2019高考化學(xué) 第10章(化學(xué)實(shí)驗(yàn))第2節(jié) 物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn) 考點(diǎn)(1)物質(zhì)的分離和提純講與練(含解析).doc
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第十章 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 李仕才 考點(diǎn)一 物質(zhì)的分離和提純 1.混合物分離和提純的區(qū)別 (1)混合物的分離:通過一定的物理變化或化學(xué)變化將混合物分成各組分的純凈物。 (2)混合物的提純:將混合物中的雜質(zhì)除去而得到純凈物,又叫物質(zhì)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”:除雜試劑必須過量;過量試劑必須除盡(因?yàn)檫^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)分離和提純的常用物理方法 4.分離提純常用的化學(xué)方法 方法 適用條件 舉例 加熱 分解法 混合物中混有熱穩(wěn)定性差的雜質(zhì)時(shí),可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的雜質(zhì)分解而分離出去 純堿中混有小蘇打 沉淀法 在混合物中加入某試劑,使雜質(zhì)離子以沉淀形式分離出去的方法 加適量AgNO3溶液除去KNO3溶液中的KCl 轉(zhuǎn)化法 不能通過一次反應(yīng)達(dá)到分離的目的時(shí),要經(jīng)過轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)才能分離,然后將轉(zhuǎn)化物質(zhì)恢復(fù)為原物質(zhì) 分離Fe3+和Al3+時(shí),可加入過量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3沉淀和NaAlO2溶液,過濾后,向Fe(OH)3中加入鹽酸重新生成Fe3+,向NaAlO2溶液中通入過量CO2,生成Al(OH)3沉淀,過濾后向Al(OH)3中加入鹽酸重新生成Al3+ 酸堿 溶解法 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 ①對混合物中混有的還原性雜質(zhì),可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┦蛊浔谎趸癁楸惶峒兾镔|(zhì) ②對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) 將過量鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,振蕩、過濾,可除去FeCl3雜質(zhì) 調(diào)節(jié) pH法 通過加入試劑來調(diào)節(jié)溶液的pH,使溶液中某種成分沉淀分離的方法 CuCl2溶液中含有FeCl3雜質(zhì),由于FeCl3的水解,可采用調(diào)節(jié)溶液pH的方法將Fe3+沉淀,為此,可加CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3等 電解法 利用電解原理來分離、提純物質(zhì) 電解精煉銅 氣化法 將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體 把CO、HCO、SO、HSO、NH轉(zhuǎn)化為氣體 判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“”) 1.由礦鹽生產(chǎn)食鹽,除去SO最合適的試劑是Ba(NO3)2。( ) 2.用如圖1所示裝置從KI和I2的固體混合物中回收I2。( ) 3.用如圖2所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl。( ) 4.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液、濃硫酸的洗氣瓶。( √ ) 5.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入過量鐵粉,過濾。( √ ) 6.除去甲烷中的乙烯可將氣體通過盛有酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶。( ) 7.蒸發(fā)操作時(shí),應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加熱。( ) 8.用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸餾的方法分離溴與乙醇。( ) 9.為了加快過濾速度,可用玻璃棒攪拌漏斗中的濁液。( ) 10.制取無水乙醇可向乙醇中加入CaO之后過濾。( ) 1.對固體純度要求較高時(shí),常使用重結(jié)晶的方法,將一次結(jié)晶的晶體(往往混有少量雜質(zhì))重新溶解在熱的蒸餾水中配成飽和溶液,趁熱過濾除去不溶性雜質(zhì),濾液冷卻結(jié)晶后,過濾分離即可得到較純的被提純物質(zhì),可溶性雜質(zhì)則大部分留在濾液中。 2.可根據(jù)物質(zhì)的狀態(tài)選擇分離提純的方法 (1)“固+固”混合物的分離(提純) 固+固 (2)“固+液”混合物的分離(提純) 固+液 (3)“液+液”混合物的分離(提純) 液+液 一、物質(zhì)分離、提純的裝置和操作 1.完成下列實(shí)驗(yàn)所選擇的裝置或儀器都正確的是( ) 選項(xiàng) A B C D 實(shí)驗(yàn) 分離植物 油和氯化 鈉溶液 除去氯化鈉晶體 中混有的氯化銨 晶體 分離CCl4 中的Br2 除去CO2 氣體中的 HCl氣體 裝置或儀器 解析:植物油和氯化鈉溶液互不相溶,可用分液法分離,A項(xiàng)正確;除去氯化鈉晶體中混有的氯化銨晶體應(yīng)用加熱分解法,而不能用蒸餾法,B項(xiàng)錯誤;分離CCl4中的Br2應(yīng)用蒸餾法,不能用過濾法,C項(xiàng)錯誤;NaOH溶液可以同時(shí)吸收CO2和HCl,D項(xiàng)錯誤。 答案:A 2.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) A.利用圖1裝置可從氯化鐵溶液中直接蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鐵晶體 B.利用圖2裝置可分離石油,得到汽油、煤油和柴油等各種餾分 C.利用圖3裝置可分離CH3CH2OH和CH3COOC2H5 D.利用圖4和圖1可進(jìn)行粗鹽提純 解析:加熱FeCl3溶液,F(xiàn)eCl3水解產(chǎn)生的HCl揮發(fā),直接蒸干得到的是Fe(OH)3或Fe2O3,A項(xiàng)錯誤;石油分餾時(shí),溫度計(jì)的水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處,B項(xiàng)錯誤;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分離,C項(xiàng)錯誤。 答案:D 3.環(huán)己酮是一種重要的有機(jī)化工原料。實(shí)驗(yàn)室合成環(huán)己酮的反應(yīng)如下: 環(huán)己醇和環(huán)己酮的部分物理性質(zhì)見下表: 物質(zhì) 相對分 子質(zhì)量 沸點(diǎn) (℃) 密度 (gcm-3,20 ℃) 溶解性 環(huán)己醇 100 161.1 0.962 4 能溶于水和醚 環(huán)己酮 98 155.6 0.947 8 微溶于水,能溶于醚 現(xiàn)以20 mL環(huán)己醇與足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反應(yīng),制得主要含環(huán)己酮和水的粗產(chǎn)品,然后進(jìn)行分離提純。分離提純過程中涉及的主要步驟有(未排序): a.蒸餾,除去乙醚后,收集151~156 ℃餾分; b.水層用乙醚(乙醚沸點(diǎn)34.6 ℃,易燃燒)萃取,萃取液并入有機(jī)層; c.過濾; d.往液體中加入NaCl固體至飽和,靜置,分液; e.加入無水MgSO4固體,除去有機(jī)物中的少量水。 回答下列問題: (1)上述分離提純步驟的正確順序是________(填字母)。 (2)b中水層用乙醚萃取的目的是__________________________ __________________________________________________________。 (3)以下關(guān)于萃取分液操作的敘述中,不正確的是________。 A.水溶液中加入乙醚,轉(zhuǎn)移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如圖用力振蕩 B.振蕩幾次后需打開分液漏斗上口的玻璃塞放氣 C.經(jīng)幾次振蕩并放氣后,手持分液漏斗靜置待液體分層 D.分液時(shí),需先將上口玻璃塞打開或玻璃塞上的凹槽對準(zhǔn)漏斗口上的小孔,再打開旋塞待下層液體全部流盡時(shí),再從上口倒出上層液體 (4)在上述操作d中,加入NaCl固體的作用是_________________ __________________________________________________________。 蒸餾除乙醚的操作中采用的加熱方式為________。 (5)蒸餾操作時(shí),一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)未通冷凝水,應(yīng)采取的正確方法是________________________________________________________ __________________________________________________________。 解析:(1)提純環(huán)己酮時(shí)首先應(yīng)加入NaCl固體,使水溶液的密度增大,使水層與有機(jī)層更容易分離開;然后水層用乙醚進(jìn)行萃取,使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高環(huán)己酮的產(chǎn)量,將萃取液并入有機(jī)層;再向有機(jī)層中加入無水MgSO4,以除去有機(jī)物中少量的水,然后過濾,除去MgSO4固體,最后再進(jìn)行蒸餾即可得到環(huán)己酮。 (2)b中水層用乙醚萃取的目的是使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高環(huán)己酮的產(chǎn)量。 (3)應(yīng)將分液漏斗倒轉(zhuǎn)過來用力振蕩,A項(xiàng)錯誤;振蕩時(shí),分液漏斗中某些物質(zhì)揮發(fā)變成氣體,會使分液漏斗中壓強(qiáng)增大,所以要將漏斗倒置,旋開旋塞放氣,B項(xiàng)錯誤;經(jīng)振蕩放氣后,應(yīng)將分液漏斗固定在鐵架臺上靜置待液體分層,C項(xiàng)錯誤。 (4)提純環(huán)己酮時(shí)加入NaCl固體,可降低環(huán)己酮的溶解度,使水溶液的密度增大,水層與有機(jī)層更容易分離開。由于乙醚的沸點(diǎn)為34.6 ℃,采用水浴加熱的方式能更好地控制加熱溫度。 (5)蒸餾操作時(shí)未通冷凝水,要停止加熱,待冷卻后再通冷凝水,以防冷凝管炸裂。 答案:(1)dbeca (2)使水層中少量的有機(jī)物進(jìn)一步被提取,提高產(chǎn)品的產(chǎn)量 (3)ABC (4)降低環(huán)己酮的溶解度;增大水層的密度,有利于液體分層 水浴加熱 (5)停止加熱,冷卻后通冷凝水 二、物質(zhì)分離提純方法的選擇 4.在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中可用來分離或提純物質(zhì)的方法很多,如蒸餾、過濾、結(jié)晶、滲析、鹽析等,分離或提純下列各組混合物所選用方法最合適的是( ) A.FeCl3溶液得到FeCl3固體——加熱蒸干 B.除去Cu粉中混有的CuO——加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥 C.分離NaNO3和BaSO4的混合物——溶解、過濾 D.除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4——加入BaCl2溶液、過濾 解析:FeCl3溶液會發(fā)生水解,加熱蒸干最后得不到FeCl3,A項(xiàng)錯誤;稀硝酸與Cu反應(yīng),B項(xiàng)錯誤;NaNO3溶于水,BaSO4不溶于水,C項(xiàng)正確;引入了新的雜質(zhì)Cl-,D項(xiàng)錯誤。 答案:C 5.下列混合物的分離方法正確的是( ) A.粗鹽可采用除雜和重結(jié)晶等過程提純 B.提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉,應(yīng)采用在較高溫度下制得濃溶液再冷卻結(jié)晶、過濾、干燥的方法 C.用分液漏斗分液時(shí),先放出下層液體后,再從分液漏斗下口放出上層液體 D.1己醇的沸點(diǎn)比己烷的沸點(diǎn)高,1己醇和己烷不能通過蒸餾初步分離 解析:粗鹽中的鈣離子、鎂離子等可采用沉淀法除去,所得氯化鈉溶液可采用重結(jié)晶等過程提純,A項(xiàng)正確;提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉的正確操作是:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥,B項(xiàng)錯誤;分液時(shí),將下層液體從下口放出后,再將上層液體從上口倒出,C項(xiàng)錯誤;互溶的液體物質(zhì)沸點(diǎn)相差較大的,可以用蒸餾的方法分離,D項(xiàng)錯誤。 答案:A 6.下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離方法與對應(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 7.除去下列物質(zhì)中含有的雜質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)),選用試劑正確的是( ) A.FeCl2溶液(FeCl3):Fe粉 B.CO2(SO2):飽和的Na2CO3溶液 C.Al2O3(SiO2):NaOH溶液 D.NaHCO3溶液(Na2CO3):Ca(OH)2溶液 解析:鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵,A正確;二氧化碳也能和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉,B錯誤;氧化鋁和二氧化硅都能和氫氧化鈉反應(yīng),C錯誤;氫氧化鈣也能和碳酸氫鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,應(yīng)該向溶液中通入過量二氧化碳,D錯誤。 答案:A 8.為提純下列物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))選用的試劑和分離方法都正確的是( ) 序號 物質(zhì) 試劑 分離方法 ① 硝酸鉀(氯化鈉) 蒸餾水 冷卻結(jié)晶 ② 二氧化碳(氯化氫) 飽和碳酸鈉溶液 洗氣 ③ 乙醇(水) 金屬鈉 蒸餾 ④ NaCl溶液(Na2S) AgCl 過濾 A.①③ B.①④ C.只有② D.③④ 解析:硝酸鉀的溶解度受溫度的影響較大,而氯化鈉的溶解度受溫度的影響較小,故可以通過把混合物溶于蒸餾水后降溫結(jié)晶的辦法除去氯化鈉,①正確;二氧化碳中混有的氯化氫應(yīng)通過飽和碳酸氫鈉溶液除去,②錯誤;金屬鈉與乙醇和水都能發(fā)生反應(yīng),③錯誤;Na2S溶液和AgCl反應(yīng),生成Ag2S和NaCl,過濾除去Ag2S,④正確。 答案:B 9.下圖表示從固體混合物中分離X的兩種方案,請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法合理的是( ) A.可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨 B.方案1中殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā) C.方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) D.方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3 解析:NaHCO3受熱分解,A項(xiàng)錯誤;由易升華的I2可知B項(xiàng)錯誤;由從CaCO3中分離出NaCl可知C項(xiàng)錯誤。 答案:D 10.除去下列常見物質(zhì)中的雜質(zhì),填寫表格中的空白: 答案:加熱 CO2與H2O 加熱 過量鐵粉 過濾 通氯氣 加熱 升華 過量NaOH溶液 過濾 適量氨水 過濾結(jié)晶 水 結(jié)晶、重結(jié)晶 稀鹽酸 過濾 過量NaOH溶液 過濾- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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