1、第2讲 物质的分离、提纯与检验【2020备考】最新考纲：1.掌握常见物质分离与提纯的常用方法。2.掌握常见离子的检验方法。核心素养：1.科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能发现和提出有探究价值的问题，从问题和假设出发，确定物质的分离和提纯以及检验探究方案，进行科学探究；善于合作，敢于质疑，勇于创新。2.科学精神与社会责任：在物质分离与提纯的方案设计中，要具有环境保护和合理开发、利用资源的意识；能关心并积极参与和化学有关的社会热点问题的讨论，有社会责任感，敢于参与力所能及的决策和实践活动。考点一 物质的分离和提纯(频数：难度：)物质的分离与提纯是高频
2、考点，在一卷和二卷都有所涉及，应掌握 名师课堂导语常见分离装置及使用注意事项，常见物质分离、提纯方法，能设计相关分离、提纯方案，另外一些创新型的分离、提纯装置也应加以关注。1.分离、提纯的含义 纯净物纯净物2.物质分离与提纯的实验装置(1)常规实验装置过滤适用范围把不溶性固体与液体进行分离注意事项一贴滤纸紧贴漏斗内壁二低滤纸上缘低于液面低于三靠烧杯紧靠玻璃棒下端紧靠漏斗下端紧靠漏斗口滤纸上缘玻璃棒三层滤纸处烧杯内壁蒸发 适用范围分离易溶性固体的溶质和溶剂注意事项玻璃棒的作用：搅拌，防止停止加热的标准：当有大量晶体析出时停止加热，利用余热蒸干液体局部过热而飞溅萃取和分液 适用范围萃取：利用溶质在
3、互不相溶的溶剂里的不同，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分液：分离两种且易分层的液体注意事项溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；萃取剂与原溶剂不反应、不相溶；萃取剂与溶质不反应；常用的萃取剂是苯或CCl4，一般不用酒精作萃取剂溶解度互不相溶蒸馏 适用范围分离相差较大且互溶的液体混合物注意事项温度计的水银球在蒸馏烧瓶的处蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片，目的是冷凝管水流方向为口进，口出支管口沸点防止暴沸下上升华 适用范围某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法注意事项如NaCl固体中的I2可用该方法，但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离(2)创新实
4、验装置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装置的创新 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，可使反应物能循环利用，提高了反应物的转化率3.物质分离与提纯的实验方法 物质分离提纯的物理方法 物质分离提纯的化学方法 方法原理举例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气体通过盛有的洗气瓶除去 Cl2 中的少量 HCl沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl、SO24、CO23 及能形成弱碱的金属阳离子可加入适当的沉淀剂，使离子生成沉淀，过滤除去气化法将杂质离子转化为气体 CO23、HCO3、SO23、HSO3、NH4 等与 H
5、或 OH反应生成气体除去饱和食盐水热分解法用加热法除去固体混合物中易分解的物质除去 NaCl 中的 NH4Cl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氧化还原法利用氧化还原反应除去杂质用酸性 KMnO4 溶液除去 CO2 中 SO2水解法利用水解反应除去杂质可用等除去 CuCl2溶液中的 FeCl3电解法利用电解原理分离和提纯物质电解精炼铜，将含杂质的粗铜作阳极、精铜作阴极，电解液为含铜离子的溶液CuO、Cu(OH)2速查速测 1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”(1)(全国新课标卷)除去Cu粉中混有CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥()
6、(2)(全国新课标卷)将Cl2与HCl的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2()(3)(全国新课标卷)用CCl4萃取碘水中的I2的实验操作是先从分液漏斗下口放出有机层，后从上口倒出水层()(4)(海南化学)过滤操作中，漏斗的尖端应接触烧杯内壁()(5)(天津理综)将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2()2.分离提纯装置判断(1)(天津理综)图A是蒸馏时的接收装置()(2)(安徽理综)用图B完成苯萃取碘水中I2，分出水层后的操作()(3)(全国新课标卷)用图C装置除去粗盐溶液中不溶物()(4)(全国新课标卷)用图D装置除去CO气体中的CO2气体()(5)(江苏化学)用图E装置
7、蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体()(6)(天津化学)用图F装置从KI和I2的固体混合物中回收I2()3.(教材实验探究)教材“实验11”探究(1)除 去 粗 盐 中 的 Ca2 、Mg2 、SO 24 杂 质 离 子，应 依 次 加 入(写 试 剂 化 学式)_。(2)过滤时所用到的玻璃仪器为_。(3)蒸发时，能否将母液蒸干后，再停止加热。_。答案(1)BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH或NaOH、BaCl2、Na2CO3(2)烧杯、漏斗、玻璃棒(3)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
8、故A组 基础知识巩固 1.(2018山东名校联盟期末联考)炼丹秘诀中的“抽汞法”有如下叙述：“朱砂不计多少。入沙锅中以炭屑填平锅口，剪蛎壳板如锅大密钻小窍盖之，却将空沙锅一个与前锅二口相合，铁丝固济(包括有用铁丝缠和用盐泥固济二法)，地下掘一穴安埋空锅，锻炼之后候冷取出，大概银朱一两只有真汞三钱。”文中涉及的操作方法是()A.蒸馏B.升华C.干馏D.萃取解析 意思为“向一沙锅中放入一定量的朱砂，用炭屑填平锅口，剪与锅一般大蛎壳板，在上面钻许多小孔，盖在锅上，再将一空沙锅与该锅的口密合，再用铁丝等固定密封，在地上挖一洞，将空锅放在洞口上，加热锻烧，冷却后可以得到汞”。即通过加热反应产生的汞蒸气冷
9、却后得纯净汞。答案 A2.下列物质中杂质(括号内为杂质)的检验试剂、除杂试剂和除杂方法都正确的是()选项物质及其杂质检验试剂除杂试剂除杂方法AHCl(Cl2)湿润的淀粉-KI试纸饱和食盐水洗气BC2H5OH(H2O)无水硫酸铜粉末生石灰蒸馏CCO2(SO2)品红溶液饱和碳酸钠溶液洗气DNH4Cl(I2)淀粉溶液无加热解析 HCl极易溶于水，饱和食盐水能除去Cl2中的HCl气体，A错误。生石灰与水反应生成氢氧化钙，与乙醇的沸点相差较大，再通过蒸馏可得乙醇，B正确。饱和碳酸钠溶液与SO2、CO2均能反应，可以选择酸性高锰酸钾溶液除去CO2中的SO2，C错误。碘受热易升华，NH4Cl受热分解成NH3
10、和HCl，遇冷又结合成NH4Cl固体，加热不能除去NH4Cl中的I2，D错误。答案 B3.从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作，下列对应的装置合理、操作规范的是()解析 A项，灼烧应选用坩埚，错误；B项，应用玻璃棒引流，错误；C项，碘的苯溶液应从上口倒出，错误。答案 D【反思归纳】物质分离和提纯的原则与注意事项(1)原则“两不”和“两易”两不：不增(不增加新的杂质)；不减(不减少被提纯物质)。两易：易分离(被提纯物质与杂质易分离)；易复原(被提纯的物质易恢复原来的组成状态)。(2)注意事项除杂试剂须过量。过量试剂须除尽。除去多种杂质时要考虑加入试剂的先后顺序，选择
11、最佳的除杂途径。B组 考试能力过关 4.(2018海南化学，7)下列分离方法正确的是()A.回收水溶液中的I2：加入乙酸，分液，蒸发B.回收含有KCl的MnO2：加水溶解，过滤，干燥C.除去氨气中的水蒸气：通过盛有P2O5的干燥管D.除去乙醇中的水，加入无水氯化钙，蒸馏答案 B5.(2017全国卷)本草衍义中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。”文中涉及的操作方法是()A.蒸馏B.升华C.干馏D.萃取解析“令砒烟上飞着覆器”“凝结”说明该操作为升华。答案 B6.(2015全国卷)下列实验中，所采取的分离方
12、法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大解析 乙醇与水互溶，不能用作萃取剂，A项错；乙醇和乙酸乙酯互溶，不能用分液方法分离，B项错；除去KNO3中NaCl杂质是利用二者在不同温度下溶解度变化差别很大，使用重结晶法，C项错；分离两种沸点差别较大的互溶液体，一般使用蒸馏操作，D项正确。答案 D7.(2014全国卷)下列除杂方案错误的是()选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法ACO(g)CO
13、2(g)NaOH溶液、浓H2SO4洗气BNH4Cl(aq)Fe3(aq)NaOH溶液过滤CCl2(g)HCl(g)饱和食盐水、浓H2SO4洗气DNa2CO3(s)NaHCO3(s)灼烧解析 A 项，NaOH 溶液吸收 CO2，浓 H2SO4 除去水蒸气，且两种试剂都不与 CO 反应，正确；B 项，NaOH 溶液不仅能与 Fe3反应，还能与 NH4 反应，且还能引入杂质，错误；C 项，饱和食盐水可以除去 HCl，浓 H2SO4 可以除去水蒸气，正确；D 项，灼烧能使 NaHCO3固体分解生成 Na2CO3，正确。答案 B 考点二 离子的检验与推断(频数：难度：)本考点在高考中主要考查：(1)常见
14、离子(或物质)的检验方法。(2)离 名师课堂导语子推断。特别是有干扰离子时，某些离子的检验更是考查重点，复习时要加以关注。1.离子检验的三种方法 离子试剂现象反应原理(离子方程式)Cl、Br、I稀 HNO3 和AgNO3 溶液AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色)AgCl=AgCl、AgBr=AgBr、AgI=AgISO24和溶液色沉淀Ba2SO24=BaSO4(1)沉淀法 稀盐酸BaCl2白Fe2NaOH 溶液色沉淀 色沉淀 色沉淀Fe22OH=Fe(OH)2、4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3K3Fe(CN)6 溶液蓝色沉淀3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(
15、CN)62Fe3NaOH 溶液红褐色沉淀Fe33OH=Fe(OH)3白灰绿红褐(2)气体法 离子试剂现象反应原理(离子方程式)NH4浓 NaOH 溶液和湿润的红色石蕊试纸产生有气味的气体，且气体能使湿润的色石蕊试纸变NH4 OH=NH3H2OCO23稀盐酸和石灰水石灰水CO23 2H=H2OCO2，CO2Ca22OH=CaCO3 H2OSO23稀H2SO4和品红溶液产生有气味的气体，且气体能使品红溶液 SO23 2H=SO2H2O刺激性红蓝变浑浊刺激性褪色(3)显色法 离子试剂现象反应原理(离子方程式)I氯水、淀粉溶液溶液变蓝色2ICl2=2ClI2Fe2KSCN 溶液和氯水先加 KSCN 溶
16、液无变化，滴加氯水后变色2Fe2Cl2=2Fe32Cl，Fe33SCN=Fe(SCN)3Fe3KSCN 溶液色Fe33SCN=Fe(SCN)3Na、KPt(Fe)丝和稀盐酸火焰分别呈色、紫色 K要透过蓝色钴玻璃观察焰色红红黄2.排除三种离子检验的“干扰”(1)SO24 的检验检验方法排除干扰 Ag的干扰先用盐酸酸化，能防止 Ag干扰CO23、SO23 的干扰因为 BaCO3、BaSO3 也是白色沉淀，与 BaSO4 白色沉淀不同的是这些沉淀能溶于盐酸中，因此检验 SO24 时，必须先用盐酸酸化(不能用 HNO3、H2SO4 酸化)所用的钡盐不能用 Ba(NO3)2 溶液，因为在酸性条件下，SO
17、23、HSO3 会被溶液中的NO3(H)氧化成 SO24，从而得出错误结论。(2)CO23 的检验检验方法排除干扰 HCO3 的干扰若被检液中不含 CO23 而含有 HCO3，则加入 CaCl2(或 BaCl2)溶液时不会产生白色沉淀，故可用 BaCl2(或 CaCl2)不能用Ba(OH)2或 Ca(OH)2SO23 的干扰因为 CaSO3 与 CaCO3 一样，也是白色沉淀，且 CaSO3 也能与盐酸反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体(SO2)，但 SO2 是有刺激性气味的气体，故可用无色无味来排除 SO23 的干扰(3)Fe2的检验溶液中只含Fe2：可用KSCN溶液和氯水检验，不考虑干扰问题
18、。溶液中含Fe2、Fe3，不含Cl时，可加入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，说明溶液中含有Fe2，不能用KSCN溶液和氯水，原因是Fe3形成干扰。溶液中含有Fe2、Fe3、Cl时，加入K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液，生成蓝色沉淀，不能用酸性KMnO4溶液，原因是Cl也能使酸性KMnO4溶液褪色，Cl能形成干扰。3.离子推断中的基本原则 速查速测(1)加入稀盐酸酸化的 BaCl2 溶液，出现白色沉淀，则溶液中可能有 SO24 或 Ag()(2)加入 CaCl2 溶液，有白色沉淀生成，溶液中一定存在 CO23()(3)滴入硝酸酸化的 BaCl2 溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在 SO24()(
19、4)加入稀硫酸，产生使品红褪色的无色有刺激性气味的气体，则溶液中一定存在 SO23()(5)某溶液的焰色反应呈黄色，则溶液中一定有钠元素，不能确定是否有钾元素()1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”2.教材改编题(RJ必修1P103改编)下列鉴别方法可行的是()A.滴加稀 NaOH 溶液，将湿润红色石蕊试纸置于试管口检验溶液中是否含有 NH4B.用 Ba(NO3)2 溶液鉴别 Cl、SO24 和 CO23C.通入少量 Cl2 后，溶液变为棕黄色，再加入淀粉溶液后，溶液变蓝，说明有 ID.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸白色沉淀消失，说明有 Ca2答案 C 3.(思维探究)怎样检验溶
20、液中既有 Cl，又有 SO24？答案 向试液中，先加足量的Ba(NO3)2溶液，生成白色沉淀，过滤后，再向滤液中加入AgNO3溶液，仍有白色沉淀，且白色沉淀不溶于稀HNO3。A组 基础知识巩固 A.检验溶液中是否含有 Ba2：取少量待测液，向其中加入少量稀硫酸，若有白色沉淀产生，则溶液中含有 Ba2B.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是酸性 KMnO4 溶液C.检验溶液中是否含有 CO23：取少量待测液，向其中加入适量稀盐酸，观察是否有大量气泡产生D.在未知溶液中滴加 BaCl2 溶液出现白色沉淀，加稀硝酸，沉淀不溶解，说明该未知溶液中存在 SO24 或 SO23 1
21、.(2018安徽省“江淮十校”高三第一次联考)下列关于离子检验的说法正确的是()解析 A.如果溶液中含有 Ca2、Ag等，向其中加入少量稀硫酸，会有硫酸钙、硫酸银等白色沉淀产生，所以不能确定溶液中含有 Ba2，故 A 错误；B.硫酸亚铁可将 KMnO4 还原而使酸性 KMnO4 溶液褪色，故 B 正确；C.HCO3、SO23、HSO3 也可遇稀盐酸产生大量气泡，故 C 错误；D.也可能存在 Ag，产生氯化银白色沉淀，故 D 错误。答案 B 2.(2018郑州模拟)某化学兴趣小组在课外活动中，对某一份溶液成分(已知不含其他还原性离子)进行了检测，其中三次检测结果如下表所示：检测序号溶液中检测出的
22、离子组合第一次KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl第二次KCl、AlCl3、Na2SO4、K2CO3第三次Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl则下列说法合理的是()A.三次检测结果都正确B.该溶液中的阳离子无法判断C.为了检验 SO24，应先加过量稀硝酸后再滴加 Ba(NO3)2 溶液，观察是否有沉淀现象D.为了确定是否存在 CO23，可以向其中滴加 CaCl2 溶液，观察是否有沉淀现象解析 Al3与 CO23 不能大量共存于溶液中，第二次检测结果不正确，A 项错误；因第一次、第三次检测中均有 CO23，阳离子均只有 K、Na，故溶液中的阳离子可以确定，B 项错误；CO23 也能与
23、 Ba2结合形成沉淀，先加过量稀硝酸可排除 CO23 的干扰，再加 Ba(NO3)2溶液来检验 SO24，C 项正确；CaSO4 也可沉淀出来，D 项错误。答案 C 3.某同学为检验溶液中是否含有常见的几种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是()A.原溶液中一定含有 SO24B.原溶液中一定含有 NH4C.原溶液中一定含有 ClD.原溶液中一定含有 Fe3解析 原溶液中加入 Ba(NO3)2 和 HCl 生成白色沉淀，原溶液中可能存在 SO24、SO23 或 Ag，A 错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试
24、纸变蓝，说明原溶液中一定含有NH4，B 正确；加 AgNO3 溶液产生白色沉淀，可能是加入的 HCl 引起的，C 错误；加入 KSCN溶液得到红色溶液，Fe3可能是由原溶液中的 Fe2被 H、NO3 氧化而来的，故原溶液中不一定含有 Fe3，D 错误。答案 B【思维建模】无色溶液中离子检验的一般思路B组 考试能力过关 4.(2018海南化学，4)下列化合物中，能与Na2CO3溶液反应生成沉淀且沉淀可溶于NaOH溶液的是()A.MgCl2B.Ca(NO3)2C.FeSO4D.AlCl3答案 D5.(2016课标全国，12)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：取少量样品加入足量水仍
25、有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为()A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3D.Na2CO3、CuSO4 解析 A项，NaHCO3、Al(OH)3 中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再将样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应
26、生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。答案 C6.(2016四川理综，2)根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是()选项实验操作现象结论A将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液中一定含有 CO23B常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中铁片不溶解常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应C向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变 该食盐中一定没有添加 KIO3D向苯酚钠溶液中滴加乙酸溶液溶液变浑浊相同条件下，乙酸的酸性一定比苯酚强解析 A 项，能使澄清石灰水变浑浊的气体有 SO2 或 CO2，因此溶液中可能含有 CO23、HCO3、HSO3、SO23 中的一种或几种，错误；B 项，发生钝化，即在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止进一步被氧化，发生了化学变化，错误；C 项，淀粉遇 I2 溶液才变蓝，要检验 KIO3，需要先将 IO3 转化为 I2，错误；D 项，苯酚钠与乙酸反应生成苯酚，说明乙酸的酸性强于苯酚，正确。答案 D