2024年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）第28讲 物质的分离、提纯和检验（讲）-（原卷版）

第28讲物质的分离、提纯和检验目录第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆第三部分：典型例题剖析高频考点1考查物质分离、提纯的装置的识别高频考点2考查物质分离、提纯方法的选择高频考点3考查物质的检验高频考点4考查物质的鉴别高频考点5考查物质或离子的推断正文第一部分：网络构建（总览全局）第二部分：知识点精准记忆知识点一分离提纯的物理方法1．分离、提纯的含义(1)物质的分离将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。2．物理方法中物质分离与提纯的常见实验装置(1)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漏斗口液面低于滤纸上缘三靠烧杯紧靠玻璃棒玻璃棒下端紧靠三层滤纸处漏斗下端紧靠烧杯内壁(2)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，防止液体局部过热而飞溅停止加热的标准：当有大量晶体析出时停止加热，利用余热蒸干(3)萃取和分液适用范围萃取：利用溶质在互不相溶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；分液：分离两种互不相溶且易分层的液体注意事项①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；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常用的萃取剂是苯或CCl4，不用酒精作萃取剂⑤分液时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出(4)蒸馏适用范围分离沸点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支管口处蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片，目的是防止暴沸冷凝管水流方向为下口进，上口出(5)升华适用范围分离某种组分易升华的固体混合物注意事项如NaCl固体中的I2可用该方法分离，但NH4Cl固体中的I2不能用升华的方法分离(6)洗气适用范围除去气体中的杂质注意事项长管进气，短管出气(7)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(8)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，若以此容器作反应容器，可使反应物循环利用，提高了反应物的转化率3.依据物理性质选择分离、提纯的方法(1)“固＋固”混合物(2)“固＋液”混合物(3)“液＋液”混合物知识点二分离提纯的化学方法1．化学方法分离、提纯物质遵循的“四原则”、“四必须”(1)“四个原则”：一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原。(2)“四个必须”：一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳；四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。2．分离提纯常用的化学方法方法原理举例说明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沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl－、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)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饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的少量HCl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原理除去杂质可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3气化法将杂质离子转化为气体COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)等与H＋或OH－反应生成气体除去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NH4Cl3．常见气体的除杂方法气体(括号内为杂质)除杂试剂化学方程式或原理C2H2(H2S)CuSO4溶液H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4H2(NH3)浓硫酸NH3＋H2SO4===NH4HSO4Cl2(HCl)饱和NaCl溶液HCl极易溶于水，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小CO2(HCl)饱和NaHCO3溶液HCl＋NaHCO3===NaCl＋H2O＋CO2SO2(HCl)饱和NaHSO3溶液HCl＋NaHSO3===NaCl＋H2O＋SO2CO2(SO2)饱和NaHCO3溶液SO2＋2NaHCO3===Na2SO3＋H2O＋2CO2CO2(CO)灼热CuOCO＋CuOeq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2CO(CO2)NaOH浓溶液CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2ON2(O2)灼热铜网2Cu＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CuOCH4(CH2===CH2、CHCH)溴水CH2===CH2＋Br2―→CH2BrCH2BrHCCH＋2Br2―→CHBr2—CHBr24．常见固体或溶液的除杂方法物质(括号内为杂质)除杂试剂或方法化学方程式或原理分离方法Na2CO3固体(NaHCO3)加热2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑—NaCl溶液(Na2SO4)加适量BaCl2溶液Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl过滤NaCl固体(NH4Cl)加热NH4Cleq\o(=====,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑—FeCl2溶液(FeCl3)加过量铁粉2FeCl3＋Fe===3FeCl2过滤FeCl3溶液(FeCl2)通Cl22FeCl2＋Cl2===2FeCl3—NaHCO3溶液(Na2CO3)通CO2Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3—Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加过量铜粉2AgNO3＋Cu===Cu(NO3)2＋2Ag过滤I2(SiO2)加热I2升华、冷却、凝华，得I2—Fe2O3(Al2O3)加过量NaOH溶液Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O过滤NH4Cl溶液(FeCl3)加适量氨水FeCl3＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4Cl过滤KNO3固体(NaCl)水根据二者的溶解度随温度的变化不同降温结晶NaCl溶液(MgCl2)加适量NaOH溶液MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl过滤C(CuO)加过量稀盐酸CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O过滤CuO(Fe)磁铁Fe能被磁铁吸引—CuS(FeS)加过量稀盐酸FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑过滤镁粉(铝粉)加过量NaOH溶液2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑过滤知识点三常见物质的检验1.物质检验的要求和一般步骤1）物质检验对反应的一般要求(1)反应要有良好的选择性，反应速率要快，并能反应完全。(2)反应要有明显的外部特征，如:溶液颜色的改变、沉淀的生成或溶解、气体的生成等。(3)要排除干扰物质的影响。2）物质检验的基本步骤(1)对试样进行外观观察：对试样进行外观观察的主要目的是利用被检验物质的颜色和状态，对可能含有的某些组分进行推断，进而排除某些组分存在的可能性。(2)试样的准备：不论是固体试样，还是液体试样，都只能取少量用于配制溶液或用于检验，要留有一定量的试样备用。(3)检验：在进行检验时，除了要考虑各离子的特征反应外，最重要的是要选取适当的措施排除离子之间可能存在的干扰。只要排除干扰的方法得当，就可以设计出正确的实验方案3）物质检验的原理(1)依据物质的特殊性质进行检验。如物质的颜色、气味、溶解性等。(2)依据物质间反应时所产生的特殊的反应现象。即所选的试剂和被检验的物质在发生化学反应时，必须能够产生下列现象中的一种：①变色；②放出气体(通常指产生气体的气味或在溶液中反应时产生的气泡)；③生成沉淀等。4）物质检验的方法(1)物理方法：依据物理性质，如颜色、气味、溶解性、磁性等，通过观察、实验分析、判断，得出结论。(2)化学方法：利用物质的特殊化学性质及反应时产生的特征现象。即所选的试剂与被检验的物质反应时要有明显实验现象(如放出气体、生成沉淀或颜色改变)，通过观察、分析，得出结论。5）答题要领:(1)不用原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若用原瓶操作,会污染原瓶中的试剂。要有“各取少许”字样。(2)不“指名道姓”: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,应该叙述为“若……(现象),则证明有……”,叙述时不可出现“取某某物质加入某某试剂……”的字样,一般回答顺序为:各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。6）常见气体的检验气体检验特征性质注意事项O2使带火星的木条复燃—H2纯净的H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯的内壁有水雾生成产物只有水CH4在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，烧杯的内壁有水雾生成，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的气体产物有二氧化碳和水CO在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体产物只有二氧化碳CH2===CH2在空气中燃烧火焰明亮，有黑烟，可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色—SO2无色，有刺激性气味；能使品红溶液褪色，加热后恢复红色；能使酸性KMnO4溶液褪色；能使溴水褪色；能使澄清石灰水变浑浊CO2也能使澄清石灰水变浑浊；SO2的漂白原理与新制氯水的漂白原理不同CO2能使澄清石灰水变浑浊，能使燃着的木条熄灭应注意区别，SO2也能使澄清石灰水变浑浊，N2也能使燃着的木条熄灭NO无色气体，接触空气时立即变为红棕色—Cl2黄绿色，有刺激性气味，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝Cl2有毒，注意闻气味的方法NO2红棕色，有刺激性气味，通入水中生成无色溶液并产生无色气体，水溶液显酸性NO2的颜色与溴蒸气相近，NO2溶于AgNO3溶液无沉淀生成，而溴蒸气溶于AgNO3溶液有淡黄色沉淀生成HCl无色，有刺激性气味，在潮湿的空气中形成白雾；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成HCl极易溶于水，做相关实验时应防倒吸NH3无色，有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时冒白烟NH3极易溶于水，做相关实验时应防倒吸7）常见离子的检验离子检验方法Cl－、Br－、I－与稀HNO3酸化的AgNO3溶液反应，若产生白色、浅黄色或者黄色沉淀，则有Cl－、Br－或者I－SOeq\o\al(2－,4)先加稀HCl酸化，再加BaCl2溶液，若产生白色沉淀，则有SOeq\o\al(2－,4)Na＋、K＋做焰色反应实验，若火焰为黄色，则有Na＋；透过蓝色钴玻璃观察，火焰为浅紫色，则有K＋NHeq\o\al(＋,4)先加足量的NaOH溶液，再加热，①用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝色，则有NHeq\o\al(＋,4)；②用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口，若产生白烟，则有NHeq\o\al(＋,4)Fe2＋①先加KSCN溶液，无明显现象，再通入Cl2，若溶液变红色，则有Fe2＋；②滴加NaOH溶液，若产生白色沉淀，且白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，则有Fe2