第十单元 主题27 物质的检验、分离和提纯.docx

主题27:物质的检验、分离和提纯 命题一 物质的检验 ‎1.(2018年天津理综,4)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是(　　)。‎ 实验 现象 结论 A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀 原溶液中有Fe2+,无Fe3+‎ B.向C6H5ONa溶液中通入CO2‎ 溶液变浑浊 酸性:H2CO3>C6H5OH C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液 生成黑色沉淀 Ksp(CuS)Fe2+‎ B 将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶 集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生 CO2具有 氧化性 C 加热盛有少量NH4HCO3固体 石蕊试纸变蓝 NH4HCO3‎ 显碱性 的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 D 向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象 Ksp(AgI)‎ ‎Fe2+,正确;B项,发生反应4Na+CO2C+2Na2O,CO2中C元素的化合价降低,被还原,所以CO2具有氧化性,正确;C项,发生反应NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑,由于NH3与水反应生成NH3·H2O,溶液显碱性,因此石蕊试纸变蓝,错误;D项,生成了AgI沉淀,没有生成AgCl沉淀,所以Ksp(AgI)0.6 mol·L-1,所以c(K+)≥0.6 mol·L-1。‎ ‎【答案】(1)Ag+、Mg2+、Ba2+‎ ‎(2)SiO‎3‎‎2-‎+2H+H2SiO3↓‎ ‎(3)不确定　0.30　0.50　不存在 ‎(4)存在,最小浓度为0.6 mol·L-1‎ ‎1.物质检验的基本步骤:外观初步判断(固体、溶液中的离子、气体的颜色)→化学方法进一步判断(利用特征反应)→得出正确结论(根据现象做出判断)。具体流程为:‎ 取少量样品→加入某 种试剂→加热、振 荡等操作→观察现象→得出结论 ‎2.物质检验的答题模板 ‎(1)分别取固体少许于试管中加热或加入……试剂,现象是……,是……物质。‎ ‎(2)分别取固体少许于试管中溶于水形成溶液,加……试剂,现象是……,是……物质。‎ ‎(3)分别取溶液少许于试管中,分别加入……试剂,现象是……,为……物质。‎ ‎(4)分别取溶液少许于试管中,分别加入……试剂,现象是……,继续加入……试剂,现象是……,为……物质。‎ ‎3.物质检验的六点注意 ‎(1)选取试剂要最佳。选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一,使之一目了然。‎ ‎(2)不许原瓶操作:鉴别是为了以后的使用,若在原瓶中操作,会污染试剂,“别”而无用。要有“各取少许”字样。‎ ‎(3)不许把“未知当已知”。结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取××试剂加入××物质……”的字样。一般简答顺序为各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。‎ ‎(4)注意离子检验所要求的环境,如酸碱性。‎ ‎(5)一定要注意避免离子间的相互干扰,如检验CO‎3‎‎2-‎时,HCO‎3‎‎-‎的干扰。‎ ‎(6)尽可能选择特征反应以减少干扰,如检验Fe3+常选用KSCN溶液,而不是Na2CO3溶液等。‎ 考点二　物质的分离与提纯 一 分离、提纯的含义 二 物质分离、提纯的常用物理方法 方法和装置 适用范围 注意事项 把不溶性⑤　　　　　　进行分离 ‎ ‎(1)“一贴”指⑥　　　　紧贴漏斗内壁;“二低”指滤纸低于⑦　　　　,液面低于滤纸边缘;“三靠”指烧杯尖嘴紧靠⑧　　　　　,玻璃棒轻靠⑨　　　　　　　处,漏斗下端紧靠⑩　　　　　　　 ‎ ‎(2)若滤液仍浑浊,需　　　　　 ‎ 分离易溶性固体(热稳定好)溶液的溶质和溶剂 ‎(1)玻璃棒的作用:　　　　　　　　　　　　　 ‎ ‎(2)当　　　　　　　时,停止加热,用余热蒸干 ‎ ‎(续表)‎ 方法和装置 适用范围 注意事项 萃取和分液 ‎(1)萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的　　　　不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来 ‎ ‎(2)分液:两种液体　　　　　且易分层 ‎ ‎(1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中　　　 ‎ ‎(2)萃取剂与原溶剂　　　　　 ‎ ‎(3)萃取剂与溶质　　　　　 ‎ ‎(4)分液时,分液漏斗中的下层液体从　　　　流出,上层液体从　　　　倒出 ‎ 蒸馏 ‎　　　　相差较大的液体混合物 ‎ ‎(1)温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的　　　处 ‎ ‎(2)蒸馏烧瓶内要加　　　　 ‎ ‎(3)冷凝管水流方向应为“　　　　　” ‎ 升华 某种组分易升华的混合物 应与物质的分解变化区分,如NH4ClNH3↑+HCl↑,NH3+HClNH4Cl ‎(续表)‎ 方法和装置 适用范围 注意事项 分离提纯　　　与小分子(或离子)组成的混合液 ‎ 要不断更换烧杯中的蒸馏水(或用流动水)以提高渗析效果 三 物质分离、提纯常用的化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为沉淀 Cl-、SO‎4‎‎2-‎、CO‎3‎‎2-‎及能形成弱碱的金属阳离子 气化 将杂质离子 CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎、SO‎3‎‎2-‎、HSO‎3‎‎-‎、S2-、NH‎4‎‎+‎ 法 转化为气体 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(用对应的酸或碱)‎ 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溶液除去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反应的差异进行分离 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离子的盐溶液作电解质溶液 调 pH法 加入试剂调节溶液pH使溶液中某种成分生成沉淀而分离 如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO或Cu(OH)2等调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3而除去 四 分离、提纯需要遵循的“四原则”“三必须”‎ 在线反馈 ‎①分离　②纯净物　③除去　④纯净物　⑤固体和溶液 ‎⑥滤纸　⑦漏斗边缘　⑧玻璃棒　⑨三层滤纸一侧 ‎⑩烧杯内壁　重新过滤　搅拌,防止液体局部温度过高造成飞溅　有大量晶体析出或有少量溶剂剩余　溶解度　互不相溶　大　不互溶　不反应　下口　上口　沸点　支管口　沸石　下进上出　胶体 ‎ 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。‎ ‎(1)除去Cu粉中混有的CuO的实验操作是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。(　　)‎ ‎(2)用CCl4萃取碘水中的I2的实验操作是先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层。(　　)‎ ‎(3)将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,证明原气体是CO2。(　　)‎ ‎(4)图A是蒸馏时的接收装置。(　　)‎ ‎(5)用图B完成苯萃取碘水中I2后分离出有机层的操作。(　　)‎ ‎(6)用图C装置除去粗盐溶液中不溶物。(　　)‎ ‎(7)用图D装置除去CO气体中的CO2气体。(　　)‎ ‎(8)用图E装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体。(　　)‎ ‎(9)用图F装置从KI和I2的固体混合物中回收I2。(　　)‎ ‎【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×‎ ‎ 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(　　)。‎ 序号 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法 ‎①‎ 氯化钠溶液(碘化钠)‎ 氯水、四氯化碳 萃取、分液 ‎②‎ 氯化铵溶液(氯化铁)‎ 氢氧化钠溶液 调节pH=4,过滤 ‎③‎ 二氧化碳(一氧化碳)‎ 氧化铜粉末 加热 ‎④‎ CO2(HCl)‎ 饱和碳酸钠溶液 洗气 ‎　　A.①②③④　　　　　　　B.②③‎ C.①③ D.③④‎ ‎【解析】氯水氧化I-生成I2,I2易溶于四氯化碳,萃取、分液可得碘的四氯化碳溶液和氯化钠溶液,①正确;②中引入了杂质Na+,错误;CO在加热条件下与CuO反应生成CO2,③正确;CO2与碳酸钠也能反应,除去CO2中的HCl,应该选用饱和碳酸氢钠溶液,④错误。‎ ‎【答案】C ‎ 下列实验中,所选装置合理的是(　　)。‎ A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选①‎ B.用CCl4提取碘水中的碘,选④‎ C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤‎ D.粗盐提纯,选②和③‎ ‎【解析】CH3COOCH2CH3难溶于Na2CO3溶液,二者会分层,可用分液法分离,选择③,也可用蒸馏法分离,选择④,A项错误;用CCl4萃取碘水中的碘,选择③,B项错误;⑤可以用作洗气瓶,C项正确;粗盐提纯需要过滤、蒸发结晶,选择①和②,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎ 硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下:‎ 已知:NaBH4在常温下能与水反应,可溶于异丙酸(沸点:33 ℃)。‎ ‎(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100 ℃以上并通入氩气,该操作的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,原料中的金属钠通常保存在　　　　中,实验室取用少量金属钠需要用到的主要实验用品有　　　　、　　　　、玻璃片和小刀等。 ‎ ‎(2)第②步分离采用的方法是　　　　;第③步分离(NaBH4)并回收溶剂,采用的方法是　。 ‎ ‎【解析】(1)Na会与水、氧气反应,NaBH4在常温下能与水反应,因而加热到100 ℃并通入氩气是为了排出装置中的空气和水蒸气;取用钠时,用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油。‎ ‎(2)从流程可看出第②步是固体与液体的分离,其操作为过滤。根据已知信息可知NaBH4溶于异丙酸,且异丙酸的沸点较低(33 ℃),回收异丙酸可选用蒸馏的方法。‎ ‎【答案】(1)排尽装置中的空气和水蒸气　煤油　镊子　滤纸 ‎(2)过滤　蒸馏 一、分离提纯题的答题步骤 第一步:确定被提纯的物质与除杂对象 对比两者物理性质、化学性质的差异,利用差异性(溶解度差异、密度差异、熔沸点差异、与某些物质反应的差异性等)选择合适的分离原理或除杂试剂;除杂试剂除去杂质的同时,不消耗被提纯物质,不引入新的杂质。‎ 第二步:选择合适的分离或除杂装置 根据分离原理选择合适的分离装置(过滤、分液、蒸馏等);根据除杂试剂的状态及反应条件,选择合适的装置,液体试剂一般选洗气瓶,固体试剂一般用干燥管或U形管。‎ 第三步:综合分析,筛选答案 综合分析物质分离是否完全,被提纯物质中的杂质是否被除去。‎ 二、物质的分离和提纯的创新装置 ‎1.过滤装置的创新——抽滤 由于水流的作用,使图1装置a、b中气体的压强减小,故使过滤速率加快。‎ ‎2.蒸馏、冷凝装置的创新应用 图2、图3、图4,由于冷凝管竖立,使液体混合物能冷凝回流,以三颈烧瓶为反应容器,可使反应物循环利用,提高反应物的转化率。‎ ‎3.洗气装置的创新——双耳球吸收法 图5中,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。‎ ‎1.我国明代《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”。这里用到的实验方法可用于分离(　　)。‎ A.苯和水　　　　　　　B.乙酸乙酯和乙酸 C.食盐水和泥沙 D.硝酸钾和硫酸钠 ‎【解析】“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,是指蒸馏操作。苯和水用分液法分离,A项错误;乙酸乙酯和乙酸互溶,用蒸馏法分离,B项正确;泥沙难溶于水,食盐水和泥沙用过滤法分离,C项错误;硝酸钾和硫酸钠用重结晶法分离,D项错误。‎ ‎【答案】B ‎2.下列关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CO‎3‎‎2-‎ 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SO‎4‎‎2-‎ 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NH‎4‎‎+‎ 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】除CO‎3‎‎2-‎能与稀盐酸反应产生无色气体外,HCO‎3‎‎-‎、HSO‎3‎‎-‎或SO‎3‎‎2-‎也能与稀盐酸反应产生无色气体,将气体通入澄清石灰水,也能使溶液变浑浊,A项错误;若溶液中含有Ag+,加入BaCl2溶液,也能产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,B项错误;若溶液中含有Ca2+,加入Na2CO3溶液也能产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,D项错误。‎ ‎【答案】C ‎3.除去下列物质中的杂质,选用的试剂和方法最合理的是(　　)。‎ 选项 物质 杂质 试剂 方法 A 二氧化碳 HCl(g)‎ 饱和碳酸钠溶液 洗气 B 苯 苯酚 氢氧化钠溶液 分液 C 氯化钠溶液 碘化钠 氯水、酒精 萃取、分液 D BaSO4‎ BaCO3‎ 水 过滤 ‎　　【解析】二者均与碳酸钠溶液反应,应选饱和碳酸氢钠溶液,故A项错误;苯酚与NaOH溶液反应,生成的苯酚钠可溶于水,与苯分层,然后分液可分离,故B项正确;酒精与水互溶,不分层,不能分液分离,故C项错误;BaSO4和BaCO3均不溶于水,不能过滤分离,故D项错误。‎ ‎【答案】B ‎4.为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)中含有NH‎4‎‎+‎、Fe2+、SO‎4‎‎2-‎和H2O,取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管中。下列叙述中错误的是(　　)。‎ A.加热,试管口有液体生成,则可证明晶体中含有结晶水 B.加少量水,溶液为浅绿色,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴加几滴新制氯水,溶液变为红色,则证明晶体中含有Fe2+‎ C.加水溶解,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体中含有SO‎4‎‎2-‎ D.加浓NaOH溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验,试纸变红色,则证明晶体中含有NH‎4‎‎+‎ ‎【解析】D项中应该用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验NH3,若试纸变蓝色,则证明晶体中含有NH‎4‎‎+‎。‎ ‎【答案】D ‎5.海藻灰中含有丰富的碘,这些碘以I-的形式存在。实验室从海藻灰中提取碘的部分操作流程如图所示:‎ 则操作①②③的名称分别是(　　)。‎ A.萃取、过滤、蒸发 B.萃取、蒸馏、蒸发 C.过滤、萃取、过滤 D.过滤、萃取、蒸馏 ‎【解析】①是过滤,得到含碘离子的溶液和残渣;②是萃取;③从碘的有机溶液中提取出碘,是蒸馏操作。‎ ‎【答案】D ‎6.下列实验操作不能达到实验目的的是(　　)。‎ 选项 实验目的 实验操作 A 除去淀粉溶液中混有的(NH4)2SO4‎ 将混合物装入半透膜袋,并放入流动的蒸馏水中 B 除去Mg粉中混有的Al粉 加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥 C 用苯萃取溴水中的Br2‎ 先从分液漏斗下口放出水层,再从上口倒出有机层 D 测定NaClO溶液的pH 用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与标准比色卡对照 ‎　　【解析】A项,淀粉溶液为胶体,(NH4)2SO4溶液为盐溶液,分离胶体与溶液的方法为渗析;B项,Mg与NaOH溶液不反应,Al与NaOH溶液反应生成氢气和易溶于水的NaAlO2,然后可以用过滤、洗涤、干燥的方法提纯Mg粉;C项,Br2易溶于苯,可用苯萃取溴水中的Br2,因苯的密度比水小,下层为水层,先从分液漏斗下口放出水层,再从上口倒出有机层;D项,NaClO溶液显碱性且溶液中含有HClO而具有漂白性,用pH试纸测定时,试纸先变蓝色后褪色,无法测定其pH。‎ ‎【答案】D ‎7.1000 mL某待测溶液中除含有0.2 mol·L-1的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或多种:‎ 阳离子 K+、NH‎4‎‎+‎、Fe3+、Ba2+‎ 阴离子 Cl-、Br-、CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎、SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎ 现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):‎ ‎(1)写出生成白色沉淀B的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)待测液中肯定不存在的阳离子是　　　　。 ‎ ‎(3)若无色气体D是单一气体,判断原溶液中是否存在K+,　　　　(填“是”或“否”);若存在,求其物质的量浓度的最小值,若不存在,请说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)若无色气体D是混合气体:‎ ‎①待测液中一定含有的阴离子是　。 ‎ ‎②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是　　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎【解析】待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A,则溶液中可能含有CO‎3‎‎2-‎、SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎,向沉淀中加入稀硝酸生成气体,且有部分沉淀不溶解,则溶液中存在CO‎3‎‎2-‎,可能存在SO‎3‎‎2-‎、SO‎4‎‎2-‎中的一种或两种,根据离子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B,则溶液中一定含有NH‎4‎‎+‎、HCO‎3‎‎-‎,一定不存在Fe3+,气体B为NH3,白色沉淀B为BaCO3。溶液B中通入氯气,得浅黄绿色溶液,溶液中一定没有Br-,溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C,C为AgCl,说明溶液B中含有Cl-,由于开始加入了氯化钡溶液,故不能确定原溶液中是否含有Cl-。‎ ‎(1)由上述分析可知,白色沉淀B为碳酸钡,是由HCO‎3‎‎-‎、Ba2+、OH-反应生成的,反应的离子方程式为HCO‎3‎‎-‎+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O。‎ ‎(2)由上述分析可知,溶液中一定没有的阳离子是Fe3+和Ba2+。‎ ‎(3)若无色气体D是单一气体,则气体D为CO2,原溶液中不含SO‎3‎‎2-‎,一定含有SO‎4‎‎2-‎。则溶液中一定含有的阴离子有SO‎4‎‎2-‎、CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎,阳离子一定有Na+、NH‎4‎‎+‎。‎ 沉淀D为BaSO4,则n(SO‎4‎‎2-‎)=0.05 mol;‎ 沉淀E为CaCO3,则n(CO‎3‎‎2-‎)=0.1 mol;‎ 气体B为NH3,则n(NH‎4‎‎+‎)=0.1 mol;‎ 沉淀B为BaCO3,则n(HCO‎3‎‎-‎)=0.1 mol。‎ ‎　　阳离子Na+、NH‎4‎‎+‎所带正电荷的物质的量为0.3 mol,阴离子SO‎4‎‎2-‎、CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎所带负电荷的物质的量为0.4 mol,根据电荷守恒,一定还含有K+,由于溶液中还可能含有Cl-,则K+物质的量最少为0.1 mol,c(K+)最小为0.1 mol·L-1。‎ ‎(4)若无色气体D是混合气体,只能为CO2、NO混合气体,白色沉淀D只能为BaSO4,溶液中一定含有SO‎3‎‎2-‎,不能确定是否含有SO‎4‎‎2-‎,沉淀A中一定含有BaCO3、BaSO3。‎ ‎【答案】(1)Ba2++HCO‎3‎‎-‎+OH-BaCO3↓+H2O ‎(2)Fe3+和Ba2+‎ ‎(3)是　0.1 mol·L-1‎ ‎(4)①CO‎3‎‎2-‎、HCO‎3‎‎-‎、SO‎3‎‎2-‎ ‎②BaCO3、BaSO3‎ ‎1.固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了如下实验:‎ ‎①将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z ‎②取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物 ‎③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀 ‎④用玻璃棒蘸取溶液Z于广泛pH试纸上,试纸呈蓝色 分析以上实验现象,下列结论正确的是(　　)。‎ A.X中一定不存在FeO B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3‎ D.Y中不一定存在MnO2‎ ‎【解析】由实验②知不溶物能与浓盐酸反应产生黄绿色的Cl2,红色不溶物为Cu,说明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能确定是否含有FeO,A、D两项错误,B项正确;由实验③可知溶液Z中可能含有KCl或K2CO3,由实验④可知溶液Z呈碱性,一定含有K2CO3,不能确定是否含有KCl,C项错误。‎ ‎【答案】B ‎2.下列实验中,所选取的分离装置与对应原理都正确的是(　　)。‎ 选项 目的 装置 原理 A 纯化氢氧化铁胶体 ‎①‎ 胶体粒子不能通过滤纸,离子及小分子可以通过滤纸 B 分离苯中的溴苯 ‎③‎ 苯(0.88 g·mL-1)和溴苯 ‎(1.5 g·mL-1)的密度不同 ‎ C 粗盐提纯 ‎①②‎ NaCl在水中的溶解度很大 D 除去环己 ‎④‎ 环己醇的沸点(161 ℃)与环己烯的沸点(83 ℃)相差较大 醇中的环己烯 ‎　　【解析】A项,胶体粒子能通过滤纸,不能通过半透膜,普通过滤装置不能达到纯化胶体的目的,其分离装置的选取和分离原理均错误;B项,苯和溴苯互溶,所以可利用两者的沸点不同采用蒸馏的方法进行分离,分离装置的选取和分离原理均错误;C项,粗盐提纯的原理是利用粗盐中各成分的溶解度不同,先通过过滤除去不溶性杂质,再依次加入足量NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液,再过滤除去杂质离子Mg2+、SO‎4‎‎2-‎、Ca2+等,最后加入适量盐酸并依据氯化钠性质稳定,通过蒸发结晶得到精盐,其分离原理描述错误;D项,利用两种液体的沸点不同,采用蒸馏的方法进行分离,分离装置的选取和分离原理均正确。‎ ‎【答案】D ‎3.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 分离溶于水中的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度较大 B 分离乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固体中混有的NaCl 重结晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中 蒸馏 丁醇与乙醚的沸点相差较大 的乙醚 ‎　　【解析】分离两种沸点差别较大的互溶液体,一般采用蒸馏的方法,D项正确。‎ ‎【答案】D ‎4.工业品MnCl2溶液中含有杂质,利用锰粉、草酸、硫酸锰分别除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得纯净的MnCl2,工艺流程如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)过滤所需的玻璃仪器主要有　　　　　,加热搅拌的作用是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)弃渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分别为　　　　、　　　　、　　　　。反应①的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)利用草酸(H2C2O4,弱酸)除去Ca2+的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)加入氯化钡溶液主要是为了除去　　　　,检验该离子是否被除尽的方法为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X为　　　　(填字母)。 ‎ A.蒸发结晶　　　　　　B.降温结晶 C.渗析 D.盐析 ‎【答案】(1)漏斗、烧杯、玻璃棒　加快反应速率 ‎(2)铅(或Pb)　硫酸镁(或MgSO4)　硫酸钡(或BaSO4)　Mn+Pb2+Mn2++Pb ‎(3)H2C2O4+Ca2+CaC2O4↓+2H+‎ ‎(4)SO‎4‎‎2-‎　取少量上层清液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无沉淀出现,则说明SO‎4‎‎2-‎已除尽,反之则没有除尽 ‎(5)B ‎5.聚合氯化铝晶体是介于AlCl3和Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物,其制备原料主要是铝加工行业的废渣——铝灰,它主要含Al2O3、Al,还有SiO2等杂质。聚合氯化铝的生产工艺流程如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)操作1为　　　　。 ‎ ‎(2)升高pH至4.0~4.5的目的是　　　　　　　。 ‎ ‎(3)生产过程中可回收使用的物质是　　　(写物质名称)。 ‎ ‎(4)为使得到的晶体较纯净,生产过程中使pH升高的C物质可选用　　　　(填字母)。 ‎ a.NaOH　b.Al　c.氨水　d.Al2O3　e.NaAlO2‎ ‎(5)通过该法得到一种化学式为Al2(OH)2Cl4·5H2O(M=320 g·mol-1)的聚合氯化铝晶体,为测定产品纯度,进行如下操作:‎ ‎①称取1.600 g样品,用适量盐酸溶解后配成100.00 mL溶液;‎ ‎②取25.00 mL溶液,控制pH=3.5,加入过量40 mL 0.1 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准液滴定(Al3++H2Y2-AlY-+2H+),加热煮沸5~10分钟,使Al3+与EDTA结合稳定(EDTA与Al3+结合无色)。‎ ‎③待上一步结束后,调节溶液pH至5~6,加入二甲酚橙作指示剂,用0.1 mol·L-1标准Zn2+溶液滴定多余的EDTA(Zn2++H2Y2-ZnY2-+2H+),消耗标准液20.00 mL(已知:二甲酚橙与Zn2+形成的配合物是红紫色的溶液),滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　;产品的纯度为　　　　　　。 ‎ ‎【解析】(1)氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,铝与盐酸反应生成氯化铝与氢气,二氧化硅与盐酸不反应,过滤即可实现分离。(2)由于最终得到聚合氯化铝晶体,因此升高pH至4.0~4.5的目的是促进Al3+水解,使聚合氯化铝晶体析出。(3)加热时HCl会挥发,用水喷淋就可以吸收HCl,得到盐酸,可循环使用。(4)用氢氧化钠、偏铝酸钠和氨水调节pH,会引入新的杂质钠离子和铵根离子,所以可以加入Al和氧化铝进行处理,过量可以过滤掉,从而可以得到较纯净的晶体。(5)二甲酚橙与Zn2+形成的配合物是红紫色的溶液,所以滴定终点的现象是溶液恰好变为浅红紫色,且半分钟内不褪色;根据离子方程式可知多余的EDTA的物质的量为0.002 mol,则与铝离子反应的EDTA的物质的量为0.004 mol-0.002 mol=0.002 mol,所以25 mL溶液中铝离子的物质的量是0.002 mol,则原溶液中铝离子的物质的量是0.008 mol,根据铝原子守恒可知,产品的物质的量是0.004 mol,质量是0.004 mol×320 g·mol-1=1.28 g,所以产品的纯度为‎1.28 g‎1.60 g×100%=80%。‎ ‎【答案】(1)过滤 ‎(2)促进Al3+水解,使聚合氯化铝晶体析出 ‎(3)盐酸 ‎(4)bd ‎(5)溶液恰好变为浅红紫色且半分钟内不褪色　80%‎ ‎6.芳香酸是分子中羧基与苯环直接相连的一类有机物,通常用芳香烃的氧化来制备。反应原理如下:‎ ‎+KOH+2MnO2↓+H2O ‎+HCl 反应试剂、产物的物理常数如下表:‎ 名称 相对分 子质量 性状 熔点 ‎(℃)‎ 沸点 ‎(℃)‎ 密度 ‎(g·cm-3)‎ 水中的 溶解性 甲苯 ‎92‎ 无色液体、易燃、易挥发 ‎-95‎ ‎110.6‎ ‎0.8669‎ 不溶 苯甲酸 ‎122‎ 白色片状或针状晶体 ‎122.4‎ ‎248‎ ‎1.2659‎ 微溶 主要实验装置和流程如下:‎ 实验方法:将一定量的甲苯和KMnO4溶液加入图1所示装置中,在90 ℃时,反应一段时间后,停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。‎ ‎(1)白色固体B中主要成分的分子式为　　　　。操作Ⅱ为　　　　。 ‎ ‎(2)如果滤液呈紫色,需加入亚硫酸氢钾,用离子方程式表示其原因:　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)下列关于仪器的组装或使用正确的是　　　　。 ‎ A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀 B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触 C.图1所示回流搅拌装置应采用直接加热的方法 D.冷凝管中水的流向是上进下出 ‎(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入　　　　,分液,然后再向水层中加入　　　　,抽滤,洗涤,干燥即可得到苯甲酸。 ‎ ‎(5)纯度测定:称取2.440 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL 溶液进行滴定,消耗KOH的物质的量为4.5×10-3 mol。产品中苯甲酸的质量分数为　。 ‎ ‎【解析】(1)白色固体是苯甲酸,分子式为C7H6O2;有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采用蒸馏的方法分离。‎ ‎(2)如果滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,除去未反应的高锰酸钾,发生反应的离子方程式为2MnO‎4‎‎-‎+5HSO‎3‎‎-‎+H+2Mn2++5SO‎4‎‎2-‎+3H2O。‎ ‎(3)抽滤时,瓶中压强较小,可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,故A项正确;为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计,故其不能与它们接触,故B项正确;沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀,图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法,故C项错误;冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反,则冷凝管中水的流向是下进上出,故D项错误。‎ ‎(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液,甲苯与NaOH不反应,苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠,分液,苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸。‎ ‎(5)设苯甲酸的物质的量浓度为x mol·L-1,则25 mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025x mol。‎ C6H5COOH+KOHC6H5COOK+H2O ‎1 mol　　　 1 mol ‎0.025x mol　　 4.50×10-3 mol ‎1mol‎1mol‎=‎‎0.025xmol‎4.50×1‎0‎‎-3‎mol x=0.18‎ 则100 mL该溶液中苯甲酸的质量为0.18 mol·L-1×0.1 L×122 g·mol-1=2.196 g,其质量分数为‎2.196 g‎2.440 g×100%=90%。‎ ‎【答案】(1)C7H6O2　蒸馏 ‎(2)2MnO‎4‎‎-‎+5HSO‎3‎‎-‎+H+2Mn2++5SO‎4‎‎2-‎+3H2O ‎(3)AB ‎(4)NaOH溶液　硫酸或盐酸酸化 ‎(5)90%‎ ‎1.设NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)。‎ A.T ℃时,1 L pH=6的纯水中,含10-8NA个OH-‎ B.15.6 g Na2O2与过量CO2反应时,转移的电子数为0.4NA C.1 mol SiO2中含有30NA个电子 D.14 g分子式为CnH2n(n≥2)的链烃中含有的CC键的数目一定为NA ‎【解析】H2O的电离方程式为H2OH++OH-,T ℃时纯水的pH=6,c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1,即OH-的物质的量为10-6 mol,含有10-6NA个OH-,故A项错误;在反应2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2中,2 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量为2 mol,因此15.6 g Na2O2参与此反应,转移电子的物质的量为‎15.6‎‎78‎ mol=0.2 mol,故B项错误;1 mol SiO2中含有电子的物质的量为(14+2×8) mol=30 mol,故C项正确;CnH2n为链烃,即CnH2n为单烯烃,1 mol单烯烃中含有1 mol碳碳双键,即14 g单烯烃中含有碳碳双键的物质的量为‎14‎‎14n mol,即含有碳碳双键的物质的量为‎1‎n mol,故D项错误。‎ ‎【答案】C ‎2.下列反应的离子方程式书写正确的是(　　)。‎ A.等物质的量的 MgCl2、Ba(OH)2和 HCl溶液混合:Mg2++2OH- Mg(OH)2↓‎ B.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀:Ba2++OH-+H++SO‎4‎‎2-‎BaSO4↓+H2O C.向 Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI 溶液:2NO‎3‎‎-‎+8H++6I-3I2+2NO↑+4H2O D.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量的 NaOH 溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓‎ ‎【解析】等物质的量的 MgCl2、Ba(OH)2和 HCl溶液混合,除发生反应Mg2++2OH-Mg(OH)2↓外,还会发生反应H++OH-H2O,故A项错误;向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至不再产生沉淀,即NaHSO4与Ba(OH)2按1∶1反应,故B项正确;向 Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI 溶液,过量的碘离子还会与Fe3+发生反应2Fe3++2I-I2+2Fe2+,故C项错误;(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量的 NaOH 溶液反应,NH‎4‎‎+‎、Fe2+均与OH—反应,故D项错误。‎ ‎【答案】B ‎3.“碳呼吸电池”是一种新型能源装置,其工作原理如图所示。下列有关说法中错误的是(　　)。‎ A.该装置将化学能转化为电能 B.利用该技术可捕捉大气中的CO2‎ C.该装置工作时,正极上的电极反应式为2CO2-2e-C2‎O‎4‎‎2-‎ D.该装置工作时,理论上每生成1 mol草酸铝,电路中通过6 mol电子 ‎【解析】“碳呼吸电池”为原电池装置,将化学能转化为电能,A项正确;利用该技术可捕捉大气中的CO2,作原电池的正极材料,B项正确;该装置工作时,正极上的电极反应式为2CO2+2e-C2O‎4‎‎2-‎,C项错误;根据工作原理图,金属铝是负极,失电子生成草酸铝,所以每得到1 mol草酸铝,电路中转移6 mol电子,D项正确。‎ ‎【答案】C ‎4.常温下,H2A是一种易溶于水的二元酸,将NaOH溶液滴入等物质的量浓度的H2A溶液中,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数(α)随溶液pH的变化关系如图所示:‎ 下列说法错误的是(　　)。‎ A.常温下,H2AHA-+H+的电离平衡常数Ka1=10-3.30‎ B.当c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)时,溶液呈中性 C.pH=6.27时,c(A2-)=c(HA-)>c(H+)>c(OH-)‎ D.V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=3∶2时,2c(Na+)+c(OH-)=2c(H2A)+c(HA-)+c(H+)‎ ‎【解析】H2AH++HA-的电离平衡常数Ka1=c(H‎+‎)·c(HA‎-‎)‎c(H‎2‎A)‎,当c(HA-)=c(H2A)时,溶液的pH=3.30,即溶液中c(H+)=10-3.30,则Ka1=10-3.30,A项正确;NaOH溶液滴入H2A溶液中,溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),当c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,B项正确;根据图像知,pH=6.27时,溶液中c(A2-)>c(HA-),溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),C项正确;当V(NaOH溶液)∶V(H2A溶液)=3∶2时,溶液中的物料守恒式为2c(Na+)=3[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)],将物料守恒式与电荷守恒式整理得,c(Na+)+c(OH-)=3c(H2A)+2c(HA-)+c(A2-)+c(H+),D项错误。‎ ‎【答案】D ‎5.下列实验方案中,不能达到实验目的的是(　　)。‎ 选项 实验目的 实验方案 A 检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生水解 将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后,取出上层水溶液,用稀HNO3酸化,加入AgNO3溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 B 检验Fe(NO3)2‎ 将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红 晶体是否已氧化变质 C 验证Br2的氧化性强于I2‎ 将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置,可观察到下层液体呈紫色 D 验证Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2‎ 将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡,可观察到沉淀由白色变为红褐色 ‎　　【解析】A项,CH3CH2Br与碱性溶液共热生成乙醇和NaBr,取上层水溶液用硝酸调节溶液至酸性,再用AgNO3溶液检验Br-,若有浅黄色沉淀AgBr生成,则证明有Br-,从而证明CH3CH2Br发生了水解反应,正确;B项,Fe(NO3)2变质后生成Fe(NO3)3,将样品加入稀硫酸溶解后,溶液呈酸性,NO‎3‎‎-‎在酸性环境下具有强氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,加入KSCN溶液,溶液一定变红色,不能证明原样品中是否含有Fe3+,错误;C项,加CCl4后,下层溶液呈紫色说明CCl4层中溶有I2,从而证明Br2的氧化性强于I2,正确;D项,Mg(OH)2悬浊液中加FeCl3溶液,沉淀由白色变成红褐色,说明Mg(OH)2转化成Fe(OH)3,从而证明Fe(OH)3比Mg(OH)2更难溶,正确。‎ ‎【答案】B ‎6.甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)可用于全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成。回答下列问题:‎ ‎(1)合成CH3NH2(g)所需的甲醇,在工业上利用水煤气合成,反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH”或“