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研究物质的实验方法

物质的分离与提纯. 研究物质的实验方法. 第 一 课 时. 分离与提纯的原则. 基本实验方法. 目 录. 分离与提纯的原则. 一 概 念. 物质的分离 ：将 混合物 中各组成物质 分开 ，得到比较纯净的物质，并且要求 恢复到原来状态 。. 物质的提纯 ：将混合物中的 主要成分（或某种指定物质）净化 ，而把其它 杂质除去 。 杂质不一定要恢复为原来的物质 。. (1) 不增 不引入新的杂质. (3) 易分离 被提纯物与杂质容易分离. 二 操作原则. “ 四原则 ” 和 “ 三必须 ”.

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Presentation Transcript

  1. 物质的分离与提纯 研究物质的实验方法 第 一 课 时

  2. 分离与提纯的原则 基本实验方法 目 录

  3. 分离与提纯的原则 一 概 念 物质的分离：将混合物中各组成物质分开，得到比较纯净的物质，并且要求恢复到原来状态。 物质的提纯：将混合物中的主要成分（或某种指定物质）净化，而把其它杂质除去 。杂质不一定要恢复为原来的物质。

  4. (1)不增 不引入新的杂质 (3)易分离 被提纯物与杂质容易分离 二 操作原则 “四原则”和“三必须” 分离KCl 和FeCl3 ？ 1“四原则”是： (2)不减 尽量不减少欲被提纯或分离的物质 (4)易复原 欲被提纯或分离的物质要复原 2“三必须”是： (1)除杂试剂必须过量 (2) 过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质) (3) 除杂途径必须选最佳

  5. 一 过滤 七 层析法 二 结晶 四 蒸馏 五 蒸发 三 萃取和分液 五 蒸发 六 升华 基本实验方法 利用物质溶解性的差异 利用物质挥发性的差异

  6. 一 过滤 2 实验仪器： 3 操作要点： 一贴，二低，三靠 过滤一定要洗涤 1 原理： 利用物质的溶解性差异，将液体和不溶于液体的固体分离开来的方法。例如用过滤法除去粗盐中的泥沙 。（一种易溶于液体，一种难溶于液体。） 漏斗，滤纸，烧杯，玻璃棒，铁架台（铁圈）

  7. 一贴，二低，三靠 烧杯尖嘴靠在玻璃棒上使液体沿玻璃棒流下。 滤纸边缘低于漏斗边缘，滤纸液面低于滤纸边缘。 滤纸与漏斗应 紧贴无气泡 玻璃棒靠在 三层滤纸上 漏斗颈紧靠 烧杯内壁 Flash 演示

  8. KCl晶体 ③蒸发结晶 KCl溶液 ①加水溶解 ②过滤 固体混合物 MnO2固体 例1 设计实验方案分离KCl 和MnO2 提示：MnO2难溶于水 将固体混合物溶于水中，由于KCl能溶于水，而MnO2难溶于水，所以过滤可得MnO2固体，滤液是KCl溶液。将滤液蒸发结晶，得到的就是KCl晶体。

  9. 加NaOH溶液 加水溶解后 形成Mg(OH)2沉淀 过滤（洗涤） 蒸发结晶 加入盐酸 例2．现有含少量氯化镁和泥沙的粗食盐，请设计实验方案提纯氯化钠 粗食盐混合物 粗食盐水 食盐水（含NaOH、泥沙、Mg(OH)2） 食盐水（含NaOH） 食盐水 精制食盐（NaCl）

  10. 二 结晶 1 原理： 利用在不同温度下溶液中各组分的溶解度不同 ，使被提纯物质从过饱和溶液中以晶体析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯目的的过程。 2 实验仪器： 蒸发皿，酒精灯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯 Flash 演示 蒸发结晶 3 结晶方法： 冷却结晶

  11. 1.增加溶质 2.减少溶剂 3.降低溶剂温度(一般T S ） 少部分溶液则相反，如Ca(OH)2 饱和溶液 饱和溶液： 在一定温度下，向一定量溶剂里加入某种溶质。 当溶质不能继续溶解时，所得溶液叫做这种溶质的饱和溶液。 过饱和溶液 不饱和溶液 饱和溶液

  12. 二 结晶 1 原理： 利用在不同温度下溶液中各组分的溶解度不同 ，使被提纯物质从过饱和溶液中以晶体析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯目的的过程。 2 实验仪器： 蒸发皿，酒精灯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯 Flash 演示 蒸发结晶 称为蒸发 3 结晶方法： 冷却结晶 称为结晶

  13. 蒸发结晶 减少溶剂 具体操作： 通过蒸发或气化，减少一部分溶剂使溶液达到饱和而析出晶体。用于分离可溶性固体与水的混合物 。 适用物质： 此法主要用于溶解度随温度改变而变化不大的物质。 （如氯化钠）

  14. 蒸发结晶 操作要点 蒸发结晶法： 蒸发过程中要不断用玻璃棒搅拌 蒸发皿内溶液不能超过其容量的2/3 试管？

  15. 冷却结晶 降低溶剂温度 具体操作： 通过降低温度，使溶液冷却达到饱和而析出晶体。用于分离溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体。 适用物质： 此法主要用于溶解度随温度下降而明显减小的物质。 （如硝酸钾）

  16. 蒸发结晶与冷却结晶 如蒸发食盐水 蒸发结晶：分离可溶性固体与水的混合物 结晶 溶解度随温度改变而变化不大的物质 冷却结晶：分离溶解度随温度变化明显不同的可溶性固体 如KCl

  17. 例3．现有KCl和KNO3的固体混合物，请设计实验方案提纯KNO3。例3．现有KCl和KNO3的固体混合物，请设计实验方案提纯KNO3。 １、溶解形成热浓溶液 ２、冷却结晶 3、过滤 ４、重结晶 重复的冷却结晶

  18. 实验方案 １、溶解加热：将混合物放入烧杯中，加入一定量100℃的热水，使固体完全溶解。 ２、冷却结晶：将(1)所得溶液放在实验台上自然冷却到不再有固体析出。 3、过滤：将(2)所得混合物进行过滤，滤纸上的晶体即为较纯净的KNO3 ４、重结晶：将若需要更纯净的KNO3晶体，可将(3)中所得晶体再结晶---重复(1)-(3) 操作 思考：（3）中所得滤液主要是什么物质？

  19. 二 结晶 1 原理： 利用在不同温度下溶液中各组分的溶解度不同 ，使被提纯物质从过饱和溶液中以晶体析出。而让杂质全部或大部分仍留在溶液中，从而达到提纯目的的过程。 2 实验仪器： 蒸发皿，酒精灯，玻璃棒，铁架台（铁圈），烧杯 蒸发结晶 3 结晶方法： 冷却结晶 （陡升型量多、缓升型量少）

  20. 原溶剂 萃取剂 三 萃取和分液 1 原理： 萃取：利用某溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将该溶质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中，从而实现物质的分离。萃取之后一般通过分液的方法将互不相溶的液体分离。 分液：把两种互不相溶的液体（且密度不同）分开的操作 实验室中，萃取和分液通常在分液漏斗进行 2 实验仪器： 分液漏斗，铁架台（铁圈），烧杯

  21. 例4 用CCl4萃取碘水中的碘 Flash 演示 P19 观察与思考 图1-12

  22. 分 液分离互不相溶的液体 ▲操作步骤： ①检验分液漏斗是否漏水（检漏） ②加入液体，充分振荡，适当放气，充分静止，然后分液； ③分液时，打开旋盖，保持漏斗内与大气压一致；然后旋转活塞，使下层溶液下口出，上层溶液上口出。

  23. 结 论 现 象 水和CCl4互不相溶 1、 分 层 2、溴水在上层 CCl4在下层 CCl4的密度比水大 3、 振荡前：上层是橙色 下层是无色 振荡后：上层是无色 下层是橙红色 溴在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度。

  24. 萃取剂的选择条件 原溶剂 萃取剂 萃取：利用某溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同，将该溶质从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中，从而实现物质的分离。萃取之后一般通过分液的方法将互不相溶的液体分离。 注意：萃取剂的选择条件： ①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂大 ②萃取剂与原溶剂不混（互）溶、不反应 ③溶质不与萃取剂发生任何反应

  25. 四 蒸馏 1 原理： 当互溶的液体混合物中各组分的沸点相差较大时，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。（例如蒸馏含有Fe3+的水提纯其中水份，蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分） 2 实验仪器： 圆底烧瓶，冷凝管，酒精灯，锥形瓶（接收器），牛角管，温度计，铁架台（铁圈、铁夹），石棉网等

  26. 例5 从含Fe3+的自来水中获得蒸馏水 温度计水银球的顶端与支管下沿处于同一水平线 蒸馏烧瓶中液体的量是烧瓶容量的1/3～1/2 冷凝管横放时头高尾 低保证冷凝液自然下 流，冷却水进水通入 与被冷凝蒸气流向相反 冷凝管 在圆底烧瓶内放有沸石，防止爆沸 牛角管 圆底烧瓶 给原底烧瓶加热要垫石棉网

  27. 思考 （1） 为什么冷却水通入方向与被冷凝蒸气流向相反？ 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。 （2）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？ 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变为气体的某组分的温度，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

  28. 例5 从含Fe3+的自来水中获得蒸馏水 温度计水银球的顶端与支管下沿处于同一水平线 蒸馏烧瓶中液体的量是烧瓶容量的1/3～1/2 冷凝管横放时头高尾 低保证冷凝液自然下 流，冷却水进水通入 与被冷凝蒸气流向相反 冷凝管 在圆底烧瓶内放有沸石，防止爆沸 牛角管 圆底烧瓶 给原底烧瓶加热要垫石棉网

  29. 蒸馏操作的注意事项 【注意】 ①防液体受热爆沸措施：在烧瓶中放入 ②温度计水银球的位置：温度计的应与蒸馏烧瓶的 ③冷凝管水流的流向：，与冷凝蒸汽流向相反。 ④先通水后加热，注意控制温度。 沸石或碎瓷片 水银球顶端 支管下沿处于同一水平线。 下进上出

  30. 五 蒸 发 原理：利用加热，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。 实验用品：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台（铁圈）

  31. 五 蒸发 海水晒盐

  32. 六 升华 如何分离碘单质和泥沙？ 升华：物质从固态直接变成气态的过程 碘单质易升华

  33. 七 层析 原理： 根据混合物中各物质被吸附性能的不同，将溶解在某溶剂中的混合物分离开来 P20 课外阅读

  34. 应用举例： 用粉笔将红墨水中的红色物质分离开来 在距粉笔根部约2cm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（不能将粉笔上有红墨水的部分浸入水中）

  35. 练 习 1、分离下列混合物，按溶解、过滤、蒸发顺序进行的是（ ） A、氧化铜、木炭 B、碳酸钙、氯化钠 C、硝酸钾、氯化钠 D、乙醇、水 B

  36. 2、用于分离或提纯物质的已学方法有： A．萃取 B．分液C．过滤 D．加热分解 E．蒸发 F．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适?（把选用方法的标号填入括号内） （1）除去Ca（OH）2溶液中悬浮的Ca（OH）2颗粒 （ ） （2）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（ ） （4）把溴水中的溴提取出来 （ ） （5）用自来水制取医用蒸馏水 （ ） （6）除去氧化钙中的碳酸钙 （ ） （7）分离柴油和水的混合物 （ ） C E F A F D B

  37. 练 习 3、现有三组溶液（1）汽油和氯化钠溶液 （2）酒精和水的混合溶液 （3）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（ ） A、分液、萃取、蒸馏 B、萃取、蒸馏、分液 C、分液、蒸馏、萃取 D、蒸馏、萃取、分液 C

  38. 4.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。4.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。 实 例 分离方法选择的依据 除去澄清石灰水中的碳酸钙 蒸馏溶解度随温度变化的差异 用CCl4提取溴水中溴单质 过滤在不同溶剂中溶解度的差异 分离醋酸（沸点118℃）与乙醇（沸点78.5℃）分液沸点的差异较大 分离汽油和水 结晶两溶剂互不相溶 从含有氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾 萃取物质在水中溶解度的不同

  39. 小结

  40. 小结 萃取、分液 蒸馏、分馏

  41. 几种金属的焰色反应 • Na(Na+) K(K+)透过钴玻璃观察 Li(Li+)

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