高中化学必修一常见物质的分离提纯

常见物质的分离、提纯教学目的：⒈知道物质分离和提纯的常用方法；⒉初步学会物质分离、提纯等实验技能；⒊能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案。

相关知识点：第1课时物质的分离、提纯一、物质的分离与提纯方法2二、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。

不同点见下表：(l)H+：能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。

(2)Na+、K+：用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。

(3)Ba2+：能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。

(4)Mg2+：能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。

(5)Al3+：能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。

(6)Ag+：能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成［Ag(NH3)2］+。

(7)NH4+：铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。

(8)Fe2+：能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。

或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。

2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－(9)Fe3+：能与KSCN溶液反应，变成血红色Fe(SCN)3溶液，能与NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。

(10)Cu2+：蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色)，能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的CuO沉淀。

含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。

3．几种重要的阴离子的检验(1)OH－：能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。

(2)Cl－：能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。

(3)Br－：能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。

(4)I－：能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。

(5)SO42－：能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。

(6)SO32－：浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2气体，该气体能使品红溶液褪色。

能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。

(7)S2－：能与Pb(NO3)2溶液反应，生成黑色的PbS沉淀。

(8)CO32－：能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。

(9)HCO3－：取含HCO3－盐溶液煮沸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。

或向HCO3－盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀MgCO3生成，同时放出CO2气体。

(10)PO43－：含磷酸根的中性溶液，能与AgNO3反应，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀溶于硝酸。

(11)NO3－：浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。

5．用一种试剂或不用试剂鉴别物质用一种试剂来鉴别多种物质时，所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应，而且能产生不同的实验现象。

常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4．Cu(OH)2悬浊液等。

不用其他试剂来鉴别一组物质，一般情况从两个方面考虑：①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等)，首先鉴别出来，然后再用该试剂去鉴别其他物质。

归纳多功能试剂在解化学实验的鉴别题时，如能够快速选用合适的“多功能试剂”，则可大大提高解题速度和质量，对限制试剂种数，特别是需要一种试剂鉴别的题，更具有特殊意义一、化学试剂中的“多面手" ----- FeCl3溶液1、在苯酚溶液中，滴人两三滴FeCl3溶液，立即出现紫色。

2、与无色透明的硫氰化钾溶液反应，呈血红色。

3、在FeCl3溶液中加入足量的Fe粉，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色。

4、把H2S气体通入FeCl3溶液，溶液由棕黄色逐渐变为浅绿色，同时溶液也变浑浊。

5、在FeCl3溶液中加入NaI溶液，很快看到有棕色浑浊出现。

6、与AgN03溶液反应生成不溶于稀HN03的白色沉淀。

二、溴水----橙色液体1、其溶质易被有机溶剂萃取，有机溶剂层颜色加深。

2、能与酚类(如酚酞)发生取代反应生成白色沉淀。

3、能与含双键或三键的不饱和有机物发生加成反应而褪色。

4、能与碱性物质发生反应而褪色，如NaOH，Na2C03溶液等。

5、具有氧化性，能把一些还原性较强的物质氧化，本身褪色，如(H2S、NaI、Na2S03)等。

三、新制的Cu(OH)：悬浊液1、具有不溶性碱的通性；加热可分解成CuO黑色沉淀；遇较强酸溶液能溶解，变为澄清透明的蓝色溶液。

2、具有弱氧化性；在加热时能够把一CHO氧化成一COOH，而本身被还原为Cu20砖红色沉淀。

3、能与多羟基的物质(如甘油、葡萄等)反应生成绛蓝色溶液。

四、Ba(OH)2——五色透明液体1、Ba2＋的功能：能与CO32—、P043－、SO32－等生成溶于HCI溶液的白色沉淀；能与S042－生成不溶于稀盐酸的白色沉淀。

2、OH—的功能：能与许多金属离子反应生成不溶于水的沉淀；能与NH4＋反应生成NH3；能使A1(OH)3、A1203溶解。

典型例题【例1】（2010天津卷）下列实验设计及其对应的离子方程式均正确的是A ．用F e C l 3溶液腐蚀铜线路板：Cu + 2F e 3+ ＝ Cu 2+ + 2Fe 2+B ．Na 2O 2与H 2O 反应制备O 2 ：Na 2O 2 + H 2O ＝ 2N a + + 2O H －+ O 2↑ C ．将氯气溶于水制备次氯酸：C l 2 + H 2O ＝ 2H + + Cl － + ClO －D ．用浓盐酸酸化的K M n O 4溶液与H 2O 2反应，证明H 2O 2具有还原性：2MnO 4+ 6H + + 5H 2O 2 ＝ 2Mn 2+ + 5O 2↑ + 8H 2O解析：B 中元素不守恒，正确的离子方程式为：2Na 2O 2+2H 2O==4Na ++4OH -+O 2；C 中的HClO 是弱酸，不能拆成离子形式；D 的离子方程式本身没有问题，但KMnO 4的强氧化性能将浓盐酸氧化，不能实现证明H 2O 2具有还原性的目的(还原性：HCl ＞H 2O 2，HCl 先反应)，D 错。

答案：A命题立意：考查离子方程式的正误判断。

【例2】（2010广东理综卷，7）能在溶液中大量共存的一组离子是A ．NH 4+ 、Ag +、PO 43-、Cl -B ．Fe 3+、H +、I -、HCO 3-C ．K +、Na +、NO 3- 、MnO 4-D ．Al 3+、Mg 2+ 、SO 42- 、CO 32-解析：A 中Ag +和PO 43-、Cl -因生成沉淀不共存；B 中H +和HCO 3-离子生成气体不共存，Fe 3+和I -因发生氧化还原反应不共存；D 中Al 3+和CO 32-因互促水解不共存。

答案：C【例3】（2010安徽卷，9）在pH=1的溶液中能大量共存的一组离子或分子是A.Na +、Mg 2+、ClO —、NO 3—B. Al 3+、 NH 4+、 Br - 、Cl -C. K + 、Cr 2O 72- 、CH 3CHO 、 SO 42-D. Na +、K + 、SiO 32-、Cl -答案：B解析：酸性环境下A 中生成次氯酸，C 中Cr 2O 72-氧化CH 3CHO ，D 中生成硅酸沉淀。

【例4】（2010上海卷，9）下列离子组一定能大量共存的是A ．甲基橙呈黄色的溶液中：I -、Cl -、NO 3-、Na +B ．石蕊呈蓝色的溶液中：Na +、AlO 2-、NO 3-、HCO 3-C ．含大量Al 3+的溶液中：K +、Na +、NO 3-、ClO -D ．含大量OH 一的溶液中：CO 32-、Cl -、F -、K +答案：D解析：此题考查了化学实验中的离子共存知识。

使甲基橙呈黄色的溶液pH 大于4.4，当其处于4.4-7之间时，NO 3-表现强氧化性，将I -氧化为I 2，排除A ；石蕊呈蓝色的溶液pH 大于8，溶液呈碱性，OH -能和HCO 3-反应，排除B ；含大量Al 3+的溶液中，溶液呈酸性，其中的H +能和ClO -结合成HClO ，排除C 。

知识归纳：在给定条件下，考查离子组能否共存时，要注意其与元素化合物知识、电离平衡知识的联系。

特别要注意题干中条件的应用，比如本题中的“甲基橙呈黄色”、“石蕊呈蓝色”、“含大量的Al 3+的溶液”等，倘若只分析选项中给出的离子之间能否共存，就会造成错误解答。

【例5】（2010浙江卷，13） 某钠盐溶液中可能含有2222433NO SO SO CO Cl I ------、、、、、等阴离子。

某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验：①用pH 计测得溶液pH 大于7②加入盐酸，产生有色刺激性气体③加入硝酸酸化的AgNO 3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体④加足量BaCl 2溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色。

⑤加足量BaCl 2溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的（NH 4）2Fe （SO 4）溶液，再滴加KSCN 溶液，显红色该同学最终确定在上述六种离子中公含223NO CO Cl ---、、三种阴离子。

请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论。

A. ①②④⑤B. ③④C. ③④⑤D. ②③⑤试题解析：本题是离子组合推断、离子鉴别实验综合题。

题型难点是：熟悉各种离子的标准检验方法，明确各种离子检验时的干扰因素。

本题的难点还有：采用的出题方式和平时不同。

根据最终的离子分析：NO 2-,存在时一定没有SO 32-,I -。

因NO 2-,的氧化性可以使他们氧化。

Cl -存在下的NO 2-的检验：加入硝酸酸化的AgNO 3溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体。

即证明了NO 2-的存在又检验出Cl -的存在。

但，仅加入盐酸产生刺激性气体也可能有SO 32-的存在。

故须先确认SO 32-不存在。