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1、化学必修一 物质的分离和提纯 Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more. -author -date分离与提纯的原则分离与提纯的原则基本实验方法基本实验方法 分离与提纯的原则分离与提纯的原则 一一 概概 念念 分离是混合物中的各物质通过物理或化分离是混合物中的各物质通过物理或化学方法一一分开，获得纯净组分的过程。学方法一一分开，获得纯净组分的过程。 提纯是将混合物中的提纯是将混合物中的杂质杂质（不需要或有（不需要或有害的物质）通过物
2、理或化学方法害的物质）通过物理或化学方法除掉除掉而得到而得到所需物质的过程，其中所需物质的过程，其中杂质不必恢复为原来杂质不必恢复为原来的物质的物质。二二 操作原则操作原则“四原则四原则”和和“三必须三必须”1“四原则四原则”是：是：2“三必须三必须”是：是：(1) 除杂试剂除杂试剂必须必须过量过量(2) 过量试剂过量试剂必须必须除尽除尽(因为过量试剂带入新的杂质因为过量试剂带入新的杂质)(3) 除杂途径除杂途径必须选必须选最佳最佳(1)不增不增 提纯过程中不增加新的杂提纯过程中不增加新的杂质质(2)不减不减 不减少欲被提纯的物质不减少欲被提纯的物质(3)易分离易分离 被提纯物与杂质容易分离被
3、提纯物与杂质容易分离(4)易复原易复原 被提纯物质要复原被提纯物质要复原基本实验方法一 过滤和蒸发三 蒸馏四 萃取和分液五 层析二 结晶一 过滤和蒸发1 原理：原理： 利用物质的利用物质的溶解性差异溶解性差异，将，将液体液体和和不溶于液不溶于液体体的的固体分离固体分离开来的方法。例如用过滤法除去粗开来的方法。例如用过滤法除去粗盐中的泥沙盐中的泥沙 。2 实验仪器：实验仪器：3 3 操作要点：操作要点：一帖，二低，三靠一帖，二低，三靠漏斗漏斗，滤纸滤纸，烧杯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯，玻璃棒，铁架台（铁圈）过滤一定要洗涤过滤一定要洗涤过滤滤纸与漏斗应滤纸与漏斗应紧贴无气泡紧贴无气泡 滤纸边缘
4、低于漏斗滤纸边缘低于漏斗边缘，滤纸液面低边缘，滤纸液面低于滤纸边缘。于滤纸边缘。 玻璃棒靠在玻璃棒靠在三层滤纸上三层滤纸上 漏斗颈紧靠漏斗颈紧靠烧杯内壁烧杯内壁 烧杯靠在玻璃棒烧杯靠在玻璃棒上使液体沿玻璃上使液体沿玻璃棒流下。棒流下。一帖，二低，三靠一帖，二低，三靠过滤一过滤和蒸发1 原理：原理： 利用利用加热加热的方法，使溶液中溶剂的方法，使溶液中溶剂 不断不断挥发挥发而析出而析出溶质溶质（晶体）的过程。（晶体）的过程。2 实验仪器：实验仪器：3 3 操作要点：操作要点：蒸发皿蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）蒸发、蒸发皿中的液体不能超过其容积的、蒸发皿中
5、的液体不能超过其容积的2/3。当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。当出现大量固体时，应停止加热用余热蒸干。 蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌，蒸发过程中必须用玻璃棒不断搅拌， 防止局部温度过高而使液体飞溅。防止局部温度过高而使液体飞溅。 不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。不能把热的蒸发皿直接放在实验台上，应垫上石棉网。交流与讨论1请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方案，并将你的方案与同学交流讨论。案，并将你的方案与同学交流讨论。、实验室中用、实验室中用KClO3在在MnO2催化下受催化下受热分解制取氧气。从反应后的热分解制取氧气。从反
6、应后的KCl和和KClO3的混合物中分离、回收这两种物质，的混合物中分离、回收这两种物质，需要使用哪些分离方法？请简述实验方案。需要使用哪些分离方法？请简述实验方案。实验方案1、溶解：、溶解：将混合物放入烧杯中，加入适量将混合物放入烧杯中，加入适量水，充分搅拌，使水，充分搅拌，使KCl固体完全溶解。固体完全溶解。2 2、过滤：、过滤：将将(2)(2)所得混合物进行过滤，滤纸所得混合物进行过滤，滤纸 上的固体进行洗涤即得较纯的上的固体进行洗涤即得较纯的MnO2；3 3、蒸发结晶：、蒸发结晶：将滤液蒸发结晶，可得纯净将滤液蒸发结晶，可得纯净 的的KClKCl。二二 结晶结晶1 原理：原理： 利用溶
7、剂对被提纯物质及杂质的利用溶剂对被提纯物质及杂质的溶解度不溶解度不同同，可以使被提纯物质从，可以使被提纯物质从过饱和溶液中过饱和溶液中析出。析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯的目的。到提纯的目的。2 实验仪器：实验仪器：蒸发皿蒸发皿，酒精灯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯，酒精灯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯3 结晶方法：结晶方法：蒸发结晶蒸发结晶冷却结晶冷却结晶蒸发结晶蒸发结晶具体操作：具体操作： 通过通过蒸发或气化蒸发或气化，减少减少一部分一部分溶剂溶剂使溶液达使溶液达到饱和而析出晶体。到饱和而析出晶体。适用物质：适用物质： 此法主要
8、用于此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大溶解度随温度改变而变化不大的物质。的物质。 （如氯化钠）（如氯化钠）冷却结晶冷却结晶具体操作：具体操作： 通过通过降低温度降低温度，使溶液冷却，使溶液冷却达到饱和达到饱和而析出而析出晶体。晶体。重结晶重结晶指的是重复冷却结晶。指的是重复冷却结晶。适用物质：适用物质： 此法主要用于此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小溶解度随温度下降而明显减小的物质。的物质。（如硝酸钾）（如硝酸钾）操作要点：操作要点：蒸发结晶法：蒸发结晶法：蒸发过程中要不蒸发过程中要不断用玻璃棒搅拌断用玻璃棒搅拌蒸发皿内溶液不能蒸发皿内溶液不能超过其容量的超过其容量的2/3冷却结晶法：
9、冷却结晶法： 若冷却时无晶体的析出，可用玻璃棒在容器内若冷却时无晶体的析出，可用玻璃棒在容器内壁摩擦几下，或在溶液中投入几粒该晶体（俗称晶壁摩擦几下，或在溶液中投入几粒该晶体（俗称晶种），就会析出晶体。种），就会析出晶体。交流与讨论2请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方请根据要求设计分离和提纯下列物质的实验方案，并将你的方案与同学交流讨论。案，并将你的方案与同学交流讨论。2、现有混有少量、现有混有少量氯化钾的硝酸钾氯化钾的硝酸钾粉末，请参照图粉末，请参照图1-12的溶解度曲的溶解度曲线，设计实验方线，设计实验方案提纯硝酸钾。案提纯硝酸钾。图图1-12 KC l和和KNO3的溶解度曲线的溶解
10、度曲线硝酸钾硝酸钾实验方案2加水溶解（配成热的浓溶液）加水溶解（配成热的浓溶液）冷却结晶（冷却结晶（KNO3结晶析出）结晶析出）过过 滤滤思路：将两者的混合物置于烧杯中，加少量将两者的混合物置于烧杯中，加少量100100摄摄氏度热水，在加热的情况下不断少量加入热水氏度热水，在加热的情况下不断少量加入热水并搅拌，直至混合物完全溶解并搅拌，直至混合物完全溶解 停止加热，冷却（可以用冰水水浴），当温停止加热，冷却（可以用冰水水浴），当温度降至度降至 30 30摄氏度时硝酸钾晶体析出。摄氏度时硝酸钾晶体析出。 过滤混合溶液得到较为纯净硝酸钾晶体过滤混合溶液得到较为纯净硝酸钾晶体 蒸发滤液，得到较为纯净
11、的氯化钾晶体蒸发滤液，得到较为纯净的氯化钾晶体实验方案2具体化：三三 蒸馏蒸馏1 原理：原理： 利用利用互溶的互溶的液体混合物中各组分的液体混合物中各组分的沸点不同沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气蒸气再再冷凝成液体冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离用于分离沸点相差较大沸点相差较大的液体混合物。（例如蒸馏的液体混合物。（例如蒸馏含有含有Fe3+的水提纯其中水份，蒸馏石油提纯不同沸点的水提纯其中水份，蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分）的有机组分） 2 实验仪器：实验仪器： 圆底烧瓶圆底烧瓶，
12、水冷凝管水冷凝管，酒精灯，锥形瓶（接收器），酒精灯，锥形瓶（接收器），牛角管牛角管，温度计，铁架台（铁圈，温度计，铁架台（铁圈、铁夹），石棉网等、铁夹），石棉网等温度计温度计水银球的顶端水银球的顶端与与支管下沿支管下沿处于同一水平处于同一水平线线蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶中液体的中液体的量是烧瓶量是烧瓶容量的容量的1/31/2 在圆底烧在圆底烧瓶内放有瓶内放有沸石沸石，防防止爆沸止爆沸冷凝管横放时冷凝管横放时头高尾头高尾低低保证保证冷凝液自然下冷凝液自然下流流，冷却水进水通入冷却水进水通入与被冷凝蒸气流向相反与被冷凝蒸气流向相反给原底烧瓶加给原底烧瓶加热要热要垫石棉网垫石棉网牛角管牛角管圆底烧瓶圆底烧瓶
13、水冷凝管水冷凝管3 操作要点：操作要点：实验实验模拟模拟4 思考：思考：（1） 为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反（2）为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶）为什么温度计水银球的顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线支管下沿处于同一水平线为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带为了使蒸馏出的蒸气与冷却水长时间充分接触，带走尽可能多的热量。走尽可能多的热量。对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分对于蒸馏来说，只有精确控制蒸馏的温度才能达到分离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏离提纯的目的，而蒸馏烧瓶支管口的温度正是被蒸馏变为气体
14、某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆变为气体某组分的温度，故温度计水银球顶端要与圆底烧瓶支管下沿处于同一水平线底烧瓶支管下沿处于同一水平线四 萃取和分液1 原理：原理：2 实验仪器：实验仪器：萃取萃取：利用某溶质在：利用某溶质在互不相溶的溶剂互不相溶的溶剂中的中的溶解溶解度度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来，在利用组成的溶液中提取出来，在利用分液分液的原理和的原理和方法将它们分离开来。方法将它们分离开来。分液分液：把两种：把两种互不相溶的液体（且密度不同）互不相溶的液体（且密度不同）分开的操作分开的操作分液漏斗分液漏斗，铁架台（
15、铁圈），烧杯，铁架台（铁圈），烧杯3 操作要点：操作要点：萃取：萃取：（1 1）选择的萃取剂，应对被提取物）选择的萃取剂，应对被提取物有较大的有较大的溶解能力溶解能力，而对杂质，而对杂质不溶不溶或微溶或微溶；跟原溶液的溶剂要；跟原溶液的溶剂要互不相溶互不相溶。（2）操作时先）操作时先检验检验分液漏斗是否分液漏斗是否漏液漏液。萃取溶。萃取溶液和萃取剂液和萃取剂 总量不要超过漏斗容积的总量不要超过漏斗容积的1/2。（4）静置后，当液体分成清晰的两层时）静置后，当液体分成清晰的两层时分液分液。（3）振荡振荡时，用右手掌压紧盖子，左手用时，用右手掌压紧盖子，左手用拇指、食指和中指握住活塞。把漏斗倒转过
16、来振荡，拇指、食指和中指握住活塞。把漏斗倒转过来振荡，如图如图。并不时旋开活塞，放出易挥发物质的蒸气。这样反复操作并不时旋开活塞，放出易挥发物质的蒸气。这样反复操作几次，当产生的气体很少时，再剧烈振荡几次，把漏斗放几次，当产生的气体很少时，再剧烈振荡几次，把漏斗放在漏斗架上在漏斗架上静置静置。分液：分液：静置到液体分成清晰静置到液体分成清晰的两层时开始分液。的两层时开始分液。先把玻璃先把玻璃盖子取下盖子取下，以便与大气相通。然以便与大气相通。然后旋开活塞，使下层后旋开活塞，使下层液体慢慢流入烧杯里，液体慢慢流入烧杯里，当下层液体恰好流尽当下层液体恰好流尽时，迅速关上活塞。时，迅速关上活塞。从漏
17、斗口倒出上层液从漏斗口倒出上层液体。分液漏斗的液体体。分液漏斗的液体量最多可达分液漏斗量最多可达分液漏斗容量的容量的2/32/3。 分液分液漏斗漏斗五五 层析层析1 原理：原理：2 实验仪器：实验仪器： 根据混合物中各物质被根据混合物中各物质被吸附性能吸附性能的不同，将的不同，将溶解在某溶剂中的混合物分离开来溶解在某溶剂中的混合物分离开来培养皿，培养皿，吸附剂吸附剂（如粉笔，层析纸等）（如粉笔，层析纸等）3 应用举例：应用举例：在距粉笔根部约在距粉笔根部约2cm处滴一小滴红墨水，粉笔垂处滴一小滴红墨水，粉笔垂直竖立在盛有少量水的培养皿中（不能将粉笔上直竖立在盛有少量水的培养皿中（不能将粉笔上有
18、红墨水的部分浸入水中）有红墨水的部分浸入水中） 用粉笔将红墨水中的红色物质分离开来用粉笔将红墨水中的红色物质分离开来渗析法渗析法思考：适用于分离什么物质？思考：适用于分离什么物质？分离胶体与溶液中的粒子分离胶体与溶液中的粒子升华升华可分离出固体混合物中的易升华物质可分离出固体混合物中的易升华物质课堂小结课堂小结现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、现需要分离下列物质，请用直线将分离实例、分离方法和选择分离方法的依据连接起来。分离方法和选择分离方法的依据连接起来。 实实 例例 分离方法分离方法 选择的依据选择的依据除去澄清石灰水中的碳酸钙除去澄清石灰水中的碳酸钙 蒸馏蒸馏 溶解度随温度变化的差
19、异溶解度随温度变化的差异 用用CCl4提取溴水中溴单质提取溴水中溴单质 过滤过滤 在不同溶剂中溶解度的差异在不同溶剂中溶解度的差异分离醋酸分离醋酸（沸点（沸点118）与乙醇与乙醇（沸点（沸点78.5） 分液分液 沸点的差异较大沸点的差异较大分离汽油和水分离汽油和水 结晶结晶 两溶剂互不相溶两溶剂互不相溶 从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾 萃取萃取 物质在水中溶解度的不同物质在水中溶解度的不同1、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是（行的是（ ）A、氧化铜、木炭、氧化铜、木炭 B、碳酸钙、氯化钠、碳酸钙、
20、氯化钠C、硝酸钾、氯化钠、硝酸钾、氯化钠 D、乙醇、水、乙醇、水B课堂练习课堂练习2、现有三组溶液（、现有三组溶液（1）汽油和氯化钠溶液）汽油和氯化钠溶液 （2）酒精和水的混合溶液）酒精和水的混合溶液 （3）氯化钠和单质溴的溶液）氯化钠和单质溴的溶液以上混合溶液分离的正确方法依次是（以上混合溶液分离的正确方法依次是（ ）A、分液、萃取、蒸馏、分液、萃取、蒸馏 B、萃取、蒸馏、分液、萃取、蒸馏、分液C、分液、蒸馏、萃取、分液、蒸馏、萃取 D、蒸馏、萃取、分液、蒸馏、萃取、分液C课堂练习课堂练习 3 用于分离或提纯物质的已学方法有：用于分离或提纯物质的已学方法有：A萃取萃取 B分液分液 C过滤过滤
21、 D加热分解加热分解 E蒸发蒸发 F蒸馏蒸馏 下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合下列各组混合物的分离或提纯应选用上述哪种方法最合 适适?（把选用方法的标号填入括号内）（把选用方法的标号填入括号内） （1）除去）除去Ca（OH）2溶液中悬浮的溶液中悬浮的Ca（OH）2 颗粒（颗粒（ ） （2）把饱和食盐水中的食盐提取出来（）把饱和食盐水中的食盐提取出来（ ） （3）除去酒精中溶解的微量食盐（）除去酒精中溶解的微量食盐（ ） （4）把溴水中的溴提取出来）把溴水中的溴提取出来 （ ） （5）用自来水制取医用蒸馏水）用自来水制取医用蒸馏水 （ ） （6）除去氧化钙中的碳酸钙）除去氧化钙中的碳酸钙 （ ） （7）分离柴油和水的混合物）分离柴油和水的混合物 （ ）BDACEFF
