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第二单元研究物质的实验方法第1课时物质的分离与提纯[学习目标定位]1.根据混合物各成分的性质会选择物质的分离方法。2.初步学会使用过滤、蒸发、蒸馏、萃取等方法对混合物进行分离提纯。一、过滤和蒸发1．过滤和蒸发的原理(1)过滤是分离固体和液体混合物常用的方法，主要用于将液体中的不溶性固体分离。(2)蒸发是指给溶液加热，使液体受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。蒸发可得到晶体，也可用于浓缩溶液。2．过滤实验仪器与操作(1)过滤实验装置如图所示，请填写图中序号所示的仪器名称。(2)在进行过滤操作时应注意的问题①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；②二低：滤纸边缘略低于漏斗边缘；液体的液面略低于滤纸的边缘；③三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应靠到玻璃棒上；玻璃棒的底端应轻靠到漏斗三层滤纸一侧；漏斗颈的末端应靠到烧杯的内壁上。3．蒸发实验仪器与操作(1)蒸发实验装置如图所示，请填写图中序号所示的仪器名称。(2)在进行蒸发操作时应注意的问题①在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热造成液滴飞溅；②加热到蒸发皿中剩余少量液体时(出现较多晶体时)应停止加热，用余热蒸干；③热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。如果一定要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。例1通过溶解、过滤、蒸发等操作，可将下列各组混合物分离的是()A．硝酸钠、氢氧化钠B．氧化铜、二氧化锰C．氯化钾、二氧化锰D．硫酸铜、氢氧化钙答案C解析硝酸钠和氢氧化钠都溶于水，无法用过滤法分离；氧化铜和二氧化锰都不溶于水；硫酸铜和氢氧化钙溶于水后两者会发生反应；氯化钾和二氧化锰可用过滤法分离，然后蒸发滤液即可得到氯化钾。【考点】过滤与蒸发的综合应用【题点】固体混合物的分离与提纯思维启迪——分离和提纯的区别混合物中的各成分分开后，分离是要把各成分恢复到原来的状态；提纯(除杂)是杂质不需要恢复到原来状态。二、萃取和分液1．萃取和分液的原理(1)萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法。加入的溶剂称为萃取剂。(2)分液是利用分液漏斗把互不相溶的两种液体分开的操作。分液操作一般与萃取结合使用。2．用四氯化碳萃取碘水中的碘3．萃取分液的操作注意事项(1)振荡时，要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大引起危险。(2)分液时，要将漏斗下端管口紧贴烧杯内壁，使液体顺利流下，防止液体飞溅。(3)下层液体要从下口放出，恰好流尽时及时关闭活塞，防止上层液体流出。(4)上层液体要从上口倒出，保证上层液体尽量少地沾附下层液体。萃取操作简记口诀萃取原液互不溶，质溶程度不相同。充分振荡再静置，下放上倒记分明。例2为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：已知步骤④中反应的化学方程式是Cl2＋2KI===2KCl＋I2。请填写下列空白：(1)步骤③的实验操作名称是________。(2)步骤⑤的操作名称是________，除烧杯外，还必须用到的玻璃仪器是________。(3)选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是____________________________(回答两条即可)。(4)从碘水溶液中提取碘，还可以选用下列__________(填字母)物质作为萃取剂。a．酒精b．苯(密度比水小)c．氯化钠溶液答案(1)过滤(2)萃取分液漏斗(3)四氯化碳比水更容易使碘溶解；四氯化碳与水互不相溶(4)b解析由流程图可知，步骤③为过滤操作，步骤⑤为萃取操作。萃取选用的仪器为分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)；萃取剂(如四氯化碳、苯等)应不溶于水，且比水更容易使碘溶解，而酒精与水互溶，不能选用酒精作萃取剂。【考点】萃取与分液【题点】从碘水中萃取碘的实验思维启迪——萃取实验中的三个“三”三种仪器：①分液漏斗；②烧杯；③铁架台(带铁圈)。常用的三种萃取剂：①汽油；②苯；③四氯化碳。萃取剂选择的三原则：①萃取剂与水(原溶剂)互不相溶；②萃取剂与原溶剂、原溶质不发生反应；③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在水(原溶剂)中的溶解度。三、蒸馏1．蒸馏实验原理蒸馏是指把液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，再重新冷凝成液体的过程。根据混合物各组分的沸点不同，利用蒸馏可以除去易挥发、难挥发或不挥发的杂质。2．实验室制取蒸馏水(1)下图为实验室制取蒸馏水的装置图，请指出图中序号所示各仪器的名称。(2)实验注意事项①蒸馏装置的连接顺序是由下到上、由左到右。②蒸馏烧瓶中所盛液体体积一般应介于其容积的13～23之间，不可将溶液蒸干。③蒸馏时在蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石是为了防止液体暴沸。④冷凝管中的冷却水从下口进，从上口出。⑤蒸馏烧瓶加热时要垫上石棉网。蒸馏操作简记口诀隔网加热冷管倾，上缘下缘两相平。需加碎瓷防暴沸，热气冷水逆向行。例3如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题。(1)A仪器的名称是________，B仪器的名称是________。(2)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量________，其作用是________________。(3)指出图中两处明显的错误：①____________________；②______________________。(4)收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？________________________________________________________________________。答案(1)蒸馏烧瓶冷凝管(2)沸石(或碎瓷片)防止加热时液体暴沸(3)①温度计水银球没有放置在蒸馏烧瓶的支管口处②冷却水进出口位置反了(4)先撤酒精灯解析对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有以下几点：①仪器的连接顺序；②温度计的位置；③冷却水的流向(进出口位置)；④防暴沸的措施。【考点】蒸馏【题点】蒸馏实验的综合1．我国明代《本草纲目》中收载药物1892种，其中“烧酒”条目下写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上…其清如水，味极浓烈，盖酒露也。”这里所用的“法”是指()A．萃取B．过滤C．蒸馏D．蒸发答案C解析由信息可知，蒸令气上，则利用互溶混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏。【考点】蒸馏【题点】蒸馏实验方法的选择2．已知乙酸乙酯(C4H8O2)是一种无色液体，不溶于水，密度小于1g·mL－1，沸点约为55℃。要从水与乙酸乙酯的混合物中将乙酸乙酯分离出来，下列方法中最简便的是()A．蒸馏B．分液C．过滤D．蒸发答案B解析乙酸乙酯与水不互溶，用分液的方法分离最简便。【考点】萃取与分液【题点】萃取与分液实验方法的选择3．将碘水中的碘萃取出来的实验中，下列说法错误的是()A．分液漏斗使用前要检验它是否漏水B．萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解C．注入碘水和萃取剂，倒转分液漏斗反复用力振荡后立即分液D．若用苯作萃取剂，则分层后上层液体呈紫红色答案C解析萃取剂(如四氯化碳、苯等)应不溶于水，且比水更容易使碘溶解；若用苯(密度比水小)作萃取剂，分层后上层液体呈紫红色。为防止漏液，使用前要检查分液漏斗是否漏液；加入碘水和萃取剂振荡后，需静置分层再分液。【考点】萃取与分液【题点】从碘水中萃取碘的实验4．为了除去氯化钠溶液中的少量溴化钠，常用方法是往溶液中加入少量氯水，发生反应：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，然后加入苯或四氯化碳，经振荡、静置、分液，可得到氯化钠溶液。下列分析判断中不正确的是()A．加入苯或四氯化碳的操作叫萃取B．苯层在上层或四氯化碳层在下层C．可以用酒精代替苯或四氯化碳D．氯气单质置换出了溴单质答案C解析由2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2可知，该溶液中加入少量氯水，有单质溴生成；用苯或四氯化碳可萃取反应后溶液中的溴，苯的密度比水小，苯层在上层；四氯化碳的密度比水大，四氯化碳层在下层。酒精与水混溶，不能作萃取剂。【考点】萃取与分液【题点】萃取剂的选择[对点训练]题组一过滤与蒸发1．下列混合物能用过滤法分离的是()A．酒精和水B．食盐和蔗糖C．泥沙和食盐D．铜粉和铝粉答案C解析过滤是将不溶于水的固体从水溶液中分离出去的一种实验方法。酒精和水都为液体且二者互溶；食盐和蔗糖都能溶于水；铜粉和铝粉都为难溶于水的物质。【考点】过滤【题点】过滤实验方法的选择2．蒸发时，下列操作正确的是()A．使蒸发皿盛满滤液，用小火加热B．蒸发过程中，要用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)C．将加热完后的蒸发皿取下，可直接放在实验台上D．将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热答案B解析蒸发所用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)；蒸发皿中所盛液体不得超过其容积的2/3；蒸发皿可直接加热；加热完毕后的蒸发皿不能直接放在实验台上，应放在石棉网上。【考点】蒸发与结晶【题点】蒸发结晶实验的操作3．(2018·金华市十校联考)提纯含有少量Mg(NO3)2杂质的KNO3溶液，可使用的方法为()A．加入过量NaOH溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量的硝酸B．加入过量KOH溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸C．加入过量Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸D．加入过量K2SO4溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸答案B解析A、C、D项引入杂质离子无法除去。【考点】过滤与蒸发的综合应用【题点】过滤与蒸发的综合4．2016年9月，“天宫二号”发射成功，若在“天宫二号”空间实验室(失重条件下)进行以下实验，其中最难以完成的是()A．将金粉和铜粉混合B．将牛奶加入水中混合C．蒸发食盐水制取食盐晶体D．用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙答案D解析将金粉和铜粉混合或牛奶加入水中混合在失重状态下也可以完成，故A、B项不符合题意；蒸发食盐水采取加热措施即可实现，C项不符合题意；用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙，由于空间实验室中为失重状态，滤液无法流出，故不能完成过滤操作，D项符合题意。【考点】过滤与蒸发的综合应用【题点】固体混合物的分离与提纯题组二萃取与分液5．可以用分液漏斗分离的一组液体混合物是()A．溴和四氯化碳B．溴和苯C．水和植物油D．水和乙醇答案C解析溴易溶于四氯化碳、苯，水和乙醇互溶，植物油不溶于水。【考点】萃取与分液【题点】萃取与分液实验方法的选择6．(2018·杭州市期中联考)可以用苯萃取溴水中的溴，下列说法不正确的是()A．萃取、分液前需对分液漏斗检漏B．溴在苯中的溶解度比在水中的溶解度大C．分液时，将两层液体依次从分液漏斗的下口放出D．为保证分液漏斗内的液体顺利流出，需将上面的塞子拿下答案C解析利用苯萃取溴水中的溴时，苯层在上面，先打开分液漏斗下端的旋塞放出水溶液，关闭旋塞，再将苯层从分液漏斗的上口倒出，C项不正确。【考点】萃取与分液【题点】分液实验的仪器与操作7．下列关于四氯化碳用于萃取碘水中碘的理由不正确的是()A．四氯化碳的密度比水大B．四氯化碳与水和碘均不反应C．四氯化碳与原溶剂水互不相溶D．碘在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多答案A解析本题主要考查萃取剂的选择条件。萃取剂应与原溶剂互不相溶，与溶质不发生反应，且溶质在萃取剂中的溶解度要大于在原溶剂中的溶解度。【考点】萃取与分液【题点】萃取剂的选择题组三蒸馏8．(2017·嘉兴高一检测)自来水中因含有少量Cl－而不能用于溶液的配制，实验室为了除去自来水中的Cl－获得纯净水，可采用的方法是()A．过滤法B．结晶法C．蒸馏法D．分液法答案C解析除去自来水中的少量杂质离子只能用蒸馏法。【考点】蒸馏【题点】蒸馏实验方法的选择9．蒸馏不需用到的仪器是()A．蒸发皿B．冷凝管C．蒸馏烧瓶D．酒精灯答案A解析蒸馏实验操作用到的仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等，不可能用到的仪器是蒸发皿。【考点】蒸馏【题点】蒸馏的实验仪器装置10．(2017·余姚中学高一期中)在蒸馏实验中，下列说法错误的是()A．加入沸石的作用是防止液体暴沸B．加热时，蒸馏烧瓶下面要垫石棉网C．冷凝管中冷却水的流向是从上向下流D．蒸馏时