高考一轮复习第一课第5讲：物质的分离、提纯、蒸馏、萃取

这是一份高考一轮复习第一课第5讲：物质的分离、提纯、蒸馏、萃取，共11页。学案主要包含了分离与提纯，物质的分离与提纯的基本方法，高考常考物质的除杂方法，蒸馏，萃取和分液等内容，欢迎下载使用。
知识介绍
一、分离与提纯
分离和提纯的要求不同，设计操作步骤时一定要加以区别。
二、物质的分离与提纯的基本方法
（一）物质的分离与提纯的物理方法
1．蒸发——分离易溶性固体和溶剂。
2．过滤——分离不溶性固体和液体。
操作注意事项：
一贴：滤纸紧贴漏斗内壁。
二低：滤纸低于漏斗口，液面低于滤纸边缘。
三靠：烧杯紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸，漏斗下端紧靠烧杯内壁。
3．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并分液。
（2）分液：分离两种互不相溶的液体。
①萃取剂须具备的条件：溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中要大得多；萃取剂与原溶剂互不相溶；萃取剂与溶质不发生反应。
②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(或分馏)——分离沸点不同，且相互混溶的两种(或几种)液体。
5．升华——分离易升华与不升华的固体混合物。

6．渗析——用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来，如除去淀粉胶体中的NaCl。
将要提纯的胶体装入半透膜袋中，将袋系好，浸入蒸馏水中，并不断更换蒸馏水，渗析时间要充分。
7．盐析法(盐析后过滤)——将胶体从混合物中分离。
实例：蛋白质溶液中加饱和(NH4)2SO4。
（二）物质的分离与提纯的化学方法
三、高考常考物质的除杂方法
四、蒸馏
1．原理
利用液态混合物中各组分的__________不同，除去液态混合物中易挥发、难挥发或不挥发的杂质。
2．装置及主要仪器
3．制取蒸馏水的实验操作
(1) 检验Cl−：自来水白色沉淀，说明自来水中_________________________。
(2) 蒸馏：在100 mL烧瓶中加入约________体积的自来水，再加入几粒__________，按上图连接好装置，向冷凝器中通入冷水，加热烧瓶，弃去开始馏出的部分液体后，收集蒸馏水。
(3) 蒸熘水中Cl−的检验：蒸馏水无白色沉淀，说明蒸馏水中_________________。
五、萃取和分液
1．原理
2．实例——用CCl4萃取碘水中的碘
【答案】四、1．沸点
2．①圆底烧瓶 ②石棉网 ③沸石 ④冷凝器 ⑤牛角管
3．(1)含有Cl−
(2)1/3 沸石
(3)不含Cl−
五、1.互不相溶 溶解度 互不相溶
探究讨论
1.下表中除去物质中杂质选用的试剂或操作方法正确的一组是
A．①②③ B．①③④
C．②③④D．①②④
【解析】加入氯化铁会引入杂质Cl－，故①不正确；加入铁粉置换出铜，通过过滤除去铜及过量的铁粉，故②正确；利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，再用浓硫酸干燥氢气，故③正确；碳酸钙不溶于水，溶解后过滤，再蒸发即可得到纯净的NaNO3，故④正确。
【答案】C
2. 下列实验的试剂、装置选用不合理的是
【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H2O；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NH3；C选项合理，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H2O；D选项合理，在加热条件下，O2可与丙装置中的铜网反应而被除去。
【答案】B
3. 在蒸馏实验中，下列叙述不正确的是
A．在蒸馏烧瓶中盛约eq \f(1,3)体积的自来水，并放入几粒沸石
B．将温度计水银球插入自来水中
C．冷水从冷凝管下口进入，上口流出
D．收集蒸馏水时，应弃去开始馏出的部分
【答案】B
【解析】为防止沸腾时液体从导管中冲出，蒸馏时，加入的液体约为蒸馏烧瓶容积的eq \f(1,3)，且加入几粒沸石，A正确；温度计测量的是蒸气的温度，水银球应在蒸馏烧瓶支管口处，B错误；冷凝管中冷却水从下口进入，从上口流出，这样冷凝效果好，C正确；因为仪器中难免有杂质存在，为保证蒸馏水的纯度应弃去开始馏出的部分，D正确。
好题精做
1.NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A．18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA
B．2L0.5ml/L亚硫酸溶液中含有的H+数目为2NA
C．过氧化钠与水反应时，生成0.1ml氧气转移的电子数为0.2NA
D．密闭容器中2mlNO与1mlO2充分反应，产物的分子数为2NA
2．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面下
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
3．(河南省信阳市2017−2018学年高一上学期期末质量检测) “凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次…，价值数倍也”。这里用到的分离方法为
A．升华 B．蒸馏 C．萃取 D．蒸发
4．在使用分液漏斗进行分液时，正确的操作是
A．上层液体经漏斗下方活塞放出
B．分离液体时，将漏斗拿在手上进行分离
C．分离液体时，分液漏斗上的小孔与大气相通时打开活塞
D．分液漏斗中盛装的是液体，振荡后不必扭开活塞把气体放出
5．已知Br2在有机溶剂中的溶解度比在水中的大，下列有机溶剂不能从溴水中萃取溴的是
A．酒精 B．汽油 C．四氯化碳 D．苯
6．(安徽省安庆市五校联盟2017−2018学年高一上学期期中联考)下列实验操作中不正确的是
A．蒸发操作时，当蒸发到剩有少量液体时，停止加热，利用余热将液体蒸干
B．容量瓶检漏：在容量瓶中加入适量水，用手压紧瓶塞倒立1 min，如不渗漏，即可使用
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．蒸馏时，应将开始馏出的少量液体弃去
7．下列混合物的分离方法不可行的是
A．沸点不同的液态混合物可用蒸馏方法分离
B．互不相溶的液态混合物可用分液方法分离
C．互溶的液态混合物可用萃取的方法分离
D．可溶于水的固体与难溶于水的固体形成的混合物可用溶解、过滤、蒸发的方法分离
8．选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上。
A．过滤法 B．分液法 C．蒸馏法 D．结晶法
(1)________分离水和豆油的混合物；
(2)________从含有硝酸钾和少量氯化钾的混合溶液中获得硝酸钾；
(3)________分离饱和食盐水和沙子的混合物；
(4)________分离四氯化碳(沸点为76.75 ℃)和甲苯(沸点为110.6 ℃)，已知四氯化碳和甲苯互溶。
9．将所列仪器组装为一套实验室蒸馏石油的装置，并进行蒸馏，可以得到汽油和煤油。
(1)写出A、B、C所代表仪器的名称：A________；B________；C________。
(2)写出A仪器的进水口________，出水口________。
(3)用字母表示装置的连接顺序：_____________________________。
(4)在B中注入石油后，加入几片碎瓷片的目的是_______________________________________。
10．工业上通常用工业酒精和生石灰混合蒸馏法制取无水乙醇。如图是实验室中模拟工业原理制取无水乙醇的装置。
回答下列问题：
(1)指出图中的三处错误：_____________、_______________、_____________。
(2)在除去工业酒精中的水时，下列做法不可取的是________。
A．加入过量的生石灰后过滤 B．加入过量的生石灰后蒸馏 C．加入过量的生石灰后分液
(3)由(2)可知除去工业酒精中的水的原理是(用化学方程式表示)__________。
(4)装置中仪器A、B、C的名称分别是：A________；B________；C________。
(5)在蒸馏操作中，仪器B中加入沸石(或碎瓷片)的作用是________________。
参考答案
1.【答案】C
【解析】A、核素D和H的质量数不同，质子数相同。则18gD2O和18gH2O的物质的量不同，所以含有的质子数不同，错误；B、亚硫酸为弱酸，水溶液中不完全电离，所以溶液中氢离子数目小于2NA，错误；C、过氧化钠与水反应生成氧气，则氧气的来源于-1价的O元素，所以生成0.1ml氧气时转移电子0.2NA，正确；D、NO与氧气反应生成二氧化氮，但常温下，二氧化氮与四氧化二氮之间存在平衡，所以产物的分子数小于2NA，错误，答案选C。
2.【答案】B
【解析】蒸馏时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处。
3．【答案】B
【解析】酸坏之酒中含有乙酸，乙酸和乙醇的沸点不同，用蒸馏的方法进行分离，B正确；正确选项B。
4．【答案】C
【解析】为确保分离效果，下层液体由漏斗下口放出，上层液体要经漏斗上口倒出；振荡分液漏斗要拿在手里，分离液体时，分液漏斗要固定在铁架台上的铁圈上；分液时，磨口塞上的凹槽与漏斗口颈上的小孔要对准，这时漏斗内外的空气相通，压强相等，漏斗里的液体才能够顺利流出；振荡分液漏斗时可能有气体产生，应及时扭开活塞放出，以减小漏斗内的压力。应选C。
5．【答案】A
【解析】萃取时，两种溶剂必须互不相溶，否则混合物不分层，无法分液。酒精能与水以任意比混溶，不能从溴水中萃取出Br2；四氯化碳、汽油、苯不溶于水，可从溴水中萃取出Br2，但也有不同：溴的四氯化碳溶液在下层，而溴的汽油溶液则在上层，溴的苯溶液也在上层。
6．【答案】B
【解析】A、蒸发操作时，当蒸发到剩有少量液体时，停止加热，利用余热将液体蒸干，A正确；B、容量瓶检漏的正确操作应该是：应向容量瓶中注入适量水，左手托住瓶底，右手食指顶住瓶塞，倒置看是否漏水，将容量瓶正放后，再把瓶塞旋转180度，再倒置后看是否漏水，B错误；C、为防止试剂相互污染，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，C正确；D、蒸馏时，应将开始馏出的少量液体弃去，D正确，答案选B。
7．【答案】C
【解析】萃取是指用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法，C错误。
8．【答案】(1)B (2)D (3)A (4)C
【解析】水和豆油互不相溶，利用分液法分离；硝酸钾的溶解度受温度影响较显著，可以用结晶法分离；沙子难溶于水，可用过滤法除去；四氯化碳和甲苯互溶且沸点相差较大，可用蒸馏法分离。
10．【答案】(1)给烧瓶加热未垫石棉网 温度计的水银球插入溶液中 冷却水的方向接反了
(2)C
(3)CaO+H2OCa(OH)2
(4)温度计 蒸馏烧瓶 冷凝管
(5)防止暴沸
【解析】(1)仔细观察制取无水乙醇的装置图，可知给烧瓶加热未垫石棉网，温度计的水银球不应插入溶液中，冷却水的方向接反了。
(2)加入过量的生石灰后，形成的乙醇、Ca(OH)2混合溶液不分层，不能用分液的方法分离，故答案为C。
(3)生石灰与水反应，可以除去工业酒精中的水，CaO+H2OCa(OH)2。
(4)由装置图可知，仪器A是温度计；仪器B是蒸馏烧瓶；仪器C是冷凝管。
(5)在蒸馏操作中，仪器B中加入沸石（或碎瓷片），可以防止暴沸。
方法
适用条件
举例
加热法
混合物中混有热稳定性差的物质时，可直接加热，使热稳定性差的物质分解而分离出去
纯碱中混有小苏打
洗气法
将气体混合物通过洗气装置而除去杂质气体
让混合气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的少量HCl
沉淀法
在混合物中加入某试剂，使杂质离子以沉淀形式分离出去的方法
加适量AgNO3溶液除去KNO3溶液中的KCl
转化法
不能通过一次反应达到分离的目的时，要经过转化为其他物质才能分离，然后将转化物质恢复为原物质
分离Fe3+和Al3+时，可加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3沉淀和Na[Al(OH)4]溶液，过滤后，向Fe(OH)3中加入盐酸重新生成Fe3+，向Na[Al(OH)4]中通入过量CO2，生成Al(OH)3沉淀，过滤后向Al(OH)3中加入盐酸重新生成Al3+
酸碱法
被提纯物质不与酸碱反应，而杂质可与酸碱发生反应
用盐酸除去SiO2中的石灰石；用NaOH溶液除去铁粉中的铝粉
氧化还原法
①对混合物中混有的还原性杂质，可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质
②对混合物中混有的氧化性杂质，可加入适当的还原剂将其还原为被提纯物质
将过量铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，振荡、过滤，可除去FeCl3杂质
调节pH法
通过加入试剂来调节溶液的pH，使溶液中某种成分沉淀分离的方法
CaCl2溶液中含有FeCl3杂质，由于FeCl3水解，溶液呈酸性，可采用调节溶液pH的方法将Fe3+沉淀，为此可加CaO或Ca(OH)2或CaCO3等
电解法
利用电解原理来分离、提纯物质
电解精炼铜
离子交换法
利用离子交换剂提纯物质
软化硬水
原物质
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
N2
O2
灼热的铜网
吸收法
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
CO2
CO
灼热CuO
转化法
CO2
H2S
CuSO4溶液
洗气
CO2
HCl
饱和NaHCO3溶液
洗气
SO2
HCl
饱和NaHSO3溶液
洗气
Cl2
HCl
饱和食盐水
洗气
H2S
HCl
饱和NaHS溶液
洗气
炭粉
MnO2
浓盐酸(加热)
过滤
Fe2O3
Al2O3
过量NaOH溶液
过滤
Al2O3
SiO2
①盐酸；②氨水
过滤、灼烧
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
转化法
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
转化法
FeCl3溶液
CuCl2
Fe、Cl2
过滤
FeCl2溶液
FeCl3
eq \a\vs4\al(Fe)
过滤
乙烷
乙烯
溴水
洗气
乙醇
水
新制CaO
蒸馏
乙烯
SO2
NaOH溶液
洗气
溴苯
溴
NaOH溶液
分液
乙酸乙酯
乙酸
饱和Na2CO3溶液
分液
分离操作
萃取
分液
定义
利用物质在__________的溶剂里__________的不同，用一种溶剂把物质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来的方法
把两种__________的液体分开的操作
实例
用四氯化碳提取碘水中的碘
分离四氯化碳和水的混合物
序号
物质
杂质
除去杂质选用的试剂或操作方法
①
KNO3溶液
KOH
加入适量FeCl3溶液，并过滤
②
FeSO4溶液
CuSO4
加入过量铁粉，并过滤
③
H2
CO2
通过盛有足量NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
④
NaNO3
CaCO3
溶解、过滤、蒸发
选项
实验目的
选用试剂
选用装置
A
除去Cl2中少量的HCl、H2O
试剂a为饱和氯化钠溶液
甲
B
除去NH3中少量的H2O
试剂b为无水氯化钙
乙
C
除去H2中少量的HCl、H2O
试剂b为碱石灰
乙
D
除去N2中少量的O2
足量铜网
丙