标签: 2018-2019学年高中化学第一章认识有机化合物第四节第1课时《有机化合物的分离、提纯》知识回顾及例题解析新人教版选修5  
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doc 第1课时 有机化合物的分离、提纯 [学习目标定位] 熟知蒸馏法、萃取法、重结晶法提纯有机物的原理,能够根据有机物的性质、特点选择其分离方法。 1.物质的分离是把混合物的各种成分物质分开的过程,分开以后的各物质应该尽量减少损失,而且是比较纯净的。 (1)物理方法:过滤、重结晶、升华、蒸发、蒸馏、分馏、液化、分液、萃取、渗析、溶解、盐析、汽化、物理方法洗气等。 (2)化学方法:加热分解、氧化还原转化、生成沉淀、酸碱溶解或中和、络合、水解、化学方法洗气等。 (3)根据成分物质性质的差异,确定下列混合物的分离方法: ①饱和食盐水和沙子过滤; ②从KNO3、NaCl的混合溶液中获得KNO3结晶; ③水和汽油的混合物分液; ④从碘水中提取碘萃取。 2.物质的提纯是将某物质中的杂质,采用物理或化学方法除掉的过程。它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。常用的方法有 (1)将要除去的杂质变为被提纯物,这是提纯物质的最佳方案。如除去Na2CO3中混有的NaHCO3,可将混合物加热使NaHCO3全部转化为Na2CO3。 (2)加入一种试剂将要除去的杂质变成沉淀,最后用过滤的方法除去沉淀。如食盐水中混有BaCl2,可加适量的Na2SO4,把Ba2+转化为BaSO4沉淀。 (3)加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有Na2CO3,可加盐酸使CO变为CO2逸出。 探究点一 含有杂质的工业乙醇的蒸馏 1.蒸馏原理 (1)蒸馏的原理是在一定温度和压强下加热液态混合物,沸点低的物质或组分首先汽化,将其蒸气导出后再进行冷凝,从而达到与沸点高的物质或组分相分离的目的。 (2)工业乙醇中含有水、甲醇等杂质,经蒸馏收集77~79 ℃的馏分。 2.仪器装置 (1)仪器A的名称是温度计。 (2)仪器B的名称是蒸馏烧瓶。 (3)仪器C的名称是冷凝管。 (4)仪器D的名称是锥形瓶。 3.实验步骤 在250 mL蒸馏烧瓶中加入100 mL工业乙醇,再在烧瓶中投入少量碎瓷片,安装好蒸馏装置,向冷凝器中通入冷却水,加热蒸馏。 (1)加碎瓷片的目的是防止液体暴沸。 (2)温度计水银球应处于蒸馏烧瓶的支管口处。 (3)冷却水进出水方向是“下口进”、“上口出”。 4.实验结果 收集77~79 ℃的馏分为95.6%的乙醇和4.4%水的共沸混合物。 [归纳总结] 蒸馏可用来分离提纯液态有机物,其适用条件是 (1)有机物热稳定性较强; (2)有机物与杂质的沸点相差较大。                     [活学活用] 1.欲用96%的工业酒精制取无水乙醇时,可选用的方法是(  ) A.加入无水CuSO4,再过滤 B.加入生石灰,再蒸馏 C.加入浓硫酸,再加热,蒸出乙醇 D.将96%的乙醇溶液直接加热蒸馏出苯 答案 B 解析 水和乙醇互溶,但沸点不同,所以用蒸馏的方法提纯乙醇;为了更好地蒸馏,先加入生石灰吸水。 探究点二 重结晶提纯苯甲酸 1.重结晶原理 利用有机物和杂质在同一溶剂中溶解度随温度的变化相差较大,采用冷却或蒸发将有机物分离出来,是提纯固体有机物的常用方法。 2.实验步骤 (1)加热溶解:将粗苯甲酸1 g加到100 mL的烧杯中,再加入50 mL蒸馏水,在石棉网上边搅拌边加热,使粗苯甲酸溶解,全溶后再加入少量蒸馏水。 (2)趁热过滤:用短颈玻璃漏斗趁热将溶液过滤到另一个100 mL烧杯中。 (3)冷却结晶:将滤液静置,使其缓慢冷却结晶。 (4)分离晶体:过滤分离滤液,得到晶体。 3.实验思考 (1)在重结晶过程中要多次进行洗涤,在进行热过滤后,要用少量热溶剂冲洗一遍,其目的是什么? (2)在晶体析出后,分离晶体和滤液时,要用少量的冷溶剂洗涤晶体,其目的是什么?为什么要用冷溶剂? (3)温度越低,苯甲酸的溶解度越小,为了得到更多的苯甲酸晶体,是不是结晶时的温度越低越好? 答案 (1)洗涤不溶性固体表面的可溶性有机物。(2)洗涤除去晶体表面附着的可溶性杂质;用冷溶剂洗涤可降低洗涤过程中晶体的损耗。(3)温度过低,杂质的溶解度也会降低,部分杂质会析出,达不到提纯苯甲酸的目的;温度极低时,溶剂(水)也会结晶,给实验操作带来麻烦。 [归纳总结] (1)重结晶选择溶剂的要求 ①杂质在所选溶剂中溶解度很小或很大,易于除去。 ②被提纯的有机物在所选溶剂中的溶解度受温度的影响较大;该有机物在热溶液中的溶解度较大,冷溶液中的溶解度较小,冷却后易于结晶析出。 (2)重结晶实验操作步骤①加热溶解;②趁热过滤;③冷却结晶。 [活学活用] 2.在“苯甲酸的重结晶”实验中有如下操作,请在横线上填上相应的文字将操作补充完整。 A.在石棉网上加热,并用玻璃棒不断搅拌; B.将滤液静置,使其 ; C.将1 g粗苯甲酸加入100 mL的烧杯中,再加入50 mL蒸馏水; D.用 趁热将溶液过滤到另一100 mL的烧杯中; E.全部溶解后再加入少量蒸馏水; F.过滤得苯甲酸晶体。 回答下列问题: (1)上述实验步骤的操作顺序为 。 (2)操作E的目的是 。 (3)操作B的温度 (填“是”或“不是”)越低越好,理由是 。 答案 缓慢冷却结晶 短颈玻璃漏斗 (1)CAEDBF (2)减少苯甲酸的损失 (3)不是 温度太低,杂质也会析出 解析 在苯甲酸的重结晶实验中,应先将其溶解(需加热),然后再趁热过滤,将过滤后的滤液缓慢冷却结晶,最后再将析出晶体后的混合物过滤即可。 探究点三 萃取的实验原理与操作 1.萃取的原理 (1)液—液萃取原理:利用有机物在两种互不相溶的溶剂中的溶解性不同,将有机物从一种溶剂转移到另一种溶剂的过程。 (2)固—液萃取原理:用有机溶剂从固体物质中溶解出有机物的过程。 (3)常用的与水不互溶的有机溶剂是乙醚、石油醚、二氯甲烷等。 2.操作要求 加入萃取剂后充分振荡,静置分层后,打开分液漏斗活塞,下层液体从下口流出,并及时关闭活塞,上层液体从上口倒出。 [归纳总结] (1)萃取和分液是两个不同的概念,分液是将两种互不相溶的液体组成的混合物分离的操作。分液可单独进行,但萃取之后一般要进行分液。 (2)萃取和分液常用的玻璃仪器是分液漏斗。                     [活学活用] 3.下列各项操作,错误的是(  ) A.用酒精萃取溴水中的溴单质的操作可选用分液漏斗,而后静置分液 B.进行分液时,分液漏斗中的下层液体,从下口流出,上层液体则从上口倒出 C.萃取、分液前需对分液漏斗进行检漏 D.将上面的塞子拿下,可以保证分液漏斗内的液体顺利流出 答案 A 解析 酒精可与水互溶,与水混合不能分层,不符合萃取剂的条件,不能达到萃取的目的,A项错误;分液漏斗中的下层液体应通过下端活塞放出,上层液体则从上口倒出,若上层液体也从下端放出,会使上层液体与残留在漏斗内壁的下层液体相混而不纯,B项正确;由于分液漏斗有活塞,故使用前首先检查活塞处是否漏水,活塞是否畅通,由于萃取操作时,还要将分液漏斗倒转振荡,所以还应检验塞好塞子的分液漏斗口部是否漏水,C项正确;放出下层液体时,将漏斗上面的塞子拿掉使漏斗内与大气相通,便于液体顺利流出,D项正确。 有机物分离与提纯的常用方法总结 分离、提 纯的方法 目的 主要仪器 实例 分液 分离、提纯互不相溶的液体混合物 分液漏斗 分离硝基苯与水 蒸馏 分离、提纯沸点相差较大的混合溶液 蒸馏烧瓶、冷凝管、接收器 分离乙醛与乙醇 重结晶 分离、提纯溶解度受温度影响较大的固体混合物 过滤器 提纯苯甲酸 洗气 分离、提纯气体混合物 洗气装置 除去甲烷中的乙烯 过滤 分离不溶性的固体和液体 过滤器 分离硬脂酸与氯化钠 1.用分液漏斗可以分离的一组液体混合物是(  ) A.溴和CCl4 B.苯和溴苯 C.硝基苯和水 D.汽油和苯 答案 C 2.下列分离或除杂的方法不正确的是(  ) A.用分液法分离水和酒精 B.用蒸馏法分离苯和溴苯 C.用重结晶方法提纯苯甲酸 D.用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中混有的少量氯化氢气体 答案 A 3.现有下列仪器:烧杯、漏斗、铁架台(带铁圈)、三脚架、分液漏斗、酒精灯、玻璃棒、蒸发皿和圆底烧瓶,从缺少仪器的角度分析,不能进行的实验项目是(  ) A.过滤 B.蒸发 C.分液 D.分馏 答案 D 解析 若要掌握各实验所需要的仪器,必须明确各种实验的原理及主要操作。分馏时,加热装置缺少石棉网、温度计,冷凝装置缺少冷凝管,接收装置缺少牛角管及锥形瓶。 4.下列实验方案不合理的是(  ) A.用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸等 B.分离苯和硝基苯的混合物,可用蒸馏法 C.可用苯将溴从溴苯中萃取出来 D.可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳 答案 C 解析 因乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度很小,且乙酸易溶于饱和Na2CO3溶液,因此可用饱和Na2CO3溶液来除去乙酸乙酯中混有的乙酸等杂质;苯与硝基苯的沸点相差较大,可用蒸馏法将两者分离开来;溴易溶于溴苯,也易溶于苯,因此不能用苯作萃取剂将溴从溴苯中萃取出来;苯不溶于水,加入水时,液体分为两层,上层为苯(油状液体),下层为水,乙醇与水混合时不分层,四氯化碳不溶于水,加水混合时,液体也分为两层,上层为水,下层为四氯化碳(油状液体),因此可用水来鉴别苯、乙醇、四氯化碳。 5.将CH3CHO(易溶于水,沸点为20.8 ℃的液体)和CH3COOH分离的正确方法是(  ) A.加热蒸馏 B.加入Na2CO3后,通过萃取的方法分离 C.先加入烧碱溶液之后蒸出乙醛,再加入浓硫酸,蒸出乙酸 D.和Na反应后进行分离 答案 C 解析 乙醛、乙酸均为低沸点物质,都易挥发,直接蒸馏得不到其纯净物质。故先将CH3COOH转化为沸点高的CH3COONa。 6.下列物质中的杂质(括号中是杂质)分别可以用什么方法除去。 (1)壬烷(己烷) ; (2)KNO3(NaCl) ; (3)乙酸乙酯(乙醇) ; (4)甲烷(乙烯) ; (5)NaCl(泥沙) ; (6)溴水(水) 。 答案 (1)蒸馏 (2)结晶(或重结晶) (3)加入饱和Na2CO3溶液,分液 (4)通过溴水,洗气 (5)溶解、过滤 (6)萃取

2018-2019学年高中化学 第一章 认识有机化合物 第四节 第1课时《有机化合物的分离、提纯》知识回顾及例题解析 新人教版选修5.doc

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