1、第二单元研究物质的实验方法第1课时过滤和蒸发一、过滤1概念：将固体与液体分离的一种方法。2主要仪器及用品烧杯、漏斗、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸。3装置图：二、蒸发1概念：分离溶于溶剂中的固体溶质的一种方法。2主要仪器及用品蒸发皿、酒精灯、铁架台(带铁圈)、玻璃棒。3装置图：三、结晶根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同，通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶质溶解度变小，从而使晶体析出的过程。1蒸发结晶法原理：利用加热的方法，使溶液中的溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。如从海水中获得食盐。实验仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)。实验装置如上图所示。2冷却结晶法利用混合物中一种
2、物质的溶解度受温度影响较大，而另一种物质的溶解度受温度影响不大，采用冷却它们的热饱和溶液，使一种物质先结晶析出而使其分离的方法。探究点一分离与提纯的比较 1物质的分离和提纯(1)比较。(2)原则2物质分离和提纯的要求(1)“过量”(为除尽杂质，除杂试剂需过量)。(2)“后除前”(加入试剂的顺序是：后面的试剂要把前面过量的试剂除尽)。(3)达标判断：沉淀完全的判断方法是在上层清液中(或取少量上层清液置于小试管中)，滴加沉淀剂，如果不再产生沉淀，说明沉淀已经完全。3物质分离和提纯的方法(1)依据物理性质选择分离、提纯的方法“固固”混合物的分离(提纯)“固液”混合物的分离(提纯)“液液”混合物的分离
3、(提纯)(2)用于物质分离、提纯的化学方法1除去氯化钠中的碳酸钠能否用硝酸？提示：不能。若用硝酸，会引入新的杂质离子NO。2能用稀盐酸分离铜粉和铁粉的混合物吗？提示：不能。分开后铁粉不能恢复原来的状态。【例1】下列物质的分离和提纯方法属于化学分离提纯法的是()A分离沙子和食盐水溶液B分离溶于水中的氯化钠C从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾D将O2和CO2混合气体通入NaOH溶液中除去CO2气体【思路分析】物质的分离和提纯方法很多，任何一种方法都有其适用范围和规律性，但解题时还要注意特殊性。如对于易挥发的有机物(汽油、苯、四氯化碳、乙醇等)，当其中混有不溶性固体时，往往不用过滤的方法，而采用蒸
4、馏的方法除去。【解析】物理分离提纯法有过滤、结晶、蒸发、蒸馏、萃取、分液等；化学分离提纯法有沉淀、置换、加热、分解、洗气等。根据选项A可用过滤，B可用蒸发，C可用结晶法，D只能是洗气法。【答案】D下列有关除去杂质(括号内为杂质)的操作中正确的是(B)A硫酸钠(碳酸钙)：加水溶解，然后过滤B碳酸钠(大量水)：蒸发C氯化钠(氯化镁)：加水溶解，然后过滤D硫酸钡(硝酸钡)：加水溶解，然后蒸发解析：A项中硫酸钠易溶于水，碳酸钙难溶于水，加水溶解、过滤后得到的固体是碳酸钙不是硫酸钠；B项中碳酸钠易溶于水，蒸发可以除去水；C项中氯化钠和氯化镁均易溶于水，不能用过滤的方法分离；D项中硝酸钡易溶于水，硫酸钡不
5、溶于水，蒸发后仍然是二者的混合物。探究点二过滤和蒸发 1过滤过滤操作和过滤器制作可以概括为“一贴、二低、三靠”；如图所示：沉淀的洗涤洗涤沉淀的原因：过滤完毕，过滤器的固体表面总是残留部分母液。洗涤沉淀的方法：沿玻璃棒向过滤器中注入少量蒸馏水，使水刚好浸没沉淀，让水流下，直到固体表面洗涤干净为止(洗涤23次)。沉淀是否洗涤干净，检验方法是：取最后一次洗涤液，加入相关试剂后观察现象。若滤液浑浊，应继续过滤，直到滤液澄清为止。2蒸发在进行蒸发操作(如图)时应注意的问题：在加热蒸发过程中，应用玻璃棒不断搅拌，防止由于温度过高造成液滴飞溅。加热到蒸发皿中剩余较少液体时(出现较多晶体时)应停止加热，用余热
6、蒸干。热的蒸发皿应用坩埚钳取下，不能直接放在实验台上，以免烫坏实验台或引起蒸发皿破裂。如果的确要立即放在实验台上，则要放在石棉网上。两种蒸发方式：a蒸发结晶：利用加热的方法，使溶液中的溶剂不断挥发而析出溶质(晶体)的过程。如从海水中获得食盐。适用范围：溶解度受温度变化影响不大的固体溶质从溶液中分离出来。实验仪器：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台(带铁圈)。b冷却结晶：通过降低温度，使热的浓溶液析出晶体的方法。适用范围：两种固体均可溶于水，且溶解度随温度变化有较大的差异。重结晶：第一次结晶后，再将晶体溶于溶剂，又重新从溶液中结晶的过程。1过滤和蒸发时，均用到玻璃棒，其作用分别是什么？提示：过滤时起
7、引流作用，蒸发时起搅拌作用。2蒸发时蒸发皿中的液体量不能超过多少？为什么？提示：不能超过蒸发皿容积的2/3，否则蒸发时会导致液体飞溅。【例2】下列做法中不正确的是()A给蒸发皿内所盛液体加热时，液体不超过容积的B蒸发的过程，用酒精灯一直加热到全部固体析出，没有水分C过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁D倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘【思路分析】蒸发时何时停止加热是常考查的一个知识点。【解析】给蒸发皿内所盛液体加热时，液体不超过容积的，加热到有较多量固体析出时停止加热，利用余热蒸干，A正确，B错误；过滤时漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁，倒入漏斗的过滤液的液面应低于滤纸边缘，C、D正确。【答案】B下
8、列有关过滤操作的叙述中，正确的是(B)A过滤前，应将液体搅匀后，再倒入过滤器中过滤B过滤时，应将玻璃棒斜靠在三层滤纸上C过滤时，为了加快过滤速率，应用玻璃棒搅动过滤器中的液体D过滤时，若滤纸上的沉积物太多，可用药匙将它清除掉解析：为了使液体迅速流下去，一般在过滤前静置，上层液体中含固体较少，所以过滤所用时间短；而C和D中操作容易使滤纸破损。在“粗盐提纯”的实验中，蒸发时正确的操作是(D)A把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热B开始析出晶体后才用玻璃棒搅拌C待水分完全蒸干后停止加热D蒸发皿中出现大量固体时即停止加热解析：根据化学实验基本操作，蒸发是用加热的方法使溶剂不断挥发的过程。蒸发可用于浓缩溶液或从
9、溶液中分离出固体溶质。A项说明没有过滤即蒸发，不能除去泥沙。加热过程中应该用玻璃棒不断搅拌，防止由于局部过热，造成液滴飞溅，所以B项不对。当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热，利用余热将剩余液体蒸干，所以D项正确。探究点三粗盐的提纯 粗盐的主要成分是氯化钠，其中含有不溶性的杂质泥沙以及可溶性的杂质氯化钙、氯化镁、硫酸钠等。粗盐提纯的目的是除去不溶性的杂质泥沙等和可溶性的杂质氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐。1粗盐中不溶性杂质的除去溶解、过滤、蒸发。2.除去可溶性杂质离子(Ca2、Mg2、SO等)除去可溶性杂质时，常按以下程序设计实验：先选择除去某离子所需要的试剂；再按“后除前”的除杂要求，设置试剂的“
10、加入顺序”。(1)除杂试剂的选择：(2)设计试剂加入顺序：Na2CO3溶液加在BaCl2溶液之后，最后加稀盐酸即可试剂加入的先后顺序可以有三种路线。第一种路线：过量BaCl2过量Na2CO3过量NaOH适量盐酸；第二种路线：过量BaCl2过量NaOH过量Na2CO3适量盐酸；第三种路线：过量NaOH过量BaCl2过量Na2CO3适量盐酸。最后通过蒸发结晶，过量的盐酸挥发，便可获得纯净的NaCl。1粗盐提纯中，Na2CO3溶液为什么必须在加入BaCl2溶液之后加入？提示：过量的BaCl2溶液可用Na2CO3溶液除去，故Na2CO3应在BaCl2溶液加入后再加入。2除去粗盐中的可溶性杂质时，加入稀
11、盐酸的目的是什么？应何时加入稀盐酸？提示：除去粗盐中的可溶性杂质时，使用了过量的碳酸钠和氢氧化钠。加入稀盐酸是为了除去过量的碳酸钠和氢氧化钠，调节溶液的pH，使溶液呈中性。因为Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3均可与稀盐酸反应，所以应在过滤除去沉淀之后加入稀盐酸。【例3】为了除去粗盐中的Ca2、Mg2、SO及泥沙，得到纯净的NaCl，可将粗盐溶于水，在下列操作中选取必要的步骤和正确的操作顺序()过滤加过量的NaOH溶液加过量的盐酸加过量的Na2CO3溶液加过量的BaCl2溶液加热蒸发ABC D【思路分析】首先根据选项，明确三种杂质离子分别用哪种沉淀剂除去；其次，沉淀剂必须过量，过量的沉淀剂
12、也要除去，因此要选择加入沉淀剂的合理顺序；最后，要明确加入盐酸的目的及何时加入。【解析】开始时要先过滤，使不溶性泥沙与可溶性物质分开。除Ca2用CO，除Mg2用OH，除SO用Ba2；为将杂质离子全部除去，加入的沉淀剂必须是过量的，这样就引入了新的杂质离子，必须考虑在后面操作中除去。方案很多，但有一个基本思路：CO要在Ba2后面加入，最后加入过量盐酸，加热蒸发。故D项正确。【答案】D为了除去KCl溶液中少量的MgCl2、MgSO4杂质，可选用Ba(OH)2溶液、稀盐酸和K2CO3溶液三种试剂，按如图步骤操作：(1)写出三种试剂的化学式：A：Ba(OH)2，B：K2CO3，C：HCl。(2)根据题
13、意，回答下列问题：加入过量A的目的是除尽Mg2和SO，加入过量B的目的是除尽过量的Ba2，加热煮沸的目的是使HCl挥发。(3)操作是过滤。解析：当有多种杂质共存时，要使杂质除去，必须考虑到所加试剂是过量的，而且过量的试剂在后面步骤中必须能除去，要除去Mg2，可用含OH的试剂，除SO可用含Ba2的试剂，故先加入Ba(OH)2溶液。加入的过量Ba(OH)2溶液中的Ba2可用K2CO3溶液除去，过量Ba(OH)2溶液中的OH，以及过量K2CO3溶液中的CO，可用稀盐酸除去，最后加热煮沸可除去HCl。1下列叙述中，错误的是(C)A沙里淘金是利用金与沙的密度相差较大而将沙淘走，使金留下B化学上所指的杂质
14、，有的本来无害且很有价值，即使有害无价值的也应设法变废为宝C检验某溶液时，将检测试剂一次加入全部溶液里D蒸发时加热到蒸发皿出现较多固体时即可解析：在检验配好的溶液中是否含有某种离子时，应取少量溶液进行检验，绝对不能将试剂直接加到全部待检溶液中，故选C。2下列有关过滤和蒸发的操作中，正确的是(A)A过滤时，漏斗的下端管口紧靠烧杯内壁B为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅动过滤器中的液体C当蒸发皿中的固体完全蒸干后，再停止加热D实验完毕后，用手直接取走蒸发皿解析：过滤时不可搅动过滤器中的液体，B错误；蒸发时，当蒸发皿中出现大量固体时停止加热，用余热蒸干，C错误；实验结束后应使用坩埚钳夹走蒸发皿，D错误。
15、3下列说法正确的是(D)A过滤、蒸发、溶解都要用到玻璃棒，其作用相同B过滤完成后洗涤沉淀时，应向漏斗中加入适量蒸馏水并搅拌滤干C蒸发操作中，应使混合物中的水分完全蒸干后才能停止加热D可用蒸发结晶法从饱和食盐水中提取食盐解析：过滤时玻璃棒起到引流作用，蒸发和溶解时，玻璃棒起搅拌作用，A错误；不能在漏斗中搅拌，以免弄破滤纸，B错误；蒸发操作中，当出现大量固体时，应停止加热，用余热蒸干剩余液体，C错误。4实验室进行蒸发实验时，下列操作正确的是(B)A蒸发皿中盛满滤液，用小火加热B等到蒸发皿中出现较多固体时停止加热C待溶液蒸干后，再停止加热D将蒸发皿放在石棉网上，用酒精灯加热解析：蒸发皿可直接用酒精灯
16、加热，且加热时液体不能超过其容积的2/3。5根据下图所示的溶解度曲线，回答下列问题。(1)氯化钠和纯碱晶体均属于易溶(填“易溶”“可溶”“微溶”或“难溶”)物质。(2)我国某些盐湖里出产天然碱(主要成分为纯碱晶体，并含少量氯化钠杂质)。在实验室里从天然碱中分离出较纯的纯碱晶体，应采用冷却热饱和溶液的方法(杂质仅考虑氯化钠)。(3)具体的实验操作步骤：加热溶解，结晶，过滤，洗涤晾干。(4)完成必备的实验仪器有铁架台(附铁圈、石棉网等)、烧杯、玻璃棒、漏斗和酒精灯等。解析：本题根据物质溶解度曲线考查物质的分离，将判断物质的溶解性与分离方法、实验操作融入同一道题中，比较全面地考查了有关物质结晶分离的知识。分析图象知氯化钠的溶解度随温度变化不大，纯碱的溶解度随温度变化较大，即可采用冷却热饱和溶液的方法进行分离。