(续表),[例 1]下列操作错 的是(,【题组训练】,A．海带灼烧成灰 C．放出碘的 CCl4 溶液,)。 B．过滤粗盐混合液 D．分离汽油和煤油,误, ,思路指导：解答本题的关键在于充分考虑物质的物理性质,的区别。,解析：过滤时需要玻璃棒引流，不能直接倒入漏斗，故 B,错。,答案：B,方法技巧,依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)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)。,[例 2](2014 年全国名校模拟题组合)物质的分离、提纯是中 学化学的重要操作，请应用物质分离、提纯知识，分离下列各 组混合物。,(4)蒸馏,答案：(1)溶解、过滤 (2)重结晶 (3)分液 (5)渗析 (6)升华,[例 3](2014 年全国名校模拟)实验是化学研究的基础。下列,)。,②,关于各实验装置的叙述正确的是( ① ③,④,A．装置①常用于分离互不相溶的液体混合物,B．装置②可用于吸收 NH3 或 HCl 气体，并防止倒吸 C．装置③可用于收集 H2、CO2、Cl2、NH3 等气体,D．装置④可用于干燥、收集氯化氢，并吸收多余的氯化,氢,解析：①是蒸馏装置，用于分离相溶，但沸点相差较大的 液体混合物；装置②下层液体改为 CCl4，上层改为水，则可防 止 NH3 或 HCl 气体倒吸；装置④采用排空气法收集气体，可用 于干燥、收集氨气，并吸收多余的氨气。,答案：C,考点二,物质分离、提纯的常用化学方法,【基础梳理】,食盐中混有氯化铵；,加热,（续表）,沉淀,（续表）,分液,盐酸,氢氧化钠溶液,苯酚,（续表）,铁粉,氯气,(续表),【题组训练】 [ 例 4](2013 年广东高考改编) 下列实验能达到目的的是,(,)。,A．用溴水鉴别苯和正己烷 B．用 BaCl2 溶液鉴别 SO4 和 SO3 C．用 Na2S 作沉淀剂，除去废水中的 Cu2＋和 Hg2＋ D．将混有 HCl 的 Cl2 通入饱和 NaHCO3 溶液中除去 HCl 思路指导：熟记常见物质(如苯、酒精、正己烷、四氯化碳 等)的状态及水溶性，常见的沉淀(如 BaSO4 和 BaSO3、CuS 和 HgS)，常见的气体溶解度(如 HCl 和 Cl2)。,2-,2-,解析：溴不能与苯、正己烷反应，而且苯、正己烷的密度 均比水小，故不能用溴水鉴别苯与正己烷；选项 A 错；硫酸钡、 亚硫酸钡均为白色沉淀，选项 B 错；Na2S 可使废水中的 Cu2＋ 和 Hg2＋转化成难溶的 CuS 和 HgS 沉淀，大大减小重金属离子 浓度，降低废水污染的危害，选项 C 正确；NaHCO3 与盐酸反 应生成 CO2，会使氯气中含有 CO2 杂质，而且 NaHCO3 的存在 会使氯气消耗，选项 D 错误。,答案：C,[ 例 5] 除去下列物质中所含少 量 杂 质 的 方 法 正 确 的 是,(,)。,答案：D,解析：稀H2SO4与BaCO3反应，生成BaSO4沉淀覆盖在物质表面，阻止BaCO3与H2SO4进一步反应，达不到除杂效果，A错误；饱和Na2CO3溶液可与CO2反应，B项错误，应改用饱和NaHCO3溶液；NaOH溶液可使乙酸乙酯水解，C项错误，应改用饱和Na2CO3溶液。,[例 6](2014 年全国名校模拟题组合)可用于分离或提纯物质,的方法有：A.分馏,B．过滤,C．重结晶,D．升华,E．电解,F．加热分解,G．蒸馏,H．灼热氧化,I．渗析,J．洗气,如欲分离或提纯下列各组混合物，请选择上述方法中最合 适的，并将相应字母填入题后空格内： (1)从石油中分离出汽油和煤油等成分____________； (2)除去粗铜中锌、银等金属__________； (3)除去水中的 Na＋、SO4 、Cl－等杂质__________；,2-,(4) 除 去 碳 酸 钠 固 体 中 混 有 的 少 量 碳 酸 氢 钠 ______________________________________________________ __________________； (5)除去甲烷中混有的少量乙烯____________。,答案：(1)A (2)E (3)G (4)F,(5)J,考点三,常见离子的检验,【基础梳理】 离子检验的原理是依据离子的特征反应现象，如呈现特殊 颜色变化、生成沉淀、生成气体等。 1．常见阳离子的检验。,+,+,+,溶液，加热,试纸变蓝色,试纸不变色,浓NaOH,(续表),几滴KSCN,溶液,溶液呈血红色,无明显现象,Fe3＋＋3SCN－,===Fe(SCN)3,血红色,Cl2＋2Fe2＋===,2Cl－＋2Fe3＋,Fe3＋＋3SCN－,===Fe(SCN)3,几滴酸性,KMnO4 溶液,紫色褪去,5Fe2＋＋8H＋＋,MnO4 ===Mn2＋,＋5Fe3＋＋4H2O,-,(续表),白,先增加后完全溶解,增加后完,全溶解,Al3＋＋3OH－,===Al(OH)3↓，,Al(OH)3＋OH－,===AlO2-＋2H2O,AlO2＋H＋＋,H2O===Al(OH)3↓，,-,Al(OH)3＋3H＋,===Al3＋＋3H2O,过量NaOH溶液,生成白色沉淀,Mg2＋＋2OH－===,Mg(OH)2↓,(续表),黄,紫,2.常见阴离子的检验。,足量的稀,硝酸(酸化),几滴硝酸银溶液,生成白色,沉淀,无明显现象,Ag＋＋Cl－,===AgCl↓,(续表),2-,2-,2-,Ba2＋＋CO3,===BaCO3↓，,2-,BaCO3＋2H＋,===Ba2＋＋,CO2↑＋H2O,Ca2＋＋CO2＋,2OH－===,CaCO3↓＋H2O,(续表),2-,2-,2-,足量的,盐酸(酸化),几滴氯化钡,溶液,生成白色,沉淀,无明显现象,Ba2＋＋SO4,===BaSO4↓,2-,(续表),2-,2-,2-,Ba2＋＋SO3,===BaSO3↓，,2-,BaSO3＋2H＋,===Ba2＋＋,SO2↑＋H2O,(续表),浅黄,Ag＋＋Br－===,AgBr↓,几滴新制氯水,少量 CCl4,Cl2＋2Br－===,2Cl－＋Br2,(续表),黄,Ag＋＋I－,===AgI↓,几滴新制氯水,少量CCl4,Cl2＋2I－,===2Cl－＋I2,淀粉溶液,Cl2＋2I－===,2Cl－＋I2,【题组训练】,[例 7]某科研小组用 MnO2 和浓盐酸制备 Cl2 时，利用刚吸 收过少量 SO2 的 NaOH 溶液对其尾气进行吸收处理。 (1)请完成 SO2 与过量 NaOH 溶液反应的化学方程式：SO2,＋2NaOH===________________。,(2)反应 Cl2＋Na2SO3＋2NaOH===2NaCl＋Na2SO4＋H2O 中,的还原剂为________________。,现还原性，故还原剂为 Na2SO3。(3)①需要引起注意的是 SO3 和,解析：(1)NaOH 过 量，故 生 成 的 是 正 盐 ： SO2 ＋ 2NaOH===Na2SO3＋H2O。(2)S 的价态从＋4→＋6，失去电子表,ClO－能够发生氧化还原反应，不能共存，因此假设 3 是只存在 ClO－。,2-,答案：(1)Na2SO3＋H2O (2)Na2SO3 (3)①只存在 ClO－,②,或者,[例 8]某研究小组用下图装置进行 SO2 与 FeCl3 溶液反应的 相关实验(夹持装置已略)。,A,B,C,D,(1) 通 入 足 量 SO2 时 C 中 观 察 到 的 现 象 为 ______________________________。,(2)为了验证 SO2 具有还原性，实验中可以代替 FeCl3 的试 剂有________(填字母)。,a．浓 H2SO4 c．碘水,b．酸性 KMnO4 溶液 d．NaCl 溶液,(3)该小组同学向 C 试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的 BaCl2 溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了 SO4 。该 做 法 ______( 填 “ 合 理 ” 或 “ 不 合 理 ”) ， 理 由 是 ______________________________________________________ _____________________________________________________。,2-,(4)根据以上现象，该小组同学认为 SO2 与 FeCl3 溶液发生 氧化还原反应。 ① 写 出 SO2 与 FeCl3 溶 液 反 应 的 离 子 方 程 式 ： ________________________________________。 ②除 H＋、OH－、H2O 外，溶液中一定含有的微粒有____(填 编号)。,A．Fe2＋,B．Fe3＋,C．Cl－,D．SO4,E．H2SO3,假设 1：只存在 Fe3＋； 假设 2：只存在________________________________； 假设 3：______________________________________。,2-,(5)设计实验方案，进行实验。写出实验步骤以及预期现象,和结论。,限选实验试剂：3 molL－1 H2SO4、1 molL－1 NaOH、0.01 molL－1 KMnO4、20% KSCN、3% H2O2、淀粉KI溶液、紫色石蕊试液、品红溶液。,思路指导：理解SO2、H2SO3、SO32-具有还原性；Fe3＋、H2O2具有氧化性。,解析：(1)SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应，Fe3＋被还原为Fe2＋，溶液由棕黄色变为浅绿色。(2)验证SO2具有还原性，要求用具有氧化性的试剂，能与SO2发生氧化还原反应且有明显现象。(3)向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，可能是由于H2SO3被硝酸氧化生成H2SO4。,答案：(1)溶液由棕黄色变为浅绿色 (2)b、c (3)不合理 硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4，干扰实验 (4)①2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO42-＋4H＋＋2Fe2＋ ②A、C、D ③假设2：H2SO3 假设3：既不存在Fe3＋，也不存在H2SO3,(5),你选择的是 ，其理由是 _____________________________________________________。,[例 9](2014 年广东汕头调研)实验室需要纯净的 NaCl 溶液， 但现有的 NaCl 晶体混有少量 Na2SO4 和(NH4)2CO3，请设计实验 除去杂质，并回答下列问题： (1)除去(NH4)2CO3 用加热好还是加强碱后再进行加热好？,________,,,判断(NH4)2CO3已除尽的方法是 _____________________________________________________。,(2),______________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________。,______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________。,除去SO42-的方法是,判断SO42-已除尽的方法是,解析：比较 NaCl 和(NH4)2CO3 的性质差异结合除杂的基本 原则，不难得出加热好。判断(NH4)2CO3 是否被除尽时，要注意 的只能用盐酸，否则会带来杂质。除去SO4 是使用过量的BaCl2 溶液，接着又要用过量的 Na2CO3 溶液来除去过量的 BaCl2(二者 不能颠倒)，最后用适量的盐酸除去过量的 Na2CO3。,答案：(1)加热好,加热操作简单节省试剂，且不引入新的,杂质,将残留物溶于水后加盐酸，看是否有气泡产生,(2)先加入过量 BaCl2 溶液，再加入过量 Na2CO3 溶液，过滤,后，滤液中加入适量的盐酸,取加入 BaCl2 溶液后的上层清液，,再滴入少量 BaCl2 溶液，看是否有白色沉淀生成,2-,考点四,常见气体及有机物的检验 【基础梳理】,1．常见气体的检验。,水雾,带火星的木条复燃,淡蓝,(续表),蓝,褪色,红,蓝,白烟,浑浊,澄清,2.有机物的检验。,(1)常见有机官能团的检验。,(2)几种重要有机物的检验。,①苯：能与纯溴、铁屑反应，生成 HBr，产生白雾；能与 浓硫酸、浓硝酸的混合物反应，生成黄色的苦杏仁气味的油状 的(密度大于 1)难溶于水的硝基苯。,②乙醇：能够与灼热的螺旋状铜丝反应，使其表面上黑色 CuO 变为光亮的铜，并产生有刺激性气味的乙醛；乙醇与乙酸、 浓硫酸混合物加热反应，将生成的气体通入饱和 Na2CO3 溶液， 有透明油状、水果香味的液体(乙酸乙酯)浮在溶液上。 ③苯酚：能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀；能与,FeCl3 溶液发生显色反应，生成紫色溶液。,④乙醛：能发生银镜反应；能与新制 Cu(OH)2 悬浊液加热,发生反应，生成红色的 Cu2O 沉淀。,【题组训练】 [例 10](2014 年全国名校模拟)根据下列实验现象得出的结,论，正确的是(,)。,2-,解析：生成的白色沉淀有可能为 AgCl，B 项错误；铁与过 量稀硝酸反应可生成 Fe3＋，C 项错误；溴水褪色，SO2 显还原 性，D 项错误。,答案：A,[例 11]某无色气体含有 CO、CO2、NH3、HCl、H2 和水蒸 气中的一种或几种，将它依次通过澄清石灰水(无浑浊现象)、 氢氧化钡溶液(有浑浊现象)、浓硫酸(无明显现象)、灼热的氧化 铜(变红)和无水硫酸铜(变蓝)(假设每处均完全反应)。下列结论,正确的是(,)。,A．肯定有 CO2、HCl，可能有 NH3 和 H2 或者其中之一 B．肯定有 H2、CO2、HCl，可能有 CO 和水蒸气 C．肯定有 H2，肯定没有 CO2 D．肯定有 CO、CO2、H2，可能含有 HCl,解析：上述气体中，能使氢氧化钡溶液产生浑浊现象的只 有 CO2，在此之前先通过澄清石灰水无浑浊现象，显然是由于 HCl 存在所致。由于 HCl 的存在，澄清石灰水的溶质 Ca(OH)2 易与 HCl 反应，而使 CO2 难以与 Ca(OH)2 作用生成CaCO3 沉淀。 这样 CO2 便顺利通过 Ca(OH)2 溶液，继而与 Ba(OH)2 反应，生 成 BaCO3 沉淀。混合气体中含 HCl 后，一定不含 NH3，因两者 反应能生成白色晶体 NH4Cl。混合气体可使灼热的 CuO 变红， 证明其中必有还原性气体 CO 或 H2 存在。通过后面实验，即再 通过无水硫酸铜时会使其变蓝，证明先前的还原性气体一定有 H2 存在，至于 CO 是否存在则不能确定。,答案：B,[例 12](2012 年广东高考)苯甲酸广泛应用于制药和化工行 业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理：,实验方法：一定量的甲苯和 KMnO4 溶液在 100 ℃反应一段 时间停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。,已知：苯甲酸分子量是 122，熔点 122.4 ℃，在 25 ℃和 95 ℃时溶解度分别为 0.3 g 和 6.9 g；纯净固体有机物一般都有固 定熔点。,(1)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。,(2)无色液体 A 是______，定性检验 A 的试剂是______，现,象是________________________。,(3)测定白色固体 B 的熔点，发现其在 115 ℃开始熔化，达 到 130 ℃时仍有少量不熔。该同学推测白色固体 B 是苯甲酸与 KCl 的混合物，设计了如下方案进行提纯和检验，实验结果表 明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。,,(4)纯度测定：称取 1.220 g 产品，配成 100 mL 甲醇溶液， 移取 25.00 mL 溶液，滴定，消耗 KOH 的物质的量为 2.4010-3,mol。产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为__________，计,算结果为______(保留两位有效数字)。,答案：(1)分液,蒸馏,酸性 KMnO4 溶液,溶液颜色褪去(其他合理答案,(2)甲苯 也可) (3),规律总结 物质的分离、提纯在物质制备中的应用,1．分离和提纯物质应遵循的原则。 (1)不引入新杂质的原则。如果引入杂质则在后续操作中必 须除杂。 (2)不损耗、不减少被提纯物质的原则。 (3)实验操作要简便易行的原则。 (4)加入试剂的顺序要合理的原则。用化学方法除去溶液中 的杂质时，要使被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过 量的分离试剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面 所加入的无关物质或离子除去。,2．过滤操作中的常考热点案例。,在过滤操作后，有时需要滤渣，舍弃滤液；有时需要滤液，,舍弃滤渣。,(1)需要滤液时，如何提取母液中的成分？,案例 1：在粗盐的提纯实验中，过滤，舍去不溶性杂质(滤,渣)后，怎样从母液中获取 NaCl 固体？,提示：加热蒸发，当析出大量 NaCl 晶体时，停止加热，利,用余热蒸干。,案例 2：若母液是 CuSO4 饱和溶液，怎样获得 CuSO45H2O,晶体？,提示：加热蒸发，冷却结晶，过滤。,①怎样判断SO4 是否沉淀完全？,(2)需要滤渣时，如何得到纯净的滤渣？,案例 3：在测定 Na2SO4 和 NaCl 的混合物中 Na2SO4 的质量 分数时，可以在混合物中加入过量 BaCl2 溶液，沉淀 SO4 ，然 后过滤、洗涤、烘干、称量得到 BaSO4 的质量，试问：,提示：取上层清液少许于试管中，再加入 BaCl2 溶液，若 产生白色沉淀，说明 SO4 未沉淀完全，反之则沉淀完全。 ②过滤完毕后，为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的)? 提示：洗去可溶性杂质(Na＋、Cl－等)。,2-,2-,2-,③沉淀的洗涤方法？,提示：沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀，待水自然流下,后，再重复 2～3 次。,④怎样判断沉淀是否洗净？,提示：取最后一次滤出液少许于试管中，滴加稀 HNO3 酸 化的 AgNO3 溶液，若产生白色沉淀，说明沉淀未洗净，反之已 洗净。,[典例]下列是制备 CuO 的流程图：,(1) 步 骤 Ⅰ 的 目 的 是 除 去 不 溶 性 杂 质 。 操 作 是,________________________________。,(2)步骤Ⅱ的目的是除铁。操作：滴加 H2O2 溶液，稍加热； 当 Fe2＋转化完全后，慢慢加入 Cu2(OH)2CO3 粉末，搅拌，以控 制溶液 pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤 液 至 pH ＝ 1 。 控 制 溶 液 pH ＝ 3.5 的 原 因 是 _____________________________________________________。,(3) 步 骤 Ⅲ 的 目 的 是 得 到 CuSO45H2O 晶 体 。 操 作 是,______________________________________________________,______________________________(填操作名称)，,过 滤 ， 水 浴 加 热 烘 干 。 水 浴 加 热 的 特 点 是,______________________________________________________,__________________。,解析：(1)不溶性杂质由于不溶于水，采用过滤的方法除去。 (2)步骤Ⅱ操作：向含有 CuSO4、FeSO4 的溶液中滴加 H2O2，发 生反应：2Fe2＋ ＋H2O2 ＋2H＋ ===2Fe3＋ ＋2H2O ，此时溶液的 pH3.5，而 pH＝3.5 时，Fe(OH)3 沉淀易形成，故此时要加入 Cu2(OH)2CO3 粉末，以中和 H＋，控制 pH＝3.5，同时加热煮沸， 使 Fe3＋水解趋于完全，生成 Fe(OH)3 沉淀，同时抑制 Cu2＋的水 解。过滤除去 Fe(OH)3 沉淀，再加稀硫酸酸化得到 CuSO4 溶液。 (3)通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体，加热烘干 时温度不能超过 100 ℃，且需温度恒定，以防温度过高使硫酸 铜分解，因此采用水浴加热。,答案：(1)溶解、过滤 (2)使 Fe3＋可全部转化为 Fe(OH)3 沉淀，而 Cu2＋不会转化为 Cu(OH)2 沉淀,(3)蒸发浓缩、冷却结晶,受热均匀，温度易于控制在 100 ℃,以下,[应用]食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。 粗食盐常含有少量 K＋、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO4 等杂质离子， 实验室提纯 NaCl 的流程如下：,提供的试剂：饱和 Na2CO3 溶液、饱和 K2CO3 溶液、NaOH 溶液、BaCl2 溶液、Ba(NO3)2 溶液、75%乙醇、四氯化碳,2-,(1)欲除去溶液Ⅰ中的 Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO4 ，选出 a 所 代表的试剂，按滴加顺序依次为____________________(只填化 学式)。,(2)用于沉淀的试剂需过量，判断除去 SO4 的试剂过量的 方法是________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)洗涤除去 NaCl 晶体表面附带的少量 KCl，选用的试剂 为____________________________________________________ _________________________________。,2-,2-,解析：为除去Mg2＋和Fe3＋可选用NaOH溶液，除去SO42-选用BaCl2溶液，过量的BaCl2溶液要用饱和Na2CO3溶液来除去，因此只要BaCl2在Na2CO3之前即可，NaOH顺序可变；除去SO42- 需加试剂BaCl2溶液，判断Ba2＋过量的方法是取沉淀后的上层清液，滴入少量BaCl2溶液，若无沉淀生成，则说明SO42-已沉淀完全；除去NaCl晶体表面附带的少量KCl，选用的试剂为75%的乙醇，因为乙醇溶解氯化钾后易挥发不残留其他物质。,(2)取沉淀后的上层清液，滴入少量 BaCl2 溶液，看是否有 沉淀生成，若无沉淀生成，则 SO4 已沉淀完全，即所用试剂已,过量,(3)75%乙醇,答案：(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH),2-,