2021版高考化学一轮复习物质的分离和提纯作业

2021版高考化学一轮复习物质的分离和提纯作业

第2讲　物质的分离和提纯 ‎1.我国明代《本草纲目》中收载药物1 892种,其中“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也。”这里所用的“法”是指(　C　)‎ A.萃取 B.渗析 C.蒸馏 D.干馏 解析:由信息可知,蒸令气上,则利用互溶混合物的沸点差异分离,则该法为蒸馏。‎ ‎2.下列仪器:①普通漏斗;②容量瓶;③蒸馏烧瓶;④天平;⑤分液漏斗;⑥滴定管;⑦燃烧匙,常用于物质分离的是(　C　)‎ A.①③④ B.①②⑥‎ C.①③⑤ D.③④⑦‎ 解析:①普通漏斗:用来过滤分离固液混合物。③蒸馏烧瓶:可用于液体蒸馏,分离沸点相差较大的液态混合物。⑤分液漏斗:萃取,分离互不相溶的液态混合物。‎ ‎3.下列装置所示的分离、提纯方法和物质的溶解性无关的是(　C　)‎ 解析:洗气法、冷却结晶、萃取及分液都与物质的溶解性有关,而蒸馏法分离液体混合物是利用各液体组分的沸点不同,与物质的溶解性 无关。‎ ‎4.实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是(　C　)‎ A.操作Ⅰ是过滤,将固体分离除去 B.操作Ⅱ是加热浓缩。趁热过滤,除去杂质氯化钠 C.操作Ⅲ是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来 D.操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤 解析:KNO3中混有NaCl,提纯KNO3,将它们溶于热水,并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的升高而增大,NaCl的溶解度随温度的升高基本无明显变化。则有,操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解,操作Ⅱ是蒸发浓缩,得到较高温度下的KNO3饱和溶液,操作Ⅲ为冷却结晶,利用溶解度差异使KNO3结晶析出,过滤,洗涤,干燥即得KNO3晶体。‎ ‎5.为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯,并制得纯净的氯化钠溶液,某学生设计如下实验:‎ NaCl、Na2SO4、NH4HCO3残留物溶液悬浊液滤液纯净的NaCl溶液 请回答下列问题:‎ ‎(1)操作②　　　　(填“能”或“不能”‎ ‎)用硝酸钡溶液,说明理由:　 ‎ ‎　 。 ‎ ‎(2)进行操作②后,判断S已除尽的方法是  ‎ ‎  ‎ ‎ 　。 ‎ ‎(3)操作③的目的是　　　　　　　　　　;不先过滤就滴加碳酸钠溶液,其理由是　  ‎ ‎  ‎ ‎  ‎ ‎ 　。 ‎ ‎(4)此设计方案是否严密?　　　　(填“是”或“否”),说明理由:　 ‎ ‎  ‎ ‎ 　。 ‎ 解析:(1)操作②不能用硝酸钡溶液,因为硝酸根离子会成为新的杂质,而且很难除去。(2)判断S已除尽的方法是将滴加BaCl2溶液后的溶液静置,取少许上层清液,滴加BaCl2溶液,若无浑浊,则S已除尽。(3)操作③的目的是除去过量的Ba2+。加入的Na2CO3‎ 溶液不会使已生成的沉淀溶解,且一次过滤可以节约药品和时间。(4)此设计方案是不严密的,为了除去过量的Ba2+,加入的Na2CO3溶液也必须过量,过量的C成为新的杂质,所以应该再加适量的盐酸将其除去。‎ 答案:(1)不能　硝酸根离子会成为新的杂质,且很难除去 ‎(2)将滴加BaCl2溶液后的溶液静置,取少许上层清液,滴加BaCl2溶液,若无浑浊,则S已除尽 ‎(3)除去过量的Ba2+　加入的Na2CO3溶液不会使已生成的沉淀溶解,且一次过滤可以节约药品和时间 ‎(4)否　为了除去多余的Ba2+,加入的Na2CO3必须过量,过量的C成为新的杂质,应该再加适量的盐酸将其除去 ‎6.下列有关仪器使用及实验操作正确且必要的是(　A　)‎ A.提纯混有少量乙酸的乙醇,可先加生石灰,然后过滤,最后蒸馏 B.做蓝矾结晶水的测定实验过程中,用镊子转移热的坩埚 C.做石油的分馏实验过程中,发现未加沸石,停止加热,立即加入沸石 D.用相互滴加的方法可以鉴别石灰水和NaHCO3溶液 解析:乙酸可以和生石灰反应,生成乙酸钙不挥发,乙醇的沸点较低,过滤,最后蒸馏,A项正确;转移热的坩埚用坩埚钳,B项错误;做石油的分馏实验过程中,发现未加沸石,停止加热,等冷却后再加入沸石,C项错误;石灰水和NaHCO3溶液反应生成白色沉淀碳酸钙,不能用相互滴加的方法鉴别石灰水和NaHCO3溶液,D项错误。‎ ‎7.(2020·‎ 云南昆明月考)实验室用溴和苯反应制溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④10%NaOH溶液润洗。正确的操作顺序是(　B　)‎ A.①②③④② B.②④②③①‎ C.④②③①② D.②④①②③‎ 解析:根据制溴苯的反应原理可知,得到的粗溴苯中含有溴化铁、溴、苯、溴化氢等杂质,本着节约药品的原则,应先用水洗去易溶于水的溴化铁、溴化氢,再用NaOH溶液将溴反应成可溶于水的物质,然后水洗除去,剩余苯和溴苯的混合物可根据两者沸点不同用蒸馏法将苯除去,蒸馏前还要先用干燥剂除去水洗时留下的少量水分,所以正确的操作顺序是②④②③①。‎ ‎8.下列实验中,所选装置不合理的是(　A　)‎ A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选④‎ B.用CCl4提取碘水中的碘,选③‎ C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤‎ D.粗盐提纯,选①和②‎ 解析:CH3COOC2H5难溶于Na2CO3‎ 溶液,两者混合会分层,可以用分液法分离,选③,A项错误;用CCl4萃取碘水中的碘,选③,B项正确;⑤可以用作洗气瓶,可用于FeCl2溶液吸收Cl2,C项正确;粗盐提纯需要过滤、蒸发结晶,选①和②,D项正确。‎ ‎9.(2020·云南昆明月考)下列除杂方法不能达到目的的是(　D　)‎ 选 项 实验目的 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 除杂装置 及试剂 A 除去SO2中的SO3气体 SO3:16.8‎ SO3:44.8‎ SO2:-75.5‎ SO2:-10.0‎ B 除去Cl2中的Br2蒸气 Br2:-7.2‎ Br2:58.8‎ Cl2:-101.0‎ Cl2:-34.4‎ C 除去CO2中的H‎2C2O4蒸气 H‎2C2O4:‎ ‎189.5‎ H‎2C2O4:157‎ ‎(升华)‎ CO2:-78.5‎ ‎(升华)‎ CO2:-56.6‎ D 除去CCl4中的CHCl3气体 CCl4:-22.6‎ CCl4:76.8‎ CHCl3:-63.5‎ CHCl3:61.3‎ 解析:由装置图中的“冰水”可知,该题是冷凝除杂装置。当SO3和SO2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,SO3变为固体,SO2为气体,A项能达到目的;当Br2和Cl2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,‎ Br2变为液体,Cl2为气体,B项能达到目的;当H‎2C2O4和CO2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,H‎2C2O4变为固体,CO2为气体,C项能达到目的;当CCl4和CHCl3‎ 的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,两者都冷凝液化为液体,D项不能达到目的。‎ ‎10.实验室制取氧气并回收提纯KCl和MnO2的流程如下。下列说法错误的是(　C　)‎ A.步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都用到玻璃棒 B.步骤Ⅱ的操作有加热浓缩、冷却结晶 C.实验流程中所涉及的三个步骤均必须加热 D.步骤Ⅲ中用硝酸银溶液可验证MnO2是否洗涤干净 解析:固体A为KCl和MnO2,步骤Ⅰ为溶解、过滤;步骤Ⅱ为加热浓缩、冷却结晶、过滤等,步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都要用到玻璃棒,A项正确;步骤Ⅱ由KCl溶液得到KCl固体,操作有加热浓缩、冷却结晶,B项正确;步骤Ⅰ为溶解、过滤,不需要加热,C项错误;步骤三中可以通过加AgNO3溶液检验最后一次洗涤液中是否含有KCl来判断MnO2是否洗涤干净,D项正确。‎ ‎11.海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:‎ ‎(1)实验室灼烧海带,需要下列仪器中的　　　　(填字母)。 ‎ a.试管　　b.烧杯　　c.坩埚　　d.泥三角　 　e.铁三脚架　　f.酒精灯 ‎(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①　　　　　　,‎ ‎③　　　　　　。 ‎ ‎(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是　　　　。 ‎ A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯 C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油 ‎(4)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器有　　　　　　　、　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)小组用CCl4萃取碘水中的碘,在如图的分液漏斗中,下层液体呈 ‎　　　 　色;他们打开分液漏斗活塞,却未见液体流下,原因可能是　  ‎ ‎ 　。 ‎ ‎(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是  ‎ ‎ 　,最后晶态碘在　　　　里聚集。 ‎ 答案:(1)cdef　(2)过滤　萃取分液　(3)B　(4)分液漏斗　普通漏斗　(5)紫红　分液漏斗口上的玻璃塞没有打开或塞上的凹槽(或小孔)没有对准漏斗口上的小孔　(6)使蒸馏烧瓶受热均匀,控制加热温度不至过高　蒸馏烧瓶 ‎12.如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是(　D　)‎ 方案1:‎ 方案2:‎ A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵 B.方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发 C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应 D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3‎ 解析:A项,碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解,故用方案1不能将两物质分离,错误;B项,方案1中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质,错误;C项,方案2中加入的试剂可能不与除X外的物质发生化学反应,如加水进行溶解分离,错误;D项,SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离,正确。‎ ‎13.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156～‎157 ℃‎,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为‎35 ℃‎,从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:‎ ‎(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是  ‎ ‎ 　。 ‎ ‎(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、　 , ‎ 操作Ⅱ的名称是　　　　　　。 ‎ ‎(3)操作Ⅲ的主要过程可能是　　　　(填字母)。 ‎ A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶 B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤 C.加入乙醚进行萃取分液 ‎(4)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将‎28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。‎ ‎①装置A、E、F中盛放的物质分别是　　　　、　　　　　、‎ ‎　　　　。 ‎ ‎②G的作用是　 。 ‎ 解析:(1)根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿素与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。‎ ‎(2)操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒;操作Ⅱ的名称是蒸馏。‎ ‎(3)根据题意,青蒿素几乎不溶于水,A错误;青蒿素易溶于乙醚,无法分液提取,C错误,B正确。‎ ‎(4)为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O,实验前应通入除去CO2和H2O的空气,排除装置内的空气,防止干扰实验。E和F一个吸收生成的H2O,一个吸收生成的CO2,应先吸收水后吸收CO2,所以E内装的是无水CaCl2或P2O5,而F中为碱石灰,而G装置能防止外界空气中的CO2和H2O进入装置。‎ ‎①装置A中盛放NaOH溶液,装置E中盛放的物质是无水CaCl2或P2O5,装置F中盛放的物质是碱石灰。‎ ‎②在装置F后连接G装置,是防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置,造成测定误差。‎ 答案:(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率 ‎(2)漏斗、玻璃棒　蒸馏　(3)B ‎(4)①NaOH溶液　无水CaCl2(或P2O5)　碱石灰 ‎②防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置,造成测定误差