2023版高考化学一轮总复习第十一章第二节物质的分离提纯和检验课件

这是一份2023版高考化学一轮总复习第十一章第二节物质的分离提纯和检验课件，共60页。PPT课件主要包含了先变浑浊后变澄清，出现红色，白色沉淀等内容，欢迎下载使用。
[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)除去 NO 中混有的少量 NO2：用水洗涤后再干燥。(
(2)除去食盐中混有的少量 NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加
(3)分离溴的 CCl4 溶液：可选用分液的方法。(
(4)能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝的气体可能是 Cl2。(
(5)某溶液焰色试验呈黄色，则溶液中一定含有Na＋，不含
若溶液变红色，则含有 Fe2＋。(
(6)检验未知液中是否含有Fe2＋，先加入氯水再加入KSCN，
(2)×(3)×(4)√(5)×含有 K＋。(6)×
错因：会产生新的杂质NaOH。应改为热分解法。错因：溴溶解在CCl4 中，应改为蒸馏法。错因：需使用蓝色钴玻璃滤去黄光后，再判断是否错因：应先加入KSCN 无现象，再加入氯水，若溶
液变红则含有Fe2＋。
2.(2021 年山东实验中学一模)某化学学习小组为验证海带中含有碘元素，设计了如下实验：
A.步骤①中使用到的仪器是坩埚和三脚架B.步骤②中稀硫酸作催化剂C.步骤③中加入淀粉若呈蓝色，则说明海带中含有碘元素D.省略步骤②也能实现实验目的答案：C
(1)上述两套装置中都要用到玻璃棒，其作用相同吗？(2)能否采用乙装置将 NH4Cl 饱和溶液蒸干制备 NH4Cl 晶体？说明理由。
答案：(1)不相同。甲装置为过滤，玻璃棒的作用是引流，乙装置为蒸发，玻璃棒的作用是搅拌，防止局部温度过高而使液体飞溅。
(2)不能。因为 NH4Cl 受热易分解生成 NH3 和 HCl，若采用
该装置蒸干 NH4Cl 饱和溶液，得不到 NH4Cl 晶体。
2.物质分离与提纯的化学方法
3.物质分离与提纯的装置和物理方法(1)常规实验装置和物理方法
低进高出或下口进上口出
①过滤装置的创新——抽滤
由于水流的作用，使图 1 装置 a、b 中气体的压强减小，故
②蒸馏、冷凝装置的创新应用
图 2、图 3、图 4，由于冷凝管竖立，使液体混合物能冷凝回流，若以此容器做反应容器，可使反应物循环利用，提高了反应物的转化率。
③洗气装置的创新——双耳球吸收法
图 5 中，由于双耳球上端球形容器的容积较大，能有效地防止倒吸。故该装置既能除去气体中的气态杂质，又能防止倒吸。
①蒸发结晶——适用于溶解度随温度升高而变化不大或减
小且稳定的固体物质，如 NaCl。
②冷却结晶——适用于溶解度随温度升高而增大或不稳定的结晶水合物或铵盐，如KNO3、CuSO4·5H2O、NH4Cl 等。
(2)萃取分液注意事项
①分液时要先打开分液漏斗上口玻璃塞，以平衡气压，便
②分液时下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出。
分离与提纯的常用装置及物理方法
【练1】(2021年郫都期中)从苯、溴和水的混合物中分离
出溴，所用装置如图所示，下列说法正确的是(
A.用装置Ⅰ加热，收集全部馏出液，可以提高回收溴的物
B.装置中 a 为进水口，b 为出水口
C.用装置Ⅱ萃取分液时，将分层的液体依次从下口放出D.经装置Ⅱ得到的粗产品干燥后，使用装置 I 蒸馏，可得
解析：A 项，溴和水均容易挥发，装置Ⅰ加热，收集全部馏出液，不能提高回收溴的纯度，A 错误；B 项，冷凝管中冷水下进上出可充满冷凝管，冷凝效果好，则装置Ⅱ中 b 为进水口，a 为出水口，B 错误；C 项，分液时避免上下层液体混合，则先分离出下层液体，再从上口倒出上层液体，C 错误；D 项，粗产品干燥后，利用沸点不同分离苯、溴，则装置Ⅱ得到的粗产品干燥后，使用装置Ⅰ再次蒸馏，可得到更纯的产品，D 正确。。
【练2】(2021 年广州期末)以下实验装置一般不用于分离
解析：题 A 图中为配制一定物质的量浓度的溶液，不能分离物质，A 错误；题 B 图中为过滤，用于分离不溶性固体与液体，B 正确；题 C 图中为蒸馏，用于分离沸点不同的互溶液体混合物，C 正确；题 D 图中为渗析，用于分离、提纯胶体，D正确。
[归纳提升] 依据物理性质选择分离、提纯的方法(1)“固＋固”混合物的分离(提纯)
(2)“固＋液”混合物的分离(提纯)
分离与提纯的常用化学方法
【练3】(2021 年潍坊模拟)下列除去括号中的杂质对应方
解析：碳酸钠固体中含有碳酸氢钠固体杂质，充分灼烧，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，能起到除杂的效果，A 正确；铜中含有杂质锌，加入过量稀 H2SO4，充分反应后生成硫酸锌，铜不反应，过滤、洗涤、干燥后得到铜，能起到除杂的效果，B 正确；MnO2 中含有杂质 MnCl2 ，MnO2 不溶于水，MnCl2溶于水，MnCl2 在溶液中，过滤、洗涤、干燥后得到 MnO2 固体，能起到除杂的效果，C 正确；Cl2 能与碱石灰反应，氯气不能用碱石灰除杂，D 错误。
解析：二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，浓硫酸干燥二氧化碳，则洗气可除杂，A正确；NH4Cl 和 FeCl3 均与NaOH反应，应选适量氨水、过滤，B错误；NaOH 溶液能吸收 CO2，浓硫酸干燥甲烷，则洗气可除去CH4中混有的 CO2，C 正确；CuCl2 溶液和过量 Fe粉作用生成 FeCl2 溶液和 Cu，过滤可除去Cu 和过量 Fe 粉，D 正确。
(1)第一步：确定被提纯物质与除杂对象。
对比两者物理性质、化学性质的差异，利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔、沸点差异、与某些物质反应的差异性等)，选择合适的分离原理或除杂试剂；除杂试剂除去杂质的同时，不消耗被提纯物质，不引入新的杂质。
(2)第二步：选择合适的分离和除杂装置。
根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等)；根据除杂试剂的状态及反应条件，选择合适的装置，液体试剂一般选洗气瓶，固体试剂一般用干燥管或 U 形管。
(3)第三步：综合分析，筛选答案。
综合分析物质分离是否完全，被提纯物质中的杂质是否被
下列说法错. . 的是(
物质分离提纯的实验方案及流程分析
【练5】(2021 年山东二模)绿原酸具有抗病毒、降血压、延缓衰老等保健作用。利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干叶，得到提取液，进一步提取绿原酸的流程如图：
A.从“提取液”获取“有机层”的操作为萃取、分液B.绿原酸溶解度随温度升高而减小C.减压蒸馏的目的是防止温度过高绿原酸变质D.绿原酸粗产品可通过重结晶的方法提纯
解析：利用乙醚，95%乙醇浸泡杜仲干叶得到“提取液”，再加入乙酸乙酯，可以获取有机层，说明乙酸乙酯是萃取剂，相关实验操作是萃取、分液，A 正确；在“浸膏”中加入温水，再进行相关处理，说明绿原酸溶解度随温度升高而升高，B 错误；绿原酸具有延缓衰老的作用，说明其具有比较强的还原性，优先于人体与氧化性物质反应，减压蒸馏可以降低体系的温度，防止温度过高绿原酸变质，C 正确；绿原酸难溶于水，易溶于有机溶剂，可利用重结晶的方法进一步提纯，D 正确。
【练6】(2021年江苏三模)废旧材料是巨大的资源宝库，回收利用前景广阔。从废黄铜合金(主要成分为 Cu 和 Zn)中回
A.“溶解”过程中，H2O2 和稀硫酸都体现了氧化性B.与锌粉反应的离子主要是 Cu2＋和 H＋C.过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒D.为加快溶解速率可以选择高温、搅拌
　　解析：“溶解”过程中发生的反应为Cu＋H2O2＋H2SO4=== CuSO4＋2H2O、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，H2O2中O元素的化合价由－1降低为－2价，H2SO4中H元素的化合价由＋1价降低为0价，化合价降低的物质为氧化剂，所以H2O2、H2SO4为氧化剂，表现为氧化性，A正确；废黄铜合金中的Cu和Zn都可以反应溶解变成Cu2＋和Zn2＋，然后加入NaOH调节溶液pH值为2，此时溶液中含有H＋、Cu2＋、Zn2＋、Na＋和SO　，再加入锌粉之后Zn可以和H＋和Cu2＋发生置换反应，B正确；过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒，C正确；“溶解”操作时，搅拌可以加快H2O2、H＋和Cu、Zn接触，增加反应速率，但是过氧化氢受热易分解，不能选择高温，D错误。　　答案：D
分离、提纯物质遵循的“四原则”“三必须”
1.离子检验(1)常见阳离子的检验
用焰色反应可检验出溶液中的 K+和 Na+
(2)常见阴离子的检验
②利用盐酸和其他试剂检验
③利用 AgNO3(HNO3 酸化)溶液检验
④利用某些特征反应检验
(2)碱性气体的检验(NH3)(3)还原性气体的检验
(4)氧化性气体的检验
(1)能使品红溶液褪色的气体有SO2、Cl2、O3、NO2 等。其中SO2只能使石蕊溶液变红，而不能褪色，Cl2、O3、NO2 最终可使石蕊溶液褪色。
(2) 含Fe3＋ 、Fe2＋ 的混合溶液中检验Fe2＋ 的方法是加 入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀或滴加2～4 滴酸性KMnO4 溶液，KMnO4 浅紫色褪去。
解析：Fe3＋遇 KSCN会使溶液呈红色，Fe2＋遇 KSCN 不反应无现象，滴加 KSCN 溶液，溶液呈红色，则证明存在 Fe3＋，
则发生反应：CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O，可证明原气体中含有水蒸气，B 正确；灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 Na＋，并不能证明无 K＋，Na＋焰色反应为黄色，可遮住紫光，K＋焰色反应需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察，C 错误；能使澄清石灰水变浑浊的气体有 CO2、SO2 等，故将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，则原气体不一定是 CO2，D 错误。
并不能证明无Fe2＋，A错误；气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，
【练2】(2021 年芜湖二模)证据推理是化学学科重要的核
心素养。由下列实验现象推出的结论正确的是(
离子检验简答题的答题模板
行实验。下列有关叙述错误的是(
【练3】(2021 年潍坊模拟)某小组为探究 K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾晶体)的热分解产物，按如图所示装置进
A.通入氮气的目的有隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置B.实验中观察到装置 F 中澄清石灰水变浑浊，装置 E 中固体变为红色，由此可判断热分解产物中一定含有 CO2 和 COC.为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是先熄灭装置 A、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气D.样品完全分解后，取少许装置 A 中残留物于试管中，加稀硫酸溶解，滴入 1～2 滴 KSCN 溶液，溶液变红色，可证明
残留物中含有 Fe3+
解析：在反应开始前通入 N2，可排净装置中的空气，以免O2 和 CO2 对实验干扰，并用 N2 把装置 A、E 中生成的气体排出进行后续检验，A 正确；E 中固体变红、F 中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中有还原性气体 CO，只有 B 中澄清石灰水变浑浊才可证明分解产物中一定含有 CO2，B 错误；为防倒吸，需要先熄灭反应装置中的酒精灯，冷却至室温过程中需保持一直通入 N2，C 正确；结束实验后，待 A 中固体冷却至室温，取少量于试管中，加稀硫酸溶解，滴加 1～2 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明生成 Fe3＋，即证明残留物中含有 Fe3＋，D 正确。
【练4】(2021年辽宁适应性考试)高温下 CaSO4 和焦炭可
发生反应：CaSO4＋C
CaS＋CaO＋气体产物。某化学兴趣
小组设计了如图所示实验装置探究气体产物的成分。已知 B、C、D、E、F 装置中的试剂均为足量。
A.通入氮气可排尽空气，防止氧气的干扰，a 管的作用是平衡气压B.若实验后酸性 KMnO4 溶液的颜色变浅、pH 增大，则气体产物中含有 SO2C.若实验后 Ba(OH)2 溶液中产生白色沉淀，则气体产物中含有 CO2D.若实验后 E 装置中黑色固体变红、F 装置中溶液变浑浊，则气体产物中含有 CO
解析：如果不排尽装置中的空气，氧气与碳在高温下反应，会干扰气体产物的检验，a 管可以起到平衡气压的作用，A 正确。酸性 KMnO4 溶液既要检验二氧化硫，又要除去二氧化硫，所以酸性 KMnO4 溶液颜色变浅，又因反应为 5SO2＋2MnO4 ＋
pH 减小，B 错误。C 装置中产生的白色沉淀应为碳酸钡，据此可判断气体产物中含有 CO2，C 正确。黑色氧化铜变为红色的铜，同时澄清石灰水变浑浊，说明气体产物中含有 CO，D 正确。
(1)气体物质的检验流程
由于气态物质贮存困难，使用时易扩散，故检验时要尽可能利用其物理性质；若利用其化学性质，则先考虑使用试纸。一般按下列顺序进行检验：
注意：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有CO2 和水蒸气时，应先通过无水CuSO4 检验水蒸气，再通入澄清石灰水检验CO2。
(2)常见气体检验答题模板(以CO2 的检验为例)
【练5】(2021年潍坊模拟)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂，某同学为了确认其成分，取部分制剂作为试液，设计并完成了如下实验：
已知：控制溶液 pH＝4 时，Fe(OH)3 沉淀完全，Ca2＋、Mg2＋不沉淀。
该同学得出的结论正确的是(
A.根据现象 1 可推出该试液中含有 Na＋B.根据现象 2 可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根C.根据现象 3 和 4 可推出该试液中含有 Ca2＋，但没有
D.根据现象 5 可推出该试液中一定含有 Fe2+
解析：由于试液中外加了NaOH 和 Na2CO3，所以不能确定原试液中是否含有钠离子，A 错误；试液中有没有葡萄糖酸根离子，都无银镜生成，因为葡萄糖酸根离子中不含醛基，B 错误；滤液中加氨水无沉淀产生，说明无镁离子，加入碳酸钠溶液，有白色沉淀，说明有钙离子，C 正确；试液中可能含亚铁离子，也可能只含铁离子而不含亚铁离子，D 错误。
【练6 】(2020年泉州模拟) 现有①K2SO4 、②Ba(NO3)2 、③Al2(SO4)3、④KOH、⑤CuCl2 五种物质的溶液。不用其他任
何试剂就能把它们一一鉴别出来，其鉴别出来的顺序是(
A.⑤④③②①C.⑤④①②③
B.②③④①⑤D.①②③④⑤
解析：首先根据 CuCl2 溶液呈蓝色，鉴别出 CuCl2 溶液；再用 CuCl2 溶液鉴别出 KOH 溶液；用 KOH 溶液鉴别出Al2(SO4)3溶液；再用 Al2(SO4)3 溶液鉴别出 Ba(NO3)2 溶液；最后剩余的是K2SO4 溶液。答案：A
[归纳提升] 不另加试剂鉴别的一般分析思路
(1)先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利
用它们去鉴别其他物质。
(2)若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色试验区
(3)若以上两种方法都不能鉴别时，可考虑两两混合或相互
滴加，记录混合后的反应现象，分析确定。
(4)若被鉴别物质为两种时，可考虑试剂加入的顺序不同、
(5)若采用上述方法鉴别出一种物质后，可用它作试剂鉴别
解析：若 Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋能与SCN－生成 Fe(SCN)3，溶液变成红色，能达到实验目的，故 A 不符合题意；实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气，先用饱和食盐水除去混有的氯化氢，再通过浓硫酸的洗气瓶干燥，能达到实验目的，故 B 不符合题意；用 pH 试纸测定 NaOH 溶液的 pH 不能润湿 pH 试纸，否则会因浓度减小，而影响测定结果，不能达到实验目的，故C 符合题意；制取无水酒精时，通常把工业酒精跟新制的生石灰混合，加热蒸馏，能达到实验目的，故 D 不符合题意。
2.(2021 年广东卷)化学是以实验为基础的科学。下列实验
操作或做法正确且能达到目的的是(
解析：将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A 不符合题意；二氧化氮气体在一定条件下存在
N2O4，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，
将密闭烧瓶中 NO2 降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B 符合题意；乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C 不符合题意；一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D 不符合题意。答案：B
A.应避免铵态氮肥与草木灰混合施用B.工业上可用离子交换法提高海带中碘的提取率C.电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气D.将生铁进一步炼制减少含碳量，能得到耐腐蚀的钢
解析：铵态氮肥的主要成分为铵根离子，草木灰的主要成分含有氢氧根，二者混合使用可以发生反应生成氨气，降低肥效，不能混合使用，A 正确；离子交换法可以很大程度的提取海带中的 I－，还可以起到富集低浓度 I－的作用，可以提高海带中碘的提取率，B 正确；电解饱和食盐水可以得到 NaOH、H2、Cl2，不能得到金属钠，C 错误；将生铁进一步炼制可以减少碳含量，在使用这种钢材时可以减少电化学腐蚀过程，这样的钢材更耐腐蚀，D 正确。
4.(2021 年浙江选考)下列方案设计、现象和结论都正确的