高考化学高分突破二轮复习专题二十二物质的检验与鉴别分离与提纯学案Word文档格式.docx
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2015.10T31、2016.4T10、2017.11T24、2018.6T28
层析法的基本原理
氨水使铁离子、铜离子显色的原理
纸层析法分离溶液中铁离子和铜离子的操作方法和步骤
用硝酸钠和氯化钾制取硝酸钾的原理及操作流程
2016.10T31
用结晶或重结晶的方法提纯固态物质的原理及操作
2016.4T9
减压过滤的实验方法
2015.10T31、2017.4T31、2018.4T31
晶粒生长的条件
2015.10T31、2016.10T31
考点一:
1.(2018·
浙江暨阳联合测试)某混合溶液中可能含有下列离子中的若干种:
K+、Na+、Fe2+、Fe3+、SO、I-、CO,现取三份20mL该溶液进行如下实验:
①第一份加入足量盐酸,无任何气体产生
②第二份加入足量NaOH溶液,经搅拌、过滤、洗涤、灼烧,最后得到xg固体
③第三份滴加0.10mol·
L-1酸性KMnO4溶液,恰好完全反应,消耗其体积为VmL
④另用洁净的铂丝蘸取该混合溶液置于浅色火焰上灼烧,发现火焰呈现黄色
根据上述实验,以下说法正确的是( )
A.由实验②、③可判定原混合溶液中是否存在I-
B.由实验①可推断原混合溶液中是否含有SO
C.由实验③可判定原混合溶液中是否含有Fe2+
D.原混合溶液中只存在Na+、Fe3+、SO,不可能存在K+、CO
解析 ①第一份加入足量盐酸,无任何气体产生,说明溶液中不含CO离子,Fe3+和I-不能同时存在;
②第二份加入足量NaOH溶液生成沉淀,说明溶液中含有Fe2+或Fe3+离子,或二者都有,根据最后得到xg固体,为氧化铁,可知总共含有的铁元素的物质的量为×
2=mol;
L-1酸性KMnO4溶液,消耗其体积为VmL,说明溶液中含有还原性离子,含有Fe2+离子或I-中的一种或两种,KMnO4的物质的量为V×
10-4mol,根据得失电子守恒,Fe2+离子或I-的物质的量之和为5V×
10-4mol;
④另用洁净的铂丝蘸取该混合溶液置于浅色火焰上灼烧,发现火焰呈现黄色,说明含有Na+离子,但不能确定是否含有K+离子,须通过蓝色钴玻璃观察判断。
A.碘离子和亚铁离子与高锰酸根反应的比例是相同的,高锰酸根折算成亚铁离子,若折算后亚铁离子的物质的量不大于mol,即5V×
10-4mol≤mol,说明溶液中含有铁离子,则没有碘离子,若折算后亚铁离子的物质的量大于mol,即5V×
10-4mol>mol,说明溶液中没有铁离子,则含有碘离子,因此由实验②、③可判定原混合溶液中是否存在I-,故A正确;
B.根据实验①无法推断原混合溶液中是否含有SO,故B错误;
C.根据实验③无法判定原混合溶液中是否含有Fe2+,只能判断含有Fe2+离子或I-中的一种或两种,故C错误;
D.根据上述分析,无法判断原混合溶液中是否存在K+,故D错误;
故选A。
答案 A
考点二:
牙膏成分的检验(加试)
2.(2017·
温州瑞安质检)检验某牙膏中不溶于水的成分是否含有Al(OH)3,可采用的方法是( )
A.取滤渣加入稀氨水中,不能溶解
B.取滤渣加入NaOH溶液中,能溶解
C.取滤渣加入稀盐酸中,能溶解
D.将滤渣平分成两等份,分别加入NaOH溶液和稀盐酸中,均能溶解
解析 Al(OH)3具有两性,能与强酸和强碱反应。
答案 D
考点三:
火柴头某成分的检验与鉴别(加试)
3.(2018·
桐乡一中模拟)火柴头燃烧可产生SO2,下列检验SO2的装置正确的是( )
解析 A.会把KMnO4溶液抽入注射器内;
C.会把KMnO4溶液压出试管外;
D.无法把火柴燃烧产生的气体抽入试管内。
答案 B
考点四:
4.(2018·
山东青岛质检)下列各组物质,不用其他试剂即可鉴别的是( )
A.NaCl、NaBr、KI三种无色溶液
B.HCl、NaCl、NaNO3、Na2CO3四种溶液
C.NaBr、HCl、KCl三种溶液
D.淀粉、淀粉碘化钾、碘化钾、溴水四种溶液
解析 NaCl、NaBr、KI三种无色溶液要用AgNO3溶液鉴别,选项A不符合题意;
HCl、NaCl、NaNO3、Na2CO3四种溶液两两混合,有气泡产生的是HCl和Na2CO3两种溶液,剩余的是NaCl和NaNO3两种溶液,需再用AgNO3溶液鉴别,选项B不符合题意;
NaBr、HCl、KCl三种溶液需先用Na2CO3溶液鉴别出HCl,再用AgNO3溶液鉴别,选项C不符合题意;
淀粉、淀粉碘化钾、碘化钾、溴水四种溶液中溴水有颜色,溴水与碘化钾溶液反应生成碘单质,溶液颜色加深,溴水与淀粉碘化钾溶液反应生成碘单质,碘单质与淀粉反应使溶液呈蓝色,剩余的为淀粉,选项D符合题意。
考点五:
物质的分离和提纯
5.下列除杂方案错误的是( )
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
A
C2H5OH
H2O(l)
新制的生石灰
蒸馏
B
Cl2
HCl(g)
饱和食盐水、浓H2SO4
洗气
C
NH4Cl溶液
Fe3+(aq)
NaOH溶液
过滤
D
溴苯
Br2
振荡后分液
解析 氧化钙与水反应生成氢氧化钙,乙醇易汽化,用蒸馏的方法可除去杂质H2O(l),A方案正确;
HCl(g)易溶于水,而Cl2在饱和食盐水中的溶解度较小,B方案正确;
氯化铵能与氢氧化钠反应,C方案错误;
Br2能与NaOH溶液反应生成易溶于水难溶于溴苯的盐,D方案正确。
答案 C
考点六:
利用结晶的方法制备提纯物质
6.实验室以一种工业废渣[含80%~90%的Ca(OH)2,其余为焦炭等不溶物]为原料,制备KClO3的实验过程如下:
几种物质的溶解度如图甲:
(1)反应Ⅰ的目的是制备Ca(ClO3)2,写出该反应的化学方程式:
___________________________________________________________
___________________________________________________________;
在通入Cl2和O2比例、废渣量均一定的条件下,为使Cl2转化完全,可采取的合理措施是___________________________________________________________。
(2)若过滤时滤液出现浑浊,其可能的原因是________(填字母)。
A.滤纸已破损
B.漏斗中液面高于滤纸边缘
C.滤纸未紧贴漏斗内壁
(3)所加试剂Y选用KCl而不用KNO3的原因是_______________________
___________________________________________________________。
(4)已知:
4KClO33KClO4+KCl;
2KClO32KCl+3O2↑。
实验室可用KClO3制备高纯KClO4固体,实验中必须使用的用品有:
热过滤装置(如图乙所示)、冰水。
①热过滤装置中玻璃漏斗的下端露出热水浴部分不宜过长。
其原因是___________________________________________________________。
②请补充完整由KClO3制备高纯KClO4固体的实验方案:
向坩埚中加入一定量KClO3,___________________________________________________________,
在低温下干燥得KClO4固体。
解析
(1)废渣的主要成分为Ca(OH)2,反应Ⅰ中通入Cl2和O2参加反应生成Ca(ClO3)2,Cl元素化合价升高,O元素化合价降低,根据Cl、O元素得失电子守恒配平反应。
缓慢通入Cl2、O2可以使其充分反应,使得Cl2转化率增大,“搅拌”可以增大反应的接触面积,气体的溶解度随温度升高而减小,所以反应过程中要控制温度。
(2)滤纸破损,会有少量滤渣从破损处流下;
液面高于滤纸时,会有滤渣从滤纸与漏斗缝隙处流下;
滤纸没有紧贴漏斗内壁,不会造成滤渣从漏斗中流下。
(3)从溶解度曲线知,在蒸发浓缩、冷却结晶时,KNO3会析出很多,所以不可以用KNO3代替KCl。
(4)①玻璃漏斗的下端短,则不会有冷却时析出的结晶物堵塞导管。
②KClO3在400℃时才会分解生成KClO4,不能达到600℃,充分反应后生成KClO4和KCl,从溶解度曲线知,相同温度下,KClO4的溶解度比KCl的小,故采用蒸发浓缩,趁热过滤而除去KCl,KClO4在漏斗内,再用冷水洗涤KClO4晶体即可。
答案
(1)2Ca(OH)2+2Cl2+5O2===2Ca(ClO3)2+2H2O
缓慢通入Cl2、O2(或搅拌浆料或控制合适的温度)
(2)AB (3)防止产物KClO3中含有较多的KNO3杂质
(4)①防止滤液冷却析出的晶体堵塞漏斗 ②控制温度400℃,使KClO3充分分解,将所得固体溶于水并煮沸至有大量固体析出,用热过滤装置过滤,并用冰水洗涤滤渣2~3次
易错点一 过滤操作中的易错点
过滤是最常见的沉淀分离方法,部分沉淀的分离还可以采用倾析法。
当沉淀(晶体)的比重较大或结晶的颗粒较大,静置后能很快沉降时,则可采用倾析法进行分离。
过滤操作要做到“一贴、二低、三靠”。
“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁,不残留气泡;
“二低”是指滤纸边缘略低于漏斗边缘,液面低于滤纸边缘(防止液体过滤不净);
“三靠”是指倾倒时烧杯口要紧靠玻璃棒,玻璃棒下端靠在三层滤纸处,漏斗下端长的那侧管口紧靠烧杯内壁。
[易错训练1] 某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。
为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
下列说法中正确的是( )
A.起始滤液的pH=7
B.试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液
C.步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2+
D.图示的步骤中必须要经过2次过滤操作
解析 结合题中流程图可知,实验过程中先将样品溶于水,过滤后,向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液),使Ba2+与SO反应生成BaSO4沉淀,过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液),以除去引入的Ba2+,过滤掉生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入盐酸,以除去引入的CO,最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。
起始时滤液中含有K2CO3,由于CO水解而使滤液显碱性,A项错误;
试剂Ⅰ不能为Ba(NO3)2溶液,否则会引入难以除去的NO,B项错误;
图示中的2次过滤操作可以合并为1次,D项错误。
易错点二 萃取分液中的认识误区
1.萃取分液的基本要求:
两种溶剂互不溶,溶解程度大不同。
充分振荡再静置,下放上倒要分清。
2.萃取分液中的四步操作:
加萃取剂→振荡放气→静置分层→分液。
[易错训练2] (2016·
金华外国语学校高二期末模拟)用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是( )
A.用图1所示装置制取干燥的氨气
B.用图2所示装置除去碳酸氢钠固体中的少量碳酸钠
C.用图3所示装置将溶液定容到100mL
D.用图4所示装置分离出溴苯
解析 NH3不能用浓硫酸干燥,A项错误;
碳酸氢钠受热易分解,碳酸钠不易分解,B项错误;
配制一定物质的量浓度的溶液定容时应用玻璃棒引流,当液面接近刻度线1~2cm改用胶头滴管,C项错误;
水与溴苯互不相溶,且溴苯密度比水大,可用分液法分离两者混合液,D项正确。
易错点三 蒸馏操作中的易错点
蒸馏装置中4注意:
温度计位置、冷却水的流向、是否垫石棉网、是否加沸石。
[易错训练3] (2017·
浙江衢州二中)下列实验装置设计正确、且能达到目的的是( )
A.实验Ⅰ:
可用于吸收氨气,并能防止倒吸
B.实验Ⅱ:
静置一段时间,小试管内有晶体析出
C.实验Ⅲ:
配制一定物质的量浓度的稀硫酸
D.实验Ⅳ:
海水的淡化
解析 A.氨气极易溶于水,有缓冲装置的能防止倒吸,该装置中苯没有缓冲作用,所以不能防止倒吸,故A错误;
B.浓硫酸具有吸水作用,可导致有晶体析出,故B正确;
C.浓硫酸稀释时放出大量的热,导致配制溶液不准确,容量瓶只能配制溶液,不能稀释或溶解药品,故C错误;
D.冷凝管中冷却水应下进上出,故D错误。
易错点四 不清楚物质分离与提纯中的操作“判断”
1.判断沉淀是否洗涤干净
可根据沉淀上可能检出的杂质,向最后一次洗出液中加入适宜的试剂来检验沉淀是否洗净。
如过滤Na2SO4、BaCl2两溶液恰好完全反应后的混合物时,要检验沉淀是否洗净,应选择AgNO3溶液,若向最后一次洗出液中加入AgNO3溶液时无沉淀(AgCl)生成,则说明沉淀已洗涤干净。
2.判断蒸发浓缩过程中溶液是否达到饱和
在蒸发浓缩过程中,若在液面出现了晶膜,说明溶液已经达到饱和。
3.判断操作中沉淀剂是否过量
静置,取少量上层清液,继续滴加沉淀剂,若无沉淀,则说明已沉淀完全;
反之,需要继续滴加沉淀剂直至过量。
[易错训练4] (2018·
浙江金华十校联考)某兴趣小组制备肥皂的过程如下:
请回答:
(1)加入乙醇的目的是____________________________________;
“后续操作”指________________________________________。
(2)证明牛油已反应完全的方法是___________________________。
解析 本题考查物质的制备、物质的提纯等知识,
(1)牛油溶于乙醇,因此加入乙醇的目的是溶解牛油,有利用后续反应;
牛油属于油脂,在氢氧化钠溶液中发生水解反应,然后加入食盐,降低有机物的溶解度使之析出,然后用药匙将固体物质取出,用滤纸或纱布沥干,挤压成块;
(2)牛油不溶于水,因此检验牛油已经完全反应的方法是用玻璃棒蘸取黏稠液,滴入装有热水的试管中,振荡,若无油滴浮在水面上,证明牛油已反应完全。
答案
(1)溶解牛油,利于后续反应 用药匙将固体物质取出,用滤纸或纱布沥干,挤压成块(过滤、烘干也给分)
(2)用玻璃棒蘸取黏稠液,滴入装有热水的试管中,振荡,若无油滴浮在水面上,证明牛油已反应完全
易错点五 不能准确掌握物质分离、提纯的原则
1.不引入新杂质。
如果引入杂质则在后续操作中必须除杂。
2.不损耗、不减少被提纯的物质。
3.实验操作要简便易行。
4.加入试剂的顺序要合理。
用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
[易错训练5] (2018·
桐乡一中高二模拟)海洋动物海鞘中含有种类丰富、结构新颖的次生代谢产物,是海洋抗肿瘤活性物质的重要来源之一。
一种从海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物的流程如下:
下列关于该流程中各步骤的说法中,错误的是( )
步骤
采用装置
主要仪器
①
过滤装置
漏斗
②
分液装置
分液漏斗
③
蒸发装置
坩埚
④
蒸馏装置
蒸馏烧瓶
解析 由流程可知,步骤①是分离固液混合物,其操作为过滤,需要漏斗、烧杯等仪器;
步骤②是分离互不相溶的液体混合物,需进行分液,要用到分液漏斗等仪器;
步骤③是从溶液中得到固体,操作为蒸发,需要蒸发皿等仪器;
步骤④是从有机化合物中,利用沸点不同用蒸馏的方法得到甲苯,需要蒸馏烧瓶等仪器,则错误的为C,故答案选C。
1.(2018·
浙江11月选考)下列实验合理的是( )
A.用湿润的pH试纸测定CH3COONa溶液的pH
B.用蒸馏的方法分离乙醇(沸点为78.3℃)和苯(沸点为80.1℃)的混合物
C.用淀粉KI试纸鉴别碘水和FeCl3溶液
D.用Na2CO3溶液鉴别CaCl2溶液、NaCl溶液和稀硫酸
解析 A项,在测量pH时,pH试纸不能润湿,否则可能引起误差;
B项,由于乙醇和苯的沸点相差不大,所以不能用蒸馏的方法进行分离;
C项,由于Fe3+能把I-氧化成I2,所以不能用淀粉KI试纸鉴别碘水和FeCl3溶液;
D项,CaCl2和Na2CO3反应有白色沉淀生成,NaCl与Na2CO3不反应,而稀硫酸与Na2CO3反应有气泡冒出,现象各不相同,能用Na2CO3溶液鉴别这三种溶液。
浙江11月)某兴趣小组查阅资料得知:
连苯三酚的碱性溶液能定量吸收O2,CuCl的盐酸溶液能定量吸收CO,且易被O2氧化。
拟设计实验方案,采用上述两种溶液和KOH溶液逐一吸收混合气体(由CO2、CO、N2和O2组成)的相应组分。
有关该方案设计,下列说法不正确的是( )
A.采用上述3种吸收剂,气体被逐一吸收的顺序应该是CO2、O2和CO
B.其他两种吸收剂不变,O2的吸收剂可以用灼热的铜网替代
C.CO的吸收必须在吸收O2后进行,因为CuCl的盐酸溶液会被O2氧化
D.在3种气体被逐一吸收后,导出的气体中可能含有HCl
解析 题干中要求,逐一吸收相应组分,即一种溶液吸收一种气体,连苯三酚的碱性溶液能吸收O2之外,因为其碱性,还能与CO2反应;
CuCl的盐酸溶液能吸收CO之外,还能被O2氧化;
为满足题意,吸收O2前需要先吸收CO2,吸收CO前需吸收O2,所以气体被逐一吸收的顺序应该是CO2、O2和CO,所以A,C正确;
若用灼热的铜网代替连苯三酚的碱性溶液,会发生2Cu+O22CuO,CO+CuOCO2+Cu,又产生了CO2,故B错误;
由于盐酸易挥发,最后一个吸收液为CuCl的盐酸溶液,导出气体中可能含有HCl,故D正确。
3.(2017·
江苏化学,13)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
实验操作和现象
实验结论
向苯酚溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀
苯酚浓度小
向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液,出现白色沉淀;
再加入足量稀盐酸,部分沉淀溶解
部分Na2SO3被氧化
向20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,加热;
再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖未水解
向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色
溶液中含Br2
解析 A项,无白色沉淀,说明苯酚过量,生成的三溴苯酚溶解于苯酚中,错误;
B项,加入足量稀盐酸,不溶解的沉淀为BaSO4,说明部分Na2SO3被氧化为Na2SO4,正确;
C项,银镜反应需要在碱性条件下进行,加银氨溶液前,应先加NaOH中和H2SO4,错误;
D项,溶液呈蓝色,说明I-被氧化为I2,说明溶液中含有氧化性物质,不一定是溴,也可能是Fe3+等,错误。
4.(2018·
浙江11月选考)通过实验得出的结论正确的是( )
A.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加BaCl2溶液,出现白色沉淀,则该固体试样中存在SO
B.将某固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液,没有出现血红色,则该固体试样中不存在Fe3+
C.在某固体试样加水后的溶液中,滴加NaOH溶液,没有产生使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该固体试样中仍可能存在NH
D.在某固体试样加水后的上层清液中,滴加盐酸出现白色沉淀,再加NaOH溶液沉淀溶解,则该固体试样中存在SiO
解析 A项,若该固体是K2SO3和KNO3也会出现这样的现象;
B项,若该固体是Cu、Fe2O3或Fe、Fe2O3的混合物,溶于盐酸后,Fe3+被Cu或Fe还原,滴加KSCN溶液后,不会出现血红色现象;
C项,在检验NH时,应滴加浓NaOH并加热,才能生成NH3,从而确定是否含有NH;
D项,根据现象变化,该固体中也可能存在AlO。
答案 C
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- 高考 化学 高分 突破 二轮 复习 专题 十二 物质 检验 鉴别 分离 提纯