主題2物質的檢驗分離和提純

1.我國明代《本草綱目》記載了燒酒的制造工藝:“凡酸壞之酒,皆可蒸燒”,“以燒酒復燒二次……價值數(shù)倍也”。這里用到的實驗方法可用于分離()。A.苯和水B.乙酸乙酯和乙酸C.食鹽水和泥沙 D.硝酸鉀和硫酸鈉【答案】B【解析】“凡酸壞之酒,皆可蒸燒”,是指蒸餾操作。苯和水用分液法分離,A項錯誤;乙酸乙酯和乙酸互溶,用蒸餾法分離,B項正確;泥沙難溶于水,食鹽水和泥沙用過濾法分離,C項錯誤;硝酸鉀和硫酸鈉用重結晶法分離,D項錯誤。2.(2022年皖中名校聯(lián)盟聯(lián)考)檢驗某溶液中是否含有某種離子,下列操作方法正確的是()。A.向某溶液中先加入Ba(NO3)2溶液,無明顯現(xiàn)象,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明有Cl-B.向某溶液中加稀BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入鹽酸,沉淀不溶解,證明有SOC.向某溶液中加入稀鹽酸,放出能使澄清的石灰水變渾濁的氣體,證明有COD.向某溶液中加入濃氫氧化鈉溶液后加熱,產(chǎn)生使?jié)駶櫵{色石蕊試紙變紅的氣體,證明含有NH【答案】A【解析】向某溶液中加稀BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,再加入鹽酸,沉淀不溶解,白色沉淀可能是BaSO4或AgCl,不能證明有SO42-,B項錯誤;向某溶液中加入稀鹽酸,放出能使澄清的石灰水變渾濁的氣體,該氣體可能是CO2或SO2,則溶液中可能存在CO32-、HC3.除去下列物質中的雜質,選用的試劑和方法最合理的是()。選項物質雜質試劑方法A二氧化碳HCl(g)飽和碳酸鈉溶液洗氣B苯苯酚氫氧化鈉溶液分液C氯化鈉溶液碘化鈉氯水、酒精萃取、分液DBaSO4BaCO3水過濾【答案】B【解析】二者均與碳酸鈉溶液反應,應選飽和碳酸氫鈉溶液,故A項錯誤;苯酚與NaOH溶液反應,生成的苯酚鈉可溶于水,與苯分層,然后分液可分離,故B項正確;酒精與水互溶,不分層,不能分液分離,故C項錯誤;BaSO4和BaCO3均不溶于水,不能過濾分離,故D項錯誤。4.為了證明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亞鐵銨晶體)中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2A.加熱,試管口有液體生成,則可證明晶體中含有結晶水B.加少量水,溶液為淺綠色,滴入2滴KSCN溶液,溶液不顯紅色,再滴加幾滴新制氯水,溶液變?yōu)榧t色,則證明晶體中含有Fe2+C.加水溶解,加少量稀鹽酸,無現(xiàn)象,再滴入幾滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,則可證明晶體中含有SOD.加濃NaOH溶液,加熱,用濕潤的藍色石蕊試紙放在試管口檢驗,試紙變紅色,則證明晶體中含有NH【答案】D【解析】D項中應該用濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口檢驗NH3,若試紙變藍色,則證明晶體中含有NH45.下列實驗操作不能達到實驗目的的是()。選項實驗目的實驗操作A除去淀粉溶液中混有的(NH4)2SO4將混合物裝入半透膜袋,并放入流動的蒸餾水中B除去Mg粉中混有的Al粉加入足量NaOH溶液,過濾、洗滌、干燥C用苯萃取溴水中的Br2先從分液漏斗下口放出水層,再從上口倒出有機層D測定NaClO溶液的pH用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙上,與標準比色卡對照【答案】D【解析】A項,淀粉溶液為膠體,(NH4)2SO4溶液為鹽溶液,分離膠體與溶液的方法為滲析;B項,Mg與NaOH溶液不反應,Al與NaOH溶液反應生成氫氣和易溶于水的NaAlO2,然后可以用過濾、洗滌、干燥的方法提純Mg粉;C項,Br2易溶于苯,可用苯萃取溴水中的Br2,因苯的密度比水小,下層為水層,先從分液漏斗下口放出水層,再從上口倒出有機層;D項,NaClO溶液顯堿性且溶液中含有HClO而具有漂白性,用pH試紙測定時,試紙先變藍色后褪色,無法測定其pH。6.(2022年四川成都二診)下列實驗所選擇的試劑、裝置或儀器(夾持裝置已略去)能達到相應實驗目的的是()?！敬鸢浮緽【解析】酒精與水互溶,不能用于從溴水中萃取溴,A項錯誤;石蠟油分解產(chǎn)物能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,證明其分解產(chǎn)物中含有不飽和烴,B項正確;要驗證H2O2分解時二氧化錳的催化效果優(yōu)于氯化鐵,需控制雙氧水的濃度相同,C項錯誤;量筒的精確度為mL,量取mLmol·L-1HCl溶液,要用酸式滴定管,D項錯誤。7.下列實驗中,所采取的分離方法與對應原理都正確的是()。選項目的分離方法原理A分離溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離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固體中混有的NaCl重結晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大【答案】D【解析】分離兩種沸點差別較大的互溶液體,一般采用蒸餾的方法,D項正確。mL某待測溶液中除含有mol·L-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或多種:陽離子K+、NH4+、Fe3+陰離子Cl-、Br-、CO32-、HCO3現(xiàn)進行如下實驗操作(每次實驗所加試劑均過量):(1)寫出生成白色沉淀B的離子方程式:。

(2)待測液中肯定不存在的陽離子是。

(3)若無色氣體D是單一氣體,則原溶液中是否存在K+?(填“是”或“否”);若存在,求其物質的量濃度的最小值,若不存在,請說明理由:。

(4)若無色氣體D是混合氣體,待測液中一定含有的陰離子是。沉淀A中能與稀硝酸反應的成分是(填化學式)。

【答案】(1)Ba2++HCO3-+OH-BaCO3↓+H(2)Fe3+和Ba2+(3)是mol·L-1(4)CO32-、HCO3-、S【解析】待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A,則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成氣體,且有部分沉淀不溶解,則溶液中存在CO32-,可能存在SO32-、SO42-中的一種或兩種,根據(jù)離子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B,則溶液中一定含有N(1)由上述分析可知,白色沉淀B為碳酸鋇,是由HCO3-、Ba2+、OH-反應生成的,反應的離子方程式為HCO3-+Ba2++OH-BaCO(2)由上述分析可知,溶液中一定沒有的陽離子是Fe3+和Ba2+。(3)若無色氣體D是單一氣體,則氣體D為CO2,原溶液中不含SO32-,一定含有SO42-。則溶液中一定含有的陰離子有SO42-沉淀D為BaSO4,則n(SO42沉淀E為CaCO3,則n(CO32氣體B為NH3,則n(NH4+沉淀B為BaCO3,則n(HCO3-陽離子Na+、NH4+所帶正電荷的物質的量為mol,陰離子SO42-、CO32-、HCO3-所帶負電荷的物質的量為mol,根據(jù)電荷守恒,一定還含有K+,由于溶液中還可能含有Cl-,則K+(4)若無色氣體D是混合氣體,只能為CO2、NO混合氣體,白色沉淀D只能為BaSO4,溶液中一定含有SO32-,不能確定是否含有SO429.(2022年河北衡水中學二調)現(xiàn)代循環(huán)經(jīng)濟要求綜合考慮環(huán)境污染和經(jīng)濟效益。高純氧化鐵可作現(xiàn)代電子工業(yè)的材料,用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)為原料制備高純氧化鐵(軟磁α-Fe2O3)的生產(chǎn)流程如圖所示。下列說法錯誤的是()。A.步驟Ⅰ中過濾所得濾渣的主要成分是SiO2B.步驟Ⅱ中加入鐵粉的目的是將Fe3+還原為Fe2+C.步驟Ⅲ中可選用稀硝酸調節(jié)溶液的pHD.從濾液C中回收的主要物質可作氮肥【答案】C【解析】在硫鐵礦燒渣中加入酸,SiO2不與酸反應,過濾后所得濾渣為SiO2,濾液中加入過量鐵粉將Fe3+還原為Fe2+,可加入氨水調節(jié)溶液pH至5~,過濾后在濾液中加入碳酸氫銨可生成FeCO3,經(jīng)高溫煅燒可得Fe2O3,濾液C中溶質主要為銨鹽,可回收作氮肥。由以上分析可知C項錯誤。10.固體粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干種。為確定該固體粉末的成分,某同學依次進行了如下實驗:①將X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z②取少量Y加入足量濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體,并有少量紅色不溶物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于廣泛pH試紙上,試紙呈藍色分析以上實驗現(xiàn)象,下列結論正確的是()。中一定不存在FeOB.不溶物Y中一定含有Fe和CuO溶液中一定含有KCl、K2CO3中不一定存在MnO2【答案】B【解析】由實驗②知不溶物能與濃鹽酸反應產(chǎn)生黃綠色的Cl2,紅色不溶物為Cu,說明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能確定是否含有FeO,A、D兩項錯誤,B項正確;由實驗③可知溶液Z中可能含有KCl與K2CO3,由實驗④可知溶液Z呈堿性,一定含有K2CO3,不能確定是否含有KCl,C項錯誤。11.工業(yè)品MnCl2溶液中含有雜質,利用錳粉、草酸、硫酸錳分別除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得純凈的MnCl2,工藝流程如下:回答下列問題:(1)過濾所需的玻璃儀器主要有,加熱攪拌的作用是。

(2)棄渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分別為、、。反應①的離子方程式為。

(3)利用草酸(H2C2O4,弱酸)除去Ca2+的離子方程式為。

(4)加入氯化鋇溶液主要是為了除去。檢驗該離子是否被除盡的方法為。

(5)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X為(填字母)。

A.蒸發(fā)結晶B.降溫結晶C.滲析 D.鹽析【答案】(1)漏斗、燒杯、玻璃棒加快反應速率(2)鉛(或Pb)硫酸鎂(或MgSO4)硫酸鋇(或BaSO4)Mn+Pb2+Mn2++Pb(3)H2C2O4+Ca2+CaC2O4↓+2H+(4)SO42-取少量上層清液于試管中,滴加BaCl2(5)B12.芳香酸是分子中羧基與苯環(huán)直接相連的一類有機物,通常用芳香烴的氧化來制備。反應原理如下:+KOH+2MnO2↓+H2O+HCl反應試劑、產(chǎn)物的物理常數(shù)如下表:名稱相對分子質量性狀熔點(℃)沸點(℃)密度(g·cm-3)水中的溶解性甲苯92無色液體、易燃、易揮發(fā)-95不溶苯甲酸122白色片狀或針狀晶體248微溶主要實驗裝置和流程如下:實驗方法:將一定量的甲苯和KMnO4溶液加入圖1所示裝置中,在90℃時,反應一段時間后,停止反應,按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應的甲苯。(1)白色固體B中主要成分的分子式為。操作Ⅱ為。

(2)如果濾液呈紫色,需加入亞硫酸氫鉀,用離子方程式表示其原因:。

(3)下列關于儀器的組裝或使用正確的是。

A.抽濾可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀B.安裝電動攪拌器時,攪拌器下端不能與三頸燒瓶瓶底、溫度計等接觸C.圖1所示回流攪拌裝置應采用直接加熱的方法D.冷凝管中水的流向是上進下出(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應先加入,分液,然后再向水層中加入,抽濾,洗滌,干燥即可得到苯甲酸。

(5)純度測定:稱取g產(chǎn)品,配成100mL溶液,取其中mL溶液進行滴定,消耗KOH的物質的量為×10-3mol。產(chǎn)品中苯甲酸的質量分數(shù)為。

【答案】(1)C7H6O2蒸餾(2)2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5S(3)AB(4)NaOH溶液硫酸或鹽酸酸化(5)90%【解析】(1)白色固體是苯甲酸,分子式為C7H6O2;有機層中物質互溶且沸點不同,所以可以采用蒸餾的方法分離。(2)濾液呈紫色,說明高錳酸鉀過量,要先加亞硫酸氫鉀,除去未反應的高錳酸鉀,發(fā)生反應的離子方程式為2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5S(3)抽濾時,瓶中壓強較小,可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀,故A項正確;為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計,故其不能與它們接觸,故B項正確;沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻,圖1回流攪拌裝置應采用水浴加熱的方法,故C項錯誤;冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反,