高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第五部分 專題十九 物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純課件
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1、專題十九物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離與提純化學(xué)(浙江選考專用)考點(diǎn)一考點(diǎn)一 物質(zhì)的分離與提純物質(zhì)的分離與提純考點(diǎn)清單知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、物質(zhì)的分離與提純的區(qū)別1.物質(zhì)的分離將混合物中的各組分分離開來,獲得幾種純凈物的過程。2.物質(zhì)的提純將混合物中的雜質(zhì)除去而得到純凈物的過程,又叫混合物的凈化或除雜。二、物質(zhì)的分離與提純的基本原則1.分離和提純的“四原則”(1)不增(提純過程中不增加新的雜質(zhì))(2)不減(不減少被提純的物質(zhì))(3)易分離(被提純物質(zhì)與雜質(zhì)容易分離)(4)易復(fù)原(被提純物質(zhì)要易復(fù)原)2.分離和提純的“四必須”(1)除雜試劑必須過量(2)過量試劑必須除盡(因?yàn)檫^量試劑帶入新的雜質(zhì))(3)必須選最
2、佳除雜途徑(4)除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的順序三、物質(zhì)的分離與提純的物理方法1.常見物質(zhì)分離與提純物理方法的比較方法適用范圍儀器和裝置實(shí)例注意事項(xiàng)過濾從液體中分離出不溶的固體凈化飲用水(1)要注意“一貼二低三靠”(2)必要時(shí)要(在過濾器中)洗滌沉淀物(3)定量實(shí)驗(yàn),要防止固體的損失蒸發(fā)分離出溶于溶劑中的固體溶質(zhì)從食鹽的水溶液中提取食鹽晶體(1)溶質(zhì)須不易分解、不易被氧氣氧化(2)蒸發(fā)過程要不斷攪拌,有大量晶體析出時(shí)停止加熱,用余熱蒸干(3)蒸發(fā)皿中所盛液體不超過容積的2/3蒸餾、分餾利用互溶液體中各成分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離制取蒸餾水、石油的分餾(1)蒸餾燒瓶中放少量碎瓷片,防止暴沸(2)溫
3、度計(jì)水銀球的位置應(yīng)在蒸餾燒瓶支管口處(3)冷凝管中冷卻水下進(jìn)上出(4)蒸餾燒瓶中所盛液體不超過容積的2/3,也不能少于1/4萃取利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來用有機(jī)溶劑(如四氯化碳)從碘水中萃取碘(1)萃取劑和溶劑互不相溶、不反應(yīng)(2)溶質(zhì)在萃取劑中溶解度較大,且不反應(yīng)(3)萃取劑和原溶劑密度相差較大分液把兩種互不相溶,密度也不相同的液體分離開把碘的CCl4溶液和水分離(1)下層液體從分液漏斗下口流出,上層液體從分液漏斗上口倒出(2)要及時(shí)關(guān)閉活塞,防止上層液體從下口流出升華利用某些物質(zhì)具有升華的特性,將這種物質(zhì)與其他受熱不升
4、華的物質(zhì)分離開分離I2和食鹽的混合物(1)注意要有冷卻裝置,如用燒瓶盛裝冷水作為冷凝器(2)分離NH4Cl和NaCl的混合物的裝置與此相同,但不是升華法洗氣雜質(zhì)氣體易溶于某液體除去CO2中的SO2氣體,可使混合氣通過盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣瓶(1)防止倒吸(2)氣體要“長(zhǎng)進(jìn)短出”(3)洗氣時(shí)吸收雜質(zhì)氣體,但不能產(chǎn)生另一種雜質(zhì)氣體名師點(diǎn)睛(1)洗滌沉淀的一般方法把需要洗滌的沉淀放在一個(gè)干凈的過濾器中,向過濾器中加入蒸餾水至浸沒沉淀,蒸餾水自然流下,這樣反復(fù)操作23次,直至沉淀洗滌干凈。注意事項(xiàng):a.洗滌時(shí),用少量蒸餾水小心沿過濾器四周從上而下沖洗,將沉淀沖到漏斗底部,不可使蒸餾水流速過猛,
5、否則會(huì)將沉淀沖出過濾器。b.不可用玻璃棒攪拌漏斗內(nèi)的沉淀,以免劃破濾紙。(2)判斷沉淀是否洗滌干凈的方法可根據(jù)沉淀中可能存在的物質(zhì),向最后一次洗滌液中加入適宜的試劑,來檢驗(yàn)洗滌程度。如過濾Na2SO4、BaCl2兩種溶液恰好完全反應(yīng)后的沉淀時(shí),要檢驗(yàn)沉淀物是否洗滌干凈,可選擇AgNO3溶液,若在最后一次洗滌液中加入AgNO3溶液無沉淀生成,則說明沉淀已洗滌干凈。2.結(jié)晶和重結(jié)晶結(jié)晶是使固體物質(zhì)從溶液中以晶體形式析出的過程,是提純固態(tài)物質(zhì)的重要方法。結(jié)晶分為蒸發(fā)結(jié)晶和冷卻結(jié)晶。蒸發(fā)結(jié)晶冷卻結(jié)晶定義通過蒸發(fā)溶液,減少一部分溶劑,使溶液達(dá)到飽和而析出晶體的方法通過降低溫度使溶液冷卻達(dá)到飽和而析出晶體
6、的方法適用范圍主要用于溶解度隨溫度的改變而變化較小的物質(zhì)主要用于溶解度隨溫度降低而明顯減小的物質(zhì)實(shí)例氯化鈉硝酸鉀若第一次結(jié)晶得到的晶體純度不符合要求,可將所得晶體溶于少量溶劑中,然后再進(jìn)行蒸發(fā)(或冷卻)、結(jié)晶、過濾,如此反復(fù)的操作稱為重結(jié)晶。影響晶粒生成的條件:晶體顆粒的大小與結(jié)晶條件有關(guān)。溶質(zhì)的溶解度越小,溶液的濃度越高,溶劑的蒸發(fā)速度越快,溶液冷卻得越快,析出晶粒就越細(xì);反之,可得到較大的晶體顆粒。當(dāng)溶液發(fā)生過飽和現(xiàn)象時(shí),振蕩容器、用玻璃棒攪動(dòng)或輕輕摩擦容器內(nèi)壁或投入幾粒晶體(晶種),都可促使晶體析出。3.傾析法(1)適用范圍:分離大顆粒沉淀與液體。(2)原理:沉淀顆粒較大,易在容器底部沉
7、降。(3)操作:待沉淀完全沉于底部,傾去上層清液。4.減壓過濾(抽濾或吸濾)(1)優(yōu)點(diǎn):過濾速度快,得到的沉淀較干燥。(2)工作原理:當(dāng)打開水龍頭時(shí),裝置內(nèi)部的空氣隨自來水被帶走,導(dǎo)致裝置內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓,從而加快過濾速度,得到較干燥的固體物質(zhì)。(3)抽濾裝置的安裝a.濾紙應(yīng)略小于布氏漏斗內(nèi)徑且能將全部小孔蓋住。b.布氏漏斗的頸口斜面應(yīng)與吸濾瓶的支管口相對(duì)。c.安全瓶的作用是防止關(guān)閉抽氣泵時(shí)發(fā)生倒吸。(4)減壓過濾的注意事項(xiàng)a.減壓過濾不宜用于過濾膠狀沉淀(膠狀沉淀在快速過濾時(shí)易透過濾紙)或顆粒太小的沉淀(沉淀顆粒太小易在濾紙上形成一層密實(shí)的沉淀,溶液不易透過)。b.當(dāng)過濾的溶液具有強(qiáng)酸性、強(qiáng)堿性
8、或強(qiáng)氧化性時(shí),會(huì)腐蝕濾紙,此時(shí)可用玻璃纖維代替濾紙或用玻璃砂漏斗代替布氏漏斗。c.過濾時(shí)用傾析法先轉(zhuǎn)移溶液,溶液量不超過漏斗容量的,調(diào)大水龍頭,待溶液快流盡時(shí)再轉(zhuǎn)移沉淀。d.洗滌沉淀時(shí),應(yīng)先調(diào)小水龍頭,再加入洗滌劑,使洗滌劑緩慢通過沉淀物。e.吸濾完畢或中途需停止吸濾時(shí),應(yīng)注意先拆下連接抽氣泵和吸濾瓶的橡膠管,再關(guān)閉水龍頭,以防倒吸。5.紙層析法分離溶液中Fe3+和Cu2+(1)實(shí)驗(yàn)原理利用樣品混合物中各組分在兩相(固定相和流動(dòng)相)中的溶解能力不同,各組分會(huì)在兩相中發(fā)生溶解分配,并隨流動(dòng)相的移動(dòng)而展開,從而達(dá)到分離的目的。含有Cu2+和Fe3+的溶液涂在濾紙一端,丙酮作展開劑,由于23毛細(xì)現(xiàn)象
9、,展開劑攜帶Cu2+和Fe3+沿濾紙纖維向上移動(dòng),因?yàn)镃u2+和Fe3+的移動(dòng)速度不同(吸附和溶解能力的不同),一段時(shí)間后,Cu2+和Fe3+距起點(diǎn)的距離會(huì)不同,從而達(dá)到分離的目的。(2)操作方法和步驟a.裁紙:裁剪適當(dāng)尺寸的濾紙條。b.點(diǎn)樣:在離濾紙末端約2cm處用鉛筆畫一個(gè)小圓點(diǎn)作為原點(diǎn),用毛細(xì)管取樣品溶液,輕輕點(diǎn)樣于原點(diǎn)上,晾干,重復(fù)35次。斑點(diǎn)直徑需小于0.5cm。c.展開:在大試管(或小燒杯)中加入丙酮和6mol/L的鹽酸,混合均勻作為展開劑。將點(diǎn)過樣的濾紙條平整地懸掛在橡膠塞的鉤子上,使濾紙末端浸入展開劑約0.5cm,不能讓試樣點(diǎn)浸入展開劑,濾紙不可觸及大試管(或小燒杯)的內(nèi)壁,靜
10、置35分鐘。d.顯色:為使觀察效果更明顯,將濾紙置于濃氨水試劑瓶口上方,進(jìn)行氨熏。氨熏顯色原理:Fe3+3NH3H2OFe(OH)3(紅棕色)+3N,Cu2+4NH3H2OCu(NH3(深藍(lán)色)+4H2O。e.分離:若要將層析分離的物質(zhì)提取出來,可將濾紙上的分離物質(zhì)的斑點(diǎn)剪下,浸在有關(guān)溶劑中,可提取紙上的層析物。(3)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)a.為防止水解,樣品溶液可加少量鹽酸或硫酸酸化,不影響實(shí)驗(yàn)效果。b.氨熏需在通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。c.濾紙吸水性很強(qiáng),點(diǎn)樣操作要求迅速。等到濾紙完全干燥以后才能再次點(diǎn)樣。建議在濾紙下方距離底邊2cm處畫出混合液細(xì)線代替點(diǎn)樣。4H24)d.層析速度開始較快,后逐漸減慢,大約
11、10分鐘即可分離完全。四、物質(zhì)的分離與提純的化學(xué)方法方法原理舉例或說明沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀如除去NaCl中的Na2SO4氣化法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體如除去NaCl中的NH4Cl轉(zhuǎn)化法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)如除去FeCl3溶液中的FeCl2氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì)如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用熱的銅粉除去N2中的O2熱分解法加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液混合后的差異進(jìn)行分離如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3電解法利用電解原理除去雜質(zhì)如粗銅精煉考點(diǎn)二考點(diǎn)二 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒
12、別物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別知識(shí)梳理知識(shí)梳理1.常見氣體的檢驗(yàn)氣體檢驗(yàn)方法和現(xiàn)象化學(xué)方程式H2(1)氫氣在空氣中燃燒火焰呈淡藍(lán)色,產(chǎn)物使無水CuSO4變藍(lán)(2)點(diǎn)燃不純的氫氣有爆鳴聲2H2+O22H2O5H2O+CuSO4CuSO45H2O(藍(lán)色)CO2通入澄清的石灰水中,石灰水變渾濁CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2OO2將帶火星的木條放在集氣瓶口,帶火星的木條復(fù)燃C+O2CO2Cl2將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在集氣瓶口,試紙變?yōu)樗{(lán)色Cl2+2KI2KCl+I2HCl硝酸酸化的硝酸銀溶液吸收,產(chǎn)生白色沉淀HCl+AgNO3AgCl+HNO3SO2(1)通入品紅溶液,品紅溶液褪色(加熱后紅色復(fù)現(xiàn))(2)
13、通入澄清石灰水中,石灰水變渾濁SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2OCO(1)點(diǎn)燃,安靜燃燒,火焰呈藍(lán)色(2)通過灼熱的氧化銅,黑色固體變?yōu)榧t色2CO+O22CO2CuO+COCu+CO2NO在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色2NO+O22NO2NO2紅棕色氣體,將濕潤(rùn)的淀粉KI試紙放在集氣瓶口,試紙變藍(lán)3NO2+H2O2HNO3+NO8HNO3+6KI6KNO3+3I2+4H2O+2NONH3(1)將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在集氣瓶口,試紙變藍(lán)(2)用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近,能產(chǎn)生白煙NH3+H2ONH3H2ON+OH-NH3+HClNH4Cl4H2.常見離子的檢驗(yàn)常見離子試劑或方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象H+紫色石蕊試
14、液變紅活潑金屬(如Zn)或Na2CO3溶液有無色、無味的氣體產(chǎn)生Na+焰色反應(yīng)黃色火焰K+焰色反應(yīng)紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃)NNaOH溶液,加熱產(chǎn)生使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體Fe2+NaOH溶液白色沉淀灰綠色紅褐色先加KSCN溶液,再加氯水先加KSCN溶液,無明顯變化,再加氯水,溶液變血紅色Fe3+NaOH溶液生成紅褐色沉淀KSCN溶液溶液呈血紅色苯酚溶液溶液呈紫色OH-使用無色酚酞試液、紫色石蕊試液、紅色石蕊試紙或pH試紙現(xiàn)象分別為變?yōu)榧t色、藍(lán)色、藍(lán)色、藍(lán)色Cl-先加入AgNO3溶液再加入稀硝酸生成白色沉淀(AgCl),該沉淀不溶于稀硝酸4HS加入稀鹽酸再加入BaCl2溶液加入稀鹽酸無現(xiàn)
15、象,加入BaCl2溶液生成白色沉淀(BaSO4)CCaCl2或BaCl2溶液、稀鹽酸、澄清石灰水生成白色沉淀(CaCO3或BaCO3),將沉淀溶于稀鹽酸,產(chǎn)生無色、無味的氣體(CO2),該氣體使澄清的石灰水變渾濁鹽酸、澄清石灰水、CaCl2溶液產(chǎn)生無色、無味的氣體(CO2),該氣體使澄清的石灰水變渾濁;向原溶液中加入CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀HC鹽酸、澄清石灰水、CaCl2溶液產(chǎn)生無色、無味的氣體(CO2),該氣體使澄清的石灰水變渾濁;向原溶液中加入CaCl2溶液,無明顯現(xiàn)象Mg2+NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,該沉淀不溶于過量的堿溶液Al3+NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,該沉淀溶于過量的強(qiáng)堿溶液C
16、u2+NaOH溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(加熱則沉淀變黑)Ba2+硫酸(或硫酸鹽溶液)和稀硝酸產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀Ag+鹽酸(或鹽酸鹽溶液)和稀硝酸產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀24O23O3OBr-a.先加入AgNO3溶液,再加入稀硝酸生成淺黃色沉淀(AgBr),該沉淀不溶于稀硝酸b.加入氯水后振蕩,滴入少許四氯化碳四氯化碳層(下層)呈橙紅色I(xiàn)-a.先加入AgNO3溶液,再加入稀硝酸生成黃色沉淀(AgI),該沉淀不溶于稀硝酸b.加入氯水后振蕩,滴入少許四氯化碳四氯化碳層(下層)呈紫紅色c.加入氯水和淀粉試液溶液變藍(lán)Sa.加入鹽酸或硫酸,將產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體(SO2),
17、品紅溶液褪色b.加BaCl2溶液、鹽酸生成白色沉淀(BaSO3),該沉淀可溶于鹽酸,產(chǎn)生無色、有刺激性氣味的氣體(SO2)S2-a.加入鹽酸,將濕潤(rùn)的Pb(NO3)2試紙放在試管口產(chǎn)生有臭雞蛋氣味的氣體(H2S),試紙變黑b.加入Pb(NO3)2溶液或CuSO4溶液生成黑色沉淀(PbS或CuS)Si稀硝酸產(chǎn)生白色膠狀沉淀N向濃溶液中加入銅片、濃硫酸加熱放出紅棕色、有刺激性氣味的氣體(NO2)Al加入鹽酸先生成白色沉淀后沉淀溶解23O23O3O2O3.NaNO2和NaCl的鑒別方法(1)用Ag+和稀硝酸利用Cl-及N和Ag+反應(yīng)生成的沉淀是否溶于稀硝酸的性質(zhì)來鑒別,具體反應(yīng)為Ag+Cl-AgCl
18、,Ag+NAgNO2,AgNO2+HNO3AgNO3+HNO2。(2)用酚酞溶液或pH試紙利用NaNO2水解使溶液呈堿性:N+H2OHNO2+OH-,而NaCl溶液呈中性的性質(zhì)來鑒別。分別滴加酚酞溶液,溶液變紅的是NaNO2溶液,不變色的是NaCl溶液。用pH試紙測(cè)溶液的pH也可以鑒別。(3)加入3molL-1H2SO4溶液利用N和H+反應(yīng)生成的HNO2不穩(wěn)定,易生成紅棕色的NO2氣體來鑒2O2O2O2O別。實(shí)驗(yàn)中涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaNO2+H2SO4NaHSO4+HNO2,2HNO2NO+NO2+H2O。(4)加入0.01molL-1酸性KMnO4溶液利用N能使酸性KMnO4溶液褪色的
19、性質(zhì)來鑒別。反應(yīng)的離子方程式為5N+2Mn+6H+5N+2Mn2+3H2O。(5)加入0.1molL-1KI淀粉溶液利用N能將I-氧化為I2,溶液變藍(lán)色來鑒別。反應(yīng)的離子方程式為2N+2I-+4H+2NO+I2+2H2O。(6)加入(NH4)2Fe(SO4)2溶液利用N能將Fe2+氧化為Fe3+,并生成無色NO氣體的性質(zhì)來鑒別。反應(yīng)的離子方程式為2H+N+Fe2+NO+Fe3+H2O。2O2O4O3O2O2O2O2O4.牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗(yàn)(1)牙膏中某些成分的檢驗(yàn)取適量牙膏加蒸餾水溶解、攪拌、靜置、過濾。a.牙膏溶液酸堿性的測(cè)定:取澄清溶液用pH試紙測(cè)定其pH。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:牙膏溶液的p
20、H7,呈堿性。實(shí)驗(yàn)原理:牙膏中的十二烷基磺酸鈉、氟化鈉等溶于水時(shí)發(fā)生水解使溶液呈堿性。b.牙膏中甘油的檢驗(yàn)向3mL5%NaOH溶液中加入幾滴2%CuSO4溶液,振蕩;接著加入1mL牙膏澄清液,振蕩;再繼續(xù)滴加1molL-1NaOH溶液,輕輕振蕩試管;觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:溶液呈絳藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)原理:+Cu(OH)2。c.牙膏中摩擦劑的檢驗(yàn)取牙膏溶解后的不溶物放入試管中,加入過量稀鹽酸,觀察現(xiàn)象;再滴加NaOH溶液至過量,觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論如下:實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象結(jié)論加入過量稀鹽酸,固體不溶解摩擦劑為SiO2加入過量稀鹽酸,固體溶解且產(chǎn)生氣體摩擦劑為CaCO3加入過量稀鹽酸,固體溶解且無氣體產(chǎn)
21、生,再加NaOH溶液至過量,又產(chǎn)生沉淀摩擦劑為Ca3(PO4)2加入過量稀鹽酸,固體溶解且無氣體產(chǎn)生,再加NaOH溶液至過量,先產(chǎn)生沉淀后沉淀溶解摩擦劑為Al(OH)3d.牙膏中F-的檢驗(yàn)在0.1molL-1FeCl3溶液中滴入12滴0.01molL-1KSCN溶液,溶液呈血紅色;取少量牙膏澄清液放入血紅色的溶液中,振蕩,血紅色褪去。實(shí)驗(yàn)原理:Fe(SCN)3+6F-Fe+3SCN-。(2)火柴頭中硫元素、氯元素的檢驗(yàn)a.火柴頭中硫元素的檢驗(yàn)通過檢驗(yàn)火柴燃燒后產(chǎn)生的氣體中是否含有SO2來檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖:36Fb.火柴頭中氯元素的檢驗(yàn)方法1:將燃盡的火柴頭浸于水中,片刻后取少量溶液于試管中
22、,向溶液中依次滴加AgNO3溶液和稀硝酸,觀察現(xiàn)象,以檢驗(yàn)Cl-,涉及的反應(yīng)為2KClO32KCl+3O2,KCl+AgNO3AgCl+KNO3。方法2:將34根火柴的火柴頭浸于水中,片刻后取少量溶液于試管中,依次滴加AgNO3溶液、稀硝酸和NaNO2溶液,振蕩,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cl+3N+Ag+AgCl+3N。3O2O3O方法方法1 物質(zhì)的分離與除雜方法物質(zhì)的分離與除雜方法1.物質(zhì)分離方法的選擇(1)固-固混合物的分離若一種組分可溶,另一種組分不溶,可采用溶解、過濾、蒸發(fā)結(jié)晶的一系列操作分離。例如:NaCl與BaSO4的分離,KCl與MnO2的分離。各組分均溶,但溶解度隨溫度變化的差別
23、比較大,采用溶解、加熱、冷卻結(jié)晶的方法進(jìn)行分離。有時(shí)要經(jīng)過多次重結(jié)晶。例如:NaCl與KNO3混合物的分離。若一種組分有升華的特征,另一種組分加熱不升華,也不分解,可利用加熱升華的方法加以分離。例如:碘與沙子的混合物利用此法分離最好。突破方法(2)液-液混合物的分離各組分互溶,但沸點(diǎn)不同,且差別較大,可利用蒸餾(或分餾)的方法進(jìn)行分離。例如:石油的分餾。溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解度不同,可采用萃取、分液的方法來分離。例如:用CCl4來萃取碘水中的碘。(3)氣-氣混合物的分離各氣體與吸收劑的作用不同,可利用洗氣的方法來分離。例如:CO與CO2的分離,可先將混合氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶
24、,然后再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶或盛有堿石灰的干燥管來除去水分。序號(hào)原物質(zhì)所含雜質(zhì)除雜試劑主要操作方法1N2O2灼熱的銅絲網(wǎng)用固體吸收氣體2CO2CO灼熱CuO用固體轉(zhuǎn)化氣體3SO2HCl飽和NaHSO3溶液洗氣4Cl2HCl飽和食鹽水洗氣5FeCl3溶液FeCl2Cl2轉(zhuǎn)化法6FeCl2溶液FeCl3Fe轉(zhuǎn)化法7乙烷C2H4溴水洗氣8乙醇水(少量)新制CaO蒸餾2.常見物質(zhì)的除雜方法例例1為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為少量雜質(zhì)),所選用的除雜試劑和分離方法正確的是()選項(xiàng)提純物質(zhì)除雜試劑分離方法AKCl溶液(FeCl3)氨水過濾B乙酸乙酯(乙酸)乙醇和濃硫酸分液CNaCl溶液(Na2S)AgCl過濾
25、D乙醇(H2O)金屬鈉蒸餾解析解析A項(xiàng)的除雜試劑應(yīng)選用氫氧化鉀溶液,不應(yīng)選用氨水,否則會(huì)引進(jìn)氯化銨雜質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)的除雜試劑應(yīng)選用飽和Na2CO3溶液,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)的除雜利用了沉淀轉(zhuǎn)化的原理,由于Ag2S的溶解度比AgCl小許多,向混合溶液中加入氯化銀,會(huì)使溶液中的硫離子逐漸轉(zhuǎn)化成更難溶解的硫化銀,再經(jīng)過濾除去,C項(xiàng)正確;D項(xiàng)不應(yīng)選用金屬鈉作除雜試劑,因?yàn)殁c也與乙醇反應(yīng),應(yīng)加入生石灰用蒸餾的方法來除去混在乙醇中的水,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案答案 C1-1在一定條件下,萘可以被硝硫混酸硝化生成二硝基物,得到的是1,5-二硝基萘和1,8-二硝基萘的混合物,后者可溶于溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98%的硫酸,
26、而前者不能。利用這一性質(zhì)可以將這兩種同分異構(gòu)體分離?,F(xiàn)有一份萘硝化后的混合物樣品,通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分離得到固體1,8-二硝基萘(實(shí)驗(yàn)中使用的過濾器是用于過濾強(qiáng)酸性液體的耐酸過濾器)。請(qǐng)?zhí)顚懴卤?完成由上述混合物得到固體1,8-二硝基萘的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。1,8-二硝基萘1,5-二硝基萘序號(hào)實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作(不必?cái)⑹鋈绾谓M裝實(shí)驗(yàn)裝置)溶解將混合物放入燒杯中,加入98%的硫酸,充分?jǐn)嚢柚凉腆w不再溶解洗滌沉淀檢驗(yàn)沉淀是否洗凈答案答案過濾將燒杯中的物質(zhì)倒入耐酸過濾器中過濾,得濾液析出沉淀將濾液沿?zé)诼谷胱懔克?并不斷攪拌,直至析出全部固體過濾將此燒杯中的物質(zhì)倒入耐酸過濾器中過濾,得固體用蒸餾水沖洗濾紙
27、上的固體,直至洗凈取新得到的洗滌液少許,滴入用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若沒有白色渾濁出現(xiàn),則說明沉淀已洗凈;若有白色渾濁出現(xiàn),則說明沉淀沒有洗凈解析解析本題通過對(duì)混合物的分離考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作。由題給信息知1,8-二硝基萘可溶于溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于98%的硫酸,而1,5-二硝基萘不溶,另外還需要注意1,8-二硝基萘、1,5-二硝基萘兩種同分異構(gòu)體應(yīng)該均不溶于水(從硝基苯等有機(jī)物不溶于水可推測(cè)出)。綜合分析以上信息得出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大體思路:用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸將1,8-二硝基萘溶解,過濾出1,5-二硝基萘后,濾液加入水中稀釋析出1,8-二硝基萘,再過濾、洗滌。方法方法2
28、常見物質(zhì)檢驗(yàn)的一般方法常見物質(zhì)檢驗(yàn)的一般方法1.常見物質(zhì)的檢驗(yàn)類型與檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)類型鑒別利用不同物質(zhì)的性質(zhì)差異,通過實(shí)驗(yàn),將它們區(qū)別開來鑒定根據(jù)物質(zhì)的特性,通過實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)出該物質(zhì)的成分,確定它是否是這種物質(zhì)推斷根據(jù)已知實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象,分析判斷,確定被檢驗(yàn)的是什么物質(zhì),并指出可能存在什么,不可能存在什么檢驗(yàn)方法若是固體,一般應(yīng)先用蒸餾水溶解若同時(shí)檢驗(yàn)多種物質(zhì),應(yīng)將試管編號(hào)要取少量溶液放在試管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),絕不能在原試劑瓶中進(jìn)行檢驗(yàn)敘述順序應(yīng)是:實(shí)驗(yàn)(操作)現(xiàn)象結(jié)論原則基本步驟答題模板先取樣,后操作要“各取少量溶液分別加入不同試管中”進(jìn)行檢驗(yàn)先現(xiàn)象,后結(jié)論通過外觀初步判斷(固體、溶液、氣體的顏色)利用化
29、學(xué)方法進(jìn)一步判斷(利用特征反應(yīng))得出正確結(jié)論(根據(jù)現(xiàn)象作出判斷)取少量試樣(如試樣是固體,一般要先配成溶液)于試管中用滴管向試管中滴加溶液若出現(xiàn)(現(xiàn)象),則存在;若無(現(xiàn)象),則沒有名師精講物質(zhì)檢驗(yàn)的原則、基本步驟、答題模板2.離子的檢驗(yàn)和推斷應(yīng)注意的問題離子的檢驗(yàn)和推斷題的考查方式基本是固定的,試題的命題方式是給出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),據(jù)此來確定溶液中存在哪些離子,不存在哪些離子,還有哪些離子是無法確定的。解答這類題時(shí)要注意以下幾個(gè)問題:(1)實(shí)驗(yàn)步驟中沒有涉及的離子。這些離子可能是存在的,可通過“電荷守恒”來確定。(2)原溶液中本不存在的離子,在實(shí)驗(yàn)過程中所加試劑引入了這種離子并
30、被檢出,如Cl-可由鹽酸或氯水引入。(3)原溶液中本不存在的離子,在實(shí)驗(yàn)過程中由某離子轉(zhuǎn)化成這種離子并被檢出,如S可由S氧化生成。24O23O(4)原溶液中本不存在的離子,在實(shí)驗(yàn)中其他離子產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與該離子一致,造成誤判。實(shí)驗(yàn)型離子推斷題往往隱含著“離子共存”“前面加入,后面檢出”“電中性”三處“陷阱”。避免掉進(jìn)此類“陷阱”的法寶主要有兩個(gè):一是認(rèn)真審題,二是時(shí)時(shí)想到上述三處“陷阱”,深化自己的思維。例例2(2018浙江寧波鎮(zhèn)海中學(xué)高二期末,25)某溶液可能含有N、K+、Ba2+、Fe3+、I-、S、S中的幾種,現(xiàn)取100mL溶液加入少量溴水,溶液呈無色。繼續(xù)滴加足量HNO3和Ba(NO3
31、)2混合溶液,產(chǎn)生沉淀,沉淀經(jīng)洗滌、高溫干燥后質(zhì)量為4.66g。濾液加足量NaOH溶液加熱,生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為1120mL。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn),以下推測(cè)正確的是()4H23O24OA.原溶液肯定只存在N、SB.原溶液一定不含Ba2+、Fe3+、I-C.原溶液可能存在K+、SD.另取試液滴加足量鹽酸、BaCl2溶液,即可確定溶液的離子組成解析解析加入溴水,溶液呈無色,說明溶液中一定不含F(xiàn)e3+。溴水具有氧化性,可氧化S和I-,因?yàn)榧拥匿逅倭壳襍的還原性強(qiáng)于I-,溴水褪色說明溶液中一定含有S,根據(jù)離子共存,則溶液中一定不存在Ba2+。加入硝酸鋇后出現(xiàn)沉淀,原溶液中可能含有S,如果不含有S,則S
32、的物質(zhì)的量為mol=0.02mol。加入足量NaOH溶液,有氣體產(chǎn)生,原溶液中一定含有N,且物質(zhì)的量為mol=0.05mol。根據(jù)溶4H23O24O23O23O23O24O24O23O4.662334H31120 1022.4液呈電中性,可知原溶液中一定存在I-,可能存在K+。綜上所述,可推知A、B錯(cuò)誤,C正確;D中沒有檢驗(yàn)K+的存在,不能確定溶液離子組成,故D錯(cuò)誤。答案答案 C2-1(2017浙江仙居中學(xué)選考模擬)下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)事實(shí)及解釋都正確的是()A.向Na2SO3溶液中加入硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀出現(xiàn),說明Na2SO3溶液已經(jīng)變質(zhì)B.某溶液中加入鹽酸產(chǎn)生無色氣體,該氣體
33、能使澄清石灰水變渾濁,說明該溶液中一定有CC.某溶液中加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,加稀硝酸后,白色沉淀不溶解,23O也無其他現(xiàn)象,說明該溶液中一定含有SD.取少量久置的Na2SO3樣品溶于水,加足量鹽酸有氣體產(chǎn)生,然后加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明Na2SO3樣品已部分變質(zhì)答案答案 D解析解析A項(xiàng),Na2SO3溶液不變質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,錯(cuò)誤;B項(xiàng),該溶液中可能含有S、HC等,不一定含有C,錯(cuò)誤;C項(xiàng),該溶液中可能含有S,先產(chǎn)生BaSO3沉淀然后再被氧化為BaSO4,錯(cuò)誤;D項(xiàng),產(chǎn)生SO2氣體后再加入BaCl2溶液仍有沉淀,證明產(chǎn)生了BaSO4,說明樣品部分變質(zhì),正確。24O23O
34、3O23O23O方法方法3 常用于物質(zhì)推斷的特殊現(xiàn)象和典型反應(yīng)常用于物質(zhì)推斷的特殊現(xiàn)象和典型反應(yīng)1.火焰顏色(1)蒼白色:H2在Cl2中燃燒。(2)淡藍(lán)色:H2在空氣中燃燒。(3)藍(lán)色:CO、CH4在空氣中燃燒。2.沉淀的顏色變化(1)Fe2+:遇堿液生成沉淀,其顏色轉(zhuǎn)變:白色灰綠色紅褐色。(2)Ag+:遇堿液生成沉淀,其顏色轉(zhuǎn)變:白色灰黑色。3.煙、霧(1)在空氣中出現(xiàn)白霧的:HCl、HBr、HI及HNO3。(2)在空氣中出現(xiàn)白煙的:NH3和揮發(fā)性的酸反應(yīng)。(3)燃燒時(shí)出現(xiàn)白色煙霧的:紅磷在Cl2中燃燒。(4)燃燒時(shí)出現(xiàn)棕黃色煙的:熾熱的Cu絲插入Cl2中。(5)燃燒時(shí)出現(xiàn)紅棕色煙的:熾熱的
35、Fe絲插入Cl2中。4.具有唯一性的現(xiàn)象(1)溶于水顯堿性的氣體:NH3。(2)空氣中由無色變?yōu)榧t棕色的氣體:NO。(3)在一定條件下能漂白有色物質(zhì)的淡黃色固體:Na2O2。(4)遇SCN-顯血紅色,遇苯酚顯紫色,遇OH-生成紅褐色沉淀的離子:Fe3+。(5)在空氣中能自燃的蠟狀固體物質(zhì):白磷。(6)遇Ag+有沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,若沉淀為白色,離子為Cl-;若沉淀為淺黃色,離子為Br-;若沉淀為黃色,離子為I-。(7)可溶于NaOH溶液的白色沉淀:Al(OH)3、Zn(OH)2;可溶于NaOH溶液的金屬氧化物:Al2O3、ZnO。(8)能與NaOH溶液作用產(chǎn)生H2的金屬:Al;非金屬:Si
36、。(9)能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生刺激性氣味的氣體且通入品紅溶液使之褪色,加熱又復(fù)原的離子:HS、S和S2。3O23O23O方法方法4 鑒別題的類型和方法鑒別題的類型和方法1.任選試劑的鑒別題解這類題一般先分析給定物質(zhì)的組成、類別及特征,選擇適當(dāng)?shù)脑噭┙o物質(zhì)分類,然后按現(xiàn)象逐個(gè)把它們鑒別出來。例如:現(xiàn)有HCl溶液、H2SO4溶液、NaNO3溶液、Ca(OH)2溶液、NaOH溶液,如何將它們一一鑒別出來?分析這五種物質(zhì)有兩種酸溶液、兩種堿溶液、一種鹽溶液,可先用紫色石蕊試液分組,然后再分別檢驗(yàn),鑒別兩種酸溶液可用BaCl2溶液,鑒別兩種堿溶液可用Na2CO3溶液。2.限用一種試劑的鑒別題這類題多數(shù)是根據(jù)被
37、檢物質(zhì)的特性,選擇一種試劑能與(n-1)種被檢物質(zhì)分別發(fā)生反應(yīng)并產(chǎn)生不同現(xiàn)象從而達(dá)到鑒別的目的。試劑的選擇,可按照下列思路進(jìn)行。(1)用指示劑或pH試紙:若題中所給物質(zhì)的酸堿性不同,可選用紫色石蕊試液、甲基橙試液或pH試紙來鑒別。如用一種試劑鑒別:(A)HCl、Ba(OH)2、NaCl溶液;(B)Na2CO3、Na2SO4、NH4Cl溶液;(C)同濃度的CH3COONH4、AlCl3、NaHCO3、Na2CO3溶液。(2)用酸:若幾種物質(zhì)含有不同的陰離子,且部分陰離子跟H+作用會(huì)出現(xiàn)放出氣體或生成沉淀等不同現(xiàn)象時(shí),選鹽酸或硫酸。如鑒別:(A)NaCl、Na2CO3、Na2SO3、Na2SiO3
38、、Na2S2O3溶液(可用H2SO4溶液);(B)AgNO3、NaHCO3、Na2S、NaAlO2溶液(可用稀鹽酸)。若被鑒別的物質(zhì)中有金屬、金屬氧化物時(shí),也可考慮用酸。如鑒別Fe粉、FeO、CuO、MnO2、木炭粉等五種固體時(shí),可用濃鹽酸(需加熱)。(3)用堿:若幾種物質(zhì)含有不同的陽離子,可用NaOH溶液與之反應(yīng),根據(jù)生成物的溶解性、顏色、穩(wěn)定性的不同加以鑒別。如鑒別:(A)CuCl2、MgCl2、AlCl3、FeCl2、NH4Cl溶液;(B)(NH4)2SO4、Na2SO4、AgNO3、FeSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、Al2(SO4)3溶液。若幾種物質(zhì)的組成中陽離子部分含有N、
39、Cu2+、Fe3+等,陰離子部分含有S時(shí),可選用Ba(OH)2溶液,如鑒別:Na2SO4、NaCl、(NH4)2SO4、NH4Cl溶液。(4)用鹽:主要是根據(jù)鹽類水解的相互促進(jìn)有沉淀或氣體生成的特征現(xiàn)象或其相互作用的特征現(xiàn)象加以鑒別。若被鑒別的物質(zhì)組成中有Al3+、Ca2+、H+,可用Na2CO3溶液,如用一種試劑鑒別Ca(NO3)2、AlCl3、HCl、NaCl溶液。若被鑒別的溶液中含有OH-、S2-、Ba2+時(shí),可用CuSO4溶液,如用一種4H24O試劑鑒別:NaOH、Na2S、NaCl、BaCl2溶液。若被鑒別的溶液中含有Ag+、Al3+、Zn2+、H+,可用Na2S溶液,如用一種試劑鑒
40、別AgNO3、HCl、ZnCl2、NaCl、AlCl3溶液。(5)用強(qiáng)氧化劑:HNO3溶液、KMnO4溶液、氯水、溴水等,均可用作鑒別某一組物質(zhì)的一種試劑。如用一種試劑鑒別:(A)、CCl4三種液態(tài)有機(jī)物,可選用酸性KMnO4溶液;(B)CH3CHO溶液、Na2S溶液、NaHCO3溶液、,可選用溴水。(6)用弱氧化劑:如用一種試劑鑒別CH3COOH溶液、HCOOH溶液、CH3CHO溶液、CH3CH2OH溶液,可選用新制的Cu(OH)2懸濁液(需加熱)。3.不另加其他試劑的鑒別題此類題要求學(xué)生能熟練地進(jìn)行綜合分析及推理。解答這類問題一般有下列幾種方法。(1)觀察法:如Cl2、O2、NO2三瓶氣體
41、,就可根據(jù)氣體的顏色不同進(jìn)行鑒別。(2)氣味法:如O2、H2S、NH3三種氣體,就可根據(jù)氣味不同加以鑒別。(3)點(diǎn)燃法:如O2、CO、CO2三種氣體,可根據(jù)點(diǎn)燃時(shí)現(xiàn)象不同加以鑒別。(4)加熱法:如NaHCO3、Na2CO3兩種物質(zhì),可用加熱法加以鑒別。(5)特殊現(xiàn)象法:先用觀察法或氣味法,鑒別出其中的一種,再用這種物質(zhì)作試劑鑒別其他物質(zhì)。如要鑒別KCl、Ba(NO3)2、FeCl3、MgSO4、NaOH溶液,就先用觀察法,觀察出FeCl3溶液(黃色),然后用氯化鐵溶液鑒別出氫氧化鈉溶液,再用氫氧化鈉溶液鑒別出硫酸鎂溶液,再用硫酸鎂溶液鑒別出硝酸鋇溶液,最后剩下的就是氯化鉀溶液。(6)兩兩混合法
42、:根據(jù)待鑒別物質(zhì)溶液兩兩混合后的反應(yīng)現(xiàn)象,進(jìn)行分析推理,便可得出結(jié)論。由于待鑒別物質(zhì)多、現(xiàn)象重復(fù)出現(xiàn)多,為了好比較、優(yōu)選,可列出表格對(duì)比、判斷。如不另加其他試劑鑒別Na2CO3、Ba(NO3)2、Na2SO4、HCl溶液。被鑒別物質(zhì)Na2CO3Ba(NO3)2Na2SO4HClNa2CO3白色無色Ba(NO3)2白色白色Na2SO4白色HCl無色把被鑒別的四種溶液編號(hào)為A、B、C、D,取A、B、C、D四種溶液各少許,分別注入四支潔凈的試管里,再分別滴入A,若B中產(chǎn)生無色氣體,C中出現(xiàn)白色沉淀,D中無現(xiàn)象,則A為Na2CO3溶液,B為HCl溶液,C為Ba(NO3)2溶液,D為Na2SO4溶液。(
43、7)逐一檢出法:首先利用兩種物質(zhì)(或溶液)之間的特征反應(yīng)鑒別出兩種物質(zhì)(或溶液),再用其中的一種或兩種作試劑依次鑒別出其他的物質(zhì)(或溶液)。如不用其他試劑鑒別Na2CO3溶液、H2SO4溶液、MgCl2溶液、KNO3溶液,可利用逐滴加入的操作法所產(chǎn)生的特有現(xiàn)象鑒別出Na2CO3溶液和H2SO4溶液,然后再用Na2CO3溶液區(qū)別開MgCl2溶液和KNO3溶液。在逐滴加入的操作過程中可產(chǎn)生特有現(xiàn)象的常見物質(zhì)有:AlCl3(Al3+)溶液與NaOH(OH-)溶液;Na2CO3(C)溶液與H2SO4(H+)溶液;Na2S(S2-)溶液與HCl(H+)溶液;Na2SO3(S)溶液與HCl(H+)溶液;A
44、gNO3溶液與NH3H2O溶液;H3PO4溶液與Ca(OH)2溶液;NaAlO2(Al)溶液與HCl(H+)溶液。(8)互滴法化學(xué)反應(yīng)原理:兩種物質(zhì)相互反應(yīng),量不同,則反應(yīng)產(chǎn)物不同,互滴時(shí)現(xiàn)象不同。例如,向鹽酸中滴入Na2CO3溶液,由于鹽酸過量,發(fā)生反應(yīng):2HCl+Na2CO32NaCl+H2O+CO2,現(xiàn)象是:產(chǎn)生氣泡,當(dāng)繼續(xù)滴入直至過量,鹽酸消耗完后,無明顯現(xiàn)象。反之,向Na2CO3溶液中滴入鹽酸,由于Na2CO3溶液過量,先發(fā)生的反應(yīng)為Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3,無明顯現(xiàn)象;繼續(xù)滴入鹽酸后,發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2,有氣泡產(chǎn)生。23O23
45、O2O可用互滴法鑒別的溶液主要有以下八組:a.HCl和Na2CO3b.H2SO4和NaAlO2c.NaHSO4和Na2CO3d.AlCl3和NaOHe.FeCl3和Na2Sf.AgNO3和NH3H2Og.K2SO3和HClh.Ba(OH)2和H3PO4例例3(2018浙江杭州長(zhǎng)河高級(jí)中學(xué)高二期末,10)下列物質(zhì)鑒別的方法不正確的是()A.利用焰色反應(yīng)可鑒別KCl溶液和NaCl溶液B.用Na2CO3可鑒別硫酸和葡萄糖溶液C.用加熱、稱重的方法鑒別Na2CO3固體和NaHCO3固體D.用酚酞溶液鑒別未知濃度的NaOH溶液和Na2CO3溶液解析解析NaOH溶液和Na2CO3溶液的濃度未知,且兩者均呈堿性,用酚酞溶液無法鑒別,故D錯(cuò)誤。答案答案 D3-1下列鑒別方法不可行的是()A.用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯B.用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳C.用碳酸鈉溶液鑒別乙醇、乙酸和乙酸乙酯D.用酸性高錳酸鉀溶液鑒別苯、環(huán)己烯和環(huán)己烷答案答案 D解析解析A、B、C均可鑒別:A中乙醇溶于水,甲苯、溴苯均不溶于水,甲苯比水的密度小,溴苯比水的密度大;B中乙醇、苯都能燃燒,苯燃燒有黑煙產(chǎn)生,乙醇燃燒無黑煙,而四氯化碳不燃燒;C中乙醇溶于碳酸鈉溶液,乙酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,乙酸乙酯不溶于碳酸鈉溶液,會(huì)分層,乙酸乙酯在上層。
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