混合物的分离与提纯

分离和提纯有什么不同？一、物质的分离与提纯分离：用适当方法，把混合物中的几种物质分开，每一组分都要保留下来，并恢复到原状态，得到比较纯的物质。提纯：指保留混合物中的某一主要组分，把其余当杂质用一定方法除去。常用的分离、提纯物质的方法：物理方法：过滤、蒸发、结晶、分液、萃取、蒸馏、分馏、升华、渗透、盐析等化学方法：沉淀、置换、洗气、气化、互变、溶解法等。方法试用范围主要仪器注意事项过滤难溶性固体和液体的分离（1）过滤：基本操作方法：铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒一贴二低三靠；必要时洗涤沉淀；方法：向漏斗里注入少量水，使水面浸过沉淀物，待水滤出后，重复洗涤数次。如何洗涤沉淀？原理：利用物质的溶解性差异，分离难溶性固体和可溶性固体烧杯尖嘴紧靠玻璃棒玻璃棒末端轻靠三层滤纸上漏斗末端紧靠在烧杯内壁滤液液面低于滤纸边缘滤纸边缘低于漏斗边缘滤纸紧贴漏斗壁2、结晶（1）蒸发结晶注意事项:1.蒸发皿中的液体不能超过其容积的2/3。２.蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。３.当出现大量固体时应停止加热，用余热蒸干。４.热的蒸发皿不能直接放在实验台上，用坩埚钳把蒸发皿取下，放在石棉网上。原理：利用加热的方法，使溶剂气化而析出晶体的过程。方法试用范围主要仪器注意事项蒸发结晶降温结晶如何从KNO3、NaCl的混合液中提纯KNO3？提纯溶解度随温度变化不大的物质可溶性混合物的分离三脚架（带铁圈的铁架台）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒加热到大量固体析出，还有少量液体时停止加热三脚架（带铁圈的铁架台）、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒先配成（或浓缩）成高温下的浓溶液，然后冷却结晶。（2）结晶：提纯溶解度随温度升高明显增大的物质降温结晶法溶解度随温度升高而减小的物质该用什么办法提取？粗盐的提纯：请同学们先设计一个提纯粗盐的步骤（假设粗盐里含有少量泥沙及可溶性CaCl2、MgCl2和硫酸盐。）步骤现象①溶解②过滤③蒸发粗盐溶解有少量不溶物烧杯内为无色透明溶液，滤纸有残物有白色晶体析出先除去泥沙，得氯化钠晶体取少量待测试液于试管中，加入适量稀盐酸，再加入适量BaCl2溶液，观察是否有白色浑浊出现，若出现白色浑浊现象说明原待测试液中含有SO42－。SO42－的检验:注：离子检验须考虑其他离子干扰问题加入稀盐酸是为了排除Ag＋、CO32－、SO32－等离子的干扰。若用稀硝酸则易将SO32－氧化成SO42－。只取少量待测液进行检验，不可将检测液加入全部待测液。BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClBaSO4:白色、难溶于H2O、难溶于酸、过滤除去BaSO3、BaCO3：白色、难溶于水，可溶于强酸可溶性氯化物的检验：AgCl：白色、难溶于H2O、难溶于酸取样滴加适量稀硝酸加入适量AgNO3AgCl白色沉淀存在氯离子离子检验思路：1.确定检验原理2.考虑可能存在的干扰3.确定用于排除干扰的试剂离子检验的操作步骤：1.取少量待测液于试管2.加入适量用于排除干扰的试剂3.加入适量检验剂4.观察实验现象，得出结论化学分离和提纯的四原则和三必须四原则：不增（不增加新杂质）；不减（不减少被提纯的物质）；易分（被提纯物与杂质容易分离）；易复原（被提纯物要容易复原）三必须：除杂剂必须稍过量；（不再产生沉淀或气体等即已过量）过量试剂必须除尽（不能因过量试剂带入新质）；除杂途径必须最佳。如何设计化学方法提纯方案1.必须遵循“四原则”和“三必须”2.根据被提纯物和杂质的性质，选择合适的除杂剂和分离方法。3.如果要除去多种杂质，需考虑各种除杂剂的滴加顺序。如何除去NaCl中的CaCl2、MgCl2和硫酸盐？实际上只需将钙离子、镁离子、硫酸根离子除去如何除去钙离子、镁离子、硫酸根离子？Ca2+OHˉCaCO3Mg2+CO32-Mg(OH)2SO42-Ba2+BaSO4根据离子性质，将其转化为难溶性固体、气体或水除去Na2CO3NaOHBaCl2可选用试剂：过量除杂剂引入的杂质离子如何除去？Ba2＋CO32-BaCO3OHˉH+H2OCO32-H+H2O+CO2↑Na2CO3需在BaCl2之后加入，NaOH可在BaCl2之前或之后，HCl需最后加入可选用试剂：Na2CO3HClHCl确定除杂试剂的加入顺序方案一：BaCl2Na2CO3NaOHHCl方案二：BaCl2NaOHNa2CO3HCl方案三：BaCl2NaOHNa2CO3HCl过滤过滤过滤除杂步骤溶解含杂质的NaCl晶体Na+、Cl-、Ca2+SO42-、OH-稍过量的NaOH溶液稍过量的BaCl2溶液Na+、Cl-、Ca2+、OH-、Ba2+稍过量的Na2CO3溶液Na+、Cl-、CO32-、OH-HClNaCl晶体过滤蒸发结晶BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClCaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClNaOH＋HCl=H2O+NaClNa2CO3+2HCl=H2O+CO2↑+NaClMgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaClBaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl怎样除去硫酸钠晶体中混有的少量碳酸钠晶体？想一想：利用物质沸点的不同（一般要求相差≥30℃），加热使液体混合物中沸点低的液体变为气体挥发出来，再冷凝为液体，除去可溶性难挥发或不挥发的杂质的方法。所用仪器和用品：铁架台（带铁圈和铁夹）、酒精灯、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管（又叫承接器）、锥形瓶、石棉网、温度计等。实例：实验室制蒸馏水三蒸馏操作要领：1.在铁架台上放置酒精灯并根据酒精灯的高度固定铁圈；2.垫上石棉网；3.检查蒸馏烧瓶的气密性；4.固定蒸馏烧瓶；5.放入少许碎瓷片或沸石6.放入混合液并塞上带温度计的单孔塞；7.连接冷凝管、牛角管和锥形瓶；8.加热并控制一定温度；9.接收冷凝液仪器组装顺序：由左至右，由下至上注意事项1.必须先检查蒸馏烧瓶的气密性；2.加沸石或碎瓷片以防暴沸；3.温度计的水银球上沿与蒸馏烧瓶支管口下沿在同一直线上；4.冷凝管水流方向为“下进上出”；5.蒸馏烧瓶不可蒸干；6.停止加热后仍要继续通冷却水一段时间。蒸发与蒸馏的区别蒸发：加热使溶剂挥发而分离出溶剂中的溶质的方法。蒸馏：利用沸点不同分离互溶液体混合物的方法。如用蒸馏法制无水乙醇。3、分液将互不相溶的液体混合物分离的方法。思考：如何分离汽油和水4、萃取利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂（原溶剂）转移到另一溶剂（萃取剂）中，从而进行分离的方法称为萃取。1、原溶剂与萃取剂既不相溶、也不反应。2、溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，且溶质不与萃取剂反应。萃取和分液往往结合进行。萃取条件：P19观察与思考实验步骤：在两支试管中各加入2~3mL碘水，再向其中的一支试管中滴加1mLCCl4，振荡、静置。现象：碘水呈黄色。加CCl4振荡后，溶液分层，上层几乎无色，下层呈紫红色。使用分液漏斗注意事项1、使用前检查是否漏水3、分液时，下层液体由下端流出，上层液体由上口倒出。4、分液漏斗下端紧贴烧杯内壁。2、加入萃取液后要先倒转分液漏斗用力振荡，再静置1、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是（）A、氧化铜、木炭B、碳酸钙、氯化钠C、硝酸钾、氯化钠D、乙醇、水B练习2．用于分离或提纯物质的已学方法有：A．萃取B．分液C．过滤D．加热分解E．蒸发F．蒸馏下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合适?（把选用方法的标号填入括号内）（1）除去Ca（OH）2溶液中悬浮的Ca（OH）2颗粒（）（2）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）（3）除去酒精中溶解的微量食盐（）（4）把溴水中的溴提取出来（）（5）用自来水制取医用蒸馏水（）（6）除去氧化钙中的碳酸钙（）（7）分离柴油和水的混合物（）BDACEFF3、右图所示装置有多种用途，请回答下列问题：（1）洗气：除去CO中的水蒸气，装置内应盛放；（2）检验：证明CO中混有CO2，装置内应盛放；浓H2SO4澄清石灰水（3）集气：若用排空气法收集比空气轻的气体时，气体应从装置的端通入（填“A”或“B”，下同）；若收集比空气重的气体，则气体从端通入。若用排水法收集O2时，瓶内应先装满水，气体从端通入。(4)贮气：若要用水将装置中的氧气排出进行实验时，水应从端通入。（5)量气：若要测定实验室制得的少量O2的体积，则应在瓶内先装满水，再将O2从端通入。BABBA3、现有三组溶液（1）汽油和氯化钠溶液（2）酒精和水的混合溶液（3）氯化钠和单质溴的溶液以上混合溶液分离的正确方法依次是（）A、分液、萃取、蒸馏B、萃取、蒸馏、分液C、分液、蒸馏、萃取D、蒸馏、萃取、分液C4、阅读下列材料，按要求回答问题：酒精、苯、ＣＣl４、煤油都是有机溶剂，有机溶剂之间大都能互溶；碘（Ｉ２）难溶于水，易溶于有机溶剂，其溶液呈紫红色；溴（液溴）的性质与碘相似，其溶液呈橙红色。１、下列能用分液漏斗分离的是（）Ａ、液溴和ＣＣl４Ｂ、酒精和煤油Ｃ、ＣaＣl２和Ｎa２ＳＯ４溶液Ｄ、苯和蒸馏水Ｄ２、在酒精、苯、ＣＣl４、ＮaＣl溶液、蒸馏水五种试剂中，（１）能把碘单质从碘水中萃取出来的是苯，ＣＣl４（２）能把碘从碘水中萃取出来，并在分液时碘从分液漏斗上端倒出的是；萃取时，上层液体呈色，下层液体呈色．苯紫红无３、ＣＣl４能把碘酒中的碘萃取出来吗？不能，酒精与CCl4混溶【思考】某些地区的自来水中含有Fe3+，那么如何将含有Fe3+的自来水提纯呢？——利用各组分沸点不同，将液态混合物分离和提纯的方法5、蒸馏投放沸石或碎瓷片温度计水银球处于支管口处水，下入上出溶液体积不超过烧瓶体积2/35、蒸馏利用互溶液体混合物中各组分沸点不同进行分离提纯的操作。其过程是：将液态物质加热至沸点，使之汽化，然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程成为蒸馏。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏应用1、分离沸点相差较大的液体混合物2、除去水等液体中难挥发和不挥发的杂质6、层析:据混合物中各物质被吸附性能的不同，把它们溶解在某溶剂中，以层析的方法进行分离7.升华例如：加热使碘升华，来分离I2和SiO2的混合物。8.渗析利用半透膜（如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等），使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析来提纯、精制胶体。9、洗气注意事项：（1）长进短出（2）两种气体的溶解度相差较大气体和杂质气体分离（杂质与试剂反应或溶解）随着分离技术的发展，新的分离方法不断涌现。在实验室和化工生产中，常常结合使用各种分离方法，有时还要运用化学方法把物质的转化和分离结合起来。现有含Na2SO4MgCl2和泥沙等杂质的粗食盐，请设计实验方案，由粗食盐提纯氯化钠。溶解→过滤→Na0H(过量)→BaCl2(过量)→Na2CO3(过量)→过滤→盐酸(过量)→蒸发结晶分离或提纯物质的常用操作方法适用范围操作要求举例过滤除去溶液里不溶性固体一贴：将滤纸折叠好放入漏斗，加入少量蒸馏水湿润，使滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘略低于漏斗边缘，加入漏斗的液体的液面应略低于滤纸边缘；三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯尖嘴应与玻璃棒接触，玻璃棒的低端应轻触三层滤纸处，漏斗的末端应紧贴接受器内壁除去粗食盐中的少量泥沙蒸发溶解度随温度变化较小的物质（1）注入蒸发皿中的溶液不得超过其总容积的2/3，以免加热时溅出；（2）当溶液中溶质的溶解度较大时，应加热到溶液表面有晶膜出现，再停止加热；当溶质的溶解度较小或高温时溶解度较大而室温又较小时，则不需要蒸发至液面出现晶膜即可冷却；（3）加热后的蒸发皿不能骤冷，以防炸裂；（4）不要立即把热的蒸发皿直接放在实验台上，以免烫坏实验台。如要放的话，应在其下部垫石棉网。从食盐水中提取食盐晶体。蒸馏分馏液态混合物各组分沸点不同（一般沸点相差30℃以上的分离温度计的下端水银球的位置低于支管口处，蒸馏烧瓶中应加沸石或碎瓷片以防暴沸。冷凝管的下口为进水口，下口为出水口，不可接反。蒸馏水制无水乙醇（加生石灰）石油分馏1.蒸馏烧瓶里加入的沸石起何作用？2.温度计的作用是什么？它该如何放置？3.冷凝管该如何通水？为什么要如此通水？萃取与分液ⅰ萃取：利用溶质在互不相溶