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第二節(jié)物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)最新考綱:1.掌握常見物質(zhì)分離與提純的常用方法。2.掌握常見離子的檢驗(yàn)方法。核心素養(yǎng):1.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):認(rèn)識(shí)科學(xué)探究是進(jìn)行科學(xué)解釋和發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和應(yīng)用的科學(xué)實(shí)踐活動(dòng);能發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的問題,從問題和假設(shè)出發(fā),確定物質(zhì)的分離和提純以及檢驗(yàn)探究方案,進(jìn)行科學(xué)探究;善于合作,敢于質(zhì)疑,勇于創(chuàng)新。2.科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任:在物質(zhì)分離與提純的方案設(shè)計(jì)中,要具有環(huán)境保護(hù)和合理開發(fā)、利用資源的意識(shí);能關(guān)心并積極參與和化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題的討論,有社會(huì)責(zé)任感,敢于參與力所能及的決策和實(shí)踐活動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)一物質(zhì)分離、提純的物理方法1.物質(zhì)分離、提純的區(qū)別與聯(lián)系(1)混合物的分離是根據(jù)混合物中各組分的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異,通過一定的物理變化或化學(xué)變化將混合物分成各組分的純凈物。(2)混合物的提純是根據(jù)混合物中各組分的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)的差異,通過一定的物理變化或化學(xué)變化將混合物中的雜質(zhì)除去。分離和提純的要求不同,設(shè)計(jì)操作步驟時(shí)一定要加以區(qū)別。(3)提純的“四個(gè)原則”及“四個(gè)必須”①“四個(gè)原則”一是不增加新的雜質(zhì);二是不減少被提純物質(zhì);三是被提純物質(zhì)與雜質(zhì)易分離;四是被提純物質(zhì)易復(fù)原。②“四個(gè)必須”一是除雜試劑必須過量;二是過量試劑必須除盡;三是除雜途徑必須最佳;四是除去多種雜質(zhì)時(shí)必須考慮加入試劑的先后順序。2.物質(zhì)分離提純的物理方法(1)“固+固”混合物的分離(提純)(2)“固+液”混合物的分離(提純)(3)“液+液”混合物的分離(提純)3.物理法分離提純物質(zhì)所選裝置(1)常用裝置①過濾②蒸發(fā)③萃取和分液④蒸餾⑤升華(2)創(chuàng)新裝置①過濾裝置的創(chuàng)新——抽濾②蒸餾裝置的創(chuàng)新判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)1.用分液漏斗分液時(shí),先放出下層液體后,再從分液漏斗下口放出上層液體(×)提示:用分液漏斗分液時(shí),下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出。2.蒸餾操作時(shí),應(yīng)使溫度計(jì)水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處(√)3.用下圖裝置蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體(×)提示:氯化銨受熱易分解,不能得到氯化銨晶體。4.用長(zhǎng)頸漏斗分離乙酸乙酯與飽和Na2CO3溶液(×)提示:應(yīng)用分液漏斗將乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液分開。5.蒸發(fā)操作時(shí),應(yīng)使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加熱(×)提示:蒸發(fā)結(jié)晶時(shí),當(dāng)有較多晶體析出時(shí)即停止加熱。6.用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸餾的方法分離溴與乙醇(×)提示:乙醇與水互溶,不能萃取出水溶液中的溶質(zhì)。7.提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉,應(yīng)采用在較高溫度下制得濃溶液再冷卻結(jié)晶、過濾、干燥的方法(×)提示:提純混有少量硝酸鉀的氯化鈉的正確操作是:蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾、洗滌、干燥。8.1-己醇的沸點(diǎn)比己烷的沸點(diǎn)高,1-己醇和己烷不能通過蒸餾初步分離(×)提示:互溶的液體物質(zhì)沸點(diǎn)相差較大的,可以用蒸餾的方法分離。1.重結(jié)晶法的理解若B中混有A:采用溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶方法。若A中混有B:采用溶解、加熱、趁熱過濾。重復(fù)上面操作以獲得更純凈的晶體的方法叫重結(jié)晶。2.過濾操作的延續(xù)(1)沉淀的洗滌方法向過濾器中加入水,沒過沉淀物。待水自然流下,重復(fù)2~3次。(2)檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈實(shí)質(zhì)為檢驗(yàn)離子,如分離BaSO4與NaCl,檢驗(yàn)沉淀BaSO4是否洗滌干凈,可以檢驗(yàn)Na+、Cl-,操作為:取最后一次洗滌液于試管中,滴加AgNO3溶液,若無沉淀生成,則洗滌干凈;若有沉淀,則未洗滌干凈。(3)沉淀洗滌時(shí)試劑的選擇為減少沉淀的溶解應(yīng)選擇不同試劑,如溫度越高,溶解度越小,應(yīng)選用熱水洗滌,反之用冷水洗滌。另外還可以選擇有機(jī)溶劑,飽和某溶液洗滌。1.(2017·全國(guó)卷Ⅰ)《本草衍義》中對(duì)精制砒霜過程有如下敘述:“取砒之法,將生砒就置火上,以器覆之,令砒煙上飛著覆器,遂凝結(jié)累然下垂如乳,尖長(zhǎng)者為勝,平短者次之。”文中涉及的操作方法是(B)A.蒸餾 B.升華C.干餾 D.萃取解析:蒸餾指根據(jù)液體沸點(diǎn)的不同分離兩種或多種互溶的液體混合物;升華是指固態(tài)物質(zhì)受熱直接變成氣態(tài)物質(zhì),氣態(tài)物質(zhì)遇冷凝華為固態(tài)物質(zhì);干餾是指煤等在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱發(fā)生一系列化學(xué)變化的過程;萃取是指用萃取劑將一種物質(zhì)從其溶液中提取出來的過程;由題中所述操作及現(xiàn)象可知,該操作方法為升華。2.(2016·北京卷)下列中草藥煎制步驟中,屬于過濾操作的是(C)A.冷水浸泡B.加熱煎制C.箅渣取液D.灌裝保存解析:冷水浸泡中草藥,使草藥軟化,便于熬制,不是過濾;加熱煎制,主要是使草藥的成分析出,不是過濾;把藥渣去除,保留液體,是過濾的操作;灌裝保存,只是把草藥轉(zhuǎn)移到容器中保存,不是過濾。3.(2020·山東煙臺(tái)會(huì)診)中國(guó)傳統(tǒng)文化對(duì)人類文明貢獻(xiàn)巨大。下列各文獻(xiàn)中所記載的古代化學(xué)研究過程或成果不涉及分離提純操作的是(B)A.《本草綱目》:“(燒酒)自元時(shí)創(chuàng)始,其法用濃酒和糟入甑,蒸令氣上,用器盛露滴?!盉.《齊民要術(shù)》:“凡釀酒失所味者,或初好后動(dòng)未壓者,皆宜廻作醋。”C.《開寶本草》:“(消石)所在山澤,冬月地上有霜掃取,以水淋汁,后乃煎煉而成?!盌.《天工開物》:“草木之實(shí),其中蘊(yùn)藏膏液,而不能自流,假媒水火,憑藉木石,而后傾注而出焉。”解析:A項(xiàng),描述的是酒的蒸餾,涉及分離提純操作;B項(xiàng),酒精在醋酸菌的作用下氧化可以轉(zhuǎn)化成醋酸和水,涉及化學(xué)反應(yīng)但沒有涉及分離提純操作;C項(xiàng),包含溶解、蒸發(fā)結(jié)晶,涉及分離提純操作;D項(xiàng),榨油或加熱使油脂從果實(shí)中分離出來,涉及分離提純操作。4.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行的相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?D)A.利用圖1裝置可從氯化鐵溶液中直接蒸發(fā)結(jié)晶獲得氯化鐵晶體B.利用圖2裝置可分離石油,得到汽油、煤油和柴油等各種餾分C.利用圖3裝置可分離CH3CH2OH和CH3COOC2H5D.利用圖4和圖1可進(jìn)行粗鹽提純解析:加熱FeCl3溶液,促進(jìn)鹽類水解,直接蒸干得到的是Fe(OH)3或Fe2O3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石油蒸餾時(shí),溫度計(jì)的水銀球應(yīng)放在蒸餾燒瓶的支管口處,B項(xiàng)錯(cuò)誤;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分離,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.如圖表示從原混合物中分離出X的兩種方案,下列說法中不合理的是(C)A.若含X的混合物為溴水,可通過方案Ⅰ進(jìn)行分離,加入試劑為CCl4,充分振蕩后液體分層,下層為X的CCl4溶液B.若含X的混合物為BaSO4、BaSO3的混合物,可通過方案Ⅱ進(jìn)行分離,加入試劑為稀硝酸,X為BaSO4C.若含X的混合物為乙醇和乙酸乙酯的混合物,可通過方案Ⅰ進(jìn)行分離,加入試劑為飽和NaOH溶液,殘留液中含有乙酸鈉D.若含X的混合物為Fe、Al,可通過方案Ⅱ進(jìn)行分離,加入的試劑是過量的NaOH溶液,1molX與足量氯氣完全反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移3mol電子解析:溴易溶于四氯化碳,微溶于水,四氯化碳的密度比水大,分液時(shí)在混合液的下層,該方法合理,故A不符合題意;BaSO3被稀硝酸氧化成BaSO4,然后通過過濾得到BaSO4,該方法合理,故B不符合題意;分離乙醇和乙酸乙酯時(shí),應(yīng)該選用飽和Na2CO3溶液,否則乙酸乙酯與NaOH溶液反應(yīng),該方法不合理,故C符合題意;Al可與NaOH溶液反應(yīng),故最后得到的X為鐵,鐵與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵,1mol鐵與足量氯氣完全反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移3mol電子,該描述合理,故D不符合題意。6.實(shí)驗(yàn)室按照如圖操作程序提純某種物質(zhì),下列分析一定正確的是(C)A.操作Ⅰ一定是過濾,其目的是將固液分離B.可以提純含少量氧化鐵雜質(zhì)的氧化鋁C.可以提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀D.可以提純含少量碘雜質(zhì)的氯化鈉解析:試樣的溶解性未知,操作Ⅰ可以是過濾,也可以是溶解,A項(xiàng)錯(cuò)誤;提純含少量氧化鐵雜質(zhì)的氧化鋁,應(yīng)向試樣中加入NaOH溶液,B項(xiàng)錯(cuò)誤;提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀時(shí)應(yīng)使用重結(jié)晶法:先向試樣中加入適量的熱水制成飽和溶液,然后冷卻結(jié)晶、過濾即得較純的KNO3,其中操作Ⅰ是溶解,操作Ⅱ是結(jié)晶,操作Ⅲ是過濾,C項(xiàng)正確;提純含少量碘雜質(zhì)的氯化鈉時(shí)一般使用加熱法,使I2升華而除去,若按圖示操作則是萃取分液法,除加水外,還應(yīng)加入萃取劑,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2016·全國(guó)卷Ⅲ)過氧化鈣微溶于水,溶于酸,可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法?;卮鹣铝袉栴}:(一)碳酸鈣的制備(1)步驟①加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長(zhǎng)大,有利于過濾分離。(2)右圖是某學(xué)生的過濾操作示意圖,其操作不規(guī)范的是ade(填標(biāo)號(hào))。a.漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁b.玻璃棒用作引流c.將濾紙濕潤(rùn),使其緊貼漏斗壁d.濾紙邊緣高出漏斗e.用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動(dòng)以加快過濾速度(二)過氧化鈣的制備(3)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體,此時(shí)溶液呈酸性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸,趁熱過濾。將溶液煮沸的作用是除去溶液中的CO2。(4)步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O或CaCl2+2NH3·H2O+H2O2+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行,原因是溫度過高時(shí)雙氧水易分解。(5)將過濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌,使用乙醇洗滌的目的是去除晶體表面水分。(6)制備過氧化鈣的另一種方法是:將石灰石煅燒后,直接加入雙氧水反應(yīng),過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,操作方便,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是純度較低。解析:(1)反應(yīng)混合液中鹽酸過量,加入氨水可以中和鹽酸,調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。小火煮沸的作用是使沉淀顆粒長(zhǎng)大,有利于過濾分離。(2)a項(xiàng),漏斗末端頸尖未緊靠燒杯壁,容易造成溶液飛濺,錯(cuò)誤;b項(xiàng),玻璃棒用作引流,正確;c項(xiàng),將濾紙濕潤(rùn),使其緊貼漏斗壁,防止有氣泡,正確;d項(xiàng),濾紙邊緣應(yīng)低于漏斗口,錯(cuò)誤;e項(xiàng),用玻璃棒在漏斗中輕輕攪動(dòng)容易劃破濾紙,錯(cuò)誤;(3)步驟②中逐滴加入稀鹽酸,至溶液中尚存有少量固體,此時(shí)溶液中含有大量的CO2,溶液呈酸性,而CaO2溶于酸,故應(yīng)將溶液煮沸以除去溶解的CO2氣體。(4)根據(jù)題意可知反應(yīng)物為CaCl2、H2O2、NH3·H2O產(chǎn)物為CaO2、NH4Cl和H2O,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCl2+2NH3·H2O+H2O2=CaO2↓+2NH4Cl+2H2O,由于H2O2在高溫下易分解,所以反應(yīng)應(yīng)在冰浴中進(jìn)行。(5)由于乙醇與水互溶且易揮發(fā),所以使用乙醇洗滌去除晶體表面的水分。(6)制備過氧化鈣的另一種方法將石灰石煅燒后,直接加入雙氧水反應(yīng),過濾后可得到過氧化鈣產(chǎn)品。該工藝方法的優(yōu)點(diǎn)是:工藝簡(jiǎn)單,操作方便,產(chǎn)品的缺點(diǎn)是:沒有除雜凈化工藝,所制得產(chǎn)品純度低。知識(shí)點(diǎn)二物質(zhì)分離、提純的化學(xué)方法1.物質(zhì)分離、提純常用的化學(xué)方法方法原理雜質(zhì)成分沉淀法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀Cl-、SOeq\o\al(2-,4)、COeq\o\al(2-,3)及能形成弱堿的陽離子氣化法將雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為氣體COeq\o\al(2-,3)、HCOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、HSOeq\o\al(-,3)、S2-、NHeq\o\al(+,4)(續(xù)表)方法原理雜質(zhì)成分雜轉(zhuǎn)純法將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為需要提純的物質(zhì)雜質(zhì)中含不同價(jià)態(tài)的相同元素(用氧化劑或還原劑)、同一種酸的正鹽與酸式鹽(用對(duì)應(yīng)的酸或堿)氧化還原法用氧化劑(還原劑)除去具有還原性(氧化性)的雜質(zhì)如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼熱的銅網(wǎng)除去N2中的O2熱分解法加熱使不穩(wěn)定的物質(zhì)分解除去如除去NaCl中的NH4Cl等(續(xù)表)方法原理雜質(zhì)成分酸堿溶解法利用物質(zhì)與酸或堿溶液反應(yīng)的差異進(jìn)行分離如用過量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3電解法利用電解原理除去雜質(zhì)含雜質(zhì)的金屬(M)作陽極、純金屬(M)作陰極,含M的鹽溶液作電解質(zhì)溶液調(diào)pH法加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH,使溶液中某種成分生成沉淀而分離如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等,調(diào)節(jié)pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去2.常見氣體的除雜方法3.常見固體或溶液的除雜方法物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑或方法化學(xué)方程式或原理分離方法Na2CO3固體(NaHCO3)加熱2NaHCO3eq\o(=,\s\up17(△))Na2CO3+H2O+CO2↑-NaCl溶液(Na2SO4)加適量BaCl2溶液Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl過濾NaCl固體(NH4Cl)加熱NH4Cleq\o(=,\s\up17(△))NH3↑+HCl↑-FeCl2溶液(FeCl3)加過量鐵粉2FeCl3+Fe=3FeCl2過濾FeCl3溶液(FeCl2)通Cl22FeCl2+Cl2=2FeCl3-NaHCO3溶液(Na2CO3)通CO2Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3-Cu(NO3)2溶液(AgNO3)加過量銅粉2AgNO3+Cu=Cu(NO3)2+2Ag過濾I2(SiO2)加熱I2升華、冷卻、凝華,得I-Fe2O3(Al2O3)加過量NaOH溶液Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O過濾NH4Cl溶液(FeCl3)加適量氨水FeCl3+3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4Cl過濾KNO3固體(NaCl)水根據(jù)二者的溶解度隨溫度的變化不同降溫結(jié)晶NaCl溶液(MgCl2)加適量NaOH溶液MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl過濾C(CuO)加過量稀鹽酸CuO+2HCl=CuCl2+H2O過濾CuO(Fe)磁鐵Fe能被磁鐵吸引-CuS(FeS)加過量稀鹽酸FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑過濾鎂粉(鋁粉)加過量NaOH溶液2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑過濾判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)1.用下圖所示裝置除去CO氣體中的CO2氣體(×)提示:用洗氣瓶進(jìn)行除雜時(shí),應(yīng)遵循“長(zhǎng)進(jìn)短出”的原則。2.除去BaCO3固體中混有的BaSO4;加過量鹽酸后,過濾洗滌(×)提示:BaCO3能溶于鹽酸而BaSO4不溶。3.除去Cu粉中混有的CuO:加入稀硝酸溶解,過濾、洗滌、干燥(×)提示:硝酸有強(qiáng)氧化性,能與銅反應(yīng)。4.除去干燥CO2中混有的少量SO2,可將混合氣體依次通過盛有酸性KMnO4溶液、濃硫酸的洗氣瓶(√)5.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入過量鐵粉,過濾(√)6.除去甲烷中的乙烯可將氣體通過盛有酸性高錳酸鉀溶液的洗氣瓶(×)提示:高錳酸鉀溶液會(huì)把乙烯氧化為CO2氣體,引入新的雜質(zhì)。7.通過灼熱的CuO除去H2中的CO(×)提示:H2也能還原氧化銅。8.向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分?jǐn)嚢韬筮^濾可除去雜質(zhì)FeCl3(×)提示:會(huì)引入新的雜質(zhì)Ca2+。分離、提純?cè)瓌t“不增不減”的理解物質(zhì)A(混有雜質(zhì)B)eq\o(→,\s\up17(試劑C),\s\do15(或方法C))物質(zhì)A關(guān)鍵是試劑C或方法C的選擇。(1)B與C反應(yīng)生成與A易分離的物質(zhì),如生成氣體、沉淀,但不能與A反應(yīng)及引入新的雜質(zhì)物質(zhì)或離子。(2)方法C可以為B轉(zhuǎn)化成A,不引入雜質(zhì)。1.某硝酸鈉固體中混有少量硫酸銨和碳酸氫鈉雜質(zhì),現(xiàn)設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)方案,既除去雜質(zhì),又配成硝酸鈉溶液。實(shí)驗(yàn)方案:先將固體溶于蒸餾水配成溶液,選擇合適的試劑和操作完成表格中各步實(shí)驗(yàn)。選擇試劑①Na2CO3溶液④實(shí)驗(yàn)操作②③加熱下列試劑或操作不合理的是(B)A.試劑①為Ba(OH)2溶液B.操作②為結(jié)晶C.操作③為過濾D.試劑④為稀HNO3解析:選擇Ba(OH)2溶液除去SOeq\o\al(2-,4)、NHeq\o\al(+,4)和HCOeq\o\al(-,3),NH3·H2O通過加熱除去,操作②為加熱。過量的Ba2+用Na2CO3溶液除去,過量的OH-和COeq\o\al(2-,3)用硝酸除去,則操作③為過濾,試劑④為HNO3。2.(2020·廣東廣雅中學(xué)等六校聯(lián)考)下列除雜所用試劑和操作不合理的是(C)選項(xiàng)物質(zhì)(括號(hào)中為雜質(zhì))除雜試劑操作ACO2(SO2)飽和NaHCO3溶液洗氣BBaCO3(BaSO4)飽和Na2CO3溶液攪拌、過濾CCuCl2(FeCl3)NaOH溶液過濾DCl2(HCl)飽和食鹽水洗氣解析:SO2與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)生成Na2SO3和CO2,從而除去SO2,A項(xiàng)合理;加入飽和Na2CO3溶液,BaSO4沉淀轉(zhuǎn)化為BaCO3沉淀,B項(xiàng)合理;加NaOH會(huì)引入新的雜質(zhì)Na+,且CuCl2也易生成Cu(OH)2沉淀,應(yīng)加CuO調(diào)pH除去Fe3+,C項(xiàng)不合理;HCl易溶于飽和食鹽水,而Cl2在飽和食鹽水中的溶解度很小,故可用飽和食鹽水除去Cl2中的HCl,D項(xiàng)合理。3.(2017·天津高考)以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?D)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A除去NaHCO3固體中的Na2CO3將固體加熱至恒重B制備無水AlCl3蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液C重結(jié)晶提純苯甲酸將粗品水溶、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶D鑒別NaBr和KI溶液分別加新制氯水后,用CCl4萃取解析:除去NaHCO3固體中的Na2CO3,可加水溶解制成飽和溶液,通入足量CO2氣體,結(jié)晶,過濾,加熱至恒重得到的是Na2CO3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;制備無水AlCl3時(shí),應(yīng)將AlCl3溶液在HCl氛圍中加熱蒸發(fā),B項(xiàng)錯(cuò)誤;重結(jié)晶提純苯甲酸時(shí),應(yīng)將粗品制成其熱飽和溶液,趁熱過濾,再冷卻結(jié)晶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鑒別NaBr和KI溶液,分別加入新制氯水后,用CCl4萃取,Br2的CCl4溶液呈橙色,I2的CCl4溶液呈紫紅色,D項(xiàng)正確。4.(2020·貴州貴陽一中調(diào)研)下圖所示實(shí)驗(yàn)的試劑、裝置選用不合理的是(B)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x用試劑選用裝置A除去Cl2中少量的HCl、H2O試劑a為飽和氯化鈉溶液甲B除去NH3中少量的H2O試劑b為無水氯化鈣乙C除去H2中少量的HCl、H2O試劑b為堿石灰乙D除去N2中少量的O2銅網(wǎng)丙解析:A選項(xiàng)合理,甲裝置中飽和氯化鈉溶液可除去HCl,濃硫酸可除去H2O;B選項(xiàng)不合理,干燥管中的無水氯化鈣在除去水的同時(shí)也吸收NH3;C選項(xiàng)合理,干燥管中的堿石灰的主要成分為生石灰與氫氧化鈉,可除去HCl和H2O;D選項(xiàng)合理,在加熱條件下,O2可與丙裝置中的銅網(wǎng)反應(yīng)而被除去。5.(2020·唐山模擬)聚合硫酸鐵(PFS)是水處理中重要的絮凝劑,以廢鐵屑為原料制備PFS的具體工藝流程如圖:下列說法不正確的是(B)A.步驟①,粉碎的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,提高“酸浸”反應(yīng)速率B.步驟③,可選用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化劑將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+C.步驟④,加稀硫酸調(diào)節(jié)pH在一定范圍內(nèi),若pH偏小則Fe3+水解程度太弱,若pH偏大時(shí)則形成Fe(OH)3沉淀D.步驟⑤,減壓蒸發(fā)有利于降低蒸發(fā)溫度,防止產(chǎn)物分解解析:廢鐵屑粉碎過篩后加入酸浸,過濾得到的濾液中加入氧化劑氧化亞鐵離子為鐵離子;再加入稀硫酸生成聚合硫酸鐵,減壓蒸發(fā)得到PFS固體產(chǎn)品。步驟③,可選用H2O2將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,還原產(chǎn)物為水,不引入新雜質(zhì),不能選Cl2、KMnO4等,易引入新雜質(zhì),故B錯(cuò)誤;鐵離子易水解生成紅褐色氫氧化鐵膠體,聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi),pH偏小時(shí)Fe3+水解程度弱,pH偏大時(shí)則容易生成Fe(OH)3沉淀,產(chǎn)率降低,則步驟④,加稀硫酸調(diào)節(jié)pH在一定范圍內(nèi),故C正確;常壓蒸發(fā)溫度過高導(dǎo)致聚合硫酸鐵分解,減壓蒸發(fā),有利于降低蒸發(fā)溫度,防止產(chǎn)物分解,故D正確。6.(2020·衡水調(diào)研)鎘鎳電池具有容量大、壽命長(zhǎng)、成本低等特點(diǎn),廣泛用于航天和家用電器等。一種處理廢鎘鎳電池(含Cd、Ni、Fe、NiOOH等)并回收其中金屬的工藝流程如下下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.合理處理廢鎘鎳電池可防止重金屬污染并回收有用資源B.從“鎘鎳電池”中可回收的金屬元素有Cd、Ni、FeC.“減壓蒸餾”可回收其中的醋酸D.上述流程中NaClO3可用NaCl代替解析:Cd、Ni能對(duì)水體造成嚴(yán)重的污染,它們又是稀缺的重要金屬資源,A項(xiàng)正確;從流程“真空過濾”“TBP萃取”“電解”分別回收的金屬知,B項(xiàng)正確;減壓蒸餾可回收醋酸并防止醋酸鹽分解,C項(xiàng)正確;NaClO3作氧化劑用于氧化Fe2+,NaCl沒有強(qiáng)氧化性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.(2020·湖北八校聯(lián)考)某廢催化劑含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某實(shí)驗(yàn)小組以該廢催化劑為原料,回收鋅和銅,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下:下列說法正確的是(D)A.檢驗(yàn)濾液1中是否含有Fe2+,可以選用KSCN和新制的氯水B.步驟②操作中,應(yīng)先加6%H2O2,然后不斷攪拌下緩慢加入1.0mol/LH2SO4C.濾渣1成分是SiO2和CuS,濾渣2成分只有SiO2D.步驟①操作中,生成的氣體需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收解析:濾液1含有Fe3+離子,不能用KSCN和新制的氯水檢驗(yàn)Fe2+,A錯(cuò)誤;為了防止過氧化氫加熱分解,應(yīng)加入1.0mol/L的H2SO4,再緩慢加入H2O2,B錯(cuò)誤;濾渣1成分是SiO2和CuS,濾渣2成分含有SiO2和S,C錯(cuò)誤;步驟1發(fā)生反應(yīng)生成H2S,可以用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收,D正確。知識(shí)點(diǎn)三物質(zhì)的檢驗(yàn)1.物質(zhì)檢驗(yàn)——鑒別、鑒定、推斷的比較2.常見氣體的檢驗(yàn)(1)酸性氣體的檢驗(yàn)(2)堿性氣體的檢驗(yàn)(NH3)(3)還原性氣體的檢驗(yàn)(4)氧化性氣體的檢驗(yàn)(5)檢驗(yàn)氣體是根據(jù)氣體的特性,一般從以下5方面考慮:①氣體的顏色和氣味;②水溶液的酸堿性;③助燃、可燃及燃燒現(xiàn)象和產(chǎn)物;④遇空氣的變化;⑤其他特性。(6)氣體檢驗(yàn)中干擾因素的排除氣體檢驗(yàn)干擾因素的排除方法一般是先檢驗(yàn)出一種可能具有干擾的氣體,并除去該氣體,而且要確認(rèn)該氣體已經(jīng)除盡,再檢驗(yàn)其余氣體。如在SO2存在的條件下檢驗(yàn)CO2,可設(shè)計(jì)如下檢驗(yàn)思路:品紅溶液檢驗(yàn)SO2→高錳酸鉀溶液除去SO2→品紅溶液檢驗(yàn)SO2是否除盡→澄清石灰水檢驗(yàn)CO2。與此類似的還有檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室制取的乙烯中含有SO2等。3.離子檢驗(yàn)的方法(1)沉淀法(2)氣體法(3)顯色法(4)離子檢驗(yàn)中的常見干擾因素以及排除措施(5)離子推斷中的基本原則判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)1.氣體通過無水CuSO4粉末,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣(√)2.能使品紅溶液褪色的氣體一定是SO2(×)提示:氯氣、SO2均可使品紅溶液褪色。3.將某氣體通入溴水中,溴水顏色褪去,該氣體一定是乙烯(×)提示:SO2等氣體也能使溴水褪色。4.某氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),該氣體一定是氯氣(×)提示:溴蒸氣也能使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。5.某氣體在空氣中可產(chǎn)生白霧,且能使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅,則該氣體一定是HCl(×)提示:只能證明該氣體為酸性氣體,且氣體易溶于水,HCl、HBr、HI等均可出現(xiàn)此現(xiàn)象。6.取少量溶液,滴加CaCl2溶液,觀察是否出現(xiàn)白色渾濁來確定NaCl溶液中是否混有Na2CO3(√)7.用酚酞溶液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液(√)8.用BaCl2溶液鑒別含SOeq\o\al(2-,4)的溶液和含SOeq\o\al(2-,3)的溶液(×)提示:BaSO4和BaSO3都是白色沉淀。1.不許原瓶操作:鑒別是為了以后的使用,若原瓶操作,污染試劑,“別”而無用。要有“各取少許”字樣。2.不許“指名道姓”:結(jié)論的得出來自實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,在加入試劑之前,該物質(zhì)是未知的,敘述時(shí)不可出現(xiàn)“取××試劑加入××物質(zhì)……”的字樣。一般簡(jiǎn)答順序?yàn)楦魅∩僭S→溶解→加入試劑→描述現(xiàn)象→得出結(jié)論。3.一定要注意避免離子間的相互干擾,如檢驗(yàn)COeq\o\al(2-,3)時(shí),HCOeq\o\al(-,3)會(huì)造成干擾。4.盡可能選擇特效反應(yīng)以減少干擾,如檢驗(yàn)Fe3+常選用KSCN溶液,而不是Na2CO3溶液等。1.將液體Y滴加到盛有固體X的試管中,并在試管口對(duì)生成的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)。下表中固體X、液體Y及檢測(cè)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是(B)選項(xiàng)固體X液體Y檢測(cè)方法ACaO濃氨水蘸有濃鹽酸的玻璃棒BCu濃硫酸干燥的紅色石蕊試紙CNa2O2水帶火星的木條DNa2CO3稀硫酸滴有澄清石灰水的玻璃片解析:A項(xiàng),濃氨水滴加到生石灰上產(chǎn)生氨氣,可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒來檢驗(yàn)氨氣,正確;B項(xiàng),銅和濃硫酸反應(yīng)需加熱,產(chǎn)生的二氧化硫氣體遇石蕊溶液變紅色或使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅色,錯(cuò)誤;C項(xiàng),過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣和氫氧化鈉,氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃,正確;D項(xiàng),碳酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,在滴有澄清石灰水的玻璃片上有渾濁現(xiàn)象,正確。2.用如圖所示裝置及表中的試劑(裝置Ⅰ中的試劑足量)并依據(jù)裝置Ⅱ中的現(xiàn)象,檢驗(yàn)混合氣體中的某種成分,方案合理的是(C)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康难b置Ⅰ中的試劑裝置Ⅱ中的試劑A檢驗(yàn)CO2中混有的CH4澄清石灰水溴水B檢驗(yàn)H2S中混有的SO2酸性KMnO4溶液品紅溶液C檢驗(yàn)溴蒸氣中混有的NO2CCl4石蕊溶液D檢驗(yàn)HI中混有的HCl飽和食鹽水AgNO3溶液解析:A項(xiàng),將混合氣體通入澄清石灰水中,CO2能使澄清石灰水變渾濁,而溴水中無現(xiàn)象,無法證明CO2中混有CH4,不符合題意;B項(xiàng),將混合氣體通入酸性高錳酸鉀溶液,H2S、SO2均可被吸收,使酸性高錳酸鉀溶液褪色,品紅溶液中無現(xiàn)象,無法證明H2S中混有SO2,不符合題意;C項(xiàng),將混合氣體通入CCl4中,溴蒸氣被吸收,溶液呈橙色,將剩余氣體通入石蕊溶液中,石蕊溶液變紅,說明溴蒸氣中混有NO2,符合題意;D項(xiàng),將混合氣體通入飽和食鹽水中,HI、HCl都被吸收,無剩余氣體進(jìn)入AgNO3溶液中,無法證明HI中混有HCl,不符合題意。3.(2020·廣東江門高考模擬)實(shí)驗(yàn)室在500℃時(shí)隔絕空氣加熱硫酸亞鐵銨[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并確定分解產(chǎn)物成分的裝置如圖所示(已知分解的固體產(chǎn)物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,氣體產(chǎn)物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列說法中正確的是(B)A.裝置②用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有水蒸氣生成,試劑X最好選用堿石灰B.裝置③用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO3氣體生成并除去SO3和NH3C.?、僦泄腆w殘留物與稀硫酸反應(yīng)并滴加KSCN溶液,溶液變紅色,則殘留物一定為Fe2O3D.裝置④用于檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中是否有SO2氣體生成,裝置⑤用于收集生成的NH3和N2解析:裝置②的作用是檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有水蒸氣生成,故試劑X應(yīng)為無水硫酸銅,A項(xiàng)錯(cuò)誤;裝置③用于檢驗(yàn)產(chǎn)物中是否有SO3氣體生成,若存在則裝置③中會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,并可用鹽酸除去NH3,B項(xiàng)正確;?、僦泄腆w殘留物與稀硫酸反應(yīng)并滴加KSCN溶液,溶液變紅色,則①中固體殘留物中也可能含有Fe3O4,不一定有Fe2O3,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氣極易溶于水,若分解產(chǎn)物中有NH3,則氨氣被裝置③吸收,裝置⑤不可能收集到氨氣,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得出的結(jié)論正確的是(D)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)論A某物質(zhì)的水溶液能使紅色石蕊試紙變藍(lán)該物質(zhì)中一定含有OH-,而且一定是堿B向廢液中加入少量的葡萄糖溶液,無磚紅色沉淀產(chǎn)生廢液中不含Cu2+C向某物質(zhì)的水溶液中加入鹽酸能產(chǎn)生無色無味氣體該溶液中一定含有COeq\o\al(2-,3)D向某溶液中滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解該溶液中可能含有Al3+解析:顯堿性的鹽溶液也能使紅色石蕊試紙變藍(lán),如Na2CO3溶液,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若廢液呈酸性,即使含Cu2+,加入少量的葡萄糖溶液也無磚紅色沉淀產(chǎn)生,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若該溶液中含有HCOeq\o\al(-,3),加入鹽酸也能產(chǎn)生無色無味氣體,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.為了證明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亞鐵銨晶體)的成分中含有NHeq\o\al(+,4)、Fe2+、SOeq\o\al(2-,4)和H2O,取少量硫酸亞鐵銨晶體放入試管,下列實(shí)驗(yàn)敘述中錯(cuò)誤的是(D)A.加熱,試管口有液體生成,則可證明晶體的成分中含有結(jié)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,則證明晶體的成分中含有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,則可證明晶體的成分中含有SOeq\o\al(2-,4)D.加濃NaOH溶液,加熱,用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙放在試管口檢驗(yàn),試紙變紅色,則證明晶體的成分中含有NHeq\o\al(+,4)解析:D項(xiàng)中應(yīng)該用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放在試管口檢驗(yàn)NH3,若試紙變藍(lán)色,則證明晶體的成分中含有NHeq\o\al(+,4)。6.某試液中只可能含有K+、NHeq\o\al(+,4)、Fe2+、Al3+、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)、COeq\o\al(2-,3)、AlOeq\o\al(-,2)中的若干種離子,離子濃度均為0.1mol·L-1。某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):下列說法正確的是(D)A.無法確定原試液中是否含有Al3+、Cl-B.濾液X中大量存在的陽離子有NHeq\o\al(+,4)、Fe2+和Ba2+C.無法確定沉淀C的成分D.原溶液中存在的離子為NHeq\o\al(+,4)、Fe2+、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)解析:加入過量稀硫酸無明顯現(xiàn)象,說明無COeq\o\al(2-,3)、AlOeq\o\al(-,2);再加入硝酸鋇溶液有氣體,說明有Fe2+存在且被氧化,沉淀為硫酸鋇,但不能說明原溶液中是否含有SOeq\o\al(2-,4)。原溶液中含有Fe2+;再加入NaOH溶液有氣體,說明存在NHeq\o\al(+,4),氣體為氨氣,沉淀B為紅褐色氫氧化鐵沉淀;再通入少量CO2,先與OH-、Ba2+反應(yīng)生成BaCO3,沉淀C含有碳酸鋇,可能含有Al(OH)3。從上述分析可以確定溶液中一定含有NHeq\o\al(+,4)、Fe2+,一定不含AlOeq\o\al(-,2)、COeq\o\al(2-,3)。因?yàn)榇嬖诘碾x子濃度均為0.1mol·L-1,從電荷守恒的角度出發(fā),只能含有NHeq\o\al(+,4)、Fe2+、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)才能保證電荷守恒,K+、Al3+必然不能存在。故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。7.有一無色透明溶液,欲確定是否含有下列離子:K+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Ba2+、NOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Cl-、I-、HCOeq\o\al(-,3),實(shí)驗(yàn)如下:實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①用玻璃棒蘸取少量該溶液,點(diǎn)在pH試紙中部試紙變?yōu)榧t色②取少量該溶液,加入Cu片和濃硫酸,加熱有無色氣體產(chǎn)生,氣體遇空氣可以變成紅棕色③取少量該溶液,加入BaCl2溶液有白色沉淀生成④?、壑蟹磻?yīng)后的上層清液,加入AgNO3溶液有穩(wěn)定的白色沉淀生成,且不溶于稀硝酸⑤取少量該溶液,加入NaOH溶液有白色沉淀生成,當(dāng)NaOH過量時(shí),沉淀部分溶解由此判斷:(1)溶液中一定存在的離子是NOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,4)、Mg2+、Al3+;溶液中肯定不存在離子是Fe2+、HCOeq\o\al(-,3)、I-、Ba2+。(2)寫出實(shí)驗(yàn)步驟②中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:3Cu+8H++2NOeq\o\al(-,3)eq\o(=,\s\up17(△))3Cu2++2NO↑+4H2O。(3)為了進(jìn)一步確定其他離子,應(yīng)該補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)及對(duì)應(yīng)欲檢驗(yàn)離子的名稱:K+的檢驗(yàn)可以用焰色反應(yīng);Cl-的檢驗(yàn):向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液,過濾后向?yàn)V液中加AgNO3溶液,再加稀硝酸,白色沉淀不溶解,可證明有Cl-存在。解析:本題要求為無色透明溶液,則Fe2+不能大量存在。步驟①pH試紙變紅,說明溶液顯酸性,HCOeq\o\al(-,3)不能大量存在;步驟②說明有NOeq\o\al(-,3),在酸性條件下NOeq\o\al(-,3)有強(qiáng)氧化性,因此還原性的離子I-就不能大量存在;步驟③說明有SOeq\o\al(2-,4),Ba2+就不能大量存在;步驟④不能說明有Cl-,因?yàn)椴襟E③中引入了Cl-;步驟⑤說明有Mg2+和Al3+。素養(yǎng)物質(zhì)檢驗(yàn)和推斷1.固體物質(zhì)檢驗(yàn)的答題思路2.物質(zhì)鑒別的方法3.物質(zhì)鑒別題的類型和解題方法(1)不用任何試劑的鑒別特征連鎖法先鑒別出某一特征的物質(zhì)(根據(jù)色、味、態(tài)、硬度、揮發(fā)性、水溶性等),再用這種物質(zhì)去鑒別其他物質(zhì),進(jìn)行連鎖式鑒別加熱法若待檢物均無明顯外觀特征,可考慮用加熱出現(xiàn)不同現(xiàn)象加以鑒別焰色反應(yīng)法利用焰色反應(yīng)將待檢物質(zhì)的不同陽離子加以鑒別互滴法利用兩溶液互滴現(xiàn)象不同加以鑒別逐一檢出法首先利用兩種物質(zhì)(或溶液)之間的特征反應(yīng)鑒別出兩種物質(zhì)(或溶液),再利用此兩種物質(zhì)逐一鑒別出其他物質(zhì)簡(jiǎn)明列表法即兩兩混合,列出表格,記錄反應(yīng)現(xiàn)象,比較、分析表格的不同混合現(xiàn)象確定出每一種物質(zhì)(2)只用一種試劑鑒別多種物質(zhì)①先分析被鑒別物質(zhì)的水溶性、密度、溶液的酸堿性,確定能否選用水或指示劑進(jìn)行鑒別。②在鑒別多種酸、堿、鹽的溶液時(shí),可依據(jù)“相反原理”確定試劑進(jìn)行鑒別,即被鑒別的溶液多數(shù)呈酸性時(shí),可選用堿或水解呈堿性的鹽溶液作試劑;若被鑒別的溶液多數(shù)呈堿性時(shí),可選用酸或水解呈酸性的鹽溶液作試劑。③常用溴水、新制氫氧化銅懸濁液、氯化鐵溶液等作試劑鑒別多種有機(jī)物。(3)任選試劑鑒別多種物質(zhì)此類題目不限制所加試劑的種類,可能有多種解法,題目考查的形式往往是從眾多的鑒別方案中選擇最佳方案,其要求是操作步驟簡(jiǎn)單,試劑選用最少,現(xiàn)象最明顯。1.(2020·沈陽四校聯(lián)考)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)艹晒Φ氖?D)①用水鑒別Na2CO3和NaHCO3固體
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