高中化學(xué) 第一章 從實驗學(xué)化學(xué) 第一節(jié) 第3課時 蒸餾、萃取和分液學(xué)案 新人教版必修1-新人教版高中必修1化學(xué)學(xué)案

第3課時蒸餾、萃取和分液[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.通過蒸餾水的制備、碘水中碘的萃取的學(xué)習(xí)，建立根據(jù)混合物組分的特征采取合適分離操作的思維模型，通過Cl－檢驗的學(xué)習(xí)，初步理解干擾離子排除的方法。2.初步學(xué)會蒸餾、萃取、分液操作的實驗技能，能設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究。具有嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。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(yīng)介于其容積的eq\f(1,3)～eq\f(2,3)之間，不可將溶液蒸干。③蒸餾時在蒸餾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(jìn)，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(jìn)(1)已知C3H6O2的熔點為－98℃，沸點為57.5℃；C4H8O2的熔點為－84℃，沸點為77℃，二者都可溶于水，則分離二者的互溶混合物，可采用蒸餾的方法，但需要增加溫度計。(填儀器名稱)(2)當(dāng)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(jìn)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(jìn)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(jìn)出口位置)；④防暴沸的措施。【考點】蒸餾【題點】蒸餾實驗的綜合例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(xué)反應(yīng)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(zhuǎn)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(jìn)，上口出【考點】蒸餾【題點】蒸餾實驗的綜合思維啟迪——蒸餾操作在化學(xué)實驗中的應(yīng)用(1)分離液體混合物，當(dāng)液體混合物中各成分的沸點有較大的差別時才能達(dá)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。相關(guān)鏈接同課異構(gòu)——實驗室制取蒸餾水(1)實驗裝置(2)實驗步驟實驗步驟實驗現(xiàn)象①在試管中加入少量自來水，滴入幾滴稀硝酸和AgNO3(硝酸銀)溶液在試管中產(chǎn)生白色沉淀②在100mL燒瓶中加入約eq\f(1,3)體積的自來水，再加入幾粒沸石(或碎瓷片)，按圖所示連接好裝置，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，用錐形瓶收集約10mL液體，停止加熱錐形瓶中得到無色液體③取少量蒸餾出的液體加入試管中，然后加入幾滴稀硝酸和幾滴AgNO3溶液沒有明顯現(xiàn)象(3)實驗結(jié)論：自來水中含有Cl－，蒸餾水中不含有Cl－。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(jìn)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(jìn)下出，可能會使冷水充不滿冷凝管，下進(jìn)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(jié)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(guān)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(zhuǎn)分液漏斗反復(fù)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(yīng)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?！究键c】萃取與分液【題點】從碘水中萃取碘的實驗例4(2019·湖北重點高中聯(lián)考協(xié)作體期末)青蒿素是烴的含氧衍生物，為無色針狀晶體，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中幾乎不溶，熔點為156～157℃，熱穩(wěn)定性差，青蒿素是高效的抗瘧藥。已知：乙醚沸點為35℃，從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝如圖所示：(1)對青蒿干燥破碎后，加入乙醚的目的是______________________________________。(2)操作Ⅰ需要的玻璃儀器主要有燒杯、________，操作Ⅱ的名稱是________。(3)操作Ⅲ的主要過程可能是________(填字母)。A．加水溶解，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶B．加95%的乙醇，濃縮、結(jié)晶、過濾C．加入乙醚進(jìn)行萃取分液(4)在用分液漏斗進(jìn)行分液操作時，為使液體順利滴下，應(yīng)進(jìn)行的具體操作是________，再將分液漏斗下面的活塞擰開，使下層液體慢慢沿?zé)诹飨?，分液后漏斗?nèi)剩余的液體從分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)倒入燒杯。答案(1)溶解青蒿素(2)漏斗、玻璃棒蒸餾(3)B(4)將分液漏斗頸上的玻璃塞打開或使塞上的凹槽(或小孔)對準(zhǔn)漏斗上的小孔上口解析(2)操作Ⅰ是過濾，故需要的儀器還有玻璃棒、漏斗，操作Ⅱ是利用沸點不同分離乙醚和青蒿素，故操作為蒸餾。(3)依據(jù)題干信息分析可知，A項青蒿素不溶于水，C項加入乙醚后分液得到的還是混合液，不是精品；B項，根據(jù)題中信息可知，青蒿素可溶于乙醇，故粗品中加95%的乙醇溶解后，經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾可以除去不溶的雜質(zhì)，得到精品，故選B。(4)在用分液漏斗進(jìn)行分液操作時，為使液體順利滴下，應(yīng)平衡內(nèi)外大氣壓，故應(yīng)進(jìn)行的具體操作是將分液漏斗頸上的玻璃塞打開或使塞上的凹槽(或小孔)對準(zhǔn)漏斗上的小孔，分液漏斗的下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出。【考點】萃取與分液【題點】從碘水中萃取碘的實驗思維啟迪——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(yīng)；③溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在水(原溶劑)中的溶解度。相關(guān)鏈接(1)常用的萃取劑①萃取劑并不是唯一的，如萃取碘水中的碘時，苯、CCl4、汽油均可作萃取劑。②汽油、苯的密度比水小，萃取I2后顯紫色，且位于上層；CCl4的密度比水大，萃取I2后顯紫色，且位于下層。③由于酒精與水互溶，故酒精一般不作為從水溶液中萃取物質(zhì)的萃取劑。④萃取過程屬于物理變化。(2)液液混合物的分離1．(2019·云南石屏一中月考)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?！边@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?！究键c】蒸餾【題點】蒸餾實驗方法的選擇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?！究键c】萃取與分液【題點】萃取與分液實驗方法的選擇3．(2018·青島高一檢測)下列萃取與分液結(jié)合進(jìn)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(zhuǎn)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(zhǔn)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(guān)閉活塞，上層液體應(yīng)從上口倒入另一容器中?！究键c】萃取與分液【題點】分液實驗的儀器與操作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(yīng)：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(yīng)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?！究键c】萃取與分液【題點】萃取劑的選擇題組一蒸餾1．(2019·張家界慈利期末)我國明代《本草綱目》記載了燒酒的制造工藝：“凡酸壞之酒，皆可蒸燒”“以燒酒復(fù)燒二次價值倍也”。這里用到的實驗方法可用于分離()A．CCl4和水 B．酒精和水C．食鹽水和泥沙 D．硝酸鉀和硫酸鈉答案B解析“凡酸壞之酒，皆可蒸燒”“以燒酒復(fù)燒二次價值倍也”說的實驗操作是蒸餾，蒸餾可用于分離沸點不同的液體混合物。由此進(jìn)行判斷B正確?！究键c】蒸餾【題點】蒸餾實驗方法的選擇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?！究键c】蒸餾【題點】蒸餾的實驗儀器裝置3．(2018·天津高一檢測)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(jìn)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(yīng)位于蒸餾燒瓶的支管口處，而不能插入待蒸餾液體中。【考點】蒸餾【題點】蒸餾的實驗操作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?！究键c】蒸餾【題點】氯離子的檢驗題組二萃取、分液5．(2019·龍海市程溪中學(xué)期末)下列操作中不屬于萃取的是()A．從青蒿中提取青蒿素B．從溴水中提取溴單質(zhì)C．浸泡藥酒D．海水中提取食鹽答案D解析海水中提取食鹽利用的是蒸發(fā)原理，不屬于萃取，故D符合。【考點】萃取與分液【題點】萃取與分液實驗方法的選擇6．(2019·武邑中學(xué)月考)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查它是否漏水B．酒精比水更容易使碘溶解，酒精可以作萃取劑C．注入碘水和萃取劑，倒轉(zhuǎn)分液漏斗反復(fù)用力振蕩后，靜置，分液D．分液時，下層液體應(yīng)從下口流出，上層液體應(yīng)從上口倒出答案B解析酒精能與水互溶，所以酒精不能作萃取劑，故B錯誤。【考點】萃取與分液【題點】分液實驗的儀器與操作7．下列關(guān)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(yīng)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(yīng)與原溶劑互不相溶，與原溶劑、溶質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)，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?！究键c】萃取與分液【題點】萃取劑的選擇8．(2018·桂林高一檢測)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?！究键c】萃取與分液【題點】萃取實驗現(xiàn)象題組三物質(zhì)的分離9．(2019·江西省高安中學(xué)檢測)現(xiàn)有三組混合液：①CCl4和水；②苯(沸點：80.1℃)和甲苯(沸點：110.6℃)的混合物(二者是性質(zhì)非常相似的一對互溶液體)；③氯化鉀和單質(zhì)碘的水溶液。分離以上各混合液的正確方法是()A．分液、萃取、蒸餾 B．蒸餾、萃取、分液C．分液、蒸餾、萃取 D．萃取、蒸餾、分液答案C解析①CCl4和水互不相溶，采用分液的方法分離；②苯(沸點：80.1℃)和甲苯(沸點：110.6℃)是互溶的兩種液體，可以采用蒸餾的方法來分離；③向氯化鉀和單質(zhì)碘的水溶液中加入萃取劑，采用萃取法。【考點】物質(zhì)的分離【題點】物質(zhì)分離方法的選擇10．下列實驗中，所采取的分離方法與對應(yīng)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(jié)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(jié)晶法提純硝酸鉀?！究键c】物質(zhì)的分離【題點】物質(zhì)分離方法的選擇11．關(guān)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?！究键c】物質(zhì)的分離【題點】物質(zhì)分離的實驗操作12．(2019·天津市武清區(qū)檢測)需要分離下列兩種混合物，選用最合適的實驗裝置是()a．汽油中不小心混入了大量的水b．水與丙酮的混合物已知：丙酮是一種可與水混溶的無色液體，密度小于水，沸點約為56℃。A．④③B．②④C．②①D．①③答案B解析汽油中混入了大量的水，兩者互不相溶，可用分液法分離即②，丙酮可與水混溶，沸點約為56℃，分離水與丙酮可采取蒸餾法即④，答案選B?！究键c】混合物的分離與提純【題點】物質(zhì)分離的實驗儀器裝置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(jié)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)B【考點】物質(zhì)的分離【題點】物質(zhì)分離方法的選擇14．根據(jù)實驗室制取蒸餾水的實驗，回答下列問題。(1)在試管中加入少量自來水，滴加幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液，觀察到的實驗現(xiàn)象是______________，由此說明自來水中含有的離子是______________。(2)實驗室制取蒸餾水的裝置如下圖所示，請寫出裝置圖中序號所示的儀器名稱：②______________，③______________，⑤______________。(3)若取儀器⑤中收集得到的液體少許，加入到試管中，然后滴加幾滴稀硝酸和幾滴硝酸銀溶液，觀察到的現(xiàn)象是__________，原因是______________________________________。(4)你認(rèn)為上述蒸餾實驗的作用是___________________________________________________________________________________