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第26讲 物质的分离、提纯及检验
教材习题回扣
1.(必修1 P63-7)为了检验某FeCl2溶液是否变质,可以向溶液中加入( )。
A.NaOH溶液 B.铁片
C.KSCN 溶液 D.石蕊溶液
2.(必修2 P76-4)下列物质中不能用来区分乙酸、乙醇、苯的是( )。
A.金属钠 B.溴水
C.碳酸钠溶液 D.紫色石蕊溶液
3.(必修2 P76-6)除去乙酸乙酯中残留的乙酸,有效的处理方法是( )。
A.蒸馏
B.水洗后分液
C.用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液
D.用过量氯化钠溶液洗涤后分液
4.(必修1 P87-2改编)在探究新制氯水中含有的离子和性质的操作中,有关实验现象和结论不正确的是( )。
选项
操作
实验现象
结论
A
滴入AgNO3溶液
生成白色沉淀
氯水中含有Cl-
B
滴在蓝色石蕊试纸上
试纸变红
氯水显酸性
C
滴入红墨水
红墨水褪色
氯水具有漂白性
D
加入镁条
镁条表面有气泡产生
氯水显酸性
能力提升训练
一、单项选择题
1.(2015年上海卷)检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可选用的试剂是( )。
A.NaOH B.KMnO4
C.KSCN D.苯酚
2.(2016年新课标卷Ⅲ)下列有关实验的操作正确的是( )。
选项
实验
操作
A
配制稀硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中,后倒入蒸馏水
B
排水法收集KMnO4分解产生的O2
先熄灭酒精灯,后移出导管
C
浓盐酸与MnO2反应制备纯净Cl2
气体产物先通过浓硫酸,后通过饱和食盐水
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D
CCl4萃取碘水中的I2
先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层
3.(2016年四川雅安诊断)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
4.(2016年北京四十所示范学校联考)下列装置或操作能达到实验目的的是( )。
A.检查装置气密性 B.从碘的CCl4溶
液中分离出碘
C.除去甲烷中的乙烯 D.分离甲苯与乙醇
5.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.①② B.②③ C.①③④ D.①②④
6.(2016年河北衡水质检)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HNO3
有白色沉淀产生
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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
7.(2015年山东济南模拟)无色的混合气体甲中可能含有NO、CO2、NO2、NH3、N2中的几种,将100 mL气体甲经过如图实验处理,结果得到酸性溶液,而几乎无气体剩余,则气体甲的组成可能为( )。
A.NH3、NO2、N2 B.NH3、NO、CO2
C.NH3、NO2、CO2 D.NO、CO2、N2
二、非选择题
8.(2016年河南商丘统考)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。
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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:_______________________
____________________________________________。
9.某矿抽出的废液中含有大量的K+、Cl-、Br-,还有少量的Ca2+、Mg2+、SO。某研究性学习小组获取这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:
可供试剂a、b选择的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2、KMnO4(H+)溶液、稀盐酸。
请根据以上流程,回答相关问题:
(1)试剂a应该选用________________。
(2)操作①、②、③、④、⑤的名称是______(填字母)。
A.萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶
B.萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
C.分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶
D.萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶
(3)除去无色液体Ⅰ中的Ca2+、Mg2+、SO,选出b所代表的试剂,按滴加顺序依次是________________________________________________________________________
_________________________________(填化学式)。
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(4)调节pH的作用是__________________________________________________,操作方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是___________________________________________。
10.用下图装置可证明CO2与NaOH溶液发生了反应:
(1) 将A与B连接,打开止水夹将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的现象是___________
_____________,反应的离子方程式:______________________________。
(2)向100 mL 2 mol·L-1的NaOH 溶液中通入一定量的CO2,充分反应后,将溶液蒸发结晶,得到少量白色固体,请设计实验确认该固体的成分:
①提出合理假设:
假设1:该固体为NaOH和Na2CO3;
假设2:该固体只有Na2CO3;
假设3:该固体只有____________________;
假设4:该固体为______________________。
②基于假设1成立,请设计实验进行验证,写出实验步骤及预期现象和结论。
限选的试剂、仪器: 1 mol·L-1HCl、1 mol·L-1 MgCl2、0.5 mol·L-1BaCl2和1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液、甲基橙、酚酞溶液,试管、胶头滴管、过滤装置。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量白色固体于试管中,加适量水溶解,__________________________
产生______________,说明固体中含有Na2CO3
步骤2:________________________
______________________________________
__________________,说明固体中含有NaOH
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第26讲 物质的分离、提纯及检验
【教材习题回扣】
1.C 解析:FeCl2溶液若变质则被空气中氧气氧化为FeCl3,可用KSCN溶液检验。
2.B 解析:A选项中,苯不与钠反应,乙酸与钠反应比乙醇与钠反应速率快,可鉴别;B选项中,溴水不与乙酸、乙醇反应,且均能相互溶解,不能鉴别;C选项中,碳酸钠与乙酸反应产生CO2气体,与乙醇相互溶解,与苯互不相溶而分层,可鉴别;D选项中,紫色石蕊溶液与乙酸作用变红,与乙醇互溶,与苯互不相溶而分层,可鉴别。
3.C
4.B 解析:新制氯水具有漂白性,滴在蓝色石蕊试纸上能漂白试纸。
【能力提升训练】
1.B 解析:加入氢氧化钠,因生成Fe(OH)3红褐色沉淀,可覆盖Fe(OH)2白色沉淀,不能检验是否含有Fe2+,A错误;Fe2+具有还原性,可与高锰酸钾发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色,可鉴别,B正确;Fe2+与KSCN不反应,不能鉴别,只能鉴别Fe3+,C错误;Fe2+与苯酚不反应,不能鉴别,只能鉴别Fe3+,D错误。
2.D
3.A 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。
4.A 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,温度计水银球应在支管口附近(测的是馏分的温度)。
5.A 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。
6.A 解析: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。
7.B 解析:二氧化氮是红棕色的气体,所以一定不存在;甲气体经过足量的浓硫酸,剩余气体80 mL,说明一定有NH3
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存在;二氧化碳可以和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,一氧化氮无色,与氧气立即反应变为红棕色的二氧化氮,通过足量的过氧化钠后气体显红棕色,说明有NO、CO2;几乎无气体剩余,说明没有N2。
8.(1)萃取、分液 蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管(接收器)、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
解析:(1)由操作流程图可知,苦卤加入氧化剂后,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(接收器)、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造成液体飞溅,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。
9.(1)H2O2 (2)B
(3)BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液;或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)
(4)中和过剩的KOH及K2CO3 滴加稀盐酸,无气体产生时,用pH试纸测定至pH=7 (5)蒸发皿
解析:(1)试剂a选用H2O2,可将Br-氧化成Br2,且不引入新杂质。(2)操作①萃取水溶液中的Br2,②分液,分离水层和CCl4层,CCl4中富集了大量的Br2,③蒸馏,使CCl4与液溴分离,④过滤,分离固液混合物,⑤蒸发结晶得氯化钾晶体。(3)除杂试剂的添加顺序关键在于先加BaCl2溶液,后加饱和K2CO3溶液。
10.(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶(或水倒吸进入烧瓶中) 2OH-+CO2===CO+H2O(或OH-+CO2===HCO)
(2)①NaHCO3 Na2CO3 和NaHCO3
②
实验步骤
预期现象和结论
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再加0.5 mol·L-1BaCl2溶液至过量
白色沉淀
过滤,取少量滤液(或静置,用胶头滴管取上层清液少许)于试管中,再向试管中滴加1~2滴酚酞溶液
溶液变成红色
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