届高考化学专题二十二物质的检验分离和提纯全国通用.docx
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届高考化学专题二十二物质的检验分离和提纯全国通用
专题二十二物质的检验、分离和提纯
A组 专项基础训练
一、选择题
1.(2015·北京四十所示范校联考,9)下列装置或操作能达到实验目的的是( )
解析 A项,夹紧止水夹,从长颈漏斗注水,在长颈漏斗下端能形成稳定的水柱,说明气密性良好,可以实现;B项,碘的CCl4溶液不分层,不能用分液的方法分离,可以采用蒸馏的方法;C项,CH4从洗气瓶中出来会带出溴,引入新杂质;D项,分馏时,温度计应在支管口附近(测的是馏分的温度)。
答案 A
2.(2015·雅安诊断)除去下列物质中混有的少量杂质(括号中的物质为杂质),以得到纯净物质(除水外),其中方法不正确的是( )
A.N2(NO2):
通过水洗涤
B.NO(NH3):
通过
水洗涤
C.Na2CO3(NaHCO3):
用加热法
D.NH4Cl溶液(I2):
用CCl4萃取
解析 NO2气体溶于水后,又生成NO气体,仍然得不到纯净的N2,A项不正确;NH3极易溶于水而NO不溶于水,B项正确;NaHCO3受热分解生成Na2CO3,而Na2CO3受热不分解,C项正确;I2易溶于CCl4,NH4Cl易溶于水而不溶于CCl4,D项正确。
答案 A
3.(2015·沈阳质检)下列实验中,为实现实验目的而必须除杂的是( )
实验
除杂试剂
实验目的
①
电石与水反应
CuSO4溶液
用KMnO4酸性溶液检验乙炔的还原性
②
CH3CH2Br与NaOH溶液共热
HNO3溶液
用AgNO3溶液检验CH3CH2Br中的Br
③
淀粉与稀H2SO4水浴共热
NaOH溶液
用银氨溶液检验水解产物的还原性
④
C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃
NaOH溶液
用Br2的CCl4溶液证明该反应为消去反应
A.只有①②③B.只有①②④
C.只有②③④D.①②③④
解析 ①电石与水反应有杂质H2S生成,H2S具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,应用CuSO4溶液将H2S气体除去,正确;②CH
3CH2Br与NaOH溶液共热生成乙醇和NaBr,而AgNO3溶液会与NaOH溶液反应生成AgOH沉淀,干扰Br-的检验,应先用HNO3溶液中和NaOH溶液,再进行Br-的检验,正确;③银镜反应必须在碱
性条件下进行,故要用NaOH溶液中和除去稀硫酸,正确;④CH3CH2OH
CH2===CH2↑+H2O,在生成乙烯的同时还可能发生氧化还原反应,生成SO2,SO2也能使Br2的CCl4溶液褪色,故需用氢氧化钠溶液先除去SO2,再用Br2的CCl4溶液检验生成物中有CH2===CH2存在,从而证明该反应为消去反应,故D正确。
答案 D
4.(2015·湖南四校联考)对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
A.加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有CO
B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有SO
C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,一定有NH
D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定有Ba2+
解析 A项还可能为HCO
、HSO
或SO
,B项还可能为Ag+,D项还可能为Ca2+。
答案 C
5.(2014·石家庄质检)下列对实验现象及操作、物质的用途解释合理的是( )
实验现象及操作、物质的用途
解释
A
在一定浓度的氨水中加入少量氯化铵固体,溶液的pH减小
只有NH
的水解所致
B
取少量某溶液滴加用盐酸酸化的氯化钡溶液,生成白色沉淀
该溶液中一定含有SO
C
用铁或铝制的容器来盛装冷的浓硫酸或浓硝酸
铁、铝表面被钝化
D
向Na2O2与水反应后的溶液中加入酚酞,溶液不变红
溶液中没有OH-
解析 A项是由于加入NH4Cl固体,溶液中c(NH
)增大,使NH3·H2O的电离平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小,pH减小;B项当溶液中含有Ag+时,也会产生白色沉淀;D项是由于过氧化钠具有漂白性。
答案 C
6.(2013·广东梅州一模,11)在中学化学实验中可用来分离或提纯物质的方法很多,如蒸馏、过滤、结晶、渗析、盐析等,分离或提纯下列各组混合物所选用方法最合适的是( )
A.FeCl3溶液得到FeCl3固体——加热蒸干
B.除去Cu粉中混有的CuO——加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥
C.分离NaNO3和BaSO4的混合物——溶解、过滤、蒸发
D.除去NaOH溶液中混有的少量Na2S
O4——加入BaCl2溶液、过滤
解析 A选项,FeCl3溶液会发生水解,加热蒸干最后得到Fe2O3,错误;B选项,稀硝酸与Cu反应,错误;NaNO3溶于水,BaSO4不溶于水,正确;D选项,掺入了新的杂质Cl-,错误。
答案 C
二、非选择题
7.(2015·河南商丘统考)某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO
、Cl-等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴,他们设计了如下流程:
回答以下问题:
(1)操作Ⅰ的名称:
____________;要从橙色液体中分离出溴,所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外,还需要__________________________________________________________________。
(2)试剂Z的化学式为____________;检验
SO
已除尽的方法是__________________________________________________________________。
(3)写出操作Ⅲ的具体操作步骤:
______________________________________
__________________________________________________________________。
(4)某同学用如图所示的实验装置制取氧化剂并将其通入盐湖苦卤中。
装置b在实验中的作用是_____________________________________________;
若把上述装置中的a、b作为气体的发生、收集装置,装置c可任意改进,则根据下列提供的药品,用这套装置还可以制取的气体是________。
①制NH3:
浓氨水和碱石灰 ②制SO2:
Cu片和浓硫酸
③制NO:
Cu片和稀硝酸 ④制O2:
MnO2和双氧水
若用上述装置中的a、b制取并收集NO,应将装置b如何改进:
__________________________________________________________________。
解析 本题综合考查实验基本操作、仪器的选择、离子的检验、物质的除杂、实验设计等。
(1)由操作流程图可知,苦卤加入氧化剂Cl2后,加入CCl4萃取、分液即可得橙色的Br2的CCl4溶液,欲将Br2从CCl4中分离出来,应采用蒸馏装置进行蒸馏。
蒸馏装置涉及到的主要玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管(接引管)、锥形瓶。
(2)无色溶液A主要含有的离子有K+、Cl-、Mg2+、SO
,从后续流程设计可知,加入X、Y、Z的目的是除去Mg2+、SO
,除去SO
应选择使用稍过量的BaCl2,除去Mg2+应选择使用稍过量的KOH,最后应加入K2CO3以除去多余的Ba2+,故Z应为K2CO3。
检验SO
已除尽的方法是:
取无色溶液D少许,向其中加入BaCl2溶液,若没有沉淀出现,说明SO
已
除尽。
(3)操作Ⅲ为蒸发。
蒸发需用到蒸发皿,蒸发过程中要用玻璃棒不断搅拌,
以防液体局部过热而暴沸,当出现较多晶体时应停止加热,利用余热将溶液蒸干。
(4)从装置图中可看出,装置b是一个安全瓶,可防止c中液
体倒吸进入装置a。
若将装置中的a和b作为气体的发生和收集装置,则所收集的气体密度应小于空气,且不与空气中的各成分发生反应,题给所制取的四种气体中,只有NH3符合条件。
NO难溶于水,极易与O2反应,收集时只能采用排水法,故b瓶中必须装满水。
答案
(1)萃取、分液 蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管(接引管)、锥形瓶
(2)K2CO3 取无色溶液D少许,加入BaCl2溶液,若没有白色沉淀,则SO
已除尽(其他合理答案均可)
(3)将无色溶液D倒入蒸发皿中并置于三脚架上,加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体,直到出现较多晶体时,停止加热,利用余热蒸干
(4)防止倒吸 ① 将b中装满水
B组 专项能力训练
一、选择题
1.(2015·山东日照联考,15)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向某钠盐溶液中滴加稀硫酸
产生能使石灰水变浑浊的气体
该溶液一定含有CO
或HCO
B
KIO3溶液中加入HI溶液,并加入淀粉
溶液变蓝色
KIO3的氧化性比I2强
C
向Na2S溶液中滴加盐酸
产生臭鸡蛋气味的气体
氯的非金属性比硫的强
D
CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后,再加入KSCN溶液
溶液不显红色
黑色固体中无Fe3O4
解析 A项,能使石灰水变浑浊的气体有CO2和SO2,所以该溶液中可能有CO
、HCO
、SO
、HSO
等,错误;B项,KIO3+6HI===KI+3I2+3H2O,正确;C项,不能用气态氢化物酸性的强弱来判断非金属性的强弱,错误;D
项,黑色固体中也可能含有Fe3O4,加入盐酸后发生Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O,其中的铁单质也可能把Fe3+还原为Fe2+,错误。
答案 B
2.(2015·衡水质检)某无色溶液中含有:
①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO
、⑥SO
中的一种或几种,依次进行下列实验,且每步所加的试剂均过量,观察到的现象如下表所示。
步骤
操作
现象
①
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
②
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙色
③
向②所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀NO3
有白色沉淀产生
④
过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
下列实验结论正确的是( )
A.肯定含有的离子是①④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤
C.可能含有的离子是①②⑥
D.不能确定的离子是①③⑥
解析 本题主要考查对化学实验方案的分析推理能力。
实验①说明原溶液中有能水解的SO
;实验②说明原溶液中一定含有Br-;实验③说明步骤③所得溶液中有SO
,则原溶液中至少含有SO
、SO
中的一种;实验④说明溶液中有Cl-,由于步骤②中加入氯水引入了Cl-,则不能确定原溶液中是否含有Cl-;结合①,可知原溶液中一定含有SO
;则SO
则无法确定;由于Ba2+不能与SO
、SO
共存,则原溶液中一定不含Ba2+;根据电荷守恒,则原溶液中一定含有Na+。
因此肯定含有的离子是①④⑤,肯定没有的离子是②,不能确定的离子是③⑥。
答案 A
3.(2015·成都诊断)下列各组物质的无色溶液,不用其他试剂就能鉴别的是( )
①KOH Na2SO4 AlCl3
②NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4
③HCl NaAlO2 NaHSO4
④Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2
A.①②B.②③C.①③④D.①②④
解析 将各组溶液两两混合后,现象各不相同,即可鉴别,否则不能鉴别。
①中KOH溶液和AlCl3溶液滴加顺序不同,现象不同;②中Ba(OH)2溶液和NaHCO3溶液与H2SO4溶液均生成沉淀,再向沉淀中交叉滴加NaHCO3溶液与H2SO4溶液,一种沉淀中产生气体,但仍有白色沉淀存在,另一种沉淀不溶解,无新现象产生;③中HCl溶液和NaHSO4溶液分别与NaAlO2溶液混合时,现象相同;④中Ca(OH)2溶液、BaCl2溶液分别与Na2CO3溶液混合时现象相同,因此答案为A。
答案 A
4.(2014·北京西城期末)下列实验用酸性KMnO4溶液不能达到预期目的的是( )
A.区别SO2和CO2
B.检验硫酸铁溶液中是否有硫酸亚铁
C.区别苯和甲苯
D.检验CH2===C(CH3)CHO中含碳碳双键
解析 碳碳双键和—CHO均能使酸性KMnO4溶液褪色,实际检验时要先将—CHO转化为—COOH,然后再检验碳碳双键。
答案 D
5.(2013·临沂模拟)下列各组物质中,只用一种试剂就能区别的是( )
①FeCl2、Al(NO3)3、MgSO4、NH4NO3四种溶液
②MnO2、FeS、CuO、C四种黑色固体
③盐酸、Na2SO4、NaOH三种溶液
④NaCl、AlCl3、Ba(OH)2、HCl四种溶液
A.①③B.①②④C.①②③D.全部
解析 鉴别FeCl2、Al(NO3)3、MgSO4、NH4NO3四种溶液可以用NaOH溶液;鉴别MnO2、FeS、CuO、C四种黑色固体可以用浓盐酸;鉴别盐酸、Na2SO4、NaOH三种溶液可用紫色石蕊溶液;鉴别NaCl、AlCl3、Ba(OH)2、HCl四种溶液可以用碳酸钠溶液。
答案 D
二、非选择题
6.(2014·河南名校联考,26)溴乙烷是一种重要的化工合成原料。
实验室合成溴乙烷的反应和实
验装置如下:
反应:
CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
装置:
实验中可能用到的数据如下表:
物质
相对分子质量
沸点/℃
密度g·cm-3/
水溶性
CH3CH2OH
46
78.4
0.79
互溶
CH3CH2Br
109
38.4
1.42
难溶
CH3CH2OCH2CH3
74
34.8
0.71
微溶
CH2===CH2
28
-104
0.38
不溶
H2SO4(浓硫酸)
98
338.0
1.38
易溶
①合成反应:
在仪器B中加入适量NaBr、浓硫酸和50mL乙醇,安装好仪器,缓缓加热,收集馏出物。
②分离提纯:
将馏出物加水后振荡,再加入适量酸除去乙醚,分液,最后得到52mL溴乙烷。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2)仪器C为直形冷凝管,冷却水进口是________(填“a”或“b”)。
(3)仪器D置于盛有________的烧杯中,目的是____________________。
(4)装置A的名称为牛角管,其结构中的c支管的作用是______________________________________________________________。
(5)溴乙烷粗产品分离、提纯阶段,加水的目的是____________________。
(6)该实验所得溴乙烷的产率为________。
解析
(1)仪器B的名称是蒸馏烧瓶;
(2)为了使冷凝效果更好,直形冷凝管的冷却水进口是b;(3)溴乙烷的沸点为38.4℃,为了收集产品,要把仪器D置于盛有冰水混合物的烧杯中,以冷却溴乙烷;
(5)由于乙醇的沸点为78.4℃,在加热时容易随着溴乙烷蒸出,乙醇与水混溶,而溴乙烷不能溶解于水,所以在溴乙烷粗产品分离、提纯阶段,加水可以除去溶解在溴乙烷中的乙醇。
答案
(1)蒸馏烧瓶
(2)b
(3)冰水混合物 冷却溴乙烷
(4)平衡装置D、装置B中的气压,便于装置D接受馏出液
(5)除去溶解在溴乙烷中的乙醇
(6)78.9%或(79%或78.89%)
7.(2013·辽宁抚顺模拟)茶是我国人民喜爱的饮品。
某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。
查阅部分资料:
草酸铵[(NH4)2C2O4]可溶于水;草酸钙(CaC2O4)难溶于水;Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH:
Ca(OH)2 pH≥13;Al(OH)3 10≥pH≥5;Fe(OH)3 pH≥3.7。
试根据上述过程及信息填空:
(1)步骤③操作中,需要用到铁架台、铁圈、铁夹、烧杯、________、________等仪器。
(2)步骤②加盐酸的作用是___________________________________________。
(3)步骤④的目的是_________________________________________________。
(4)写出沉淀C所含主要物质的化学式:
________________________________
___________
________________________________________________________。
(5)写出步骤⑧发生反应的离子方程式:
_________________________________
___________________________________________________________________。
(6)写出步骤⑨发生反应的离子方程式:
_________________________________
___________________________________________________________________。
解析
(1)步骤③的操作是过滤,还需要漏斗、玻璃棒等仪器。
(2)向茶叶灰中加盐酸的作用是将其中的Ca2+、Al3+、Fe3+溶解。
(3)步骤④可使Al3+、Fe3+转化成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀。
(5)步骤⑧是检验Fe3+。
(6)步骤⑨使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,步骤⑩的目的是检验Al3+(或铝元素)的存在。
答案
(1)漏斗 玻璃棒
(2)使茶叶灰中的钙、铁、铝等难溶化合物转化成可溶性氯化物
(3)使铁、铝离子以氢氧化物形式完全沉淀
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3
(6)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
热点一 物质的检验(2014·福建理综8,2014·重庆理综2,2013·广东理综10,2013·江苏化学13,2013·海南化学7)
【演练1】考查物质的检验
根据下列实验得出的结论正确的是( )
选项
实验内容
结论
A
某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝
该物质中一定含有OH-,而且一定是碱
B
某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝
该气体一定是氯气
C
某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体
该溶液中一定含有CO
D
0.84g铁和50.00mL1.00mol·L-1的稀硝酸反应
反应后的溶
液中一定含有Fe3+和Fe2+
解析 该题考查了OH-、CO
和Fe3+等离子的检验方法。
显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝,如Na2CO3溶液,A错;O3、NO2等都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,B错;C项,若该溶液中含有碳酸氢根离子,加入盐酸也能产生无色无味气体,C错;由方程式3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O和Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O可知,当
<
<
时,反应后的溶液中一定含有Fe3+和Fe2+,n(Fe)=
=0.015mol,n(HN
O3)=0.05mol,由于
<
=
<
,D正确。
答案 D
【演练2】考查物质的鉴别
有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液,用一种试剂就可把它们鉴别开来,这种试剂是( )
A.盐酸B.烧碱溶液
C.氨水D.KSCN溶液
解析 烧碱溶液可以使FeCl2先出现白色沉淀,然后转化为灰绿色,最后生成红褐色沉淀;使FeCl3生成红褐色沉淀;使MgCl2出现白色沉淀;使AlCl3先出现白色沉淀,烧碱过量时白色沉淀溶解。
答案 B
【演练3】物质的推断
有一无色溶液,其中可能含有Fe3+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Cu2+、NH
、K+、CO
、SO
等离子的几种,如此溶液分别进行四个实验,其操作和有关现象如下图所示:
请根据上图推断:
(1)原溶液中一定存在的离子有________________________________________。
(2)写出实验④中沉淀量在A→B过程中所发生反应的离子方程式:
__________________________________________________________________。
(3)实验③中产生无色无味气体所发生的化学方程式为____________________
__________________________________________________________________。
解析 该溶液无色,则不含有Fe3+、Fe2+、Cu2+;由①判断该溶液中含有K+;由②推断该溶液中还有SO
,无CO
;由③推断该白色沉淀为Mg(OH)2或Al(OH)3或两者混合物,无色无味气体为O2,则该溶液中含有的离子有Mg2+或Al3+或两者都有,不含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、NH
;由④推断该溶液含有Mg2+和Al3+。
综上所述该溶液中含有的离子有Al3+、Mg2+、K+、SO
。
答案
(1)Al3+、Mg2+、K+、SO
(2)Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(3)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
热点二 物质的分离和提纯(2014·课标Ⅰ26,2014·大纲全国卷10,2013·新标Ⅰ13,2013·重庆理综4)
【演练4】高考组合题
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)分液时,分液漏斗中的上层液体应由上口倒出( )
(2013·福建理综,10A)
(2)由矿盐生产食盐,除去SO
最合适的试剂是Ba(NO3)2( )
(2013·安徽理综,12A)
(3)
用CCl4提取溴水中的Br2( )
(2012·天津理综,4A)
(4)
从KI和I2的固体混合物中回收I2( )
(2012·天津理综,4C)
(5)
用图所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体( )
(2012·江苏化学,6B)
(6)
用图所示装置除去Cl2中含有的少量HCl( )
(2012·江苏化学,6A)
(7)将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀( )
(2011·广东理综,10C)
(8)将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl( )
(2012·广东理综,9D)
(9)受强酸或强碱腐蚀致伤时,应先用大量水冲洗,再用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗,并视情况作进一步处理( )
2012·浙江理综,8D)
(10)除去干燥CO2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( )
(2011·浙江理综,8D)
答案
(1)√
(2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)× (9)× (10)√
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