当前位置:首页>文档>第2讲 物质的分离、提纯_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题

第2讲 物质的分离、提纯_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题

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第2讲 物质的分离、提纯_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义_2023年高考化学一轮复习讲义(新高考)_赠补充习题
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第 2 讲 物质的分离、提纯 课 程 标 准 知 识 建 构 1.掌握常见物质分离与提纯的常用方法。 2.掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。 一、分离提纯的物理方法 1.分离、提纯的含义 (1)物质的分离 将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。 (2)物质的提纯 将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。 2.物质分离与提纯的常见实验装置 (1)过滤 适用范围 把不溶性固体与液体进行分离 一贴 滤纸紧贴漏斗内壁 滤纸上缘低于漏斗口 二低 液面低于滤纸上缘 注意事项 烧杯紧靠玻璃棒 三靠 玻璃棒下端紧靠三层滤纸处 漏斗下端紧靠烧杯内壁 (2)蒸发 适用范围 分离易溶性固体的溶质和溶剂 玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而飞溅 注意事项 停止加热的标准:当有大量晶体析出时停止加热,利 用余热蒸干(3)萃取和分液 萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用 适用 一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取 范围 出来; 分液:分离两种互不相溶且易分层的液体 ①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大; ②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶; 注意 ③萃取剂与溶质不反应; 事项 ④常用的萃取剂是苯或CCl ,不用酒精作萃取剂 4 ⑤分液时,分液漏斗中的下层液体从下口放出,上层液 体从上口倒出 (4)蒸馏 适用范围 分离沸点相差较大且互溶的液体混合物 温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处 蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防 注意事项 止暴沸 冷凝管水流方向为下口进,上口出 (5)升华 适用范围 分离某种组分易升华的固体混合物 如NaCl固体中的I 可用该方法分离,但NH Cl 2 4 注意事项 固体中的I 不能用升华的方法分离 2 (6)洗气 适用范围 除去气体中的杂质 注意事项 长管进气,短管出气 3.依据物理性质选择分离、提纯的方法 (1)“固+固”混合物 (2)“固+液”混合物(3)“液+液”混合物 【诊断1】 判断下列说法是否正确,正确的打√,错误的打×。 (1)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中液体( ) (2)从溶液中获取NaCl晶体,用蒸发结晶的方法,其操作应使混合物中的水 分完全蒸干后,再停止加热( ) (3)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离( ) (4)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇( ) (5)蒸馏时温度计的水银球应插入液体中( ) (6)在蒸馏过程中,若发现忘加沸石,应停止加热立即补加( ) (7)利用加热的方法分离NH Cl和I 的固体混合物( ) 4 2 (8)蒸馏中,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ 二、分离提纯的化学方法 1.分离、提纯物质遵循的“四原则”“三必须” 2.分离提纯常用的化学方法 方法 原理 举例说明 利用电解原理分离和 电解精炼铜,将含杂质的粗铜作阳极,精 电解法 提纯物质 铜作阴极,电解液为含铜离子的溶液 Cl-、SO、CO及能形成弱碱的金属阳离子 将杂质离子转化为沉 沉淀法 可加入适当的沉淀剂,使离子生成沉淀, 淀 过滤除去将气体混合物通过洗 让混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶 洗气法 气装置而除去杂质气 除去Cl 中的少量HCl 2 体 酸碱 利用酸或碱将杂质溶 用盐酸除去SiO 中的CaCO 2 3 溶解法 解除去 氧化 利用氧化还原反应除 用酸性KMnO 溶液除去CO 中SO 4 2 2 还原法 去杂质 利用水解反应原理除 可用 CuO 、 Cu(OH) 等除去CuCl 溶液中的 2 2 水解法 去杂质 FeCl 3 将杂质离子转化为气 CO、HCO、SO、HSO、NH等与H+或OH- 气化法 体 反应生成气体除去 热分 用加热法除去固体混 除去NaCl中的NH Cl 4 解法 合物中易分解的物质 3.实例 除去下列常见物质中的杂质,完成表格: 原物质 所含杂质 除杂试剂 主要操作方法 N O 灼热的铜网 固体吸收气体 2 2 CO CO NaOH 溶液 或碱石灰 洗气或固体吸收气体 2 CO CO 灼热的 CuO 用固体转化气体 2 CO HCl 饱和 NaHCO 溶液 洗气 2 3 Cl HCl 饱和食盐水 洗气 2 碳粉 CuO 稀酸 ( 如稀盐酸 ) 过滤 Fe O Al O 过量 NaOH 溶液 过滤 2 3 2 3 NaHCO 溶液 Na CO CO 通入酸性氧化物转化 3 2 3 2 FeCl 溶液 FeCl Cl 加氧化剂转化 3 2 2 FeCl 溶液 FeCl Fe 加还原剂转化 2 3 MgCl 溶液 FeCl MgO 过滤 2 3 乙酸乙酯 乙酸 饱和 N a CO 溶液 分液 2 3 【诊断2】 判断下列说法是否正确,正确的打√,错误的打×。 (1)将Cl 与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl ( ) 2 2 (2)SO 中混有少量SO ,可以将混合气体通过浓硫酸除去( ) 2 3 (3)除去食盐中混有的少量NH Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干( ) 4 (4)除去NO中混有的少量NO :用水洗涤后再干燥( ) 2答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ 考点一 分离与提纯的常用装置及物理方法 【典例1】 (2020·河南省鹤壁高三模拟)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸 钾的过程如图所示。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 答案 C 解析 操作Ⅰ应是溶解,A项错误;操作Ⅱ应是加热浓缩,冷却结晶,使 KNO 晶体析出,B项错误;C项正确;操作Ⅰ~Ⅲ只过滤一次,D项错误。 3 分离、提纯问题三步骤【对点练1】 (分离方法和装置的选择)(2020·广东广州市高三期末)以下实验 装置一般不用于分离物质的是( ) 答案 A 解析 A.图中为配制一定物质的量浓度的溶液,不能分离物质,故A选; B.图中为过滤,用于分离不溶性固体与液体,故B不选;C.图中为蒸馏,用于分 离沸点不同的互溶液体混合物,故C不选; D.图中为渗析,用于分离提纯胶体 故D不选。 【对点练2】 (分离提纯的原理分析)下列实验中,所采取的分离方法与对应原 理不正确的是( ) 选项 目的 分离方法 原理 A 分离溶于水中的碘 CCl 萃取 碘在CCl 中的溶解度较大 4 4 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 除去KNO 固体中混杂的 3 C 重结晶 KNO 在水中的溶解度很大 3 NaCl D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 答案 B 解析 A中I 在CCl 中的溶解度较大,且CCl 与H O互不相溶,正确;B中 2 4 4 2 乙醇与乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离;C中NaCl溶解度受温度影响较小而 KNO 溶解度受温度影响较大,用结晶或重结晶的方法可除去杂质NaCl;D中丁 3 醇沸点与乙醚沸点相差较大,故可用蒸馏法除去乙醚,D正确。 【对点练3】 泻盐(MgSO ·7H O)在印染、造纸和医药等方面具有广泛用途。利 4 2 用硼镁泥(主要成分是MgO,杂质为CaO、Fe O 、MnO、SiO 等)可制备泻盐,其工 2 3 2 艺流程如图所示。该工艺流程没有涉及的操作是( ) 答案 B 解析 “酸浸”属于硼镁泥的溶解,操作Ⅰ的结果有滤渣,故操作Ⅰ为过滤, 操作Ⅱ为从溶液中析出MgSO ·7H O,需要的操作有蒸发、结晶、过滤,而B项为 4 2 蒸馏操作,该工艺流程不涉及该操作,B项符合题意。 考点二 分离与提纯常用的化学方法 【典例2】 (2020·内江高三期末)下列实验中,所采取的方法及其原理均正确 的是( ) 选项 实验目的 实验方法 实验原理 除去CO中的 通过盛有氢氧化钠 A NO不能与NaOH溶液反应 NO 溶液的洗气瓶 加入无水硫酸铜然 B 除去乙醇中的水 无水硫酸铜能结合水形成晶体 后蒸馏 除去铁粉中混有 加入过量氨水,充 C 铝能与氨水反应而铁不能 的铝粉 分反应后过滤 Fe3+沉淀完全的pH小于Cu2+ 加入H O 和稀 2 2 开始沉淀的pH,而Fe2+沉淀 除去CuSO 溶液 H SO ,然后再加入 4 2 4 D 完全的pH大于Cu2+开始沉淀 中的Fe2+ CuO固体调节溶液 的pH;H O 为绿色氧化剂,不 2 2 的pH大于4,过滤 会引入新杂质 答案 D解析 NO不与NaOH溶液发生反应,A项错误;乙醇中的水加CaO再蒸馏 可除去,B项错误;Al、Fe均不能与氨水反应,C项错误。 【对点练4】 (除杂方案的判断)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 实验目的 分离方法 原理 通入饱和Na CO 溶 HCl与Na CO 溶 2 3 2 3 A 除去CO 中的HCl 2 液洗气 液反应生成CO 2 乙醇和乙酸钙的 B 除去乙醇中少量的乙酸 加入足量生石灰蒸馏 沸点相差较大 冷却热饱和溶液进行 NaCl在水中的溶 C 除去KNO 固体中的NaCl 3 重结晶 解度很大 乙酸乙酯和乙醇 D 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 的密度不同 答案 B 解析 饱和Na CO 溶液可吸收CO ,A项错误;用重结晶法除去KNO 固体 2 3 2 3 中的NaCl是因为KNO 在水中的溶解度受温度的影响大,C项错误;乙酸乙酯和 3 乙醇互溶,不能采取分液的方法分离,D项错误。 【对点练5】 (物质分离提纯的方案设计)下列实验的试剂、装置选用不合理的 是( ) 选项 实验目的 选用试剂 选用装置 A 除去Cl 中少量的HCl、H O 试剂a为饱和氯 化钠溶液 甲 2 2 B 除去NH 中少量的H O 试剂b为无水氯化钙 乙 3 2 C 除去H 中少量的HCl、H O 试剂b为碱石灰 乙 2 2 D 除去N 中少量的O 足量铜网 丙 2 2 解析 A选项合理,甲装置中饱和氯化钠溶液可除去 HCl,浓硫酸可除去 H O;B选项不合理,干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH ;C选项 2 3 合理,干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠,可除去HCl和H O;D 2 选项合理,在加热条件下,O 可与丙装置中的铜网反应而被除去。 2 【对点练6】 (分离提纯在工农业生产中的应用)通过海水晾晒可以得到粗盐,粗盐除含有NaCl外,还含有MgCl 、CaCl 、Na SO 以及泥沙等杂质。以下是某兴 2 2 2 4 趣小组制备精盐的实验方案,各步操作流程如图。下列说法正确的是( ) A.实验过程中①、⑤步骤的操作分别是溶解、过滤 B.实验过程中步骤④的目的仅是除去溶液中的Ca2+ C.实验过程中步骤⑦中的蒸发所用到的仪器是酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架 台(带铁圈) D.实验过程中②、④步骤互换,对实验结果不影响 答案 A 解析 由实验流程可知,①为粗盐溶解,②中硫酸根离子用钡离子转化为沉 淀,③中镁离子用氢氧根离子沉淀,④中钙离子及过量钡离子用碳酸根离子沉淀, ⑤为过滤,过滤分离出所有的沉淀,滤液含NaCl、NaOH、Na CO ,⑥中用盐酸处 2 3 理溶液中的碳酸根离子和氢氧根离子,⑦为蒸发、结晶、烘干,得到精盐。A.由上 述分析可知,①、⑤步骤的操作分别是溶解、过滤,故A正确;B.步骤④的目的是 除去溶液中的Ca2+及过量的Ba2+,故B错误;C.步骤②中的蒸发所用到的仪器是 酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台(带铁圈),故C错误;D.过程②、④步骤互换,导 致过量的Ba2+不能除去,故D错误。 1.(2020·海南卷)古籍《天工开物》收录了井盐的生产过程。其中“汲水而上, 入于釜中煎炼,顷刻结盐,色成至白”的描述,涉及的物质分离操作为( ) A.趁热过滤 B.萃取分液 C.常压蒸馏 D.浓缩结晶 答案 D 解析 根据文中描述,将海水倒在锅中加热煮沸,看见白色的固体出现,这种 白色的固体为盐,此过程涉及浓缩结晶的过程,故答案选D。 2.(2020·江苏化学,5)实验室以CaCO 为原料,制备CO 并获得CaCl ·6H O 3 2 2 2 晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )答案 D 解析 稀盐酸与CaCO 反应生成CO 气体;CO 气体密度比空气大,可用向 3 2 2 上排空气法收集;CaCO 不溶于水,可通过过滤除去未反应的CaCO 固体;得到 3 3 CaCl ·6H O晶体可采用冷却结晶的方法,不能采用蒸发结晶的方法,因为加热易 2 2 失去结晶水,而得不到CaCl ·6H O晶体,D项错误。 2 2 3.(2020·7月浙江选考,11)下列有关实验说法不正确的是( ) A.萃取Br 时,向盛有溴水的分液漏斗中加入CCl ,振荡、静置分层后,打开 2 4 旋塞,先将水层放出 B.做焰色试验前,铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色 C.乙醇、苯等有机溶剂易被引燃,使用时须远离明火,用毕立即塞紧瓶塞 D.可用AgNO 溶液和稀HNO 区分NaCl、NaNO 和NaNO 3 3 2 3 答案 A 解析 分离分液漏斗中的液体时,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒 出,因四氯化碳密度比水大,在下层,故水层应从上口倒出,A项错误;做焰色试 验前,铂丝应用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色,目的是防止其他离子产生干扰 B项正确;乙醇、苯等有机物易挥发,遇明火易被引燃,使用时须远离明火,用毕 立即塞紧瓶塞,C项正确;加入硝酸银得到白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解的 是NaCl,加入硝酸银得到白色沉淀,加入稀硝酸沉淀溶解的是NaNO ,加入硝酸 2 银得不到沉淀的是NaNO ,D项正确。 3 4.(2021·1月河北学业水平选择考适应性测试,8)2-甲基-2-氯丙烷是重要的化 工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如下: INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ10.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ10.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ10.TIF" \* MERGEFORMATINET下列说法错误的是( ) A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应 B.用5% Na CO 溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层 2 3 C.无水CaCl 的作用是除去有机相中残存的少量水 2 D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系 答案 B 解析 对比反应前后有机物的结构可知,Cl原子取代了—OH,所以反应类型为 取代反应,A项正确;叔丁醇与浓盐酸反应后的体系中有机物主要为2-甲基-2 -氯丙烷,其密度小于水,则用5% Na CO 溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗 2 3 的上层,B错误;无水CaCl 是干燥剂,可以除去有机相中残存的少量水,C项正 2 确;2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇的沸点低,所以产物先蒸馏出体系,D项正确。 5.(2019·课标全国Ⅱ,28)咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5 ℃,100 ℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1% ~5%、单宁酸(K 约为10-6,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素 a 等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。 索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上 升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液 面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题: (1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是 ___________________________________________________________。 圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒________。 (2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是 ____________________________________________________________。 与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是 ____________________________________________________________。 (3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比,乙醇作为萃取剂的 优点是________________________________________。“蒸馏浓缩”需选用的仪 器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有________(填标号)。 A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.接收瓶 D.烧杯 (4)浓缩液加生石灰的作用是中和________和吸收________。 (5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小 火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是________。 答案 (1)增加固液接触面积,提取充分 沸石 (2)乙醇易挥发,易燃 使用 溶剂量少,可连续萃取(萃取效率高) (3)乙醇沸点低,易浓缩 AC (4)单宁酸 水 (5)升华 解析 (1)实验时将茶叶研细,能增加茶叶与溶剂的接触面积,使萃取更加充分。乙醇为溶剂,为防止加热时暴沸,需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。(2)由于 溶剂乙醇具有挥发性和易燃性,因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验 中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用,能减少溶剂用量,且萃取效率 高。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂具 有沸点低和易浓缩的优点。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外,还有直 形冷凝管和接收瓶(如锥形瓶)。(4)向浓缩液中加入生石灰能中和单宁酸并吸收水 分。(5)结合分离提纯咖啡因的装置及将粉状物放入蒸发皿并小火加热,咖啡因凝 结在扎有小孔的滤纸上,可知该分离提纯的方法为升华。 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1.下列仪器常用于物质分离的是( ) A.①③⑤ B.②③⑤ C.②④⑤ D.①②⑥ 答案 B 2.下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是( ) A.冷水浸泡 B.加热煎制 C.箅渣取液 D.灌装保存 答案 C 解析 A项,冷水浸泡属于物质的溶解操作,错误;B项,加热煎制属于加热 操作,错误;C项,箅渣取液应属于过滤操作,正确;D项,灌装是转移液体操作, 错误。 3.(2021·1月重庆市学业水平选择考适应性测试,4)下列实验设计正确的是( ) A.用乙醇萃取碘水中的碘 B.用氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸C.向乙醇和乙酸中分别加入钠,比较其官能团的活泼性 D.向蔗糖和稀硫酸共热后的溶液中加入少量银氨溶液,检验生成的葡萄糖 答案 C 解析 A项,乙醇与水互溶,不用作碘水中碘的萃取剂,错误;B项,乙酸乙酯 在NaOH溶液中水解,错误;C项,钠在乙酸中反应速率快,说明羧基中羟基的活 泼性强于乙醇中羟基的活泼性,正确;D项,银镜反应需要在碱性条件下进行,因 此在加银氨溶液前,先加NaOH中和稀硫酸,错误。 4.下列装置所示的分离、提纯方法和物质的溶解性无关的是( ) 答案 C 解析 洗气法、冷却结晶、萃取及分液都与物质的溶解性有关,而蒸馏法分离 液体混合物是利用各液体组分的沸点不同,与物质的溶解性无关。 5.下列实验操作能达到相应实验目的的是( ) 选项 实验操作 实验目的 向FeCl 、CuCl 的混合溶液中加入足量铁粉,然后 3 2 A 提纯FeCl 3 过滤 向含有Br 的苯中加入适量的NaOH溶液,然后充 2 B 除去杂质Br 2 分振荡、静置、分液 将含有少量NaCl杂质的KNO 固体溶于水,然后 3 C 提纯KNO 3 蒸发结晶 向MgCl 、AlCl 混合溶液中加入过量的NaOH溶 2 3 D 液,过滤后将沉淀溶于适量的盐酸;向滤液中加入 分离MgCl 、AlCl 2 3 适量盐酸 答案 B 解析 A项,向FeCl 、CuCl 的混合溶液中加入足量铁粉,FeCl 会和Fe反应 3 2 3生成FeCl ,错误;B项,Br 和NaOH溶液反应生成易溶于水的NaBr和NaBrO, 2 2 充分振荡、静置、分液可以除去杂质Br ,正确;C项,KNO 的溶解度随温度升高 2 3 变化较大,而NaCl的溶解度受温度影响不大,要提纯KNO ,将含有少量NaCl杂 3 质的KNO 固体溶于水,蒸发浓缩、冷却结晶,然后过滤即可得较纯净的KNO , 3 3 错误;D项,滤液中含有NaCl,得不到纯净的AlCl 溶液,错误。 3 6.下列实验装置设计正确,且能达到目的的是( ) 答案 B 7.(2020·潍坊二模)用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子(Ca2+、Mg2+、SO), 包括粗盐溶解、加沉淀剂、过滤、调节pH、蒸发结晶等步骤。下列说法错误的是( ) A.沉淀剂的添加顺序可以是NaOH溶液、BaCl 溶液、Na CO 溶液 2 2 3 B.向滤液中滴加盐酸,调节pH至滤液呈中性 C.蒸发结晶时,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将滤液蒸 干 D.溶解、过滤、蒸发结晶等过程都使用玻璃棒搅拌溶液 答案 D 解析 粗盐中含钙离子、硫酸根离子、镁离子,可加入过量的氢氧化钠可以将 镁离子沉淀,加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀,可先除镁离子,也可先 除硫酸根离子,加入碳酸钠把钙离子转化为沉淀,但是加入碳酸钠要放在加入氯 化钡之后,这样碳酸钠会除去反应剩余的钡离子,Ca2+、Mg2+、Ba2+、SO离子全部 沉淀后,再过滤,最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,所 以正确的顺序为:NaOH溶液→BaCl 溶液→Na CO 溶液→过滤→盐酸,故A正 2 2 3 确;过滤后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子,向滤液中滴加 盐酸,调节pH至滤液呈中性,故B正确;蒸发时,利用余热蒸发,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,故C正确;过滤操作中玻璃棒是引流作用,不能搅拌,故 D错误。 8.实验室欲从含MgBr 的水中提取Br ,下列操作未涉及的是( ) 2 2 答案 B 解析 欲从含MgBr 的水中提取Br ,首先氯气与溴化镁溶液反应生成氯化 2 2 镁和溴,即发生反应:Cl +MgBr ===MgCl +Br ,通过A装置完成;因为溴溶于 2 2 2 2 水,更易溶于有机溶剂,所以再加入苯或四氯化碳进行萃取,使液体分层,然后分 液,通过C装置完成;因为溴与有机物的沸点不同,可再进行蒸馏操作,可得到溴 单质,通过D装置完成。根据以上分析没有用到过滤操作,所以答案为B。 9.下列关于除杂方法的叙述不正确的是( ) A.乙烯中混有的SO 可以通过NaOH溶液除去 2 B.除去BaCO 固体中混有的BaSO :加过量盐酸后,过滤洗涤 3 4 C.向MgCl 溶液中加入MgCO 粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl 2 3 3 D.除去NaCl溶液中少量的Na S:加入AgCl后再过滤 2 答案 B 解析 A项,SO 与NaOH溶液反应而乙烯不反应;B项,BaCO 能溶于盐酸, 2 3 被提纯的物质不易复原;C项,加入MgCO 或MgO等使Fe3+的水解平衡正向移 3 动,生成Fe(OH)沉淀;D项,Na S和AgCl反应生成Ag S和NaCl,过滤除去 3 2 2 Ag S和剩余的AgCl,达到除杂的目的。 2 10.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 分离氢氧化铁胶体与FeCl 3 A 过滤 胶体粒子不能通过滤纸 溶液B 用乙醇提取碘水中的碘 萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 用MgCl 溶液制备无水 2 C 蒸发 MgCl 受热不分解 2 MgCl 固体 2 D 除去丁醇中的乙醚 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 答案 D 解析 分离氢氧化铁胶体与FeCl 溶液,应用渗析的方法而不能使用过滤的 3 方法,因为胶体粒子能透过滤纸,不能透过半透膜,A项错误;乙醇与水互溶,不 能用作萃取碘水中的碘的萃取剂,B项错误;用MgCl 溶液制备无水MgCl 固体, 2 2 需要在HCl氛围中加热,目的是抑制Mg2+的水解,直接蒸发得不到无水MgCl 2 固体,C项错误;丁醇和乙醚互溶,但丁醇分子间形成氢键,沸点较高,二者沸点 相差较大,因此可用蒸馏的方法分离二者,D项正确。 11.(2020·河南许昌月考)下列有关流程的说法错误的是( ) A.步骤①需要过滤装置 B.步骤②需要用到分液漏斗 C.步骤③需要用到坩埚 D.步骤④需要蒸馏装置 答案 C 解析 通过步骤①得到滤液和不溶性物质,则步骤①为过滤操作,需要过滤 装置,A项正确;通过步骤②得到水层和有机层,则步骤②为分液操作,需要用到 分液漏斗,B项正确;步骤③由溶液得到固体,则步骤③为蒸发操作,需要用到蒸 发皿,C项错误;步骤④由有机层得到甲苯,则步骤④为蒸馏操作,需要蒸馏装置, D项正确。 12.某化学兴趣小组从含有KI、KNO 等成分的工业废水中回收I 和KNO , 3 2 3 其流程如下: 下列说法不正确的是( ) A.步骤1中无机相应从分液漏斗下端放出,有机相从上口倒出 B.步骤2为蒸馏 C.步骤3可在如图所示装置中完成D.步骤4中,将溶液蒸发至只剩少量水时,用余热将晶体蒸干 答案 D 解析 步骤1为萃取分液操作,苯的密度比水小,故有机相应从分液漏斗上 口倒出,A正确;步骤2为蒸馏,B正确;步骤3为升华,用图中装置能较好地控制 温度,C正确;步骤4为蒸发结晶,由于KNO 的溶解度随温度变化比较大,应采 3 用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,因此加热至有少量晶体出现就可停止加热,D错 误。 二、非选择题(本题包括3小题) 13.对于混合物的分离或提纯,常采用的方法有:过滤、蒸发、蒸馏、萃取、加 热分解、加入化学试剂等。填写下列各组混合物的分离或提纯应采用的方法。 (1)实验室中的石灰水久置,液面上常悬浮有CaCO 微粒。可用________的方 3 法除去Ca(OH) 溶液中悬浮的CaCO 微粒。 2 3 (2)除去乙醇中溶解的微量食盐可采用________的方法。 (3)粗盐中含有不溶性的泥沙、可溶性的氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐。对粗 盐中的这些杂质可依次滴加__________________一一沉淀,生成沉淀用________ 的方法除去。 (4)除去氧化钙中的碳酸钙可用________的方法。 答案 (1)过滤 (2)蒸馏 (3)氯化钡、碳酸钠、氢氧化钠 过滤 (4)高温灼烧 14.海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存 在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下图: (1)实验室灼烧海藻,需要下列仪器中的________(填字母)。 a.试管 B.烧杯 C.坩埚 D.泥三角 e.三脚架 f.酒精灯 (2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称: ①________,③________。(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是________(填字母)。 A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油 (4)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气 瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪 器有________、________。 (5)某小组同学用CCl 萃取碘水中的碘,在图中的分液漏斗中,下层液体呈 4 ________色。 (6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,指出下列实 验装置图中的错误之处: ①___________________________________________________________; ②___________________________________________________________; ③____________________________________________________________。 (7)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是 ___________________________________________________________,最后 晶态碘在________里聚集。 答案 (1)cdef (2)过滤 萃取分液 (3)B (4)分液漏斗 普通漏斗 (5)紫红 (6)①缺石棉网 ②温度计插到了液体中 ③冷凝管进出水的方向颠倒 (7)使蒸馏烧瓶受热均匀,控制加热温度不至过高 蒸馏烧瓶 15.(2020·河南濮阳市高三一模)某同学查询资料后得到如下信息:柠檬烯( )的沸点为177 ℃,熔点为-74.3 ℃,密度为0.84 g/mL,具有良好的镇 咳、祛痰、抑菌作用,广泛存在于天然的植物精油中。 (一)粗精油的提取。该同学利用如图所示装置(加热、夹持及冷凝管内管均省 略)从植物组织中获取粗精油,实验步骤如下:i.将几片桔子皮剪成细碎的碎片,投入乙装置中,加入约30 mL水; ii.打开活塞K,加热甲至K处的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧,再打开冷 凝水,水蒸气蒸馏即开始进行。可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。 (1)甲中长导管的作用是________。蒸馏结束时,应先将________,再停止加 热。 (2)冷凝管的内管应是________(填“蛇”“球”或“直”)形的。若冷却水从 b口进入,则对提取到精油量的影响情况是__________________________。 (二)柠檬烯的提取。 i.将馏出液加入到仪器A中,然后加入适量的CH Cl (沸点为40 ℃)萃取3次, 2 2 最后将萃取液置于干燥的锥形瓶中,并加入适量的试剂A干燥半个小时。 ii.将干燥好的溶液加入蒸馏烧瓶中,通过一系列操作,最后烧瓶中剩下的橙 黄色液体就是柠檬烯。 (3)仪器A是________,试剂A可以是________(写出两种)。若将一定量的橙 黄色液体滴入溴的 CCl 溶液中,溶液褪色,由此现象可得出的恰当结论是 4 ____________________________________________________________。 (4)若桔皮总质量为a g,最后得到V mL柠檬烯,实验过程中柠檬烯的总损失 率为b% ,则桔皮中柠檬烯的质量分数为________%。 答案 (1)平衡压强 乙中的导气管从溶液中移出 (2)直 收集到的精油量减少 (3)分液漏斗 无水Na SO 、无水CaCl 柠檬烯中含有碳碳不饱和键 2 4 2 (4) 解析 (1)甲中长的玻璃导管一端与空气相通,其作用是安全管,能起到平衡 压强的作用;蒸馏结束时为防止倒吸现象的发生,应先将乙中的导气管从溶液中 移出液面; (2)因蒸馏实验中冷凝管是倾斜的,为减少蒸馏液的积留,冷凝管内管应是直 形。若冷却水从b口进入,会导致冷凝效果较差,会有少量精油不能液化而损失 掉,这样会导致收集到的精油量减少; (3)加入CH Cl 的目的是进行萃取作用,故操作应在分液漏斗中进行,仪器A 2 2 是分液漏斗。干燥的目的是除去残留的水分,故试剂A可以是无水CaCl 或无水 2Na SO 等。将一定量的橙黄色液体滴入溴的CCl 溶液中,溶液褪色,由此可知发 2 4 4 生了加成反应,故可证明柠檬烯中含有碳碳不饱和键; (4)柠檬烯密度为0.84 g/mL收集到的柠檬烯体积为V mL,则其质量为0.84V g,设桔子皮中柠檬烯的质量分数为x, 则ax(1-b%)=0.84V,解得x=×100%=%。 微专题40 有关沉淀洗涤的过程分析与规范解答 1.洗涤沉淀的目的 (1)若滤渣是所需的物质,洗涤的目的是除去其表面的可溶性杂质,得到更纯 净的沉淀物。 (2)若滤液是所需的物质,洗涤的目的是洗涤过滤所得到的滤渣,把有用的物 质如目标产物尽可能洗出来。 2.常用洗涤剂 (1)蒸馏水:主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。 (2)冷水:除去沉淀的可溶性杂质,降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损失 (3)沉淀的饱和溶液:减小沉淀的溶解。 (4)有机溶剂(酒精、乙醚等):适用于易溶于水的固体,既减少了固体溶解,又 利用有机溶剂的挥发性,除去固体表面的水分,产品易干燥。 3.三套答题模板 (1)检验沉淀是否完全的答题模板 静置,取上层清液→加沉淀剂→有无沉淀→结论。 (2)沉淀洗涤的答题模板: 注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液) ↓ 标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体) ↓ 重复(待洗涤液流尽后,重复操作2~3次) (3)检验沉淀是否洗净的答题模板: 取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)↓ 加试剂[加入××试剂(必要时加热,如检验NH)] ↓ 现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体) ↓ 结论(说明沉淀已经洗涤干净) 【典例】 硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由 废铁屑制备FeSO ·7H O晶体: 4 2 ①将5%的Na CO 溶液加入盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾 2 3 析法除去Na CO 溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍; 2 3 ②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80 ℃之间至铁 屑耗尽; ③________,将滤液转入密闭容器中,静置、冷却结晶; ④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干; ⑤将制得的FeSO ·7H O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。 4 2 请回答下列问题: (1)实验步骤①的目的是__________________________________________。 (2)写出实验步骤②中的化学方程式:______________________________。 (3)补全实验步骤③的操作名称:________。 (4)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,其目的是 ______________________________________________________________。 (5)乙同学认为甲的实验方案中存在明显的不合理之处,乙同学判断的理由 是________________________________________________________________。 答案 (1)去除油污(或利用碳酸钠水解呈碱性的性质除去铁屑表面油污) (2)Fe+H SO =====FeSO +H ↑ 2 4 4 2 (3)趁热过滤 (4)洗去杂质,降低洗涤过程中FeSO ·7H O的损耗 4 2 (5)过量硫酸使铁粉耗尽,不能防止Fe2+被氧化 1.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。粗食盐常含有少量K+、 Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:提供的试剂:饱和Na CO 溶液、饱和K CO 溶液、NaOH溶液、BaCl 溶液、 2 3 2 3 2 Ba(NO ) 溶液、75%乙醇、四氯化碳。选择最好的试剂洗涤除去NaCl晶体表面附 3 2 带的少量KCl,洗涤的操作为________________________________。 答案 沿玻璃棒向漏斗中注入75%乙醇,使溶液完全浸没NaCl晶体,待溶液 流尽后,重复操作2~3次 2.氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含 有Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)等杂质]的流程如下: 工 业 ZnO――→ 浸 出 液 ――――――――――――→――→ 滤 液――→――→滤液――→――→滤饼――→ZnO 提示:在本实验条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化;高锰酸钾的还原产物是MnO 。 2 回答下列问题: 反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是 ___________________________________________________________。 答案 取少量最后一次洗涤液于试管中,滴入1~2滴稀硝酸,再滴入硝酸钡 溶液,若无白色沉淀生成,则说明沉淀已经洗涤干净