❶ 化学选修5《有机化学基础》中涉及的所有分离、提纯、除杂的内容
六、混合物的分离或提纯(除杂)
混合物(括号内为杂质)
除杂试剂
分离
方法
化学方程式或离子方程式
乙烷(乙烯)
溴水、NaOH溶液
(除去挥发出的Br2蒸气)
洗气
CH2=CH2 + Br2 → CH2 BrCH2Br
Br2 + 2NaOH ══ NaBr + NaBrO + H2O
乙烯(SO2、CO2)
NaOH溶液
洗气
SO2 + 2NaOH ══ Na2SO3 + H2O
CO2 + 2NaOH ══ Na2CO3 + H2O
乙炔(H2S、PH3)
饱和CuSO4溶液
洗气
H2S + CuSO4 ══ CuS↓+ H2SO4
11PH3 + 24CuSO4 + 12H2O = 8Cu3P↓+ 3H3PO4+ 24H2SO4
提取白酒中的酒精
—
蒸馏
—
从95%的酒精中提取无水酒精
新制的生石灰
蒸馏
CaO + H2O ══ Ca(OH)2
从无水酒精中提取绝对酒精
镁粉
蒸馏
Mg + 2C2H5OH → (C2H5O)2 Mg + H2↑
(C2H5O)2 Mg + 2H2O →2C2H5OH + Mg(OH)2↓
提取碘水中的碘
汽油或苯或四氯化碳
萃取分液蒸馏
—
溴化钠溶液
(碘化钠)
溴的四氯化碳溶液
洗涤萃取分液
Br2 + 2I- ══ I2 + 2Br-
苯(苯酚)
NaOH溶液或
饱和Na2CO3溶液
洗涤
分液
C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O
C6H5OH + Na2CO3 → C6H5ONa + NaHCO3
乙醇(乙酸)
NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液均可
洗涤
蒸馏
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2↑+ H2O
CH3COOH + NaHCO3 → CH3COONa + CO2↑+ H2O
乙酸(乙醇)
NaOH溶液
稀H2SO4
蒸发
蒸馏
CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O
2CH3COONa + H2SO4 → Na2SO4 + 2CH3COOH
溴乙烷(溴)
NaHSO3溶液
洗涤
分液
Br2 + NaHSO3 + H2O ══ 2HBr + NaHSO4
溴苯
(FeBr3、Br2、苯)
蒸馏水
NaOH溶液
洗涤
分液
蒸馏
FeBr3溶于水
Br2 + 2NaOH ══ NaBr + NaBrO + H2O
硝基苯
(苯、酸)
蒸馏水
NaOH溶液
洗涤
分液
蒸馏
先用水洗去大部分酸,再用NaOH溶液洗去少量溶解在有机层的酸H+ + OH- ══ H2O
提纯苯甲酸
蒸馏水
重结晶
常温下,苯甲酸为固体,溶解度受温度影响变化较大。
提纯蛋白质
蒸馏水
渗析
—
浓轻金属盐溶液
盐析
—
高级脂肪酸钠溶液(甘油)
食盐
盐析
—
(希望对你有帮助~~)
详见::http://msgzs.jlthjy.com/zsh/ShowArticle.asp?ArticleID=6736
❷ 蒸馏问题
要先通水再加热。
冷 却水要从下进。
先通水可以保证蒸汽一出来就遇冷而冷却成水;
冷 却水从下进是因为冷却水在受热后是向上升的,从下面进冷水可以保证使冷却水更好地循环。
❸ 求高中化学实验大全
化学实验基本操作
常见气体及其他物质的实验室制备
气体发生装置
固体+固体?加热 固体+液体?不加热 固(或液)体+液体?加热
图4-1
图4-2
图4-3
常见气体的制备
制取气体 反应原理(反应条件、化学方程式) 装置类型 收集方法 注意事项
O2 2KClO3 2KCl+3O2↑或
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 固体
+
固体
?
加热 排水法 ①检查装置气密性。
②装固体的试管口要略向下倾斜。
③先均匀加热,后固定在放药品处加热。
④用排水法收集,停止加热前,应先把导气管撤离水面,才能熄灭酒精灯
NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2
+2NH3↑+2H2O 向下
排气法
Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑
+2H2O 固 液
体 体
+ +
液 液
体 体
?
加
热 向上
排气法 ①同上①、③、④条内容。②液体与液体加热,反应器内应添加碎瓷片以防暴沸。
③氯气有毒,尾气要用碱液吸收。
④制取乙烯温度应控制在170℃左右
NO 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2
+2NO↑+4H2O 排水法
C2H4 CH3CH2OH CH2==CH2↑
+H2O
H2 Zn+H2SO4(稀)==ZnSO4+H2↑ 固体
+
液体
?
不
加
热 ①检查装置气密性。
②使用长颈漏斗时,要把漏斗颈插入液面以下。
③使用启普发生器时,反应物固体应是块状,且不溶于水(H2、CO2、H2S可用)。
④制取乙炔要用分液漏斗,以控制反应速率。
⑤H2S剧毒,应在通风橱中制备,或用碱液吸收尾气。不可用浓H2SO4
向下排
气法或
排水法
C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
CO2 CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
向上
排气法
NO2 Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+
2NO2↑+2H2O
H2S FeS+H2SO4(稀)==FeSO4+H2S↑
气体的干燥
干燥是用适宜的干燥剂和装置除去气体中混有的少量水分。常用装置有干燥管(内装固体干燥剂)、洗气瓶(内装液体干燥剂)。
所选用的干燥剂不能与所要保留的气体发生反应。常用干燥剂及可被干燥的气体如下:
(1)浓硫酸(酸性干燥剂):N2、O2、H2、Cl2、CO、CO2、SO2、HCl、NO、NO2、CH4、C2H4、C2H2等(不可干燥还原性或碱性气体)。
(2)P2O5(酸性干燥剂):可干燥H2S、HBr、HI及浓硫酸能干燥的气体(不可干燥NH3等)。
(3)无水CaCl2(中性干燥剂):可干燥除NH3以外的其他气体(NH3能与CaCl2反应生成络合物CaCl2?8NH3)。
(4)碱石灰(碱性干燥剂):可干燥NH3及中性气体(N2、O2、H2、CO、NO、CH4、C2H4、C2H2等)。不能干燥酸性气体。
(5)硅胶(酸性干燥剂):可干燥Cl2、O2、H2、CO2、CH4、C2H4、C2H2(硅胶能吸附水,也易吸附其他极性分子,只能干燥非极性分子气体)。
(6)其他:如生石灰、NaOH也可用于干燥NH3及中性气体(不可干燥有酸性或能与之作用的气体)。
物质的分离提纯
物理分离提纯法
方法 适用范围 主要仪器 举例 注意事项
过滤 固体与液体分离 漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸 粗盐提纯时,把粗盐溶于水,经过过滤,把不溶于水的固体杂质除去 ①要“一贴二低三靠”
②必要时要洗涤沉淀物(在过滤器中进行)
③定量实验的过滤要“无损”
结晶
重结晶 混合物中各组分在溶剂中的溶解度随温度变化不同 烧杯及过滤仪器 硝酸钾溶解度随温度变化大,氯化钠溶解度随温度变化小,可用该法从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾 ①一般先配较高温度的饱和溶液,然后降温结晶
②结晶后过滤,分离出晶体
升华 混合物中某一成分在一定温度下可直接变为气体,再冷却成固体 酒精灯、大烧杯、圆底烧瓶、铁架台(带铁圈)、石棉网 粗碘中碘与钾、钠、钙、镁的碘化物混杂,利用碘易升华的特性,可将碘与杂质分离 (升华物质的集取方法不作要求)
蒸发 分离溶于溶剂中的溶质 蒸发皿、三角架、酒精灯、玻璃棒 从食盐水溶液中提取食盐晶体 ①溶质须不易分解、不易水解、不易被氧气氧化
②蒸发过程应不断搅拌
③近干时停止加热,余热蒸干
蒸馏
分馏 利用沸点不同以分离互溶液体混合物 蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管、温度计、铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网等 制取蒸馏水,除去水中杂质。除酒精中水(加生石灰),乙醇和乙酸(先加NaOH蒸馏,后加浓H2SO4蒸馏);石油分馏 ①温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处
②加沸石(碎瓷片)
③注意冷凝管水流方向应下进上出
④不可蒸干
分液 两种互不相溶的液体的分离 分液漏斗(有圆筒形、圆球形、圆锥形) 除溴乙烷中乙醇(先水洗),水、苯的分离,除乙酸乙酯中乙酸(加饱和Na2CO3洗) 上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出
萃取 利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来 可在烧杯、试管等中进行,一般在分液漏斗中(为便于萃取后分液) CCl4把溶于水里的Br2萃取出来 ①萃取后要再进行分液
②对萃取剂的要求:与原溶剂互不混溶、不反应;溶质在其中的溶解度比在原溶剂中大;溶质不与萃取剂反应;两溶剂密度差别大
③萃取后得到的仍是溶液,一般再通过分馏等方法进一步分离
渗析 用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来(提纯胶体) 半透膜、烧杯等 除去Fe(OH)3胶体中的HCl 要不断更换烧杯中的水或改用流水,以提高渗析效果
溶解 杂质与被提纯的物质在溶解性上有明显差异的混合物 分液装置或洗气装置或过滤装置 溴乙烷中的乙醇;Cl2中的HCl;CaCO3中的NaCl ①固体先研细
②搅拌或振荡
③易溶气体溶解要防倒吸
④必要吋加热
⑤注意后续操作
盐析 利用某些物质在加某些无机盐时,其溶解度降低而凝聚的性质来分离物质 烧杯、玻璃棒以及过滤仪器 从皂化液中分离肥皂、甘油;蛋白质的盐析 ①注意无机盐的选用
②少量盐能促进蛋白质的溶解,重金属盐使蛋白质变性
③盐析后过滤
化学分离提纯
化学法要同时考虑到各组成成分及杂质的化学性质和特点,利用它们之间的差别加以分离提纯。一般原则是:①引入试剂一般只跟杂质反应;②后续试剂应能除去过量的前一试剂;③不引进新杂质;④杂质与试剂生成的物质易与被提纯物分离(状态类型不同);⑤过程简单,现象明显,纯度要高;⑥尽可能将杂质转化为所需物质;⑦除去多种杂质时应考虑加入试剂的合理顺序;⑧如遇到极易溶解于水的气体时,应防止倒吸现象发生。在进行化学分离提纯时,进行完必要的化学处理后,要适时实施某些物理法操作(如过滤、分液等)。
试剂的选择或采取的措施是最为关键的,它要根据除杂的一般原则,分析杂质的状态类型来确定。①原物质和杂质均为气体时,一般不选用气体作为除杂的试剂,而选用固体或液体试剂;②原物质和杂质均为可溶于水的固体(或溶液)时,杂质的除去,要根据原物质与杂质中阴阳离子的异同,选择适当试剂,把杂质中与原物质不相同的阳离子或阴离子转变成沉淀、气体、水或原物质。试剂一般选用可溶于水的固体物质或溶液,也可选用气体或不溶于水的物质;③原物质和杂质至少有一种不溶物时,杂质的除去一般不选用固体试剂,而是选用气体或液体试剂,也可采用直接加热、灼烧等方法除去杂质。
(1)加热分解法:如NaCl中混有少量NH4HCO3,加热使NH4HCO3分解。
(2)氧化还原法:利用氧化还原反应将杂质或氧化或还原,转化为易分离物质。如除去苯中的少量甲苯,就可利用甲苯与酸性高锰酸钾反应,生成苯甲酸,再加碱生成水溶性苯甲酸钠,从而与苯分离;又如,除去CO2中的少量O2,可将气体通过热的铜网。
(3)沉淀法:将杂质转变为沉淀除去的方法。如除去CO2中的H2S气体,可将混合气体通入到CuSO4溶液中,除去H2S气体。
(4)汽化法:将杂质转变为气体使之除去的方法。如除去NaCl固体中的Na2CO3固体,可加入HCl将其中的 转变为CO2气体。
(5)酸、碱法:利用杂质和酸或碱的反应,将不溶物转变成可溶物;将气体杂质也可转入酸、碱中吸收来进行提纯。如除去CuS中的FeS就可采用加入盐酸,使之充分溶解,利用FeS和盐酸反应而不与CuS反应的特点来使两者分离。
(6)络合法:有些物质可将其转化为络合物达到分离目的。如BaSO4中的AgCl可通过加入浓氨水,使AgCl转化为可溶的[Ag(NH3)2]Cl除去。
(7)转化法:利用某些化学反应原理,将杂质转化为所需物质,如NaHCO3溶液中含Na2CO3可通足量CO2转化,CaO中含CaCO3,可加热使之转化等。有机物的分离一般不用此法,如除去乙酸乙酯中混有的乙酸,如果采用加入乙醇及催化剂(稀硫酸)并加热的方法,试图将乙酸转化为乙酸乙酯,这是适得其反的。其一是加入的试剂难以除去;其二是有机反应缓慢、复杂,副反应多,该反应又是可逆反应,不可能反应到底将乙酸除尽。
(8)水解法:当溶液中的杂质存在水解平衡,而用其他方法难以除之,可用加入合适试剂以破坏水解平衡,使杂质转化为沉淀或气体而除去。如:MgCl2中的FeCl3,可用加MgO、Mg(OH)2、MgCO3等,降低H+浓度,促进Fe3+水解为Fe(OH)3↓,而不能加NaOH和NH3?H2O等。
(9)其他:如AlCl3溶液中混有的FeCl3,可利用Al(OH)3的两性,先加过量氢氧化钠溶液,过滤,在滤液中通足量CO2,再过滤,在滤渣[Al(OH)3]中加盐酸使其溶解。此外还有电解法精炼铜;离子交换法软化硬水等。
多数物质的分离提纯采用物理——化学综合法。
物质的检验
本来有图,而且有很多其他内容的,可是没法贴,见谅,你要发给你,要不然就没有图了,不好意思
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❺ 中国石油大学(北京)有两种指定教材 (化工原理)谭天恩 和(石油化学工程原理)李阳初 哪种重要
(化工原理)谭天恩
书论述化工过程单元操作的基本原理、典型设备等。本版注重、更新基本概念的阐述,调整了部分章节结构,删减已少用的内容;核实、更新了某些数据,以更符合实用。全书分上、下册。上册包括:绪论、流体流动、流体输送机械、机械分离与固体流态化、搅拌、传热、传热设备、蒸发及附录等。本书为工科高等院校化工(多学时)及相关专业的化工原理课程的教材,亦可供化工行业从事研究、设计与生产的工程技术人员参考。
图书目录
绪论
一、本课程的历史背景和内容
二、贯穿本课程的三大守恒定律
三、单元操作的研究方法
四、贯穿本课程的主线——工程观点
第一章 流体流动
第一节 流体静止的基本方程
一、密度
二、压力的表示方法
三、流体静力学方程
四、流体静力学方程的应用
第二节 流体流动的基本方程
一、基本概念
二、质量衡算——连续性方程
三、机械能衡算方程
第三节 流体流动现象
一、流动型态
二、湍流的基本概念
三、管内流动的分析
四、边界层与边界层分离
第四节 管内流动的阻力损失
一、沿程损失的计算通式及其用于
层流
二、量纲分析法
三、湍流的摩擦系数
四、非圆形管的沿程损失
五、局部损失
六、管内流动总阻力损失的
计算
第五节 管路计算
一、简单管路
二、复杂管路
三、可压缩流体的管路
计算
第六节 流量测量
一、变压头流量计
二、变截面流量计
习题
符号说明
参考文献
第二章 流体输送机械
第一节 离心泵
一、离心泵的操作原理与构造
二、离心泵的理论压头与实际压头
三、离心泵的主要性能参数
四、离心泵的特性曲线及其应用
五、离心泵的工作点与流量调节
六、离心泵的安装高度
七、离心泵的类型、选用、安装与
操作
第二节 其他类型泵
一、其他叶片式泵
二、容积式泵
三、其他形式泵
四、各类泵在化工生产中的应用
第三节 通风机、鼓风机、压缩机和真
空泵
一、离心式风机
二、旋转鼓风机和压缩机
三、往复压缩机
四、真空泵
习题
符号说明
参考文献
第三章 机械分离与固体流态化
第一节 筛分
一、颗粒的特性
二、颗粒群的特性
三、筛分
第二节 沉降分离
一、重力沉降原理
二、重力沉降分离设备
三、离心沉降原理
四、离心沉降分离设备
第三节 过滤
一、概述
二、过滤设备
三、过滤的基本理论
四、滤饼洗涤
五、生产能力
第四节 离心分离
第五节 固体流态化
一、基本概念
二、流化床的两种状态
三、流化床的主要特性
四、流化床的操作流速范围
习题
符号说明
参考文献
第四章 搅拌
第一节 搅拌设备
一、主要部件
二、叶轮形式
三、叶轮的操作
四、搅拌槽与挡板
五、典型搅拌器构型
六、搅拌器的液体循环量与压头
第二节 搅拌功率
一、功率关联式
二、功率曲线
第三节 搅拌器放大
一、搅拌器放大的基础
二、搅拌器放大的实例
习题
符号说明
参考文献
第五章 传热
第一节 概述
一、传热在工业生产中的应用
二、传热的三种基本方式
三、传热速率与热阻
第二节 热传导
一、傅里叶定律
二、热导率
三、平壁的稳定热传导
四、圆筒壁的稳定热传导
第三节 两流体间的热量传递
一、两流体通过间壁传热的分析
二、传热速率和传热系数
三、传热温差和热量衡算
四、复杂流向时的平均温差
五、传热效率?传热单元数法
六、壁温的计算
第四节 给热系数
一、给热系数的影响因素和数值范围
二、给热系数与量纲分析
三、流体作强制对流时的给热系数
四、流体作自然对流时的给热系数
五、蒸气冷凝时的给热系数
六、液体沸腾时的给热系数
第五节 辐射传热
一、基本概念
二、物体的发射能力与斯蒂芬?波尔茨曼定律
三、克希霍夫定律
四、两固体间的相互辐射
五、气体热辐射的特点
六、辐射、对流的联合传热
习题
附录饱和水蒸气参数的关联式
符号说明
参考文献
第六章 传热设备
一、换热器的分类
二、夹套式换热器
三、蛇管式换热器
四、套管式换热器
五、列管式换热器
六、换热器的强化途径
七、板式换热器
八、螺旋板式换热器
九、板翅式换热器
十、翅片管换热器及空气冷却器
十一、热管换热器
习题
符号说明
参考文献
第七章 蒸发
第一节 概述
第二节 单效蒸发
一、单效蒸发的计算
二、蒸发设备中的温差损失
三、溶液的沸点升高与杜林规则
四、液柱静压头和加热管内摩擦损失对
溶液沸点的影响
五、真空蒸发
第三节 多效蒸发
一、多效蒸发的流程
二、蒸发器的生产能力、生产强度和多效蒸发器效数的限制
三、多效蒸发的计算
四、提高加热蒸汽利用程度的其他措施
第四节 蒸发设备
一、蒸发器的结构及特点
二、蒸发辅助设备
第五节 蒸发器的生产强度
习题
符号说明
参考文献
附录
附录一 常用物理量的单位与量纲
附录二 某些气体的重要物理性质
附录三 某些液体的重要物理性质
附录四 某些固体材料的重要物理性质
附录五 水的重要物理性质
附录六 干空气的物理性质(101.3 kPa)
附录七 水的饱和蒸汽压(-20~100 ℃)
附录八 饱和水蒸气表(按温度排列)
附录九 饱和水蒸气表(按压力排列)
附录十 水的黏度(0~100 ℃)
附录十一 液体黏度共线图
附录十二 气体黏度共线图
附录十三 液体比热容共线图
附录十四 气体比热容共线图(常压下用)
附录十五 液体汽化潜热共线图
附录十六 管子规格(摘自国家标准)
附录十七 IS型单级单吸离心泵性能表(摘录)
附录十八 8-18、9-27离心通风机综合特性曲线图
附录十九 列管式换热器
附录二十 常用筛子的规格
附录二十一 无机物水溶液在101.3kPa(绝)下的沸点
习题参考答案
参考读物
石油化学工程原理-李阳初 上下册
本书论述了石油加工和石油化工过程中有关单元过程的基本原理及相关设备,分上、下两册。上册内容包括流体流动、流体输送机械、非均相物系的分离、固体流态化和气力输送、传热、换热器、辐射传热与管式加热炉等章,下册内容包括传质过程概论、蒸馏、气体吸收、萃取、气体传质设备等章。本书力求联系石油加工和石油化工过程的实际,基本概念和基本原理论述由浅入深,并列有必要的例题与习题。
本书可作为高等石油院校化学工程与工艺及相关专业本科生的化工原理教材,也可供石油加工和石油化工行业工程技术人员参考。
目录
上册
绪论
第一章 流体流动
第二章 流体输送机械
第三章 非均相物系的分离
第四章 固体流态化和气力输送
第五章 传热
第六章 换热器
第七章 辐射传热与管式加热炉
附录
下册
第八章 传质过程概论
第九章 蒸馏
第十章 气体吸收
第十一章 萃取
第十二章 气液传质设备
❻ 化学实验中,常用的方法有哪些
第一节 化学实验基本方法(第3课时)
一、教材分析:
蒸馏和萃取是在实际生产生活中有着广泛应用的分离和提纯技术,海水淡化问题是目前解决全球淡水日益紧缺问题的重要途径,这为选修《化学与技术》奠定了一定的知识基础。萃取对于学生来说是全新的分离和提纯技术,它是对溶解性规律的一个应用,其原理也在今后卤族元素和有机物的学习中多次体现,在生活中也有多方面的应用。
本节课教学内容主要包括两个方面:(一)、复习蒸馏的原理,掌握实验室规范的蒸馏装置。这部分内容只作复习和简单的扩充;(二)、介绍萃取的原理和装置,特别是实验操作中的细节。这部分知识为新知识,应采用灵活多样的教学手段由浅入深地让学生理解和掌握。蒸馏和萃取是高中阶段的两个基本实验操作,学生对于相关内容及部分仪器还比较陌生,本节课的主要目的就是让学生了解蒸馏和萃取的操作及过程,学习一些仪器的使用方法,并进一步丰富分离提纯物质的方法和手段。
二、教学目标:
1.知识与技能
(1)体验科学探究的过程,学习运用以实验为基础的实证研究方法。
(2) 知道液体混合物分离和提纯的常用方法—蒸馏和萃取,能根据常见物质的性质设计分离和提纯物质的方案,并初步掌握其操作技能。
2.过程和方法
通过实际操作,来学会对混合物分离和提纯的操作。
3.情感态度与价值观
(1)树立绿色化学思想,形成环境保护的意识。
(2)能发现学习和生产、生活中有意义的化学问题,并进行实验探究。
三、教学重点难点:
重点:蒸馏和萃取的掌握和应用
难点:蒸馏和萃取的掌握和应用
四、学情分析:
(1)在初中阶段学生已经学习了简易的蒸馏操作方法,本节课将在此基础上对规范装置和实验原理做深入的探讨,使学生更容易接受。已经初步了解了粗盐提纯的方法,蒸馏的简易装置。蒸馏则是在初中简易操作的基础上引入使用冷凝管这一较正规的操作。
(2)萃取的引入采用学生回家做西红柿汤并进行观察积极调动学生学习的主观能动性。
(3)学生已经掌握了部分溶解度的相关知识,这对萃取原理的讲解打下了一定的基础。
五、教学方法:实际操作、归纳、总结等方法
六、课前准备:
1.学生的学习准备:预习课本上相关的实验,初步把握实验的原理和方法步骤;完成课前预习学案。
2.教师的教学准备:多媒体课件制作、实物投影仪,课前预习学案,课内探究学案。
3.教具准备:4人一组、制取蒸馏水装置15套、50 mL分液漏斗(15)、10 mL量筒(15)、烧杯(15)、铁架台(含铁圈)(15)、CCl4、碘水。等。
七、课时安排:1课时
八、教学过程
(一)检查预习,了解学生对已有知识的掌握程度及存在的困惑。
[复习提问]过滤、蒸发操作及SO42-检验方法。
[设问] 过滤、蒸发操作是用于固体混合物还是液体混合物的分离?
[学生回答] 过滤、蒸发操作适用于固体混合物分离。
(二)情景导入,展示目标
[引言]上节课我们学习了粗盐的提纯,通过除杂质过滤的方法得到比较纯的盐水,大家想想如果我们要把盐水变为淡水,该怎么做呢?
比如说在海边,渔民们是怎么解决生活用水的问题;前段时间,中央电视台播放了郑和下西洋的那段历史,大家知道他们是怎么解决长期在海上漂泊的吃水问题吗?
[展示]海水变淡水
[引]做汤的时候,观察过锅盖吗?锅盖上有水珠,这水珠与汤不什么不同?为什么会有水珠?水蒸汽凝结?为什么水蒸汽会凝结成水珠?
[讲]汤沸腾后,水蒸汽遇温度低的锅盖而凝成水珠附于锅盖。那么这是一个什么过程,我们在化学中应怎么称呼?大家想一想蒸馏是不是一种分离混合物的方法?如果是,那么是分离什么样的混合物?
[过]混合物的分离和提纯除了过滤、蒸发外,还有其他很多方法,这节课,我们来学习另外两种新方法:蒸馏和萃取
(三)合作探究,精讲点拨
[板书](二) 蒸馏和萃取(distillation and extraction)
[过]首先,让我们利用实验室通过蒸馏的方法除去自来水中的杂质制取蒸馏水的实验来学习蒸馏的过程
[板书]1、蒸馏
[引入]我们引用的自来水是纯净的水吗?不是。因为自来水厂使用了消毒剂氯对水进行了消毒。使水中含有Cl― 。我们可以利用加入硝酸银溶液检验是否含有氯离子。
[实验演示]自来水中加入硝酸酸化的硝酸银溶液
[讲]有明显白色沉淀生成,证明自来水中含有氯离子。那么,我们应该用什么方法除去自来水中的氯离子呢?能否向上一堂课中使用化学方法,加入试剂反应除去?
(不能。加入试剂后会引入新的杂质,达不到我们实验目的。要想得到纯净水。可以使用加热将水变为水蒸汽,然后再冷凝为纯净的液态蒸馏水。)
[小结]实验室就是使用蒸馏的方法制取蒸馏水。
[投]
(1)原理:利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同,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)仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、胶塞、牛角管(尾接管)、锥形瓶、胶管
[实验演示]实验室制取蒸馏水
[投](3)蒸馏时的注意事项:
a.烧瓶内液体的容积不超过2/3,烧瓶要垫上石棉网加热,烧瓶中还要加入沸石(碎瓷片)防止爆沸。
b.温度计下端水银泡应置于烧瓶支管处,测量逸出气体的温度。
c.冷凝水下口进,上口出。
d.实验开始时,先开冷凝水,后加热。实验结束时,先停止加热,后关冷凝水。溶液不可蒸干。
[讲]锥形瓶中的液体就是蒸馏水,我们再用硝酸银溶液检验是否含有氯离子。
[实验演示]蒸馏水加入硝酸银溶液
[投影小结实验]
实验1-3 实验室制取蒸馏水
实验 现象
1、在试管中加入少量自来水,滴入几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液。 加硝酸银溶液有白色沉淀产生,且沉淀不溶解
2、在100 mL烧瓶中加入约1/3体积的自来水,再加入几粒沸石(或碎瓷片),如图连接好装置,向冷凝管中通入冷却水。加热烧瓶,弃去开始馏出的总分液体,用锥形瓶收集约10 mL 液体,停止加热 加热,烧瓶中水温升高到100℃沸腾,在锥形瓶中收集蒸馏水
3、取少量收集到的液体加入试管中,然后滴入几滴稀硝酸和几滴硝酸银溶液 加硝酸银溶液于蒸馏水中,无沉淀
[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)
3、在日常生活中,我们应用蒸馏的方法可以将海水淡化,或制造无水酒精。若采用蒸馏的方法分离酒精和水的混合物,先蒸馏出来的物质是什么?
(酒精沸点低,先蒸出的是酒精。)
4、从这个实验中,大家可以看出蒸馏适用于什么类型的混合物的分离?
[投](4)蒸馏的使用范围:
液态混合物中,沸点不同,除去难挥发或不挥发的物质。
[思考]蒸馏与蒸发的区别:
(加热是为了获得溶液的残留物时,要用蒸发;加热是为了收集蒸气的冷凝液体时,要用蒸馏)
[过渡]在日常生活中,有时我们的衣服粘了油渍,可以用汽油擦洗,这就是萃取的应用。接下来我们学习另外的一种分离方法,叫做萃取与分液。
[板书]2、萃取
[过]我们先来认识这个新的仪器:分液漏斗。
[展示仪器]分液漏斗的组成,分液漏斗的活塞、盖子同漏斗本身是配套的。使用漏斗前要检验漏斗是否漏水。方法为:关闭活塞,在漏斗中加少量水,盖好盖子,用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡,看是否漏水
[投](1)定义:利用某溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来,在利用分液的原理和方法将它们分离开来。
[讲解+实验演示]我们通过实验来解释萃取的定义,我们知道碘单质在水中的溶解度不大,碘水呈黄棕色。碘是溶质,水是溶剂。取10ml饱和碘水,倒入分液漏斗中。接着,按照萃取的定义,我们要用另一种溶剂加把溶质碘从碘水中提取出来,这另外一种溶剂的选择要符合一些条件,
[投](2)萃取剂的选择:
a.溶质在萃取剂的溶解度要比在原溶剂(水)大。
b.萃取剂与原溶剂(水)不互溶。
c.萃取剂与溶液不发生发应。
[讲解+实验演示]那么,我们根据这些条件可以选择了四氯化碳,由于碘在四氯化碳的溶解度比较大,所以我们加入4ml就可以了,进行振荡。请大家注意振荡的操作:用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡,注意放气怎么(强调放气的重要性)。振荡后将分液漏斗放在铁架台上静置。
[讲解]静置后,大家发现漏斗中的液体分为两层,下层为紫红色,这一层为碘的四氯化碳的溶液。上层溶液颜色变淡了,证明碘水中的碘已经被萃取到四氯化碳中了,达到了碘和水分离的目的,这就是萃取。
[引导]大家想想,萃取后,如何分离?比如汤上面的油层是怎样弄走的?
(勺子舀,吸管吸,。。。。。)
[讲]我们试想一下,可不可以想办法使汤使下面流走,让油刚好留在容器中。容器下面有通道,汤从下面流走,在汤刚好流完时,关闭通道,这样汤和油不就分开了吗,这正好符合分液漏斗的结构。
[板书]3、分液
[讲解+实验演示]最后一步,就是把四氯化碳层和水层分开,这就是分液。首先,打开盖子(塞子),为什么?(平衡大气压)将活塞打开,使下层液体慢慢流出。漏斗下端口靠烧杯壁。上层液体从上口倒出,为什么?(防止上层液体混带有下层液体)
[投影总结]
(1)定义:把两种互不相溶的液体(且密度不同)分开的操作
[板书]萃取与分液的步骤:
a.检验分液漏斗是否漏水
b.加入溶液,加入萃取剂,振荡
c.静置分层
d.分液
[小结]通过这个实验,大家要掌握的是萃取剂的选择(三个条件),以及掌握萃取与分液的操作步骤。(四个步骤)
(四)反思总结,当堂检测。
通过这个实验,大家要掌握的是萃取剂的选择(三个条件),以及掌握萃取与分液的操作步骤。(四个步骤)
当堂检测见学案。
[作业]1、P10 1、2、 2、课后复习本节内容
(五)发导学案,布置预习
请预习第二节,并完成预习导学案。
九、板书设计:
(二)、蒸馏、萃取和分液
1、蒸馏
2、萃取
3、分液
4.萃取与分液的步骤:
a.检验分液漏斗是否漏水 b.加入溶液,加入萃取剂,振荡 c.静置分层 d.分液
十、教学反思:
本节学习了混合物的分离和提纯的基本操作:蒸馏、分液和萃取,在实验室上这节课充分的调动了学生学习的兴趣和积极性,虽然准备实验很麻烦,但提高了课堂效率,不用再另找时间做实验。学生分组实验并合作探究,在老师的引导下完成教学重点内容——蒸馏、分液和萃取的基本操作,并通过亲身实践进一步领会了蒸馏、分液和萃取法,突破了本节课的难点——蒸馏、分液和萃取的基本操作原理和注意事项,在探究实验的过程中学生也提升了化学学的科学素养。在化学实验和科学研究中,还有许多分离和提纯的方法,如分馏、层析,等等。此外,利用物质的特殊性质来分离和检验物质的方法也很多,应用也十分广泛,我们将在今后的学习中慢慢接触到。整堂课学生求知旺盛,复杂的知识变得简单化,亲自动手操作,加深了印象,提高了能力。