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2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（讲解部分）课件
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这是一份2021高考化学专题讲解 专题十九 物质的检验、分离与提纯（讲解部分）课件，共38页。
考点一 物质的分离与提纯
基础知识1.物质分离与提纯的区别(1)物质的分离:将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯:将混合物中的杂质除去而得到目标物质的过程。
2.物质分离与提纯的基本原则(1)“四原则”:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少被提纯的 物质);易分离(被提纯物质与杂质容易分离);易复原(被提纯物质转化后要 易复原)。(2)“四必须”:除杂试剂必须过量;过量试剂必须除尽(因为过量试剂引入 新的杂质);必须选最佳除杂途径;除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺 序。
3.物质分离和提纯的常用物理方法
4.物质分离与提纯的化学方法
核心精讲沉淀洗涤题的解题思路1.常用洗涤剂(1)蒸馏水:主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。(2)冷水:除去沉淀的可溶性杂质,降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损 失。(3)沉淀的饱和溶液:减少沉淀的溶解。(4)有机溶剂(酒精、丙酮等):适用于易溶于水的固体,既减少了固体溶解, 又利用有机溶剂的挥发性,除去固体表面的水分,产品易干燥。
2.沉淀洗涤的解题思路注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)↓标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体)↓重复(待洗涤液流尽后,重复操作2~3次)3.沉淀是否洗净的解题思路取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)↓加试剂[加入××试剂(必要时加热,如检验N )]↓现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体)↓结论(说明沉淀已经洗涤干净)
考点二 物质的检验与鉴别
基础知识1.物质检验的三原则一看(颜色、状态);二嗅(气味);三实验(加试剂)。2.物质检验的一般步骤观察外观 取少量样品 加入试剂 观察现象 得出结论
1.抽滤由于水流的作用,使图1装置a、b中气体压强减小,过滤速率加快。 图1
图2中,双耳球上端球形容器的容积较大,既能除去气体中的气态杂质,又能 防止倒吸。 图2例 (2019湖南、湖北八市十二校一调,20节选)某研究小组在实验室以含 铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量 无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:Cu屑(含Fe) Cu(NO3)2溶液 Cu(NO3)2·3H2O晶
2.洗气装置——双耳球吸收法
体 无水Cu(NO3)2已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2 CuO;SOCl2的熔点为-105 ℃、沸点为76 ℃,遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答:(1)第②步调pH适合的物质是 (填化学式)。(2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操 作是 。为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是 (填一种)。(3)第④步中发生反应的化学方程式是 。(4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略)有一处不
合理,请提出改进方案并说明理由: 。 装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞 (填“a” “b”或“a和b”)。
解题导引 为提高铜的浸取率,所用硝酸必然是足量的,此时铁也溶解转化 为硝酸铁,调pH的目的是除去铁离子。然后蒸发浓缩、降温结晶得到Cu(NO3)2·3H2O晶体,最后在SOCl2的保护下脱去结晶水得到无水硝酸铜,据此 解答。
解析 (1)调节pH使铁离子形成沉淀,不引入新杂质,同时不能沉淀铜离子, 因此第②步调pH适合的物质是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(2)根据题意,温度不能高于170 ℃,否则Cu(NO3)2·3H2O变质,故蒸发浓缩应 将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170 ℃),加热至溶液表面形成一 层晶膜;减慢冷却结晶的速度,可得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体。(3)根据已知信息可知第④步中发生反应的化学方程式是Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑。(4)第④步,某同学设计的实验装置有一处不合理,根据装置图可知氢氧化 钠溶液中的水蒸气可以进入A中影响三水合硝酸铜晶体的脱水反应。改 进的方法是在A、B之间增加干燥装置;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加 SOCl2时,需打开活塞b。
答案 (1)CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(2)将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170 ℃,防止硝酸铜水解),加热 至溶液表面形成一层晶膜 减慢冷却结晶的速度或冷却后静置较长时间(3)Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑(4)在A、B之间增加干燥装置,防止B中水蒸气进入A中 b
实现物质的分离、提纯,需要对物质的物理性质及化学性质的相同点、差 异点熟练掌握并应用。如固液分离、分离互不相溶的液体、分离互溶的 液体等的物理方法;如沉淀法、气体法、氧化还原法等化学方法。
例1 (2019广东深圳二模,10)NiSO4·6H2O易溶于水,其溶解度随温度升高 明显增大。以电镀废渣(主要成分是NiO,还有CuO、FeO等少量杂质)为原 料制备该晶体的流程如下,下列说法错误的是 ( ) A.溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4B.除去Cu2+可采用FeSC.流程中a→b的目的是富集NiSO4D.“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶
解析 A项,在除去Cu2+和Fe2+后加入Na2CO3溶液,Ni2+与C 生成NiCO3沉淀,所以溶解废渣时若用稀盐酸代替稀H2SO4对制备不会有影响,故错误;B 项,CuS比FeS更难溶,向含有Cu2+的溶液中加入FeS发生沉淀的转化生成 CuS,故正确;C项,NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量 稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,所以流程中a→b的目的 是富集NiSO4,故正确;D项,NiSO4·6H2O为结晶水合物,从溶液中得到NiSO4·6H2O的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶,故正确。
题目价值 本题考查物质除杂的方法选择,涉及元素及其化合物的性质及 实验基本操作,体现科学探究与创新意识的学科核心素养。
例2 (2019天津河西二模)下列实验操作、现象与对应的结论或解释正确 的是 ( )
考点一 物质的分离与提纯
基础知识1.物质分离与提纯的区别(1)物质的分离:将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯:将混合物中的杂质除去而得到目标物质的过程。
2.物质分离与提纯的基本原则(1)“四原则”:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少被提纯的 物质);易分离(被提纯物质与杂质容易分离);易复原(被提纯物质转化后要 易复原)。(2)“四必须”:除杂试剂必须过量;过量试剂必须除尽(因为过量试剂引入 新的杂质);必须选最佳除杂途径;除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺 序。
3.物质分离和提纯的常用物理方法
4.物质分离与提纯的化学方法
核心精讲沉淀洗涤题的解题思路1.常用洗涤剂(1)蒸馏水:主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质。(2)冷水:除去沉淀的可溶性杂质,降低沉淀在水中的溶解度而减少沉淀损 失。(3)沉淀的饱和溶液:减少沉淀的溶解。(4)有机溶剂(酒精、丙酮等):适用于易溶于水的固体,既减少了固体溶解, 又利用有机溶剂的挥发性,除去固体表面的水分,产品易干燥。
2.沉淀洗涤的解题思路注洗涤液(沿玻璃棒向漏斗中注入洗涤液)↓标准(使洗涤液完全浸没沉淀或晶体)↓重复(待洗涤液流尽后,重复操作2~3次)3.沉淀是否洗净的解题思路取样(取少量最后一次洗涤液于一洁净的试管中)↓加试剂[加入××试剂(必要时加热,如检验N )]↓现象(不产生××沉淀、溶液不变××色或不产生××气体)↓结论(说明沉淀已经洗涤干净)
考点二 物质的检验与鉴别
基础知识1.物质检验的三原则一看(颜色、状态);二嗅(气味);三实验(加试剂)。2.物质检验的一般步骤观察外观 取少量样品 加入试剂 观察现象 得出结论
1.抽滤由于水流的作用,使图1装置a、b中气体压强减小,过滤速率加快。 图1
图2中,双耳球上端球形容器的容积较大,既能除去气体中的气态杂质,又能 防止倒吸。 图2例 (2019湖南、湖北八市十二校一调,20节选)某研究小组在实验室以含 铁的铜屑为原料制备Cu(NO3)2·3H2O晶体,并进一步探究用SOCl2制备少量 无水Cu(NO3)2。设计的合成路线如下:Cu屑(含Fe) Cu(NO3)2溶液 Cu(NO3)2·3H2O晶
2.洗气装置——双耳球吸收法
体 无水Cu(NO3)2已知:Cu(NO3)2·3H2O Cu(NO3)2·Cu(OH)2 CuO;SOCl2的熔点为-105 ℃、沸点为76 ℃,遇水剧烈水解生成两种酸性气体。请回答:(1)第②步调pH适合的物质是 (填化学式)。(2)第③步包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤等步骤,其中蒸发浓缩的具体操 作是 。为得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体,可采用的方法是 (填一种)。(3)第④步中发生反应的化学方程式是 。(4)第④步,某同学设计的实验装置示意图(夹持及控温装置省略)有一处不
合理,请提出改进方案并说明理由: 。 装置改进后,向仪器A中缓慢滴加SOCl2时,需打开活塞 (填“a” “b”或“a和b”)。
解题导引 为提高铜的浸取率,所用硝酸必然是足量的,此时铁也溶解转化 为硝酸铁,调pH的目的是除去铁离子。然后蒸发浓缩、降温结晶得到Cu(NO3)2·3H2O晶体,最后在SOCl2的保护下脱去结晶水得到无水硝酸铜,据此 解答。
解析 (1)调节pH使铁离子形成沉淀,不引入新杂质,同时不能沉淀铜离子, 因此第②步调pH适合的物质是CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3。(2)根据题意,温度不能高于170 ℃,否则Cu(NO3)2·3H2O变质,故蒸发浓缩应 将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170 ℃),加热至溶液表面形成一 层晶膜;减慢冷却结晶的速度,可得到较大颗粒的Cu(NO3)2·3H2O晶体。(3)根据已知信息可知第④步中发生反应的化学方程式是Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑。(4)第④步,某同学设计的实验装置有一处不合理,根据装置图可知氢氧化 钠溶液中的水蒸气可以进入A中影响三水合硝酸铜晶体的脱水反应。改 进的方法是在A、B之间增加干燥装置;装置改进后,向仪器A中缓慢滴加 SOCl2时,需打开活塞b。
答案 (1)CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3(2)将溶液转移至蒸发皿中,控制温度(不高于170 ℃,防止硝酸铜水解),加热 至溶液表面形成一层晶膜 减慢冷却结晶的速度或冷却后静置较长时间(3)Cu(NO3)2·3H2O+3SOCl2 Cu(NO3)2+3SO2↑+6HCl↑(4)在A、B之间增加干燥装置,防止B中水蒸气进入A中 b
实现物质的分离、提纯,需要对物质的物理性质及化学性质的相同点、差 异点熟练掌握并应用。如固液分离、分离互不相溶的液体、分离互溶的 液体等的物理方法;如沉淀法、气体法、氧化还原法等化学方法。
例1 (2019广东深圳二模,10)NiSO4·6H2O易溶于水,其溶解度随温度升高 明显增大。以电镀废渣(主要成分是NiO,还有CuO、FeO等少量杂质)为原 料制备该晶体的流程如下,下列说法错误的是 ( ) A.溶解废渣时不能用稀盐酸代替稀H2SO4B.除去Cu2+可采用FeSC.流程中a→b的目的是富集NiSO4D.“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶
解析 A项,在除去Cu2+和Fe2+后加入Na2CO3溶液,Ni2+与C 生成NiCO3沉淀,所以溶解废渣时若用稀盐酸代替稀H2SO4对制备不会有影响,故错误;B 项,CuS比FeS更难溶,向含有Cu2+的溶液中加入FeS发生沉淀的转化生成 CuS,故正确;C项,NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量 稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,所以流程中a→b的目的 是富集NiSO4,故正确;D项,NiSO4·6H2O为结晶水合物,从溶液中得到NiSO4·6H2O的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶,故正确。
题目价值 本题考查物质除杂的方法选择,涉及元素及其化合物的性质及 实验基本操作,体现科学探究与创新意识的学科核心素养。
例2 (2019天津河西二模)下列实验操作、现象与对应的结论或解释正确 的是 ( )
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