高考化学一轮复习 第10章 化学实验基础 第32讲 物质的分离和提纯试题 鲁科版.docx
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高考化学一轮复习第10章化学实验基础第32讲物质的分离和提纯试题鲁科版
物质的分离和提纯
考点一 物质分离、提纯的常用方法及装置
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,又叫物质的净化或除杂。
2.物质分离、提纯的常用方法及装置
(1)常规实验装置
①过滤:
适用条件:
不溶性固体和液体的分离。
说明:
操作中a.一贴:
滤纸紧贴漏斗内壁;二低:
滤纸上边缘低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘;三靠:
烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端尖口处紧靠烧杯内壁;b.若滤液浑浊,需更换滤纸,重新过滤。
浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。
②蒸发:
适用条件:
分离易溶性固体的溶质和溶剂。
说明:
蒸发结晶适用于溶解度随温度变化不大的物质;而对溶解度受温度变化影响较大的固态溶质,采用降温结晶的方法。
在蒸发结晶中应注意:
a.玻璃棒的作用:
搅拌,防止液体局部过热而飞溅;b.当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干。
③蒸馏:
适用条件:
分离沸点相差较大的互溶液体混合物。
说明:
a.温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;b.蒸馏烧瓶内要加沸石;c.冷凝管水流方向应为“逆流”。
④萃取和分液:
适用条件:
分离互不相溶的两种液体。
说明:
a.溶质在萃取剂中的溶解度大;b.两种液体互不相溶;c.溶质和萃取剂不反应;d.分液时下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出。
⑤升华:
适用条件:
除去不挥发性杂质或分离不同挥发程度的固体混合物。
说明:
利用物质升华的性质进行分离,属于物理变化,如图。
⑥洗气:
适用条件:
除去气体中的杂质气体。
说明:
长管进气短管出气,如图。
(2)创新实验装置
①冷凝装置的创新
由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,若以此容器作反应容器,可使反应物循环利用,能提高反应物的转化率。
②蒸馏装置的创新
由于Br2的沸点低,且有毒性和强腐蚀性,因此设计了用冰冷却回收液溴的C装置,并用NaOH浓溶液进行尾气吸收,热水浴可以使液体受热均匀且易于控制温度。
装置中使用了双温度计,其中温度计a用于测量水温,温度计b用于测量蒸气的温度。
③洗气装置的创新——双耳球吸收法
由于双耳球上端球形容器的容积较大,能有效地防止倒吸。
故该装置既能除去气体中的气态杂质,又能防止倒吸。
题组一 物质分离、提纯仪器的选择及注意事项
1.下列仪器:
①普通漏斗;②容量瓶;③蒸馏烧瓶;④天平;⑤分液漏斗;⑥滴定管;⑦燃烧匙。
常用于物质分离的是( )
A.①③④B.①②⑥C.①③⑤D.③④⑦
答案 C
解析 ①普通漏斗:
用于过滤分离固液混合物。
③蒸馏烧瓶:
用于液体蒸馏,分离沸点相差较大的液态混合物。
⑤分液漏斗:
萃取分离互不相溶的液态混合物。
2.下列实验操作中错误的是( )
A.分液时,分液漏斗下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
B.蒸馏操作时,应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处
C.蒸馏中,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出
D.蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热
答案 D
解析 蒸发结晶时,当蒸发至大量晶体析出时要停止加热,利用余热蒸干,不能直接蒸干。
题组二 物质分离、提纯装置的识别
3.下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是( )
A.利用图1装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体
B.利用图2装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分
C.利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5
D.利用图4和图1可进行粗盐提纯
答案 D
解析 加热FeCl3溶液,促进盐类水解,直接蒸干得到的是Fe(OH)3或Fe2O3,A项错误;石油分馏时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,B项错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,C项错误。
4.从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作,下列对应的装置合理、操作规范的是( )
答案 D
解析 A项,灼烧应选用坩埚,错误;B项,应用玻璃棒引流,且漏斗下端尖口处要紧贴烧杯内壁,错误;C项,碘的苯溶液应从上口倒出,错误。
熟记常见物质分离操作中的注意事项
1.过滤中的“3要求”:
一贴二低三靠。
2.蒸发中的“2注意”:
玻璃棒搅拌和不能蒸干。
3.萃取分液中的“4步操作”:
加萃取剂—振荡放气—静置分层—分液。
4.蒸馏中的“3注意”:
温度计水银球的位置,冷却水的进出方向,加沸石防暴沸。
考点二 物质分离、提纯方法的选择
1.依据物理性质选择分离、提纯的方法
(1)“固+固”混合物的分离(提纯)
(2)“固+液”混合物的分离(提纯)
(3)“液+液”混合物的分离(提纯)
2.依据化学性质选择分离、提纯的方法
方法
原理
杂质成分
沉淀法
将杂质离子转化为沉淀
Cl-、SO、CO及能形成沉淀的阳离子
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(用酸、酸酐或碱)
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混合后的差异进行分离
如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解法
利用电解原理除去杂质
含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液
深度思考
1.下列分离物质的方法中,利用了物质的沸点的是( )
A.蒸馏B.萃取C.重结晶D.蒸发
答案 A
解析 萃取、重结晶是利用物质溶解度的不同而分离;蒸发是通过加热将溶剂蒸发掉;蒸馏则是利用物质沸点不同将物质进行分离。
2.除去下列常见物质中的杂质,完成表格:
序号
原物质
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
①
N2
O2
灼热的铜网
固体吸收气体
②
CO
CO2
NaOH溶液
或碱石灰
洗气或
固体吸收气体
③
CO2
CO
灼热的CuO
用固体
转化气体
④
CO2
HCl
饱和NaHCO3溶液
洗气
⑤
Cl2
HCl
饱和食盐水
洗气
⑥
碳粉
CuO
稀酸(如稀盐酸)
过滤
⑦
Fe2O3
Al2O3
过量NaOH溶液
过滤
⑧
NaHCO3
溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化
⑨
FeCl3
溶液
FeCl2
Cl2
加氧化剂转化
⑩
FeCl2
溶液
FeCl3
Fe
加还原剂转化
⑪
MgCl2
溶液
FeCl3
MgO
沉淀转化
⑫
NaCl
晶体
NH4Cl
加热分解
⑬
乙酸
乙酯
乙酸
饱和Na2CO3溶液
分液
题组一 物质分离、提纯方法的选择
1.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
除去KCl中的MnO2
蒸发结晶
溶解度不同
B
除去碘中的NaCl
加热、升华
NaCl的熔点高,碘易升华
C
分离KNO3和NaCl
重结晶
KNO3的溶解度大于NaCl
D
分离食用油和汽油
分液
食用油和汽油的密度不同
答案 B
解析 除去KCl中的MnO2应采用过滤的方法;B项,碘易升华,加热可分离;C项,利用重结晶方法分离KNO3和NaCl是利用KNO3的溶解度受温度的影响大于NaCl;D项,食用油和汽油互溶,但沸点不同应用蒸馏的方法分离。
2.对下列各组物质:
①NaNO3和NaCl;②CaCl2和CaCO3;③MnO2和KCl;④BaSO4和AgCl,可按照溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序,将他们相互分离的是( )
A.只有①B.③④C.②③D.②④
答案 C
解析 要将两种固体按溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序分离,必需的条件是其中一种固体难溶于水,另一种固体易溶于水。
对于所给出的物质组:
①两者都易溶;④两者都难溶,均不能用指定的方法分离;②CaCl2易溶,CaCO3难溶;③MnO2难溶,KCl易溶,可用指定的方法分离。
3.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
被提纯物质
除杂试剂
分离方法
A
淀粉(NaCl)
H2O
分液
B
Al2O3(SiO2)
NaOH
过滤
C
CO2(CO)
灼热的CuO
用固体转化气体
D
CO2(HCl)
饱和Na2CO3溶液
洗气
答案 C
4.下列有关除杂的实验操作不合理的是( )
A.除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3:
加入足量的Mg(OH)2并过滤
B.除去NaCl溶液中少量的Na2S:
加入AgCl后再过滤
C.除去石英中的少量碳酸钙:
用稀盐酸溶解后过滤
D.除去氯化钠固体中的少量纯碱:
加入足量氯化钙,过滤、蒸发、结晶
答案 D
解析 A项,Mg(OH)2和酸反应促进Fe3+水解形成Fe(OH)3沉淀,通过过滤即可除去Fe(OH)3;B项,Na2S和AgCl反应生成Ag2S沉淀和NaCl,过滤除去Ag2S和剩余的AgCl,即可除去NaCl溶液中的Na2S;C项,碳酸钙能够溶解于稀盐酸生成可溶的CaCl2,通过过滤可得到纯净的石英;D项,能除去杂质纯碱,但又引入了新的杂质CaCl2。
题组二 物质分离、提纯的实验方案及流程分析
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
答案 D
解析 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。
A项中碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解,故用方案1不能将两物质分离开,错误;B项方案1中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质,错误;C项方案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,错误;D项中SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离,正确。
6.食盐是日常生活的必需品,也是重要的化工原料。
粗食盐常含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质离子,实验室提纯NaCl的流程如下:
提供的试剂:
饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇、四氯化碳。
(1)欲除去溶液Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO,选出a所代表的试剂,按滴加顺序依次为____________(填化学式)。
(2)洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,选用的试剂为________________________。
答案
(1)NaOH、BaCl2、Na2CO3(或BaCl2、NaOH、Na2CO3或BaCl2、Na2CO3、NaOH)
(2)75%乙醇
解析 为除去Mg2+和Fe3
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- 高考化学一轮复习 第10章 化学实验基础 第32讲 物质的分离和提纯试题 鲁科版 高考 化学 一轮 复习 10 实验 基础 32 物质 分离 提纯 试题