高中化学必修一常见物质的分离、提纯

常见物质的分离、提纯教学目的：⒈知道物质分离和提纯的常用方法；⒉初步学会物质分离、提纯等实验技能；⒊能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案。相关知识点：第1课时物质的分离、提纯一、物质的分离与提纯方法1．混合物的物理分离方法方法适用范围主要仪器注意点实例固+液蒸发易溶固体与液体分开酒精灯、蒸发皿、玻璃棒①不断搅拌；②最后用余热加热；③液体不超过容积2/3NaCl(H2O)固+固结晶溶解度差别大的溶质分开NaCl(NaNO3)升华能升华固体与不升华物分开酒精灯I2(NaCl)固+液过滤易溶物与难溶物分开漏斗、烧杯①一角、二低、三碰；②沉淀要洗涤；③定量实验要“无损”NaCl(CaCO3)液+液萃取溶质在互不相溶的溶剂里，溶解度的不同，把溶质分离出来分液漏斗①先查漏；②对萃取剂的要求；③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出从溴水中提取Br2分液分离互不相溶液体分液漏斗乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管①温度计水银球位于支管处；②冷凝水从下口通入；③加碎瓷片乙醇和水、I2和CCl4渗析分离胶体与混在其中的分子、离子半透膜更换蒸馏水淀粉与NaCl盐析加入某些盐，使溶质的溶解度降低而析出烧杯用固体盐或浓溶液蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油气+气洗气易溶气与难溶气分开洗气瓶长进短出CO2(HCl)液化沸点不同气分开U形管常用冰水NO2(N2O4)附：常见物质的分离和提纯装置：如图2．混合物的化学分离法方法热分解法沉淀分离法酸碱分离法水解分离法氧化还原法实例NH4Cl(NaCl)NaCl(BaCl2)MgCl2(AlCl3)Mg2+(Fe3+)Fe2+(Cu2+)二、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。不同点见下表：1．常见气体的检验常见气体检验方法氢气纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃的气体不一定是氢气氧气可使带火星的木条复燃氯气黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3．NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)氯化氢无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。二氧化硫无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。硫化氢无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑。氨气无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。二氧化氮红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性。一氧化氮无色气体，在空气中立即变成红棕色二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭。一氧可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色。检验类型鉴别利用不同物质的性质差异，通过实验，将它们区别开来。鉴定根据物质的特性，通过实验，检验出该物质的成分，确定它是否是这种物质。推断根据已知实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。检验方法①若是固体，一般应先用蒸馏水溶解②若同时检验多种物质，应将试管编号③要取少量溶液放在试管中进行实验，绝不能在原试剂瓶中进行检验④叙述顺序应是：实验(操作)→现象→结论→原理(写方程式)化碳甲烷无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和CO2；不能使高锰酸钾、溴水褪色。乙烯无色气体、可燃，燃烧时有明亮的火焰和黑烟，生成水和CO2。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。乙炔无色无臭气体，可燃，燃烧时有明亮的火焰和浓烟，生成水和CO2，能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。2．几种重要阳离子的检验(l)H+：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。(2)Na+、K+：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。(3)Ba2+：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。(4)Mg2+：能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。(5)Al3+：能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。(6)Ag+：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成［Ag(NH3)2］+。(7)NH4+：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。(8)Fe2+：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－(9)Fe3+：能与KSCN溶液反应，变成血红色Fe(SCN)3溶液，能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。(10)Cu2+：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。3．几种重要的阴离子的检验(1)OH－：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。(2)Cl－：能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。(3)Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。(4)I－：能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。(5)SO42－：能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。(6)SO32－：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。(7)S2－：能与Pb(NO3)2溶液反应，生成黑色的PbS沉淀。(8)CO32－：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。(9)HCO3－：取含HCO3－盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3－盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀MgCO3生成，同时放出CO2气体。(10)PO43－：含磷酸根的中性溶液，能与AgNO3反应，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀1.3.51.3.5溶于硝酸。(11)NO3－：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。5．用一种试剂或不用试剂鉴别物质用一种试剂来鉴别多种物质时，所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应，而且能产生不同的实验现象。常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4．Cu(OH)2悬浊液等。不用其他试剂来鉴别一组物质，一般情况从两个方面考虑：①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等)，首先鉴别出来，然后再用该试剂去鉴别其他物质。归纳多功能试剂在解化学实验的鉴别题时，如能够快速选用合适的“多功能试剂”，则可大大提高解题速度和质量，对限制试剂种数，特别是需要一种试剂鉴别的题，更具有特殊意义一、化学试剂中的“多面手-----FeCl3溶液1、在苯酚溶液中，滴人两三滴FeCl3溶液，立即出现紫色。2、与无色透明的硫氰化钾溶液反应，呈血红色。3、在FeCl3溶液中加入足量的Fe粉，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。4、把H2S气体通入FeCl3溶液，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色，同时溶液也变浑浊。5、在FeCl3溶液中加入NaI溶液，很快看到有棕色浑浊出现。6、与AgN03溶液反应生成不溶于稀HN03的白色沉淀。二、溴水----橙色液体1、其溶质易被有机溶剂萃取，有机溶剂层颜色加深。2、能与酚类(如酚酞)发生取代反应生成白色沉淀。3、能与含双键或三键的不饱和有机物发生加成反应而褪色。4、能与碱性物质发生反应而褪色，如NaOH，Na2C03溶液等。5、具有氧化性，能把一些还原性较强的物质氧化，本身褪色，如(H2S、NaI、Na2S03)等。三、新制的Cu(OH)：悬浊液1、具有不溶性碱的通性；加热可分解成CuO黑色沉淀；遇较强酸溶液能溶解，变为澄清透明的蓝色溶液。2、具有弱氧化性；在加热时能够把一CHO氧化成一COOH，而本身被还原为Cu20砖红色沉淀。3、能与多羟基的物质(如甘油、葡萄等)反应生成绛蓝色溶液。四、Ba(OH)2——五色透明液体1、Ba2＋的功能：能与CO32—、P043－、SO32－等生成溶于HCI溶液的白色沉淀；能与S042－生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。2、OH—的功能：能与许多金属离子反应生成不溶于水的沉淀；能与NH4＋反应生成NH3；能使A1(OH)3、A1203溶解。典型例题【例1】（2010天津卷）下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是A．用FeCl3溶液腐蚀铜线路板：Cu+2Fe3+＝Cu2++2Fe2+B．Na2O2与H2O反应制备O2：Na2O2+H2O＝2Na++2OH－+O2↑2,4,6C．将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2+H2O＝2H++Cl－+ClO－D．用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4+6H++5H2O2＝2Mn2++5O2↑+8H2O解析：B中元素不守恒，正确的离子方程式为：2Na2O2+2H2O==4Na++4OH-+O2；C中的HClO是弱酸，不能拆成离子形式；D的离子方程式本身没有问题，但KMnO4的强氧化性能将浓盐酸氧化，不能实现证明H2O2具有还原性的目的(还原性：HCl＞H2O2，HCl先反应)，D错。答案：A命题立意：考查离子方程式的正误判断。【例2】（2010广东理综卷，7）能在溶液中大量共存的一组离子是A．NH4+、Ag+、PO43-、Cl-B．Fe3+、H+、I-、HCO3-C．K+、Na+、NO3-、MnO4-D．Al3+、Mg2+、SO42-、CO32-解析：A中Ag+和PO43-、Cl-因生成沉淀不共存；B中H+和HCO3-离子生成气体不共存，Fe3+和I-因发生氧化还原反应不共存；D中Al3+和CO32-因互促水解不共存。答案：C【例3】（2010安徽卷，9）在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是A.Na+、Mg2+、ClO—、NO3—B.Al3+、NH4+、Br-、Cl-C.K+、Cr2O72-、CH3CHO、SO42-D.Na+、K+、SiO32-、Cl-答案：B解析：酸性环境下A中生成次氯酸，C中Cr2O72-氧化CH3CHO，D中生成硅酸沉淀。【例4】（2010上海卷，9）下列离子组一定能大量共存的是A．甲基橙呈黄色的溶液中：I-、Cl-、NO3-、Na+B．石蕊呈蓝色的溶液中：Na+、AlO2-、NO3-、HCO3-C．含大量Al3+的溶液中：K+、Na+、NO3-、ClO-D．含大量OH一的溶液中：CO32-、Cl-、F-、K+答案：D解析：此题考查了化学实验中的离子共存知识。使甲基橙呈黄色的溶液pH大于4.4，当其处于4.4-7之间时，NO3-表现强氧化性，将I-氧化为I2，排除A；石蕊呈蓝色的溶液pH大于8，溶液呈碱性，OH-能和HCO3-反应，排除B；含大量Al3+的溶液中，溶液呈酸性，其中的H+能和ClO-结合成HClO，排除C。知识归纳：在给定条件下，考查离子组能否共存时，要注意其与元素化合物知识、电离平衡知识的联系。特别要注意题干