2021届（鲁科版）高考化学一轮复习物质的分离、提纯和检验作业

2021届（鲁科版）高考化学一轮复习物质的分离、提纯和检验作业

物质的分离、提纯和检验 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)‎ ‎1.中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列各文献中所记载的古代化学研究过程或成果不涉及分离提纯操作的是 (　　)‎ A.《本草衍义》“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”‎ B.《齐民要术》“凡酿酒失所味者,或初好后动未压者,皆宜廻作醋。”‎ C.《开宝本草》“(消石)所在山泽,冬月地上有霜扫取,以水淋汁,后乃煎炼而成。”‎ D.《本草纲目》“(烧酒)自元时创始,其法用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承取滴露。”‎ ‎【解析】选B。A、“将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳”,属于固体直接转化为气体,类似于碘的升华,因此涉及的操作方法是升华,涉及分离提纯操作,选项A不选;B、酒精在醋酸菌的作用下氧化可以转化成醋酸和水,涉及化学反应但没有涉及分离提纯操作,选项B选;C、包含溶解,蒸发结晶,涉及分离提纯操作,选项C不选;D、描述的是酒的蒸馏,涉及分离提纯操作,选项D不选。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　(2020·张家口模拟)用分液漏斗可以分离的一组混合物是 (　　)‎ A.碘和CCl4‎ B.甲醛和水 C.乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液 D.苯和溴苯 ‎【解析】选C。A、B、D中混合物均互溶,应蒸馏分离,只有C中混合物分层,可选分液漏斗分离,故选C。‎ ‎2.(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是 (　　)‎ A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变 B.水中的N、S、Cl-通过阴离子树脂后被除去 C.通过净化处理后,水的导电性降低 D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-H2O ‎【解析】选A。本题为信息题,注意从题目信息中提取有用信息。根据示意图,水经过阳离子交换树脂后,Ca2+、Na+、 Mg2+均被H+交换,因为Ca2+、Mg2+是+2价阳离子,H+是+1价阳离子,根据电荷守恒与Ca2+、Mg2+交换的H+数目应为Ca2+、Mg2+总数的2倍,因此水中阳离子总数增加,A错误。根据示意图,N、S、Cl-经过阴离子交换树脂后被OH-替换,B正确。水经过净化后溶液中离子浓度减小,水的导电性降低,纯水几乎不导电,C正确。经过阳离子交换树脂后溶液中的阳离子全部是H+,经过阴离子交换树脂后溶液中的阴离子被OH-替换,所以在阴离子树脂填充段存在反应H++ OH-H2O,D正确。‎ ‎3.某溶液X中可能含有下列离子中的若干种:Cl-、S、S、HC、Na+、Mg2+、Fe3+,所含离子的物质的量浓度均相同。为了确定该溶液的组成,某同学取100 mL上述溶液X,进行了如下实验:(1)向溶液X中加入足量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀;(2)将(1)的反应混合液过滤,将足量盐酸加入沉淀中,沉淀部分溶解且产生气体。下列说法正确的是 (　　)‎ A.(2)中产生的气体可能是CO2或SO2‎ B.溶液X中一定存在S、HC、Mg2+‎ C.溶液X中一定不存在Fe3+,可能存在Cl-‎ D.(1)中产生的白色沉淀一定含有BaSO4,可能含有BaSO3‎ ‎【解析】选B。溶液与Ba(OH)2反应生成白色沉淀,则一定不含Fe3+,且(1)中产生的白色沉淀与足量盐酸反应,沉淀部分溶解且产生气体,则白色沉淀一定有BaSO4,则一定存在S, HC、S至少存在一种,则气体至少为CO2或SO2中的一种;由于S、Mg2+相互促进水解不能共存,溶液所含离子的物质的量浓度均相同,由电荷守恒可知溶液中一定含S、HC、Na+、Mg2+,不存在S、Cl-。‎ ‎4.某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如下:‎ 下列说法正确的是 (　　)‎ A.步骤1中有机相应从分液漏斗下端放出,无机相从上口倒出 B.步骤2使用的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、球形冷凝管、锥形瓶 C.步骤3可在如图装置中完成 D.步骤4中,将溶液蒸发至只剩少量水时,用余热将晶体蒸干 ‎【解析】选C。步骤1为萃取分液操作,苯的密度比水小,故有机相应从分液漏斗上口倒出,A项错误;步骤2为蒸馏,应选用直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流,B项错误;步骤3为升华,用图中装置能较好地控制温度,C项正确;步骤4为蒸发结晶,由于KNO3的溶解度随温度变化比较大,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,因此加热至有少量晶体出现就可停止加热,D项错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共26分)‎ ‎5.(10分)有一瓶无色澄清的溶液,可能由以下离子中的几种组成:S、I-、C、Cl-、S、Fe2+、Na+、Mn,请根据以下实验步骤及现象回答问题:‎ 步骤一:取适量待测液,加入足量稀盐酸,产生有刺激性气味的气体A和溶液B 步骤二:往B中加入足量BaCl2溶液,得白色沉淀和溶液C 步骤三:往C溶液中通入足量Cl2,得黄褐色溶液D ‎(1)该溶液中一定存在的离子是　　　　　。 ‎ ‎(2)该溶液中可能存在的阴离子是　　　　　。 ‎ ‎(3)步骤三中溶液变黄褐色是因为生成了某种物质,确认该物质的实验操作与现象是取适量D溶液于试管中,　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎【解析】由无色溶液可知一定不含Fe2+、Mn,由电荷守恒可知一定含阳离子为Na+;‎ 步骤一:取适量待测液,加入足量稀盐酸,产生有刺激性气味的气体A和溶液B,则气体A为二氧化硫,一定含S;‎ 步骤二:往B中加入足量BaCl2溶液,得白色沉淀和溶液C,白色沉淀为硫酸钡,可知一定含S;‎ 步骤三:往C溶液中通入足量Cl2,得黄褐色溶液D,D中含碘单质,则原溶液一定含I-;‎ ‎(1)由上述分析可知,一定存在的离子为S、I-、S、Na+;(2)该溶液中可能存在的阴离子是C、Cl-;(3)淀粉遇碘单质变蓝,则步骤三中溶液变黄褐色是因为生成了某种物质,确认该物质的实验操作与现象是取适量D溶液于试管中,加入淀粉溶液,溶液变蓝。‎ 答案:(1)S、I-、S、Na+‎ ‎(2)C、Cl-‎ ‎(3)加入淀粉溶液,溶液变蓝 ‎6.(16分)实验法是学习化学的重要方法。‎ Ⅰ.海带中含有丰富的碘元素,以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下(已知2I-+Cl22Cl-+I2,碘与溴一样易溶于有机溶剂)‎ ‎(1)实验操作①的名称:　　　　。 ‎ ‎(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的是 　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)实验步骤③提取碘的过程中,不能选用的溶剂是　　　。 ‎ A.苯　　　　B.酒精　　　　C.四氯化碳 ‎(4)从海藻开始经过5步操作到含碘的有机溶液的实验过程中,要用到多种实验仪器。已知实验室里有坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、酒精灯、石棉网、以及必要的夹持仪器等物品,尚缺少的玻璃仪器是　　　　、　　　　。 ‎ ‎(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还需经过蒸馏,指出如图所示实验装置中的错误之处:　　　　　　　、　　　　　　　　、‎ ‎　　　　　　　　　。 ‎ Ⅱ.某学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物:‎ 回答下列问题 ‎(1)写出生成B物质的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)滤液中的溶质有　　　　　　　　(写化学式),若要制得纯净的NaCl,应向滤液中加入适量的某种试剂,该试剂的名称是　　　　。 ‎ ‎(3)若要测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比,可称量干燥的B物质和另一物质的质量,这种物质是　　　　。 ‎ ‎【解析】Ⅰ.(1)实验操作①是分离固体和液体的操作,名称为过滤;(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的是将I-转化为I2;(3)提取碘的过程为萃取,‎ 萃取剂选择原则:①和原溶液中的溶剂互不相溶; ②对溶质的溶解度要远大于原溶剂,苯与水互不相溶,碘在苯中溶解度远远大于水中,故A可以;酒精与水互溶,不能萃取碘水中的碘,故B不可以;四氯化碳与水互不相溶,碘在四氯化碳中溶解度远远大于水中,故C可以;(4)为使上述流程中含碘离子溶液转化为碘的有机溶液,应进行萃取分液操作,分液操作用到的仪器:分液漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁夹),过滤时需要漏斗,所以还缺少的玻璃仪器为分液漏斗、漏斗;(5)烧杯受热要垫石棉网,增大受热面积;冷凝水应是下进上出,冷凝水的方向错误,应为下进上出;温度计水银球的位置错误,温度计水银球应与烧瓶支管口相平。‎ Ⅱ.(1)生成B物质的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl;‎ ‎(2)滤液中的溶质有NaCl、Na2CO3,要制得纯净的NaCl,应向滤液中加入适量的某种试剂,该试剂的名称是盐酸;‎ ‎(3)测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比,可称量干燥的B物质和另一物质的质量,这种物质是混合物A,由原子守恒可计算氯化钙的质量,然后计算质量比。‎ 答案:Ⅰ.(1)过滤　(2)将I-转化为I2 　　‎ ‎(3)B　(4)分液漏斗　漏斗　‎ ‎(5)加热时没有垫石棉网　温度计水银球的位置未在支管口处　冷凝水进出口方向错误 Ⅱ.(1)CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl ‎(2)NaCl、Na2CO3　盐酸　(3)混合物A 一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)‎ ‎1.(2020·厦门模拟)‎2019年6月17日,屠呦呦团队宣布青蒿素应用取得科研新进展。已知:青蒿素难溶于水、易溶于乙醚。实验室模拟从青蒿中提取青蒿素流程如图,该提取过程不需要用到的仪器或装置是 (　　)‎ ‎【解析】选B。研磨需要A,过滤需要D,蒸馏需要C,则该过程不需要装置B。‎ ‎2.鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是 (　　)‎ ‎①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3溶液、CCl4‎ A.①②④　　　　　　B.②③⑥‎ C.②④⑤ D.④⑤⑥‎ ‎【解析】选C。①加入碘水、淀粉溶液,因三种物质都不反应,不能鉴别,故错误;②加入氯水,可生成Br2和I2,在四氯化碳中的颜色不同,可鉴别,故正确;③加入溴水,不能鉴别NaCl、NaBr,故错误;④加入硝酸、AgNO3溶液分别与NaCl、NaBr、NaI反应生成白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀,可鉴别,故正确;⑤加入氯水,可生成Br2和I2,与苯发生萃取后在苯中的颜色不同,可鉴别,故正确;⑥加入FeCl3溶液,不能检验NaCl、NaBr,故错误。‎ ‎3.(2020·长沙模拟)镍常用作有机合成的催化剂和用于制造硬币。以废镍料(含少量铁)为原料回收镍的一种流程如图: ‎ 下列说法错误的是 (　　)‎ A.“酸浸”中为提高反应速率,最好用浓硫酸代替稀硫酸 B.滤渣A可以用于制造铁红,从滤液A中可提取Na2SO4‎ C.“电解”时在阴极上析出镍,废液可以作“酸浸”液循环利用 D.“氧化”过程中使用双氧水的好处是反应过程中不产生有害物质及杂质离子 ‎【解析】选A。浓硫酸具有强氧化性,可使铁发生钝化,不能除去,故A错误;A为氢氧化铁沉淀,可用于制造铁红,滤液A含有硫酸钠,故B正确;电解时,镍离子在阴极得电子生成镍,电解液含有硫酸,可循环使用,故C正确;加入过氧化氢氧化亚铁离子,为绿色氧化剂,不产生有害物质及杂质离子,故D正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎4.(14分)某透明的X溶液中可能含有下列离子中的几种,100 mL溶液中的每种阴离子的物质的量均为0.2 mol,每种阳离子的物质的量均为0.1 mol。取100 mL该溶液进行如下连续实验,操作①反应中消耗 N为0.1 mol。‎ 阴离子 Mn、Si、C、I-、ClO-、Cl-、S 阳离子 Fe2+、Fe3+、N、Ag+、Al3+‎ 根据以上信息,回答下列问题:‎ ‎(1)沉淀C、G的化学式分别为　　　　　　　　　　、 　　　　; ‎ ‎(2)X溶液中肯定含有的离子是　　　　　; ‎ ‎(3)写出操作①中产生气体A的离子方程式: 　　 　　　 　　　 　　　　; ‎ ‎(4)写出操作②发生的离子方程式: 　 　　　 　　　 　　　 　　　。 ‎ ‎【解析】取100 mL该溶液进行如下连续实验,操作①反应中消耗 N为0.1 mol,说明含有还原性离子,流程分析溶液B中加入四氯化碳下层呈紫红色证明一定含有I-,一定不含Mn、ClO-、Fe3+,Ag+,上层清液中加入过量的氢氧化钠溶液,生成气体F为NH3,说明原溶液中含N,溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀I说明原溶液中含有Al3+,在过量氢氧化钠溶液中生成的偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠溶液和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀I和碳酸氢钠溶液J,生成沉淀G只有氢氧化铁沉淀,证明原溶液中含有Fe2+,判断一定不含有Si、C,X溶液中加入过量硝酸钡和盐酸反应生成沉淀C,判断为BaSO4,综上所述原溶液中一定含有I-、Fe2+、N、Al3+、S;‎ ‎(1)上述分析可知,C为BaSO4,G为Fe(OH)3;‎ ‎(2)X溶液中肯定含有的离子是I-、Fe2+、N、Al3+、S;‎ ‎(3)操作①中产生气体A为NO,是稀硝酸和碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应生成,反应的离子方程式6I-+2N+8H+3I2+2NO↑+4H2O,3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;‎ ‎(4)操作②发生四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,发生的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC。‎ 答案:(1)BaSO4　Fe(OH)3 ‎ ‎(2)I-、Fe2+、N、Al3+、S ‎(3)6I-+2N+8H+3I2+2NO↑+4H2O,3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O ‎(4)[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC ‎5.(18分)(2020·南昌模拟)(1)只用试管和胶头滴管就可以对下列各组中的溶液进行鉴别的是　　　　(填序号)。  ‎ ‎①AlCl3溶液和NaOH溶液 ‎②Ca(HCO3)2溶液和NaOH溶液 ‎③Na[Al(OH)4]溶液和盐酸 ‎④Al2(SO4)3溶液和氨水 ‎⑤苯与水 ‎⑥AgNO3、BaCl2、K2SO4和Mg(NO3)2四种溶液 ‎⑦NaNO3、FeCl3、NaCl、AgNO3四种溶液 ‎⑧NaHCO3溶液与稀硫酸 ‎(2)按以下实验方案可从海洋物质样品中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。‎ 则(1)(2)(3)(4)的分离提纯方法依次为　　　、　　　、　　　　、　　　。 ‎ ‎【解析】(1)①NaOH溶液逐滴滴加到AlCl3溶液中,先生成沉淀,氢氧化钠过量时沉淀溶解,而AlCl3溶液逐滴滴加到NaOH溶液中先没有现象,滴加一定时间后可生成沉淀,现象不同,可鉴别,故正确;‎ ‎②无论将Ca(HCO3)2溶液滴到NaOH溶液中还是将氢氧化钠溶液滴到碳酸氢钙溶液中,都生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,故错误;‎ ‎③将Na[Al(OH)4]溶液滴到盐酸中先没有现象,后生成沉淀,将盐酸滴到Na[Al(OH)4]溶液中先生成沉淀后沉淀消失,二者现象不同,可以鉴别,故正确;‎ ‎④Al2(SO4)3溶液和氨水,改变加入顺序均生成白色沉淀,现象相同,不能鉴别,故错误;‎ ‎⑤苯与水混合时分层,油状液体苯在上层、水在下层,可以鉴别,故正确;‎ ‎⑥AgNO3和BaCl2、K2SO4都生成白色沉淀,无法鉴别,故错误;‎ ‎⑦NaNO3、FeCl3、NaCl、AgNO3四种溶液,呈黄色的是氯化铁溶液,和氯化铁溶液混合时有白色沉淀生成的是硝酸银;和硝酸银混合时有白色沉淀生成的是NaCl,无现象的是硝酸钠,可以鉴别,故正确;‎ ‎⑧NaHCO3溶液与稀硫酸,无论是稀硫酸倒入碳酸氢钠溶液中还是碳酸氢钠倒入稀硫酸中都生成无色气体,现象相同,无法鉴别,故错误。‎ ‎(2)步骤(1)是分离难溶性固体和溶液,为过滤;‎ 步骤(2)是分离互不相溶的液体混合物,为分液;‎ 步骤(3)是从溶液中得到固体,为蒸发结晶;‎ 步骤(4)是从有机化合物中,利用沸点不同采取蒸馏得到甲苯,为蒸馏。‎ 答案:(1)①③⑤⑦　(2)过滤　分液　蒸发结晶　蒸馏