高中化学第一节 化学实验基本方法教学设计及反思
展开第2课时 混合物的分离与提纯——过滤与蒸发
二、过滤与蒸发
1.过滤
(1)适用范围:分离不溶性固体和液体混合物
(2)实验用品:漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)、滤纸等
2.蒸发
(1)适用范围:适用于从溶液中分离出固体或浓缩溶液
(2)仪器:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳、铁架台(带铁圈)
3.粗盐的提纯
(1)粗盐成分:NaCl(主)、不溶性杂质、CaCl2、MgCl2、硫酸盐等
(2)试剂选择
Ca2+:Na2CO3 Mg2+:NaOH SOeq \\al(2-,4):BaCl2
(3)操作步骤:溶解、过滤、蒸发
eq \x((4)涉及到的反应)
4.SOeq \\al(2-,4)的检验
取少量溶液滴加稀盐酸,无明显现象,再加BaCl2溶液,生成白色沉淀,证明含有SOeq \\al(2-,4)。
eq \x(知识点一 粗盐的提纯)
1.足量的含不溶性固体杂质(其含量不详)的粗盐,经提纯后配制一定质量分数的NaCl溶液,实验操作有:①称量 ②过滤 ③蒸发结晶 ④计算 ⑤溶解 ⑥干燥,其先后顺序正确的是( )
A.④⑤②③⑤①⑥ B.④⑤②③①⑥⑤
C.⑤②③⑥④①⑤ D.④①⑤②③⑥⑤
答案 C
解析 要配制NaCl溶液,应先将不溶性杂质除去。先溶解、过滤,后把NaCl溶液蒸干,干燥后根据质量分数计算所需NaCl的量。
拓展提升 化学方法提纯和分离物质的“四原则”和“四必须”:
①“四原则”是:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少欲被提纯的物质);易分离(被提纯物质与引入杂质容易分离);易复原(被提纯物质要容易复原)。
②“四必须”是:除杂试剂必须过量;过量试剂必须除尽(不能因试剂过量带入新杂质);必须考虑除杂试剂加入的顺序;除杂途径选最佳。
eq \x(知识点二 蒸发和过滤)
2.下列说法或做法不正确的是( )
A.给蒸发皿内所盛液体加热时,液体不超过其容积的eq \f(2,3)
B.蒸发的过程中,用酒精灯一直加热到全部固体析出,没有水分
C.过滤时,为了加快过滤速率,可用玻璃棒在过滤器内搅拌
D.过滤时,若一次过滤后发现滤液仍浑浊,需再次过滤至澄清
答案 BC
解析 用蒸发皿蒸发溶液时,为防止液体溅出,故盛放的液体不得超过其容积的eq \f(2,3),A正确;但蒸发时不能直接蒸干,应用余热使其蒸干,B错;过滤时,绝不能用玻璃棒在过滤器中搅拌,以防滤纸破损使实验失败,C错;过滤时,若发现滤液浑浊,需重新过滤,直至滤液澄清方可,D正确。
eq \x(知识点三 SO2-4的检验)
3.离子检验时要注意排除离子的干扰,请思考:
欲验证某溶液中含有较大量的Cl-、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)三种离子,如果只取一次该溶液,分别用三种试剂将三种离子检验出来(要求每一种试剂能检验出一种离子)。假设所加试剂均为足量,则加入试剂的先后顺序为(写化学式)________、________、________。
答案 HNO3 Ba(NO3)2 AgNO3
解析首先弄清检验Cl-、COeq \\al(2-,3)、SOeq \\al(2-,4)分别需Ag+、H+、Ba2+,再根据离子间的干扰弄清加入试剂的先后顺序,依次应加入HNO3溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液。
方法总结 含Cl-、SOeq \\al(2-,4)的溶液,若检验Cl-,应先加Ba(NO3)2溶液除去SOeq \\al(2-,4),再检验Cl-。
4.在实验室里将粗盐制成精盐,主要操作步骤之一是蒸发。在加热蒸发溶剂的过程中,还要进行的动手操作是(作具体、完整地说明)________,这样做的主要目的是____________;熄灭酒精灯停止加热的根据是(填写代号)________。
A.蒸发皿中恰好无水
B.蒸发皿中刚刚产生白色固体
C.蒸发皿中产生了较多的固体
对黄海海水每次取20 g,严格按照过滤、蒸发、冷却、称量、计算的实验步骤规范操作,连续实验三次,算得平均得固态的盐a g。该海水中含氯化钠的质量分数为(填“>”“=”或“<”)________5a%。
答案 用玻璃棒不断搅拌液体 防止液滴飞溅 C <
解析 对液体加热时,若温度变化不均匀使局部过热,会发生液体暴沸甚至飞溅的现象,对液体不断进行搅拌能避免这种现象的发生。
氯化钠的溶解度受温度影响不大,通过蒸发使氯化钠从溶液中析出,要待出现较多固体(实际上是大部分的水已挥发)时停止加热,利用有关仪器的余热使溶液蒸干。
海水中还含有少量的CaCl2、MgCl2等易溶性的物质,在蒸发时,它们也与NaCl一同结晶析出,成为NaCl中的杂质。
拓展提升 ①粗盐提纯中加速固体溶解的方法有:研碎、搅拌和加热。②通过过滤可以除去不溶性杂质。③粗盐提纯过程中,三处用到玻璃棒:一是溶解过程中搅拌以加速溶解;二是加热过程中搅拌使受热均匀,防止液体飞溅;三是结晶后用来转移晶体。
1.实验室中,蒸发NaCl溶液时,一般有以下操作过程:①放置酒精灯;②固定铁圈的位置;③放置蒸发皿;④加热搅拌;⑤停止加热,余热蒸干。其中正确的顺序是( )
A.②③④⑤① B.②③①④⑤
C.①②③④⑤ D.②①③④⑤
答案 C
解析 安装仪器时据酒精灯高度确定铁圈位置,最后放置蒸发皿;加热蒸发NaCl溶液最后用余热烘干,故C正确。
2.从实验室加热氯酸钾与MnO2的混合物制氧气后的剩余物中回收二氧化锰的操作顺序正确的是( )
A.溶解、过滤、蒸发、洗涤 B.溶解、过滤、洗涤、加热
C.溶解、蒸发、洗涤、过滤 D.溶解、洗涤、过滤、加热
答案 B
解析 剩余物为MnO2、KCl,MnO2不溶于水,KCl溶于水,故B项符合题意。
3.在不同指示剂的前提下,要除去CaCl2溶液中的少量HCl,可选用下列试剂中的( )
A.CaO B.Na2CO3 C.CaCO3 D.CuO
答案 C
解析 A中会发生:CaO+H2O===Ca(OH)2,CaO+2HCl===CaCl2+H2O,会引入新杂质Ca(OH)2;B项会引入NaCl杂质;D项:CuO+2HCl===CuCl2+H2O,引入杂质CuCl2;C项:过量的CaCO3粉末是不溶于水的,可过滤出而得CaCl2溶液。
4.某溶液中含有较大量的Cl-、COeq \\al(2-,3)、OH-等三种阴离子,如果只取一次该溶液就能够分别将三种阴离子依次检验出来,下列实验操作顺序正确的是( )
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A.①②④②③ B.④②①②③
C.①②③②④ D.④②③②①
答案 B
解析 首先滴加足量Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有COeq \\al(2-,3),同时除去COeq \\al(2-,3);过滤后,在滤液中滴加足量Mg(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,证明有OH-,同时除去OH-;过滤后,滴加AgNO3溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl-。
5.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。其先后顺序正确的是( )
A.②④⑤③① B.③②④①⑤
C.③④②⑤① D.②④③⑤①
答案 D
解析 要从海水中得到无水MgCl2,首先要加熟石灰得到Mg(OH)2沉淀,然后过滤,再将沉淀加盐酸溶解,得到MgCl2溶液,然后对溶液浓缩结晶,再对晶体脱水干燥即可,故选D。
6.已知硝酸银与氯化钾反应生成硝酸钾和不溶于水的氯化银,化学方程式为AgNO3+KCl===AgCl↓+KNO3。将含有少量氯化钾的硝酸钾固体提纯,某学生进行如图所示实验操作。回答下列问题:
(1)将样品置于烧杯中,加入适量的水溶解,同时用玻璃棒搅拌,搅拌的作用是________________________________________________________________________。
(2)向溶液中加入适量的__________溶液,使Cl-转化为沉淀。
(3)混合液进行过滤,过滤装置和操作如图,指出右图中的两处错误:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(4)为了从滤液中得到硝酸钾晶体,可选用的两种结晶方法是:①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
答案 (1)加速固体溶解 (2)硝酸银 (3)①液体没有沿玻璃棒流下 ②漏斗下端管口没有紧靠烧杯内壁
(4)①冷却热饱和溶液 ②蒸发溶剂
解析 本题考查的是提纯操作,涉及到溶解、过滤、蒸发的过程。溶解时,玻璃棒的作用是加速溶解,过滤过程中注意“一贴、二低、三靠”,结晶有冷却结晶和蒸发溶剂两种方法。
7.实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案:
如果此方案正确,那么:
(1)操作①可选 仪器。
(2)操作②是否可改为加硝酸钡溶液?为什么?
(3)进行操作②后,如何判断SO已除尽,方法是_____________________
________________________________________________________________________。
(4)操作③的目的是 ,为什么不先过滤后再加碳酸钠溶液?理由是_______________________________________________________。
(5)此设计方案是否严密,说明理由_________________________________。
________________________________________________________________________。
答案 (1)坩埚 (2)不可以,会引入难以除去的NO。 (3)用干净的胶头滴管取上层清液于洁净试管中,向此试管中滴加BaCl2溶液,若无沉淀,说明SO已除尽 (4)除去过量的Ba2+ 可减少过滤次数 (5)不严密 在操作③时加入的Na2CO3溶液煮沸并不能除去,因此在操作④之前应加过量盐酸除去Na2CO3,然后再加热煮沸除去HCl、CO2
解析 (1)加热固体混合物使部分不稳定物质分解而除去,可选用坩埚。
(2)因为加入Ba(NO3)2溶液后,会引入新的杂质NO。
(3)可取上层清液少量于干净的试管中,向试管中滴加BaCl2溶液,若无沉淀,就证明SO已除尽。
(4)操作③的目的是除去过量的Ba2+,不先过滤,而在悬浊液的基础上加过量的碳酸钠溶液是为了减少过滤次数。
(5)此设计方案不严密,因为在操作③时加入了过量碳酸钠溶液,煮沸并不能除去它,因此在操作④之前应加入过量的盐酸,然后再加热煮沸,除去多余的HCl、CO2。
8.根据从草木灰(主要成分是K2CO3、KCl和K2SO4)中提取钾盐的实验,填写下列空白:
(1)此实验操作顺序如下:①称量样品,②溶解沉降,③________,④________,⑤冷却结晶。
(2)用托盘天平(指针向上的)称量样品时,若指针偏向右边,则表示________(填下列正确选项的代码)。
A.左盘重,样品轻 B.左盘轻,砝码重
C.右盘重,砝码轻 D.右盘轻,样品重
(3)在进行第③步操作时,有时可能要重复进行,这是由于
________________________________________________________________________。
(4)在进行第④步操作时,要用玻璃棒不断小心地搅动液体,目的是防止________________________________________________________________________。
答案 (1)过滤 蒸发 (2)B (3)滤液浑浊
(4)液体飞溅
解析 掌握分离和提纯的基本操作是解答本题的关键。
(1)此实验的操作顺序是:①称量样品;②溶解沉降。此时钾盐进入溶液中,其他难溶物则为沉降物,所以步骤③应是过滤,使含钾盐的溶液与不溶杂质分开,为了得到钾盐的晶体,步骤④应是对滤液进行蒸发浓缩,得到的浓溶液经冷却即可析出。
9.某化学兴趣小组的同学欲测定某种品牌味精中食盐的含量,下面是该小组所做实验的步骤:
①称取该品牌的袋装味精样品10.0 g放入烧杯中,并加适量蒸馏水溶解;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________;
④用蒸馏水洗涤沉淀2~3次;
⑤将沉淀烘干、称量,称得固体质量为4.7 g。
根据上述实验步骤回答下列问题:
(1)补齐所缺少的实验步骤:
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________。
(2)实验步骤③所用的玻璃仪器有_______________________________________;
(3)检验沉淀是否洗净的方法是____________________________________;
(4)烘干沉淀应采取的方法是______________________________________________;
(5)若味精袋上标注:“谷氨酸钠含量≥80.0%,NaCl含量≤20.0%,则此样品是否合格,________(填“合格”或“不合格”)。
答案 (1)加入硝酸酸化的硝酸银溶液于样品溶液中,直到不再产生沉淀为止 过滤
(2)漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)取最后几滴洗涤液加入稀盐酸,若无浑浊现象,说明沉淀已洗净
(4)低温烘干
(5)合格
解析 该题是测定某种品牌味精中食盐中含量的一个“袖珍”课题的讨论,设问从实验步骤开始到所用玻璃仪器,然后步步深入得出结论。设10.0 g样品中NaCl的质量为x,则:
NaCl+AgNO3===AgCl↓+NaNO3
58.5 143.5
x 4.7 g
x=eq \f(58.5×4.7 g,143.5)=1.9 g
所以w(NaCl)=eq \f(1.9 g,10.0 g)×100%=19.0%
即w(NaCl)<20%,样品合格。
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高中化学人教版 (新课标)必修1第一节 化学实验基本方法教案: 这是一份高中化学人教版 (新课标)必修1第一节 化学实验基本方法教案,共3页。
高三化学 第一章 第一节 化学实验基本方法复习教案: 这是一份高三化学 第一章 第一节 化学实验基本方法复习教案,共13页。教案主要包含了混合物的分离与提纯等内容,欢迎下载使用。