2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习课后达标检测：专题10 3 第二单元　物质的分离、提纯与检验

2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习课后达标检测：专题10 3 第二单元　物质的分离、提纯与检验

一、单项选择题 ‎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”指(　　)‎ A．萃取　　　　　　　　 B．渗析 C．蒸馏 D．干馏 解析：选C。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．下列实验操作能达到实验目的的是(　　)‎ A．用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物 B．用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NO C．配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释 D．将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2‎ 解析：选C。长颈漏斗不能用来分液，A项错误；NO能与O2反应，不能用排空气法收集，B项错误；配制FeCl3溶液时，为防止Fe3＋的水解，应将FeCl3溶解在较浓的盐酸中，再加水稀释，C项正确；将Cl2和HCl的混合气体通过饱和食盐水可除去其中的HCl，但引入了水蒸气，D项错误。‎ ‎3．下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(　　)‎ A．在溶液中加KSCN，溶液显血红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋‎ B．气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 C．灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，无K＋‎ D．将气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明原气体是CO2‎ 解析：选B。A.在溶液中加KSCN，溶液显血红色，只能证明一定存在Fe3＋，不能证明是否含有Fe2＋，错误；B.无水CuSO4遇水生成CuSO4·5H2O，固体由白色变为蓝色，正确；C.灼烧白色粉末，火焰呈黄色，能够证明原粉末中含有Na＋，无法证明是否含有K＋，因为要观察钾的火焰颜色，必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光，排除钠的干扰，错误；D.能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是CO2，SO2也可以，错误。‎ ‎4．下列实验选用的装置、试剂不合理的是(　　)‎ 选项 实验目的 选用装置 选用试剂 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 甲 试剂a为饱和氯化钠溶液 B 除去NH3中少量的H2O 乙 试剂b为无水氯化钙 C 除去H2中少量的HCl、H2O 乙 试剂b为碱石灰 D 除去N2中少量的O2‎ 丙 足量铜网 解析：选B。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。‎ ‎5．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(　　)‎ 选项 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法 A 溴化钠溶液(NaI)‎ 氯水、CCl4‎ 萃取、分液 B 氯化铵溶液(FeCl3)‎ 氢氧化钠溶液 过滤 C 二氧化碳(CO)‎ 氧化铜粉末 通过灼热的 氧化铜粉末 D 乙酸乙酯 ‎(CH3COOH)‎ 乙醇、浓硫酸 加热蒸馏 解析：选C。氯水也能与NaBr反应，不符合除杂的要求；NH4Cl也能与NaOH反应，不符合除杂的要求；除去乙酸乙酯中的CH3COOH，可以先加入饱和Na2CO3溶液，然后分液。‎ ‎6．(2017·高考天津卷)以下实验设计能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 实验设计 A 除去NaHCO3固体中的Na2CO3‎ 将固体加热至恒重 B 制备无水AlCl3‎ 蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液 C 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶 D 鉴别NaBr和KI溶液 分别加新制氯水后，用CCl4萃取 解析：选D。除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可加水溶解制成饱和溶液，通入足量CO2气体，结晶，过滤，A项错误；制备无水AlCl3时，应将AlCl3溶液在HCl氛围中蒸发，B项错误；重结晶提纯苯甲酸时，应将粗品制成其热饱和溶液，趁热过滤，再冷却结晶，C项错误；鉴别NaBr和KI溶液，分别加入新制氯水后，用CCl4萃取，Br2的CCl4溶液呈橙色，I2的CCl4溶液呈紫红色，D项正确。‎ 二、不定项选择题 ‎7．下列鉴别方法不可行的是(　　)‎ A．用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯 B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳 C．用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯 D．用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环己烯和环己烷 解析：选D。A、B、C均可鉴别：A中，乙醇溶于水，甲苯、溴苯不溶于水，与水混合后分层，甲苯密度比水小在上层，溴苯密度比水大在下层；B中，乙醇、苯燃烧火焰有明显差别，而四氯化碳不燃烧；C中，乙醇溶于碳酸钠溶液，乙酸与碳酸钠反应产生气泡，乙酸乙酯浮于碳酸钠溶液上面。‎ ‎8．(2020·扬州模拟)某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质，为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．起始滤液常温下pH>7‎ B．试剂Ⅰ为BaCl2溶液 C．上图过程必须经2次过滤 D．步骤③目的是除去CO 解析：选C。 滤液中先加入过量的BaCl2溶液(试剂Ⅰ)除去SO和CO，得到混合物X，再加入过量的K2CO3溶液(试剂Ⅱ)除去Ba2＋，过滤后得到的混合物Y为KCl和K2CO3的混合溶液，再加入适量的稀盐酸(试剂Ⅲ)除去CO，得到的混合物Z为KCl溶液，再蒸发结晶即得KCl晶体。A.起始滤液中含有碳酸钾，碳酸根离子水解使溶液显碱性，pH>7，A正确；B.由上述分析可知，试剂Ⅰ为BaCl2溶液，B正确；C.题图过程仅需一次过滤即可，C错误；D.步骤③中加入的试剂Ⅲ为稀盐酸，其目的是除去CO，D正确。‎ ‎9．下列实验操作能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 实验操作 A 制备Fe(OH)3胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中 B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2‎ 将MgCl2溶液加热蒸干 C 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀盐酸溶解，过滤、洗涤、干燥 D 比较水和乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入盛有水和乙醇的烧杯中 解析：选CD。NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀，并非Fe(OH)3胶体，A项错误；加热能促进MgCl2水解和HCl逸出，最终MgCl2完全水解生成Mg(OH)2，不能得到无水MgCl2，B项错误；加入稀盐酸，CuO溶解而Cu不反应，C项正确；根据Na分别与水、乙醇反应的剧烈程度或产生气泡的快慢可比较水和乙醇中氢的活泼性，D项正确。‎ 三、非选择题 ‎10．某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SO、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程：‎ 回答以下问题：‎ ‎(1)操作Ⅰ的名称为________；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还有_______________________________________________。‎ ‎(2)试剂Y的化学式为____________；检验SO已除尽的方法是__________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)写出操作Ⅲ的具体操作步骤：____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)加入氧化剂，能够将苦卤中的Br－氧化为Br2，加入CCl4萃取、分液可分离出溶液中的Br2。橙色液体为溴的CCl4溶液，可以用蒸馏的方法分离出溴，还需用到蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶等玻璃仪器。(2)溶液A中的离子为K＋、Mg2＋、SO、Cl－，分别加入Ba(OH)2、K2CO3，除去其中的SO、Mg2＋以及过量的Ba2＋，则Y必须为K2CO3。检验SO已除尽，可以取少量无色溶液D，加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀产生，也可以取少量无色溶液B，加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀产生。(3)操作Ⅲ是由KCl溶液得到KCl晶体，实验操作为蒸发结晶。‎ 答案：(1)萃取、分液　蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶 ‎(2)K2CO3　取少量无色溶液D，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，则SO已除尽(其他合理答案也可) ‎ ‎(3)将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液出现较多晶体时，停止加热，利用余热蒸干 ‎11．根据下列各组溶解度曲线图，判断分离提纯方法。‎ ‎(1)根据图1中Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线，由Na2SO4溶液得到Na2SO4固体的操作为升温结晶、__________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗涤的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)根据图2所示相关物质的溶解度曲线，在实验室中提纯过硫酸钾粗产品的实验具体操作依次为将过硫酸钾粗产品溶于适量水中，________________________________________‎ ‎______________________________________，干燥。‎ ‎(3)根据图1中红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)和Na2SO4的溶解度曲线，从Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取红矾钠的操作为先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤。趁热过滤的目的是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 然后将滤液____________，从而析出红矾钠。‎ 解析：(1)实验目的是得到Na2SO4固体，并防止生成Na2SO4·10H2O，趁热过滤、用乙醇洗涤都是为了达到这个目的。(2)根据各物质的溶解度变化和过硫酸钾的性质，应利用重结晶法进行提纯分离。(3)根据溶解度曲线可知，随着温度升高，Na2SO4的溶解度降低，而Na2Cr2O7·2H2O溶解度升高，趁热过滤，有利于Na2SO4结晶析出，又能防止Na2Cr2O7·2H2O结晶析出。蒸发浓缩、趁热过滤后只需将滤液冷却结晶即可得到红矾钠。‎ 答案：(1)趁热过滤　防止形成Na2SO4·10H2O ‎(2)在不超过80 ℃的条件下蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用冷水洗涤 ‎(3)有利于Na2SO4结晶析出，又能防止Na2Cr2O7·2H2O结晶析出　冷却结晶 ‎12．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程：‎ 根据上述流程回答下列问题：‎ ‎(1)混合①中发生反应的化学方程式为________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)混合①中使用冰水的目的是______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)操作Ⅱ和Ⅲ的名称分别是________、________。操作Ⅲ一般适用于分离__________混合物(填编号)。‎ a．固体和液体　　　　　　　 b．固体和固体 c．互不相溶的液体 d．互溶的液体 ‎(4)混合②中加入Na2SO3的目的是_________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)常带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________________，若假设成立可观察到的现象为___________________________________________________________________。‎ 乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________________________________________，‎ 其用于证明该假设所用的试剂为__________。‎ 解析：(1)SO2和Br2 用冰水混合，二者反应生成H2SO4和HBr。(2)由于Br2和HBr具有挥发性，使用冰水能降低体系温度，防止Br2和HBr挥发，使反应更充分，并减少HBr的损失。(3)用Ba(OH)2能将SO沉淀，即操作Ⅱ是过滤，得到的滤液中含有氢溴酸等物质，由于氢溴酸沸点较低，可以采用蒸馏法分离，蒸馏法适用于分离互溶且沸点不同的液体。(4)加入Na2SO3可以除去少量未反应的Br2。(5)检验Fe3＋可以用KSCN溶液(或苯酚溶液)，溶液变成血红色(或紫色)；氢溴酸中含有少量单质溴也会呈现淡黄色，可以用CCl4萃取检验。‎ 答案：(1)SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4‎ ‎(2)降低体系温度，防止Br2和HBr挥发 ‎(3)过滤　蒸馏　d ‎(4)除去粗品中未反应的Br2‎ ‎(5)KSCN溶液(或苯酚溶液)　溶液变成血红色(或紫色)　含有Br2　CCl4‎ ‎13．锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究，设计实验流程如下：‎ ‎(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为______________________________________‎ ‎____________________。‎ ‎(2)第③步反应的离子方程式是______________________________________________。‎ ‎(3)第④步反应后，过滤所需的玻璃仪器有______________________________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：___________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1 g，第③步反应中加入20.0 mL 3.0 mol·L－1的H2SO4溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3，‎ 则至少有__________g Na2CO3参加了反应。‎ 解析：(1)锂离子电池正极材料中的铝箔与NaOH溶液反应生成NaAlO2，向第①步反应后的滤液中通入过量CO2，NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3沉淀。‎ ‎(2)第③步为LiMn2O4在酸性条件下与氧气反应，该反应中氧气是氧化剂，反应生成硫酸锂、二氧化锰和水。‎ ‎(3)过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。若滤液浑浊，则原因可能是漏斗中液面高于滤纸边缘；玻璃棒下端紧靠的不是三层滤纸处，导致滤纸破损。‎ ‎(4)LiMn2O4的物质的量为0.1 mol，最终生成0.05 mol Li2CO3；加入H2SO4一共0.06 mol，与LiMn2O4反应后剩余0.01 mol H2SO4；加入的Na2CO3先与剩余的硫酸反应，再与Li＋反应生成Li2CO3，故至少有0.06 mol(即6.36 g)Na2CO3参加反应。‎ 答案：(1)Al(OH)3‎ ‎(2)4LiMn2O4＋4H＋＋O2===8MnO2＋4Li＋＋2H2O ‎(3)烧杯、漏斗、玻璃棒　玻璃棒下端靠在滤纸的单层处，导致滤纸破损；漏斗中液面高于滤纸边缘(其他合理答案均可)‎ ‎(4)6.36‎