物質的分離和提純

1、總結總結應用應用設計設計評價評價優(yōu)化優(yōu)化物質的分離和提純（一）物質的分離和提純（一）（化學實驗復習）（化學實驗復習）【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？ 除去石灰水中懸浮的碳酸鈣除去石灰水中懸浮的碳酸鈣靜置沉降靜置沉降離心分離離心分離簡易水過濾器簡易水過濾器明礬凈化消毒教科書第一冊教科書第一冊P178天然水的凈化天然水的凈化“一貼一貼”“二低二低”“三靠三靠”（過濾過濾）過濾裝置示意圖過濾裝置示意圖 要領：要領：沉淀量較少時沉淀量較少時【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？ 除去石灰水中懸浮的碳酸鈣除去石灰水

2、中懸浮的碳酸鈣 除去淀粉中的氯化鈉除去淀粉中的氯化鈉（過濾過濾）（滲析滲析）滲析實驗裝置示意圖滲析實驗裝置示意圖 多次更換蒸餾水多次更換蒸餾水或或置于流動的蒸餾水中置于流動的蒸餾水中直至經(jīng)檢驗符合要求直至經(jīng)檢驗符合要求【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？ 除去石灰水中懸浮的碳酸鈣除去石灰水中懸浮的碳酸鈣除去淀粉中的氯化鈉除去淀粉中的氯化鈉 提?。ɑ虺ィ┞然c晶體中混有的碘單質提取（或除去）氯化鈉晶體中混有的碘單質（過濾過濾）（滲析滲析）（升華升華）【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？ 除去石灰水中懸浮的碳

3、酸鈣（除去石灰水中懸浮的碳酸鈣（過濾過濾） 除去淀粉中的氯化鈉（除去淀粉中的氯化鈉（滲析滲析） 提?。ɑ虺ィ┞然c晶體中混有的碘單質（提?。ɑ虺ィ┞然c晶體中混有的碘單質（升華升華） 分離皂化反應的產(chǎn)物分離皂化反應的產(chǎn)物肥皂的制造肥皂的制造教科書第二冊P189（鹽析鹽析）蛋白質的鹽析蛋白質的鹽析教科書第二冊P193“鹽析是一個鹽析是一個可逆可逆的過程。利用這個性質，可以采的過程。利用這個性質，可以采用用多次鹽析多次鹽析的方法來的方法來分離、提純分離、提純蛋白質蛋白質” 。原理？ 閱讀下列資料：閱讀下列資料： 過氧化氫（過氧化氫（H2O2），其水溶液又稱雙氧水，常溫下它），其水溶液又稱雙氧水

4、，常溫下它是一種液體，它難電離，且易分解。作為一種經(jīng)典化工產(chǎn)是一種液體，它難電離，且易分解。作為一種經(jīng)典化工產(chǎn)品，工業(yè)上早在品，工業(yè)上早在100多年前便開始生產(chǎn)。隨著社會需求的多年前便開始生產(chǎn)。隨著社會需求的增長，尤其是生態(tài)環(huán)境保護的需要，過氧化氫近年來更受增長，尤其是生態(tài)環(huán)境保護的需要，過氧化氫近年來更受到人們的青睞，并稱其為綠色氧化劑。為了貯存、運輸、到人們的青睞，并稱其為綠色氧化劑。為了貯存、運輸、使用的方便，工業(yè)上采用使用的方便，工業(yè)上采用“醇析法醇析法”將其轉化為固態(tài)的過將其轉化為固態(tài)的過碳酸鈉晶體（其化學式為碳酸鈉晶體（其化學式為2Na2CO33H2O2），該晶體具有），該晶體具有

5、Na2CO3和和H2O2的雙重性質。的雙重性質。“醇析法醇析法”的生產(chǎn)工藝過程的生產(chǎn)工藝過程如下：在如下：在05下，往飽和的下，往飽和的Na2CO3溶液中，先加入溶液中，先加入H2O2和穩(wěn)定劑（和穩(wěn)定劑（MgCl2和和 Na2SiO3），經(jīng)充分反應后，再），經(jīng)充分反應后，再加入異丙醇，過濾分離，即得過碳酸鈉晶體。加入異丙醇，過濾分離，即得過碳酸鈉晶體。作用是什么？作用是什么？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？【問題】為達到下列目的分別可用什么方法？ 除去石灰水中懸浮的碳酸鈣（除去石灰水中懸浮的碳酸鈣（過濾過濾）除去淀粉中的氯化鈉（除去淀粉中的氯化鈉（滲析滲析）提取（或除去）氯化鈉晶體中混

6、有的碘單質（提?。ɑ虺ィ┞然c晶體中混有的碘單質（升華升華）分離皂化反應的產(chǎn)物（分離皂化反應的產(chǎn)物（鹽析鹽析）從碘水中提取碘單質從碘水中提取碘單質萃取萃取濃縮濃縮分液分液得到碘的四氯化碳溶液得到碘的四氯化碳溶液蒸餾蒸餾得到碘單質得到碘單質【信息來源】中國化學會主辦雜志【信息來源】中國化學會主辦雜志化學教育化學教育2004年第年第6期第期第63頁頁。作者：。作者：北京大學化學學院北京大學化學學院嚴宣申（教授）嚴宣申（教授），文章題目：文章題目：萃取水溶液中碘萃取水溶液中碘。最后一段如下：。最后一段如下： 一般萃取后有一步反萃取一般萃取后有一步反萃取使使“目標物目標物”（I2）從一種）從一種“溶

7、劑溶劑”轉入另一種轉入另一種“溶劑溶劑”，如用少些，如用少些NaOH溶液和溶液和CCl4I2萃取溶液振蕩，萃取溶液振蕩，碘以碘以I和和IO3 ，3I2+6OH= 5I+IO3+3H2O進入水層（碘濃度比原先大進入水層（碘濃度比原先大得多了），分離后，對水層進行酸化得碘。順便提及，不能用蒸餾的得多了），分離后，對水層進行酸化得碘。順便提及，不能用蒸餾的方法來分離方法來分離CCl4層的層的I2，因受熱時，因受熱時CCl4將揮發(fā)，同時將揮發(fā)，同時I2將升華。將升華?！狙a充說明】【補充說明】從碘的四氯化碳溶液中提取碘單質，由于從碘的四氯化碳溶液中提取碘單質，由于碘的升華，避免使用蒸餾的方法。碘的升華，

8、避免使用蒸餾的方法。蒸餾裝置示意圖蒸餾裝置示意圖 教科書第一冊P177制取蒸餾水教科書第一冊P83海水蒸餾示意圖教科書第一冊P83太陽能蒸發(fā)原理示意圖長導管實驗室蒸餾石油實驗室蒸餾石油汽油汽油60 150 煤油煤油150 300 常壓分餾、減壓分餾常壓分餾、減壓分餾【思考】【思考】有沒有不加化學試劑有沒有不加化學試劑改變物質溶解改變物質溶解度度的方法？若有，請列舉的方法？若有，請列舉12個用于分離或提個用于分離或提純物質的實例。純物質的實例。1、加熱煮沸加熱煮沸除去除去NaOH溶液中所溶解的氧氣溶液中所溶解的氧氣【制備制備Fe(OH)2】3、降溫：降溫：使使KNO3從其（熱的）飽和溶液中析出，

9、從其（熱的）飽和溶液中析出，過濾得到過濾得到KNO3晶體。晶體。2、加熱煮沸加熱煮沸除去除去NaHCO3溶液中所溶解的溶液中所溶解的CO2氣體氣體【利用利用NaOH制備制備Na2CO3 】4、升溫：升溫：防止因溶劑防止因溶劑KNO3從其飽和溶液中析出。從其飽和溶液中析出。結晶結晶（過濾得晶體）（過濾得晶體）【課題】如何從混有少量硝酸鉀的氯化鈉中，【課題】如何從混有少量硝酸鉀的氯化鈉中，提純得到較純的提純得到較純的NaCl晶體？晶體？（重結晶）（重結晶） 具體措施：具體措施：整體方案：整體方案：操作目的：操作目的：使使NaCl晶體析出；晶體析出；防止防止KNO3晶體析出。晶體析出。主要原理：主要

10、原理：NaCl溶解度隨溫度變化很小，但溶解度隨溫度變化很小，但KNO3溶解溶解度隨溫度升高明顯增大。度隨溫度升高明顯增大。蒸發(fā)溶劑；蒸發(fā)溶劑；升高溫度（增大溶解度）。升高溫度（增大溶解度）。常溫下配成飽和溶液，蒸發(fā)，待較多晶體析出常溫下配成飽和溶液，蒸發(fā)，待較多晶體析出時，停止加熱，趁熱過濾，并用少量熱蒸餾水時，停止加熱，趁熱過濾，并用少量熱蒸餾水洗滌晶體洗滌晶體2 3次。次。 趁熱過濾趁熱過濾；洗滌晶體洗滌晶體（少量熱蒸餾水）（少量熱蒸餾水）【例】【例】（高中化學教科書第三冊（高中化學教科書第三冊P81）實驗四實驗四 硫酸亞鐵的制備硫酸亞鐵的制備設計實驗方案并進行實驗設計實驗方案并進行實驗提

11、示：提示：1 2 3利用重結晶方法利用重結晶方法精制精制硫酸亞鐵時，為增大硫酸硫酸亞鐵時，為增大硫酸亞鐵的溶解量，可給溶液加熱至亞鐵的溶解量，可給溶液加熱至5080；為；為減少過濾時硫酸亞鐵的損失減少過濾時硫酸亞鐵的損失，應將溶液，應將溶液趁熱過濾趁熱過濾。 （實驗冊實驗冊制取過程中）制取過程中）保溫保溫70反應反應20min后后趁熱過濾趁熱過濾得濾液，然后得濾液，然后 （隔絕空氣）（隔絕空氣）冷卻析出晶體，再過濾冷卻析出晶體，再過濾 趁熱過濾防止趁熱過濾防止“不該析出不該析出”的物質的物質析析出出!保溫過濾保溫過濾抽濾抽濾【例】【例】某化學課外小組以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用某化學課外小組

12、以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作可分解為如下幾步：（作可分解為如下幾步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；（架臺的鐵圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。 CCl4加入分液加入分液漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；（漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；（C）檢驗分液漏斗活塞和上口）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（玻璃塞是否漏液；（D）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關閉活塞，把漏斗放正；（塞放氣，最后關閉活

13、塞，把漏斗放正；（E）旋開活塞，用）旋開活塞，用燒杯接受溶液；（燒杯接受溶液；（F）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（G）將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；（上的小孔；（H）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：（1）正確操作步驟的順序是：）正確操作步驟的順序是：（ ）（ ）（ ） （ ） G （ ） （ ） （ ） 。（C）（B）（D）（A）（G）（H）（E）（F）。）?！纠俊纠磕郴瘜W課外小組以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用某化學課外小組以海帶為原

14、料制取少量碘水?，F(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作可分解為如下幾步：（可分解為如下幾步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；（的鐵圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。 CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；（中，并蓋好玻璃瓶塞；（C）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，最后關閉活塞，把漏斗放正；（最后關閉活塞，把漏斗

15、放正；（E）旋開活塞，用燒杯接受溶）旋開活塞，用燒杯接受溶液；（液；（F）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（G）將漏斗上）將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；（H）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：（2）上述（）上述（E）步驟的操作中應注意的是）步驟的操作中應注意的是 ；使漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁，當分液結束時要及時關閉使漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁，當分液結束時要及時關閉活塞，防止上層液體流出；活塞，防止上層液體流出；【例】【例】某化學課外小組以海帶

16、為原料制取少量碘水。現(xiàn)用某化學課外小組以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作可分解為如下幾步：（可分解為如下幾步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；（的鐵圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。 CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；（中，并蓋好玻璃瓶塞；（C）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，

17、最后關閉活塞，把漏斗放正；（最后關閉活塞，把漏斗放正；（E）旋開活塞，用燒杯接受溶）旋開活塞，用燒杯接受溶液；（液；（F）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（G）將漏斗上）將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；（H）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：（3）上述（）上述（G）步驟操作的目的是）步驟操作的目的是 。 使漏斗內(nèi)外空氣相通，以保證進行（使漏斗內(nèi)外空氣相通，以保證進行（E）操作時漏）操作時漏斗內(nèi)液體能流出。斗內(nèi)液體能流出?！纠俊纠磕郴瘜W課外小

18、組以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用某化學課外小組以海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液。其實驗操作可分解為如下幾步：（可分解為如下幾步：（A）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺）把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；（的鐵圈中；（B）把）把 50 mL碘水和碘水和 15 ml。 CCl4加入分液漏斗加入分液漏斗中，并蓋好玻璃瓶塞；（中，并蓋好玻璃瓶塞；（C）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞）檢驗分液漏斗活塞和上口玻璃塞是否漏液；（是否漏液；（D）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活塞放氣，）倒轉漏斗用力振蕩，并不時旋開活

19、塞放氣，最后關閉活塞，把漏斗放正；（最后關閉活塞，把漏斗放正；（E）旋開活塞，用燒杯接受溶）旋開活塞，用燒杯接受溶液；（液；（F）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（）從分液漏斗上口倒出上層水溶液；（G）將漏斗上）將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔；（H）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：）靜置，分層。就此實驗完成下列填空：（4）能選用）能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是從碘水中萃取碘的原因是 。（5）下列物質不能作為從溴水中萃取溴的溶劑是）下列物質不能作為從溴水中萃取溴的溶劑是 。 A熱裂汽油熱裂汽油 B苯苯 C酒

20、精酒精 D正庚烷正庚烷 CCl4與水互不相溶，但碘在與水互不相溶，但碘在CCl4中的溶解度較在水中要大得多。中的溶解度較在水中要大得多。分離提純的方法還有很分離提純的方法還有很多多蒸發(fā)蒸發(fā)洗氣：洗氣：利用水溶性或發(fā)生化學反應被除去，但利用水溶性或發(fā)生化學反應被除去，但要求不再產(chǎn)生新的雜質氣體，不能除去要求不再產(chǎn)生新的雜質氣體，不能除去被提純的氣體（被提純的氣體（盡可能減少損失盡可能減少損失）。）。分離提純分離提純結合實際選擇方法結合實際選擇方法（實驗室、化工、物質的狀態(tài)和性質特點等（實驗室、化工、物質的狀態(tài)和性質特點等） 不符合條件的要創(chuàng)造條件不符合條件的要創(chuàng)造條件（物理變化以及化學反應（物理

21、變化以及化學反應 ）優(yōu)化組合，綜合考慮優(yōu)化組合，綜合考慮（安全、效果、儀器裝置或設備、成本、污染等）（安全、效果、儀器裝置或設備、成本、污染等）實現(xiàn)轉化實現(xiàn)轉化【措施】【措施】【課題】【課題】如何從空氣中獲得氮氣？如何從空氣中獲得氮氣？【目標】【目標】【策略】【策略】除去空氣中其它成分除去空氣中其它成分利用物理變化或化學反應實現(xiàn)轉化，使空利用物理變化或化學反應實現(xiàn)轉化，使空氣中的氮氣與其它成分狀態(tài)不同。氣中的氮氣與其它成分狀態(tài)不同。（實驗室）（實驗室）其它金屬網(wǎng)也可其它金屬網(wǎng)也可（工業(yè)）（工業(yè)）工業(yè)要求：工業(yè)要求：減少原料消耗，降低成本，同時減少原料消耗，降低成本，同時得到得到O2，綜合生產(chǎn)效

22、益高。，綜合生產(chǎn)效益高。空氣經(jīng)加壓冷卻液化，然后控制溫度蒸發(fā)?？諝饨?jīng)加壓冷卻液化，然后控制溫度蒸發(fā)。使空氣通過灼熱的使空氣通過灼熱的Cu網(wǎng)除去網(wǎng)除去O2或或從空氣中提取氮氣從空氣中提取氮氣設備、條件、成本？設備、條件、成本？【比較分析】【比較分析】1、工業(yè)制硫酸中尾氣處理為什么用濃氨水而不用、工業(yè)制硫酸中尾氣處理為什么用濃氨水而不用NaOH等堿溶液？等堿溶液？2、美國曾在工業(yè)制硫酸中尾氣處理采用飽和、美國曾在工業(yè)制硫酸中尾氣處理采用飽和Na2SO3溶溶液有何優(yōu)點？液有何優(yōu)點？3、合成氨工業(yè)從制得的、合成氨工業(yè)從制得的CO2、H2的混合氣中分離出的混合氣中分離出H2選用選用KOH及飽和及飽和K2

23、CO3溶液哪個更好？溶液哪個更好？實驗室分離提純（除雜質）實驗室分離提純（除雜質） 裝置簡單，操作方便，容易控制（現(xiàn)象明顯），裝置簡單，操作方便，容易控制（現(xiàn)象明顯），安全可靠，不產(chǎn)生污染。安全可靠，不產(chǎn)生污染。 試劑符合常見常用性、價廉，利于分離。試劑符合常見常用性、價廉，利于分離。 確保提純效果，防止引入新的雜質。確保提純效果，防止引入新的雜質。 提高被提純物質的產(chǎn)率，減少損失。提高被提純物質的產(chǎn)率，減少損失。 在在定性檢驗或定量檢測定性檢驗或定量檢測時，提純過程中反應時，提純過程中反應不能生成不能生成目標物質，以免干擾檢驗結果或造成偏差。目標物質，以免干擾檢驗結果或造成偏差。 （條件、用量等）（條件、用量等）要求要求“前除后堵前除后堵” 或增加或增加檢驗除凈或沉淀完全檢驗除凈或沉淀完全等實驗步等實驗步驟驟準確性、可靠性準確性、可靠性【上海高考題】【上海高考題】 用用Na2CO3、BaCl2、HCl溶液作為試劑，除去溶液作為試劑，除去NaCl溶液中含有的少量溶液中含有的少量Ca2+和和SO42-，每種試劑不得重復使用，每種試劑不得重復使用兩次，提純過的溶液中除了兩次，提純過的溶液中除了Na+、Cl-、H+和和OH-離子外，離子外，不得遺留任何其他離子。不得遺留任何其他離子。（1）寫出加入試劑的順序。）寫出加入試劑的順序。（2）寫出各步反應的