1、高中化学专题1化学家眼中的物质世界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案苏教版必修1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、过滤与蒸发1过滤(1)过滤的实验装置如图所示，请填写图中实验仪器的名称。(2)在进行过滤操作时应注意的问题：一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；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；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。2蒸发(1)蒸发的实验装置如图所示
2、，请填写图中实验仪器的名称。(2)在进行蒸发操作时应注意的问题：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；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；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。过滤和蒸发两种分离方法的比较(1)过滤是分离固体和液体混合物常用的方法，主要用于除去液体中的不溶性固体。(2)蒸发是指给液体加热，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。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)右图中的操作有2处
3、错误()(2)过滤后滤液仍然浑浊，一定是由滤纸破损所导致()(3)为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅动过滤器中的液体()(4) 当蒸发皿中出现大量固体时停止加热，用余热蒸干的目的是防止固体迸溅()(5) 实验完毕后，用手直接取走蒸发皿()(6)过滤、蒸发过程中都会用到玻璃棒()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析(1)图中有三处错误：滤纸上沿高于漏斗上沿；没有使用玻璃棒引流；漏斗下端没有靠在烧杯内壁。(2)过滤后滤液仍然浑浊，可能是由滤纸破损所导致，也可能是由溶液超出滤纸上沿所致。(3)过滤时搅动过滤器中的液体，可能使滤纸破损，导致实验失败。(5)实验结束后应使用坩埚钳夹持蒸发皿。易错警示
4、在过滤操作中，玻璃棒的作用是引流和转移固体，不能用玻璃棒搅动过滤器中的液体以加快过滤速度。2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A项，NaNO3和NaOH都溶于水，无法用过滤法分离；B项，CuO和MnO2都不溶于水；D项，CuSO4、Ca(OH)2溶于水后两者会发生反应；C项，KCl和MnO2可用过滤法分离，然后蒸发滤液即可得到KCl。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原来的状态；提纯(除杂)是杂质不需要恢复原来状态。二、萃取与分液实验室用四氯化碳从碘
5、水中萃取碘的实验如图所示(1)实验中用到的仪器名称是分液漏斗、烧杯、铁架台(带铁圈)。(2)实验操作可分为如下几步把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中；把50 mL碘水和15 mL四氯化碳加入分液漏斗中，并盖好玻璃塞；检验分液漏斗活塞上的玻璃塞是否漏液；倒转漏斗用力振荡，并不时地旋开活塞放气，最后关闭活塞，把分液漏斗放正；旋开活塞，用烧杯接收溶液；从分液漏斗的上口倒出上层水溶液；将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔；静置，分层。正确的操作顺序(用上述序号填写)(3)上述步骤的操作中应注意使漏斗颈末端紧靠烧杯内壁；及时关闭活塞，不要让上层液体流出。(4)步骤的操作目的是
6、使漏斗内外空气相通，以保证进行操作时，漏斗内的液体能顺利流出。(5)能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是四氯化碳与水不互溶，并且碘在四氯化碳中溶解度比在水中大得多，碘与四氯化碳不反应。(6)已知碘在酒精中的溶解度比在水中大得多，能不能用酒精来萃取碘水中的碘：不能(填“能”或“不能”)，其理由是酒精和水可以互溶，碘溶于酒精中所形成的酒精溶液与水无法分液。归纳总结(1)萃取和分液萃取是利用物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。分液是把萃取后两种互不相溶的液体分开的操作。(2)萃取的三个“三”三仪器分液漏斗烧杯铁架台(
7、带铁圈)三溶剂常见萃取剂：汽油苯四氯化碳三原则萃取剂和原溶剂互不相溶萃取剂和溶质不发生反应溶质在萃取剂中的溶解度远大于在水中的溶解度(3)分液漏斗的使用和检漏方法分液漏斗使用前必须检查是否漏液。若漏液可在活塞上涂少量凡士林。检漏方法：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，正立后把瓶塞旋转180，再倒置看是否漏水。(4)分液操作的注意事项振荡时，要不时地旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大造成危险。分液时，分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，以防液滴飞溅。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，注意不能让上层液体流出，上层液体应从上口倒
8、出。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解析为防止漏液，使用前要检查分液漏斗是否漏液，故A正确；萃取剂要求不溶于水，且比水更容易使碘溶解，萃取剂和溶质不反应，故B正确；振荡后需静置分层后分液，故C错误；苯的密度比水小，浮在水面上，所以若用苯作萃取剂，则分层后上层液体呈紫红色，故D正确。4实验室用含有Ca2、Mg2、Cl、SO、Br等离子的溶液进行有关实验，已知：Cl22Br=Br22Cl。原溶液(1)操作
9、使用的试剂是 ，该操作的名称是 ，所用主要仪器是 。(2)若溴(Br2)是从上层液体获得的，则使用的试剂可能是 ， (填“能”或“不能”)使用酒精。答案(1)四氯化碳萃取、分液分液漏斗(2)苯不能解析观察流程图可以得知，通入Cl2的目的是获得Br2，经操作后溶液分成两层，可知操作是萃取、分液，从溶液中提取Br2是萃取，将两层液体分开是分液，且Br2在下层，使用的试剂应是密度大于水的试剂，可以用四氯化碳(CCl4)，所用主要仪器为分液漏斗；若Br2是从上层液体获得的，则萃取剂可能是苯，因酒精与水互溶，所以酒精不能作萃取剂。三、蒸馏1某些地区的自来水中含有Fe3，实验室可通过蒸馏自来水的方法获得少
10、量纯净的水(蒸馏水)，装置如下图所示：(1)仪器名称：蒸馏烧瓶，温度计，冷凝管。(2)实验时中约加入其体积的自来水之前，还应加入的物质是几粒沸石(或碎瓷片)，其作用是防止加热时液体暴沸。(3)观察到的实验现象是牛角管中有水滴入锥形瓶，锥形瓶中的水无色透明，烧瓶中水的颜色加深。2由上述实验得到的结论：通过蒸馏的方法可以分离沸点相差较大的液体混合物或除去水等液体中难挥发或不挥发的杂质。1.蒸馏的定义蒸馏是指把液体加热汽化，蒸气重新冷凝成液体的过程。2蒸馏的适用对象蒸馏用于分离沸点相差较大的互溶液体混合物，也可以除去液体中难挥发或不挥发的杂质。3蒸馏实验的注意事项(1)在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片或沸石
11、，防止液体暴沸。(2)温度计水银球的位置应与支管口下缘位于同一水平线上。(3)蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的，也不能少于。(4)冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出。(5)加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点。5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)指出图中两处明显的错误： ， 。(2)A仪器的名称是 ，B仪器的名称是 。(3)实验时A中除加入少量自来水外，还需加入少量 ，其作用是 。(4)收集完蒸馏水后，是先撤酒精灯还是先停冷凝水？ 。答案(1)温度计水银球没有放置在蒸馏烧瓶的支管口处冷却水进、出口位置反了(2)蒸馏烧瓶冷凝管(3)沸石(或碎瓷片)防止
12、加热时液体暴沸 (4)先撤酒精灯解析对于蒸馏的实验装置，最重要的问题有如下几点：仪器的连接顺序，温度计的位置，冷却水的流向(进、出口位置)，防暴沸的措施。易误提醒蒸馏装置易错点(1) 无石棉网和碎瓷片；(2) 冷凝管进、出水的流向；(3)温度计的水银球位置；(4)蒸馏烧瓶内液体用量过多或过少。1物质分离方法的选择(1)固体与固体混合物：若杂质易分解、易升华时则用加热法；若一种易溶、一种难溶时可用溶解过滤法；若两者均易溶，但其溶解度受温度的影响不同(差异较大)，则可用重结晶法。(2)液体与液体混合物：若沸点相差较大时，用蒸馏法；若互不相溶时，用分液法；若在溶剂中溶解度不同时，用萃取法。(3)气体
13、与气体混合：一般用洗气法。(4)若不具备上述条件的混合物，可选用适当的化学方法进行处理，待符合上述条件时，再选用适当的方法。2蒸馏、萃取操作简单记忆法(1)蒸馏：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。瓶中液限掌握好，先撤酒灯水再停。(2)萃取：萃剂原液互不溶，质溶程度不相同。充分振荡再静置，下放上倒切分明。1我国明代本草纲目中收载药物1 892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
14、馏。 2.下列仪器用于过滤和蒸发分离物质的是()漏斗试管蒸发皿天平烧杯研钵A BC D答案C解析过滤需要烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台，蒸发需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒、铁架台，则用于过滤和蒸发分离物质的仪器为。3下图是关于蒸发的实验示意图，下列说法正确的是()A组装实验装置时，应先固定好铁圈，放上蒸发皿，再放酒精灯B给蒸发皿内所盛液体加热时，必须垫上石棉网C玻璃棒的作用是搅拌，防止因局部过热而使固体迸溅 D蒸发的过程中，用酒精灯一直加热到全部固体析出，没有水分答案C解析组装实验装置时，应先放酒精灯，根据酒精灯的高度固定好铁圈，再放蒸发皿，A错误；蒸发皿可直接加热，不用垫石棉网，B错误；蒸发时不能直
15、接蒸干，应在析出大量固体时用余热使其蒸干，D错误。4下列关于仪器使用和操作的说法中不正确的是()A分液时，分液漏斗中的上层液体应从上口倒出B除去KNO3中少量NaCl：将混合物制成热的饱和溶液，冷却结晶，过滤C蒸馏时温度计水银球可以高于蒸馏烧瓶支管口D振荡分液漏斗时应关闭其玻璃塞和活塞答案C解析A项，分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，正确；B项，除去KNO3中的NaCl，利用其溶解度受温度影响的差别，采用重结晶法，正确；C项，蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处，错误；D项，振荡分液漏斗时为了防止内部液体流出，应关闭其玻璃塞和活塞，正确。5在常用方法和混合物之间连线。答案6工业
16、酒精是含水约4%的液态乙醇，向工业酒精中加入生石灰，会发生如下化学反应且生成物不溶于乙醇：CaOH2O=Ca(OH)2。要在实验室中将工业酒精转化为无水酒精。请回答下列问题：(1)加入过量的生石灰后，可采取的分离操作是 。(2)在你选择需要加热的实验方法中，需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有 。(3)在该方法的实验步骤里，紧挨加热之前的操作是 ，并且对此要注意的问题是 。答案(1)蒸馏(2)蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶(3)接通冷凝管中的水水从下口进，上口出解析生石灰为固体，酒精是液体，可用过滤的方法将两者分离，最好使用蒸馏法。 基础过关题组一物质分离、提纯方法的选择12015年Nob
17、el医学或生理学奖授予中国医学工作者屠呦呦，以表彰她用乙醚提取青蒿素这种有机物高效治疗疟疾的突出贡献。该提取方法是()A萃取 B蒸发C蒸馏 D过滤答案A2已知乙酸乙酯(C4H8O2)是一种无色液体，不溶于水，密度小于1 gmL1，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。3现有三组溶液：汽油和氯化钠溶液，39%的酒精溶液，氯化钠和单质溴的水溶液。分离以上各混合液的正确方法依次是()A过滤、萃取、分液 B萃取、分液、蒸馏C分液、蒸馏、萃取 D萃取、蒸馏、分液答案C解析汽油
18、和氯化钠溶液互不相溶，用分液法分离；酒精和水的沸点不同且互溶，用蒸馏的方法分离；单质溴极易溶于有机溶剂而有机溶剂不溶于水，用萃取法。4下列括号中的分离方法运用得当的是()A植物油和自来水(蒸馏)B水溶液中的食盐和碘(分液)CCaCO3和CaCl2(溶解、过滤、蒸发)D自来水中的杂质(萃取)答案C解析 A项，应该采用分液法；B项，应该采用萃取分液法；D项，应该采用蒸馏法。5下列实验中所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离水和乙醇分液水和乙醇的密度不同C除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁
19、醇(沸点为117.5 )中的乙醚(沸点为34.6 )蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大答案D解析乙醇与水互溶，不能用作萃取剂，A错误；乙醇和水互溶，不能用分液方法分离，B错误；除去KNO3中NaCl杂质是利用二者在不同温度下溶解度变化差别很大，使用重结晶法，C错误；分离两种沸点差别较大的互溶液体，一般使用蒸馏操作，D正确。题组二物质分离与提纯的仪器装置6下图所示四种化学实验操作的名称按顺序排列分别为()A过滤、蒸发、蒸馏、萃取(或分液或萃取分液)B过滤、蒸馏、蒸发、萃取C蒸发、蒸馏、过滤、萃取D萃取、蒸馏、蒸发、过滤答案A解析四种装置依次为过滤、蒸发、蒸馏、萃取(分液)。7从海带中提取碘的实验过程中
20、涉及下列操作，其中正确的是()A将海带灼烧成灰 B过滤得含I的溶液C放出碘的苯溶液 D分离碘并回收苯答案D解析海带灼烧成灰应在坩埚中进行；过滤时应用玻璃棒引流；碘的苯溶液在分液漏斗中位于上层，应待下层液体放出后从上口倒出；分离碘并回收苯应用蒸馏的方法，用水浴加热能控制温度不至于太高而防止碘的升华。题组三物质分离与提纯的实验操作8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：2NaBrCl2=2NaClBr2，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
21、精代替苯或四氯化碳D氯单质置换了溴单质答案C解析向含有少量溴化钠的氯化钠溶液中加入少量的氯水，发生了置换反应，氯置换出溴，用苯或四氯化碳萃取反应后溶液中的溴，所以A、D两项正确；苯的密度比水小，四氯化碳的密度比水大，所以苯层在上层或四氯化碳层在下层，B项正确；酒精与水混溶，不能作萃取剂，C项错误。9下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作萃取剂，从碘水中萃取碘)中错误的是()A饱和碘水和CCl4加入分液漏斗中后，塞上上口部的塞子，用一手压住分液漏斗上口部，一手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡B静置，待分液漏斗中液体分层后，先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)C打开分液漏斗的活塞，使全
22、部下层液体沿盛接液体的烧杯内壁慢慢流出D最后继续打开活塞，另用容器盛接并保存上层液体答案D解析下层液体从下口流出，等下层液体恰好流完后，关闭活塞，上层液体应从上口倒入另一容器中。10在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是()A在蒸馏烧瓶中盛约体积的自来水，并放入几粒沸石B将温度计水银球插入自来水中C冷水从冷凝管下口进入，上口流出D收集蒸馏水时，应弃去开始馏出的部分答案B解析为防止沸腾时液体从导管中冲出，蒸馏时加入的液体约为蒸馏烧瓶容积的，且加入几粒沸石，A正确；温度计测量的是蒸气的温度，水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，B错误；冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出，这样冷凝效果好，C正确；因为仪器中难免有
23、杂质存在，为保证蒸馏水的纯度应弃去开始馏出的部分，D正确。能力提升11工业上通常用工业酒精和生石灰混合蒸馏法制取无水乙醇。如图是实验室中模拟工业原理制取无水乙醇的装置。回答下列问题：(1)指出图中的三处错误： 、 、 。(2)在除去工业酒精中的水时，下列做法不可取的是 (填字母)。A加入过量的生石灰后过滤B加入过量的生石灰后蒸馏C加入过量的生石灰后分液(3)由(2)可知除去工业酒精中的水的原理是(用化学方程式表示) 。(4)装置中仪器A、B、C的名称分别是A ；B ；C 。(5)在蒸馏操作中，仪器B中加入沸石(碎瓷片)的作用是 。答案(1)给蒸馏烧瓶加热未垫石棉网温度计的水银球不应插入溶液中冷
24、却水的进出方向接反了(2)C(3)CaOH2O=Ca(OH)2(4)温度计蒸馏烧瓶冷凝管(5)防止暴沸12(1)阅读、分析下列两个材料：材料一材料二物质熔点/沸点/密度/gcm3溶解性乙二醇(C2H6O2)11.51981.11易溶于水和乙醇丙三醇(C3H8O3)17.92901.26能跟水、酒精以任意比互溶回答下列问题(填字母)：A蒸馏法 B萃取法C“溶解、结晶、过滤”的方法 D分液法将纯碱从氯化钠和纯碱的混合物中分离出来，最好选用 。将乙二醇和丙三醇相互分离的最佳方法是 。(2)阅读材料三回答下列问题：材料三在溶解性方面，Br2(溴)与I2(碘)很相似，其稀的水溶液显黄色。在实验室里从溴水
25、(Br2的水溶液)中提取Br2和提取I2的方法相似。常用的提取方法是 ，化学试剂是 ，最主要的仪器是 。若观察发现提取Br2以后的水还有颜色，解决该问题的方法是 。答案(1)CA(2)萃取四氯化碳(或CCl4)分液漏斗再进行萃取，直到水呈无色，将各次分离出来的含溴的四氯化碳溶液合并解析材料一中，根据曲线图知，纯碱和氯化钠在水中的溶解度随温度的变化相差很大。提纯纯碱时，可以先将混合物在较高温度下溶于水形成浓溶液，然后降低温度，大量纯碱晶体析出，而氯化钠不会析出，再过滤可得纯净的纯碱晶体。材料二中，乙二醇和丙三醇沸点相差很大，可以用蒸馏法分离。材料三中，Br2和I2在溶解性方面很相似，因此可以用C
26、Cl4从溴水中萃取Br2。如果提取Br2后水还有颜色，说明Br2没有被萃取完全，可再进行萃取直至水呈无色。13过滤在实验、生产、生活中有着广泛的应用。某研究性学习小组在实验室测定某含NaCl杂质的碳酸钠样品中Cl的含量，其实验步骤如下：将100 g样品溶于水得到溶液A。向A中加入稀HNO3酸化后，再加入沉淀剂B，使Cl完全沉淀下来。进行如图所示操作，得到固体C，洗涤，干燥。称量得固体C的质量为2.87 g。(1)沉淀剂B为 (填化学式)。(2)向A中加入稀HNO3酸化的目的是 。(3)如何洗涤固体C： 。如果得到固体C后直接干燥、称量，会使样品中氯元素的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“不变”
27、)。(4)该样品中氯元素的质量分数为 。答案(1)AgNO3(2)除去溶液中的CO(3)沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水自然流下，重复23次偏大(4)0.71%解析根据实验流程可知，样品溶于水得到氯化钠和碳酸钠溶液；向溶液中加入稀HNO3酸化，会使硝酸、碳酸钠反应生成硝酸钠、二氧化碳和水，从而排除CO对Cl测定的影响，然后加入过量沉淀剂B，使Cl完全沉淀下来，氯离子和银离子反应生成AgCl沉淀，则沉淀剂B为AgNO3；由于固体表面会残留溶液中的溶质离子，称量固体质量之前必须洗涤，否则会使称得质量偏大。洗涤时在原过滤器中用蒸馏水冲洗干净即可。根据Cl原子守恒得m(Cl)2
28、.87 g0.71 g，则Cl元素质量分数100%0.71%。14海洋植物如海带和海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海洋中提取碘的流程如下：某化学兴趣小组将上述流程设计成如下图所示操作：已知：过程发生反应的化学方程式为Cl22KI=2KClI2。回答下列问题：(1)写出提取过程中实验操作的名称： ， 。(2)四氯化碳是 色、密度比水 的液体。F中下层液体的颜色为 色，上层液体中溶质的主要成分为 。(3)从F中分液后得到固态碘还需进行的操作是 。(4)在灼烧过程中，使用到的实验仪器有(除泥三角外) (填序号)。试管瓷坩埚坩埚钳蒸发皿酒精灯答案(1)过滤萃取(2)无大紫红(或紫)KCl(或氯化钾)(3)蒸馏(4)解析(1)从实验流程看操作为过滤，操作为萃取。(2)CCl4萃取碘水中的碘后，上层液体为KCl溶液，注意不含Cl2和I2。(3)对F中的两种液体进行分液，然后用蒸馏的方法得到I2。(4)给固体物质加热灼烧时用到坩埚、坩埚钳和酒精灯。
