2020届高考化学一轮复习（苏教版）物质的检验、分离和提纯作业

2020届高考化学一轮复习（苏教版）物质的检验、分离和提纯作业

物质的检验、分离和提纯 一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.(2018山东名校联盟期末联考)《炼丹秘诀》中的“抽汞法”有如下叙述:“朱砂不计多少。入砂锅中以炭屑填平锅口,剪蛎壳板如锅大密钻小窍盖之,却将空砂锅一个与前锅二口相合,铁丝固济(包括有用铁丝缠和用盐泥固济二法),地下掘一穴安埋空锅,锻炼之后候冷取出,大概银朱一两只有真汞三钱。”文中涉及的操作方法是(　　)‎ A.蒸馏 B.升华 C.干馏 D.萃取 ‎2.现有①K2SO4　②Ba(NO3)2　③Al2(SO4)3　④KOH　⑤CuCl2五种物质的溶液。不用其他任何试剂就能把它们一一鉴别出来,其鉴别出来的顺序是(　　)‎ A.⑤④③②① B.②③④①⑤‎ C.⑤④①②③ D.①②③④⑤‎ ‎3.(2019广西南宁三中高三月考)由下列实验得出的结论正确的是(　　)‎ 选项 实验内容 结论 A 向某溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 该溶液中一定含有CO‎3‎‎2-‎或SO‎3‎‎2-‎ B 向某溶液中加入少量的盐酸,生成白色沉淀 溶液中不一定含有Ag+‎ C 将某有机物与NaOH、乙醇混合共热后加入AgNO3溶液,没有出现白色沉淀 该有机物中不含氯原子 D 将液溴、苯、FeBr3混合于烧瓶中反应,将产生的气体导出至AgNO3溶液中,生成了淡黄色沉淀 液溴与苯的反应属于取代反应,而不是加成反应 ‎4.下列实验中,所选装置不合理的是(　　)‎ 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 ‎5.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(　　)‎ 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 ‎6.科学家通过探寻矿物X推测外星球上是否曾经存在水。某兴趣小组为分析矿物X中的常见离子,将其溶于稀硝酸,并用所得溶液进行实验,下列依据实验现象得出的结论不正确的是(　　)‎ A.用铂丝蘸取少量溶液进行焰色反应,火焰呈紫色,说明矿物X中含K+‎ B.取少量溶液,向其中滴加NaOH溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,试纸变蓝,说明矿物X中含NH‎4‎‎+‎ C.取少量溶液,向其中滴加KSCN溶液,溶液变为红色,说明矿物X中至少含Fe3+和Fe2+中的一种 D.取少量溶液,向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明矿物X中含SO‎4‎‎2-‎ ‎7.(2016课标全国Ⅱ,12)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:‎ ‎①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;‎ ‎②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。‎ 该白色粉末可能为(　　)‎ A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3‎ C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4‎ ‎8.某溶液只含有K+、Fe3+、Cl-、Mg2+、I-、CO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述不正确的是(　　)‎ A.该溶液中一定有I-、CO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎、K+‎ B.试剂①为硝酸钡溶液 C.通过在黄色溶液中加入硝酸银溶液可以检验原溶液中是否存在Cl-‎ D.试剂②一定为盐酸 二、非选择题(本题共3小题,共52分)‎ ‎9.(2018江苏南京高三模拟)(16分)环己酮是一种重要的化工原料,实验室常利用下列原理和装置制备(部分夹持仪器未画出):‎ 环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表(*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点):‎ 物质 相对分子质量 沸点(℃)‎ 密度(g·cm-3,20 ℃)‎ 溶解性 环己醇 ‎100‎ ‎161.1(97.8*)‎ ‎0.962 4‎ 微溶于水 环己酮 ‎98‎ ‎155.6(95*)‎ ‎0.947 8‎ 微溶于水 水 ‎18‎ ‎100.0‎ ‎0.998 2‎ ‎—‎ ‎(1)已知合成环己酮的反应是放热反应,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验时,先在合成装置中加入5.2 mL(5 g)环己醇和几粒沸石,再加入酸性Na2Cr2O7溶液。酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为　　　　(填字母)。 ‎ A.一次性加入 B.缓慢加入 C.无所谓,怎样加入都可以 ‎(2)若酸性Na2Cr2O7溶液的体积为35 mL,则应选取　　　　(填“100 mL”或“250 mL”)的三颈烧瓶。 ‎ ‎(3)反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~97 ℃的馏分(设为A),其主要成分是　　　　　　　的混合物;在馏分A中加入氯化钠固体至饱和,静置、分液,得有机层(设为B)。加入氯化钠固体的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;在有机层B中加入无水硫酸镁固体,充分作用后过滤,加入无水硫酸镁的作用是　　　　　　　　　　　　,然后进行蒸馏。 ‎ ‎(4)合成装置中冷凝水应从　　　(填“a”或“b”)口进入;精制装置中的两处错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)若最终得到环己酮的质量为3.43 g,则环己酮的产率是　　　　。 ‎ ‎10.(2019江西上高二中高三月考)(18分)Ⅰ.海水晒盐后所得的苦卤中含有较高浓度的MgCl2、KCl以及金属溴化物。以下是苦卤化学分离的过程。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)若试剂A是一种有色气体单质,则A是　　　　(填化学式); ‎ ‎(2)“操作Ⅱ”是　　　　,“操作Ⅲ”是　　　。(填字母) ‎ a.蒸发 b.蒸馏 c.分液 d.重结晶 ‎(3)试剂B可能是下列物质中的　　　　。(填字母) ‎ a.饱和NaCl溶液 b.CCl4‎ c.NaOH d.乙醇 Ⅱ.一种工业制备SrCl2·6H2O的生产流程如下图所示:‎ 已知:①M(SrCl2·6H2O)=267 g·mol-1;‎ ‎②Ksp(SrSO4)=3.3×10-7、Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;③经盐酸浸取后,溶液中有Sr2+、Cl-及少量Ba2+。‎ ‎(1)加入硫酸的目的是　　　　　　　　　　　;为了提高原料的利用率,滤液中Sr2+的浓度应不高于　　　　　　 mol·L-1(注:此时滤液中Ba2+浓度为1×10-5 mol·L-1)。 ‎ ‎(2)产品纯度检测:称取1.000 g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO3 1.100×10-2 mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其他与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.200 0 mol·L-1的NH4SCN标准溶液滴定剩余的AgNO3,使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。‎ ‎①滴定反应达到终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②若滴定过程用去上述浓度的NH4SCN溶液20.00 mL,则产品中SrCl2·6H2O的质量百分含量为　　　　(保留4位有效数字)。 ‎ ‎11.(2016课标全国Ⅲ,26)(18分)过氧化钙微溶于水,溶于酸,可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题:‎ ‎(一)碳酸钙的制备 ‎(1)步骤①加入氨水的目的是　　　　　　　　　　。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,有利于　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)右图是某学生的过滤操作示意图,其操作不规范的是　　　　(填标号)。 ‎ a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b.玻璃棒用作引流 c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁 d.滤纸边缘高出漏斗 e.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 ‎(二)过氧化钙的制备 CaCO3滤液白色结晶 ‎(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈　　　　性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)步骤③中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　,该反应需要在冰浴下进行,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤,使用乙醇洗涤的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)制备过氧化钙的另一种方法是:将石灰石煅烧后,直接加入双氧水反应,过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是　　　　　　　　　　　　　　,产品的缺点是　　　　　。 ‎ 课时规范练29　物质的检验、分离和提纯 ‎1.A　意思为“向一砂锅中放入一定量的朱砂,用炭屑填平锅口,剪与锅一般大蛎壳板,在上面钻许多小孔,盖在锅上,再将一空砂锅与该锅的口密合,再用铁丝等固定密封,在地上挖一洞,将空锅放在洞口上,加热煅烧,冷却后可以得到汞”。即通过加热反应产生的汞蒸气冷却后得纯净汞。‎ ‎2.A　首先根据CuCl2溶液呈蓝色,鉴别出CuCl2溶液;再用CuCl2溶液鉴别出KOH溶液;用KOH溶液鉴别出Al2(SO4)3溶液;再用Al2(SO4)3溶液鉴别出Ba(NO3)2溶液;最后鉴别出K2SO4溶液。‎ ‎3.B　向某溶液中加入盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中可能含有CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎或SO‎3‎‎2-‎,故A项错误;SiO‎3‎‎2-‎能与H+反应生成白色沉淀H2SiO3,所以向某溶液中加入少量的盐酸,生成白色沉淀,溶液中可能含有Ag+或SiO‎3‎‎2-‎或两者都有,故B项正确;CH3Cl与NaOH、乙醇混合共热,不能发生消去反应,加入AgNO3溶液,没有出现白色沉淀,故C项错误;将液溴、苯、FeBr3混合于烧瓶中反应,导出的气体中含有溴蒸气,将产生的气体导出至AgNO3溶液中,生成了淡黄色沉淀,不能证明气体中含有HBr,故D项错误。‎ ‎4.A　CH3COOC2H5难溶于Na2CO3溶液,二者混合会分层,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,选择①和②,D项正确。‎ ‎5.D　①加热法分离提纯固体混合物应满足的条件:一种物质受热易挥发或分解,另一物质受热不挥发或难分解。②加试剂法分离(过滤)提纯固体混合物应满足的条件:所加试剂能达到让一种物质形成溶液,而另一物质形成难溶物的状态。碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解,故用方案1不能将两物质分离开,A项错误;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,B项错误;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,C项错误;SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离,D项正确。‎ ‎6.D　焰色反应中火焰为紫色,说明矿物中一定含K+,A项正确;检验到NH3,说明矿物中含NH‎4‎‎+‎,B项正确;当矿物中含Fe3+时,滴加KSCN溶液,溶液变红色,当矿物中含有Fe2+时,加入稀硝酸后,会有Fe3+生成,滴加KSCN溶液,溶液也会变红色,故说明矿物中至少含Fe3+和Fe2+中的一种,C项正确;若矿物中含有HSO‎3‎‎-‎或SO‎3‎‎2-‎,会被稀硝酸氧化生成SO‎4‎‎2-‎而干扰实验结果,D项错误。‎ ‎7.C　本题的解题关键在于熟悉各物质的水溶性及相应反应规律。NaHCO3可溶,Al(OH)3不溶,加足量稀盐酸时,NaHCO3与盐酸反应放出CO2气体,而Al(OH)3完全溶解;向样品中加入足量稀硫酸时,有气泡产生,且固体全部溶解,不符合实验②,A项不符合题意。AgCl不溶于盐酸,不符合实验①,B项不符合题意。C项中两物质符合实验①现象,加入足量水后有固体物质(BaCO3、BaSO3均不溶),再加入稀盐酸,产生SO2气体,固体全部溶解;也符合实验②现象,加入足量稀硫酸产生SO2、CO2气体,并生成BaSO4沉淀,C项符合题意。D项中两物质符合实验①现象,加入足量水后的固体物质为CuCO3,再加入稀盐酸,产生CO2气体,固体全部溶解;但不符合实验②的现象,振荡后无固体存在,D项不符合题意。‎ ‎8.C　由实验可知,试剂①为硝酸钡溶液,生成的白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡;试剂②为盐酸,原溶液中一定存在CO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎,则不含Fe3+、Mg2+;加试剂①过滤后的滤液中,再加试剂②盐酸,H+、NO‎3‎‎-‎、I-发生氧化还原反应生成I2,使溶液变黄色,由于溶液呈电中性,则溶液中一定含有的阳离子为K+。由上述分析可知,该溶液中一定有I-、CO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎、K+,故A项正确;由上述分析可知,试剂①为硝酸钡溶液,故B项正确;加入足量盐酸会引入 Cl-,故无法判断原溶液中是否存在Cl-,故C项错误;由上述分析可知,试剂②一定为盐酸,不能为硫酸,因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加,不符合题意,故D项正确。‎ ‎9.答案 (1)B　(2)100 mL ‎(3)环己酮和水　增加水层的密度,有利于液体分层　除去残留在环己酮中的水 ‎(4)a　温度计的水银球插入到溶液中;冷凝水进、出口方向颠倒 ‎(5)70%‎ 解析 (1)酸性Na2Cr2O7溶液应缓慢加入,防止剧烈反应,导致温度过高。‎ ‎(2)反应液的总体积是40.2 mL,液体体积一般不能超过三颈烧瓶容积的‎2‎‎3‎,且不少于‎1‎‎3‎,所以应选择100 mL三颈烧瓶。‎ ‎(3)95 ℃时得到环己酮和水的恒沸溶液,所以95~97 ℃的馏分是环己酮和水的混合物;环己酮的密度与水接近,不容易分层,加入NaCl可增加水层溶液的密度,有利于分层;加入无水硫酸镁是为了除去残留在环己酮中少量的水。‎ ‎(5)5 g环己醇理论上得到4.9 g环己酮,所以产率是‎3.43 g‎4.9 g×100%=70%。‎ ‎10.答案 Ⅰ.(1)Cl2　(2)b　d　(3)b Ⅱ.(1)除去Ba2+杂质　0.03‎ ‎(2)①加入最后一滴标准液,溶液由无色变为红色,且30 s不褪色　②93.45%‎ 解析 Ⅰ.海水晒盐后所得的苦卤中含有较高浓度的MgCl2、KCl以及金属溴化物,加入的试剂A为氧化剂,发生反应生成溴单质,加入萃取剂四氯化碳萃取分液得到含溴单质的混合溶液B和混合液C,混合溶液B通过蒸馏得到液溴和试剂B(四氯化碳),混合液C通过重结晶法分离氯化镁和氯化钾。‎ ‎(1)若试剂A是一种有色气体单质,则A是Cl2,氯气氧化溴离子生成溴单质,反应的离子方程式为2Br-+Cl2Br2+2Cl-;‎ ‎(2)操作Ⅱ是从萃取剂中分离出溴单质,利用物质沸点不同,控制温度通过蒸馏的方法分离得到溴单质,操作Ⅲ是通过重结晶的方法分离氯化镁和氯化钾;‎ ‎(3)试剂B是萃取剂,应具有的特点是与水不互溶,较易溶解Br2且不与Br2发生反应,选项中只有CCl4符合。‎ Ⅱ.(1)经盐酸浸取后的溶液中含有少量Ba2+杂质,加入硫酸的目的是除去溶液中的Ba2+杂质;溶液中Ba2+浓度为1×10-5 mol·L-1,BaSO4的溶度积常数为1.1×10-10,所以c(SO‎4‎‎2-‎)=‎1.1×1‎‎0‎‎-10‎‎1×1‎‎0‎‎-5‎ mol·L-1=1.1×10-5 mol·L-1,又SrSO4的溶度积常数为3.3×10-7,所以为了提高原料利用率,溶液中Sr2+的浓度应不高于c(Sr2+)=‎3.3×1‎‎0‎‎-7‎‎1.1×1‎‎0‎‎-5‎ mol·L-1=0.03 mol·L-1。‎ ‎(2)①Ag+完全以AgSCN白色沉淀的形式析出后,再滴加NH4SCN溶液,就会与Fe3+产生络合物使溶液变为红色,因此滴定达到终点时溶液由无色变为血红色,且30 s不褪色;‎ ‎②n(NH4SCN)=0.200 0 mol·L-1×0.02 L=4.0×10-3 mol,Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,所以滴定前溶液中剩余的Ag+的物质的量为n(Ag+)=4.0×10-3 mol,则与Cl-反应的Ag+的物质的量为n(Ag+)=1.100×10-2 mol-4.0×10-3 mol=7.0×10-3 mol,1.000 g产品中SrCl2·6H2O的物质的量为n(SrCl2·6H2O)=‎1‎‎2‎×n(Ag+)=3.5×10-3 mol,1.000 g产品中SrCl2·6H2O的质量为m(SrCl2·6H2O)=3.5×10-3 mol×267 g·mol-1=0.934 5 g,所以产品纯度为‎0.934 5 g‎1.000 g×100%=93.45%。‎ ‎11.答案 (一)(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀　过滤分离 ‎(2)ade ‎(二)(3)酸　除去溶液中的CO2‎ ‎(4)CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2OCaO2·8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2CaO2↓+2NH4Cl+2H2O　温度过高时H2O2易分解 ‎(5)去除结晶表面水分 ‎(6)工艺简单、操作方便　纯度较低 解析 (1)用盐酸溶解固体时盐酸过量,加入氨水中和了过量的盐酸,OH-的浓度增大,使Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡正向移动,从而使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(2)过滤时,漏斗末端颈尖应紧贴烧杯内壁,a不规范;如果滤纸边缘高于漏斗边缘,则液体易洒出,故滤纸边缘应低于漏斗边缘,d不规范;过滤时,不可用玻璃棒搅拌,否则易损坏滤纸,e不规范。‎ ‎(3)CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,CO2溶于溶液中使溶液呈酸性;可通过煮沸的方法除去CO2。‎ ‎(4)反应物为CaCl2、NH3·H2O、H2O2,产物之一为目标产物CaO2,根据原子个数守恒,可判断还有NH4Cl和H2O生成。H2O2不稳定,受热易分解,冰浴下进行反应的目的是防止H2O2分解。‎ ‎(5)乙醇易挥发,且CaO2在乙醇中溶解度小,用乙醇洗涤可带走晶体表面的水分得到较干燥的晶体。‎ ‎(6)相对于前一种方法,直接煅烧石灰石后加入双氧水,操作更简单,但得到的CaO2中会混有CaCO3、CaO等杂质而使产品不纯。‎