2017版高考化学苏教版(浙江专用)一轮复习文档:专题12 第一单元物质制备与分离、提纯的融合 Word版含答案
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1、考试标准知识条目必考要求加试要求1.海带中碘元素的分离及检验(1)从海带中分离和检验碘元素的原理及操作流程(2)萃取的原理及萃取方法的适用范围(3)溶解、过滤、萃取、分液等基本操作的要点(4)物质分离、提纯的基本原则及应用bbbc2.用纸层析法分离铁离子和铜离子(1)层析法的基本原理(2)氨水使铁离子、铜离子显色的原理(3)纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的操作方法和步骤aab3.硝酸钾晶体的制备(1)用硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程(2)用结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理及操作(3)减压过滤的实验方法(4)晶粒生长的条件bbaa4.硫酸亚铁铵的制备(1)硫酸亚铁铵的制备原理与操
2、作方法(2)倾析法分离、洗涤固体物质(3)产率的计算方法bab5.阿司匹林的合成(1)阿司匹林的合成原理、方法及流程(2)粗产品中杂质的检验(3)用铁离子检验酚类物质(4)晶体洗涤方法abab考点一物质分离、提纯热点装置及方法1.物质分离热点仪器及装置(1)热点仪器三颈烧瓶是一种常用的化学玻璃仪器,它有三个口,可以同时加入多种反应物,或是加冷凝管、温度计、搅拌器等,常用于物质的制备、分离和提纯。a.通常用于需要控制温度的化学反应,中间孔装搅拌杆,一个侧孔装温度计,另一个滴加反应物料。b.物质的分离和提纯,三颈烧瓶的三颈中间孔可以插上回流管,右侧可插入温度计,左侧主要是用来添加药品。分液漏斗(滴
3、液漏斗),一般为向烧瓶(带磨口塞)中滴加液体,其中(a)能起到平衡气压的作用。冷凝管,注意进出水方向(下口进,上口出)。布氏漏斗是中间带有多孔瓷板的白色瓷质漏斗,适用于晶体或沉淀等固体与大量溶液分离的实验中,常用于抽滤。吸滤瓶,与布氏漏斗组成减压过滤装置,用于接收液体。(2)热点组合装置蒸馏装置过滤装置减压过滤装置为了加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,可进行减压过滤(也称抽滤或吸滤)。减压过滤装置如右图所示。装置中抽气泵给吸滤瓶减压,造成瓶内与布氏漏斗液面上的压力差,从而加快过滤速度。吸滤瓶用于承接滤液。布氏漏斗上有许多小孔,漏斗管插入单孔橡胶塞与吸滤瓶相接。注意布氏漏斗的颈口斜面应与吸滤瓶的支
4、管口相对,以便于吸滤。热过滤装置蒸发结晶装置分液装置纸层析实验示意图搅拌滴加回流反应装置2.物质分离、提纯的思维方向(1)固体混合物的分离、提纯溶解过滤法(如分离MnO2和KCl的混合物)。溶解结晶法(如分离KNO3和NaCl的固体混合物)。升华法(如分离I2、NaCl或NH4Cl、NaCl的混合物)。加热灼烧法(如除去Na2CO3中的NaHCO3)。(2)气体的分离、提纯混合法:如用水洗法除去NO中的NO2、H2中的HCl等。加热法:如用灼热铜网除去N2中的O2。吸收法:如用碱石灰除去气体中的水蒸气,用Na2O2除去O2中的CO2等。(3)液体的分离、提纯萃取法;分液法;沉淀法;生成气体法(
5、如NaCl溶液中的Na2CO3杂质用盐酸除去);氧化法或还原法(如FeCl3中的FeCl2用Cl2除去,FeCl2中的FeCl3用铁粉除去);转化法(如NaHCO3溶液中的Na2CO3用通CO2的方法除去);电解法(如稀硫酸中的盐酸可用电解法除去)等。3.纸层析法的原理及实验操作(1)基本原理纸层析以滤纸为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性,它所吸附的水作为固定相,不与水混溶的有机溶剂作为流动相。样品中各组分在水或有机溶剂中的溶解能力不同,各组分在两相中有不同的分配现象。亲脂性强的成分在流动相中分配得多,随流动相移动的速度快;而亲水性强的成分在固定相中分配得多,随流动相移动的速度慢。(2)
6、应用举例用纸层析法分离铁离子和铜离子纸层析法分离Fe3、Cu2的原理Fe3、Cu2在滤纸上随丙酮等展开的速度不同,展开后两种离子的富集部分不同,从而达到分离的目的。Fe3、Cu2的显色反应吸附有Fe3、Cu2的滤纸经氨薰后显色:Cu(OH)2能溶于过量氨水中,生成Cu(NH3)(呈深蓝色);Fe(OH)3(呈红褐色)不溶于过量氨水中。Fe3、Cu2的显色是利用Fe(OH)3、Cu(NH3)的特征颜色。Fe3遇氨水反应生成红褐色沉淀:Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH。Cu2遇氨水反应生成深蓝色溶液:Cu24NH3H2O=Cu(NH3)4H2O。操作步骤:a.装置制作裁纸b.点样点层析试
7、样c.配制展开剂d.层析操作e.显色反应1.不同物质的溶解度会随温度的变化而发生不同的变化,利用这一性质,我们可以将物质进行分离和提纯。工业上制取硝酸钾就是利用了该原理。请你回答以下问题:(1)下图是几种盐的溶解度曲线,下列说法正确的是_。A.40 时,将35克食盐溶于100克水中,降温至0 时,可析出氯化钠晶体B.20 时,硝酸钾饱和溶液的质量百分比浓度是31.6%C.60 时,200克水中溶解80克硫酸铜达饱和,当降温至30 时,可析出30克硫酸铜晶体D.30 时,将35克硝酸钾和35克食盐同时溶于100克水中,蒸发时,先析出的是氯化钠(2)分析上图曲线,KNO3和NaCl的溶解度随温度变
8、化的关系是_。(3)下面是实验室用NaNO3和KCl制取KNO3的实验流程:步骤过滤使用了保温漏斗,如下图所示装置,其主要作用是_。步骤减压过滤装置如下图所示,采用这种装置过滤的主要目的是_。答案(1)C(2)KNO3的溶解度随温度变化比较明显,而NaCl的溶解度随温度变化不够明显(3)在热过滤时,防止NaCl结晶析出过滤速度较快;可以得到比较干燥的固体2.有人用氯化铁、硫酸铜混合溶液进行纸层析分离实验,实验装置如图所示。试回答下列问题。(1)试管中所加展开剂的主要成分是_。(2)点层析试样是本实验的关键操作,进行这一操作时应注意_。(3)层析操作结束后应进行显色反应,若实验用氨水作为显色试剂
9、,写出本实验中进行显色反应的操作方法: _。(4)显色反应后,可观察到_。写出显色反应时所发生反应的离子方程式: _。答案(1)丙酮、6 molL1盐酸(2)原点直径控制在0.30.5 cm比较理想,用毛细管蘸取试样并在滤纸上点样,易于控制斑点的直径大小,使试样比较集中(3)用镊子取下滤纸条,放在盛有浓氨水的试剂瓶瓶口上方,进行氨薰,使铁离子、铜离子跟NH3发生反应(4)滤纸上分别出现红色、蓝色斑点,红色斑点出现在滤纸上方,蓝色斑点出现在滤纸中间Fe33NH3H2O=Fe(OH)33NH,Cu24NH3H2O=Cu(NH3)4H2O(1)物质的分离与提纯的方法很多,如升华、蒸馏、萃取、重结晶、
10、色谱分离、离子交换分离、膜分离技术等。纸层析法属于其中的色谱分离技术,是分离微量物质的常用方法之一。(2)在分离或提纯操作中,应注意以下两点:如果被分离的物质转变为其他物质,应设法将其恢复原状;由于反应终点较难控制,为使离子沉淀完全,所加试剂常常是过量的,而由过量试剂引入的新杂质亦必须除尽。(3)在理解纸层析法原理时,注意区分“固定相”、“流动相”、“分配”等概念。纸层析分离铁离子、铜离子的实验中,“固定相”是滤纸纤维上所吸附的水,“流动相”是作为展开剂的有机溶剂。考点二以无机物制备为载体的综合考查硫酸亚铁铵的制备流程1.明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有
11、氧化铝和少量的氧化铁杂质。具体实验流程如下:请回答下列问题:(1)操作1所用到的玻璃仪器的名称是_。(2)由溶液3制取氢氧化铝的离子方程式为_。(3)明矾石焙烧时产生SO2,请你写出能验证SO2具有还原性且实验现象明显的化学方程式:_。(4)请你写出验证溶液1中有NH的实验过程: _。(5)实验室用Fe2O3与CO反应来制取单质Fe。请按气流由左到右的方向连接下列各装置,顺序为A_。检查装置A气密性的方法是_。在点燃B处的酒精灯前,应进行的操作是_。装置C的作用是_。答案(1)玻璃棒、烧杯和漏斗(2)AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(3)SO2Cl22H2O=H2SO42HCl(其他
12、合理答案也可)(4)取少量溶液1,加入浓NaOH溶液后加热,有能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,证明溶液中有NH(其他合理答案也可)(5)EBCD将导气管插入水槽中,关闭弹簧夹a和活塞b,微热圆底烧瓶,导管口有气泡产生,撤去热源,导管中形成一段稳定的水柱检查CO的纯度除去CO中的CO2,有利于点燃CO解析(1)操作1是过滤,过滤操作所需要的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和漏斗。(2)经氨水浸泡,过滤得到固体氢氧化铝和少量氧化铁固体,再加入试剂1氢氧化钠溶液并过滤,得到溶液3偏铝酸钠溶液,最后通入CO2得到氢氧化铝。(3)检验SO2的还原性方法较多,可以用氯水、溴水或酸性高锰酸钾溶液来检验SO2具有
13、还原性。(4)检验 NH时,应先加入浓NaOH溶液,然后加热,再用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒进行检验。(5)先用NaOH溶液除去CO中的CO2杂质,再通过碱石灰吸收水蒸气,再通过B中红热的氧化铁,再通过NaOH溶液洗气除去反应产生的CO2,最后点燃未反应的CO。2.香豆素3甲酸乙酯是重要的医学中间体,合成原理如下:实验步骤如下:步骤1.取水杨醛11 mmol、二乙胺13 mmol和0.02 mL冰醋酸投入三颈烧瓶(装置如图),调节电热器温度至70 进行加热。步骤2.打开搅拌器进行回流,再将13 mmol丙二酸二乙酯及20 mL无水乙醇的混合物逐滴加入烧瓶,直至滴加完毕。保持70 ,
14、回流2.5 h步骤3.把反应液倒入干燥烧杯,用盐酸调到中性,有大量黄色晶体析出;步骤4.过滤后用冷蒸馏水洗涤沉淀多次至白色,抽滤、烘干及后干燥,得产品0.741 g;(1)装置中仪器名称:a_,b_。(2)步骤1中冰醋酸的作用是_。(3)步骤4用冷蒸馏水洗涤的目的是_。(4)本次实验产率为_。答案(1)恒压滴液漏斗吸滤瓶(2)催化剂(3)减小酯的溶解度(4)30.9%解析(1)根据装置图示,a属于添加液体的装置,三颈烧瓶内部温度较高,气压较大,正常漏斗难以滴下,要用恒压滴液漏斗;b是吸滤瓶或抽滤瓶,加速过滤作用;(2)冰醋酸不是反应物,起催化作用。(3)用冷蒸馏水洗涤沉淀,减小产品酯的溶解度,
15、提高产率;(4)产品产率实际产量/理论产量,本次实验产率100%30.9%。3.工业上常利用含硫废水生产Na2S2O35H2O,实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。烧瓶C中发生反应如下:Na2S(aq)H2O(l)SO2(g)=Na2SO3(aq)H2S(aq)()2H2S(aq)SO2(g)=3S(s)2H2O(l)()S(s)Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq)(1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱,若_,则整个装置气密性良好。装置D的作用是_。装置E中为_溶液。(2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全
16、反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为_。(3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择_。a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是_。已知反应()相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是_。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有_。a.烧杯 b.蒸发皿c.试管 d.锥形瓶(4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出Na2S2O35H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中
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