2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時分層提升練三十一物質(zhì)的檢驗分離和提純含解析新人教版

PAGE10-物質(zhì)的檢驗、分別和提純一、選擇題1.(2024·深圳模擬)《天工開物》中記載了砒霜(As2O3)的制取:“凡燒砒,下鞠(注:在地上挖砌)土窯,納石其上,上砌曲突(注:煙筒),以鐵釜倒懸覆突口。其下灼炭舉火。其煙氣從曲突內(nèi)熏貼釜上。”文中涉及的操作為 ()A.蒸餾B.升華C.干餾D.萃取【解析】選B。A項,蒸餾一般分別的是互溶的液體,依據(jù)題意,不符合蒸餾探討的對象;B項,升華利用固體受熱干脆轉(zhuǎn)化成氣體,遇冷重新轉(zhuǎn)化成固體,屬于物理改變,依據(jù)題意,“凡燒砒……煙氣從曲突內(nèi)熏貼釜上”,符合升華原理;C項,干餾是指煤在隔絕空氣條件下加強熱使之分解,依據(jù)題意,不符合干餾的定義;D項,依據(jù)上述分析,不符合萃取的原理。2.(2024·濟寧模擬)下列有關(guān)試驗的說法正確的是 ()A.SO2能使品紅溶液、酸性KMnO4溶液褪色,加熱后都能復(fù)原B.用鉑絲蘸取某溶液在酒精燈的火焰上灼燒,透過藍色鈷玻璃視察到火焰顏色為紫色,說明原溶液中不含Na+C.用滴加BaCl2溶液視察有無白色沉淀生成的方法鑒別K2CO3和NaHCO3D.少量CO2通入CaCl2溶液能生成白色沉淀,CO2過量時白色沉淀溶解【解析】選C。A項,SO2使品紅溶液褪色后加熱能復(fù)原,使酸性KMnO4溶液褪色后不能復(fù)原;B項,可能含有Na+,因為即使有Na+,其焰色也會被藍色鈷玻璃濾去;D項,無論CO2少量還是過量,都不會有白色沉淀生成。3.(2024·荊門模擬)下列除去雜質(zhì)(括號內(nèi)的物質(zhì)為雜質(zhì))的方法中錯誤的是 ()A.FeSO4(CuSO4):加足量鐵粉后,過濾B.CO(CO2):用NaOH溶液洗氣后,干燥C.CO2(HCl):用NaOH溶液洗氣后,干燥D.MnO2(KCl):加水溶解后,過濾、洗滌、烘干【解析】選C。A.Fe與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和Cu,反應(yīng)后過濾可除雜,故A正確;B.二氧化碳與NaOH反應(yīng),而CO不能,則洗氣可分別,故B正確;C.二者均與NaOH反應(yīng),不能除雜,應(yīng)選飽和碳酸氫鈉溶液,故C錯誤;D.KCl溶于水,而MnO2不溶于水,則溶解、過濾、洗滌、烘干可分別,故D正確。4.(2024·廣州模擬)下列試驗中,所實行的分別方法與對應(yīng)原理都正確的是 ()選項目的分別方法原理A分別氫氧化鐵膠體與FeCl3溶液過濾膠體粒子不能通過濾紙B用乙醇提取碘水中的碘萃取碘在乙醇中的溶解度較大C用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體蒸發(fā)MgCl2受熱不分解D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點相差較大【解析】選D。分別氫氧化鐵膠體與FeCl3溶液,用滲析的方法,膠體粒子能透過濾紙,不能通過半透膜,A項錯誤;乙醇與水互溶,不能用作萃取碘水中的碘的萃取劑,B項錯誤;用MgCl2溶液制備無水MgCl2固體,須要在HCl氛圍中加熱,目的是抑制Mg2+的水解,C項錯誤;丁醇和乙醚互溶,但丁醇分子間形成氫鍵,沸點較高,因此二者沸點相差較大,用蒸餾的方法分別,D項正確。5.(2024·重慶模擬)一般鋅錳電池筒內(nèi)無機物主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等。某探討小組探究廢舊干電池內(nèi)的黑色固體并回收利用時,進行如圖所示試驗。下列有關(guān)試驗的敘述正確的是 ()A.操作①中玻璃棒的作用是轉(zhuǎn)移固體B.操作②為過濾,得到的濾液顯堿性C.操作③中盛放藥品的儀器是坩堝D.操作④的目的是除去濾渣中的雜質(zhì)【解析】選C。A項,操作①中玻璃棒起到攪拌加速溶解的作用;B項,一般鋅錳電池筒內(nèi)無機物質(zhì)主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì),NH4Cl、ZnCl2易溶于水,水解顯酸性,MnO2難溶于水,操作②是把固體與溶液分別,應(yīng)是過濾,得到的濾液顯酸性;C項,由圖可知操作③是在坩堝內(nèi)灼燒濾渣,通常把泥三角放在三腳架上,再把坩堝放在泥三角上;D項,二氧化錳是黑色固體,能作雙氧水分解的催化劑,灼燒后的濾渣能加快雙氧水分解產(chǎn)生氧氣,能證明黑色固體是二氧化錳,所以該試驗的目的不是除去濾渣中雜質(zhì)。6.(2024·昆明模擬)在一無色溶液中檢驗出有Ba2+、Ag+,同時又測得其酸性很強。某學(xué)生還要鑒定此溶液中是否大量存在:①Cu2+②Fe3+③Cl-④NO3-⑤S2-⑥CO32-⑦NH4+⑧Mg2+⑨Al3+⑩AlA.③⑤⑥⑦⑩ B.①②⑤⑥⑧⑨C.③④⑦⑧⑨ D.①②③⑤⑥⑩【解析】選D。溶液是無色的,則不行能存在Cu2+、Fe3+;溶液酸性很強,則肯定不存在S2-、CO32-、AlO2-;有Ag+,則不含有Cl二、非選擇題7.一種用軟錳礦(主要成分MnO2)和黃鐵礦(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O,并回收單質(zhì)硫的工藝流程如下:已知:本試驗條件下,高錳酸鉀溶液與硫酸錳溶液混合產(chǎn)生二氧化錳。回答下列問題:(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是______________________________;步驟②浸取時若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3的化學(xué)方程式為______________________。

(2)步驟③所得酸性濾液可能含有Fe2+,為了除去Fe2+可先加入____________________________________;步驟④需將溶液加熱至沸然后在不斷攪拌下加入堿調(diào)整pH為4～5,再接著煮沸一段時間,“接著煮沸”的目的是__________________________________。步驟⑤所得濾渣為____________________________(填化學(xué)式)。

(3)步驟⑦需在90～100℃下進行,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

____________。

(4)測定產(chǎn)品MnSO4·H2O的方法之一是精確稱取ag產(chǎn)品于錐形瓶中,加入適量ZnO及H2O煮沸,然后用cmol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺紅色且半分鐘不褪色,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,產(chǎn)品中Mn2+的質(zhì)量分數(shù)為w(Mn2+)=________。

【解析】(1)步驟①混合研磨成細粉的主要目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,提高硫酸浸取時的浸取速率和浸取率,提高原料的利用率;硫酸浸取時的反應(yīng)方程式為3MnO2+2FeS2+6H2SO43MnSO4+Fe2(SO4)3+4S↓+6H2O。(2)由于Fe2+具有較強的還原性,在酸性條件下可用軟錳礦粉(MnO2)或H2O2將其氧化為Fe3+,既不引入雜質(zhì),又能達到除去的目的;用堿液處理時,需將溶液加熱至沸,然后在不斷攪拌下調(diào)整pH為4～5,再接著煮沸一段時間,以破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒增大,便于過濾分別,得到的濾渣為Fe(OH)3。(3)步驟⑦在90～100℃下進行,反應(yīng)的化學(xué)方程式為(NH4)2Sx+12NH3↑+H2S↑+xS↓。(4)已知本試驗條件下,高錳酸鉀溶液與硫酸錳溶液混合產(chǎn)生二氧化錳。依據(jù)得失電子守恒可得二者反應(yīng)的方程式為2KMnO4+3MnSO4·H2O5MnO2+K2SO4+2H2SO4+H2O,已知n(KMnO4)=cmol·L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,則n(MnSO4·H2O)=1.5cV×10-3mol,產(chǎn)品中Mn2+的質(zhì)量分數(shù)為w(Mn2+)=[1.5cV×10-3mol×55g·mol-1]/ag×100%=(8.25cV/a)%。答案:(1)增大接觸面積,提高硫酸浸取時的浸取速率和浸取率3MnO2+2FeS2+6H2SO43MnSO4+Fe2(SO4)3+4S↓+6H2O(2)軟錳礦粉或H2O2破壞Fe(OH)3膠體并使沉淀顆粒增大,便于過濾分別Fe(OH)3(3)(NH4)2Sx+12NH3↑+H2S↑+xS↓(4)(8.25cV/a)%或(8.25cV×10-2)/a或0.0825cV/a或0.0825cV/a×100%一、選擇題1.(2024·晉城模擬)下列試驗方案、現(xiàn)象和結(jié)論都合理的是 ()試驗?zāi)康脑囼灧桨?、現(xiàn)象結(jié)論A檢驗溶液中有無NH用試管取少量的待檢測溶液,加入少量的稀NaOH溶液,用一塊潮濕的紅色石蕊試紙放在試管口若試紙變藍,則有NH4+,否則無B檢驗溶液中有無K+用干凈的鉑絲蘸取待測液進行焰色反應(yīng),火焰呈黃色原溶液中肯定無K+C檢驗溶液中有無SO用試管取少量的待檢測溶液,加入足量稀鹽酸無現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀原溶液中有SOD檢驗淀粉水解產(chǎn)物有無還原性用試管取少量的淀粉溶液加入適量的稀硫酸,加熱一段時間后,加入少量的新制Cu(OH)2懸濁液,加熱至沸騰,沒有產(chǎn)生磚紅色沉淀水解產(chǎn)物沒有還原性【解析】選C。A項,因氨氣極易溶于水,向待測液中加入稀NaOH溶液,即使溶液中含有NH4+,也很難生成氨氣,應(yīng)向待測液中加入濃NaOH溶液并加熱才能檢驗;B項,視察K+的焰色反應(yīng)時,須要透過藍色的鈷玻璃濾去黃光,而在試驗中并沒有透過藍色的鈷玻璃視察,所以不能確定是否含有K+;C項,檢驗溶液中是否含有SO42-,實行的方法是用試管取少量待測液,加入足量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,再加入BaCl2溶液,生成白色沉淀,說明原溶液中含有SO2.(2024·武漢模擬)按以下試驗方案可以從海洋動物柄海鞘中提取具有抗腫瘤活性的自然產(chǎn)物。下列說法錯誤的是 ()A.步驟①須要過濾裝置B.步驟②須要用到分液漏斗C.步驟③須要用到坩堝D.步驟④須要蒸餾裝置【解析】選C。步驟①得到濾液和不溶性物質(zhì),所以為過濾,故A項正確;步驟②得到水層溶液和有機層溶液,所以為分液,儀器為分液漏斗,故B項正確;步驟③由水層溶液析出固體,須要加熱蒸發(fā),儀器為蒸發(fā)皿,故C項錯誤;步驟④從有機層溶液中得到甲苯,須要蒸餾,故D項正確。3.(2024·滄州模擬)溶液X中可能含有K+、Mg2+、Al3+、AlO2-、SiO32-、CO32-下列推斷正確的是 ()A.氣體甲肯定是純凈物B.沉淀甲是硅酸和硅酸鎂的混合物C.K+、AlO2-和SiO3D.CO32-和SO【解析】選C。據(jù)流程圖,加過量稀鹽酸有氣體產(chǎn)生,說明溶液中含有CO32-或SO32-或兩者都有,生成的氣體是二氧化碳或二氧化硫或兩者都有,肯定不存在和CO32-或SO32-不共存的離子,所以不存在Mg2+、Al3+;加鹽酸有沉淀生成,說明溶液中肯定含有SiO32-,硅酸是沉淀;加入過量氨水(供應(yīng)OH-)有白色沉淀生成,只能是氫氧化鋁沉淀,說明此時溶液中存在Al3+,但是原來溶液中的Al3+肯定不能存在,所以該Al3+是AlO2-和鹽酸反應(yīng)生成的,所以,原溶液中肯定存在AlO2-;要保證溶液呈電中性,只有K+這一種陽離子,所以肯定存在K+。依據(jù)上述分析可知,氣體甲可能是二氧化碳或二氧化硫或兩者的混合氣體,A項錯誤;依據(jù)上述分析知,原溶液中不含有Mg2+,所以沉淀甲是硅酸,不行能含硅酸鎂,B項錯誤;依據(jù)上述分析,K+、Al二、非選擇題4.某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同學(xué)用15.0g該廢催化劑為原料,回收其中的鋅和銅。采納的試驗方案如下:回答下列問題:(1)在下列裝置中,第一次浸出必需用________,其次次浸出應(yīng)選用________。(填標(biāo)號)

(2)其次次浸出時,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中先加入稀硫酸,后滴入過氧化氫溶液。若依次相反,會造成__________________。濾渣2的主要成分是________________。

(3)濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液運用的器皿名稱是________。

(4)某同學(xué)在試驗完成之后,得到1.5gCuSO4·5H2O,則銅的回收率為________。

【解析】(1)依據(jù)題給化學(xué)工藝流程知第一次浸動身生反應(yīng)ZnO+H2SO4ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4ZnSO4+H2S↑,有有毒氣體H2S生成,必需用氫氧化鈉溶液進行尾氣處理,選D裝置,其次次浸出時發(fā)生反應(yīng):CuS+H2O2+H2SO4CuSO4+S+2H2O,不產(chǎn)生有毒氣體,可選用A裝置。(2)其次次浸出時,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加入稀硫酸,后滴入過氧化氫溶液。若依次相反,會造成H2O2與固體顆粒接觸分解。濾渣2的主要成分是SiO2(SiO2和S)。(3)濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液運用的器皿名稱是蒸發(fā)皿。(4)15.0g廢催化劑中含有銅的物質(zhì)的量為15.0g×12.8%÷96g·mol-1=0.02mol,1.5gCuSO4·5H2O中銅的物質(zhì)的量為1.5g÷250g·mol-1=0.006mol,則銅的回收率為0.006mol答案:(1)DA(2)H2O2與固體顆粒接觸分解SiO2(SiO2和S)(3)蒸發(fā)皿(4)30%【加固訓(xùn)練】工業(yè)上生產(chǎn)高氯酸(沸點:90℃)時還同時生產(chǎn)了亞氯酸鈉,其工藝流程如下:(1)試驗室進行過濾操作的常用玻璃儀器有________________________。

(2)反應(yīng)器Ⅰ中的溫度最宜選擇________(填序號);操作②的名稱為________。

A.0℃B.20℃C.80℃D.120℃(3)反應(yīng)器Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

(4)加快反應(yīng)器Ⅱ中反應(yīng)速率的措施有____________________________________(寫出一種措施即可)等。從反應(yīng)器Ⅱ中獲得NaClO2粗品的試驗操作依次是________(填序號,下同),進一步提純的操作名稱為________。

A.過濾B.重結(jié)晶C.蒸餾D.蒸發(fā)濃縮E.蒸干灼燒F.冷卻結(jié)晶G.萃取分液(5)上述流程中可循環(huán)運用的物質(zhì)為________,副產(chǎn)品除NaClO2、NaHSO4外還有__________________________(填化學(xué)式)。

【解析】(1)試驗室常用的玻璃儀器有(一般)漏斗、玻璃棒、燒杯。(2)反應(yīng)器Ⅰ中加入的氯酸鈉在濃硫酸的作用下發(fā)生了氧化還原反應(yīng),Cl化合價+4←+5→+7,因此得到的含氯化合物中有ClO2氣體和高氯酸,所以要得到較高濃度的高氯酸溶液,應(yīng)當(dāng)盡可能的升溫使ClO2氣體溢出,同時溫度不能過高,超過高氯酸沸點溫度90℃簡單使高氯酸氣化,所以最佳溫度應(yīng)當(dāng)選C,80℃。而在后一階段的濾液中再獲得純凈的高氯酸產(chǎn)品,可以選擇蒸餾,上升溫度至高氯酸沸點溫度,蒸餾得到高氯酸純品。(3)從反應(yīng)Ⅱ的前后反應(yīng)物和產(chǎn)物可以看出,Cl的化合價+4→+3,發(fā)生了氧化還原反應(yīng),ClO2氣體作氧化劑,SO2在反應(yīng)中被氧化為了SO4項配平,可得反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+SO2+4OH-2ClO2-+SO42(4)反應(yīng)器Ⅱ中有Na2SO4、NaClO2等,上述物質(zhì)均溶于水,所以只能采納重結(jié)晶法分別。(5)由操作②后箭頭可知除得到產(chǎn)品還有一種可循環(huán)利用的物質(zhì),分析反應(yīng)器Ⅰ中參與反應(yīng)的物質(zhì)H2SO4和NaClO3及產(chǎn)物可知可循環(huán)利用的是硫酸。答案:(1)(一般)漏斗、玻璃棒、燒杯(2)C蒸餾(3)2ClO2+SO2+4OH-2ClO2-+SO42(4)適當(dāng)上升溫度[增大NaOH溶液的濃度、增大氣體(SO2、ClO2)和NaOH溶液的接觸面積等]DFAB(5)硫酸Na2SO45.某同學(xué)在探究廢干電池內(nèi)的黑色固體回收利用時,進行如圖所示試驗:一般鋅錳電池的黑色物質(zhì)主要成分為MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物質(zhì)。請回答以下問題:(1)操作②玻璃棒的作用是________;

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