第二单元研究物质的实验方法。
一、 物质的分离与提纯。
分离——把混合物中几种物质分开,每一组分都要保留下来,若原来是固体,最后还是固体。
提纯——保留混合物中的某一主要组分,把其余杂质通过一定方法都除去。
分离的方法:根据混合物中各物质溶解性、沸点、被吸附性能及在不同溶剂中溶解性的不同,可以选用过滤和结晶、蒸馏(或分馏)、纸上层析、萃取和分液等方法进行分离和提纯。
1. 过滤(注意点:一贴二低三靠):如粗盐的提纯。
原理:利用物质的溶解性差异,将液体和不溶于液体的固体分离开来。
实验用品:漏斗、滤纸、铁架台(铁圈)、烧杯、玻璃棒。 通常用来分离液体和不溶的固体。如粗盐的提纯。
2. 蒸发。
原理:利用加热的方法,使溶液中溶剂不断挥发的过程。
实验用品:蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(铁圈)
注意事项:a、蒸发皿中的溶液不超过容积的2/3;
b、加热时要不断搅拌,防止局部温度过高而使溶液溅出;
c、当析出大量晶体时就应熄灭酒精灯,利用余热蒸发至干。
d、不能把热的蒸发皿直接放在实验台上,应垫上石棉网。
3. 结晶。
原理:使溶液过饱和,析出晶体,分离和提纯混合物的一种方法。
方法:减少溶剂,降温改变溶解度。
通常适用于溶解度不同的固体混合物的分离:一种物质的溶解度受温度影响变化较大,而另一种物质溶解度受温度影响变化不大。
4. 萃取。
原理:利用溶质在不同溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从原来溶液中提取出来的方法。
如:溴易溶于ccl4,溴难溶于h2o,所以ccl4可以把溴从溴和h2o组成的溶液中萃取出来。
萃取剂选择条件:
1)萃取剂与原溶剂不混溶、不反应。
2)溶质在萃取剂中有较大的溶解度。
3)溶质不与萃取剂发生任何反应。
操作注意:充分振荡,适当放气,充分静止,然后分液;
分液时保持漏斗内与大气压一致;下层溶液下口出,上层溶液上口出。
5. 分液:用于互不相溶的液体的分离。
实验用品:烧杯、分液漏斗、带铁圈的铁架台。
6. 蒸馏:如石油的蒸馏。
原理:利用各组分沸点不同,将液态混合物分离和提纯的方法。
实验用品:蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、石棉网、接液管、锥形瓶。
用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏
操作注意:1)先通水,再加热。
2)刚开始收集到的馏分应弃去。
3)全程严格控制好温度。
7. 层析:分离墨水中的混合物。
原理:据混合物中各物质被吸附性能的不同,把它们溶解在某溶剂中,以层析的方法进行分离
例1. 下列仪器:①漏斗 ②容量瓶 ③蒸馏烧瓶 ④天平 ⑤分液漏斗 ⑥滴定管 ⑦燃烧匙,常用于物质分离的是。
abcd. ③
例2. 下列物质的分离方法不正确的是。
a. 用过滤的方法除去食盐中泥沙 b. 用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水。
c. 用酒精萃取碘水中的碘d. 用水冲洗的方法从沙里淘金。
例3. 现有下列仪器:烧杯、铁架台(带铁圈)、三角架、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿和蒸馏烧瓶,从缺少仪器的角度分析,不能进行的实验项目是。
a. 过滤b. 蒸发c. 分液d. 萃取。
例4. 下列实验方案能达到目的的是。
a. 除去nacl固体中混有的mgcl2:加入koh试剂后过滤
b. 实验室获取少量纯净的水:蒸馏自来水
c. 提纯混有少量硝酸钾的氯化钾:将混合物溶于热水中,再冷却、结晶并过滤。
d. 提取碘水中的碘:加入适量乙醇,振荡、静置、分液。
例5. 提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为。
a. 加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸。
b. 加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸。
c. 加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸。
d. 加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸。
例6. 某溶液含有较多的na2so4和少量的fe2(so4)3。若用该溶液制取芒硝(na2so4·10h2o),可供选择的操作有:
①加适量h2so4溶液,②加金属na,③结晶,④加过量naoh溶液,⑤加强热脱结晶水,⑥过滤。正确的操作步骤是。
abcd. ②
例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可选择仪器。
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so42-已除尽,方法是。
4)操作③的目的是为什么不先过滤后加碳酸钠溶液?理由是。
5)操作④的目的是。
例8. 分离和提纯下列混合物,将合理的方法填入右边的空格内:
课堂练习。1.下列分离混合物的操作中,必须加热的是。
a. 过滤b.升华 c.结晶d.蒸馏。
2.下列各组仪器:①漏斗;②容量瓶;③滴定管;④分液漏斗;⑤天平;⑥量筒;⑦胶头滴管;⑧蒸馏烧瓶。常用于物质分离的是 (
ab.②⑥cd.④⑥
3.下列除杂质的方法不可行的是( )
a.用naoh溶液除去co2中混有的so2
b.将混合气体通过灼热的铜网除去n2中的少量o2
c.用新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水。
d.用盐酸除去agcl中少量的ag2co3
4.今有下列仪器:铁架台、铁圈、三脚架、烧杯、漏斗、石棉网、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、火柴。从缺乏必要的仪器和用品的角度考虑,不能进行的分离操作是 (
a.过滤 b.升华 c. 萃取 d. 蒸发。
5.某工厂排出的废液中含有ba2+、ag+、cu2+,用①na2co3溶液,②naoh溶液,③盐酸三种试剂将它们逐一沉淀并加以分离,加入试剂的正确顺序是( )
a.②③b.③②c.①②d.③①
6.下面所列的是中学化学实验室中几种常见的玻璃仪器:
温度计 ②容量瓶 ③滴定管 ④烧杯 ⑤圆底烧瓶 ⑥量筒 ⑦玻璃棒。
(1)一般应在常温下使用的仪器是填写编号);可作反应容器并可加热的是。
填写编号)(2)下列两个实验中都要用到玻璃棒,但其作用可能不完全相同。
a.在“用无水碳酸钠配制100ml0.12mol/l的碳酸钠溶液”的实验中,玻璃棒的作用是:(填写编号。
b.在“用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液、盐酸、水等试剂除去粗盐中的mg2+、ca2+、so42- 等杂质离子以获得纯净的食盐”的实验中玻璃棒的作用可能是填写编号搅拌 ②引流 ③蘸取溶液。
课后作业。1.用天然水制取纯度较高的水通常采用的方法是。
a 煮沸并加入石灰纯碱b. 加明矾搅拌。
c. 进行多次过滤d 蒸馏。
2.下列各组物质仅用蒸馏水不能鉴别的是。
a.汽油、酒精、硝基苯(不溶于水的液体,ρ>1g·cm-3 )
b.食盐、烧碱、硝酸铵。
c.蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末
d.氧化铜、二氧化锰、活性炭。
3.下列实验操作:① 过滤 ② 分液 ③ 萃取 ④ 蒸馏 ⑤ 分馏。不能用于分离相互混溶的溶液的是。
a ③和b. ①和c ③、和⑤ d. ①和③
4.欲将nacl中混有的少量碳铵和砂子sio2除去,所进行的必要分离方法是 (
a.溶解、过滤、萃取b.加热、溶解、过滤。
c. 升华、萃取、分液 d.盐析、渗析、纸上层析。
5.为了除去kcl固体中少量mgso4和cacl2杂质,须进行下列六项操作,正确的次序是 ①加水溶解;②加热蒸发得到晶体;③加入过量bacl2溶液;④加入过量盐酸;⑤加入过量k2co3; ⑥过滤。(
abcd.①③
6.下列各组物质中不易用物理性质区别的是( )
a.苯和四氯化碳 b.氯化铵和硝酸铵晶体
c.酒精和汽油 d.碘和高锰酸钾固体。
7.下列分离提纯物质的操作中,错误的是( )
a.用过滤的方法除去食盐中的泥沙
b.用渗析的方法除去淀粉中的氯离子。
c.用结晶的方法分离氯化钠和硝酸钾
d.用加热的方法除去碳铵中混有的碘。
8.表中所列欲进行分离的混合物,在甲组中选出所用的试剂、乙组中选出所用的主要方法,将其序号填入表中相应栏中。
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