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课时跟踪检测三十一 物质的检验、分离和提纯
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.(2017届湖南四校联考)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:除CO能与稀盐酸反应产生无色气体外,HCO、HSO或SO也能与稀盐酸反应产生无色气体,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
2.(2017届淄博实验中学一诊)下列实验中,所选装置或实验设计合理的是( )
A.图⑤所示装置中盛有饱和Na2SO3溶液除去SO2中含有的少量HCl
B.用乙醇提取碘水中的碘选择图③所示装置
C.用图①和②所示装置进行粗盐提纯
D.用图④所示装置进行石油分馏实验制取汽油
解析:SO2可与Na2SO3溶液反应,不能用Na2SO3溶液除去SO2中含有的少量HCl,A项错误;乙醇与水互溶,不能用乙醇提取碘水中的碘,B项错误;石油分馏应使用温度计,并选用蒸馏烧瓶,用图④不能进行石油分馏实验制取汽油,D项错误。
答案:C
3.(2016年北京卷)在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下:
对二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
苯
沸点/℃
138
144
139
80
熔点/℃
13
-25
-47
6
下列说法不正确的是( )
A.该反应属于取代反应
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B.甲苯的沸点高于144 ℃
C.用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来
D.从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来
解析:甲苯变为二甲苯是甲苯的苯环上的氢被甲基代替,属于取代反应,A项正确;甲苯的碳原子数比二甲苯少,相对分子质量比二甲苯小,沸点比二甲苯低,B项错误;苯的沸点与二甲苯的沸点相差较大,可以用蒸馏的方法分离,C项正确;对二甲苯的熔点较高,冷却后容易形成固体,所以能用冷却结晶的方法分离出来,D项正确。
答案:B
4.下列分离、提纯、鉴别物质的方法正确的是( )
A.用丁达尔效应鉴别Fe(OH)3胶体和FeCl3溶液
B.用过滤的方法除去NaCl溶液中含有的少量淀粉胶体
C.用溶解、过滤的方法提纯含有少量BaSO4的BaCO3固体
D.用加热、蒸发的方法可以除去粗盐中的CaCl2、MgCl2等杂质
解析:用丁达尔效应可区分胶体和溶液,A项正确;胶体和溶液均能透过滤纸,不能用过滤法除去NaCl溶液中少量淀粉胶体,B项错误;BaCO3、BaSO4均不溶于水,C项错误;CaCl2、MgCl2均易溶于水,不能用加热、蒸发的方法除去粗盐中的MgCl2、CaCl2,可向溶液中加入NaOH、Na2CO3,然后过滤,再加入HCl调节pH,再蒸发得到精盐,D项错误。
答案:A
5.(2017届江西铜鼓中学模拟)下列除杂试剂或方法有错误的是( )
选项
原物质
所含杂质
除杂试剂
主要操作方法
A
HNO3溶液
H2SO4
BaCl2溶液
过滤
B
CO2
SO2
酸性KMnO4溶液、浓硫酸
洗气、干燥
C
SiO2
Al2O3
稀盐酸
过滤
D
C2H5OH
CH3COOH
CaO
蒸馏
解析:硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和盐酸,引入新杂质,A项错误;二氧化硫与高锰酸钾发生反应,而二氧化碳不能,则利用酸性KMnO4溶液、浓硫酸试剂洗气、干燥可除杂,B项正确;氧化铝与盐酸反应,而二氧化硅不能,则加足量稀盐酸、过滤可除杂,C项正确;乙酸与CaO反应后生成醋酸钙,增大与乙醇沸点差异,则加CaO后蒸馏可除去C2H5OH中的CH3COOH,D项正确。
答案:A
6.(2017届衡水中学二调)在某澄清、透明的浅黄色溶液中,可能含有:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO、HCO、I-八种离子中的几种,在检验方案设计时初步分析其溶液中最多可含的离子(不包括OH-)有( )
A.5种 B.6种
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C.7种 D.8种
解析:溶液呈浅黄色,说明溶液中含有Fe3+,HCO、I-与Fe3+反应,不能共存,可判断溶液中不含I-、HCO,根据电荷守恒溶液中含有SO,则溶液中不含Ba2+,可以含有H+、NH、Al3+,故溶液中最多可含有5种离子,选A项。
答案:A
7.下列叙述中不正确的是( )
A.可用装置①鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
B.可用装置②分离汽油和水的混合物
C.可用装置③从海水中蒸馏得到淡水
D.可用装置④把胶体粒子从分散系中分离出来
解析:A项中碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性不同,可用加热的方法鉴别;B项中汽油和水互不相溶,可用分液的方法分离;C项中海水蒸馏可以得到淡水;D项中把胶体粒子从分散系中分离出来,应用渗析的方法,故D项错误。
答案:D
8.(2017届云南红河州月考)下列实验不能获得成功的是( )
A.用NaOH除去溴苯中混有的溴杂质
B.淀粉与稀H2SO4充分反应后,加入适量新制的Cu(OH)2溶液,加热产生红色沉淀
C.只用一种试剂鉴别Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液
D.用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸杂质
解析:NaOH能与Br2反应,可用NaOH除去溴苯中混有的溴,A项正确;淀粉在稀H2SO4催化作用下水解,水解后的溶液呈酸性,应先加碱调节溶液显碱性后,再加新制的Cu(OH)2,B项不能实验成功;可用盐酸鉴别Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液,C项正确;Na2CO3能与乙酸反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中溶解度较小,可用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,D项正确。
答案:B
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9.(2017届牡丹江一中月考)某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定:
由此分析,下列结论中正确的是( )
A.X中一定有Fe3+ B.X一定为FeBr2溶液
C.Y为AgI沉淀 D.Z中一定有Fe3+
解析:加入AgNO3溶液产生浅黄色沉淀,说明Y为AgBr,Z溶液中加入KSCN溶液,生成血红色溶液W,说明Z中一定含有Fe3+,C项错误,D项正确;X中加入适量酸化的AgNO3溶液,得到的Z中含有Fe3+,说明X中可能含有Fe3+,也可能含有Fe2+,也可能同时含有Fe2+和Fe3+,可推知X为FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合溶液,A、B项错误。
答案:D
10.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,某同学依次进行了以下实验:
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项、D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
二、非选择题(共40分)
11.(13分)某无色溶液X,由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO、MnO、CO、SO中的若干种离子组成,取溶液进行如下连续实验:
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(1)气体A的成分是(填化学式,下同)________,气体B的成分是________。
(2)X溶液中一定存在的离子是________________________________________。
(3)写出步骤①中发生反应的所有离子方程式:____________________________。
(4)写出步骤②中形成白色沉淀的离子方程式:____________________________。
(5)通过上述实验,溶液X中不能确定是否存在的离子是________;只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在,该方法是_________________________。
解析:本题考查了离子检验。溶液X是无色的,MnO不存在。溶液中加入过量盐酸有气体生成,说明溶液中含有CO,生成的气体A为CO2。溶液X中含有CO,排除Ag+、Ba2+、Al3+的存在。第②步继续向反应后的溶液中加入过量碳酸氢铵溶液,反应既生成气体,又生成沉淀,说明溶液X中含有AlO,AlO在第①步加入过量盐酸时发生反应AlO+4H+===Al3++2H2O,生成的Al3+和HCO发生双水解反应:Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。第③步继续加入过量Ba(OH)2溶液,生成的气体B为NH3,白色沉淀乙中含有BaCO3,还可能含有BaSO4。
答案:(1)CO2 NH3 (2)CO、AlO、Na+
(3)CO+2H+===H2O+CO2↑、AlO+4H+===Al3++2H2O
(4)Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑
(5)SO 在沉淀乙中加入足量盐酸,若白色沉淀能完全溶解,则X中不存在SO;若不完全溶解,则X中存在SO
12.(12分)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__________________________。
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(4)加入氯化钡溶液主要是为了除去________,检验该离子是否除尽的方法为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X为________(填字母序号)。
A.蒸发结晶 B.降温结晶
C.渗析 D.盐析
解析:(1)过滤所需的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒,加热搅拌的作用是加快反应速率。
(2)根据题意,结合流程图知,弃渣I为金属铅,锰与Pb2+发生置换反应;弃渣Ⅱ为硫酸镁,弃渣Ⅲ为硫酸钡。
(3)草酸与Ca2+反应生成草酸钙沉淀,注意草酸为弱酸,不能拆成离子。
(4)加入BaCl2溶液主要是为了除去溶液中的SO。
(5)蒸发溶剂,使溶液由不饱和变为饱和,继续蒸发,过剩的溶质就会呈晶体析出,叫蒸发结晶。MnCl2溶液呈弱酸性,是因为Mn2+水解,则不能用蒸发结晶的方法,而用蒸发浓缩、冷却结晶(即降温结晶)的方法。渗析常用于提纯胶体;盐析常用于提纯蛋白质。
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)SO 取少量上层澄清溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,如无沉淀出现则说明SO已除尽,反之则没有除尽 (5)B
13.(15分)茶是我国人民喜爱的饮品。我市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Ca、Al、Fe三种元素。
【查阅部分资料】草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质。草酸钙(CaC2O4)难溶于水。Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH为Ca(OH)2:pH≥13;Al(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1。
请根据上述过程及信息填空:
(1)步骤②加盐酸的作用是________________。
(2)写出检验Ca2+的离子方程式________________________。
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(3)写出沉淀C所含主要物质的化学式________________________。
(4)写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式__________________________。
(5)步骤⑨的作用是_____________________________________。
(6)称取400 g茶叶样品灼烧得灰粉后,加入过量盐酸后过滤,将所得滤液加入过量的(NH4)2C2O4溶液,再过滤、洗涤、干燥、称量得到5.12 g沉淀,原茶叶中钙元素的质量分数为________。
解析:本实验目的是定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素,故步骤②加入盐酸的目的是使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出,进入溶液,由Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH为Ca(OH)2:pH≥13;Al(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1,可知加入浓氨水调pH 6~7,加热煮沸30分钟,Al3+、Fe3+形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤,滤液中含Ca2+,加入(NH4)2C2O4的目的是为使Ca2+生成沉淀,检验Ca2+,因为草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质,故离子方程式为Ca2++(NH4)2C2O4===CaC2O4↓+2NH。沉淀C为Al(OH)3、Fe(OH)3的混合物,加盐酸后溶解,Al3+、Fe3+进入溶液,加入A试剂溶液变红,试剂A为KSCN溶液,目的检验Fe3+,离子反应为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,加入NaOH溶液调节pH为4~5,目的使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀与Al3+分离,再加入铝试剂形成玫红色物质,以检验Al3+。CaC2O4的物质的量为n(CaC2O4)=n(Ca)==0.04 mol,原茶叶中钙元素的质量分数为×100%=0.4%。
答案:(1)使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出(或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解)
(2)Ca2++(NH4)2C2O4===CaC2O4↓+2NH
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)Fe3++3SCN-Fe(SCN)3(写成其他正确的络合离子形式也可)
(5)使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
(6)0.4%
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