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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[目标导学]1．初步学会使用过滤、蒸发、结晶等方法对混合物进行分离和提纯。2．学会蒸馏、萃取等分离和提纯物质的方法。[背诵经典导学]1．萃取时选择的萃取剂和溶质不反应，与原溶剂互不相溶，且溶质在萃取剂中的溶解度远大于它在原溶剂中的溶解度。2．分液时旋开活塞用烧杯接收下层液体时，要注意待下层液体恰好流出时及时关闭分液漏斗的活塞，不能让上层液体流出，上层液体应从上口倒出。3．蒸馏操作要注意：①温度计水银球的位置在蒸馏烧瓶支管口处；②冷凝水的流向为自下而上；③沸石的作用是防暴沸。4．过滤操作中要注意“一贴、二低、三靠”。扬帆起航温习双基课前学习空间1．分离和提纯概念(1)分离：将_______中的各物质彼此分开，最终分别得到各种成分的过程。如：要求A、B混合物通过分离得到纯净的A和纯净的B。(2)提纯：将混合物中的_____除去，最终得到主要成分的过程。只要通过分离得到_________即可，至于杂质以什么形式存在不作要求。混合物杂质主要成分2．分离提纯的物理方法(1)过滤：两种物质的混合物中，一种组分_________，而另一组分_________，可以用过滤的方法加以分离。(2)结晶：两种固体混合物都_________，且溶解度随温度变化有_________，可以用溶解，结晶的方法加以分离。(3)萃取：利用物质在_________的溶剂中_______的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的方法称为萃取。可溶于水难溶于水可溶于水较大差异互不相溶溶解度(4)分液：将_________的两种液体分离的操作叫分液，分液所用的仪器是分液漏斗。(5)蒸馏：将液态物质加热至_____，使之_____，然后将蒸气重新冷凝为液体的操作过程称为蒸馏。蒸馏用于分离_____________的液体混合物。互不相溶沸点汽化沸点相差较大——小试身手1．用于分离或提纯物质的方法有：A．蒸馏(分馏)；B．萃取；C．过滤；D．重结晶；E.分液。下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪一种方法最合适？(填方法的标号)(1)除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3微粒____________。(2)分离四氯化碳与水的混合物________。(3)分离汽油和煤油________。(4)分离碘水中的碘单质________。(5)提纯氯化钠和硝酸钾混合物中的硝酸钾________。解析：(1)该固—液混合物由水、可溶性物质和难溶性物质组成，根据溶解性可知，宜用过滤。(2)两种互不相溶的液体组成的液态混合物中，四氯化碳的密度比水大，分层，根据溶解性和密度可知，宜用分液。(3)两种互相溶解的液体组成的液态混合物，沸点相差较大，宜用蒸馏(分馏)。(4)相同温度下，I2微溶于水，易溶于属于有机溶剂且不溶于水的四氯化碳或苯，根据溶解性可知，宜用萃取。(5)该固态混合物中两种成分均易溶于水，由溶解度曲线可知，氯化钠的溶解度受温度影响不大，而硝酸钾的溶解度受温度影响很大，因此常用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作分离，且反复进行多次，这种分离方法就是重结晶。答案：(1)C(2)E(3)A(4)B(5)D2．思考辨析(1)用分液的方法可将汽油和水的混合物进行分离。(√)解析：汽油和水相互不混溶，可用分液的方法进行分离。(2)进行过滤操作时，不用玻璃棒引流也正确。(×)解析：过滤操作时必须三靠；烧杯嘴紧靠玻璃棒，玻璃棒紧靠三层滤纸处，漏斗下端紧靠烧杯内壁。(3)用蒸馏法可分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合物。(√)解析：乙酸和乙酸乙酯均为有机物，互溶，沸点有一定差别，故能用蒸馏法分离。(4)分离硝酸钾和氯化钠的混合物用结晶法不能达到目的。(×)解析：结晶法是根据溶解度随温度变化有较大差别而分离物质的方法，硝酸钾的溶解度随温度变化大，氯化钠的溶解度随温度变化小，故可先用结晶法使硝酸钾析出，再用过滤分离。核心要点突破定位重点深化理解知识点一混合物分离与提纯的物理方法操作名称适用范围和实例装置操作要点1.过滤不溶性固体与液体分离。例：除去粗盐中的泥沙(1)对折法折叠滤纸后紧贴漏斗内壁，用水打湿不出气泡为止，滤纸边缘低于漏斗边缘；过滤时加入漏斗的溶液液面低于滤纸边缘，即“一贴二低三靠”(2)过滤时，烧杯嘴与玻璃棒接触；玻璃棒与三层滤纸处相接触；漏斗下端管口紧靠烧杯内壁操作名称适用范围和实例装置操作要点2.蒸发结晶(重结晶)可溶性固体—液体分离。例：食盐溶液的蒸发结晶。利用物质在同一溶剂中溶解度不同，进行固体—固体(均溶)分离。例如：KNO3、NaCl的分离(1)蒸发皿可直接受热。固定在铁架台的铁圈上(2)加热时用玻璃棒不断地搅动防止热液溅出，发现溶液出现较多固体时撤火，利用余热将溶液蒸干操作名称适用范围和实例装置操作要点3.蒸馏分离沸点不同的液体混合物。例如：用自来水制蒸馏水(1)给蒸馏烧瓶加热要垫石棉网，温度计水银球放在蒸馏烧瓶支管口略向下的位置(2)冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流，冷却水与被冷凝蒸气流向相反(3)烧瓶中放入多孔瓷片以防暴沸操作名称适用范围和实例装置操作要点4.萃取分液将两种互不相溶的液体分开。例：用CCl4将碘从碘水中萃取出来后，再分液分离(1)将溶液注入分液漏斗，溶液总量不超过其容积的3/4，如图所示，两手握住分液漏斗、倒转分液漏斗并反复、用力振荡(2)把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层(3)打开旋塞，使下层液体流出，然后关闭旋塞，将上层液体从上口倒出操作名称适用范围和实例装置操作要点5.层析根据混合物中各物质被吸附的性能不同，通过层析将溶解在溶剂中的混合物分离，如分离墨水中的染料(1)在层析纸下端滴一滴墨水(2)墨迹干后，将层析纸下端浸入合适溶剂中【名师提示】1．萃取剂的选择：(1)萃取剂与溶剂互不相溶。(2)溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。(3)萃取剂与原溶剂、溶质不发生化学反应，如萃取溴水中的溴可用苯、CCl4等做萃取剂而不能用酒精。2．蒸馏的注意事项：(1)烧瓶中加入少量沸石(或碎瓷片)，防止加热时液体暴沸。(2)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。(3)冷凝水与被冷凝蒸气的流向相反。3．蒸馏和蒸发的不同点：(1)目的不同：蒸发是为了除去溶剂得到晶体，蒸馏是为了得到液体成分。(2)主要仪器不同：蒸馏主要用蒸馏烧瓶和冷凝管，蒸发主要用蒸发皿。4．结晶有两种方法：(1)蒸发结晶：蒸发溶剂，如海水“晒盐”。蒸发时要注意：蒸发皿可直接受热；加热时用玻璃棒不断地搅动(防止热液溅出)，发现溶液出现较多固体时撤火，利用余热将溶液蒸干。(2)降温结晶：降低饱和溶液温度，如硝酸钾的结晶提纯法。先蒸发浓缩，形成较高温度下的饱和溶液，再冷却，即有晶体析出，最后过滤得硝酸钾晶体。知识点二混合物分离提纯的化学方法可以归纳为：“杂转纯，杂变沉，化为气，溶剂分”。1“杂转纯”：将要除去的杂质变为提纯物，这是提纯物质的最佳方案。如除去Na2CO3中混有的NaHCO3，则可将混合物加热使NaHCO3全部转化为Na2CO32NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑)。(2)“杂变沉”：通过加入某些试剂，使杂质反应转化为沉淀，再通过过滤，将沉淀滤去。例如NaCl中混有CaCl2，先将固体溶于适量水，再加入稍过量的Na2CO3溶液，使CaCl2完全转化为CaCO3沉淀，过滤除去CaCO3沉淀，向滤液中加入盐酸除去过量的Na2CO3，最后加热蒸发溶液，获得NaCl晶体。(3)“化为气”：加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3，则可加盐酸使CO2－3转变为CO2逸出。知识点三混合物分离与提纯的综合性知识1．分离物质与提纯物质(即除杂质)的联系与区别分离物质与提纯物质的相同点是被分离和提纯的都是混合物。分离物质要求分离出各种组分，而提纯只要求分离出某一种组分，杂质不一定要分离出来，但不能引入新的杂质。2．物质分离、提纯的注意事项(1)除杂试剂需过量；(2)过量试剂需除尽；(3)去除多种杂质时要考虑加入试剂的顺序；(4)选择最佳的除杂途径。3．分离方法综合运用实例——粗盐的提纯除去粗盐中的杂质MgCl2及泥沙，先将粗盐溶于适量水中，再加入稍过量的NaOH溶液，使MgCl2完全转化为Mg(OH)2沉淀，化学方程式为MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，过滤，除去泥沙和Mg(OH)2沉淀，向滤液中加入盐酸中和过量的NaOH，最后加热蒸发溶液，获得NaCl晶体。——对点训练【例1】(2018·浙江选考卷)下列图示与操作名称不对应的是()【解析】升华是从固体变为气体的过程，图中操作名称是加热，A不对应；由图中装置的仪器以及操作分离互不相溶的液体，可知本实验操作名称是分液，B对应；由图中装置的仪器以及操作分离难溶固体与液体的混合物，可知本实验操作名称是过滤，C对应；由图中装置的仪器以及操作分离沸点不同的液体混合物，可知本实验操作名称是蒸馏，D对应。【答案】A【例2】下列实验操作正确的是()A．粗盐提纯蒸发时，待水分完全蒸干后停止加热B．过滤时，漏斗下口尖端紧贴烧杯内壁C．蒸馏时，冷却水应从冷凝管上口进下口出D．分液操作时，上层液体应从分液漏斗下口放出【解析】粗盐提纯蒸发时，当出现大量晶体时停止加热，利用余热蒸干，A错误；为了防止液体飞溅，过滤时，漏斗下口尖端紧贴烧杯内壁，B正确；蒸馏时，冷却水应从冷凝管下口进上口出，C错误；分液操作时，上层液体应从分液漏斗上口倒出，D错误。答案选B。【答案】B【例3】实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如下图所示，下列分析正确的是()A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去B．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤【解析】KNO3中混有NaCl应提纯KNO3，将它们都溶于水，并降温结晶，因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高，NaCl的溶解度随温度的升高而基本无明显变化，则有，操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解，操作Ⅱ是蒸发浓缩，得到较高温度下的KNO3饱和溶液，操作Ⅲ为冷却结晶，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤、洗涤、干燥可得KNO3晶体，答案选C。【答案】C【名师指导】分离提纯方法的选择思路是根据分离提纯物的性质和状态来定的。具体如下：①分离提纯物是固体从简单到复杂方法：加热灼烧、升华、热分解，溶解，过滤洗涤沉淀，蒸发，结晶重结晶；②分离提纯物是液体从简单到复杂方法：分液，萃取，蒸馏；③分离提纯物是胶体：盐析或渗析；④分离提纯物是气体：洗气。【例4】要除去下列四种物质中的少量杂质括号内的物质为杂质。甲：CaCO3Na2CO3；乙：NaOHNa2CO3；丙：KClKHCO3；丁：碳粉CuO。可选用的试剂及操作方法有：①加适量盐酸，搅拌，过滤；②加适量水，搅拌，过滤；③加适量盐酸，蒸发；④溶解，加适量石灰水，过滤，蒸发。下列组合正确的是)A．甲—②，乙—④B．乙—③，丙—①C．丙—①，丁—②D．丁—②，丙—③【解析】甲中CaCO3难溶于水，杂质Na2CO3易溶于水，因此除CaCO3中少量Na2CO3杂质可选用的试剂及操作方法是②；乙中NaOH和Na2CO3均易溶于水，且能与盐酸反应，因此除去Na2CO3应选择沉淀法，即④；丙除去KCl中少量的KHCO3可选择气体法，即加入适量盐酸使KHCO3转化为KCl，然后蒸发所得溶液，可得KCl，故选择③；碳粉中含有少量CuO，可先加入适量盐酸，碳粉与盐酸不发生反应，CuO与盐酸反应生成CuCl2，然后过滤可得碳粉，即选择①，组合正确的只有A项。【答案】A【例5】粗食盐中除含有钙离子、镁离子、硫酸根离子等可溶性杂质外，还含有泥沙等不溶性杂质。为了除去杂质在实验室中可将粗盐溶于水然后进行下列操作：(1)过滤；(2)加入过量的氢氧化钠溶液；(3)加入适量的盐酸；(4)加过量Na2CO3溶液；(5)加过量的BaCl2溶液。以上操作的正确顺