届高考化学三轮专题高分冲刺提升训练物质的制备分离和提纯专题训练课后复习总结.docx
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届高考化学三轮专题高分冲刺提升训练物质的制备分离和提纯专题训练课后复习总结
——物质的制备、分离和提纯
【专题训练】
1.(2019·广州高三调研测试)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )
选项
目的
分离方法
原理
A
分离氢氧化铁胶体与FeCl3溶液
过滤
胶体粒子不能通过滤纸
B
用乙醇提取碘水中的碘
萃取
碘在乙醇中的溶解度较大
C
用MgCl2溶液制备无水MgCl2固体
蒸发
MgCl2受热不分解
D
除去丁醇中的乙醚
蒸馏
丁醇与乙醚的沸点相差较大
答案 D
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。
2.(2019·长春外国语学校高三期末考试)用下列装置完成相关实验,合理的是( )
A.图1:
验证H2CO3酸性强于H2SiO3
B.图2:
收集CO2或NH3
C.图3:
分离Na2CO3溶液与CH3COOC2H5
D.图4:
分离C2H5OH与CH3COOC2H5
答案 B
解析 生成的二氧化碳中含有氯化氢,氯化氢也能与硅酸钠反应产生硅酸沉淀,干扰二氧化碳与硅酸钠反应,A错误;氨气的密度比空气密度小,二氧化碳的密度比空气密度大,则导管长进短出收集二氧化碳,短进长出收集氨气,B正确;Na2CO3溶液与CH3COOC2H5分层,应选分液法分离,C错误;CH3CH2OH与CH3COOC2H5互溶,不能分液分离,D错误。
3.(2019·全国卷Ⅰ)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
[解析] 向圆底烧瓶中滴加液体前,要先打开K,以保证液体能顺利滴下,A正确;装置b中CCl4的作用是吸收反应过程中未反应的溴蒸气,Br2溶于CCl4显浅红色,B正确;装置c中Na2CO3溶液的作用是吸收反应中产生的HBr气体,防止污染环境,C正确;反应后的混合液应该用稀NaOH溶液洗涤,目的是除去溴苯中的溴,然后分液得到溴苯,不是结晶,D错误。
[答案] D
4.(2018·全国卷Ⅱ)下列实验过程可以达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验过程
A
配制0.4000mol·L-1的NaOH溶液
称取4.0g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250mL容量瓶中定容
B
探究维生素C的还原性
向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,观察颜色变化
C
制取并纯化氢气
向稀盐酸中加入锌粒,将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液
D
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
答案 B
解析 氢氧化钠溶于水放热,因此溶解后需要冷却到室温后再转移至容量瓶中,并洗涤烧杯和玻璃棒,A错误;氯化铁具有氧化性,能被维生素C还原为氯化亚铁,从而使溶液颜色发生变化,所以向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液,通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性,B正确;向稀盐酸中加入锌粒,生成氢气,由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气,因此将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸即可,不需要通过KMnO4溶液,C错误;反应的方程式为HSO
+H2O2===SO
+H++H2O,反应过程中没有明显的实验现象,因此无法探究浓度对反应速率的影响,D错误。
5.(2018·全国卷Ⅲ)下列实验操作不当的是( )
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D.常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二
答案 B
解析 锌粒与加入的硫酸铜溶液发生置换反应,置换出单质铜,形成锌铜原电池,反应速率加快,A正确。
用盐酸滴定碳酸氢钠溶液,滴定终点时,碳酸氢钠应该完全反应转化为氯化钠、水和二氧化碳气体,此时溶液应该显酸性(二氧化碳在水中形成碳酸),应该选择变色范围在酸性的甲基橙为指示剂,B错误。
用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,进行焰色反应,火焰为黄色,说明该盐溶液中一定有Na+,C正确。
常压蒸馏时,为保证加热过程中液体不会从烧瓶内溢出,一般要求液体的体积不超过烧瓶容积的三分之二,D正确。
6.验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
①
在Fe表面生
成蓝色沉淀
②
试管内无明显变化
③
试管内生成蓝色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B.对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C.验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D.将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
答案 D
解析 对比②③,②Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]无明显变化,说明②Fe附近的溶液中不含Fe2+,③Fe附近的溶液中加入K3[Fe(CN)6]产生蓝色沉淀,说明③Fe附近的溶液中含Fe2+,②中Fe被保护,A正确;①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,Fe表面产生了Fe2+,对比①②的异同,①可能是K3[Fe(CN)6]将Fe氧化成Fe2+,B正确;对比①②,①加入K3[Fe(CN)6]在Fe表面产生蓝色沉淀,①也能检验出Fe2+,不能用①的方法验证Zn保护Fe,C正确;由实验可知K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化成Fe2+,将Zn换成Cu不能用①的方法证明Fe比Cu活泼,D错误。
7.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁,在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。
回答下列问题:
(1)在试管中加入少量绿矾样品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化。
再向试管中通入空气,溶液逐渐变红。
由此可知:
_____________________________________________________________________、
_____________________________________________________________________。
(2)为测定绿矾中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为m1g。
将样品装入石英玻璃管中,再次将装置A称重,记为m2g。
按下图连接好装置进行实验。
①仪器B的名称是________。
②将下列实验操作步骤正确排序________(填标号);重复上述操作步骤,直至A恒重,记为m3g。
a.点燃酒精灯,加热
b.熄灭酒精灯
c.关闭K1和K2
d.打开K1和K2,缓缓通入N2
e.称量A
f.冷却到室温
③根据实验记录,计算绿矾化学式中结晶水数目x=________(列式表示)。
若实验时按a、d次序操作,则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究硫酸亚铁的分解产物,将
(2)中已恒重的装置A接入下图所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。
实验后反应管中残留固体为红色粉末。
①C、D中的溶液依次为________(填标号)。
C、D中有气泡冒出,并可观察到的现象分别为___________________________________________________。
a.品红 b.NaOH c.BaCl2
d.Ba(NO3)2 e.浓H2SO4
②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案
(1)样品中没有Fe3+ Fe2+易被氧气氧化为Fe3+
(2)①干燥管 ②dabfce ③
偏小
(3)①c、a 生成白色沉淀、褪色或变浅
②2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
解析
(1)绿矾溶液中滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,说明样品中没有Fe3+;再向试管中通入空气,溶液变红,说明有Fe3+生成,即Fe2+易被氧气氧化为Fe3+。
(2)①由仪器的构造特征可知,B为干燥管。
②实验时,为防止空气中的O2将Fe2+氧化,应先通入N2将装置中的O2排净,然后点燃酒精灯加热。
停止加热后,为防止FeSO4吸收空气中的水蒸气,待玻璃管冷却,关闭K1和K2后再称重。
故实验操作步骤应为d、a、b、f、c、e。
③由题意知,绿矾的质量为(m2-m1)g,加热后FeSO4的质量为(m3-m1)g,结晶水的质量为(m2-m3)g。
设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O,则
FeSO4·xH2O
FeSO4 + xH2O
15218x
(m3-m1)g(m2-m3)g
=
解得:
x=
若实验中,按a、d次序操作,则会导致绿矾吸收空气中的氧气,从而使加热后的固体质量m3增大,则测出x的值偏小。
(3)残留固体为红色,说明有Fe2O3生成,即分解过程中发生了氧化还原反应,根据Fe元素的化合价变化可知一定有SO2生成,即FeSO4
Fe2O3+SO2↑,根据得失电子守恒可得2FeSO4
Fe2O3+SO2↑,最后根据S守恒配平可得化学方程式:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
SO3溶于水生成H2SO4,H2SO4和Ba2+可生成白色沉淀BaSO4,由于Ba(NO3)2在酸性溶液中具有强氧化性,能氧化SO2,故应该先用BaCl2检验SO3,检验SO2可用品红溶液,故C、D的溶液依次为BaCl2溶液和品红。
实验现象是C中溶液产生白色沉淀,D中品红溶液褪色或变浅。
【专题反思】
1.物质分离与提纯的基本原理
(1)“四原则”
①不增,不得引入新杂质;②不减,尽量不减少被提纯的物质;③易分,使被提纯或分离的物质跟其他物质易分离;④易复原,被提纯的物质要易被复原。
(2)“三必须”
①除杂试剂必须过量;②过量试剂必须除尽(除去过量试剂带入的新杂质,同时注意加入试剂的顺序);③选择最佳的除杂途径。
2.物质分离和提纯的常用方法
(1)物理方法
(2)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
及能形成弱碱的金属阳离子
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
杂质为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(用酸、酸酐或碱)
氧化还原反应法
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
除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱溶解法
利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离
用NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解法
利用电解原理除去杂质
如精炼金属,含杂质的金属作阳极,纯金属(M)作阴极,含M的盐作电解质
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