高中化學(xué)必修1學(xué)案專題1第二單元第2課時(shí)蒸餾萃取和分液

第2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。(2)實(shí)驗(yàn)操作①檢驗(yàn)Cl－在試管中加入少量自來水，滴入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液，試管中產(chǎn)生白色沉淀，說明水中含有Cl－。②蒸餾在100mL燒瓶中加入約1/3體積的自來水，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)無沉淀，說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)從它另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。(2)分液將兩種互不相溶的液體分開的操作。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)過來振蕩，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，將分液漏斗上的玻璃塞打開(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，使下層液體沿?zé)诹飨?。上層液體從分液漏斗上口倒出。探究點(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)接管也稱尾接管或稱牛角管等。(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上，用于測餾出物的沸點(diǎn)。③蒸餾燒瓶中所盛液體不能超過其容積的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℃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，使冷凝水能夠充滿整個(gè)冷凝管，這樣才能達(dá)到最佳的冷凝效果。如果上進(jìn)下出的話，水流根本不會(huì)貯存并充滿冷凝管，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?！纠?】如圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的裝置示意圖，根據(jù)圖示回答下列問題。(1)圖中有兩處明顯的錯(cuò)誤是：①___________________________；②___________________________。(2)A儀器的名稱是___________________________，B儀器的名稱是___________________________。(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，A中除加入少量自來水外，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：回答下列問題(填寫序號(hào))：A．蒸餾法B．萃取法C．“溶解、結(jié)晶、過濾”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，最好應(yīng)用________。將乙二醇和丙三醇相互分離的最佳方法是________?！舅悸贩治觥空麴s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：通過加熱，把液態(tài)物質(zhì)變?yōu)檎羝羝?jīng)冷凝后收集，而雜質(zhì)離子則留在原溶液中。該類題目常以該原理為中心，通過“安全、裝置、操作”幾個(gè)方面來進(jìn)行設(shè)問?！窘馕觥空麴s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，在熱水中溶解、降溫，純堿則析出，然后過濾，氯化鈉留在水溶液中。即采用“溶解、結(jié)晶、過濾”的方法?！安牧隙敝幸叶己捅枷嗷ト芙馇叶家兹苡谒?，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下圖所示是用自來水制取少量蒸餾水的簡易裝置(加熱及固定儀器略)，其原理與教材中的實(shí)驗(yàn)完全相同?；卮鹣铝袉栴}：(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，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易裝置，無冷凝管，故長玻璃導(dǎo)管除導(dǎo)出水蒸氣外，還兼起冷凝作用。(3)長玻璃導(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。探究點(diǎn)二萃取和分液1．萃取操作的用品用具和萃取原則(1)分液漏斗①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使用分液漏斗應(yīng)注意的問題(a)在使用分液漏斗之前，除了把它洗滌干凈以外，還有很重要的一項(xiàng)工作就是要檢查它的密封性能是否合格。檢查的部位和方法是：輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)分液漏斗的活塞栓，試試它是否轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。關(guān)閉分液漏斗的活塞，向其中加入至少一半容積的水，將分液漏斗放在鐵架臺(tái)的鐵圈上；在下面接一個(gè)燒杯，打開上口的玻璃塞，或使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使分液漏斗內(nèi)與大氣相通，約1min后，看活塞處和頸部是否有水漏出，若不漏，將活塞栓旋轉(zhuǎn)180°后再觀察約1min，若還是不漏，則活塞的密封性能合格。封閉分液漏斗的上口，按圖所表示的方法去做，并打開活塞。觀察分液漏斗的口部約1min，看是否有水漏出；若不漏，就關(guān)閉活塞，正置分液漏斗，將上口的塞子旋轉(zhuǎn)180°，再次倒置，打開活塞，觀察約1min，若還是不漏，則分液漏斗上口的密封性能合格。(b)使用分液漏斗時(shí)，在從頸部放出液體之前，要先打開上口的玻璃塞，或使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔，使分液漏斗內(nèi)與大氣相通，否則液體不會(huì)順利地流出。在進(jìn)行萃取和分液時(shí)(二者一般是聯(lián)合進(jìn)行)，還要注意做到：a.裝入分液漏斗內(nèi)液體的總體積以不超過分液漏斗容積的2/3為宜，裝得太多不利于液體的混合。b.振蕩液體時(shí)要倒置分液漏斗，這樣有利于液體的混合，并且必須按如圖所示的方法持分液漏斗，以免分液漏斗的活塞或上口塞松動(dòng)漏出液體。振蕩幾次以后要正置分液漏斗，打開上口塞放出內(nèi)部的氣體，然后再振蕩，以防壓力過大使上口塞松動(dòng)漏出液體。c.放出下層液體時(shí)，分液漏斗頸的尖端要緊靠在承接液體的容器(如燒杯)的內(nèi)壁上，以免液體迸濺；旋轉(zhuǎn)分液漏斗活塞的活栓時(shí)，要使活栓柄指向手心，以防活栓脫出漏出液體；當(dāng)下層液體恰好流盡時(shí)，要立即關(guān)閉活塞，以免上層液體流出。d.上層液體要從分液漏斗的上口倒出，防止兩種液體再度混合。(c)用過的分液漏斗要洗凈，并在上口與塞子之間、活塞的槽與栓之間墊上小紙條，防止玻璃與玻璃之間發(fā)生粘連。(2)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。(3)萃取劑萃取原則：少量多次。2．分液時(shí)的注意事項(xiàng)(1)倒轉(zhuǎn)分液漏斗時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉玻璃塞和活塞，防止液體流出，振蕩時(shí)要不時(shí)旋開活塞放氣，以防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過大引起危險(xiǎn)。(2)分液時(shí)要將分液漏斗頸上的玻璃塞打開，或使塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗上的小孔，保證漏斗內(nèi)與外界大氣相通，同時(shí)漏斗下端管口要緊貼燒杯內(nèi)壁，從而使液體順利流下。(3)下層液體要從下口放出，上層液體要從漏斗上口倒出。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，無法將溶質(zhì)從水溶液中提取出來，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)旋開活塞放氣；分液時(shí)，要將玻璃塞打開(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色液體，設(shè)計(jì)簡單實(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?！纠?】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)旋開活塞放氣，最后關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；E．旋開活塞，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)________→________→________→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，能不能用酒精來萃取碘水中的碘，________(填“能”或“不能”)，其理由是___________________________?！舅悸贩治觥拷獯鹋c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?！窘馕觥枯腿?、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)?！敬鸢浮?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)不能酒精與水互溶下列說法正確的是(B)A．用苯(密度：0.879g/mL)萃取溴水中的溴，分液時(shí)有機(jī)層從分液漏斗的下口放出B．向碘水中滴加CCl4，振蕩靜置后分層，CCl4層呈紫色C．將碘水倒入分液漏斗，加適量乙醇，振蕩后靜置，可將碘萃取到乙醇中D．乙酸與乙醇的混合液可用分液漏斗進(jìn)行分離解析：A項(xiàng)，苯的密度比水的小，在上層，故有機(jī)層應(yīng)該從分液漏斗的上口倒出，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，碘在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于在水中的溶解度，故向碘水中滴加CCl4，振蕩，靜置后分層，CCl4層呈紫色，正確；C項(xiàng)，乙醇與水互溶，不能從碘水中萃取碘，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，乙醇和乙酸是互溶的，不分層，所以無法用分液法分離，錯(cuò)誤。1．下列關(guān)于萃取操作的說法正確的是(D)A．從碘水中萃取碘，可用酒精作萃取劑B．萃取操作完成后，靜置分層，上下層液體依次從下口放出C．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D．萃取時(shí)所選溶劑應(yīng)與原溶劑互不相溶，且與溶質(zhì)不反應(yīng)解析：因?yàn)榫凭兹苡谒?，所以酒精不能作從碘水中萃取碘的萃取劑，故A錯(cuò)誤；萃取時(shí)下層液體從下口流出，上層液體從上口倒出，故B錯(cuò)誤；如果有機(jī)溶劑的密度大于水，如CCl4，則水層在上層，如果有機(jī)溶劑的密度小于水，如苯，則水層在下層，故C錯(cuò)誤；萃取時(shí)所選溶劑應(yīng)與原溶劑互不相溶，且與溶質(zhì)不反應(yīng)，故D正確。2．實(shí)驗(yàn)室用如圖所示的裝置蒸餾海水，下列說法不正確的是(D)A．蒸餾燒瓶中加入沸石的目的是防止暴沸B．蒸餾海水獲得蒸餾水可以不用溫度計(jì)C．冷凝水從冷凝器的下口流入，上口流出D．該裝置可用于分離海水中的NaCl和MgCl2解析：蒸餾燒瓶中加入沸石的目的是防止暴沸，故A正確；水沸騰時(shí)產(chǎn)生的蒸汽冷凝后就是蒸餾水，所以蒸餾海水獲得蒸餾水可以不用溫度計(jì)，故B正確；冷凝水從冷凝器的下口流入，上