專題3 物質的分離和提純-中考化學實驗精講精練（解析版）

專題三物質的分離和提純一、物質的分離和提純1、物質的分離是通過適當?shù)姆椒?，把混合物中的各種物質彼此分開，并且恢復到各種物質原來的存在狀態(tài)，分別得到純凈物；而物質的提純是通過適當?shù)姆椒ò鸦烊肽澄镔|里的少量雜質除去，以便獲得相對純凈的物質，又稱除雜。2、物質的分離和提純常用的方法方法適用范圍或原理舉例物理方法過濾法①固體與液體混合物的分離②可溶性固體與不溶性固體混合物的分離粗鹽提純結晶法蒸發(fā)①分離溶質與溶劑②除去易揮發(fā)的雜質從含有HCl的NaCl溶液中分離出固體NaCl降低溫度可溶性固體溶質溶解度受溫度影響變化大小不同分離NaCl與KNO3的混合物化學方法化氣法與雜質反應生成氣體而除去除去Na2SO4中的Na2CO3，可選用稀H2SO4將COeq\o\al(2－,3)轉化成CO2沉淀法將雜質轉化為沉淀過濾除去NaOH溶液中混有少量的Ca(OH)2，可加入適量的Ca(OH)2溶液將Ca2＋轉化成CaCO3置換法將雜質通過置換反應而除去除去FeSO4中的CuSO4，可加適量的NaOH，再過濾溶解法將雜質溶于某種試劑而除去除去C粉中的CuO粉，可加適量的稀硫酸，再過濾煅燒法雜質高溫易分解，通過高溫將雜質除去除去CaO中的CaCO3，可高溫煅燒轉化法將雜質通過化學反應轉化為被提純的物質除去CO2中的CO，可將氣體通過灼熱的氧化銅3、物質的分離和提純注意事項（1）根據(jù)原物質和雜質的性質選擇適當?shù)某s劑和分離方法，所謂除雜(提純)，是指除去雜質，同時被提純物質不得損失。除雜質題至少要滿足兩個條件：①加入的試劑只能與雜質反應，不能與原物質反應；②反應后不能引入新的雜質。（2）分離和提純的原則：①除去雜質的同時不能引入新的雜質(不增)。②操作過程中盡量不使被提純的物質損失(不減)。③最好能生成被提純的物質(轉化)。④提純方法應簡單易行。（3）在進行物質提純時，要首先考慮物理方法，再考慮化學方法。而且發(fā)源掌握如下四條原則：①“變廢為寶”——盡量選擇能將雜質轉化為所需物質的試劑。②不能引入新的雜質。③加入的除雜試劑不能將所需物質也除去。④加入的除雜試劑要適量或過量，或過量，要在后續(xù)操作中繼續(xù)除去。二、氣體與氣體的分離1、氣體與氣體的分離被吸收的氣體吸收氣體的試劑O2灼熱的銅粉、鐵粉CO灼熱的氧化鐵、氧化銅CO2氫氧化鈉固體或其溶液、堿石灰固體、灼熱的炭NH3酸溶液、水HCl堿溶液、水H2O無水CaCl2、無水硫酸銅、濃硫酸、生石灰、NaOH固體、堿石灰等2、氣體與氣體的分離注意事項（1）在干燥氣體時，若氣體是SO2、CO2、HCl等酸性氣體，則不可用生石灰、NaOH固體、堿石灰等堿性干燥劑；若氣體是NH3等堿性氣體，則不可用濃硫酸等酸性干燥劑；若氣體是H2、O2等中性氣體，則既可用酸性干燥劑，也可用堿性干燥劑。（2）檢驗H2和CO時，也可以將氧化銅換成紅棕色的氧化鐵，看紅棕色是否變黑色。（3）當要同時去除去某混合氣體中的水蒸氣和其他氣體時，往往把除去水蒸氣的操作放在最后，以防氣體通過某些溶液時又會從溶液中帶出一部分水蒸氣。題型01物質的分離和提純典例分析【例1】用“海水曬鹽”的方法得到的粗鹽中，往往含有可溶性雜質（主要是MgCl2、CaCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），需進行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。使用以下試劑NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液、稀鹽酸，粗鹽提純的部分流程如圖，據(jù)圖回答問題。（1）操作a的名稱是過濾。（2）若試劑③為NaOH溶液，則加入試劑①發(fā)生反應的化學方程式為BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl。（3）溶液N的pH＞7（選填“＞”、“＝”、“＜”）。（4）沉淀E含有4種物質。（5）加入過量Na2CO3目的是除去CaCl2、BaCl2（寫化學式）。【答案】（1）過濾；（2）BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl；（3）＞；（4）4；（5）CaCl2、BaCl2?！窘馕觥浚?）操作a是將固體和液體分離的操作，是過濾操作；（2）MgCl2用氫氧化鈉溶液除去，CaCl2用碳酸鈉溶液除去，Na2SO4用氯化鋇溶液除去，因為加入的試劑都是過量的，還需要把過量的試劑除去，所以可以用碳酸鈉除過量的氯化鋇，所以試劑的添加順序為：先加入氯化鋇溶液，再加入碳酸鈉溶液，最后加入氫氧化鈉溶液，則加入試劑①發(fā)生反應：氯化鋇和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，反應的化學方程式為：BaCl2+Na2SO4＝BaSO4↓+2NaCl；（3）溶液N中含有氯化鈉、過量的碳酸鈉和氫氧化鈉，故溶液顯堿性，pH＞7；（4）氯化鋇和硫酸鈉反應生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉，氯化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，氯化鋇和碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氯化鎂和氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，故沉淀E中含有：硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鋇、氫氧化鎂4種物質；（5）加入過量Na2CO3目的是除去氯化鈣和過量的氯化鋇。變式訓練【變式1-1】從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活.粗鹽提純的部分流程如下：其中，濾液一至濾液二之間需進行三步操作：操作①：加入過量的碳酸鈉溶液，除去濾液中的Ca2+操作②：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+操作③：加入過量的氯化鋇溶液，除去濾液中的加入試劑的順序不正確的為（）A．①②③ B．③①② C．③②① D．②③①【答案】A【解析】鎂離子用氫氧根離子沉淀，加入過量的氫氧化鈉溶液可以將鎂離子沉淀，過量的X是氫氧化鈉溶液；硫酸根離子用鋇離子沉淀，加入過量的氯化鋇溶液可以將硫酸根離子沉淀；至于先除鎂離子，還是先除硫酸根離子都可以；鈣離子用碳酸根離子沉淀，除鈣離子加入過量的碳酸鈉溶液轉化為沉淀，但是加入碳酸鈉溶液要放在加入氯化鋇溶液之后，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇，所以正確的順序為：③①②或②③①或③②①。故選：A?！咀兪?-2】海水經(jīng)蒸發(fā)、結晶制得的粗鹽中還含有氯化鎂、氯化鈣等雜質，必須進行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。粗鹽提純的部分流程如圖：（1）寫出步驟③的操作名稱是過濾。（2）步驟④中加入適量鹽酸的目的除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉。（3）經(jīng)操作a后得到的白色沉淀的成分CaCO3和Mg（OH）2?！敬鸢浮浚?）過濾；（2）除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；（3）CaCO3和Mg（OH）2。【解析】（1）將不溶性固體和液體分離的操作為過濾，故填：過濾；（2）在除雜過程中加入了過量的氫氧化鈣和過量的碳酸鈉溶液，過量的碳酸鈉溶液與過量的氫氧化鈣溶液反應生成了氫氧化鈉，要得到純凈的氯化鈉，需要除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉，需要加入稀鹽酸，故填：除去過量的碳酸鈉和氫氧化鈉；（3）操作①加入過量的氫氧化鈣溶液，發(fā)生的反應為：MgCl2+Ca（OH）2＝Mg（OH）2↓+CaCl2，操作②加入過量的碳酸鈉發(fā)生的反應為：CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl、Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH，經(jīng)過濾后得到的白色沉淀為CaCO3和Mg（OH）2，故填：CaCO3和Mg（OH）2。題型02氣體與氣體的分離典例分析【例2】現(xiàn)對CO2和CO的混合氣體進行間歇性分離及干燥的實驗裝置設計如圖。儀器中的A和B分別可以控制物質流入甲瓶的速率。（1）下列有關實驗的描述正確的是②④；①為了達到實驗目的，甲中裝置的溶液應該為澄清石灰水，乙裝置中的溶液應該為濃硫酸，丙裝置中的溶液應該為稀硫酸；②當A打開，B閉合時，可以先分離得到干燥的CO氣體，當A關閉，B打開時，可以分離得到干燥的CO2氣體；③實驗進行的過程中，甲裝置內(nèi)的溶液會先變渾濁，再逐漸變澄清；④在裝置乙發(fā)生的反應為物理反應；（2）如需全部收集從混合氣體分離所得的CO2和CO，此套裝置最大的缺點是經(jīng)分離收集到的CO2、CO均不夠純凈，因為裝置內(nèi)的空氣和間歇轉換時殘留的CO都難于排凈?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【解析】（1）①為了達到實驗目的，甲中裝置的溶液應該為氫氧化鈉溶液，乙裝置中的溶液應該為濃硫酸，丙裝置中的溶液應該為稀硫酸，故錯誤；②當A打開，B閉合時，可以先分離得到干燥的CO氣體，當A關閉，B打開時，可以分離得到干燥的CO2氣體，故正確；③實驗進行的過程中，甲裝置內(nèi)的溶液會有氣泡生成，故錯誤；④在裝置乙中濃硫酸吸收了水分，發(fā)生的反應為物理反應，正確。（2）如需全部收集從混合氣體分離所得的CO2和CO，此套裝置最大的缺點是經(jīng)分離收集到的CO2、CO均不夠純凈，因為裝置內(nèi)的空氣和間歇轉換時殘留的CO都難于排凈。變式訓練【變式2-1】分離液態(tài)空氣法制氧氣是工業(yè)制氧氣的主要方法之一，下列有關說法正確的是（）A．有氧化反應發(fā)生 B．最先分離出的氣體是氮氣 C．液態(tài)空氣屬于純凈物 D．利用液氧和液氮的密度不同【答案】B【解析】A、工業(yè)制氧是利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點不同，通過控制溫度從液態(tài)空氣中分離出氧氣，其中氧氣沒有參加化學反應，沒有氧化反應發(fā)生，故選項說法錯誤。B、氮氣的沸點較低，分離液態(tài)空氣法制氧氣時，氮氣先分離出來，故選項說法正確。C、液態(tài)空氣中含有液態(tài)氮、液態(tài)氧等多種物質，屬于混合物，故選項說法錯誤。D、工業(yè)制氧是利用液態(tài)氮和液態(tài)氧的沸點不同，與密度無關，故選項說法錯誤。故選：B?！咀兪?-2】用如圖所示的裝置將一定量的CO2和CO的混合氣體進行分離和干燥。圖中的a、b、c、d均為活塞，可以控制氣體的通過和液體的加入，實驗前活塞均已關閉。請選擇適宜的試劑完成上述實驗。供選用的試劑有：①稀硫酸②濃硫酸③氫氧化鈉溶液④澄清的石灰水。實驗分以下兩步進行：（1）關閉b、c，打開a、d，丙中試劑為②（填數(shù)字序號）。乙裝置中的現(xiàn)象是無明顯現(xiàn)象。此步實驗后收集到的氣體是一氧化碳。（2）在甲裝置的分液漏斗中加入試劑為①（填數(shù)字序號），然后關閉a、d，打開b、c，即可收集到另一種氣體。【答案】（1）②；無明顯現(xiàn)象；一氧化碳。（2）①；關閉a、d，打開b、c。【解析】（1）關閉b、c，打開a、d，丙中試劑為濃硫酸，用來吸收一氧化碳中的水蒸氣，乙裝置中的液體是澄清石灰水，用來檢驗二氧化碳是否被甲裝置完全顯示，因此乙中應該是無明顯現(xiàn)象，此步實驗后收集到的氣體是一氧化碳。故填：②；無明顯現(xiàn)象；一氧化碳。（2）在甲裝置的分液漏斗中加入試劑為稀硫酸，用來和碳酸鈉反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳，然后關閉a、d，打開b、c，即可收集到另一種氣體二氧化碳。故填：①；關閉a、d，打開b、c。1．下列敘述中，正確的是（）A．物質冷卻時，因為分子變小所以體積變小 B．原子是構成物質的一種粒子 C．一切物質都是由分子構成，分子又由原子構成，所以分子比原子大 D．分離和提純物質的方法很多，蒸餾是其中的一種，蒸餾就是將溶解在液體中的固體分離出來的一種方法【答案】B【解析】A、物質冷卻時分子的間隔改變，大小不變，故錯誤；B、原子也可以直接構成物質，故正確；C、分子和原子不能比較大小，只能說分子比構成它的原子大，故錯誤；D、把溶解在液體中的固體分離出來用蒸發(fā)，故錯誤。故選：B。2．在101.3kPa時，將液態(tài)空氣升高溫度，三種氣體分離出的先后順序是（）氣體氮氣（N2）氬氣（Ar）氧氣（O2）沸點﹣196℃﹣186℃﹣183℃A．N2、Ar、O2 B．O2、Ar、N2 C．N2、O2、Ar D．Ar、N2、O2【答案】A【解析】物質的沸點越低越容易蒸發(fā)，氮氣的沸點最低，先蒸發(fā)出來。氧氣的沸點最高，最后蒸發(fā)出來。觀察選項，故選A。3．古代很多詩詞蘊含了好多哲理和化學知識。下面有關詩詞對化學實驗現(xiàn)象或化學實驗過程分析錯誤的是（）A．“試玉要燒三日滿，辨材須待七年期”中，玉的成分是硅酸鹽，表明玉熔點高且不易分解 B．“美人首飾王侯印，盡是沙中浪底來”，淘金是一種混合物的分離和提純中過濾的方法 C．“蠟燭有心還惜別，替人垂淚到天明”，蠟燭燃燒放熱，熔點很低，使蠟燭熔化 D．“化盡素衣冬未老，石煙多似洛陽塵”，詩中的石煙是指石油燃燒產(chǎn)生的煙【答案】B【解析】A．玉的成分是硅酸鹽，玉的硬度比河砂小，金剛砂的成分是碳化硅，“試玉要燒三日滿”的意思是檢驗“玉”的真假要燒滿三日，說明“玉”的熔點較高，故正確；B．“美人首飾王侯印，盡是沙中浪底來”，淘金是一種混合物中各物質密度的不同進行分離和提純的方法，故錯誤；C．“蠟燭有心還惜別，替人垂淚到天明”，蠟燭燃燒放熱，熔點很低，使蠟燭熔化，故正確；D．“化盡素衣冬未老，石煙多似洛陽塵”，詩中的石煙是指石油燃燒產(chǎn)生的煙塵，故正確。故選：B。4．從海水中得到的粗鹽中往往含有可溶性雜質（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能使用。粗鹽提純的部分流程如圖。有關該流程說法錯誤的是（）A．不溶性雜質主要是泥沙 B．過濾時玻璃棒的作用是引流 C．蒸發(fā)時，當蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干 D．操作①②③依次加入的試劑可以為NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液【答案】D【解析】A、由題意，粗鹽中含有不溶性雜質（泥沙等），則不溶性雜質主要是泥沙，A說法正確。B、過濾時玻璃棒的作用是引流，B說法正確。C、蒸發(fā)時，當蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時，停止加熱，利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干，C說法正確。D、加入過量的氫氧化鈉可將鎂離子除去；加入過量的氯化鋇溶液將硫酸根離子沉淀除去；加入過量的碳酸鈉溶液將鈣離子轉化為沉淀除去，后面加入試劑要將前面加入的過量試劑除去，故加入的碳酸鈉溶液要放在加入氯化鋇溶液之后，這樣碳酸鈉會除去反應剩余的氯化鋇；操作①②③依次加入的試劑順序為NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液時，過量的氯化鋇無法除去，D錯誤；故選：D。5．分離和提純混合物的方法很多如：①過濾；②蒸發(fā)；③蒸餾．分離出黃泥水中的泥沙采用的是①的方法（填序號，下同）；把海水中的食鹽和水分離采用的是②的方法【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】因為黃泥水中的泥沙不溶于水，所以可以用過濾的方法除去水中的泥沙；因為食鹽溶于水，屬于可溶性固體和液體的混合物，所以可以用蒸發(fā)的方法除去水．故答案為：①②6．科學思想和方法在化學學習中經(jīng)常用到。（1）分離和提純。研究物質的組成和結構時，常要對物質進行分離和提純，如分離出黃泥水中的泥沙用過濾法。（2）模型法。如圖所示是模型法表示的水通電條件下的反應過程，請回答下列問題：①該反應的文字表達式：水氫氣+氧氣，其基本反應類型是分解反應；②反應中種類沒有發(fā)生改變的微粒是氫原子和氧原子?！敬鸢浮浚?）過濾；（2）①水氫氣+氧氣；分解反應；②氫原子和氧原子；【解析】（1）因為黃泥水中的泥沙不溶于水，所以可以用過濾的方法除去水中的泥沙；（2）①水在通電的條件下生成氫氣和氧氣，反應的文字表達式：水氫氣+氧氣；其基本反應類型是分解反應；②通電條件下，水分子分解為氫原子和氧原子，氫原子和氧原子又分別重新嘉和城氫分子和氧分子，反應中種類沒有發(fā)生改變的微粒是氫原子和氧原子；7．下面是同學們熟悉的實驗操作示意圖請你根據(jù)要求回答問題。A.水的沸騰B.水的電解C.水的凈化（1）如圖所示的3個實驗，AC中的水發(fā)生了物理變化（填字母）。（2）B裝置中發(fā)生變化的文字表達式為水氫氣+氧氣，用帶火星的木條檢驗試管2內(nèi)得到的氣體，現(xiàn)象是木條復燃，證明試管2得到的氣體是氧氣（O2），若試管1中得到8mL的氣體，則試管2內(nèi)得到4mL的氣體。（3）C中小卵石、石英砂和蓬松棉的作用是過濾，活性炭的作用為吸附，經(jīng)過此凈水器得到的水仍然不是純水，若想得到純水可采用的方法是蒸餾。（4）【反思】A.由實驗A知：化學變化與物理變化的區(qū)別宏觀層面是否產(chǎn)生新物質：微觀層面，是否產(chǎn)生新分子。B.由實驗B知：利用化學反應可以實現(xiàn)物質和能量的轉化，如電解水過程中，可以將電能轉化為化學能。C.由實驗C知：物質分離和提純通常有兩種思路：一是將不需要的雜質分離除去，如過濾；二是將有用的物質提取出來，如蒸餾?！敬鸢浮浚?）AC；（2）水氫氣+氧氣；帶火星的木條；木條復燃；氧氣（O2）；4；（3）吸附；蒸餾；（4）A、是否產(chǎn)生新分子；B、化學；C、蒸餾?！窘馕觥浚?）圖A中水由液態(tài)變氣態(tài)，水的狀態(tài)改變，沒有新物質生成屬于物理變化；B中水通電分解出氫氣和氧氣有新物質生成屬于化學變化，C圖中沒有新物質生成屬于物理變化；故答案為：AC；（2）水在通電的條件下分解為氫氣和氧氣，文字表達式為：水氫氣+氧氣；根據(jù)“正氧負氫，氫二氧一”可知，1、2管中分別是氫氣和氧氣，氧氣能使帶火星的木條復燃，因此用帶火星的木條檢驗氧氣，現(xiàn)象是木條復燃，證明試管2得到的氣體是氧氣；1試管內(nèi)生成的是氫氣，氫氣與氧氣的體積比是2：1，故試管1中得到8mL的氣體即氫氣，則試管2內(nèi)得到氧氣是氫氣的體積的二分之一，故答案為：水氫氣+氧氣；帶火星的木條；木條復燃；氧氣（O2）；4；（3）活性炭疏松多孔，具有吸附作用；若想得到純水可采用的方法是蒸餾；故答案為：吸附；蒸餾；（4）A宏觀層面判斷化學變化與物理變化的區(qū)別是否產(chǎn)生新物質：微觀層面是否產(chǎn)生新分子；故答案為：是否產(chǎn)生新分子；B電解水過程中，通電使水反應，可以將電能轉化為化學能；故答案為：化學；C將有用的物質提取出來，如蒸餾可以在不純的水中提出純水。故答案為：蒸餾。8．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有CaCl2、MgCl2、Na2SO4）和不溶性雜質（泥沙等），必須進行分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活。（1）實驗室中除去粗鹽中難溶性雜質的主要實驗步驟有：溶解、過濾、蒸發(fā)；這三步操作中都要用到一種玻璃儀器，該儀器在蒸發(fā)操作中的作用是什么？（2）以上操作得到的氯化鈉晶體中含有少量雜質，為進一步提純晶體，進行以下操作：①寫出一個加入Na2CO2溶液時所發(fā)生反應的化學方程式CaCl2+Na2CO3＝2NaCl+CaCO3↓或BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；②上述流程中，若將過濾和加鹽酸的操作順序顛倒，所得精鹽產(chǎn)品中含哪些雜質CaCl2、MgCl2、BaCl2（BaSO4不溶于水，也不溶于酸）?！敬鸢浮浚?）玻璃棒；攪拌，防止因局部溫度過高，造成液滴飛濺；（2）①CaCl2+Na2CO3＝2NaCl+CaCO3↓或BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；②CaCl2、MgCl2、BaCl2?！窘馕觥浚?）溶解、過濾、蒸發(fā)：這三步操作中都要用到一種玻璃儀器是玻璃棒，其在蒸發(fā)操作中的作用是攪拌，防止因局部溫度過高，造成液滴飛濺；（2）①加入碳酸鈉的作用是除去粗鹽中的氯化鈣和過量的氯化鋇，Na2CO3與CaCl2反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，與BaCl2反應生成碳酸鋇和氯化鈉。化學方程式分別為CaCl2+Na2CO3＝2NaCl+CaCO3↓、BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl；②粗鹽水中加入過量的BaCl2，可生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉；加入氫氧化鈉，可生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉；加入碳酸鈉與氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，與BaCl2反應，生成碳酸鋇和氯化鈉，所以不過濾，得到的沉淀中只有硫酸鋇不與稀鹽酸反應，生成的其他沉淀氫氧化鎂、碳酸鈣、碳酸鋇都會有稀鹽酸反應，生成相應的氯化鎂、氯化鈣、氯化鋇，且都可溶，蒸發(fā)后都會留在精鹽中，所以若將過濾和加鹽酸的操作順序顛倒，所得精鹽產(chǎn)品中含有的雜質是：CaCl2、MgCl2、BaCl2。9．水是生命之源，也是自然資源。學習了水的相關知識后，某班級化學小組展開了系列探究?！咎骄恳弧繌淖匀唤缣崛〖兯唧w步驟如圖1：（1）經(jīng)過如圖1D之后，可以獲得純水，則D操作的名稱是蒸餾；（2）如圖2為凈化水過程中過濾操作的示意圖，①指出圖中明顯的錯誤：沒有用玻璃棒引流；②過濾后，小組同學發(fā)現(xiàn)濾液仍然渾濁，可能的原因是濾紙破損（答一條即可）；他們采取了補救措施，得到了澄清的液體，做法是重新過濾。（3）從原水提取到純水過程中，水分子本身沒有發(fā)生變化，因此，上述實驗中屬于物理變化的步驟有ABCD（填字母序號）?！咎骄慷侩娊馑〗M同學將提取到的純水加入電解水裝置，接通直流電源，結果發(fā)現(xiàn)實驗進展緩慢，電極上幾乎沒有氣泡冒出。安琪同學查閱資料后在水中加入了少量稀硫酸，電極上迅速冒出氣泡，20分鐘后，實驗情況如圖3所示。（1）加入稀硫酸的作用是增強水的導電性；（2）試管1收集到的氣體是氫氣，可以用點燃的方法檢驗，檢驗時發(fā)生的反應的文字表達式是氫氣+氧氣水，它屬于化合反應（填“化合”或“分解”）。（3）電解水時的文字表達式是水氫氣+氧氣，上述變化中，水分子本身是否變化？是?！緦嶒灧此肌浚?）由探究一可知，物質分離和提純通常有兩種思路；一是：將雜質分離除去，如沉降、過濾。二是：將有用的物質提取出來，如蒸餾。（2）由探究二可知，利用化學反應可以實現(xiàn)物質和能量的轉化，如電解水過程中，可以將電能轉化為儲存在物質中的化學能；同時將水轉化成氫氣，作為新型能源服務人類。（3）宏觀層面，化學變化的本質是物質種類發(fā)生改變；微觀層面，化學變化與物理變化的區(qū)別是是否產(chǎn)生新物質。化學就是在原子、分子水平上研究物質及其變化規(guī)律。【答案】【探究一】（1）蒸餾；（2）①沒有用玻璃棒引流；濾紙破損；重新過濾；②ABCD；（3）濾紙破了；液面高于濾紙邊緣【探究二】（1）增強水的導電性；（2）氫氣；點燃；氫氣+氧氣水；化合；（3）水氫氣+氧氣；是；【實驗反思】（1）將雜質分離除去；（2）能量；電；氫氣；（3）是否產(chǎn)生新物質。【解析】【探究一】（1）生產(chǎn)自來水的凈水方法有沉淀、吸附、過濾、消毒等，蒸餾可以得到純水，故D為蒸餾；（2）①過濾液體時，注意“一貼、二低、三靠”的原則，圖中缺少玻璃棒引流；②過濾后濾液仍渾濁，可能原因是濾紙破損（會使得液體中的不溶物進入下面的燒杯，從而使得濾液渾濁）、液面高于濾紙邊緣（會使部分液體未經(jīng)過濾紙的過濾直接流下，該操作會使濾液仍然渾濁）或盛接濾液的燒杯不干凈等。他們采取了補救措施，得到了澄清的液體，做法是重新過濾；（3）從原水提取到純水過程中，水分子本身沒有發(fā)生變化，因此，上述實驗中加明礬、沉淀、過濾、蒸餾都沒有新物質生成，都屬于物理變化；【探究二】（1）加入稀硫酸的作用是增強水的導電性；（2）試管1收集的氣體較多是氫氣，具有可燃性，用燃著的木條來檢驗。檢驗時發(fā)生的反應的文字表達式是：氫氣+氧氣水；該反應具有多變一的特點，屬于化合反應。（3）試管2收集的氣體較少是氧氣，水通電生成氫氣和氧氣，電解水時的文字表達式是：水氫氣+氧氣；在電解水的過程中，發(fā)生變化的微粒是水分子，保持不變的是微粒是氫原子和氧原子；【實驗反思】（1）由探究一可知，物質分離和提純通常有兩種思路；一是將雜質分離除去，如沉降、過濾。二是：將有用的物質提取出來，如蒸餾。（2）利用化學反應可以實現(xiàn)物質和能量的轉化，如電解水過程中，可以將電能轉化為儲存在物質中的化學能；同時將水轉化成氫氣，作為新型能源服務人類。（3）宏觀層面，化學變化的本質是物質種類發(fā)生改變；微觀層面，化學變化與物理變化的區(qū)別是是否產(chǎn)生新物質。10．根據(jù)下列裝置回答問題．（1）儀器a的名稱為集氣瓶．（2）用高錳酸鉀為原料制取較純凈的氧氣可選用的裝置組合為BC（填字母，下同），發(fā)生裝置應作的改進是試管口處放置一棉花團，發(fā)生反應的化學方程式為2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑．（3）實驗室用F裝置分離H2、CO2的混合氣體．分離得到CO2的操作是：關閉活塞A，打開活塞B．【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】（1）儀器a是集氣瓶；故填：集氣瓶；（2）用高錳酸鉀為原料制取氧氣屬于固體加熱型，所以選擇裝置B，排水法收集的氧氣比較純凈；為了防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管，需要在試管口處放一棉花團；高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應的化學方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑．故填：BC；試管口處放置一棉花團；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；（3）氫氣與二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中，氫氣不反應由右側導管排出，而二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，要分離出二氧化碳的操作是關閉活塞A，打開活塞B，滴加稀硫酸，碳酸鈉與硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳；故填：打開活塞B．11．科學家開采得到一種“可燃冰”樣品，取95.6克樣品放置在密閉容器內(nèi)，該樣品迅速轉化為甲烷氣體（CH4）和水，將甲烷氣體分離并完全燃燒（反應的化學方程式為：CH4+2O2CO2+2H2O），得到35.2克二氧化碳，試計算：（1）35.2克二氧化碳的物質的量為0.8mol。（2）根據(jù)化學方程式計算該天然氣合物樣品中甲烷的質量。（3）樣品中甲烷的質量分數(shù)。（計算結果精確到0.1%）【答案】（1）0.8mol；（2）12.8g；（3）13.4%?！窘馕觥浚?）物質的量＝物質的質量÷摩爾質量，35.2克二氧化碳的物質的量為35.2g÷44g/mil＝0.8mol。故答案為：0.8mol。（2）設天然氣合物樣品中甲烷的質量為x。CH4+2O2CO2+2H2O1644x35.2gx＝12.8g（3）樣品中甲烷的質量分數(shù)為×100%≈13.4%。答：（2）該天然氣合物樣品中甲烷的質量為12.8g；（3）樣品中甲烷的質量分數(shù)為13.4%。12．水的凈化方法利用吸附、沉淀、過濾和蒸餾等方法可以凈化水．（1）吸附：明礬可用于凈水，是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以吸附懸浮于水中的雜質，使之從水中沉淀出來．用具有吸附作用的固體還可以吸附掉一些色素和異味的雜質，除去異味．（2）沉淀：對于靜置沉淀和吸附沉淀，單一操作相對凈化程度較高的是吸附沉淀．（3）過濾：過濾是分離不溶性固體和液體的一種方法．①過濾所需儀器漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）．②過濾操作要點“一貼”：將濾紙折疊成圓錐形，用水濕潤使其緊貼在漏斗內(nèi)壁上，中間不要留有氣泡．“二低”：濾紙要低于漏斗的邊緣，漏斗里的液面應低于濾紙的邊緣．“三靠”：過濾時玻璃棒的末端要輕輕靠在三層濾紙的一邊；盛過濾液的燒杯口要緊靠在玻璃棒的中上端，傾倒過濾液時沿玻璃棒流進過濾器；漏斗的最下端要緊貼在燒杯內(nèi)壁上，以免濾液飛濺．（4）蒸餾：給液體加熱，使它變成氣體，再使氣體冷卻凝聚成液體，這種方法叫做蒸餾．通過蒸餾，可以利用物質的沸點不同來分離和提純液態(tài)混合物，也可以把混在液體中的不揮發(fā)性雜質除去．【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】利用吸附、沉淀、過濾、蒸餾等方法可以凈化水，故填：吸附、沉淀、過濾、蒸餾．（1）明礬可用于凈水，是因為明礬溶于水生成的膠狀物可以吸附懸浮于水中的雜質，使之從水中沉淀出來．用具有吸附作用的固體還可以吸附掉一些色素和異味的雜質，除去異味，故填：吸附，沉淀，色素和異味．（2）對于靜置沉淀和吸附沉淀，單一操作相對凈化程度較高的是吸附沉淀，故填：吸附沉淀．（3）過濾是分離不溶性固體和液體的一種方法，故填：固體，液體．①過濾所需儀器漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈），故填：燒杯，玻璃棒．②濾紙要低于漏斗的邊緣，漏斗里的液面應低于液體的邊緣，故填：漏斗，濾紙．過濾時玻璃棒的末端要輕輕靠在三層濾紙的一邊，故填：三層；（4）給液體加熱，使它變成氣體，再使氣體冷卻凝聚成液體，這種方法叫做蒸餾．通過蒸餾，可以利用物質的沸點不同來分離和提純液態(tài)混合物，也可以把混在液體中的不揮發(fā)性雜質除去．故填：氣體，氣體，沸點．13．科學興趣小組做碳還原金屬氧化物實驗后，收集到CO和CO2的混合廢氣，考慮到廢氣直接排放會污染環(huán)境，想把廢氣初步分離回收再利用，用如圖所示的裝置進行分離實驗（收集裝置略去）：（1）廣口瓶中加入的是A。A．NaOH溶液B．NaCl溶液C．Ca（OH）2溶液（2）打開閥門K2通入混合氣體，首先分離得到氣體，化學方程式為CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。接著關閉閥門K2打開閥門K1，將分液漏斗中裝的溶液滴入廣口瓶中，從而分離出第二種氣體，化學方程式為Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O?！敬鸢浮浚?）A；（2）CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O?！窘馕觥浚?）根據(jù)實驗要求可知該裝置應為氣體分離裝置，根據(jù)一氧化碳和二氧化碳的性質可以知道液體用來吸收二氧化碳的，氫氧化鈣的吸收效果差，因此廣口瓶中裝的是NaOH溶液，故選A。（2）通過分析可知，廣口瓶中裝的是NaOH溶液，能夠吸收二氧化碳氣體，因此打開閥門K2通入混合氣體，首先分離得到氣體為一氧化碳，化學方程式為CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O。碳酸鈉與稀硫酸反應產(chǎn)生二氧化碳氣體，接著關閉閥門K2打開閥門K1，將分液漏斗中裝的稀硫酸溶液滴入廣口瓶中，從而分離出第二種氣體，化學方程式為Na2CO3+H2SO4＝Na2SO4+CO2↑+H2O。14．物質的鑒別、分離和提純是重要的基本實驗操作。（1）鑒別氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶液，不可選擇B（填字母）。A．氯化鋇溶液B．硝酸鈉溶液C．稀硫酸（2）除去硝酸鉀溶液中混有的少量硫酸鉀，可加入適量的硝酸鋇溶液，充分反應后過濾即可。寫出反應的化學方程式：Ba（NO3）2+K2SO4═BaSO4↓+2KNO3。（3）氫氧化鈉溶液露置在空氣中易變質。下列是分析已變質氫氧化鈉溶液的相關實驗，其中合理的是ABC（填字母）。A．證明變質：取樣，滴加足量稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生B．除去雜質：取樣，滴加氫氧化鈣溶液至恰好完全反應，過濾C．確定成分：取樣，滴加足量氯化鋇溶液，過濾，向濾液中滴加酚酞溶液，觀察顏色變化（氯化鋇溶液呈中性）【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】（1）A．氯化鋇溶液與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鋇白色沉淀，與氫氧化鈉溶液不反應，可以鑒別。B．硝酸鈉溶液與氫氧化鈉和碳酸鈉兩種溶液均不反應，不能鑒別。C．稀硫酸與碳酸鈉反應生成二氧化碳氣體，與氫氧化鈉溶液反應生成硫酸鈉和水，但無明顯變化，可以鑒別。（2）硫酸鉀與適量的硝酸鋇溶液反應生成硫酸鋇沉淀和硝酸鉀，反應的化學方程式為：Ba（NO3）2+K2SO4═BaSO4↓+2KNO3。（3）氫氧化鈉溶液露置在空氣中易變質。則：A、證明變質：取樣，滴加足量稀鹽酸，因為稀鹽酸與碳酸鈉反應，故觀察是否有氣泡產(chǎn)生，正確；B、除去雜質：取樣，滴加氫氧化鈣溶液至恰好完全反應，因為氫氧化鈣與碳酸鈉反應生成白色沉淀，過濾，正確；C、確定成分：取樣，滴加足量氯化鋇溶液，過濾，向濾液中滴加酚酞溶液，觀察顏色變化（氯化鋇溶液呈中性），正確故答案為：（1）B；（2）Ba（NO3）2+K2SO4═BaSO4↓+2KNO3；（3）ABC。15．如圖裝置可用于氣體的吸收，檢驗和分離等，請回答下列問題：（1）利用裝置A（其中液體試劑足量）可以將二氧化碳和一氧化碳的混合氣體進行分離，首先打開活塞a，緩緩通入混合氣體，廣口瓶中觀察到的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，發(fā)生反應的化學方程式為Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；此時從導管c逸出的主要氣體是一氧化碳，為了檢驗該氣體，將導管按c﹣d﹣e﹣f﹣g順序連接，B處觀察到的現(xiàn)象為黑色固體變成紅色固體，發(fā)生反應的化學的化學方程式為CuO+COCu+CO2．（2）實驗中A和C兩處用到澄清石灰水，其中A處澄清石灰水的作用是吸收二氧化碳氣體；（3）裝置C中還應進行的操作是把尾氣點燃或收集起來；一段時間后，斷開AB裝置，關閉活塞a，打開活塞b，滴加足量的稀鹽酸，此時逸出的主要氣體是二氧化碳．（4）現(xiàn)有36.5g質量分數(shù)為20%的鹽酸與一定質量的氫氧化鈣溶液恰好完全反應，生成的氯化鈣溶液中溶質的質量分數(shù)為22.2%，請計算所得氯化鈣溶液的質量．【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】（1）首先打開活塞a，緩緩通入混合氣體，廣口瓶中觀察到的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，是因為氫氧化鈣和二氧化碳反應生成了碳酸鈣沉淀和水，發(fā)生反應的化學方程式為：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；此時從導管c逸出的主要氣體是一氧化碳，為了檢驗該氣體，將導管按c﹣d﹣e﹣f﹣g順序連接，B處觀察到的現(xiàn)象為黑色固體變成紅色固體，是因為高溫條件下，氧化銅和一氧化碳反應生成銅和二氧化碳，發(fā)生反應的化學的化學方程式為：CuO+COCu+CO2．故填：澄清石灰水變渾濁；Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；一氧化碳；黑色固體變成紅色固體；CuO+COCu+CO2．（2）實驗中A和C兩處用到澄清石灰水，其中A處澄清石灰水的作用是吸收二氧化碳氣體．故填：吸收二氧化碳氣體．（3）裝置C中還應進行的操作是處理尾氣，方法是把尾氣點燃或收集起來；一段時間后，斷開AB裝置，關閉活塞a，打開活塞b，滴加足量的稀鹽酸，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成二氧化碳，此時逸出的主要氣體是二氧化碳．故填：把尾氣點燃或收集起來；二氧化碳．（4）設生成氯化鈣質量為x，Ca（OH）2+2HCl═CaCl2+2H2O，7311136.5g×20%x＝，x＝11.1g，所得氯化鈣溶液的質量為：11.1g÷22.2%＝50g，答：所得氯化鈣溶液的質量為50g．16．從海水得到的粗鹽，往往含有可溶性雜質（主要有Na2SO4、MgCl2、CaCl2）和不溶性雜質（泥沙等），必須分離和提純后才能用于工業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活．粗鹽提純的部分流程如圖：其中，濾液一至濾液二之間需進行三步操作：操作一：加入過量的碳酸鈉，除去濾液中的Ca2+；操作二：加入過量的X，除去濾液中的Mg2+；操作三：加入過量的氯化鋇，除去濾液中的SO42﹣．請回答：操作中的物質X為氫氧化鈣溶液，正確的操作順序為②③①（填序號），為最終獲得精鹽，操作①、②和③后還需增加的操作是過濾．【答案】見試題解答內(nèi)容【解析】除去鎂離子是利用將鎂離子沉淀出來除去，所以用氫氧根離子即可，由于溶液中還有鈣離子要出去，加入的試劑X可以是氫氧化鈣；為了除去可溶性的雜質，可以先加入過量的氫氧化鈣溶液除去MgCl2，再加入過量的氯化鋇除去硫酸鈉，最后再加入過量的碳酸鈉除去氯化鈣、氯化鋇、氫氧化鈣，通過過濾將沉淀除去，得到濾液二，再加入適量的稀鹽酸調(diào)整溶液的pH＝7，即可得到氯化鈉溶液．由上述分析可知，正確的操作順序是②③①；為最終獲得精鹽，操作①、②和③后還需增加的操作是過濾．故答案為：氫氧化鈣溶液；②③①；過濾．17．工業(yè)上常用“分離液態(tài)空氣法”制氧氣，此方法是以空氣為原料，利用液氮與液氧沸點不同，將其分離，主要流程如圖。（1）空氣中氮氣的體積分數(shù)約為78%。（2）已知氮氣沸點﹣195.8℃，氧氣沸點﹣183.9℃，液態(tài)空氣汽化首先分離出來的是氮氣。（3）“分離液態(tài)空氣法”發(fā)生的是物理（填“物理”或“化學”）變化。（4）下列說法不正確的是A（填序號）。A.潔凈空氣是純凈物B.此方法制氧氣的原料來源廣泛C.沸點屬于物理性質D.利用此方法既可得到氧氣又可得到氮氣（5）將沸點不同的氣體分離開來，常采用液化分離法。如，控制溫度在﹣183℃時，可將空氣中N2與O2分離。根據(jù)下表中物質的沸點判斷，要將產(chǎn)物氨氣與氫氣、氮氣分離開來，最適宜的溫度應該控制在?195.89～?33.35℃。物質氫氣氮氣氧氣氨氣沸點﹣252℃﹣195.89℃﹣183℃﹣33.35℃【答案】（1）78；（2）氮氣；（3）物理；（4）A；（5）?195.89～?33.35?！窘馕觥浚?）空氣中氮氣的體積分數(shù)約為78%；（2）工業(yè)上采用分離液態(tài)空氣的方法制取氧氣，是利用液氮和液氧沸點的不同，氮氣的沸點低首先從液態(tài)空氣中分離出來；（3）分離液態(tài)空氣制取氧氣過程中沒有新物質生成，屬于物理變化；（4）A、潔凈