2022届高考化学（人教版）一轮总复习课件：第28讲　物质的检验、分离和提纯

这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习课件：第28讲　物质的检验、分离和提纯，共60页。PPT课件主要包含了高考备考导航，考点二物质的检验，核心知识梳理，各组分，固体与液体，漏斗边缘，玻璃棒，三层滤纸，烧杯内壁，蒸发结晶等内容，欢迎下载使用。

第28讲　物质的检验、分离和提纯
考试要求：1.掌握常见物质的检验、分离和提纯的方法。2.掌握过滤、分液、蒸馏等操作的步骤及要求。名师点拨：物质的检验、分离和提纯方法是化学实验的基础知识与技能，是历年高考的重点与热点内容之一。因本专题知识可谓是元素及其化合物与化学实验基础知识的有机融合，复习时要注意以下几点：
(2)检验部分的重难点一般在于不加试剂的鉴别，比如试剂互滴，顺序不同则现象不同，或者只用一种试剂鉴别多种物质。建议同学们多做题，然后总结常用方法。(3)分离和提纯部分则显得简单许多，主要就是对过滤、结晶、洗气、分液、萃取、蒸馏等方法的考查，稍加注意即可。
考点一　物质的分离和提纯
1．物质分离与提纯的含义(1)物质的分离：将混合物中的__________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________除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。
2．分离、提纯物质遵循的“四个原则”“四个必须”
3．物质分离、提纯的常用物理方法
(1)图1所示装置，分离提纯的方法名称：________。适用范围：把不溶性______________进行分离。注意事项：一贴：________紧贴漏斗内壁；二低：滤纸低于____________，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧靠__________，玻璃棒轻靠____________处，漏斗下端尖嘴紧靠____________。
(2)图2所示装置，分离提纯的方法名称：____________。适用范围：溶解度随温度变化较小的物质。注意事项：①玻璃棒的作用：________，防止液体局部过热而飞溅；②当有大量晶体析出时，停止加热，利用余热蒸干而不能直接蒸干；③对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质，采用____________的方法；④对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质，采用__________________的方法。
(3)图3所示装置，分离提纯的方法名称：________。适用范围：①萃取：利用溶质在____________的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来；②分液：两种液体互不相溶且易分层。注意事项；①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中的大；②萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；③萃取剂与溶质不反应。
(4)图4所示装置，分离提纯的方法名称：________。适用范围：________相差较大的液体混合物。注意事项：a．温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的__________处；b．蒸馏烧瓶内要加________；c．冷凝管水流方向应为“________”。(5)图5所示装置，分离提纯的方法名称：________。适用范围：某种组分易升华的混合物，在加热条件下分离。注意事项：应与物质的分解变化区分。
(6)图6所示装置分离提纯的方法名称________。①适用范围：利用__________把胶体中混有的离子或分子从胶体里分离出来。②注意事项：A．利用粒子直径不同进行分离，胶体微粒不能透过半透膜，而较小的分子和离子能透过半透膜；B．用于__________________。
4．物质分离、提纯的常用化学方法：
[微点拨]　物质分离提纯方法的选择物质分离提纯可选用物理方法或化学方法，选择依据是物质本身的性质(包括聚集状态、物理性质、化学性质、溶解度等)。选择分离提纯方法时应首先分析混合物中各组分的聚集状态，再根据是否互溶选择相应的分离提纯方法，最后考虑性质是否适合该提纯方法。
(1)分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。(2)蒸馏时，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出。(3)蒸发操作时，当有较多晶体析出时即可停止加热。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(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)用分液漏斗、烧杯、蒸馏水分离Br2和CCl4的混合物。(　　)(6)用加热方法提纯含有少量NaHCO3的Na2CO3固体。(　　)(7)除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可用通入过量氯气的方法。(　　)(8)用苯萃取溴水中的溴时，将溴的苯溶液从分液漏斗的下口放出。(　　)(9)除去CO2中的少量HCl，可先通过饱和NaHCO3溶液，再通过浓硫酸。(　　)
(10)除去BaSO4中的BaCO3固体，可加入足量的硫酸，过滤洗涤干燥，得到的固体即为纯净的BaSO4。(　　)(11)除去食盐中混有的少量NH4Cl：加过量的烧碱溶液后加热蒸干。(　　)(12)除去N2中混有的少量O2：通过足量灼热的氧化铜。(　　)(13)除去硝酸中溶有的少量NO2：可向硝酸中加入少量水，使NO2与水反应生成硝酸。(　　)
(14)精盐的提纯实验中，滤液在坩埚中加热蒸发结晶。(　　)(15)将苯和水分离，利用萃取法。(　　)(16)除去KCl中的MnO2：蒸发结晶。(　　)(17)除去碘中的NaCl：加热、升华。(　　)(18)除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3：加入足量的Mg(OH)2并过滤。(　　)(19)除去NaCl溶液中少量的Na2S：加入AgCl后再过滤。(　　)
2．深度思考：(1)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
BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH或NaOH、BaCl2、Na2CO3
烧杯、普通漏斗、玻璃棒
不能　如果将母液蒸干后再停止加热，蒸发皿的余热会使析出的晶体受热不均而飞溅，造成食盐损失和实验事故
微考点1　分离提纯方法的选择
(2)(2020·浙江1月选考，14)下列说法不正确的是(　　)A．强酸、强碱、重金属盐等可使蛋白质变性B．用新制氢氧化铜悬浊液(必要时可加热)能鉴别甲酸、乙醇、乙醛C．乙酸乙酯中混有的乙酸，可加入足量的饱和Na2CO3溶液，经分液除去D．向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水，充分反应后过滤，可除去苯中少量的苯酚
[解析]　强酸、强碱、重金属盐等可使蛋白质变性，A正确；向甲酸、乙醇、乙醛中分别加入新制氢氧化铜悬浊液，常温下使Cu(OH)2溶解的是甲酸，不溶解的再加热，出现砖红色沉淀的是乙醛，蓝色沉淀变黑的是乙醇，B正确；C项，乙酸乙酯难溶于饱和Na2CO3溶液，但其中的乙酸可与Na2CO3溶液作用生成易溶于水的CH3COONa，再经分液即可除去乙酸，C正确；向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水，生成的三溴苯酚能溶解在苯中，过滤无法将两者分离，D错误。
下列说法错误的是(　　)A．步骤①需要过滤装置B．步骤②需要用到分液漏斗C．步骤③需要用到坩埚D．步骤④需要蒸馏装置[解析]　步骤①需要分离液体和不溶性物质，需要过滤装置，故A项正确；步骤②需要分离水层和有机层，需要用到分液漏斗，故B项正确；步骤③需要蒸发溶液获得固体溶质，进行蒸发操作，不需要坩埚，故C项错误；步骤④需要蒸馏分离甲苯和甲醇，故D项正确。
A．步骤Ⅰ中过滤所得滤渣的主要成分是SiO2B．步骤Ⅱ中加入铁粉的目的是将Fe3＋还原为Fe2＋C．步骤Ⅲ中可选用稀硝酸调节溶液的pHD．从滤液C中回收的主要物质可作氮肥[答案]　C[解析]　A项，SiO2不与酸反应，过滤后所得滤渣为SiO2，故A正确；B项，滤液A中加入过量铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋，故B正确；C项，稀硝酸具有氧化性，可将Fe2＋氧化，所以调节溶液的pH不能用稀硝酸，故C错误；D项，滤液为铵盐溶液，可回收得到氮肥，故D正确。
萃取精华：分离提纯装置的创新与拓展过滤装置的创新——抽滤由于水流的作用，使图1装置a、b中气体的压强减小，可以使过滤速度加快
(1)(2020·山东高考，9,2分)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
微考点2　分离提纯的操作
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　)A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2OB．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
(2)(2020·课标Ⅰ·9)下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是(　　)
萃取精华：常考的分离提纯操作溶解、过滤、蒸发中玻璃棒的使用；蒸馏中冷却水的走向、加热和通冷却水的顺序、沸石(或碎瓷片)的添加、温度计水银球的位置等；萃取分液中萃取剂的选择、常见萃取剂与水的密度大小比较、分液时上层液体的取出方法等；
结晶操作(蒸发结晶、降温结晶、重结晶)；易水解阳离子对应的盐酸盐、硝酸盐，脱水和溶液配制时抑制水解的方法；电化学方法提纯金属时，电极材料的确定；其他特殊分离提纯方法的操作。
[解析]　加入石灰乳生成氢氧化镁，反应生成溶解度更小的物质，故A正确；步骤③脱水时，抑制水解，在HCl气流中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2，故B错误；电解熔融氯化镁，阴极上生成Mg，故C正确；海水中镁离子浓度较小，步骤①、②、③的主要目的是富集MgCl2，故D正确。
(2)(2021·山西太原调研)下列除杂方法正确的是(　　)A．SiO2中含Al2O3杂质，可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B．NH4Cl固体中混有少量的单质I2，可用加热方法将I2除去C．CO2中含有SO2杂质，可以通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶除去D．NaHCO3溶液中含有Na2SiO3杂质，可以通入足量的CO2，然后过滤除去
[答题模板]　分离提纯题的答题步骤第一步：确定被提纯物质与除杂对象对比两者物理性质、化学性质的差异，利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等)，选择合适的分离原理或除杂试剂；除杂试剂除去杂质的同时，不消耗被提纯物质，不引入新的杂质。
第二步：选择合适的分离或除杂装置根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等)；根据除杂试剂的状态及反应条件，选择合适的装置，液体试剂一般选洗气瓶，固体试剂一般用干燥管或U形管。第三步：综合分析，合理解答综合分析物质分离是否完全，被提纯物质中的杂质是否被除去。
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(1)观察外观―→(2)取少量样品―→(3)加入试剂―→(4)观察现象―→(5)得到结论
(1)阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN溶液显色反应)外，我们一般用NaOH溶液即可鉴别；(2)在没有特殊要求时，如果有多种检验方法，应该选择教材中给定的方法，如检验Fe3＋用KSCN溶液；(3)含Fe3＋、Fe2＋的混合溶液中检验Fe2＋的方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀或滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4紫红色褪去。
(2)利用盐酸和其他试剂检验。
(2)可燃性气体的检验。
(4)碱性气体的检验(NH3)
(5)强氧化性气体的检验
(1)检验气体时，要防止气体之间的互相干扰，如Cl2、SO2均能使品红溶液褪色。(2)中学阶段只学过一种碱性气体，所以只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般都是氨气。
6．物质检验中干扰因素的排除(1)离子检验中的常见干扰因素以及排除措施
7．物质检验的六点注意事项(1)选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的反应现象要专一，使之一目了然。(2)不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，会造成试剂污染，“别”而无用。所以要用“各取少许”字样。(3)不许“未知当已知”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取××试剂加入××物质……”的字样。一般简答顺序为：各取少许―→溶解―→加入试剂―→描述现象―→得出结论。
(8)使湿润的淀粉－KI试纸变蓝的气体一定是Cl2。(　　)(9)向某溶液中加少量新制的氯水后加入几滴KSCN溶液，溶液变为红色，则该溶液中一定含有Fe2＋。(　　)(10)将气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，证明原气体是CO2。(　　)(11)将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯。(　　)
a．溶液从酸性变为中性；b.溶液逐渐产生沉淀；c.沉淀完全溶解；d.最后加热溶液，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。根据上述实验现象，回答下列问题：(1)由①可以排除_______________的存在。(2)由②可以证明_______的存在，同时排除_______________的存在，理由是____________________________________________________ _______________________________________________。
(1)(2020·天津，6)检验下列物质所选用的试剂正确的是(　　)
微考点1　单一离子(或物质)的检验
(2)(2020·浙江7月选考，11)下列有关实验说法不正确的是(　　)A．萃取Br2时，向盛有溴水的分液漏斗中加入CCl4，振荡、静置分层后，打开旋塞，先将水层放出B．做焰色反应前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色C．乙醇、苯等有机溶剂易被引燃，使用时须远离明火，用毕立即塞紧瓶塞D．可用AgNO3溶液和稀HNO3区分NaCl、NaNO2和NaNO3
[解析]　静置分层后，下层为溴的四氯化碳溶液，上层为水层，打开旋塞，放出的是下层，下层放完后水层应从分液漏斗上口倒出，A项不正确；做焰色反应前，铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰呈无色可以避免杂质干扰实验，B项正确；乙醇、苯等有机溶剂易燃烧，因此使用时须远离明火，用毕立即塞紧瓶塞，C项正确；AgNO3溶液与NaCl、NaNO2发生反应，分别产生白色沉淀AgCl(加稀硝酸不溶解)、淡黄色沉淀AgNO2(加稀硝酸溶解)，AgNO3溶液与NaNO3不反应，故可以区分，D项正确。
萃取精华：物质检验的常见突破口溶于水显碱性的气体：NH3。在空气中由无色变为红棕色的气体：NO。在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体：Na2O2。遇SCN－显红色，遇OH－生成红褐色沉淀的离子：Fe3＋。遇Ag＋产生沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸，若沉淀为白色，则为Cl－；若沉淀为浅黄色，则为Br－；若沉淀为黄色，则为I－。
〔对点集训1〕　(1)(2021·湖北恩施模拟)下列有关离子的检验方法、现象和结论都正确的是(　　)
下列说法中错误的是(　　)A．浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出B．高温条件下更有利于超临界CO2流体萃取C．升温、减压的目的是实现CO2与产品分离D．超临界CO2流体萃取中药材具有无溶剂残留、绿色环保等优点[解析]　浸泡时加入乙醇有利于中草药有效成分的浸出，A正确；高温条件下，CO2为气态，而萃取是利用超临界状态下的CO2流体，故高温条件下不利于超临界CO2流体萃取，B错误，C、D正确。
(2020·浙江1月选考，25)某固体混合物X，含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和CuSO4中的几种，进行如下实验：①X与水作用有气泡冒出，得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z；②沉淀Y与NaOH溶液作用，无变化。下列说法不正确的是(　　)A．混合物X中必定含有Na2CO3，不含Al2(SO4)3B．溶液Z中溶质主要是钠盐，且必含NaHCO3C．灼烧沉淀Y，可以得到黑色物质D．往溶液Z中加入Cu粉，若不溶解，说明X中不含FeCl3
微考点2　多离子(或物质)的检验
[解析]　X与水作用得到有色沉淀Y，同时有气泡冒出，说明X中一定有Na2CO3及FeCl3和CuSO4中的一种或两种；沉淀Y与NaOH溶液作用，无变化，说明沉淀Y中无Al(OH)3，故X中一定不含Al2(SO4)3，A正确；Na2CO3与FeCl3或CuSO4发生相互促进的水解反应，最终得到弱碱性溶液Z，则Z中一定不含FeCl3或CuSO4，因NaCl或Na2SO4溶液呈中性，考虑到有CO2气体放出，故Z中必含NaHCO3，B正确；若X中含有CuSO4，则灼烧沉淀Y可以得到黑色的CuO，C正确；溶液Z呈弱碱性，即便X中含FeCl3，也已反应完全，溶液Z中不含FeCl3，故向溶液Z中加入Cu粉不溶解，不能说明X中不含FeCl3，D错误。
[知识归纳]　试题需要根据实验现象推断物质的存在，涉及铝、铁、铜及其重要化合物的性质，考查知识的运用能力及分析问题、解决问题的能力，体现了宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知的学科核心素养。
〔对点集训2〕　(1)(2020·课标Ⅱ，8)某白色固体混合物由NaCl、KCl、MgSO4、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、NaCl　　　　　　B．KCl、MgSO4C．KCl、CaCO3D．MgSO4、NaCl
[解析]　①混合物溶于水，得到澄清透明溶液，则该混合物中不含CaCO3；②做焰色反应，通过钴玻璃可观察到紫色，说明该混合物中含有K＋；③向溶液中加碱，产生白色沉淀，则发生反应Mg2＋＋2OH－=== Mg(OH)2↓。综上所述，该白色固体混合物的组成为KCl、MgSO4。
(2)(2021·山东滨州高三检测)一次性餐盒常以垃圾焚烧和填埋的方式处理，在空气中燃烧所得混合气体中可能含有SO2、CO2、CO、HCl、H2O等气体(已知PdCl2溶液可吸收CO，并生成HCl和H2O)。下列确定气体产物组成的叙述中，错误的是(　　)A．可用无水硫酸铜检验H2O，若固体变蓝，则证明气体产物中有H2OB．用澄清石灰水检验CO2，用溴水检验并吸收SO2C．HCl可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验D．气体检验的先后顺序为H2O、HCl、CO2、SO2、CO
[解析]　无水硫酸铜可用于检验水蒸气，A正确；CO2可使澄清石灰水变浑浊，SO2可使溴水褪色，B正确；HCl通入硝酸酸化的硝酸银溶液生成白色沉淀，C正确；CO2、SO2均使澄清石灰水变浑浊，先检验SO2，除去SO2后再检验CO2，则检验顺序为H2O、HCl、SO2、CO2、CO，D错误。
由此判断：(1)溶液中一定存在的离子是____________________________；溶液中肯定不存在的离子是____________________________。(2)写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式：_____________________________________________。(3)为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________。
检验K＋可以用焰色反应；检验Cl－：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，生成的白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在
5．(1)物质检验的“五步骤”：取少量样品→加入某种试剂→加热振荡等操作→描述现象→得出结论。(2)检验气体是根据气体的性质，一般从以下五方面考虑：①气体的颜色和气味；②水溶液的酸碱性；③助燃性、可燃性及燃烧现象和产物；④遇空气的变化；⑤其他特性。
6．(1)六种物理提纯方法①过滤　②蒸发　③萃取分液　④蒸馏　⑤升华　⑥渗析(2)六种化学提纯方法①热分解法　②沉淀法　③氧化还原法　④电解法⑤调节pH法　⑥转化法(3)四条提纯原则：不增、不减、易分离、易复原