人教版新高考化学一轮复习训练--　物质的检验、分离与提纯

考点规范练2　物质的检验、分离与提纯

一、选择题

1.以下实验设计能达到实验目的的是(　　)。

2.(2020湖北四校联考)某研究性学习小组欲分析某矿石的主要成分,粉碎后将其溶于过量稀盐酸充分反应,过滤后用所得滤液进行如下实验,下列说法正确的是(　　)。

A.取少量滤液向其中滴加少量Na2CO3溶液,无白色沉淀,说明矿石中一定不含Ca2+

B.取少量滤液向其中滴加过量BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明矿石中含有S

C.取少量滤液向其中滴加过量的氨水,白色沉淀逐渐增多,然后渐渐溶解,说明矿石中含有Al3+

D.取少量滤液向其中先通入少量Cl2,再滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明矿石中一定含有Fe2+

3.(双选)下列操作中正确的是(　　)。

A.除去NaCl固体中的少量KNO3,应将固体溶解后蒸发结晶,趁热过滤,洗涤干燥

B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的底部

C.萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水的密度大

D.分液操作时,分液漏斗下端紧靠烧杯内壁

4.(2019全国Ⅲ)下列实验不能达到目的的是(　　)。

5.(双选)下列实验中,所采取的方法及其原理均正确的是(　　)。

6. 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的混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2

7.X溶液中含有下表离子中的某5种,且浓度均为0.1 mol·L-1(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液中加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是(　　)。

A.X溶液中不可能含有HC或C

B.生成无色气体的离子方程式为3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O

C.根据电荷守恒,原溶液中一定含Mg2+

D.X溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子

8.实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:

下列叙述不正确的是(　　)。

A.“还原”步骤发生的反应为S+I2+H2O2I-+S+2H+

B.“操作X”的名称为萃取,可在分液漏斗中进行

C.“氧化”过程中,可用H2O2溶液替代氯气

D.“富集”即I2富集于有机溶剂,同时除去某些杂质离子

二、非选择题

9.某废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、S。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),设计了如下流程图:

可供试剂a、试剂b(试剂b代表一组试剂)选择的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液、酸性KMnO4溶液、稀盐酸。

请根据流程图,回答相关问题。

(1)试剂a应该选用　　　　　　　。 

(2)操作①②③④⑤的名称是　　　　(填字母)。 

A.萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶

B.萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶

C.分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶

D.萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶

(3)除去无色液体Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、S,选出试剂b所代表的试剂,按滴加顺序依次是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)调节pH的作用是　　　　　　　　　,操作方法是　                                             。 

(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是　                                                。 

10.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:　                             　。 

11.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　　　　。 

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(夹持装置已省略)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 　　　　　　　　。 

答案：

1.D　解析:NaHCO3受热易分解,而Na2CO3受热不易分解,A项错误。AlCl3易水解,故蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液得不到AlCl3而是得到Al(OH)3,B项错误。苯甲酸常温下微溶于水,故提纯苯甲酸时,应将粗品在加热条件下溶于水,趁热过滤,冷却结晶,C项错误。氯水与NaBr和KI反应分别生成Br2、I2,两者都易溶于CCl4,分别在CCl4层中显橙红色、紫红色,D项正确。

2.B　解析:因盐酸过量,加入的少量Na2CO3溶液应先与H+反应,即使有Ca2+存在,也不会产生白色沉淀,A项错误。加入过量BaCl2溶液能产生白色沉淀,说明含有S,B项正确。氨水不能溶解Al(OH)3,C项错误。不能排除Fe3+的干扰,D项错误。

3.AD　解析:NaCl的溶解度受温度影响不大,硝酸钾的溶解度受温度影响较大,且硝酸钾少量,则将含少量硝酸钾的NaCl溶解后蒸发结晶,趁热过滤,洗涤干燥可除去硝酸钾,A项正确。蒸馏时,温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处,B项错误。萃取的基本原则是两种溶剂不互溶,且溶质在该溶剂中的溶解度比在原溶剂中大得多,与液体的密度无关,C项错误。分液操作时,分液漏斗下端紧靠烧杯内壁,D项正确。

4.A　解析:本题考查了物质的制备、除杂、混合物的分离等化学基础知识。氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,两种酸均可与碳酸钠反应生成NaCl和NaClO,故Cl2通入碳酸钠溶液中得不到次氯酸溶液,A项错误。MnO2可增大过氧化氢分解生成氧气的速率,B项正确。由于乙酸可与碳酸钠反应,但乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度较小,故除去乙酸乙酯中的少量乙酸,可用饱和碳酸钠溶液洗涤,静置分层后再分液即可达到除杂的目的,C项正确。饱和亚硫酸钠溶液可与浓硫酸发生反应Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑,D项正确。

5.AD　解析:可通过加入生石灰后蒸馏的方法除去乙醇中的水,B项错误。Al与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2,而Fe不能与NaOH溶液反应,故可用足量NaOH溶液将铁粉中的杂质Al除去,D项正确。

6.C　解析:A项,长颈漏斗不能用来分液,且乙酸乙酯与乙酸、乙醇互溶。B项,NO能与O2反应,且密度与空气相近,不能用排空气法收集。C项,配制FeCl3溶液时,为抑制Fe3+的水解,应将FeCl3溶解在较浓的盐酸中,再加水稀释。D项,将Cl2与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。

7.D　解析:加入足量稀盐酸后,阴离子种类没有变化,说明X溶液中不含OH-、HC、C,含有Cl-,有无色气体生成,应是N与Fe2+在酸性条件下发生氧化还原反应生成NO气体:3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,因此X溶液中肯定含有N和Fe2+。由于Cl-、N、Fe2+的浓度均为0.1 mol·L-1,此时电荷已守恒,但已知X溶液中含有5种离子,则还应含有阴、阳离子各一种,阴离子只能是S,则由电荷守恒可知,阳离子可能是Ca2+或Mg2+,由于Ca2+与S不能大量共存,所以只能是Mg2+。综上所述,溶液中含有2种阳离子:Fe2+、Mg2+,3种阴离子:Cl-、N、S,故D项不正确。

8.B　解析:还原时,I2做氧化剂,亚硫酸钠做还原剂,发生的主要反应为S+I2+H2OS+2I-+2H+,A项正确。 根据流程图,经过操作X得到四氯化碳和碘化钾溶液,操作X的名称为分液,应在分液漏斗中操作,B项错误。 用H2O2溶液做氧化剂,还原产物是水,对反应无影响,因此可以用H2O2溶液代替氯气,C项正确。 I2易溶于有机溶剂,因此富集过程是将I2萃取到有机溶剂中,同时除去某些杂质离子,D项正确。

9.答案:(1)H2O2溶液　(2)B　(3)BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)　(4)除去剩余的OH-及C　逐滴滴加稀盐酸,至用pH试纸测定溶液pH=7　(5)蒸发皿

解析:根据图示可知,制备流程为:废液中加入H2O2溶液,将溴离子氧化成溴单质,然后加入四氯化碳后通过萃取、分液分离出溴,通过操作③蒸馏得到四氯化碳和溴单质;无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S,分别加入BaCl2溶液、K2CO3溶液、KOH溶液,过滤后得到无色液体Ⅱ和固体A,再调节液体Ⅱ的pH除去碳酸根离子、氢氧根离子,得到无色液体Ⅲ,最后通过蒸发结晶获得氯化钾固体。

(1)由加入的CCl4及得到的深红棕色液体知,试剂a能将Br-氧化为Br2,试剂a应具有氧化性,所以应选用H2O2溶液。(2)由流程图知,无色液体Ⅰ中含有K+、Cl-、Ca2+、Mg2+、S,无色液体Ⅲ中只含有K+、Cl-,则试剂b的作用是除去Ca2+、Mg2+、S。操作①是萃取,操作②是将不互溶的两种液体分开——分液,操作③是将沸点不同、互溶的两液体分开——蒸馏,操作④是将溶液与沉淀分开——过滤,操作⑤是将KCl从其水溶液中提取出来——结晶,操作①②③④⑤的名称分别是萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶,故B项正确。(3)由于除杂时除杂试剂需过量,且不能引入新杂质,所以选用饱和K2CO3溶液除去Ca2+,选用KOH溶液除去Mg2+,选用BaCl2溶液除去S,而且只要满足BaCl2溶液在饱和K2CO3溶液之前加入即可。(4)由以上分析知,无色液体Ⅱ中还含有杂质离子C和OH-,需用盐酸来除去过量的OH-及C,调节pH=7的操作方法是逐滴滴加盐酸,至用pH试纸测定溶液的pH=7。(5)由于操作⑤是蒸发结晶,所以该操作用到的瓷质仪器是蒸发皿。

10.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

11.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

解析:(1)根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。

(2)根据上面的分析,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项错误;青蒿素在乙醚中可溶解,无法分液提取,C项错误,B项正确。

(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,应先吸水后吸收CO2,所以E内装的是无水CaCl2或P2O5,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。