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文档介绍
2021届高考化学一轮复习第11章化学实验第33讲物质的检验分离和提纯教学案新人教版
第33讲 物质的检验、分离和提纯 一、物质的检验 1.常见阳离子的检验 常见阳离子 试剂或方法 实验现象 Na+ 焰色反应 黄色火焰 K+ 焰色反应 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃) Mg2+ NaOH溶液 白色沉淀,不溶于过量的碱 Al3+ NaOH溶液 白色沉淀,溶于过量的强碱 Fe2+ ①NaOH溶液 ①白色沉淀→灰绿色→红褐色 ②先加KSCN溶液,再加氯水 ②先无明显现象,再变血红色 Fe3+ ①NaOH溶液 ①生成红褐色沉淀 ②KSCN溶液 ②溶液呈红色 ③苯酚溶液 ③溶液呈紫色 Cu2+ NaOH溶液 蓝色沉淀 Ag+ ①含Cl-的溶液,稀硝酸 ①白色沉淀,不溶于稀硝酸 ②稀氨水 ②先生成白色沉淀,然后沉淀溶解 Ba2+ 稀硫酸或可溶性的硫酸盐溶液 白色沉淀 NH NaOH溶液,加热 产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体 2.常见阴离子的检验 常见 阴离子 试剂或方法 现象 - 18 - Cl- 硝酸银溶液与稀HNO3 白色沉淀,不溶于稀硝酸 Br- 硝酸银溶液与稀HNO3 浅黄色沉淀,不溶于稀硝酸 氯水和四氯化碳 溶液分层,下层为橙红色 I- 硝酸银溶液与 稀HNO3 黄色沉淀,不溶于稀硝酸 氯水和四氯化碳 溶液分层,下层为紫色 氯水和淀粉溶液 淀粉溶液变成蓝色 SO 先加盐酸,再加氯化钡溶液 开始无现象,后产生白色沉淀 SO 先加氯化钡溶液,再加稀盐酸,生成的气体通入品红溶液 先沉淀,后溶解,品红溶液褪色 CO 先加氯化钡溶液,再加稀盐酸,生成的气体通入澄清石灰水 先沉淀,后溶解,产生无色无味气体,澄清石灰水变浑浊 HCO 开始无现象,后产生无色无味气体,澄清石灰水变浑浊 SiO 稀HCl 产生白色胶状沉淀 AlO 稀HCl 先生成白色沉淀,后溶解 3.常见气体的检验 气体 检验方法 有关反应的方 程式或说明 Cl2 使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 2KI+Cl2===2KCl+I2(淀粉遇I2变蓝) NH3 ①能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ②用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟 ①NH3+H2O NH3·H2ONH+OH- ②NH3+HCl===NH4Cl SO2 使品红溶液褪色,加热,又变红色 SO2有漂白性 CO2 ①能使燃着的木条熄灭; Ca2++2OH-+CO2=== - 18 - ②能使澄清的石灰水变浑浊 CaCO3↓+H2O 续表 气体 检验方法 有关反应的方 程式或说明 NO 无色气体,在空气中变为红棕色 2NO+O2===2NO2 NO2 ①红棕色、有刺激性气味的气体; ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红; ③溶于水后生成无色气体和无色溶液 3NO2+H2O===2HNO3+NO 二、物质的分离和提纯 1.物质分离 、提纯的区别 (1)物质的分离 将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。 (2)物质的提纯 将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化和除杂。 2.物质分离、提纯常用的物理方法 方法、装置 适用范围 注意事项 把不溶性固体和溶液进行分离 一贴:滤纸紧贴漏斗内壁; 二低:滤纸低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘; 三靠:倾倒混合物的烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸一侧,漏斗下端紧靠烧杯内壁 - 18 - 除去溶液中的溶剂 ①玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部温度过高造成飞溅; ②当有大量固体析出时,停止加热,用余热蒸干 ①萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来; ②分液:两种液体互不相溶 ①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大; ②萃取剂与原溶剂不互溶; ③萃取剂与溶质、原溶剂不反应; ④分液时,分液漏斗中的下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出 续表 方法、装置 适用范围 注意事项 沸点相差较大的液体混合物 ①温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处; ②蒸馏烧瓶内要加沸石; ③冷凝管水流方向应为“下进上出” 某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法 应与物质的分解变化区分,如NH4ClNH3↑+HCl↑ NH3+HCl===NH4Cl 分离提纯胶体与小分子(或离子)组成的混合液 要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果 - 18 - 利用蛋白质在加某些无机盐[如Na2SO4、 (NH4)2SO4等] 时,其溶解度降低而析出的性质来分离的方法 盐析后过滤 3.物质分离、提纯常用的化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为沉淀 Cl-、SO、CO、Ba2+、Ca2+、Fe3+、Ag+ 气化法 将杂质离子转化为气体 CO、HCO、SO、HSO、 S2-、NH 杂转 纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱) 氧化还 原法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用热的铜粉除去N2中的O2 热分 解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等 酸碱溶 解法 利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离 如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”,并指明错因。 (1)能使品红褪色的气体一定是SO2。(×) 错因:使品红褪色的气体还有Cl2等。 (2)使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体一定是Cl2。(×) 错因:使湿润的淀粉KI试纸变蓝的气体还有NO2、O3等。 (3)某溶液做焰色反应时呈黄色,该溶液中一定只含Na+,不含K+。(×) 错因:焰色反应呈黄色的溶液中一定含Na+,但不一定不含K+,因黄色能掩盖K+的焰色——紫色。 (4)除去SO2中的少量HCl,可将混合气体通过饱和Na2SO3溶液。(×) - 18 - 错因:Na2SO3溶液能吸收SO2,生成NaHSO3。 (5)FeCl2溶液中混有FeCl3可加入铜粉除去。(×) 错因:FeCl3与Cu生成CuCl2(杂质)。 (6)某溶液中加入HNO3酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,则溶液中一定含SO。(×) 错因:SO能被HNO3氧化为SO。 2.教材改编题 (据人教必修一P10T7)下列鉴别方法可行的是( ) A.滴加稀NaOH溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口检验溶液中是否含有NH B.用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl-、SO和CO C.通入少量Cl2后,溶液变为棕黄色,再加入淀粉溶液后,溶液变蓝,说明有I- D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,说明有Ca2+ 答案 C 解析 NH3极易溶于水,溶液中NH与OH-反应生成NH3·H2O,要生成氨气需要给溶液加热;BaSO4、BaCO3都是白色沉淀;CaCO3、BaCO3都是不溶于水且可溶于盐酸的白色沉淀。 考点一 物质的检验和鉴别 [解析] 装置②的作用是检验产物中是否有水蒸气生成,故试剂X应为无水硫酸铜,A错误;装置③用于检验产物中是否有SO3气体生成,若存在,则装置③中会产生白色沉淀,并可用盐酸除去NH3 ,B正确;取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液,溶液变红色,则①中固体残留物中也可能含有Fe3O4,不一定有Fe2O3,C错误;若分解产物中有NH3,则氨气被装置③吸收,装置⑤不可能收集到氨气,D错误。 [答案] B - 18 - 1.物质的检验 (1)物质检验的基本原则和方法 物质检验的“三原则”:一看(颜色、状态)、二嗅(气味)、三实验(加试剂)。根据实验时生成物所表现的现象不同,检验离子的方法可归纳为四类: ①生成气体,如NH、CO的检验; ②生成沉淀,如Cl-、SO的检验; ③显现特殊颜色,如Fe3+、苯酚的检验; ④焰色反应:如Na+、K+的检验。 (2)物质检验的一般思路和程序 如固态物质的检验程序: 2.物质的鉴别与鉴定的区别 (1)鉴别与鉴定的区别 ①鉴别——对两种或两种以上的物质进行定性辨别。 方法:根据一种物质的某些性质区别于另一种或另几种物质。 ②鉴定——对于一种物质的定性检验。 方法:根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子或组成元素,鉴定实验要比鉴别实验更全面,更复杂。 (2)物质鉴别的方法 鉴别 方法 适用范围 举例 - 18 - 物理方法 观察法 被鉴别物质的状态、颜色等不同 如CuCl2、FeCl3与NaCl溶液;O2与Cl2等 嗅试法 气体或有挥发性物质气味不同(有毒气体禁用) 如NH3与O2等 水溶法 被鉴别物质在水中的溶解性不同 如Na2CO3与CaCO3 焰色 反应法 某些金属或金属离子 如钾盐、钠盐的鉴别 化学方法 加热法 易分解的物质 如含HCO、NH的盐类;难溶性碱;结晶水合物失水等 显色法 某些离子在特定试剂中显示特殊颜色 如用石蕊、酚酞、pH试纸检验H+或OH-;利用Fe3+遇SCN-呈红色等 水溶法 被鉴别物质加水后有特殊现象 如无水CuSO4遇H2O(g)变蓝,CaC2加水产生气体 点燃法 可燃物的燃烧现象、产物不同 如H2在Cl2中燃烧呈苍白色火焰 指定试 剂法 待鉴别物质性质存在差异性 如(NH4)2SO4、Na2SO4、 NH4Cl、NaCl四种无色溶液,可选择Ba(OH)2来鉴别 分组法 被鉴别物较多 如Na2CO3、NaOH、H2O、 BaCl2、H2SO4、盐酸六种物质,可选择石蕊试液把上述六种物质分成三组(碱性、酸性、中性),然后再对各组进行鉴别 (3)鉴定和鉴别物质的注意事项 ①不能原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,试剂会污染,所以要有“取少许”字样。 ②不能“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。 1.下列实验可实现鉴别目的的是( ) A.用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2 - 18 - B.用湿润的淀粉碘化钾试纸鉴别Br2(g)和NO2 C.用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液 D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液 答案 C 解析 SO2和SO3都能与KOH溶液反应且反应现象几乎相同,不能鉴别,A错误;Br2和NO2都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B错误;CO2通入NaAlO2溶液中出现白色沉淀,通入CH3COONa溶液中不反应,可以鉴别,C正确;BaCl2与AgNO3溶液反应生成AgCl白色沉淀,与K2SO4溶液反应生成BaSO4白色沉淀,D错误。 2.雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH、Mg2+、Al3+、SO、NO、Cl-。某同学收集了该地区的雾霾,经必要的预处理后得试样溶液,设计并完成了如下的实验: 已知:3NO+8Al+5OH-+2H2O3NH3↑+8AlO根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论不正确的是( ) A.试样中肯定存在NH、Mg2+、SO和NO B.试样中一定不含Al3+ C.试样中可能存在Na+、Cl- D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4 答案 B 解析 由气体1使湿润红色石蕊试纸显蓝色的现象,确定气体1为氨气,溶液中一定存在NH;由沉淀2与酸反应的现象判断其成分中一定有碳酸钡,可能存在氢氧化铝,所以B错误;由溶液2与Al/OH-反应:3NO+8Al+5OH-+2H2O3NH3↑+8AlO确定溶液中一定存在NO;由沉淀1加酸后,沉淀部分溶解,确定其中沉淀溶解的部分为氢氧化镁,未溶解的部分为硫酸钡,所以确定溶液中存在SO和Mg2+,A正确;Na+、Cl-无法确定是否存在,C、D正确。 考点二 物质的分离、提纯 - 18 - [解析] 分离氢氧化铁胶体与FeCl3溶液,应用渗析的方法而不能使用过滤的方法,因为胶体粒子能透过滤纸,不能透过半透膜,A错误;乙醇与水互溶,不能用作萃取碘水中的碘的萃取剂,B错误;用MgCl2溶液制备无水MgCl2固体,需要在HCl氛围中加热,目的是抑制Mg2+的水解,直接蒸发得不到无水MgCl2固体,C错误;丁醇和乙醚互溶,但丁醇分子间形成氢键,沸点较高,二者沸点相差较大,因此可用蒸馏的方法分离二者,D正确。 [答案] D [解析] SO2与NaHCO3反应生成Na2SO3和CO2,从而除去SO2,A合理;加入饱和Na2CO3溶液,BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀,B合理;加NaOH会引入新的杂质NaCl,且CuCl2也会与NaOH反应生成Cu(OH)2沉淀,应加CuO调溶液pH除去Fe3+,C不合理;HCl易溶于饱和食盐水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小,故可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,D合理。 [答案] C 1.物质分离、提纯的一般原则 (1)“四原则”:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少被提纯的物质);易分离(被提纯物质与杂质容易分离);易复原(被提纯物质转化后要易复原)。 (2)“四必须”:除杂试剂必须过量;过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质);必须选最佳除杂途径;除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。 2.混合物分离(提纯)物理方法的选择 (1)“固+固”混合物的分离(提纯) - 18 - (2)“固+液”混合物的分离(提纯) (3)“液+液”混合物的分离(提纯) 3.从溶液中获取FeCl3、CuCl2、AlCl3、MgCl2时,应在HCl气流中加热,以抑制水解。 3.实验室按照如下操作程序提纯某种物质,下列分析一定正确的是( ) A.操作Ⅰ一定是过滤,其目的是将固液分离 B.可以提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝 C.可以提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾 D.可以提纯含少量碘杂质的氯化钠 答案 C 解析 试样的溶解性未知,操作Ⅰ可以是过滤,也可以是溶解,A错误;提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝,应向试样中加入NaOH溶液,B错误;提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾时应使用重结晶法:先向试样中加入适量的热水制成饱和溶液,然后冷却结晶、过滤即得较纯的KNO3,其中操作Ⅰ是溶解,操作Ⅱ是结晶,操作Ⅲ是过滤,C正确;提纯含少量碘杂质的氯化钠时一般使用加热法,使I2升华而除去,若按图示操作则是萃取分液法,除加水外,还应加入萃取剂,故D错误。 4.为提纯下列物质(括号内的物质是杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是( ) 序号 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法 - 18 - ① 氯化钠溶液(碘化钠) 氯水、四氯化碳 萃取、分液 ② 氯化铵溶液(氯化铁) 氢氧化钠溶液 调节pH=4,过滤 ③ 二氧化碳(一氧化碳) 氧化铜粉末 加热 ④ CO2(HCl) 饱和碳酸钠溶液 洗气 A.①②③④ B.②③ C.①③ D.③④ 答案 C 解析 Cl2氧化I-生成I2,I2易溶于四氯化碳,萃取、分液可得碘的四氯化碳溶液,①正确;②中引入了杂质Na+,选取的除杂试剂错误;CO在加热条件下与CuO反应生成CO2,③正确;CO2与碳酸钠也能反应,除去CO2中的HCl,应该选用饱和碳酸氢钠溶液,④错误,故C正确。 建议用时:40分钟 满分:100分 一、选择题(每题8分,共72分) 1.下列各组混合物的分离和提纯方法正确的是( ) A.用萃取法分离汽油和水的混合液 B.用结晶法提纯NaCl和KNO3混合物中的KNO3 C.直接蒸馏酒精溶液得到无水乙醇 D.除去FeCl3溶液中少量的FeCl2,加入足量的铁屑,充分反应后,过滤 答案 B 解析 汽油和水互不相溶,应使用分液的方法进行分离,A错误;NaCl的溶解度随温度变化较小,而KNO3的溶解度随温度变化较大,故可用结晶法提纯NaCl和KNO3混合物中的KNO3,B正确;直接蒸馏酒精溶液得不到无水乙醇,应在酒精中加入CaO再蒸馏,C错误;除去FeCl3溶液中少量的FeCl2,应通入足量的Cl2,D错误。 2.下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能提纯的是( ) A.氧化镁中混有氧化铝 B.氯化铝溶液中混有氯化铁 C.氯化亚铁溶液中混有氯化铜 D.氧化铁中混有二氧化硅 答案 C 解析 MgO是碱性氧化物,与NaOH溶液不能反应,而Al2O3 - 18 - 是两性氧化物,可以与NaOH溶液发生反应生成NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的MgO,故A不符合题意;向溶液中加入过量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向滤液中加入适量的盐酸,当沉淀量达到最大值时,过滤,得到Al(OH)3沉淀,再向沉淀中加入适量的盐酸溶解,就得到氯化铝溶液,除去了杂质,故B不符合题意;二者都可以与NaOH发生反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,不能分离、提纯,故C符合题意;二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁与NaOH不发生反应,加入过量的NaOH溶液,然后过滤洗涤,就得到纯净的氧化铁,故D不符合题意。 3.除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),所选用的除杂试剂及分离方法或操作均正确的是( ) 选项 物质 除杂试剂 分离方法或操作 A BaCO3(BaSO4) 饱和Na2CO3溶液 搅拌、过滤 B CO(CO2) CuO粉末 通过灼热的CuO粉末 C SO2[SO3(g)] 饱和Na2SO3溶液 洗气 D 苯(Br2) 水 分液 答案 A 解析 加入饱和Na2CO3溶液,Qc(BaCO3)>Ksp(BaCO3),Ba2+(aq)+CO(aq)BaCO3(s),消耗Ba2+使BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq)不断向正反应方向移动从而使BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀,然后过滤,A正确;CO与CuO加热反应生成二氧化碳,没有除去杂质CO2,CO反而变为CO2,应该用氢氧化钠溶液进行洗气,B错误;SO2能够与饱和Na2SO3溶液反应生成亚硫酸氢钠,主要成分减少了,应该用浓硫酸或饱和亚硫酸氢钠溶液进行洗气,C错误;溴在水中溶解度较小,不能达到除去溴的目的,应该用氢氧化钠溶液除去溴,然后分液,D错误。 4.对某溶液中部分离子的定性检测流程如下。相关分析正确的是( ) A.步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液 B.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体 C.步骤②反应为Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑ D.Fe2+遇铁氰化钾溶液显蓝色 答案 A 解析 - 18 - 步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液,反应生成的无色气体为氨气,红褐色沉淀为氢氧化铁,X溶液为偏铝酸钾,A正确;无色气体是氨气,可以用湿润的红色石蕊试纸检验,B错误;步骤②反应为AlO+H2O+HCO===Al(OH)3↓+CO,C错误;Fe2+遇铁氰化钾产生蓝色沉淀,D错误。 5.(2019·贵州重点中学高考教学质量测评)下列实验操作能达到目的的是( ) A.将饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液中即可得到氢氧化铁胶体 B.用排水法收集铜粉和浓硝酸反应产生的NO2气体 C.向某溶液中滴入BaCl2溶液,再滴入稀盐酸,观察有无沉淀生成以检验该溶液中是否含SO D.实验室用溴和苯反应制备溴苯,得到粗溴苯后,经过水洗、NaOH溶液洗涤、水洗、干燥、蒸馏等步骤可得到较纯净的溴苯 答案 D 解析 制备氢氧化铁胶体时,应该将饱和氯化铁溶液加入沸水中,不能用氢氧化钠溶液,A错误;NO2与水反应生成硝酸和一氧化氮,不能用排水法收集NO2气体,B错误;氯化钡能形成不溶于盐酸的硫酸钡或氯化银沉淀,故不一定含有硫酸根离子,也可能是银离子,C错误;粗溴苯中含有苯、溴苯、溴化铁和溴,提纯时,先用水洗,可除去溴化铁和少量溴,然后加入NaOH溶液洗涤,可除去溴,再用水洗除去碱液,经干燥后进行蒸馏可得溴苯,D正确。 6.用试纸检验气体的性质是一种重要的实验方法。如图所示的实验中(可以加热),下列试纸的选用、现象、对应结论都正确的一项是( ) 试剂B 湿润试纸A 现象 结论 A 碘水 淀粉试纸 变蓝 碘具有氧化性 B 浓氨水,生石灰 蓝色石蕊试纸 变红 氨气为碱性气体 C Na2SO3,硫酸 品红试纸 褪色 SO2具有漂白性 D Cu,浓硝酸 淀粉KI试纸 变蓝 NO2为酸性气体 答案 C 解析 A项,淀粉遇I2变蓝是I2的特性,而不体现氧化性,错误;B项,NH3使湿润的红色石蕊试纸变蓝,错误;D项,NO2使淀粉KI试纸变蓝是因为NO2氧化KI生成了单质碘,体现了NO2的氧化性,错误。 7.(2019·内江高三调研)下列实验的试剂、装置选用不合理的是( ) - 18 - 选项 实验目的 选用试剂 选用装置 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 试剂a为饱和氯化钠溶液 甲 B 除去NH3中少量的H2O 试剂b为无水氯化钙 乙 C 除去H2中少量的HCl、H2O 试剂b为碱石灰 乙 D 除去N2中少量的O2 足量铜网 丙 答案 B 解析 A选项合理,甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl,浓硫酸可除去H2O;B选项不合理,干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3;C选项合理,干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠,可除去HCl和H2O;D选项合理,在加热条件下,O2可与丙装置中的铜网反应而被除去。 8.除去下列物质中所含少量杂质的设计正确的是( ) 选项 物质 杂质 试剂 提纯方法 A BaSO4 BaCO3 水 溶解、过滤、洗涤 B CO2 SO2 饱和Na2CO3溶液 洗气 C 乙酸乙酯 乙酸 稀NaOH溶液 混合振荡、静置分液 D 蛋白质 葡萄糖 浓(NH4)2SO4溶液 盐析、过滤、洗涤 答案 D 解析 BaSO4和BaCO3均不溶于水,不能用溶解、过滤、洗涤的方法分离,A项错误;CO2和SO2都能与饱和Na2CO3溶液反应,B项错误;乙酸乙酯在稀NaOH溶液中能发生水解,C项错误;蛋白质在浓(NH4)2SO4溶液中溶解度降低,发生盐析,葡萄糖能溶于(NH4)2SO4溶液中,过滤洗涤即可除去葡萄糖,D项正确。 9.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、NH、Cl-、Mg2+、Ba2+、CO、SO,现取三份100 mL该溶液进行如下实验: (1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生; (2)第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04 mol; (3)第三份加足量BaCl2溶液后,干燥后得沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33 g。根据上述实验,以下推测正确的是( ) ①K+一定存在;②100 mL溶液中含0.01 mol CO; ③Cl-可能存在;④Ba2+一定不存在;⑤Mg2+可能存在 A.③④ B.③④⑤ C.①② D.①③④ 答案 D - 18 - 解析 (1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,与AgNO3溶液有沉淀产生的离子有:Cl-、CO、SO;(2)加足量NaOH溶液加热产生气体,气体是氨气,故溶液中一定含有NH,并且物质的量为0.04 mol;(3)不溶于盐酸的2.33 g沉淀为硫酸钡,物质的量为:=0.01 mol;6.27 g沉淀是硫酸钡和碳酸钡,碳酸钡质量为6.27 g-2.33 g=3.94 g,碳酸钡的物质的量为:=0.02 mol,故原溶液中一定存在CO、SO,则一定没有Mg2+、Ba2+;再根据电荷守恒,正电荷为:n(+)=n(NH)=0.04 mol;n(-)=2n(CO)+2n(SO)=0.06 mol,正电荷总物质的量小于负电荷,故原溶液中一定有K+,至少为0.02 mol;综合以上可以得出,一定存在的离子有:NH、K+、CO、SO,一定没有的离子Mg2+、Ba2+,可能存在Cl-,则①③④正确,故答案为D。 二、非选择题(共28分) 10.(12分)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解),且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol/L。 阳离子 K+ Cu2+ Fe3+ Al3+ Fe2+ 阴离子 Cl- CO NO SO SiO 甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验: Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。 Ⅱ.取少量溶液于试管中,加入KSCN溶液后无明显变化。 Ⅲ.另取少量溶液于试管中,加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,此时溶液依然澄清,且溶液中阴离子种类不变。 Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。请推断: (1)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是________,阴离子是________(写离子符号)。 (2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是 __________________________________________________。 (3)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反应后过滤,洗涤,灼烧至恒重,得到的固体质量为________g。 答案 (1)Fe2+、Cu2+ Cl-、NO、SO (2)3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O (3)1.6 解析 (1)根据实验Ⅰ可知原溶液中不存在K+;根据实验Ⅱ可知原溶液中不存在Fe3+;根据实验Ⅲ可判断,生成的无色气体为NO,NO遇空气生成红棕色的NO2,推知原溶液中存在NO、Fe2+,又由于溶液中阴离子种类不变,所以一定存在Cl-,CO、SiO能与加入的盐酸反应导致阴离子发生变化,所以CO、SiO不存在;根据实验Ⅳ可知原溶液中存在SO。一定存在的阴离子有Cl-、SO、NO,已经确定的阳离子有Fe2+,由于阴、阳离子浓度均为0.1 - 18 - mol/L,根据电荷守恒可确定一定存在Cu2+,而不存在Al3+。 (2)在酸性环境中,Fe2+被NO氧化为Fe3+,同时生成NO、H2O,其反应的离子方程式为3Fe2++NO+4H+===3Fe3++NO↑+2H2O。 (3)加入NaOH溶液后,Cu2+、Fe2+与NaOH溶液反应分别生成Cu(OH)2、Fe(OH)2,充分反应后过滤、洗涤、灼烧至恒重最终得到CuO和Fe2O3固体,根据原子守恒可知得到0.01 mol CuO,0.005 mol Fe2O3,其总质量为0.01 mol×80 g/mol+0.005 mol×160 g/mol=1.6 g。 11.(2019·资阳市高三第二次诊断性考试)(16分)乙二酸(COOHCOOH)又名草酸,是生物体的一种代谢产物;现设计如下实验探究草酸分解反应的产物。 资料查阅: Ⅰ.草酸熔点为102 ℃,150~160 ℃升华,157 ℃时开始分解。在人体中C2O容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石。 Ⅱ.PdCl2溶液可用于检验CO,反应的化学方程式为CO+PdCl2+H2O===CO2+2HCl+Pd(黑色粉末)。 (1)A中盛放草酸的玻璃仪器的名称是______________,实验中观察到B中CuSO4粉末变蓝,相关化学方程式为______________________。 (2)装置E中的试剂为________,当观察到____________(填现象),可以证明有CO气体生成。 (3)下面是该实验过程中的相关操作,正确的操作顺序为________(填入下列步骤的字母)。 A.向装置中通入适量N2 B.点燃酒精灯 C.检查装置气密性 D.装入相关试剂 E.再次通入N2并熄灭酒精灯 (4)为准确证眀A中有CO2 - 18 - 气体产生,需取少量C中沉淀于试管中,滴加过量盐酸并观察是否有气泡产生,其目的是____________________________,草酸分解反应的化学方程式为______________________。 (5)实验过程中,学生提出装置A应改为装置F,请结合信息分析其原因是__________________________________________________________________;如果草酸粉末溅入眼睛里,应立即______________________,然后就医。 答案 (1)硬质玻璃管 CuSO4+5H2O===CuSO4·5H2O (2)PdCl2溶液 有黑色沉淀(或黑色粉末)生成 (3)CDABE (4)排除草酸蒸气对二氧化碳的检验产生干扰 H2C2O4H2O+CO↑+CO2↑ (5)草酸在分解前已经熔化,该改进可以避免液态草酸流出硬质玻璃管 用大量清水(或生理盐水)冲洗 解析 (1)实验中观察到B中CuSO4粉末变蓝说明草酸分解有水生成。 (2)装置E的目的是检验反应生成的一氧化碳,根据信息Ⅱ可知,PdCl2溶液可用于检验CO,CO存在的实验现象是有黑色沉淀(或黑色粉末)生成。 (3)实验开始前检查装置气密性,检查装置气密性后装入相关试剂,为防止空气中二氧化碳干扰二氧化碳的检验,点燃酒精灯前应该向装置中通入适量N2,排除空气中二氧化碳对实验的干扰,熄灭酒精灯前应该再向装置中通入适量N2排出CO,以防污染环境,故答案为CDABE。 (4)由于草酸在150~160 ℃时会升华,所以分解的混合气体中会混有草酸蒸气,草酸会与澄清石灰水反应生成草酸钙沉淀,为准确证眀有CO2气体产生,应向沉淀中加入盐酸观察是否有气泡产生。 (5)实验过程中,草酸分解前已经熔化,液态草酸可能会流出硬质玻璃管影响实验,所以最好将装置A改为装置F;草酸溶液显酸性,如果草酸粉末溅入眼睛里,会对眼睛产生刺激作用,应立即用大量清水(或生理盐水)冲洗,然后就医。 - 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