2023统考版高考化学一轮第十章化学实验第2讲物质的分离提纯检验与鉴别课件

第2讲　物质的分离、提纯、检验与鉴别\n考点一考点二真题演练\n考纲要求1.掌握物质分离、提纯的原理和操作方法。2．掌握常见物质(离子)的检验方法。\n考点一　物质的分离和提纯\n基础梳理·自我排查1.物质分离和提纯(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来，获得几种________的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到________的过程，又叫物质的净化或除杂。纯净物纯净物\n(1)图①装置名称：____________________适用范围：________过滤固液分离漏斗内壁漏斗口三层滤纸处\n(2)图②装置名称：________适用范围：组分的溶解度受温度影响差距大的混合物分离蒸发结晶液体局部过热而飞溅\n(3)图③装置名称：__________________分液互不相溶的液体大\n(4)图④装置名称：________________适用范围：分离____相差较大的液体混合物蒸馏沸点支管口进出\n(5)图⑤装置名称：_______适用范围：某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。升华\n3．分离提纯常用的化学方法方法原理杂质成分①沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl－、、及能形成沉淀的阳离子②气化法将杂质离子转化为气体、、、、S2－、③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)\n④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除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2⑤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⑥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Al2O3⑦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\n[思考]请选用适当的分离方法，按要求分离下列混合物①②③④⑤⑥⑦⑧从海水中获得粗食盐从溴水中提取溴除去氯化钠溶液中的泥沙分离固体氯化钠和单质碘用自来水制取蒸馏水油脂发生皂化反应后产物的分离四氯化碳和水的分离除去硝酸钾中混有的氯化钠A.过滤B．蒸发C．萃取D．蒸馏E．升华F．分液G．重结晶H．盐析答案：①B②C③A④E⑤D⑥H⑦F⑧G\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用萃取分液的方法除去酒精中的水()(2)升华、萃取、重结晶等操作和物质的溶解度无关()(3)分液操作中，待下层液体流出后，再将上层液体从分液漏斗的下口放出()(4)蒸发操作中，将蒸发皿放在三脚架上，并垫上石棉网加热()(5)过滤时为加快过滤，用玻璃棒搅拌悬浊液()(6)蒸发时可用玻璃棒搅拌()(7)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法()(8)NaCl的熔点高，除去碘中的NaCl应采用加热升华的方法()××××××√√\n微点拨提纯的“四个原则”及“四个必须”(1)“四个原则”：一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原。(2)“四个必须”：一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳；四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。\n考点专练·层级突破练点一仪器、试剂、方法的选择1．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A除去KCl中的MnO2蒸发结晶溶解度不同B除去碘中的NaCl加热、升华NaCl的熔点高，碘易升华C分离KNO3和NaCl重结晶KNO3的溶解度大于NaClD分离食用油和汽油分液食用油和汽油的密度不同答案：B解析：除去KCl中的MnO2应采用过滤的方法；B项，碘易升华，加热可分离；C项，利用重结晶方法分离KNO3和NaCl是利用KNO3的溶解度受温度的影响大于NaCl；D项，食用油和汽油互溶，但沸点不同应用蒸馏的方法分离。\n练点二分离提纯装置的判断2.实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是()A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去B．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤答案：C解析：操作Ⅰ应是溶解，A项错误；操作Ⅱ应是加热浓缩，冷却结晶，使KNO3晶体析出，B项错误；C项正确；操作Ⅰ～Ⅲ只过滤一次，D项错误。\n3．从海带中制取单质碘需要经过灼烧、溶解、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作。下列图示对应的装置合理、操作规范的是()答案：C\n解析：A项，在坩埚中灼烧，错误；B项，过滤时应该用玻璃棒引流，错误；C项，由于碘的CCl4溶液的密度比水大，而且与水互不相溶，所以分离互不相溶的两层液体应该用分液的方法，正确；D项，蒸馏时温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近，不能伸入到液面以下，错误。\n4．下列实验的试剂、装置选用不合理的是()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足量铜网丙答案：B\n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。\n练点三流程分析中的分离提纯5．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35℃，从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示：\n(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是_____________________________________________。(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、___________，操作Ⅱ的名称是________。(3)操作Ⅲ的主要过程可能是____(填字母)。A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤C．加入乙醚进行萃取分液增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率漏斗、玻璃棒蒸馏B\n6．工业品MnCl2溶液中含有杂质，利用锰粉、草酸、硫酸锰分别依次除去Pb2＋、Ca2＋、Mg2＋制得纯净的MnCl2。工艺流程如下：已知：①草酸为二元弱酸，其钠盐、钾盐易溶于水，钙盐难溶于水。②硫酸镁晶体、硫酸锰的溶解度曲线如图：\n回答下列问题：(1)过滤所需的玻璃仪器主要有_________________，加热搅拌的作用是______________。(2)弃渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分别为____________、___________、________________。反应①的离子方程式为____________________。(3)反应②的离子方程式为_______________________________。漏斗、烧杯、玻璃棒加快反应速率铅及少量锰粉MgSO4·7H2O硫酸钡(或BaSO4)Mn＋Pb2＋===Mn2＋＋PbH2C2O4＋Ca2＋===CaC2O4↓＋2H＋解析：(1)过滤所需的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒，加热搅拌的作用是加快反应速率。(2)根据题意，结合流程图知，反应①为除Pb2＋，则弃渣Ⅰ为铅及少量锰粉；反应③除镁离子，则弃渣Ⅱ为硫酸镁晶体；反应④为除去引入的硫酸根离子，则弃渣Ⅲ为硫酸钡。(3)草酸与Ca2＋反应生成草酸钙沉淀，注意草酸为弱酸，不能拆写成离子。\n(4)③加热搅拌、静置过滤时，所选择的温度的范围是________。a．0～20℃b．20～40℃c．40～60℃d．80～90℃(5)④加入氯化钡溶液主要是为了除去________，检验该离子是否除尽的方法为_______________________________________________________________________________。(6)已知MnCl2溶液呈弱酸性，操作X为___(填字母)。a．蒸发结晶b．降温结晶c．萃取分液d．蒸馏d取少量上层澄清溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，如无沉淀出现则说明已除尽，反之则没有除尽b\n解析：(4)根据硫酸锰与硫酸镁晶体的溶解度曲线，可知在80～90℃的范围内二者溶解度差别最大，且硫酸镁晶体的溶解度最小。(6)MnCl2溶液呈弱酸性，是因为Mn2＋水解，不能用蒸发结晶的方法，而用蒸发浓缩、冷却结晶(即降温结晶)的方法。\n考点二　物质的检验与鉴别\n基础梳理·自我排查1.常见离子的检验方法离子试剂现象注意沉淀法Cl－、Br－、I－AgNO3溶液和稀HNO3稀盐酸和BaCl2溶液白色沉淀先用稀盐酸酸化Fe2＋NaOH溶液________沉淀→________沉淀→________沉淀Fe3＋NaOH溶液红褐色沉淀Al3＋NaOH溶液白色沉淀→溶解不一定是Al3＋白色灰绿色红褐色\n气体法浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有______气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸________要加热稀盐酸和石灰水石灰水变浑浊、、有干扰稀H2SO4和品红溶液产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液________刺激性变蓝褪色\n显色法I－氯水(少量)，CCl4下层为紫色Fe2＋KSCN溶液和氯水先是无变化，滴加氯水后变血红色先加KSCN溶液，无变化，再加氯水Fe3＋KSCN溶液______色苯酚溶液______色Na＋、K＋Pt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈__色、____色K＋要透过蓝色钴玻璃片观察焰色血红紫黄紫\n2．常见气体的检验(1)可燃性气体的检验\n(2)酸性气体的检验变浑浊继续通入浑浊的石灰水再变澄清褪去恢复到原来颜色白烟红\n(3)碱性气体(NH3)的检验白烟蓝\n(4)强氧化性气体的检验复燃黄绿色刺激性蓝红棕色刺激性\n(5)NO的检验——无色气体，打开瓶口与空气接触后气体立即变为________色。红棕\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则溶液中一定存在()(2)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液，有白色沉淀生成，则溶液中一定存在()(3)将某气体通入FeCl2溶液中，溶液由浅绿色变为黄色，则此气体中一定含有Cl2()(4)将某气体通入灼热的CuO粉末，粉末由黑变红，则此气体中一定含有H2()××××\n(5)将某气体与湿润的红色石蕊试纸接触，试纸变蓝色，则该气体中一定含有NH3()(6)能使品红溶液褪色的气体一定是SO2()(7)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯()(8)某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，该气体一定是氯气()(9)某气体在空气中可产生白雾，且能使湿润的蓝色试纸变红，则该气体一定是HCl()××××√\n微点拨离子检验的实验流程离子检验一般是根据离子的特征(物理性质或化学性质)，通过实验及实验现象确定离子的种类，在实验时要注意排除干扰离子，如检验时，要先用盐酸排除Ag＋引起的干扰，且选用的钡试剂是BaCl2而不是溶液，以免酸性条件下\n考点专练·层级突破练点一物质检验1．科学家通过探寻矿物X推测外星球上是否曾经存在水。某兴趣小组为分析矿物X中的常见离子，将其溶于稀硝酸，并用所得溶液进行实验，下列依据实验现象得出的结论不正确的是()A．用铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应，火焰呈紫色，说明矿物X中含K＋B．取少量溶液，向其中滴加NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，试纸变蓝，说明矿物X中含C．取少量溶液，向其中滴加KSCN溶液，溶液变为红色，说明矿物X中至少含Fe3＋和Fe2＋中的一种D．取少量溶液，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2液，有白色沉淀产生，说明矿物X中含答案：D\n解析：焰色反应中火焰为紫色，说明矿物中一定含K＋，A项正确；检验到NH3，说明矿物中含Fe3＋时，滴加KSCN溶液，溶液变红色，当矿物中含有Fe2＋加入稀HNO3会有Fe3＋生成，滴加KSCN溶液，溶液也会变红色，故说明矿物中至少含Fe3＋和Fe2＋中的一种，C项正确；若矿物中含有会被稀HNO3而干扰实验结果，D项错误。\n2．雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na＋、、Mg2＋、Al3＋、、、Cl－某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验：\n8Al＋5OH－2H2O3NH3根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是()A．试样中肯定存在、Mg2＋、和B．试样中一定不含Al3＋C．试样中可能存在Na＋、Cl－D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4答案：B\n解析：由气体1使湿润红色石蕊试纸显蓝色的现象，确定气体1为氨气，溶液中一定存在由沉淀2与酸反应的现象判断其成分中一定有碳酸钡，可能存在氢氧化铝，所以B项错误；由溶液2与Al/OH－反应5OH－＋2H2O3NH3↑＋确定溶液中一定存在；由沉淀1加酸后，沉淀部分溶解，确定其中沉淀溶解的部分为氢氧化镁，未溶解的部分为硫酸钡，所以确定溶液中存在和Mg2＋，A、D项正确；Na＋、Cl－无法确定是否存在，C项正确。\n练点二物质的鉴别3．关于某无色溶液中所含离子的鉴别，下列判断正确的是()A．加入AgNO3溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不溶解时，可确定有Cl－存在B．通入Cl2后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，可确定有I－存在C．加入Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸后沉淀不溶解时，可确定有存在D．加入稀盐酸，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊，可确定有存在答案：B\n解析：Cl－、均能与Ag＋形成不溶于稀盐酸的白色沉淀，A错；淀粉遇I2变蓝，通入Cl2后，溶液变为深黄色，加入淀粉溶液后溶液变蓝，则溶液中有I－存在，B对；与Ba(NO3)2反应形成BaSO3沉淀，加入稀盐酸后在H＋、的作用下可转化为BaSO4沉淀，C错；能使澄清石灰水变浑浊的气体是CO2或SO2，原溶液中可能存在的离子是、、或，D错。\n4．下列实验可实现鉴别目的的是()A．用BaCl2溶液鉴别SO3(g)和SO2B．用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液C．用CO2鉴别NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液D．用酚酞鉴别盐酸和氯化钠溶液答案：A解析：BaCl2溶液与SO3(g)反应生成硫酸钡沉淀，与SO2不反应，A项正确；Ca(OH)2溶液与Na2CO3、NaHCO3溶液都反应生成碳酸钙沉淀，B项不能达到鉴别目的；CO2与NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液反应分别生成白色的氢氧化铝沉淀和白色的硅酸沉淀，C项不能达到鉴别目的；酚酞遇碱变红色，在酸性或中性溶液中不变色，因此D项不能达到鉴别目的。\n真题演练•素养通关\n1.[2021·湖南卷，3]下列实验设计不能达到实验目的的是()实验目的实验设计A检验溶液中FeSO4是否被氧化取少量待测液，滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化B净化实验室制备的Cl2气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶C测定NaOH溶液的pH将待测液滴在湿润的pH试纸上，与标准比色卡对照D工业酒精制备无水乙醇工业酒精中加生石灰，蒸馏答案：C\n解析：向待测液中滴加KSCN溶液，溶液若变成血红色，说明存在Fe3＋，证明FeSO4被氧化，可以达到实验目的，A不符合题意；实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，所得气体中含有HCl，故先将所得气体通入饱和食盐水中，除去HCl，再经过浓硫酸干燥，可得纯净、干燥的氯气，可以达到实验目的，B不符合题意；测定NaOH溶液的pH时，pH试纸不能润湿，否则会稀释待测液，使溶液碱性减弱，测得的pH偏小，不能达到实验目的，C符合题意；工业酒精中含有水，先加入生石灰除去水分，再进行蒸馏，可制备无水乙醇，可以达到实验目的，D不符合题意。\n2.[2020·全国卷Ⅰ，9]下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是()气体(杂质)方法A.SO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液B．Cl2(HCl)通过饱和的食盐水C．N2(O2)通过灼热的铜丝网D．NO(NO2)通过氢氧化钠溶液答案：A解析：A项，二氧化硫也有较强的还原性，也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能实现除杂目的；B项，饱和的食盐水可以除去氯气中的氯化氢气体，同时可以降低氯气的溶解度，能达到除杂的目的；C项，杂质氧气会与灼热的铜丝反应，生成氧化铜固体，而氮气不会与铜反应，能达到除杂的目的；D项，混合气体通过氢氧化钠溶液，NO不与氢氧化钠溶液反应，而NO2会与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，能达到除杂的目的。\n3.[2020·全国卷Ⅱ，8]某白色固体混合物由NaCl、KCl、、CaCO3中的两种组成，进行如下实验：①混合物溶于水，得到澄清透明溶液；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色；③向溶液中加碱，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为()A．KCl、NaClB．KCl、MgSO4C．KCl、CaCO3D．MgSO4、NaCl答案：B解析：根据实验①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，而难溶于水，即白色固体中一定不含CaCO3；根据实验②做焰色反应时焰色呈紫色(透过蓝色钴玻璃)可确定含有钾元素，即白色固体中含有KCl；结合实验③向溶液中加碱产生白色沉淀，可知溶液中含有能与OH－反应生成白色沉淀的离子，只能为Mg2＋，即白色固体的另一成分为MgSO4。结合上述分析，可知B项正确。\n4．[2020·山东卷，8]实验室分离Fe3＋和Al3＋的流程如下：已知Fe3＋在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]－，该配离子在乙醚(Et2O，沸点34.6℃)中生成缔合物Et2O·H＋·[FeCl4]－。下列说法错误的是()A．萃取振荡时，分液漏斗下口应倾斜向下B．分液时，应先将下层液体由分液漏斗下口放出C．分液后水相为无色，说明已达到分离目的D．蒸馏时选用直形冷凝管答案：A\n解析：萃取振荡时，应盖上分液漏斗上方的瓶塞子，关闭旋塞，将分液漏斗下口倾斜向上，A项错误；液体分层后，先将下层液体由分液漏斗下口放出，关闭旋塞，再从上口倒出上层液体，B项正确；加入乙醚萃取后，Fe3＋完全转化为Et2O·H＋·[FeCl4]－，则分液后水相为无色，说明已达到分离目的，C项正确；蒸馏时选用直形冷凝管，便于馏分流出，D项正确。\n5．[2020·天津卷，6]检验下列物质所选用的试剂正确的是()待检验物质所用试剂A海水中的碘元素淀粉溶液BSO2气体澄清石灰水C溶液中的Cu2＋氨水D溶液中的NaOH溶液，湿润的蓝色石蕊试纸答案：C解析：本题考查物质的检验，考查的化学学科核心素养是科学探究与创新意识。淀粉遇碘单质变蓝色，而海水中的碘以离子形式存在，A项错误；CO2和SO2与澄清石灰水反应现象相同，B项错误；向含Cu2＋的溶液中滴加氨水可以产生蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，C项正确；检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸，D项错误。\n6.[江苏卷]下列有关从海带中提取碘的实验原理和装置能达到实验目的的是()A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙制备用于氧化浸泡液中I－的Cl2D．用装置丁吸收氧化浸泡液中I－后的Cl2尾气答案：B\n解析：灼烧应在坩埚中进行，A项错误；海带灰浸泡液通过过滤可得海带灰和滤液，B项正确；浓HCl与MnO2反应制备Cl2时需要加热，C项错误；Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，应用碱液吸收，D项错误。\n7．[全国卷Ⅰ]《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。”文中涉及的操作方法是()A．蒸馏B．升华C．干馏D．萃取答案：B解析：根据题中所述操作及现象可知，文中涉及的操作方法为升华。