高考化学备考艺体生百日突围系列专题214物质的检验分离与提纯.doc
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1、专题 2.14 物质的检验、分离与提纯 1、掌握常见物质的分离和提纯的方法,了解常见物质的检验方法。2、能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行检验、鉴别、分离和提纯。预计2016年对本讲的考查将以自然界中的矿石材料或工业生产中产生的废渣处理工艺为命题背景,设计物质的分离或提纯路线,突出表现化学科学在物质的制备中的应用的命题趋势较大,考生应予以关注。一、物质的检验1、常见阳离子的检验:根据离子检验时生成物所表现出的现象不同,可把检验离子的方法归纳为三种类型:生成沉淀;生成气体;显现特殊颜色。常见阳离子试剂或方法实验现象H紫色石蕊试液变红活泼金属(如Zn)或Na2CO3溶液有无色无味气体产生Na
2、焰色反应黄色火焰K焰色反应紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)Mg2NaOH溶液白色沉淀,不溶于过量的碱Al3NaOH溶液白色沉淀, 溶于过量的强碱Fe2NaOH溶液 白色沉淀灰绿色红褐色先加KSCN溶液,再加氯水先无明显变化,再变血红色Fe3NaOH溶液生成红褐色沉淀KSCN溶液溶液呈血红色苯酚溶液溶液呈紫色Cu2NaOH溶液 蓝色淀,加热则沉淀变黑Ag含Cl的溶液,稀硝酸 白色沉淀,不溶于稀硝酸稀氨水先生成白色沉淀,然后沉淀溶解Ba2稀硫酸或可溶性的硫酸盐溶液白色沉淀NH4NaOH溶液,加热产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 2、常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验OH:能使无色酚酞、紫色石蕊等
3、指示剂分别变为红色、蓝色。(2)利用盐酸和其他试剂检验CO32加入BaCl2溶液后,生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味气体;HCO3加入BaCl2溶液后,无 白色沉淀,再加入稀盐酸放出无色无味且能使澄清石灰水变浑浊;SO42先加稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生不溶于稀盐酸的白色沉淀;SO32加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味并能使品红溶液褪色的气体;(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验:(4)利用某些特征反应检验:I滴入淀粉溶液和新制氯水,溶液变蓝色。(5)NO3检验:浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。小结:离
4、子检验时的注意问题(1)注意离子检验所要求的环境,如酸碱性。(2)一定要注意避免离子间的相互干扰,如检验CO32时, HCO3会干扰。(3)尽可能选择特效反应以减少干扰,如检验Fe3常选用KSCN溶液,而不是Na2CO3溶液等。3、常见气体的检验:检验气体是根据气体的特性,一般从以下5方面考虑:气体的颜色和气味;水溶液的酸碱性;助燃、可燃及燃烧现象和产物;遇空气的变化;其他特性。待检物操作步骤现象O2用试管或集气瓶取待检气体,然后向试管或集气瓶中插入带有火星的木条带火星的木条复燃H2使待检气体通过尖嘴玻璃导气管并点燃,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯有浅蓝色火焰,烧杯里有水雾生成NH3用湿润的红色
5、石蕊试纸检验 变蓝色把待检气体收集在集气瓶里,盖上玻璃片,用玻璃棒蘸取浓盐酸,开启玻璃片放在瓶上方 生成白烟SO2在洁净试管里加入5 mL品红溶液,再通入待检气体品红溶液褪色,加热后又红恢复红色CO2通入澄清石灰水中石灰水变浑浊,继续通入后变澄清Cl2用湿润的KI淀粉试纸靠近集气瓶口 变蓝色二、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目标物质的过程又叫混合物的净化和除杂。2、物质分离提纯的常用物理方法方法、装置适用范围注意事项过滤把固体和液体进行分离(1)一贴:滤纸紧贴漏斗内壁;(2
6、)二低:滤纸低于漏斗口,液面低于滤纸边缘;(3)三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端靠烧杯内壁;(4)若滤液浑浊,需重新过滤。蒸发分离固体溶质和溶剂(1)玻璃棒的作用:搅拌,防止局部温度过高造成液体飞溅;(2)当有较多晶体析出时,停止加热,用余热蒸干。萃取和分液(1)萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来(2)分液:两种液体互不相溶,易分层。用于分离两种互不相溶的液体混合物(1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中要打;(2)萃取剂与原溶剂不反应;(3)萃取剂与溶质不反应;(4)分液时,分液漏斗中的下层液体从下口流出,上
7、层液体从上口倒出蒸馏(分馏)互溶的沸点相差较大的液体混合物(1)温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;(2)蒸馏烧瓶中要加沸石;(3)冷凝管水流方向应为下进上出。升华混合物中某种组分易升华,利用物质易升华的性质在加热条件下分离的方法应与物质的分解反应区分,如NH4ClNH3HCl渗析分离提纯胶体与小分子(或离子)组成的混合液要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果盐析利用某物质在加某些无机盐 时,其溶解度降低而析出的性质来分离的方法盐析后过滤3.物质分离、提纯的化学方法方法原理杂质成分沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl、SO42、CO32及能形成弱碱的阳离子杂转纯法将杂质转化为需要提纯的
8、物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸酐或碱)氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用热的铜粉除去N2中的O2热分解法加热使不稳定的物质分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3电解法利用电解原理除去杂质含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸酐或碱)小
9、结:1、一种思路:化学试剂法除杂的思路:一般化学试剂法除杂是建立在仅用物理方法除杂不能完成的基础上,创造物理方法分离的条件,最好的方向是状态的变化,如使杂质液态变气态、不互溶的液态(溶液)或固态,气态杂质变液态(溶液)或固态,固态变液态(溶液)或气态。试剂的选择需要根据物质的性质考虑,一般考虑的顺序是:水、酸、碱、盐溶液、有机物。2、四原则、三必须:分离和提纯一般应遵循“四原则”和“三必须”(1)“四原则”:一、不增(提纯过程中不增加新的杂质);二、不减(不减少被提纯的物质);三、易分离(被提纯物质与杂质容易分离);四、易复原(被提纯物质转化后要易复原)。(2)“三必须”:一、除杂试剂必须过量
10、;二、过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质);三、选最佳除杂途径;四、除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。3、两种方法(1)洗涤沉淀的一般方法:把需要洗涤的沉淀放置在一个干净的过滤器中,向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀,蒸馏水自然流下,这样反复操作23次,直至沉淀洗涤干净。注意事项:.洗涤时,用少量蒸馏水小心沿过滤器四周从上而下冲洗,将沉淀冲到漏斗底部,不可使蒸馏水流速过猛,否则会使沉淀冲出过滤器。也不可用玻璃棒搅拌漏斗内的物质,以免划破滤纸。(2)判断沉淀是否洗涤干净的方法:可根据沉淀中可能存在的物质,向最后一次洗涤液中加入适宜的试剂,来检验洗涤程度。如过滤Na2SO4、BaCl2两种
11、溶液恰好完全反应后的沉淀时,要检验沉淀物是否洗涤干净,应选择AgNO3溶液。若在最后一次洗涤液中加入AgNO3溶液无沉淀(AgCl)生成,则说明沉淀已洗涤干净。4、三种作用:玻璃棒在中学化学实验中的作用(1)搅拌:蒸发结晶:用玻璃棒搅拌,以免液体局部温度过高,致使液滴飞溅(如图1)。固体溶解:进行固体溶解的实验时,用玻璃棒进行搅拌,以加快固体物质的溶解速度,如粗盐的溶解。(2)引流:使液体沿玻璃棒注入容器中。过滤(如图2);溶液的配制(如图3)。(3)测定性质点测pH:测定溶液的pH时,玻璃棒的作用是蘸取液体。检验气体性质:检验气体性质时,先用蒸馏水将试纸湿润,粘在玻璃棒的一端,用玻璃棒把试纸
12、放到盛有待测气体的试管口(注意不要接触),观察试纸的颜色变化。考点1 物质的检验【例1】下列各组溶液,不用外加试剂,就能实现鉴别的是( ) CuSO4 K2SO4 KNO3 KOH Na2CO3 BaCl2 HCl Na2SO4 NH4NO3 Na2SO4 Ba(OH)2 AlCl3 NaAlO2 Na2SiO3 H2SO4 NaClA B C D 【答案】D【考点定位】本题主要是考查物质的鉴别【名师点晴】1、物质鉴定的一般步骤:2、根据“实验现象的差异”鉴定物质:任何具有明显实验现象差异的物理性质、化学性质都可用于物质的鉴定。在物质鉴定过程中常常是根据颜色的变化、是否有气体产生、能否溶解、有
13、无沉淀、有无吸热或放热等现象来判别。可以根据能不能产生某个现象来判别,也可以根据产生某个现象的快慢进行判断。所以常常可以用多种方法鉴定某种物质。考点2 物质的分离和提纯【例2】下列除杂操作可行的是A通过浓硫酸除去HCl中的H2O B通过灼热的CuO除去H2中的COC通过灼热的镁粉除去N2中的O2 D通过水除去CO中的CO2【答案】A【解析】【考点定位】本题主要是考查物质除杂的判断【名师点晴】1、“固固”混合物的分离(提纯):固固2、“固液”混合物的分离(提纯):固液3、“液液”混合物的分离(提纯):液液4、“气气”混合物的分离(提纯):气气5、含杂质的胶体的分离(提纯):渗析法:用半透膜除去胶
14、体中混有的小分子或离子等杂质。1除去下列物质中所含的杂质,选用的试剂正确的是选项物质(杂质)试剂A食盐(细沙)NaOH溶液BCO(NH3)浓H2SO4CCO2(SO2)Na2CO3溶液DNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液【答案】B【考点定位】本题主要是考查物质的提纯【名师点睛】常用的去除杂质的方法10种1杂质转化法:欲除去苯中的苯酚,可加入氢氧化钠,使苯酚转化为酚钠,利用酚钠易溶于水,使之与苯分开。欲除去Na2CO3中的NaHCO3可用加热的方法。2吸收洗涤法:欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水,可使混合气体先通过饱和碳酸氢钠的溶液后,再通过浓硫酸。3沉淀过滤法:欲除去硫酸亚
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