创新设计·化学必修I
得到混合物中的各种纯净物质(保持原来的化学成分和物理状态);提纯的对象中分主体物质和杂质,其目的是净化主体物质,不考虑提纯后杂质的化学成分和状态.因此从根本上说,、分离和提纯有一致性,都是将某一种物质从混合物里分离出来.相比较而言,提纯采用的方法较分离更为宽松,而分离更侧重于将相混合的每一种物质一一分离,因此考虑问题特别是在分离的方案设计上,应更加周密一些.
2.物质的分离和提纯的一般方法
(1)物理方法——根据物质物理性质的差异分离和提纯物质的方法.如过滤、蒸发结晶、蒸馏或分馏、萃取、分液、升华等.
(2)化学方法——根据物质化学性质上的特点分离和提纯物质的方法.如沉淀法、吸收法、转化法、离子交换法等
3.物质分离和提纯的原则及注意事项 (1)基本原则:
(2)注意事项:除杂的试剂需过量;过量的试剂需除去;除去多种杂质时要考虑加入试剂的顺序;根据除杂的基本原则优化除杂的途径.
〖典例精练〗
误区警示:
①除杂质时,一般加过量的试剂以彻底除去杂质,过量试剂应在后续步骤中除去。
②除杂质时,最后不能引入新的杂质,被提纯物质
尽可能不减少。
【创新探究】
回答下列问题:
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演练·自评
基础演练
1.下列关于蒸馏操作的有关叙述不正确的是( ) A.蒸馏操作主要仪器是:蒸馏,烧瓶、酒精灯、铁架台、冷凝管、锥形瓶、温度计等
B.蒸馏操作使用的温度计的水银球应插入到液体内
C.在蒸馏烧瓶内放入少量碎瓷片,目的是防止暴沸
D.冷凝管进出水的方向是下进上出
解析:蒸馏时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支口处。
答案:B
2.在实验室里进行分液操作,下列实验仪器一定用不着的是( )
A.锥形瓶 B.分液漏斗 C.玻璃棒 D.温度计
解析:分液操作中,对温度没有要求,不需要温度计,实验中,分液漏斗用于对分层状态的液态混合物的;锥形瓶用来盛放分离出的液体,在向分液漏斗中倾倒待分离的混合液可用玻璃棒用于来引流。 答案:D 3.(2009福建省莆田高一上学期第一学段)选择萃取剂将碘水中的碘萃取出来,这种萃取剂必须具备的性质是( )
A.不溶于水,但必须与碘发生反应 B.不溶于水,但比水更容易溶解碘 C.不溶于水,且密度比水大 D.不溶于水,且密度比水小
解析:假设要用溶剂X将溶质A从溶剂Y中萃取出来,X应具备的基本性质是:①X与Y互不相溶,且越难溶越好;②A在X与Y中的溶解度之差较大,且这个差越大越好;③A在X中不发生化学反应。结合本题可知,B为正确选项。
答案:B
4.水资源非常重要,联合国确定2003年为国际淡水年。海水淡化是海岛地区提供淡水的重要手段,
所谓海水淡化是指除去海水中的盐分以获得淡水的工艺过程(又称海水脱盐),其方法较多,如反渗透法、水合物法、电渗透法、离子交换法和压渗法等。下列方法中也可以用来进行海水淡化的是( )
A.过滤法 B.蒸馏法 C.分液法 D.冰冻法 答案:BD
5.某实验小组只领取下列仪器和用品:铁架台、铁夹、铁圈、三角架、石棉网、烧杯、漏斗、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。不能进行的实验操作是( )
A.蒸发 B.萃取 C.过滤 D.蒸馏 解析:缺少蒸馏用的蒸馏烧瓶和冷凝管。 答案:D
6.现在有一瓶物质是甲和乙的混合物,已知甲和乙的某些性质如下表所示: 物质 甲 乙 熔点 -98℃ -84℃ 沸点 57.7℃ 77℃ 密度 0.93g·cm 0.90g·cm-3 -3水中的溶解性 可溶 可溶 据此,将甲和乙相互分离的最佳方法是( ) A.蒸发 B.过滤法 C.蒸馏法 D.加试剂法 解析:甲、乙两种物质都溶于水,不能用过滤法将二者分离;甲、乙两种物质的性质题中并未给出,不宜加试剂分离二者;根据表中给出的数据可知,甲、乙两种物质的沸点差别较大,可用蒸馏法将二者分离。
答案:C
7.(2009杭州高一期中)已知丙酮通常是无色液体,不溶于水,且密度小于水,沸点约是55℃。要从丙酮和水的混合物中将丙酮分离出来,下列操作中最合理的是( )
A.蒸馏 B.分液 C.过滤 D.蒸发 解析:丙酮和水是互不相溶的液体,分液是最佳方
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法。 答案:B 8.(2009北京市科迪实验中学高一期中)化学工作者从有机反应:RH+Cl2(g)RCl(l)+HCl(g)受到启发,提出的在农药和有机合成工业中可获得副产品盐酸的设想已成为现实。试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最佳方法是 A.蒸馏法 B.水洗分液法 C.升华法 D.有机溶剂萃取法 解析:利用HCl易溶于水,而有机物一般难溶于水的特征,采用水洗分液法是最简便易行的方法,故选B项。 答案:B 9.如图为实验室用自来水制取蒸馏水的装置示意图,根据图示回答下列问题。 ⑴图中的两处明显的错误是_____________。 ⑵A仪器的名称是______________,B仪器的出A B 出
综合应用
11、(高考经典)海带中含有丰富的碘。为了从海中
提取碘,某研究性学习小组设计并进行了以下实验:
名称是 。 ⑶实验时A中除加入少量自来水外,还需加入少量__________________,其作用是_____ ____________________________。 答案:⑴温度计水银球位置不在蒸馏烧瓶支管口 冷凝管进、出水口颠倒 ⑵蒸馏烧瓶 冷凝管 ⑶碎瓷片 防止液体剧烈跳动(暴沸) ①灼烧 海带 海带 灰 ②浸泡 海带灰 悬 浊液 ③ 含碘离子溶液
⑥ ④MnH2SO
(稀) 4O2+
含碘水 溶液
含⑤提取碘 碘 苯 溶液
单质碘 请填写下列空白:
(1)步骤①灼烧海带时,除需要三脚架外,还需要用到的实验仪器是
(从下列仪器中选出所需的仪器,用标号字母填写 在空白处)。 A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器
(2)步骤③的实验操作名称是 ;步骤⑥的
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目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯,该步骤的实验操作名称是 。
(3)步骤⑤中,某学生选择用苯来提取碘的理由是 。
(4)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法: 。
解析:本题主要考查了海带中提取碘的有关问题。例如实验用的仪器、实验操作名称、实验设计等。将从海带灰中提取碘的实验划分成几个小实验:①加热灼烧;②萃取操作;③过滤操作;④蒸馏操作;⑤检验操作。然后针对每个小实验去把握设问角度。(1)问属于高温灼烧固体,用到的仪器包括坩埚、泥三角和酒精灯。(2)从流程上分析,先过滤得含I-
的溶液,氧化后用萃取操作提取I2,最后从I2和苯的混合物中提取I2,应采用蒸馏操作。 答案:(1)BDE(2)过滤 蒸馏(3)苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大(4)取少量提取碘后的水溶液于试管中,加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色(如果变蓝,说明还是单质碘) 12.(2009河南平顶山高一期中)某化学课外小组用海带为原料制取了少量碘水。现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液。其实验操作可分解为如下几步:
A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中; B.把50mL碘水和15mL CCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞;
C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液; D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正; E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液;
G.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; H.静置,分层。
就此实验,完成下列填空: ⑴正确操作步骤的顺序是:(用上述各操作的编号字母填写)
→ → →A→G→ →E→F
⑵上述E步骤的操作中应注意 。 上述G步骤操作的目的 。
⑶能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是 。
解析:(1)萃取与分液的综合操作,应首先检查分液漏斗是否漏液,其次注入被萃取的溶液和萃取剂,
再倒转振荡后将其正置在铁圈中,使上口玻璃塞上的凹槽与小孔相通,静置分层后让下层液体流入容器,最后从上口倒出上层液体。其顺序是C→B→D→A→G→H→E→F。
(2)使分液漏斗下端尖嘴紧靠烧杯内壁;及时关闭活塞,不让上层液体流出。 (3)使分液漏斗内外空气相通,以保证进行E操作时漏斗里液体能顺利流出。 (4)从水溶液中萃取分离物质,作为萃取剂的溶剂应该是不溶或难溶于水;被萃取物在萃取荆中应该是易溶且不与溶剂反应。CCl。与水不互溶,而且碘在CCl。中比在水中的溶解度大得多。
答案:(1)C B D H
(2)应使漏斗下端尖嘴紧靠烧杯内壁,及时关闭活塞,不要让上层液体流出。
使漏斗内外空气相通,以保证E操作时,漏斗里的液体能够流出
(3)CCl4与水不互溶,且碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多
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