第十单元 化学实验（2）物质的分离和提纯（教案讲义）（含答案）——2024届高考解锁大单元一轮复习

2024届新高考解锁大单元一轮复习（精讲案）
第十单元 化学实验
第2节 物质的分离和提纯
【核心素养】
掌握常见物质分离和提纯的方法。（科学探究与创新意识）
【考点解读】
一、分离、提纯（★★★）
1.分离、提纯的区别
①物质的分离：根据混合物中各物质通过物理变化或化学变化，将彼此分开的过程，分开后各自要恢复到原来的状态。
②物质的提纯：把混合物中杂质除去，以得到纯净物的过程，如果杂质发生了化学变化，不必恢复为原来的状态。
2.分类提纯的原则
二、分离提纯混合物的常用物理方法（★★★）
过滤 适用范围 分离难溶性固体和液体的混合物
注意事项 ①使用玻璃棒引流，作用是防止液体溅出或冲破滤纸；②一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘低于漏斗边缘、液面低于滤纸边缘三靠：烧杯尖嘴紧靠玻璃棒、玻璃棒底端紧靠三层滤纸、漏斗颈尖嘴紧靠烧杯内壁
蒸发 适用范围 分离可溶性固体和液体的混合物
注意事项 ①蒸发皿中的液体不能超过其容积的；②蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，目的是防止局部温度过高而使液体飞溅；③当出现大量固体时，应停止加热，用余热蒸干
升华 适用范围 分离其中一种组分易升华的固体混合物
注意事项 分离NaCl中的I2可用升华法，但分离NH4Cl中的I2不能用该法
萃取和分液 适用范围 ①萃取：利用物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度不同，使该物质从溶解度较小的溶剂转移到溶解度较大的溶剂中②分液：分离两种液体不互相溶且易分层
注意事项 ①萃取剂的选择条件：溶质在萃取剂中的溶解度必须远大于在原溶剂中；萃取剂必须与原溶剂互不相溶，且有一定的密度差别；萃取剂与原溶剂和溶质不反应；②分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。
蒸馏 适用范围 ①分离沸点相差较大的液体混合物；②除去水中或其他液体中的难挥发或不挥发物质
注意事项 ①使用前要检查装置气密性；②蒸馏烧瓶需垫石棉网加热；③蒸馏时液体体积应占蒸馏烧瓶容积的；④温度计水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处；⑤冷凝水方向为下口进上口出
渗析 适用范围 分离提纯胶体与小分子(或离子)组成的混合液。
注意事项 要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果
盐析 适用范围 利用蛋白质在加某轻金属盐或铵盐[如Na2SO4、(NH4)2SO4等]时，其溶解度降低而析出的性质来分离的方法。
注意事项 盐析后过滤
【创新与探究】
过滤装置的创新——抽滤
由于水流的作用，使 装置 a、b 中气体的压强减小，故使过滤速率加快。
蒸馏、冷凝装置的创新应用
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。
洗气装置的创新——双耳球吸收法
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。
三、物质分离、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－、SO、CO及能形成沉淀的阳离子
②气化法 将杂质离子转化为气体 CO、HCO、SO、HSO、S2－、NH
③酸碱溶解法 利用酸或碱将杂质溶解除去 用盐酸除去SiO2中的CaCO3
④洗气法 将气体混合物通过洗气装置而除去杂质气体 让混合物通过盛有饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的少量HCl
⑤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O2
⑥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
⑦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
⑧水解法 利用水解反应除去杂质 可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3
【高考追踪】——高考常考物质的除杂方法
主要成分 所含杂质 除杂质试剂 主要操作方法
N2 O2 灼热的铜丝网
CO CO2 NaOH溶液 洗气
CO2 CO 灼热CuO
CO2 HCl 饱和的NaHCO3溶液 洗气
Cl2 HCl 饱和的食盐水 洗气
CO2 SO2 饱和的NaHCO3溶液 洗气
Al2O3 Fe2O3 NaOH溶液(过量),CO2 过滤,加热
Fe2O3 Al2O3 NaOH溶液 过滤
Al2O3 SiO2 盐酸,氨水 过滤,加热
BaSO4 BaCO3 稀盐酸 过滤
NaHCO3溶液 Na2CO3 CO2
FeCl3溶液 FeCl2 Cl2
FeCl3溶液 CuCl2 Fe、Cl2 过滤
FeCl2溶液 FeCl3 Fe
I2晶体 NaCl 加热升华
NaCl晶体 NH4Cl 加热分解
乙烷 乙烯 溴水 洗气
乙醇 水 新制CaO 蒸馏
乙烯 SO2 NaOH溶液 洗气
溴苯 溴 NaOH溶液 分液
乙酸乙酯 乙酸 饱和的NaHCO3溶液 分液
【基础测评】
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“ ”)。
(1)用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物 (　 　)
(2)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2 (　 　)
(3)除去Cu粉中混有的CuO:加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥( 　)
(4)除去CO中的CO2:将混合气体通入NaOH溶液,导管进入洗气瓶时“短进长出” (　 　)
(5)用坩埚蒸干NaCl溶液制备NaCl晶体 (　 　)
(6)用分液漏斗、烧杯、蒸馏水分离Br2和CCl4的混合物 (　 　)
答案：
2.请选用适当的分离方法,分离下列混合物(填序号)。
①过滤　②蒸发　③萃取　④蒸馏　⑤升华　⑥分液　⑦重结晶 ⑧盐析
A 从海水中获取粗食盐
B 从溴水中提取溴
C 除氯化钠溶液中的泥沙
D 分离固体氯化钠和单质碘
E 用自来水制取蒸馏水
F 油脂发生皂化反应后产物的分离
G 四氯化碳和水的分离
H 除去硝酸钾中混有的氯化钠
答案　②　③　①　⑤　④　⑧　⑥　⑦
解题技巧——分离、提纯混合物的物理方法的选择
分离、提纯混合物时，往往要根据混合物的状态、性质等角度选择最佳的方法。
(1)“固-固”混合物的分离提纯方法
(2)“固-液”混合物的分离提纯方法
(3)“液-液”混合物的分离提纯方法
3.物质分离提纯实验中的答题规范
(1)如何提取母液中的成分
①在粗盐的提纯实验中,过滤,舍去不溶性杂质(滤渣)后,怎样从母液中获取NaCl固体 。
②若母液是CuSO4饱和溶液,怎样获得CuSO4·5H2O晶体 　　　　　 　　　　　　 。
(2)需要滤渣时,如何得到纯净的滤渣
在测定Na2SO4和NaCl的混合物中Na2SO4的质量分数时,可以在混合物中
加入过量BaCl2溶液,沉淀S,然后过滤、洗涤、烘干、称量得到BaSO4的质量,试问:
①怎样判断S是否沉淀完全 。
②过滤完毕后,为什么要洗涤沉淀(即洗涤沉淀的目的) 　　　　　 　　　　 。
答案：(1)①加热蒸发,当析出大量NaCl晶体时,停止加热,利用余热蒸干
②加热蒸发,冷却结晶,过滤
(2)①在上层清液中,再加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,说明S未沉淀完全,反之则沉淀完全　②洗去可溶性杂质(Na+、Cl-等)　③沿玻璃棒向漏斗中注水至浸没沉淀,待水自然流下后,再重复2~3次　④取最后一次滤出液少许于试管中,滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,说明沉淀未洗净,反之已洗净
4.现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物,已知它们的性质如表所示,据此将
乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是 (　 　)
物质 分子式 熔点(℃) 沸点(℃) 密度(g·cm-1) 溶解性
乙二醇 C2H6O2 -11.5 198 1.11 易溶于水和酒精
丙三醇 C3H8O3 17.9 290 1.26 能跟水、酒精以任意比互溶
A.萃取法　　B.结晶法　　C.分液法　　D.蒸馏法
5.《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”“以烧酒复烧二次……价值数倍也”。其方法与分离下列物质的实验方法在原理上相同的是 (　 　)
A.甲苯和水　 B.硝酸钾和氯化钠 C.乙酸乙酯和乙酸　 D.食盐水和泥沙
答案 C
6.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
7.如图是分离混合物时常用的仪器,从左至右,对应的混合物分离操作方
法正确的是 (　 　)
A.蒸发、过滤、蒸馏、分液　 B.蒸馏、分液、蒸发、过滤
C.蒸馏、过滤、蒸发、分液　 D.蒸发、分液、蒸馏、过滤
答案 B
8.将空气缓慢通过如图所示装置后,在试管中收集到少量稀有气体。空气在通过a~d装置时,依次除去的气体是 (　 　)
A.O2、N2、H2O、CO2　 　B.CO2、H2O、O2、N2
C.H2O、CO2、N2、O2　　 D.N2、O2、CO2、H2O
答案B
【真题演练】
1．（2022·海南·高考真题）《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法：“水洗净，细研水飞，去石澄清，慢火熬干，”其中未涉及的操作是
A．洗涤 B．粉碎 C．萃取 D．蒸发
【答案】C
2．（2022·山东·高考真题）已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水，苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是
A．苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B．由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C．苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D．①、②、③均为两相混合体系
【答案】C
3．（2021·浙江·高考真题）下列说法不正确的是
A．用纸层析法分离Fe3+和Cu2+，将滤纸上的试样点完全浸入展开剂可提高分离效果
B．将CoCl2·6H2O晶体溶于95%乙醇，加水稀释，溶液颜色由蓝色逐渐转变为粉红色
C．乙酰水杨酸粗产品中加入足量碳酸氢钠溶液，充分反应后过滤，可除去聚合物杂质
D．某些强氧化剂(如：氯酸钾、高锰酸钾)及其混合物不能研磨，否则可能引起爆炸
【答案】A
4．（2020·全国·高考真题）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
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