2018-2019版新學案化學同步人教全國版講義：第一章 第一節(jié) 化學實驗的基本方法 第3課時

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第3課時蒸餾、萃取和分液［學習目標定位]1。通過制取蒸餾水，學會蒸餾的原理和基本操作。2.初步學會Cl－的檢驗方法.3.通過從碘水中提取碘的實驗,學會萃取和分液的原理和基本操作。一、蒸餾1．蒸餾實驗原理蒸餾是指把液體加熱至沸騰，使液體變?yōu)檎魵?，再重新冷凝成液體的過程。根據(jù)混合物各組分的沸點不同，利用蒸餾可以除去易揮發(fā)、難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)。2．實驗室制取蒸餾水(1)下圖為實驗室制取蒸餾水的裝置圖，請指出圖中序號所示各儀器的名稱:(2）實驗注意事項①蒸餾裝置的連接順序是由下到上、由左到右。②圓底燒瓶中所盛液體體積一般應介于其容積的eq\f(1，3）～eq\f(2,3）之間，不可將溶液蒸干.③蒸餾時在圓底燒瓶中加入少量碎瓷片或沸石是為了防止液體暴沸。④冷凝管中的冷卻水從下口進，從上口出.⑤圓底燒瓶加熱時要墊上石棉網(wǎng)。(3）蒸餾水中Cl－的檢驗3．實驗裝置的改進當用蒸餾的方法分別獲取幾種沸點不同的液體時，其實驗裝置改進如下:（1）溫度計的作用是控制收集沸點不同的餾分。（2）溫度計水銀球的位置是與蒸餾燒瓶支管口的下緣相平.（3)制取蒸餾水不使用溫度計是因為水的沸點是100_℃，加熱至沸騰即可。蒸餾操作簡記口訣：隔網(wǎng)加熱冷管傾，上緣下緣兩相平。需加碎瓷防暴沸，熱氣冷水逆向行。例1如圖為實驗室制取蒸餾水的裝置示意圖,根據(jù)圖示回答下列問題。（1）A儀器的名稱是________,B儀器的名稱是________。(2)實驗時A中除加入少量自來水外，還需加入少量________，其作用是___________。(3)指出圖中兩處明顯的錯誤：①____________________；②______________________。(4）收集完蒸餾水后，是先撤酒精燈還是先停冷凝水?________________________________________________________________________。答案(1）蒸餾燒瓶冷凝管(2)沸石（或碎瓷片）防止加熱時液體暴沸(3)①溫度計水銀球沒有放置在蒸餾燒瓶的支管口處②冷卻水進出口位置反了（4)先撤酒精燈解析對于蒸餾的實驗裝置，最重要的問題有以下幾點:①儀器的連接順序;②溫度計的位置;③冷卻水的流向(進出口位置)；④防暴沸的措施。例2工業(yè)酒精是含水約4％的液態(tài)乙醇，向工業(yè)酒精中加入生石灰,會發(fā)生如下化學反應且生成物不溶于乙醇:CaO＋H2O=Ca(OH）2。要在實驗室中將工業(yè)酒精轉化為無水酒精。請回答下列問題：(1）加入過量的生石灰后,可采取的分離操作是______。(2）在你選擇需要加熱的實驗方法中，需要的玻璃儀器除酒精燈外，還有____________。（3）在該方法的實驗步驟里，緊挨加熱之前的操作是________________________，并且對此要注意的問題是___________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（1)蒸餾（2)蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶、溫度計（3）接通冷凝管中的水水從下口進，上口出思維啟迪--蒸餾操作在化學實驗中的應用（1)分離液體混合物,當液體混合物中各成分的沸點有較大的差別時才能達到較有效的分離.（2)測定純物質(zhì)的沸點.(3)提純，通過蒸餾含有少量雜質(zhì)的物質(zhì)，提高其純度。(4)回收溶劑，或蒸出部分溶劑以濃縮溶液。思維拓展(1）思考在制取蒸餾水的實驗中，冷卻水的流向為什么是下口進上口出?（2)蒸餾與蒸發(fā)有何區(qū)別？答案(1）冷卻水的流向若是上進下出，可能會使冷水充不滿冷凝管，下進上出時，能使冷凝管中的冷水充滿且冷水的流向與氣流方向相反，氣流由上至下所處溫度越來越低，冷凝效果好。(2)蒸餾的目的是使液體中的某些組分揮發(fā)再冷凝收集，而蒸發(fā)的目的一般是提取溶液中的溶質(zhì)，通常不再回收揮發(fā)出來的組分。二、萃取和分液1．萃取和分液的原理(1）萃取是利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把物質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。加入的溶劑稱為萃取劑。（2）分液是利用分液漏斗把互不相溶的兩種液體分開的操作.分液操作一般與萃取結合使用.2．用四氯化碳萃取碘水中的碘3．萃取分液的操作注意事項（1)振蕩時，要不時旋開活塞放氣，以防止分液漏斗內(nèi)壓強過大引起危險。(2)分液時，要將漏斗下端管口緊貼燒杯內(nèi)壁，使液體順利流下,防止液體飛濺.(3)下層液體要從下口放出，恰好流盡時及時關閉活塞，防止上層液體流出。（4）上層液體要從上口倒出，保證上層液體盡量少地沾附下層液體.萃取操作簡記口訣：萃取原液互不溶,質(zhì)溶程度不相同。充分振蕩再靜置,下放上倒記分明。例3將碘水中的碘萃取出來的實驗中，下列說法錯誤的是（）A．分液漏斗使用前要檢驗它是否漏水B．萃取劑要求不溶于水,且比水更容易使碘溶解C．注入碘水和萃取劑,倒轉分液漏斗反復用力振蕩后立即分液D．若用苯作萃取劑，則分層后上層液體呈紫紅色答案C解析萃取劑(如四氯化碳、苯等)應不溶于水，且比水更容易使碘溶解；若用苯（密度比水小）作萃取劑，分層后上層液體呈紫紅色。為防止漏液，使用前要檢查分液漏斗是否漏液；加入碘水和萃取劑振蕩后，需靜置分層再分液。例4為了從海帶中提取碘,某研究性學習小組設計并進行了以下實驗：已知步驟④中反應的化學方程式是Cl2＋2KI=2KCl＋I2。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1）步驟③的實驗操作名稱是________.（2）步驟⑤的操作名稱是________,除燒杯外，還必須用到的玻璃儀器是________.(3)選用四氯化碳從碘水中萃取碘的原因是___________________。(回答兩條即可）(4)從碘水溶液中提取碘，還可以選用下列__________(填字母）物質(zhì)作為萃取劑.a．酒精b．苯(密度比水?。ヽ．氯化鈉溶液答案（1）過濾（2）萃取分液漏斗（3)碘易溶于四氯化碳而難溶于水；四氯化碳與水互不相溶(4)b解析由流程圖可知,步驟③為過濾操作，步驟⑤為萃取操作。萃取選用的儀器為分液漏斗、燒杯、鐵架臺(帶鐵圈）；萃取劑(如四氯化碳、苯等）應不溶于水，且比水更容易使碘溶解，而酒精與水互溶，不能選用酒精作萃取劑。思維啟迪——萃取實驗中的三個“三"三種儀器：①分液漏斗；②燒杯；③鐵架臺（帶鐵圈).常用的三種萃取劑：①汽油；②苯；③四氯化碳。萃取劑選擇的三原則：①萃取劑與水（原溶劑)互不相溶；②萃取劑與原溶劑、原溶質(zhì)不發(fā)生反應；③溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠大于在水（原溶劑）中的溶解度.1．我國明代《本草綱目》中收載藥物1892種,其中“燒酒”條目下寫道：“自元時始創(chuàng)其法，用濃酒和糟入甑，蒸令氣上…其清如水，味極濃烈,蓋酒露也.”這里所用的“法”是指()A．萃取B．過濾C．蒸餾D．蒸發(fā)答案C解析由信息可知，蒸令氣上，則利用互溶混合物的沸點差異分離，則該法為蒸餾。2．已知乙酸乙酯(C4H8O2）是一種無色液體，不溶于水,密度小于1g·mL－1，沸點約為55℃。要從水與乙酸乙酯的混合物中將乙酸乙酯分離出來,下列方法中最簡便的是（)A．蒸餾B．分液C．過濾D．蒸發(fā)答案B解析乙酸乙酯與水不互溶，用分液的方法分離最簡便。3．(2017·天津高一檢測)下列萃取與分液結合進行的操作（用CCl4為萃取劑，從碘水中萃取碘)中錯誤的是(）A．飽和碘水和四氯化碳加入分液漏斗中后，蓋好玻璃塞，用右手壓住分液漏斗口部,左手握住活塞部分，把分液漏斗倒轉過來振蕩B．靜置,待分液漏斗中液體分層后,先使分液漏斗內(nèi)外空氣相通(準備放出液體）C．打開分液漏斗的活塞，使全部下層液體沿盛接液體的燒杯內(nèi)壁慢慢流出D．最后繼續(xù)打開活塞，另用容器盛接并保存上層液體答案D解析下層液體從下口流出，待下層液體恰好流完后,關閉活塞,上層液體應從上口倒入另一容器中。4．為了除去氯化鈉溶液中的少量溴化鈉,常用方法是往溶液中加入少量氯水，發(fā)生反應:2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳,經(jīng)振蕩、靜置、分液，可得到氯化鈉溶液。下列分析判斷中不正確的是（）A．加入苯或四氯化碳的操作叫萃取B．苯層在上層或四氯化碳層在下層C．可以用酒精代替苯或四氯化碳D．氯氣單質(zhì)置換出了溴單質(zhì)答案C解析由2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2可知，該溶液中加入少量氯水，有單質(zhì)溴生成；用苯或四氯化碳可萃取反應后溶液中的溴，苯的密度比水小，苯層在上層;四氯化碳的密度比水大，四氯化碳層在下層.酒精與水混溶，不能作萃取劑。［對點訓練]題組一蒸餾1．（2017·嘉興高一檢測）自來水中因含有少量Cl－而不能用于溶液的配制，實驗室為了除去自來水中的Cl－獲得純凈水，可采用的方法是()A．過濾法B．結晶法C．蒸餾法D．沉淀法答案C解析除去自來水中的少量雜質(zhì)離子只能用蒸餾法.2．蒸餾不需用到的儀器是(）A．蒸發(fā)皿 B．冷凝管C．蒸餾燒瓶 D．酒精燈答案A解析蒸餾實驗操作用到的儀器:鐵架臺（帶鐵圈)、酒精燈、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管、錐形瓶等，不可能用到的儀器是蒸發(fā)皿。3．(2017·合肥一中高一檢測）下列說法不正確的是（）A．蒸餾自來水可以制得蒸餾水B．蒸餾燒瓶使用前一般不需要檢漏C．冷卻水從冷凝管的下口進入，上口流出D．將溫度計的水銀球插入待蒸餾的液體中答案D解析蒸餾時,溫度計的水銀球應位于蒸餾燒瓶的支管口處，而不能插入待蒸餾液體中。4．檢驗實驗室存放的蒸餾水中是否含有氯離子，可選用的試劑是（)A．硝酸銀溶液B．稀鹽酸酸化的硝酸銀溶液C．稀硝酸酸化的硝酸銀溶液D．稀硫酸酸化的硝酸銀溶液答案C解析檢驗氯離子的試劑是硝酸酸化的硝酸銀溶液，硝酸酸化的目的是排除碳酸根等離子的干擾。題組二萃取分液5．可以用分液漏斗分離的一組液體混合物是()A．溴和四氯化碳 B．溴和苯C．水和植物油 D．水和乙醇答案C解析溴易溶于四氯化碳、苯,水和乙醇互溶，植物油不溶于水。6．已知乙酸異戊酯是難溶于水且密度比水小的液體。在洗滌、分液操作中，應充分振蕩，然后靜置,待分層后的操作是（）A．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的上口倒出B．直接將乙酸異戊酯從分液漏斗的下口放出C．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出D．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口倒出答案D解析乙酸異戊酯的密度比水小，所以在分液漏斗中乙酸異戊酯在上層，水在下層,分液時應先將水從下口放出，再把乙酸異戊酯從上口倒出。7．下列關于四氯化碳用于萃取碘水中碘的理由不正確的是（)A．四氯化碳的密度比水大B．四氯化碳與水和碘均不反應C．四氯化碳與原溶劑水互不相溶D．碘在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多答案A解析本題主要考查萃取劑的選擇條件.萃取劑應與原溶劑互不相溶，與溶質(zhì)不發(fā)生反應，且溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要大于在原溶劑中的溶解度。8．（2017·鎮(zhèn)海中學高一檢測）在盛有溴水的三支試管中分別加入汽油、四氯化碳和酒精，振蕩后靜置，出現(xiàn)如圖所示的現(xiàn)象.下列說法正確的是（)A．①加入的是CCl4，②加入的是汽油，③加入的是酒精B．①加入的是酒精，②加入的是CCl4，③加入的是汽油C．①加入的是汽油，②加入的是酒精，③加入的是CCl4D．①加入的是汽油，②加入的是CCl4，③加入的是酒精答案D解析汽油能萃取溴水中的溴，但汽油的密度比水小，所以看到的現(xiàn)象是溶液分層，上層呈橙紅色，下層呈無色；四氯化碳能萃取溴水中的溴,但四氯化碳的密度比水大，所以看到的現(xiàn)象是溶液分層,下層呈橙紅色，上層呈無色；酒精和溴水能互溶，所以看到的現(xiàn)象是溶液不分層,溶液仍為橙黃色。題組三物質(zhì)的分離9．下列括號中的分離方法運用得當?shù)氖?)A．植物油和自來水(蒸餾）B．水溶液中的食鹽和碘(分液)C．碳酸鈣和氯化鈣的固體混合物(溶解、過濾、蒸發(fā))D．自來水中的雜質(zhì)（萃取）答案C解析植物油和自來水是互不相溶的兩種液體，其混合物可用分液法分離；碘最適合用萃取法分離;碳酸鈣(不溶于水)和氯化鈣(易溶于水)的固體混合物，可通過溶解、過濾、蒸發(fā)分離得到兩種物質(zhì)；可用蒸餾的方法除去自來水中的雜質(zhì)。10．下列實驗中，所采取的分離方法與對應原理都正確的是(）選項目的分離方法原理A分離溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離水和乙醇分液水和乙醇的密度不同C除去硝酸鉀固體中的雜質(zhì)氯化鈉重結晶氯化鈉在水中的溶解度很大D除去丁醇（沸點為117。5℃)中的乙醚(沸點為34。6℃）蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大答案D解析乙醇與水相互溶解,不能用作萃取劑，不能用分液的方法分離乙醇和水的混合物;硝酸鉀和氯化鈉在不同溫度下溶解度變化差別很大，可用重結晶法提純硝酸鉀.11．關于物質(zhì)的分離提純,下列說法錯誤的是（）A．蒸發(fā)操作可以從溶液中分離得到可溶性固體溶質(zhì)B．將待過濾的液體直接倒入漏斗中，且使液面低于濾紙邊緣C．蒸餾時溫度計的水銀球不能伸入液面以下，只需靠近蒸餾燒瓶的支管口處D．選用分液法分離植物油和水的混合物,植物油從分液漏斗上口倒出答案B解析過濾時,要將待過濾的液體沿玻璃棒倒入漏斗中。12．（2017·武漢二中高一檢測）下列實驗所選裝置不合理的是()A．粗鹽提純,選①②B．用四氯化碳提取碘水中的碘，選③C．分離碳酸鈉溶液和四氯化碳，選④D．用濃硫酸干燥二氧化碳，選⑤答案C解析粗鹽提純過程中有過濾、蒸發(fā)等操作，應選①②；碘易溶于有機溶劑,可用四氯化碳提取碘水中的碘，振蕩后靜置分液，應選③；碳酸鈉溶液和四氯化碳互不相溶，可用分液的方法分離，應選③;濃硫酸干燥二氧化碳常用洗氣瓶（長進短出)，應選⑤。[綜合強化］13．選取下列實驗方法分離物質(zhì)，將分離方法的字母填在橫線上：A．萃取、分液法B．結晶法C．分液法D．蒸餾法E．過濾法（1）________分離飽和食鹽水與泥沙的混合物。(2）________分離水和汽油的混合物.（3）________分離四氯化碳（沸點為76。75℃)和甲苯(沸點為110.6℃）的混合物。（4）________從碘的水溶液里提取碘。（5)________從含硝酸鉀和氯化鈉的混合液中分離出硝酸鉀。答案（1)E（2)C(3)D(4)A(5）B14．蒸餾是實驗室制取蒸餾水的常用方法，如圖所示的兩個裝置都可以制取蒸餾水。（1)圖Ⅰ中加熱A時要加墊石棉網(wǎng)，目的是____________________________________.（2）圖Ⅰ中冷卻水的流向________（填“正確”或“不正確”），理由是_____________。（3)實驗時A中除加入少量自來水外，還需加入少量_______，其作用是___________.(4）圖Ⅱ裝置也可用于少量蒸餾水的制?。訜峒肮潭▋x器略）,其原理與圖Ⅰ完全相同.該裝置中使用的玻璃導管較長,其作用是________；燒杯中還應盛有的物質(zhì)是_________。答案(1)使蒸餾燒瓶受熱均勻（2）不正確冷凝效果不好，應下進上出（3）碎瓷片(或沸石)防止液體暴沸(4）冷凝水蒸氣冰水解析（1)A、B、C分別是蒸餾燒瓶、冷凝管、錐形瓶，蒸餾燒瓶在加熱時要加墊石棉網(wǎng)，目的是使蒸餾燒瓶受熱均勻。（2）應從下口進水，上口出水,以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用。（3）蒸餾時蒸餾燒瓶中要放碎瓷片（或沸石)，防止液體暴沸。(