2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第十章 第二讲 物质的检验、分离和提纯

2021高考化学人教版一轮复习规范演练：第十章 第二讲 物质的检验、分离和提纯

www.ks5u.com 规范演练28‎ 一、选择题 ‎1．(2019·肇庆模拟)下列对文献记载内容理解错误的是(　　)‎ A．《天工开物》记载“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼，相激火生，祸不可测”，“相激火生”是指爆炸 B．《本草经集注》记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法是升华 C．《本草纲目》中“烧酒”写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也”，该方法是蒸馏 D．东晋葛洪《肘后备急方》中称“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦以此法提取青蒿素属于萃取 解析：“相激火生”是指撞击后爆炸，A项正确；利用钾元素和钠元素的焰色反应不同鉴别，钠元素焰色反应为黄色，钾元素焰色反应透过蓝色钴玻璃观察为紫色，该方法是焰色反应，B项错误；“蒸令气上”是利用互溶液体混合物的沸点差异分离，则该法为蒸馏，C项正确；屠呦呦对青蒿素的提取利用的是萃取原理，D项正确。‎ 答案：B ‎2．(2019·山东邹城二中期中)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如下图所示。下列分析正确的是(　　)‎ 适量水 ‎ ↓‎ ―→―→KNO3‎ A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去 B．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠 C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来 D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤 解析：KNO3中混有NaCl应提纯KNO3，将它们都溶于水，并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高，NaCl的溶解度随温度的升高而基本无明显变化。则有，操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解，操作Ⅱ是蒸发浓缩，得到较高温度下的KNO3饱和溶液，操作Ⅲ为冷却结晶，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤，洗涤，干燥即得KNO3晶体。‎ 答案：C ‎3．(2019·山东济宁一中、曲阜一中等联考)茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的实验用品不能都用到的是(　　)‎ A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨‎ B．用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦‎ C．过滤得到的滤液，选用④、⑤和⑦‎ D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩‎ 解析：茶叶灼烧在坩埚中进行，选用酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等，A正确；容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的，不能用来溶解、稀释，B错误；过滤用到漏斗、玻璃棒、烧杯，C正确；检验铁离子一般用KSCN溶液，因此需要试管、胶头滴管和KSCN 溶液，D正确。‎ 答案：B ‎4．(2019·赣州模拟)下列除杂方法不正确的是(　　)‎ A．除去NH4Cl溶液中的FeCl3，可向溶液中加入氨水调节pH B．除去金属离子Cu2＋、Hg2＋，可向溶液中通入H2S作为沉淀剂 C．除去某溶液中的SO，可向溶液中加入镁盐 D．除去ZnCl2溶液中的Fe3＋，可向溶液中加入Zn(OH)2‎ 解析：A项，氨水可与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化铵，不引入新的杂质，正确；B项，通入H2S，Cu2＋、Hg2＋易转化为CuS、HgS等沉淀，可用于除杂，正确；C项，硫酸镁易溶于水，无法沉淀SO，应加入钡盐除杂，错误；D项，Zn(OH)2能消耗溶液中的H＋，提高溶液的pH，促进Fe3＋的水解，使其生成氢氧化铁沉淀，不引入新的杂质，正确。‎ 答案：C ‎5．(2019·山东淄川中学开学考试)下列实验操作不能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 实验操作 A 除去蛋白质溶液中混有的(NH4)2SO4‎ 将混合物装入半透膜袋，并放入流动的蒸馏水中 B 除去Mg粉中混有的Al粉 加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥 C 用苯萃取溴水中的Br2‎ 先从分液漏斗下口放出水层，再从上口倒出有机层 D 测定NaClO溶液的pH 用玻璃棒蘸取溶液滴在pH 试纸上，与标准比色卡对照 解析：蛋白质溶液为胶体，(NH4)2SO4溶液为盐溶液，分离胶体与溶液的方法为渗析，故A正确；Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成氢气和易溶于水的NaAlO2，可以用过滤、洗涤、干燥的方法分离Mg和Al，故B正确；Br2易溶于苯，可用苯萃取溴水中的Br2，因苯的密度比水小，下层为水层，先从分液漏斗下口放出水层，再从上口倒出有机层，故C正确；NaClO有碱性和漂白性，用pH试纸测定时，试纸先变蓝色后褪色，无法测定其pH，故D错误。‎ 答案：D ‎6．(2019·西安交大附中检测)某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。实验方案：先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。下列试剂或操作不合理的是(　　)‎ 选择试剂 ‎①‎ Na2CO3溶液 ‎④‎ 实验操作 ‎②‎ ‎③‎ 加热 A．试剂①为Ba(OH)2溶液 B．操作②为结晶 C．操作③为过滤 D．试剂④为稀HNO3‎ 解析：根据题意，可用试剂①Ba(OH)2溶液除去SO、NH和HCO，通过操作②加热除去NH3·H2O，再用Na2CO3溶液除去过量的Ba2＋，通过操作③过滤除去沉淀，用试剂④稀HNO3除去滤液中过量的OH－和CO，通过加热除去溶解在溶液中的CO2。‎ 答案：B ‎7．(2019·沈阳模拟)‎ 下列除杂与收集气体的实验不能达到实验目的的是(　　)‎ 选项 实验目的 X Y A 除去N2中的Cl2，并收集N2‎ FeSO4‎ H2O B 除去CO中的CO2，并收集CO NaOH H2O C 除去Cl2中的HCl，并收集纯净的Cl2‎ NaCl H2O D 除去NO中的NO2，并收集NO H2O H2O 解析：Cl2与FeSO4溶液发生氧化还原反应，N2不反应，则可除去Cl2，且N2不溶于水，不与水反应，可用排水集气法收集，A正确；CO2与NaOH反应，CO不与NaOH溶液反应，洗气可分离，B正确；食盐水可抑制氯气的溶解，但氯气中混有水蒸气，应选浓硫酸干燥得到纯净的氯气，且应用向上排空气法收集氯气，C错误；NO不与水反应，NO2与水反应生成NO，洗气可除杂，D正确。‎ 答案：C ‎8．(2019·重庆名校联考)某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按如图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法正确的是(　　)‎ A．常温下起始滤液pH＝7‎ B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液 C．步骤③的目的是除去CO D．此过程需经2次过滤 解析：起始滤液含有的碳酸钾为强碱弱酸盐，会发生水解，故溶液呈碱性，A错误；试剂Ⅰ不能是Ba(NO3)2溶液，否则会引入NO杂质，B错误；试剂Ⅰ应选择BaCl2溶液，混合物X经过滤，所得滤液中含有的主要离子有Cl－、K＋、Ba2＋，故要除去多余的Ba2＋，所用的试剂Ⅱ是K2CO3，经过滤，则混合物Y中含有过量的K2CO3，需用适量的盐酸除去，即步骤③的目的是除去CO，C正确；步骤①②④都需要过滤，D错误。‎ 答案：C 二、非选择题 ‎9．(2019·浙江杭州第一中学模拟)化学是一门以实验为基础的科学。‎ ‎(1)用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器略去)，能达到实验目的的是________(填字母)。‎ A B C D 干燥氯气 吸收NH3‎ 石油的分馏 制取乙酸乙酯 ‎(2)为除去粗盐中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：‎ 称取粗盐滤液精盐 ‎①第Ⅰ步操作的名称是____________。‎ ‎②若第Ⅱ、Ⅳ步顺序颠倒，是否会对实验结果产生影响？________(填“有影响”或“无影响”)。‎ ‎③第Ⅴ步操作所需玻璃仪器的名称是_____________________。‎ 解析：(1)A中应长管进短管出；B中NH3不溶于CCl4，不会引起倒吸，且上层的水会吸收NH3，防止NH3逸出；C中石油分馏中，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处；D中由于蒸出的乙酸乙酯中含有乙醇、乙酸，它们均易溶于水，当导管口插入液面以下时易发生倒吸，饱和食盐水应改为饱和Na2CO3溶液。(2)除去粗盐中的可溶性杂质，实际上就是除去镁离子(用氢氧化钠溶液)、钙离子(用碳酸钠溶液)、硫酸根离子(用氯化钡溶液)，多余的钡离子用碳酸钠溶液除去，故氯化钡溶液加在碳酸钠溶液之前，沉淀通过过滤除去，滤液中多余的氢氧根离子和碳酸根离子用稀盐酸除去。过滤时用到的主要仪器：漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台等，题目中要求是玻璃仪器，填前三种。‎ 答案：(1)B　(2)①溶解　②有影响　③漏斗、玻璃棒、烧杯 ‎10．(2019·广东东莞七中月考)某实验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯(包括邻硝基甲苯和对硝基甲苯)：‎ 实验步骤：①配制浓硫酸与浓硝酸(体积比按1∶3)的混合物(‎ 即混酸)40 mL；②在三颈瓶中加入13 g甲苯(易挥发)；③按图所示装好药品，并装好其他仪器；④向三颈瓶里加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)；⑤控制温度约为50 ℃，反应大约10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15 g。可能用到的有关数据如下：‎ 物理性质 密度/(g·cm－3)‎ 沸点/℃‎ 溶解性 甲苯 ‎0.866‎ ‎110.6‎ 不溶于水，易溶于硝基甲苯 产品1‎ ‎1.286‎ ‎237.7‎ 不溶于水，易溶于液态烃 产品2‎ ‎1.162‎ ‎222‎ 不溶于水，易溶于液态烃 请回答下列问题：‎ ‎(1)实验前需要先在三颈瓶中加入少许____________，目的是 ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)冷凝管的作用是____________________________；冷却水从冷凝管的________(填“a”或“b”)端进入。‎ ‎(3)仪器A的名称是____________，在使用之前必须进行的操作是_____________________________________________________。‎ ‎(4)分离产品的方案如下，操作1的名称是__________；操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管(接液管)和________、________。‎ ‎(5)本实验中一硝基甲苯的产率为________(填字母)。‎ A．77.5%　　　　　 B．68.7%‎ C．62.3% D．53.0%‎ 解析：(2)甲苯易挥发，冷凝管可使挥发出的甲苯冷凝回流，从而提高了反应物的利用率。(4)题中涉及的有机物不溶于水而无机物溶于水，所以分离有机混合物和无机混合物的方法是分液。产品1、2的沸点不同，可用蒸馏的方法进行分离。(5)13 g甲苯理论上可生成×137(g)一硝基甲苯，故产率为×100%＝77.5% 。‎ 答案：(1)碎瓷片(或沸石)　防止暴沸　(2)冷凝回流　a　(3)分液漏斗　检漏　(4)分液　蒸馏烧瓶　冷凝管 ‎(5)A ‎11．某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有Ni 70.0%及一定量的Al、Fe、SiO2和有机物，镍及其化合物的化学性质与铁的类似，但Ni2＋的性质较稳定)。‎ 已知：部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示。‎ 沉淀物 Al(OH)3‎ Fe(OH)3‎ Fe(OH)2‎ Ni(OH)2‎ pH ‎5.2‎ ‎3.2‎ ‎9.7‎ ‎9.2‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)滤渣a的成分是________，用乙醇洗涤废催化剂的目的是 ‎____________________，从废渣中回收乙醇的方法是___________。‎ ‎(2)为提高酸浸速率，可采取的措施有______________________‎ ‎_____________________________________ (答一条即可)。‎ ‎(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是_________，向其中加入H2O2的目的是_____________________，反应的离子方程式为____________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(4)利用化学镀(待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属，与电镀相比，化学镀的最大优点是_____________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ ‎(5)滤液C进行如下所示处理可以制得NiSO4·7H2O。‎ 滤液C溶液DNiSO4·7H2O ‎①操作X的名称是__________________。‎ ‎②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)，可能是由于生产过程中________________导致Fe2＋未被完全氧化。‎ ‎③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH，该反应的离子方程式是__________________‎ ‎_____________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________。‎ 解析：(1)用乙醇洗涤的目的是溶解并除去有机物杂质，利用蒸馏的方法可将乙醇与其他有机物分离开；只有SiO2不与硫酸反应，故滤渣a的成分是SiO2。(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度均可提高酸浸速率。(3)依据分析可知滤液A中可能含有的金属离子是Al3＋、Fe2＋、Ni2＋，加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3‎ ‎＋，有利于分离，反应离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(4)与电镀相比，化学镀的最大优点是不消耗电能，节约能源。(5)①由溶液得到晶体的操作为蒸发结晶，所以操作X的名称是蒸发结晶；②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)，可能是由于生产过程中H2O2的用量不足(或H2O2失效)，可能会导致Fe2＋未被完全氧化，从而使产品晶体中混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)；③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH，该反应的离子方程式是2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。‎ 答案：(1)SiO2　溶解、除去有机物　蒸馏　(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度(任写一条)　(3)Al3＋、Fe2＋、Ni2＋　加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，有利于分离　2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O　(4)不消耗电能，节约能源　(5)①蒸发结晶　②H2O2的用量不足(或H2O2失效)‎ ‎③2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋Cl－＋H2O ‎12．某溶液中可能含有CO、SO、HCO三种离子中的一种或两种。为探究其组成，小明取出两份相同的样品溶液于试管中，向一份中加入过量的盐酸，产生无色气泡；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。请设计合理实验，在小明实验的基础上做进一步的实验，对小明的实验给出结论。‎ 仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、量筒、集气瓶、铁架台、漏斗、滤纸、酒精灯；1 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1盐酸、2 mol·L－1硝酸、1 mol·L－1氯化钡、澄清石灰水、蒸馏水。‎ 完成下列探究过程：‎ ‎(1)提出假设：‎ 假设1：溶液中只存在CO；‎ 假设2：_______________________________________________；‎ 假设3：_______________________________________________；‎ 假设4：溶液中存在SO、HCO。‎ ‎(2)基于假设4，设计出实验方案，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。提示：可不填满，也可增加步骤。‎ 步骤编号 实验操作 预期现象和结论 ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎ ‎④‎ 解析：(1)向上述溶液中加入盐酸，产生气泡，则溶液中可能含有CO或HCO或二者均有，滴加BaCl2时产生白色沉淀，则溶液中可能含有CO或SO或二者均有。(2)要确定溶液中离子的具体成分，可在上述第二份溶液操作的基础上继续实验，即过滤后分别取沉淀和滤液进行实验：①向得到的白色沉淀中加入足量盐酸，若沉淀完全溶解，则有CO而无SO，若沉淀部分溶解，则CO、SO均有，若沉淀没有损耗，则只有SO而无CO。②向上述滤液中滴加盐酸，有气泡产生则含HCO，无气泡产生则无HCO。‎ 答案：(1)假设2：溶液中存在CO和HCO 假设3：溶液中存在CO和SO ‎(2)①用胶头滴管取少量溶液加入试管中，再用滴管取过量的1 mol·L－1氯化钡溶液并滴加到试管中，充分反应后，静置，然后过滤，将沉淀和滤液分别装入另外的两个试管中　产生白色沉淀　②往装有沉淀的试管中加入过量的2 mol·L－1盐酸　沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SO而无CO　③往装有滤液的试管中加入2 mol·L－1‎ 盐酸　出现无色气泡，说明原溶液中含有HCO