2020-2021高中化學(xué)1學(xué)案：1.1 第3課時(shí)蒸餾萃取和分液含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2020-2021學(xué)年高中化學(xué)人教版必修1學(xué)案：1.1第3課時(shí)蒸餾萃取和分液含解析第3課時(shí)蒸餾萃取和分液一、蒸餾1．原理利用混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，除去液態(tài)混合物中易揮發(fā)、難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)的方法。2．制取蒸餾水(1）儀器及裝置圖。標(biāo)明①～⑦各部分的名稱(chēng).（2)實(shí)驗(yàn)操作。①檢驗(yàn)Cl－。在試管中加入少量自來(lái)水,滴入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液,試管中產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明水中含有Cl－。②蒸餾.在100mL燒瓶中加入約1/3體積的自來(lái)水，再加入幾粒沸石，按上圖連接好裝置,向冷凝管中通入冷卻水，加熱燒瓶,棄去開(kāi)始餾出的部分液體。③再次檢驗(yàn)Cl－。取少量收集到的液體加入試管中，然后滴入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液，試管內(nèi)無(wú)沉淀，說(shuō)明制得的蒸餾水不含Cl－。二、萃取與分液1．原理(1)萃取。利用物質(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(lái)的方法.（2）分液。將兩種互不相溶的液體分開(kāi)的操作.2．主要儀器:分液漏斗、鐵架臺(tái)、燒杯。3．用四氯化碳萃取碘水中的碘(1）加萃取劑用量筒量取10mL碘的飽和水溶液，倒入分液漏斗，然后再注入4mL四氯化碳，蓋好玻璃塞，發(fā)現(xiàn)溶液分層.四氯化碳在下層.(2)振蕩萃取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(zhuǎn)過(guò)來(lái)振蕩，使兩種液體充分接觸。（3）靜置分層將分液漏斗放在鐵架臺(tái)上靜置,液體分層。上層為水層,無(wú)色;下層為碘的四氯化碳溶液,顯紫色。（4)分液待液體分層后，將分液漏斗頸上的玻璃塞打開(kāi)（或使塞上的凹槽對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔）,再將分液漏斗下面的活塞擰開(kāi)，使下層液體沿?zé)诹飨?上層液體從分液漏斗上口倒出.知識(shí)點(diǎn)一蒸餾蒸餾是指把液體加熱汽化，蒸氣重新冷凝成液體的過(guò)程。利用蒸餾可以把沸點(diǎn)不同的液體混合物分離。(1）實(shí)驗(yàn)儀器：儀器及連接情況如下圖:注：冷凝器也叫冷凝管，應(yīng)接管也稱(chēng)尾接管或稱(chēng)牛角管等.(2）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):①在蒸餾燒瓶中放少量沸石或碎瓷片，防止液體暴沸。②溫度計(jì)水銀球的位置與支管口下端位于同一水平線(xiàn)上，用于測(cè)餾出物的沸點(diǎn).③蒸餾燒瓶中所盛液體不能超過(guò)其容積的eq\f（2，3）,也不能少于eq\f（1,3）。④為了確保餾出的蒸氣及時(shí)得到冷卻，要先向冷凝管中通冷卻水，然后才能加熱。冷凝管中冷卻水從下口進(jìn),從上口出，以使餾出物充分冷卻。⑤加熱溫度不能超過(guò)混合物中沸點(diǎn)最高的物質(zhì)的沸點(diǎn)。⑥蒸餾完畢，應(yīng)先停止加熱,然后停止通水、拆除儀器。拆除儀器的順序和裝配的順序相反，先取下錐形瓶，然后拆下尾接管、冷凝管和蒸餾燒瓶。（3）氣密性檢查:連接好裝置,在冷凝器的出口處接一橡膠管，并將橡膠管插入水中，將燒瓶微熱，水中有氣泡產(chǎn)生,冷卻到室溫，橡膠管中有一段水柱，則氣密性良好.1。利用自來(lái)水制備蒸餾水時(shí)，不用蒸餾燒瓶而用圓底燒瓶，且不用溫度計(jì)，為什么？提示：常壓下,水的沸點(diǎn)是100℃，無(wú)需溫度計(jì)，將水加熱沸騰即可，因此用圓底燒瓶而不用蒸餾燒瓶。一般的蒸餾需得到多種餾分，故要用蒸餾燒瓶且使用溫度計(jì).2．蒸發(fā)與蒸餾有什么區(qū)別？提示：（1)蒸餾適用于互相溶解而沸點(diǎn)不同的液體間的分離，可從液體混合物中得到沸點(diǎn)較低的液體.其過(guò)程包括加熱蒸發(fā)和冷凝兩個(gè)階段.（2)蒸發(fā)是加熱使液體揮發(fā)而分離出固體物質(zhì)的方法，適用于液體和固體物質(zhì)的分離，其和蒸餾的主要區(qū)別是獲取的物質(zhì)不同。如蒸發(fā)NaCl溶液可得到NaCl晶體，蒸餾NaCl溶液可得到純凈水。3．冷凝管的冷卻水為什么一定要從下口進(jìn)上口出？提示:冷凝管中冷卻水從下口進(jìn)，從上口出，是為了把冷凝管中的空氣完全排出，使冷凝水能夠充滿(mǎn)整個(gè)冷凝管，并且蒸氣的流向相反，這樣才能達(dá)到最佳的冷凝效果。如果上進(jìn)下出的話(huà)，水流根本不會(huì)貯存并充滿(mǎn)冷凝管，起不到冷凝效果，也容易損壞儀器，使局部忽冷忽熱而造成冷凝管破裂。［例1]如圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的裝置示意圖,根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題.(1）圖中有兩處明顯的錯(cuò)誤是:①_________________________________；②_________________________________。（2)A儀器的名稱(chēng)是__________________，B儀器的名稱(chēng)是____________________。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí),A中除加入少量自來(lái)水外，還需要加入少量的________，其作用是______________________。（4）閱讀、分析下列兩個(gè)材料。材料一:材料二：物質(zhì)eq\f（熔點(diǎn),℃)eq\f(沸點(diǎn)，℃）eq\f(密度,g·cm－3）溶解性乙二醇(C2H6O2）－11。51981.11易溶于水和乙醇丙三醇（C3H8O3)17。92901.26能跟水、酒精以任意比互溶回答下列問(wèn)題（填寫(xiě)序號(hào)）：A．蒸餾法B．萃取法C．“溶解、結(jié)晶、過(guò)濾"的方法D．分液法將純堿從氯化鈉和純堿的混合物中分離出來(lái)，最好應(yīng)用_______。將乙二醇和丙三醇相互分離的最佳方法是___________.［思路分析]蒸餾是混合物分離、提純的重要方法,其基本原理與教材中實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水相似：通過(guò)加熱,把液態(tài)物質(zhì)變?yōu)檎羝?，蒸汽?jīng)冷凝后收集，而雜質(zhì)離子則留在原溶液中。該類(lèi)題目常以該原理為中心，通過(guò)“安全、裝置、操作”幾個(gè)方面來(lái)進(jìn)行設(shè)問(wèn)。[解析］蒸餾時(shí)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口附近，圖中溫度計(jì)水銀球插入太深了；冷卻水的方向應(yīng)該和出氣的方向相反，冷卻水進(jìn)出口方向標(biāo)反了.蒸餾時(shí)還要加入少量的沸石（或碎瓷片），防止液體暴沸.(4）“材料一"中純堿的溶解度隨溫度變化很大，氯化鈉的溶解度隨溫度變化不大，所以，采用在熱水中溶解、降溫，純堿則析出，然后過(guò)濾,氯化鈉留在水溶液中。即采用“溶解、結(jié)晶、過(guò)濾”的方法?！安牧隙?中乙二醇和丙三醇相互溶解又因?yàn)樗鼈兊姆悬c(diǎn)差別很大,所以，加熱時(shí)乙二醇首先汽化，然后冷卻乙二醇蒸氣得到乙二醇液體，丙三醇留在燒瓶中，即采用蒸餾法分離.［答案](1）①溫度計(jì)水銀球插入太深了②冷卻水進(jìn)口、出口方向標(biāo)反了(2）蒸餾燒瓶冷凝管(3)沸石（或碎瓷片)防止液體暴沸(4)CA下圖所示是用自來(lái)水制取少量蒸餾水的簡(jiǎn)易裝置（加熱及固定儀器略)，其原理與教材中的實(shí)驗(yàn)原理完全相同?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1）加熱左邊大試管前要向其中加入碎瓷片，其作用是防暴沸。（2）該裝置中使用的玻璃導(dǎo)管較長(zhǎng)，其作用是導(dǎo)氣兼冷凝。(3)燒杯中還要盛有的物質(zhì)是冷水(或冰水）.解析：解答本題的關(guān)鍵點(diǎn)是明確實(shí)驗(yàn)原理——與教材中的實(shí)驗(yàn)原理完全相同。教材中的蒸餾裝置中有冷凝管，本實(shí)驗(yàn)中用長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管代替冷凝管。為了取得更好的冷凝效果,還需采取冷卻措施。（1）碎瓷片有微孔，內(nèi)有空氣，可起到防止暴沸的作用。(2）由于該裝置為制取蒸餾水的簡(jiǎn)易裝置,無(wú)冷凝管，故長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管除導(dǎo)出水蒸氣外，還兼起冷凝作用.（3）長(zhǎng)玻璃導(dǎo)管的冷凝效果比冷凝管的差，故燒杯中應(yīng)放冷水（或冰水)，進(jìn)一步將水蒸氣冷凝為液態(tài)水.知識(shí)點(diǎn)二萃取和分液1．分液漏斗分液漏斗的構(gòu)造和用途分液漏斗是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的玻璃儀器之一。分液漏斗按形狀劃分有球形和梨形等幾種，按容積劃分有50mL、100mL、250mL等幾種。分液漏斗還有兩個(gè)塞子,一個(gè)是磨砂玻璃活塞，其作用是控制液體的流速和流量；另一個(gè)是磨砂上口塞，其作用是封閉分液漏斗的上口。分液漏斗的主要用途有兩個(gè)：①用于對(duì)分層的液態(tài)混合物的分離，即分液；②用于向其他容器內(nèi)控制性地加入液體。2．萃取操作中的三個(gè)“三”三原則萃取劑選擇的“三原則"：①萃取劑和原溶液中的溶劑互不相溶；②萃取劑和原溶液中的溶劑、溶質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)；③溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度要遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度三儀器①分液漏斗;②燒杯；③鐵架臺(tái)（帶鐵圈）三溶劑常見(jiàn)萃取劑：①汽油;②苯；③四氯化碳3.萃取、分液的操作注意事項(xiàng)操作目的振蕩過(guò)程中要不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣“防止"分液漏斗內(nèi)部壓強(qiáng)過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn)分液時(shí)要使分液漏斗的下端管壁緊貼燒杯內(nèi)壁“防止”液體飛濺分液時(shí)要先打開(kāi)分液漏斗上口的玻璃塞“保證”分液漏斗內(nèi)部氣壓與外界相同，使液體順利流下下層液體從下口流出“防止”上層液體流出上層液體從上口倒出“保證”上層液體盡量少地沾附下層液體4。萃取與分液(1）萃取劑須具備的條件①萃取劑和原溶劑互不溶解；②萃取劑和溶質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)；③萃取劑易溶解溶質(zhì)(溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度）；④溶質(zhì)與萃取劑容易分離。(2）萃取劑萃取原則：少量多次.1。酒精能否作萃取劑,為什么？提示:中學(xué)階段接觸到的溶液一般是水溶液，而酒精與水互溶，所以酒精一般不能作萃取劑。2．在萃取分液的實(shí)驗(yàn)中振蕩時(shí)，要不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣;分液時(shí),要將玻璃塞打開(kāi)（或使塞上的凹槽或小孔對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔)，兩者的原理一樣嗎？提示：兩者的原理是相同的，都是保證分液漏斗內(nèi)與外界大氣壓相通,使內(nèi)外氣壓相等。前者目的是防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過(guò)大引起危險(xiǎn)，后者目的則是防止漏斗內(nèi)液體因壓強(qiáng)降低而難以流下.3．分液漏斗中有苯和水兩層無(wú)色液體，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明哪層液體為水層？提示：用試管取分液漏斗中適量下層液體后加入少量水，若不分層，則證明下層液體為水,上層液體為苯。若分層則下層液體為苯，上層液體為水。［例2］某化學(xué)課外小組用海帶為原料制取了少量碘水?，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(shí)驗(yàn)操作可分解為如下幾步:A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺(tái)的鐵圈中;B．把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；C．檢驗(yàn)分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D．倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩，并不時(shí)旋開(kāi)活塞放氣，最后關(guān)閉活塞,把分液漏斗放正；E．旋開(kāi)活塞，用燒杯接收溶液；F．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(kāi)或使塞上的凹槽（或小孔）對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔；H．靜置,分層。就此實(shí)驗(yàn)，完成下列填空：（1）正確操作步驟的順序是：(用上述各操作的編號(hào)字母填寫(xiě))_______→_______→_______→A→_______→G→E→F。(2)上述E步驟的操作中應(yīng)注意________________。上述G步驟操作的目的是___________。(3）能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是___________。（4）已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多，能不能用酒精來(lái)萃取碘水中的碘?________（填“能”或“不能”），其理由是______.[思路分析］解答與萃取分液相關(guān)的習(xí)題時(shí)，一定要注意萃取劑的密度大于還是小于水的密度，以便判斷被萃取的物質(zhì)在上層液體中還是在下層液體中；而且要注意規(guī)范操作，如分液時(shí)要注意及時(shí)關(guān)閉活塞，防止上層液體從分液漏斗下端流出等。［解析］萃取、分液的操作步驟，即檢漏→裝液→振蕩→靜置→放液倒液(先下后上）.萃取時(shí)要注意：兩種溶劑不能互溶；溶質(zhì)在這兩種溶劑中溶解度要相差較大;溶質(zhì)不能與溶劑發(fā)生反應(yīng)。[答案］(1）CBDH（2)使漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁，下層液體流盡后及時(shí)關(guān)閉活塞，上層液體從上口倒出使漏斗內(nèi)外空氣相通,以保證E操作時(shí)，漏斗里的液體能順利流出(3）CCl4與水不溶,碘不與CCl4反應(yīng)，并且碘在CCl4中溶解度比在水中大很多（4）不能酒精與水互溶閱讀下列材料，按要求回答問(wèn)題。乙醇、苯、四氯化碳、煤油都是有機(jī)溶劑，有機(jī)溶劑之間大都能互溶；碘(I2)難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑；液溴的性質(zhì)與碘的相似。（1)下列能用分液漏斗進(jìn)行分離的是D。A．液溴和四氯化碳 B．乙醇和煤油C．固體CaCl2和Na2SO4 D．苯和蒸餾水（2)在乙醇、苯、四氯化碳、NaCl、蒸餾水五種試劑中：①能把碘單質(zhì)從碘水中萃取出來(lái)的是苯、四氯化碳，進(jìn)行分液之后不能(填“能"或“不能”）得到純凈的碘單質(zhì).②四氯化碳不能(填“能”或“不能")把碘酒中的碘萃取出來(lái)，原因是乙醇與四氯化碳互溶。解析：(1）液溴與碘的性質(zhì)相似，能溶于四氯化碳,不能用分液漏斗分離,故A錯(cuò)誤。同理，乙醇和煤油互溶，也不能用分液漏斗分離，故B錯(cuò)誤.CaCl2和Na2SO4都是固體,不能用分液漏斗分離，故C錯(cuò)誤.苯和蒸餾水不互溶，故D正確。(2）①碘在苯、四氯化碳中的溶解度大于其在水中的溶解度，且苯、四氯化碳和碘不反應(yīng)，苯、四氯化碳和水不互溶,所以苯和四氯化碳可以萃取碘水中的碘。碘被萃取到四氯化碳或苯中，得到的仍是混合物,所以不能得到純凈的碘單質(zhì)。②四氯化碳和乙醇互溶,故四氯化碳不能萃取碘酒中的碘。1．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)裝置與操作的說(shuō)法中，不正確的是(A)A．溫度計(jì)的水銀球應(yīng)插入蒸餾燒瓶?jī)?nèi)的自來(lái)水中B．冷凝管中的水流方向是從下口進(jìn)入，上口排出C．實(shí)驗(yàn)中需要在蒸餾燒瓶中加入幾片碎瓷片，防止出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象D．蒸餾燒瓶必須墊石棉網(wǎng)加熱解析：制取蒸餾水可以不使用溫度計(jì),若使用,則溫度計(jì)的水銀球應(yīng)位于支管口附近.2．下列說(shuō)法正確的是（C）A．從碘水中提取單質(zhì)碘時(shí)，可用無(wú)水乙醇代替CCl4B．進(jìn)行圖一所示操作后,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為液體分層，下層呈無(wú)色C．利用圖二所示裝置可以分離CCl4和水D．用一種有機(jī)溶劑提取水溶液中的某物質(zhì),靜置分層，“水層"應(yīng)在上層解析:乙醇與水互溶,故不能用無(wú)水乙醇代替CCl4,A項(xiàng)錯(cuò)誤；CCl4的密度比水大,液體分層后下層呈紫紅色,B項(xiàng)錯(cuò)誤；CCl4和水可以用分液漏斗進(jìn)行分離,分液漏斗的下部緊靠燒杯內(nèi)壁，C項(xiàng)正確；“水層”在上還是在下，取決于有機(jī)溶劑與水的密度的相對(duì)大小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．按以下實(shí)驗(yàn)方案可從海洋動(dòng)物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(C)A．步驟(1）需要過(guò)濾裝置B．步驟(2）需要用到分液漏斗C．步驟（3）需要用到坩堝D．步驟(4）需要蒸餾裝置4．下圖是實(shí)驗(yàn)室蒸餾裝置圖?？衫么搜b置將海水淡化,下列說(shuō)法中正確的是(C)A．蒸餾時(shí)應(yīng)將溫度計(jì)插入海水中B．蒸餾時(shí)冷水的流向應(yīng)由上而下C．利用此法淡化海水獲得淡水質(zhì)量高，但能耗大D．蒸餾時(shí)溫度計(jì)位置應(yīng)在離液面2~3cm處5．下列實(shí)驗(yàn)操作中正確的是(A)A．過(guò)濾時(shí),不可將懸濁液從燒杯直接倒入漏斗中B．蒸發(fā)操作時(shí)，應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加熱C．分液操作時(shí)，先將分液漏斗中下層液體從下口放出，再將上層液體從下口放出D．萃取操作時(shí)，可以選用CCl4或酒精作為萃取