1、第2节 物质的检验、分离和提纯,-2-,考纲要求:掌握常见物质检验、分离和提纯的方法。,-3-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-4-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN溶液显色反应)外,我们一般用NaOH溶液即可鉴别;(2)在没有特殊要求时,如果有多种检验方法,应该选择教材中给定的方法,如检验Fe3+用KSCN溶液。,-5-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.常见阴离子的检验 (1)利用酸碱指示剂检验。,-6-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)利用盐酸和其他试剂检验。,-7-,考点一,考点二,基础梳理,考点
2、突破,-8-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-9-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,3.常见气体的检验 (1)可燃性气体的检验。,-10-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)酸性气体的检验。,-11-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(3)碱性气体的检验(NH3)。,-12-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(4)强氧化性气体的检验。,-13-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,特别提醒(1)检验气体时,要防止气体之间的互相干扰,如Cl2、SO2均能使品红溶液褪色。(2)中学阶段只学过一种碱性气体,只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般是氨气。,-14-,考点一,考
3、点二,基础梳理,考点突破,-15-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.物质检验的一般思路和程序,-16-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,如固态物质的检验程序:,-17-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.物质检验的常见突破口 (1)溶于水显碱性的气体:NH3。 (2)在空气中由无色变为红棕色的气体:NO。 (3)在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体:Na2O2。 (4)遇SCN-显红色,遇OH-生成红褐色沉淀的离子:Fe3+。 (5)遇Ag+产生沉淀,且不溶于稀硝酸,若沉淀为白色则为Cl-;若沉淀为浅黄色则为Br-;若沉淀为黄色则为I-。 (6)可溶于NaOH溶液的白色沉淀
4、:Al(OH)3;可溶于NaOH溶液的金属氧化物:Al2O3。 (7)能与NaOH溶液作用产生H2的金属是Al。 (8)能与盐酸反应产生刺激性气味的气体,且该气体通入品红溶液使之褪色,加热又复原的离子:,-18-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,例1工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:,-19-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,试回答下列问题: (1)滤液X中含有的金属阳离子是 (填离子符号)。 (2)步骤中可选用 调节溶液的pH(填字母)。 A.稀硫酸 B.氨水 C.氢氧化钠溶液 D.高锰酸钾溶液 (
5、3)步骤中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,检验Fe2+的方法是 。 (4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是 。 (5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为 。,-20-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,答案:(1)Fe2+、Fe3+ (2)B (3)先向待检液中滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2+ (4)防止NH4HCO3分解,减少Fe2+的水解 (5)4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2,-21-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,解析:(1)硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等,酸浸后铁
6、的氧化物与酸反应,二氧化硅不与酸反应,氧化铁与酸反应后生成铁离子,氧化亚铁与酸反应后生成亚铁离子。(2)由步骤加入过量铁粉可知滤液Y中阳离子为亚铁离子,步骤加入试剂调节溶液pH至56.5,所加试剂不能氧化亚铁离子,也不能沉淀亚铁离子。稀硫酸不能调节溶液的pH至56.5;氨水是弱碱溶液,可以调节溶液pH至56.5;氢氧化钠溶液是强碱溶液,会沉淀亚铁离子;高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化亚铁离子。(3)亚铁离子具有还原性,能被氧化为铁离子,则检验亚铁离子的实验方法是先向待检液中滴加KSCN溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2+。(4)步骤的温度过高会导致碳酸氢铵分解,还会促进亚
7、铁离子的水解。(5)在空气中煅烧碳酸亚铁,碳酸亚铁会和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳,由原子守恒和得失电子守恒可知,配平后的化学方程式为4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2。,-22-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,答题模板 1.不能在原瓶中操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,会造成试剂污染。解答离子检验题目的一般思路:取样加试剂现象结论。要有操作,有现象,有结论。 2.用词要准确科学:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂或加入某某物质”的字样。气体试剂要用“通入”,切不可把液体或固体试剂写作“通入中”。,-23-,考点一,考点
8、二,基础梳理,考点突破,跟踪训练,答案,解析,-24-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.(2016湖南十三校第一次联考)下列鉴别方法不可行的是( ) A.仅用氨水即可鉴别NaCl、AlBr3、AgNO3三种溶液 B.用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳 C.用新制氯水鉴别碘的淀粉溶液、含石蕊的烧碱溶液和硫酸铜溶液 D.用烧碱溶液鉴别地沟油、甘油和石油,答案,解析,-25-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,物质的分离和提纯 1.物质分离、提纯的区别 (1)物质的分离。 将混合物中的各组分分离开来,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,又叫混合物
9、的净化或除杂。,-26-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.物质分离、提纯的常用物理方法,-27-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-28-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-29-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,3.物质分离、提纯的化学方法,-30-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-31-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,自主巩固 (1)物质分离与提纯的方法有多种,下列操作过程中用到的方法和仪器(夹持仪器除外)为: 从NaCl溶液中提取食盐。 方法:蒸发,仪器:玻璃棒、酒精灯、蒸发皿。 从海水中提取淡水。 方法:蒸馏,仪器:蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、锥形瓶等。
10、从CuSO4溶液中提取胆矾。方法:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,仪器:玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、烧杯、漏斗。 除去FeCl3溶液中的Fe(OH)3沉淀。 方法:过滤,仪器:烧杯、玻璃棒、漏斗。 提取溴水中的溴。方法:萃取后分液,仪器:分液漏斗、烧杯。,-32-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)除去下列常见物质中的杂质,完成表格:,-33-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,1.分离和提纯物质应遵循的原则 (1)不引入新杂质的原则。如果引入杂质则在后续操作中必须除杂。 (2)不损耗、不减少被提纯物质的原则。 (3)实验操作要简便易行的原则。 (4)加入试剂的顺序要合理的原则。用化学方法除去
11、溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。,-34-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-35-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-36-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,-37-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,例2过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题: (一)碳酸钙的制备,(1)步骤加入氨水的目的是 。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于 。,-38-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)右图是某学
12、生的过滤操作示意图,其操作不规范的是 (填标号)。 a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流 c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗 e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度,-39-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(二)过氧化钙的制备(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是 。 (4)步骤中反应的化学方程式为 ,该反应需要在冰浴下进行,原因是 。 (5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是 。 (6)制备过氧化钙的另一种方法是将石
13、灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是 ,产品的缺点是 。,-40-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,答案:(一)(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀 过滤分离 (2)ade (二)(3)酸 除去溶液中的CO2 (4)CaCl2+2NH3H2O+H2O2+6H2O=CaO28H2O+2NH4Cl或CaCl2+2NH3H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O 温度过高时H2O2易分解 (5)去除结晶表面水分 (6)工艺简单、操作方便 纯度较低,-41-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,解析:(1)用盐酸溶解固体时盐酸过量,加入氨水中和了过
14、量的盐酸,OH-的浓度增大,使Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+平衡正向移动,从而使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。 (2)过滤时,漏斗末端颈尖应紧贴烧杯内壁,a不规范;如果滤纸边缘高于漏斗边缘,则液体易洒出,故滤纸边缘应低于漏斗边缘,d不规范;过滤时,不可用玻璃棒搅拌,否则易损坏滤纸,e不规范。 (3)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O,CO2溶于溶液中使溶液呈酸性;可通过煮沸的方法除去CO2。 (4)反应物为CaCl2、NH3H2O、H2O2,产物之一为目标产物CaO2,根据原子个数守恒,可判断还有NH4Cl和H2O生成。H2O2不稳定,受热易分解,冰浴下进行反
15、应的目的是防止H2O2分解。,-42-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(5)乙醇易挥发,且CaO2在乙醇中溶解度小,用乙醇洗涤可带走晶体表面的水分得到较干燥的晶体。 (6)相对于前一种方法,直接煅烧石灰石后加入双氧水,操作更简单,但得到的CaO2中会混有CaCO3、CaO等杂质而使产品不纯。,-43-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,归纳总结 多角度夯实过滤操作 在过滤操作后,有时需要滤液,舍弃滤渣,有时需要滤渣,舍弃滤液。所以不同的需求,过滤后的操作也可能不相同。 1.对滤渣的处理 (1)沉淀洗涤的选择。 在过滤操作后,有时需要滤渣,舍弃滤液,因为滤渣表面附着或滤渣中包夹着可溶性离
16、子,则需要洗涤滤渣;如由NaAlO2溶液制取Al2O3,应向溶液中通入CO2充分反应后过滤,滤渣必须洗涤。 在过滤操作后,需要滤液,舍弃滤渣,但滤渣上附着的一些可溶性且有毒、对环境会造成污染的杂质,则也应该洗涤。,-44-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(2)沉淀洗涤液的选择。 常用的洗涤液是蒸馏水,但有时滤渣溶于水或与水反应,则应选择特殊洗涤液。 (3)沉淀洗涤的方法。 洗涤方法:沿玻璃棒向漏斗内加蒸馏水或其他特殊洗涤液至浸没沉淀,待水或其他特殊洗涤液自然流出后,重复操作23次。 误差分析:若沉淀不洗涤或洗涤不干净,则使沉淀的质量偏高。若沉淀洗涤次数过多,则会使部分沉淀溶解而使其质量偏
17、低。 (4)判断洗净方法。 原理:检查洗涤液中是否含有沉淀表面附着的可溶性离子,需要加入与可溶性离子反应且现象明显的物质。 答题模板:用小试管取最后一次洗涤液,加入实验现象得出结论。,-45-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,2.对滤液的处理 (1)蒸发。 如果所需物质受热不易分解,则直接用蒸发的方法提取母液中的成分。如粗盐提纯时,加热蒸发NaCl溶液,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干。 (2)其他方法。 如果所需物质受热易分解,则不能用直接蒸发的方法提取母液中的成分,如从CuSO4母液中获得CuSO45H2O晶体,采用加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤的方法。,-46-,考点
18、一,考点二,基础梳理,考点突破,跟踪训练 3.(2018安徽名校大联考)下列实验操作能达到实验目的的是( ),答案,解析,-47-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,4.(2017全国)本草衍义中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是( ) A.蒸馏 B.升华 C.干馏 D.萃取,答案,解析,-48-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,5.某硅铁矿石中主要含SiO2、Fe3O4、Al2O3、CuO。某工厂用它为原料进行综合应用来制取硅胶、铁红、铝、胆矾晶体,设计如下工业流程图:,已
19、知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2完全沉淀的pH分别为9.6、3.7、9.4。,-49-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(1)碱浸时发生的离子方程式为 。 (2)为提高碱浸的浸出率,可采取的方法有 。(填两种即可) (3)溶液3中加入H2O2的目的是 。对应的离子方程式为 。 (4)Z试剂可以选用下列中的 (填字母)。 A.Cu B.CuO C.Cu(OH)2 (5)由溶液4制取产品3还要先加热到 (填字母)时,停止加热、冷却结晶。 A.沸腾 B.液体表面出现晶膜 C.析出大量晶体 D.快蒸干,还有少量液体 (6)判断固体4对应的元素沉淀完全的方法是 。,-50-,考点一
20、,考点二,基础梳理,考点突破,(2)将矿石粉碎、改用热的碱液、增大碱的浓度等(答两种即可) (3)将Fe2+氧化成Fe3+以便沉淀完全 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O (4)BC (5)B (6)取少量溶液4加入KSCN溶液不出现红色,-51-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,解析:弄清流程图中的各步变化是解题的关键。,-52-,考点一,考点二,基础梳理,考点突破,(3)溶液3中加入H2O2显然是为了将Fe2+氧化为Fe3+,以便于加入Z试剂后使铁元素完全转变为Fe(OH)3沉淀而又保证Cu2+不沉淀。 (4)Z试剂的作用是提高溶液的pH,同时不能引入新杂质,因此B、C均可
21、选用。 (5)由于制取的产品3是胆矾晶体,因此不能将水大量蒸走,当液体表面刚出现结晶时即应停止加热,冷却结晶,以获得最大的晶体产量。 (6)固体4对应的沉淀元素是Fe,可通过检验Fe3+是否存在来判断是否沉淀完全。,-53-,1.5个检验步骤 取少量样品加入某种试剂加热振荡等操作描述现象得出结论 2.6种物理提纯方法 (1)过滤 (2)蒸发 (3)萃取分液 (4)蒸馏 (5)升华 (6)渗析 3.6种化学提纯方法 (1)热分解法 (2)沉淀法 (3)氧化还原法 (4)电解法 (5)调节pH法 (6)转化法 4.4条提纯原则:不增、不减、易分离、易复原,-54-,-55-,2,1,3,4,6,5
22、,1.下列实验操作中正确的是 ( ) A.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,才能停止加热 B.蒸馏操作时,应使温度计的水银球插入蒸馏烧瓶溶液中 C.分液操作时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 D.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水的大,C,解析:蒸发操作时,当在蒸发皿中出现较多固体时停止加热;蒸馏操作时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处;萃取操作时,有机萃取剂应与水互不相溶,其密度可大于水也可以小于水。,-56-,2,1,3,4,6,5,2.下列有关物质分离方法的叙述中,不正确的是( ) A.用过滤的方法分离氯化钠溶液和牛奶的混合物 B.用蒸馏
23、的方法将自来水制成蒸馏水 C.用四氯化碳萃取碘水中的碘 D.用加热的方法分离氯化钠和氯化铵固体,A,解析:溶液与牛奶均可透过滤纸,不能用过滤法分离,A错误;自来水中水的沸点较低,用蒸馏的方法可将自来水制成蒸馏水,B正确;碘不易溶于水,易溶于四氯化碳,可用四氯化碳萃取碘水中的碘,C正确;氯化铵加热分解,受冷又重新生成NH4Cl,而氯化钠受热不分解,故通过加热可分离,D正确。,-57-,4,3,1,2,6,5,3.下列除去杂质(括号内的物质为杂质)的方法中错误的是( ) A.FeSO4(CuSO4):加水溶解后加足量铁粉,过滤 B.CO(CO2):用NaOH溶液洗气后干燥 C.MnO2(KCl):
24、加水溶解后,过滤、洗涤、烘干 D.CO2(HCl):用NaOH溶液洗气后干燥,答案,解析,-58-,4,3,1,2,6,5,4.对于某些离子的检验及结论一定正确的是( ),B,解析:加入稀盐酸产生气体,将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,溶液中也可能含有 ,故A项错误。加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,沉淀也可能是AgCl,故C项错误。加入氯水后, Fe2+会被氧化成Fe3+,不能确定原溶液中是Fe3+还是Fe2+,故D项错误。,-59-,6,5,3,1,2,4,5.下列实验中,所选装置不合理的是( )A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选 B.用CCl4萃取碘水中
25、的碘,选 C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选 D.粗盐提纯,选和,答案,解析,-60-,6,5,3,1,2,4,6.氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程:根据上述流程,回答下列问题: (1)混合中发生反应的化学方程式为 。 (2)混合中使用冰水的目的是 。 (3)操作和操作的名称分别是 。操作一般适用于分离 混合物。(选填编号) A.固体和液体 B.固体和固体 C.互不相溶的液体 D.互溶的液体,-61-,6,5,3,1,2,4,(4)混合中加入Na2SO3的目的是 。 (5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的
26、黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究: 甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为 ;若假设成立,可观察到的现象为 。 乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为 ,其用于证明该假设所用的试剂为 。,-62-,6,5,3,1,2,4,答案 (1)SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 (2)降低体系温度,抑制溴的挥发 (3)过滤、蒸馏 D (4)除去粗品中未反应完的溴 (5)KSCN溶液 溶液变成红色 含有Br2 CCl4,-63-,6,5,3,1,2,4,解析 (1)Br2具有强氧化性,在溶液中将SO2氧化为H2SO4,自身被还原为HBr,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。(2)Br2氧化SO2放出很多热量,溴易挥发,使用冰水,降低体系温度,抑制溴的挥发。(3)由工艺流程可知,操作分离固体与液体,应是过滤;操作为蒸馏。蒸馏一般适用于互溶液体的分离。(4)粗品中可能含有未反应的Br2,加入Na2SO3,除去粗品中未反应完的溴。(5)用KSCN溶液检验Fe3+,取少许溶液滴加KSCN溶液,溶液变成红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+。由工艺流程可知,溶液中可能含有Br2,可以用CCl4萃取方法检验,取少许溶液加少量CCl4振荡、静置分层,下层呈橙红色,说明氢溴酸呈淡黄色是因为含Br2。,
