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物质的分离提纯与检验
课时2 物质的分离、提纯与检验
一、选择题
1.(2016·合肥一六八中学段考)下列仪器:
①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.①②⑥
C.①③⑤D.③④⑦
解析 漏斗可用于过滤操作,过滤是用于分离固体与液体的方法,①正确;容量瓶只能用来配制一定物质的量浓度的溶液,②错误;蒸馏烧瓶可用于蒸馏操作,分离沸点不同的液体混合物,③正确;天平只能用来称量物质的质量,④错误;分液漏斗可用于分液操作,分离互不相溶且密度不同的液体,⑤正确;滴定管用于滴定或量取液体,不用于物质的分离,⑥错误;燃烧匙只能用于固体的燃烧,⑦错误。
综上所述,C项正确。
答案 C
2.(2016·株洲一模)下列有关物质的分离说法正确的是( )
A.可用加热法分离NH4Cl(s)和I2(s)
B.碘水中加CCl4振荡静置后,上层为紫色,下层几乎为无色
C.工业上制无水酒精通常是将生石灰与95%酒精混合后蒸馏
D.蒸馏、分馏和干馏都是利用组分沸点不同而分离的方法
解析 A项,加热时,NH4Cl(s)分解生成NH3和HCl气体,I2(s)升华为I2(g),无法分离;B项,CCl4密度大于水,下层为紫色,上层几乎为无色,错误;C项,CaO和水反应生成Ca(OH)2,蒸馏时乙醇变为蒸气逸出,正确;D项,干馏是化学变化,错误。
答案 C
3.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
NaOH溶液
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
4.(2016·甘肃武威高三模拟)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.③④
C.②③D.②④
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。
答案 C
5.(2016·安徽江淮十校联考)下列有关混合物分离方法和原理分析都正确的是( )
选项
操作方法
实验原理
A
铁粉中混有少量铝粉:
溶于浓氢氧化钠溶液,过滤
铝粉与氢氧化钠溶液反应,铁粉不和氢氧化钠溶液反应
B
氯化亚铁溶液中混有氯化铁:
加入足量铜粉,过滤
铜能将Fe3+还原成Fe2+,铜与Fe2+不反应
C
过氧化钠中混有氧化钠:
在空气中灼烧固体
氧化钠与氧气在加热条件下生成过氧化钠
D
氯化铝溶液中混有氯化镁:
加入足量氢氧化铝,过滤
氯化镁水解生成盐酸,盐酸与氢氧化铝反应,促进Mg2+完全水解
解析 铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶物,铁不反应,A项正确;在氯化亚铁和氯化铁溶液中加入铜粉,得到氯化亚铁和氯化铜,引入新杂质,B项错误;空气中的二氧化碳、水参与反应,会引入新杂质,应该在氧气中灼烧固体,C项错误;氢氧化铝溶解度小于氢氧化镁,氢氧化铝难转化成氢氧化镁,D项错误。
答案 A
6.下列关于物质的分离提纯不正确的是( )
图1
A.用如图1所示装置分离CCl4和水
B.除去苯中的少量苯酚,加入适量浓溴水,过滤
C.实验室用如图2所示装置除去Cl2中的少量HCl
图2
D.除去O2中混有的少量SO2,可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
解析 A项,CCl4与水分层,故可以用分液法分离,正确;B项,生成的三溴苯酚与苯互溶,溴也易溶于苯中,错误;C项,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,而HCl极易溶于水,正确;D项,利用SO2的还原性,用酸性KMnO4溶液除去,再用浓硫酸干燥O2,正确。
答案 B
7.(2016·湖南长沙模拟)用下列装置进行相应实验,能达到实验目的是( )
选项
装置
目的
A
蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
B
分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层
C
制取少量CO2气体
D
除去Cl2中含有的少量HCl
解析 NH4Cl受热易分解,应采用冷却热NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体,故A错误;CCl4的密度比水大,分层后在下层,故B错误;石灰石为块状固体,能使反应随时停止,故C正确;因氯气、HCl均与碳酸氢钠溶液反应,应选用饱和食盐水,故D错误。
答案 C
8.下列实验可实现鉴别目的的是( )
A.用BaCl2溶液鉴别SO3(g)和SO2
B.用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
C.用CO2鉴别NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液
D.用酚酞鉴别盐酸和氯化钠溶液
解析 BaCl2溶液与SO3(g)反应生成硫酸钡沉淀,与SO2不反应,A项正确;Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液、NaHCO3溶液都反应生成碳酸钙沉淀,B项不能达到鉴别目的;CO2与NaAlO2溶液和Na2SiO3溶液反应分别生成白色的氢氧化铝沉淀和白色的硅酸沉淀,C项不能达到鉴别目的;酚酞遇碱变红色,在酸性或中性溶液中不变色,因此D项不能达到鉴别目的。
答案 A
9.(2016·周口模拟)下列有关实验的说法正确的是( )
A.SO2能使品红溶液、酸性KMnO4溶液褪色,加热后都能复原
B.用铂丝蘸取某溶液在酒精灯的火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察到火焰颜色为紫色,说明原溶液中不含Na+
C.用滴加BaCl2溶液观察有无白色沉淀生成的方法鉴别K2CO3和NaHCO3
D.少量CO2通入CaCl2溶液能生成白色沉淀,CO2过量时白色沉淀溶解
解析 A项,SO2使品红溶液褪色后加热能复原,使酸性KMnO4溶液褪色后不能复原;B项,可能含有Na+,因为即使有Na+,其焰色也会被蓝色钴玻璃滤去;D项,无论CO2少量还是过量,都不会有白色沉淀生成。
答案 C
10.甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种,若将丁溶液滴入乙溶液中,发现有白色沉淀生成,继续滴加则沉淀消失,丁溶液滴入甲溶液时,无明显现象发生。
据此可推断丙物质是( )
A.Al2(SO4)3B.FeSO4
C.NaOHD.BaCl2
解析 丁溶液滴入乙溶液中,有白色沉淀生成,继续滴加沉淀消失,说明丁为NaOH溶液,乙为Al2(SO4)3溶液,丁溶液滴入甲溶液,无明显现象,则甲为BaCl2溶液,故丙为FeSO4溶液。
答案 B
11.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( )
解析 A项,灼烧应选用坩埚,错误;B项,应用玻璃棒引流,错误;C项,碘的苯溶液应从上口倒出,错误。
答案 D
12.(2016·吉林长春模拟)有4支试管中分别进行如下表所示实验,结论正确的是( )
选项
操作
现象
结论
A
滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸不变蓝
原溶液中无NH
B
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
原溶液中有Na+、无K+
C
滴加氯水和CCl4,振荡,静置
下层溶液显紫色
原溶液中有I-
D
通入过量CO2气体
生成白色沉淀
原溶液中只有AlO
解析 A项,氨气极易溶于水,若溶液中含有少量的NH
时,滴加稀NaOH溶液不会放出NH3,错误;B项,黄色火焰可以掩盖K+的浅紫色火焰,故检验K+需透过蓝色钴玻璃观察火焰,正确操作为:
用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,透过蓝色钴玻璃观察没有浅紫色火焰,原溶液中有钠离子、无钾离子,错误;C项,氯水中的氯气和碘离子反应生成碘单质,四氯化碳把碘从水溶液中萃取出来,四氯化碳密度比水大,下层溶液显紫色,所以滴加氯水和四氯化碳,下层溶液显紫色说明原溶液中有碘离子,正确;D项,通入过量的二氧化碳能产生白色沉淀,可能含有硅酸根、苯酚钠的物质,不一定是偏铝酸根,故D错误。
答案 C
二、填空题
13.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:
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SO
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________
_________________________________________________________________。
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SO
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CO
成为新的杂质,应该再加适量的盐酸将其除去
14.海水中含有各种盐类,其中70%为氯化钠,另外还含有氯化镁、硫酸镁等。
某化学兴趣小组为了从海水中分离出氯化钠,设计了如下实验方案:
海水
滤液
滤液
NaCl溶液
NaCl
(1)步骤Ⅰ中试剂A为________,加入过量A的目的是________。
(2)步骤Ⅱ中试剂B为________,加入过量B的目的是________。
(3)步骤Ⅲ中试剂C为________,加入过量C至________,其目的是________。
(4)步骤Ⅳ的实验操作为________,试根据图示回答:
①按顺序写出图中编号仪器的名称:
_________________________________;
②仪器a的作用是________,其目的是____________________________
___________________________________________________________。
③当仪器b中出现________时即可停止加热。
(5)该化学兴趣小组用分离得到的氯化钠配制100mL1mol/L的NaCl溶液,配制过程中需用托盘天平称取精盐的质量为________g,用于定容的玻璃仪器的规格和名称是_____________________________________________。
解析
(1)加入Ba(OH)2,除去Mg2+和SO
。
(2)加入Na2CO3,除去Ba2+。
(3)加入盐酸,除去CO
和OH-。
(4)该实验为蒸发操作,a为玻璃棒,其作用为搅拌,防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅,b为蒸发皿,当蒸发皿中出现大量固体时停止加热。
(5)配制NaCl溶液时,由于托盘天平精确到0.1g,故称取NaCl的质量为5.8g或5.9g,定容选择100mL容量瓶。
答案
(1)Ba(OH)2 使Mg2+和SO
全部转化为沉淀而除去
(2)Na2CO3 使Ba2+全部转化为碳酸钡沉淀而除去 (3)盐酸 无气体产生 除去过量的CO
和OH- (4)蒸发结晶 ①玻璃棒、蒸发皿、酒精灯 ②搅拌 防止因局部过热而导致液滴或晶体飞溅 ③大量固体 (5)5.8(或5.9) 100mL容量瓶
15.(2016·衡水市高三联考)乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。
实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下:
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
物质
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔点/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸点/℃
117.9
117
126.0
密度/g·cm-3
1.1
0.80
0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。
然后再安装分水器(作用:
实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。
将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器的酯层合并。
装置中冷水应从________(填“a”或“b”)管口通入;通过分水器下端旋塞分出的生成物是________,其目的是_______________
________________________________________________________________。
(2)乙酸丁酯的精制
将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制:
①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。
①正确的操作步骤是________(填标号)。
A.①②③④B.③①④②
C.①④①③②D.④①③②③
②分液漏斗有两种,如右图。
分液时应选择右图中________形分液漏斗,其原因是__________________________________
_____________________________________________________。
③蒸馏操作时,需收集________℃的馏分,沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏,一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管,可能原因是___________
________________________________________________________________。
解析
(1)冷水下进上出冷凝效果最好;水的密度比乙酸丁酯的大,分水器下端旋塞分出的生成物是水;分离酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率。
(2)①第一步水洗主要是洗掉浓硫酸和过量的乙酸,第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸、硫酸、正丁醇;第三步用水洗涤除去过量的碳酸钠溶液;第四步用无水硫酸镁干燥除去水;第五步蒸馏,制得较纯净的酯。
②梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长,双液界面更清晰,分离更完全。
③乙酸正丁酯的沸点是126.0℃,需收集126℃左右的馏分;水冷凝管温度较低,温差过大,冷凝管会炸裂。
答案
(1)b 水 分离酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率
(2)①C ②梨 梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长,双液界面更清晰,分离更完全 ③126 防止因温差过大,冷凝管炸裂
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