2024-2025學(xué)年高中化學(xué)專題1化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界第二單元研究物質(zhì)的實驗方法第1課時物質(zhì)的分離與提純學(xué)案含解析蘇教版必修1

PAGE7-第1課時物質(zhì)的分別與提純[學(xué)習(xí)目標(biāo)]駕馭結(jié)晶、蒸餾、萃取、分液、過濾等分別提純混合物方法的原理、所需儀器、基本操作、留意事項，能夠敏捷地選用合適的方法分別、提純混合物。[學(xué)問回顧]一、過濾1．概念：將eq\o(□,\s\up3(01))固體與液體分別的一種方法。2．主要儀器及用品eq\o(□,\s\up3(02))燒杯、漏斗、玻璃棒、鐵架臺(帶鐵圈)、濾紙。3．裝置圖二、蒸發(fā)1．概念：分別溶于溶劑中的固體溶質(zhì)的一種方法。2．主要儀器及用品eq\o(□,\s\up3(01))蒸發(fā)皿、酒精燈、鐵架臺(帶鐵圈)、玻璃棒。3．裝置圖[新知學(xué)習(xí)]一、結(jié)晶(重結(jié)晶)原理：eq\o(□,\s\up3(01))利用混合物中各組分物質(zhì)的溶解度受溫度改變影響的差異，將其中的物質(zhì)進(jìn)行分別的一種試驗方法。結(jié)晶是溶質(zhì)從溶液中析出晶體的過程，通過eq\o(□,\s\up3(02))蒸發(fā)削減溶劑或降低溫度使溶解度變小，從而使晶體析出。操作要領(lǐng)(冷卻法)：通常先在較高溫度下溶解固體并形成濃溶液，然后降低溫度，溶解度受溫度改變影響較大的溶質(zhì)析出晶體?！玖粢狻恐亟Y(jié)晶又叫再結(jié)晶，即讓晶體重新溶解，再進(jìn)行蒸發(fā)或降溫冷卻，讓晶體重復(fù)結(jié)晶、過濾，以達(dá)到更進(jìn)一步分別或提純混合物的目的。二、蒸餾1．原理利用混合物中各組分的eq\o(□,\s\up3(01))沸點不同，除去液態(tài)混合物中eq\o(□,\s\up3(02))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(2)試驗操作①檢驗Cl－在試管中加入少量自來水，滴入幾滴eq\o(□,\s\up3(03))稀硝酸和幾滴AgNO3溶液，試管中產(chǎn)生eq\o(□,\s\up3(04))白色沉淀。說明水中含有Cl－。②蒸餾在100mL燒瓶中加入約eq\f(1,3)～eq\f(2,3)體積的自來水，再加入幾粒eq\o(□,\s\up3(05))沸石，按上圖連接好裝置，向冷凝管中通入冷卻水，加熱燒瓶，棄去起先餾出的部分液體。③再次檢驗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)eq\o(□,\s\up3(06))無沉淀。說明制得的蒸餾水不含Cl－。三、萃取與分液1．原理(1)萃取利用溶質(zhì)在eq\o(□,\s\up3(01))互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來的方法。(2)分液將eq\o(□,\s\up3(02))兩種互不相溶的液體分開的操作。2．主要儀器：eq\o(□,\s\up3(03))分液漏斗、帶鐵圈的鐵架臺、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eq\o(□,\s\up3(04))分液漏斗，然后再注入4mL四氯化碳，蓋好玻璃塞，發(fā)覺溶液分層，eq\o(□,\s\up3(05))四氯化碳在下層。(2)振蕩萃取用右手壓住分液漏斗eq\o(□,\s\up3(06))口部，左手握住eq\o(□,\s\up3(07))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上靜置，液體分層。上層為eq\o(□,\s\up3(08))水層，無色；下層為eq\o(□,\s\up3(09))碘的四氯化碳溶液，紫色。(4)分液待液體分層后，將分液漏斗上的eq\o(□,\s\up3(10))玻璃塞打開(或使塞上的凹槽對準(zhǔn)漏斗上的小孔)，再將分液漏斗下面的eq\o(□,\s\up3(11))活塞擰開，使下層液體沿eq\o(□,\s\up3(12))燒杯壁流下，然后關(guān)閉旋塞。上層液體從分液漏斗eq\o(□,\s\up3(13))上口倒出。1．降溫結(jié)晶除雜法是依據(jù)兩組分的溶解度不同嗎？提示：不是，是依據(jù)兩組分的溶解度隨溫度改變有較大差異。2．能否用酒精來萃取碘水中的碘？為什么？提示：不能，因酒精與水互溶。3．在蒸餾操作中，溫度計的水銀球要插入液面以下嗎？提示：不是，本試驗中用溫度計指示蒸氣的溫度，以限制溫度在兩種物質(zhì)的沸點之間，因為揮發(fā)出來的是沸點低的物質(zhì)，所以溫度計的水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處。4．冷凝管的水流方向如何？能否顛倒？提示：下進(jìn)上出，不能顛倒，水流與蒸氣方向相反，采納的是逆流原理。一、物質(zhì)的分別和提純1．含義(1)物質(zhì)的分別：把混合物的各種成分分開，分別得到純凈的物質(zhì)，如分別液態(tài)空氣中的N2和O2。(2)物質(zhì)的提純：把混合物中所含有的雜質(zhì)除去，以得到純凈的物質(zhì)。如除去CO2中的CO。2．區(qū)分物質(zhì)的分別過程中，分開后的各物質(zhì)要復(fù)原到原來的狀態(tài)，而提純過程中，若雜質(zhì)發(fā)生化學(xué)改變，不必復(fù)原為原來的狀態(tài)。3．方法(1)物理方法：過濾、結(jié)晶、升華、蒸餾、萃取、分液、溶解等。(2)化學(xué)方法：沉淀、置換、加熱分解等。4．原則特殊提示從根本上說分別和提純都是將某一物質(zhì)從某混合物中分別出來，相比較而言，提純采納的方法更為寬松，而分別須要將各組分一一分開。無論分別還是提純，都要特殊留意不要引入新的雜質(zhì)。[練習(xí)與實踐]1．除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)，所用試劑和方法不正確的是()物質(zhì)雜質(zhì)除雜所用試劑和方法A．H2SO4HClAgNO3溶液、過濾B．KNO3K2SO4Ba(NO3)2溶液、過濾C．CuCuO鹽酸、過濾D．CaCO3CaOH2O、過濾答案A解析除雜是將雜質(zhì)除去并進(jìn)行有效的分別，所加試劑與雜質(zhì)反應(yīng)后的生成物要易于分別而除去，通常將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為不溶物或可溶物。除雜要求除去雜質(zhì)時不能引入新的雜質(zhì)。H2SO4和AgNO3反應(yīng)生成的Ag2SO4微溶，不能達(dá)到除雜的目的，且引入新雜質(zhì)NOeq\o\al(－,3)。2．通過溶解、過濾、蒸發(fā)等操作，可將下列各組混合物分別的是()A．硝酸鈉、氫氧化鈉 B．氧化銅、二氧化錳C．氯化鉀、二氧化錳 D．硫酸銅、氫氧化鈣答案C解析A項，硝酸鈉和氫氧化鈉都溶于水，無法用過濾法分別；B項，氧化銅和二氧化錳都不溶于水；D項，硫酸銅、氫氧化鈣溶于水后兩者會發(fā)生反應(yīng)；而氯化鉀和二氧化錳可用過濾法分別，然后蒸發(fā)濾液即可得到氯化鉀。3．填寫合適的分別或除雜方法。①除去CaO中的CaCO3：________②分別溴和四氯化碳：________③除去N2中的O2：________④分別植物油和水：________⑤除去H2中的CO2：________答案①加熱②蒸餾③灼熱的銅網(wǎng)④分液⑤洗氣二、蒸餾和萃取操作時的留意事項1．蒸餾操作留意事項(1)多種液體分別時需運用蒸餾燒瓶和溫度計，且溫度計水銀球在蒸餾燒瓶支管口處。(2)蒸餾時在燒瓶中放少量碎瓷片或沸石，防止液體暴沸。(3)冷凝管中冷卻水從下口進(jìn)，上口出。先通冷凝水，再加熱。(4)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。(5)給蒸餾燒瓶加熱時，要墊上石棉網(wǎng)。2．萃取操作留意事項(1)分液漏斗的運用分液漏斗運用前必需檢查是否漏液，方法是：在分液漏斗中注入少量的水，塞上瓶塞，倒置看是否漏水，若不漏水，正立后把瓶塞旋轉(zhuǎn)180°，再倒置看是否漏水。(2)萃取劑必需具備的三點性質(zhì)①萃取劑和原溶劑互不相溶。②萃取劑和原溶劑、溶質(zhì)都不發(fā)生反應(yīng)。③溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。(3)分液操作的留意事項①振蕩時，要時常旋開活塞放氣，以防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過大引起危急。②分液時要將玻璃塞打開，或使塞上的凹槽(或小孔)對準(zhǔn)漏斗上的小孔，保證漏斗內(nèi)與外界大氣相通，同時漏斗下端管口要緊貼燒杯內(nèi)壁，從而使液體順當(dāng)流下。③下層液體要從下口放出，上層液體要從上口倒出。特殊提示分液既是萃取操作中的一個步驟，也是一個獨立的分別混合物的方法，工業(yè)生產(chǎn)和試驗室中常常利用萃取分液的方法分別提純物質(zhì)，如分別水和CCl4的混合物時可用分液的方法。[練習(xí)與實踐]4．假如你家里的食用花生油不當(dāng)心混入了大量的水，利用你所學(xué)的學(xué)問，最簡便的分別方法是()答案B解析花生油不溶于水，分別兩種互不相溶的液體，可用分液法。5．某化學(xué)課外小組以海帶為原料制取少量碘水，現(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分別兩種溶液。其試驗可分解為如下各步：A．把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中；B．把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中，并蓋好玻璃塞；C．檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液；D．倒轉(zhuǎn)漏斗振蕩，并時常旋開活塞放氣，最終關(guān)閉活塞，把分液漏斗放正；E．旋開活塞，用燒杯接收下層溶液；F．從分液漏斗上口倒出上層溶液；G．將分液漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準(zhǔn)分液漏斗口上的小孔；H．靜置、分層。就此試驗完成下列填空：(1)正確操作步驟的依次是(用上述各操作的編號字母填寫)：________→________→________→A→H→________→E→F(2)D步驟為什么要時常旋開活塞放氣？______________________________。(3)上述E步驟的操作中應(yīng)留意______________________________。(4)上述G步驟操作的目的是_____________________________。(5)能選用CCl4從碘水中萃取碘的緣由是______________________________。答案(1)CBDG(2)防止分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)過大而發(fā)生危急(3)使分液漏斗下端漏斗頸緊靠燒杯內(nèi)壁；剛好關(guān)閉活塞，防止上層液體流出(4)使分液漏斗內(nèi)外空氣相通，以保證進(jìn)行E操作時漏斗里的液體順當(dāng)流出(5)CCl4與水既不反應(yīng)也不互溶，且碘在CCl4中的溶解度比在水中大得多解析(1)題中給出了八個步驟，后五個步驟的依次也已給出了其中四個：A→H→()→E→F，只要考慮到靜置、分層后才能分液，操作依次應(yīng)為A→H→(G)→E→F。前三個步驟應(yīng)為：查漏→裝液→振蕩，即C→B→D。(2)振蕩分液漏斗時