化學(xué)高考必備課件+練習(xí)全套■11-2第二節(jié)物質(zhì)的檢驗、分離和提純

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1、1. 了解過濾、蒸發(fā)、萃取、蒸餾等物質(zhì)分離、提純的常用方法,能對常見物質(zhì)進行分離和提純。2了解常見離子的檢驗方法,能對常見的物質(zhì)的組成進行檢驗和分析。3了解常見氣體的檢驗。4綜合運用化學(xué)知識設(shè)計實驗方案對常見物質(zhì)(包括離子、氣體、有機物等)進行分離、提純和檢驗。 第 二 節(jié) 物 質(zhì) 的 檢 驗 、 分 離 和 提 純 1 分 離 儀 器(1)漏 斗漏斗常用于分離 混合物,也可用于防倒吸裝置。固體和液體 長頸漏斗用于裝配發(fā)生器,如簡易啟普發(fā)生器,使用時長管末端應(yīng) ,形成液封。分液漏斗用于分離 的液體;也可在反應(yīng)裝置中做加液裝置。使用前應(yīng)先檢驗是否 ,分液時下層液體從 放出,上層液體由 倒出。插入

2、反應(yīng)液面以下密度不同且互不相溶漏液下口上口 (2)干燥管用于除去氣體中的雜質(zhì),氣流流向 進 出。(3)洗氣瓶用于除去氣體中的雜質(zhì),如圖所示,如果用于除去氣體中的雜質(zhì),氣體流向為 進 出。如果要測量氣體的體積,氣體可由 進入,里面的水由 排入量筒。大口小口A處B處B處A處 2 常 見 物 質(zhì) 的 分 離 操 作方法裝置或主要儀器適用條件實例說明過濾 . 碳酸鈣懸濁液、泥水等 (1)操作中要注意 “ ”。 (2)若一次過濾后濾液仍渾濁,可重復(fù)過濾 蒸發(fā) 溶質(zhì)的溶解度受溫度變化影響較 . 從NaCl溶液中提取NaCl晶體 (1)加熱過程中,要用玻璃棒 . (2)當(dāng)出現(xiàn)較多固體時, . 難溶固體與液體

3、混合物小一貼、二低、三靠攪拌即停止加熱 蒸餾兩種或兩種以上 的液體,沸點相差較大分離酒精和水(1)溫度計的水銀球要放置在 處。(2)為防暴沸,可在蒸餾燒瓶中放幾小塊沸石萃取、分液互不相溶的液體混合物分離CCl4和水等分液時下層液體 ,上層液體從 .互溶蒸餾燒瓶支管口從下口流出上口倒出 思 考 :萃取劑應(yīng)符合什么條件?提 示 :萃取劑應(yīng)符合的條件是:萃取劑與原溶劑互不相溶;與溶質(zhì)不反應(yīng);溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠大于在原溶劑中的溶解度。 1 常 見 氣 體 的 檢 驗由 于 氣 體 貯 存 困 難 , 使 用 時 易 擴 散 , 故 檢 驗 中 要 盡 可 能 使 用 物 理 性 質(zhì) 加 以 檢

4、驗 。即 使 使 用 化 學(xué) 方 法 , 盡 可 能 多 用 試 紙 。 可 按 下 列 順 序 檢 驗 :(1)觀 察 顏 色 : 紅 棕 色 為 , 黃 綠 色 為 ; 打 開 瓶 塞 , 瓶 口 有白 霧 出 現(xiàn) 的 是 、 或 、 有 色 氣 體 出 現(xiàn) 的 是 NO。(2)聞 氣 味 : 有 氣 味 的 可 能 是 Cl 2、 HCl、 NO2、 NH3、 SO2等 。NO2、Br2(g) Cl2濃硝酸濃鹽酸濃氨水紅棕刺激性 (3)試紙檢驗:使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的是 ;使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅的是酸性氣體如:HCl、CO2等;使?jié)駶櫟钠芳t試紙褪色的是 等;使?jié)駶櫟牡矸跭 I試紙

5、的是氧化性氣體如:Cl2、O3等。(4)點燃:可燃或產(chǎn)生爆鳴聲的是 性氣體如:H2、CH4、C2H6、CO等。(5)使帶火星的木條復(fù)燃的是 。(6)通入盛有試劑的洗氣瓶:如二氧化氮通入水中生成 色的溶液并生成 色氣體,水溶液顯酸性;二氧化硫通入品紅溶液能使品紅溶液 ,加熱后又顯 ,能使酸性K MnO 4溶液褪色;CO2或SO2能使澄清的石灰水變 等。 NH3 SO2、Cl2變藍可燃O2無無褪色紅色渾濁 2 幾 種 重 要 離 子 的 檢 驗(1)Na 、 K : 用 焰 色 反 應(yīng) , 它 們 的 火 焰 分 別 是 、 。 (K 透 過 藍 色 鈷玻 璃 觀 察 )。(2) : 與 NaOH

6、溶 液 反 應(yīng) , 加 熱 , 放 出 的 氣 體 , 能 使 濕 潤 的 紅色 石 蕊 試 紙 ; 用 蘸 有 濃 鹽 酸 的 玻 璃 棒 靠 近 時 冒 。(3)Ba 2 : 與 稀 硫 酸 或 可 溶 性 硫 酸 鹽 產(chǎn) 生 , 且 沉 淀 不 溶 于 稀 鹽 酸 (或稀 硝 酸 )。黃色紫色刺激性氣味變藍白煙白色沉淀 (4)Al3:與適量的NaOH溶液反應(yīng),生成白色沉淀,該沉淀能溶于過量NaOH溶液。(5)Fe3:與K SCN溶液,立即顯紅色,(或與NaOH溶液反應(yīng),生成紅褐色的Fe(OH)3沉淀)。(6)Fe2:與少量NaOH溶液反應(yīng),先生成白色的Fe(OH)2沉淀,迅速變成灰綠色,

7、最后變成紅褐色的Fe(OH)3沉淀,或向亞鐵鹽的溶液中加入K SCN溶液,不顯紅色,加入少量新制氯水后,立即顯紅色。 (7) :與BaCl2反應(yīng)生成白色BaCO3沉淀,該沉淀溶于鹽酸,產(chǎn)生無色氣體,能使澄清的石灰水變渾濁。(8) :濃溶液與強酸反應(yīng),產(chǎn)生無色有刺激性氣味的氣體,能使品紅褪色。(9) :加入鹽酸無明顯現(xiàn)象后再加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。(10)Cl:與硝酸酸化的硝酸銀反應(yīng),有白色沉淀生成。 1 分 離 提 純 的 原 則(1)引 入 試 劑 一 般 只 跟 雜 質(zhì) 反 應(yīng) ; (2)后 續(xù) 試 劑 應(yīng) 能 除 去 過 量 的 前 一 試 劑 ; (3)不引 進 新 雜 質(zhì)

8、 ; (4)雜 質(zhì) 與 試 劑 生 成 的 物 質(zhì) 易 與 被 提 純 物 質(zhì) 分 離 (狀 態(tài) 類 型 不 同 );(5)過 程 簡 單 , 現(xiàn) 象 明 顯 , 純 度 要 高 ; (6)盡 可 能 將 雜 質(zhì) 轉(zhuǎn) 化 為 所 需 物 質(zhì) ; (7)除去 多 種 雜 質(zhì) 時 考 慮 加 入 試 劑 的 合 理 順 序 ; (8)如 遇 到 極 易 溶 于 水 的 氣 體 時 , 要 防止 倒 吸 現(xiàn) 象 發(fā) 生 。 2 對 混 合 物 分 離 、 提 純 的 基 本 要 求混 合 物 的 提 純 , 即 將 混 合 物 中 的 雜 質(zhì) 除 去 而 使 主 要 的 成 分 (非 雜 質(zhì) )達

9、到 一 定 的 純度 保 留 下 來 , 混 合 物 的 提 純 又 叫 做 物 質(zhì) 的 凈 化 或 除 雜 , 對 混 合 物 的 提 純 , 要 做 到 :反 應(yīng) 物 質(zhì) 正 確 , 操 作 簡 便 , 少 用 試 劑 , (主 要 成 分 )量 不 減 少 , 保 護 環(huán) 境 。3 物 質(zhì) 的 分 離化 學(xué) 方 法用 化 學(xué) 方 法 除 去 溶 液 中 的 雜 質(zhì) 時 , 要 使 被 分 離 的 物 質(zhì) 或 離 子 盡 可 能 除 去 , 需 要 加入 過 量 的 分 離 試 劑 , 在 多 步 分 離 的 過 程 中 , 后 加 的 試 劑 應(yīng) 能 夠 把 前 面 所 加 入 的 過量

10、 的 無 關(guān) 物 質(zhì) 或 離 子 除 去 , 對 無 機 混 合 物 常 采 用 下 列 方 法 進 行 分 離 和 提 純 。 (1)加熱法混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)時,可直接加熱,使熱穩(wěn)定性差的物質(zhì)分解而分離出來,例如:食鹽中混有氯化銨,純堿中混有小蘇打等均可直接加熱除去雜質(zhì)。(2)沉淀法在混合物中加入某試劑,使其中一種以沉淀形式分離出去的方法,使用該方法一定要注意不能引入新雜質(zhì),若使用多種試劑將溶液中不同微粒逐步沉淀時,應(yīng)注意后加入試劑能將先加入試劑的過量的無關(guān)部分除去,最后加入的試劑不引入新雜質(zhì),例如:加入適量BaCl 2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4,再加入Na2CO3可除

11、去過量的BaCl2,過量的Na2CO3再用稀鹽酸除去。 (3)酸堿法被提純物質(zhì)不與酸堿反應(yīng),而雜質(zhì)可與酸堿發(fā)生反應(yīng),可用酸堿作除雜試劑,例如:用鹽酸除去SiO2中的石灰石,用氫氧化鈉除去鐵粉中的鋁粉。(4)氧化還原法對混合物中混有的還原性雜質(zhì),可加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┦蛊溲趸癁楸惶峒兾镔|(zhì)。例如:將氯水滴入混有FeCl 2的FeCl3溶液中,除去FeCl2雜質(zhì)。對混合物中混有的氧化性物質(zhì),可加入適當(dāng)還原劑將其還原為被提純物質(zhì)。例如:將過量鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,振蕩過濾,除去FeCl3雜質(zhì)。(5)鹽與鹽的轉(zhuǎn)化法主要針對的是正鹽與酸式鹽之間的轉(zhuǎn)化,如Na2CO3固體中含有少量的NaHC

12、O3,可將固體加熱,使NaHCO3分解生成Na2CO3以除去雜質(zhì),若在NaHCO3溶液中混有少量Na 2CO3,可向溶液中通入足量的CO2,使Na2CO3轉(zhuǎn)化為NaHCO3而除去。 【 例 1】 (2009上 海 化 學(xué) , 6, 有 改 動 )下列實驗裝置不適用于物質(zhì)分離的是()解 析 : A裝置可用于分液。B裝置可用來分離易升華物質(zhì)與不升華物質(zhì),如分離I 2與沙子,或分離SiO2與NH4Cl也可用此裝置。C裝置是過濾。D裝置是反應(yīng)裝置,不能用來分離物質(zhì)。答 案 : D 物質(zhì)的分離、提純在操作方法上涉及到溶解、過濾、蒸餾、結(jié)晶、分液、萃取、升華、洗氣及氣體的干燥與凈化;在化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)上涉及到

13、試劑的選擇;加入試劑的順序等。1在進行物質(zhì)分離實驗時一般應(yīng)注意以下幾點:(1)被分離的物質(zhì)要盡量分離完全(所加試劑要過量)。(2)分離后不得引入新的雜質(zhì)。(3)被分離的物質(zhì),在分離后要復(fù)原。 2物質(zhì)提純的原則:不增、不變、不減、易分。所謂不增,不引進新的物質(zhì);不變指被提純的物質(zhì)性質(zhì)不能改變;不減指不能損耗或減少被提純的物質(zhì);易分指易使雜質(zhì)與被提純的物質(zhì)分離。3為使雜質(zhì)離子除“凈”,所選試劑加入時一般應(yīng)“稍過量”。4安排加入試劑先后順序時,應(yīng)以互不干擾和后加入的試劑有利于除去先加試劑的過量離子。5加入試劑后生成的沉淀不要一一過濾,在互不影響的情況下最好一起過濾除去。 1(2010試 題 調(diào) 研

14、, 浙 江 九 所 重 點 中 學(xué) 5月 )下列物質(zhì)提純的方法正確的是()A除去混在NO2氣體中的NO:將氣體與過量O2混合B除去混在CO2氣體中的SO2:將氣體依次通過足量酸性K MnO4溶液和濃硫酸C除去K Cl溶液中的K 2CO3:加入過量的BaCl2溶液后過濾D除去乙酸中混有的乙醇:向混合液中加入生石灰后蒸餾解 析 : A項氧氣過量,NO 2中會混有新的雜質(zhì)O2,A項錯誤;B項能夠得到干燥的CO2,B項正確;C項加入過量的BaCl2溶液,溶液中會混有Ba2,C項錯誤;D項加入生石灰會與乙酸反應(yīng),D項錯誤。答 案 : B 1 物 質(zhì) 檢 驗 的 基 本 原 則物 質(zhì) 檢 驗 的 “三 個

15、 原 則 ”, 即 一 看 (顏 色 、 狀 態(tài) )、 二 嗅 (氣 味 )、 三 實 驗 (加 試 劑 )。根 據(jù) 實 驗 時 生 成 物 所 表 現(xiàn) 的 現(xiàn) 象 不 同 , 檢 驗 離 子 的 方 法 可 歸 納 為 三 類 :(1)生 成 氣 體 , 如 的 檢 驗 ;(2)生 成 沉 淀 , 如 Cl 、 的 檢 驗 ;(3)顯 現(xiàn) 特 殊 顏 色 , 如 Fe 3 、 苯 酚 的 檢 驗 。(4)焰 色 反 應(yīng) : 檢 測 金 屬 或 金 屬 離 子 。 2 物 質(zhì) 鑒 別 的 幾 種 類 型(1)不 用 任 何 試 劑 鑒 別 多 種 物 質(zhì)先依據(jù)外觀特征,鑒別出其中的一種或幾種,

16、然后再利用它們?nèi)ヨb別其他的幾種物質(zhì)。若均無明顯外觀特征,可考慮能否用加熱或焰色反應(yīng)區(qū)別開來。若以上兩種方法都不能鑒別時,可考慮兩兩混合法,記錄混合后的反應(yīng)現(xiàn)象,分析確定。 若被鑒別物質(zhì)為兩種時,可考慮因試劑加入的順序不同,產(chǎn)生的現(xiàn)象不同而進行鑒別。 (2)任選試劑鑒別多種物質(zhì)的原則任選試劑鑒別多種物質(zhì)的題目往往以簡答題的形式出現(xiàn),回答時要掌握以下要領(lǐng):選取試劑要最佳:選取的試劑對各物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象要專一,使之一目了然。不許原瓶操作:鑒別的目的是為了以后的使用,若原瓶操作,會造成試劑污染,“別”而無用,所以要有“取少許”字樣。不許“指名道姓”:結(jié)論的得出來自實驗現(xiàn)象,在加入試劑之前,該物質(zhì)是未知的,

17、敘述時不可出現(xiàn)“取某某試劑加入某某物質(zhì)”的字樣。一般簡述順序為:各取少許溶解加入試劑描述現(xiàn)象得出結(jié)論。 (3)只用一種試劑的鑒別題根據(jù)被鑒別試劑水溶液的酸堿性不同,考慮選擇適當(dāng)?shù)闹甘緞?。根?jù)被鑒別試劑含有不同的陽(陰)離子,考慮選用一種強堿(酸)與之作用。根據(jù)被鑒別試劑發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),絡(luò)合反應(yīng)和水解的相互促進時的不同現(xiàn)象選擇試劑。有機物的鑒別一般可考慮加入水、溴水、新制氫氧化銅懸濁液和FeCl 3等溶液。 【 例 2】 下列各組物質(zhì)的溶液中,僅依靠物質(zhì)間相互反應(yīng)不能一一區(qū)別的一組是()ANaOHAl2(SO4)3MgCl2K 2CO3BBaCl2 Na2SO4 (NH4)2SO4 K OHCA

18、gNO3 NaCl K Cl CuCl2DFe2(SO4)3 K 2CO3 K HSO4 NH4Cl 解 析 :不外加試劑的鑒別的一般思路:首先找出各組中有顏色的物質(zhì),然后再兩兩混合進行鑒別。A選項都是無色溶液,把一種溶液逐滴滴入另外三種溶液中,先有白色沉淀后逐漸消失的是NaOH和Al2(SO4)3,然后用NaOH可鑒別出MgCl2和Na2CO3;B選項,兩兩混合:有刺激性氣味氣體生成的是(NH4)2SO4和K OH,然后把(NH4)2SO4和K OH分別滴入另外兩種溶液中,無沉淀生成的是K OH,有沉淀產(chǎn)生的是(NH 4)2SO4,從而鑒別出BaCl2;C選項觀察顏色可鑒別出CuCl2,兩兩

19、混合可鑒別出AgNO3,但NaCl和K Cl只能用焰色反應(yīng)鑒別;D選項,有顏色的是Fe2(SO4)3,用Fe2(SO4)3可鑒別出K 2CO3,用K 2CO3可鑒別出K HSO4。答 案 : C 2(2010模 擬 精 選 , 北 京 西 城 一 模 )下列各組物質(zhì)的無色溶液,不用其它試劑即可鑒別的是()K OHNa2SO4AlCl3NaHCO3Ba(OH)2H2SO4HClNaAlO2NaHSO4Ca(OH)2Na2CO3BaCl2A B C D解 析 :相互滴加時,Na 2SO4滴入另外兩種溶液中無明顯現(xiàn)象,K OH和AlCl3相互滴加現(xiàn)象不同:K OH逐滴加入AlCl3中立刻產(chǎn)生白色沉淀

20、,而AlCl3滴入K OH中開始無明顯現(xiàn)象,后迅速產(chǎn)生大量白色沉淀,從而可以區(qū)別開來;相互滴加能產(chǎn)生兩種白色沉淀的是Ba(OH)2,向兩種白色沉淀中分別滴加NaHCO3或H2SO4,能夠?qū)⒁环N白色沉淀溶解的是H2SO4;和相互滴加時無法區(qū)別。答 案 : A 【 例 1】 (2009上 海 化 學(xué) , 16)物質(zhì)的鑒別有多種方法。下列能達到鑒別目的的是()用水鑒別苯、乙醇、溴苯用相互滴加的方法鑒別Ca(OH)2和NaHCO3溶液點燃鑒別甲烷和乙炔 A B C D解 析 :中苯不溶于水且密度小于水,乙醇與水互溶,溴苯不溶于水但密度比水大,故可用水鑒別。中相互滴加現(xiàn)象相同,無法鑒別。中點燃乙炔時有濃

21、烈的黑煙和明亮的火焰,點燃甲烷無此現(xiàn)象,可鑒別。答 案 : B 高 分 策 略本題考查了多種物質(zhì)間的鑒別實驗,可使用提供的物質(zhì)來進行鑒別。(1)用指示劑或pH試紙:若題中所給的物質(zhì)的溶液酸堿性不同,可選用石蕊試液、甲基橙試液、酚酞試液或pH試紙來鑒別。如用一種試劑鑒別:(A)HCl、Ba(OH)2、NaCl三種溶液;(B)Na2CO3、Na2SO4、NH4Cl三種溶液;(C)同濃度的CH 3COONH4、AlCl3、NaHCO3、Na2CO3四種溶液。 (2)用酸:若幾種物質(zhì)含有不同陰離子,且部分陰離子跟H作用會出現(xiàn)放出氣體或生成沉淀等不同現(xiàn)象時,選鹽酸或稀硫酸。如鑒別:(A)NaCl、Na2

22、CO3、Na2SiO3、Na2SO3、Na2S2O3五種溶液(可用H2SO4溶液);(B)AgNO3、NaHCO3、Na2S、NaAlO2四種溶液(用稀鹽酸)。若被鑒別的物質(zhì)中有金屬、金屬氧化物時,也考慮用酸。如鑒別Fe粉、FeO、CuO、MnO2、木炭粉等五種固體,可用濃鹽酸(需加熱)。(3)用堿:若幾種物質(zhì)含有不同陽離子,可用NaOH溶液與之反應(yīng),根據(jù)生成物的溶解性、顏色、穩(wěn)定性的不同加以鑒別。如鑒別:(A)CuCl 2、MgCl2、AlCl3、FeCl3、NH4Cl五種溶液; (B)(NH4)2SO4、Na2SO4、AgNO3、FeSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、Al2(SO4)

23、3七種溶液。若幾種物質(zhì)的組成中陽離子部分含有NH、Cu2、Fe3等,陰離子部分含有 時,可選用Ba(OH)2溶液,如鑒別:(A)Na2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、NH4Cl四種溶液;(B)(NH4)2SO4、CuSO4、NH4Cl、FeCl3、溴水五種溶液。(4)用鹽:主要是根據(jù)水解的鹽類相互促進有沉淀和氣體生成的特征現(xiàn)象或其相互作用的其他特征現(xiàn)象加以鑒別。若被鑒別的物質(zhì)組成中有Al 3、Ca2、H,可用Na2CO3溶液,如用一種試劑鑒別Ca(NO3)2、AlCl3、鹽酸、NaCl四種溶液。若被鑒別的溶液中含有OH、S2、Ba2時,可用CuSO4溶液,如用一種試劑鑒別:(A)NaOH

24、、Na2S、NaCl、BaCl2四種溶液;(B)NaHS、Ba(NO3)2、NH3H2O、K 2SO4四種溶液。 【 例 2】 (12分)2009年10月1日閱兵式上,中國人民解放軍展示了很多先進武器和裝備,其中海軍潛艇中可用過氧化鈉作供氧劑。請選用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑和實驗用品,用下圖中的實驗裝置進行實驗,證明過氧化鈉可作供氧劑。(1)A是制取CO 2的裝置。寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。 (2)填寫表中空格:儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO3溶液CD(3)寫出過氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式: _。(4)試管F中收集滿氣體后,下一步實驗操作是:_。 顯然A裝置是用大理石和鹽酸反

25、應(yīng)制CO2,而這樣制得的CO2中由于含有HCl、H2O(g)等雜質(zhì)氣體會影響后面實驗的驗證,所以B裝置是用來除去氣體中混有的雜質(zhì)HCl,C裝置是潮濕的CO2與Na2O2反應(yīng)的裝置,為了防止沒有反應(yīng)完的CO2對后面氧氣的收集及檢驗造成干擾,因此,在裝置D中應(yīng)裝入NaOH溶液以除去O2中混有的CO2。 利用物質(zhì)在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用作為考查物質(zhì)性質(zhì)的切入點,一是考查知識,二是聯(lián)系了實際,符合高考命題的規(guī)律。 (1)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2儀器加入試劑加入該試劑的目的B飽和NaHCO 3溶液除去CO2氣體中混入的HClC過氧化鈉與CO2和水蒸氣反應(yīng),產(chǎn)生O2D NaOH溶液吸收未反應(yīng)的CO2氣體 (3)2Na2O22CO2=2Na2CO3O2(4)把E中的導(dǎo)管移出水面,關(guān)閉分液漏斗活塞,用拇指堵住試管口,取出試管,立即把帶火星的木條伸入試管口內(nèi),木條復(fù)燃,證明試管中收集的氣體是氧氣 研究和學(xué)習(xí)物質(zhì)的性質(zhì)就是為更好的利用物質(zhì),創(chuàng)造更多的價值,所以在復(fù)習(xí)中要重視基礎(chǔ)知識的掌握,通過訓(xùn)練提高能力。 點 擊 此 處 進 入 作 業(yè) 手 冊

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