第42讲_物质的检验、分离和提纯

第42讲 物质的检验、分离和提纯 （建议2课时） [考试目标] 能对常见的物质进行检验、分离和提纯。 [要点精析] 一、常见物质的检验 1．物质检验的三种类型 在中学化学教材中，物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类。其共同点是：均需根据物质的特征反应，选择适当的试剂和操作，通过反应中出现的不同现象(如：沉淀的生成和溶解、气体的逸出和气味、颜色的变化等)加以判定，必要时须写出有关反应的离子方程式或化学方程式。 它们的区别在于：鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，必须根据物质的化学特性，分别检出阴、阳离子；鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性或特征反应来区别于另一种，也可根据几种物质的气味、状态、颜色、溶解性或溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别；推断是通过已知实验事实，根据性质推理出被检物质的名称或组成。 2．物质检验的方法 (1)常用的物理方法有：①观察法；②嗅试法；③加热法；④水溶法；⑤焰色反应法等。 (2)常用的化学方法有：①加热法；②点燃法；③指示剂法；④显色法(如无水硫酸铜遇水显蓝色)；⑤互滴法；⑥不同试剂两两混合法(又称：简明列法)等。 3．几种常见的无机气体的检验(见表5-9)。 4．常见离子的检验 (1)常见阳离子的检验(表5-10)： (2)常见阴离子的检验(见表5-11)： 5．物质鉴别题的主要考题类型 (1)限用一种试剂鉴别多种物质：所选用的试剂必须能和被检的大多数物质反应，且能产生不同的实验现象。常使用的鉴别试剂有：强酸(盐酸、稀H2SO4)、强碱[NaOH溶液、Ba(OH)2溶液]、FeCl3溶液、Na2CO3(或NaHCO3)溶液、明矾溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、指示剂等。 (2)不用任何试剂鉴别多种物质：此类题目虽规定不准另用任何试剂进行鉴别，但一般情况下，可供选择的试剂可能就隐含在待检物质中，解答此类题目一般采用如下四种方法： ①特征连锁法：从具有某一特征的物质(如色、态、味、硬度、挥发性、水溶性等)入手，先鉴别出一种物质，再用这种物质作试剂来鉴别其它物质，连锁式地进行鉴别。 ②加热法：若待检物均无明显外观特征，可考虑采用加热方法加以鉴别(许多物质在加热时会发生化学变化，并出现不同现象，如铵盐、硝酸盐、酸式碳酸盐等)。 ③焰色反应法：根据待检物质中所含的阳离子不同进行焰色反应操作，可将其鉴别开来。 ④两两混合法(又称：简明列表法)：若上述三种方法均不能达到目的时，一般即采用“两两混合法”。即列出表格，然后把待检溶液编号，记录反应现象，对照表格确定出每一种物质。此法适用于一些比较复杂、难以鉴别的题目。 (3)两种溶液的自我鉴别：一般采用“互滴法”。 二、常见物质的分离与提纯 1．物质的分离与提纯中的基本操作 操作名称 适用范围和实例 装置 操作要点 过滤（沉淀洗涤） 固体（不溶）——液体分离 例：除去粗盐中的泥沙 （1）滤纸紧贴漏斗壁，用水润湿不出气泡为止，滤纸边缘低于漏斗口上沿；玻璃棒顶在三层滤纸处；过滤时加入漏斗的溶液面低于滤纸边缘，即“一贴两低三靠” 。 ⑵过滤时：烧杯嘴与玻璃棒接触，漏斗嘴紧靠烧杯内壁； ⑶加水，水面高于沉淀，浸洗三次，达到净化沉淀。 蒸发结晶（重结晶） 固体—液体分离，例：食盐溶液的蒸发结晶 利用物质在同一溶剂中溶解度不同，进行固体—固体（均溶）分离。例：KNO3、NaCl的结晶分离。 （1）蒸发皿可直接接受热。固定在铁架台的铁环上。 （2）加热时用玻璃棒不断地搅动防止热液溅出，发现溶液出现较多固体或快干时撤火。利用余热将溶液蒸干。 蒸馏分馏 分离沸点不同的液体混合物，例：从石油中分馏出各馏分。从乙醇、乙酸、浓H2SO4混和液中蒸馏出乙酸乙酯 （1）蒸馏烧瓶加热要垫石棉网，温度计水银球放在支管口附近。 （2）冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流，冷却水与被冷凝蒸气流向相反 （3）烧瓶中放入瓷片以防爆沸 萃取分液 将两种互不相深的液体分开。例：用CCl4将碘从碘水中萃取出来后，再分液分离 （1）将溶液注入分液漏斗中，溶液总量不超过其容积的3/4，如图所示，两手握住分液漏斗、倒转分液漏斗并反复、用力振荡 （2）把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层 （3）打开旋塞，使下层液体流出 洗气 气—气分离（杂质气体与试剂溶解或反应）例：用饱和食盐水除去Cl2气中HCl杂质，用Br2水除CH4中的C2H2 混和气体通入洗气瓶 渗析 胶粒与溶液中的溶质分离。例：用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl 将要提纯的胶体装入半透膜中，将半透膜袋系好，浸入蒸馏水中，渗析的时间要充分 加热 杂质发生反应。例：Na2CO3中含有NaHCO3杂质，MnO2中混有炭粉杂质可用加热法除去 用玻璃棒搅拌，使受热均匀 升华 分离不升华与易升华的物质。例：磺、萘的提纯 　 盐析 胶体从混合物中分离出来。例：硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒；鸡蛋白溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液 　 　 离子交换 将溶液中的离子与液体分离。例：软化硬水 　 　 （建议2课时） [考试目标] 能对常见的物质进行检验、分离和提纯。 [要点精析] 一、常见物质的检验方法 1．物质检验的三种类型 在中学化学教材中，物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类。其共同点是：均需根据物质的特征反应，选择适当的试剂和操作，通过反应中出现的不同现象(如：沉淀的生成和溶解、气体的逸出和气味、颜色的变化等)加以判定，必要时须写出有关反应的离子方程式或化学方程式。 它们的区别在于：鉴定通常是指对于一种物质的定性检验，必须根据物质的化学特性，分别检出阴、阳离子；鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认，可根据一种物质的特性或特征反应来区别于另一种，也可根据几种物质的气味、状态、颜色、溶解性或溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别；推断是通过已知实验事实，根据性质分析推理出被检物质的名称或组成。 2．物质检验的方法 (1)常用的物理方法有：①观察法；②嗅试法；③加热法；④水溶法；⑤焰色反应法等。 (2)常用的化学方法有：①加热法；②点燃法；③指示剂法；④显色法(如无水硫酸铜遇水显蓝色)；⑤互滴法；⑥不同试剂两两混合法(又称：简明列表法)等。 3．几种常见的无机气体的检验(见表5-9)。 4．常见离子的检验 (1)常见阳离子的检验(表5-10)： (2)常见阴离子的检验(见表5-11)： 5．物质鉴别题的主要考题类型 (1)限用一种试剂鉴别多种物质：所选用的试剂必须能和被检的大多数物质反应，且能产生不同的实验现象。常使用的鉴别试剂有：强酸(盐酸、稀H2SO4)、强碱[NaOH溶液、Ba(OH)2溶液]、FeCl3溶液、Na2CO3(或NaHCO3)溶液、明矾溶液、溴水、新制Cu(OH)2悬浊液、指示剂等。 (2)不用任何试剂鉴别多种物质：此类题目虽规定不准另用任何试剂进行鉴别，但一般情况下，可供选择的试剂可能就隐含在待检物质中，解答此类题目一般采用如下四种方法： ①特征连锁法：从具有某一特征的物质(如色、态、味、硬度、挥发性、水溶性等)入手，先鉴别出一种物质，再用这种物质作试剂来鉴别其它物质，连锁式地进行鉴别。 ②加热法：若待检物均无明显外观特征，可考虑采用加热方法加以鉴别(许多物质在加热时会发生化学变化，并出现不同现象，如铵盐、硝酸盐、酸式碳酸盐等)。 ③焰色反应法：根据待检物质中所含的阳离子不同进行焰色反应操作，可将其鉴别开来。 ④两两混合法(又称：简明列表法)：若上述三种方法均不能达到目的时，一般即采用“两两混合法”。即列出表格，然后把待检溶液编号，记录反应现象，对照表格确定出每一种物质。此法适用于一些比较复杂、难以鉴别的题目。 (3)两种溶液的自我鉴别：一般采用“互滴法”。 二、常见物质的分离与提纯 1．物质的分离与提纯中的基本操作 操作名称 适用范围和实例 装置 操作要点 过滤（沉淀洗涤） 固体（不溶）——液体分离 例：除去粗盐中的泥沙 （1）滤纸紧贴漏斗壁，用水润湿不出气泡为止，滤纸边缘低于漏斗口上沿；玻璃棒顶在三层滤纸处；过滤时加入漏斗的溶液面低于滤纸边缘，即“一贴两低三靠” 。 ⑵过滤时：烧杯嘴与玻璃棒接触，漏斗嘴紧靠烧杯内壁； ⑶加水，水面高于沉淀，浸洗三次，达到净化沉淀。 蒸发结晶（重结晶） 固体—液体分离，例：食盐溶液的蒸发结晶 利用物质在同一溶剂中溶解度不同，进行固体—固体（均溶）分离。例：KNO3、NaCl的结晶分离。 （1）蒸发皿可直接接受热。固定在铁架台的铁环上。 （2）加热时用玻璃棒不断地搅动防止热液溅出，发现溶液出现较多固体或快干时撤火。利用余热将溶液蒸干。 蒸馏分馏 分离沸点不同的液体混合物，例：从石油中分馏出各馏分。从乙醇、乙酸、浓H2SO4混和液中蒸馏出乙酸乙酯 （1）蒸馏烧瓶加热要垫石棉网，温度计水银球放在支管口附近。 （2）冷凝管横放时头高尾低保证冷凝液自然下流，冷却水与被冷凝蒸气流向相反 （3）烧瓶中放入瓷片以防爆沸 萃取分液 将两种互不相深的液体分开。例：用CCl4将碘从碘水中萃取出来后，再分液分离 （1）将溶液注入分液漏斗中，溶液总量不超过其容积的3/4，如图所示，两手握住分液漏斗、倒转分液漏斗并反复、用力振荡 （2）把分液漏斗放在铁架台的铁圈中静置、分层 （3）打开旋塞，使下层液体流出 洗气 气—气分离（杂质气体与试剂溶解或反应）例：用饱和食盐水除去Cl2气中HCl杂质，用Br2水除CH4中的C2H2 混和气体通入洗气瓶 渗析 胶粒与溶液中的溶质分离。例：用渗析的方法除去淀粉胶体中的NaCl 将要提纯的胶体装入半透膜中，将半透膜袋系好，浸入蒸馏水中，渗析的时间要充分 加热 杂质发生反应。例：Na2CO3中含有NaHCO3杂质，MnO2中混有炭粉杂质可用加热法除去 用玻璃棒搅拌，使受热均匀 升华 分离不升华与易升华的物质。例：磺、萘的提纯 　 盐析 胶体从混合物中分离出来。例：硬脂酸钠溶液中加入食盐细粒；鸡蛋白溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液 　 　 离子交换 将溶液中的离子与液体分离。例：软化硬水