2021届高考化学一轮复习物质的检验、分离和提纯作业

2021届高考化学一轮复习物质的检验、分离和提纯作业

跟踪检测（三十三） 物质的检验、分离和提纯 ‎1．下列每组中各有三对混合物，它们都能用分液漏斗分离的是(　　)‎ A．乙酸乙酯和水，酒精和水，乙酸和水 B．溴苯和水，甲苯和苯，油酸和水 C．硬脂酸和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D．乙酸乙酯和水，甲苯和水，苯和水 解析：选D　A项，乙酸乙酯和水不溶，能用分液漏斗进行分离，酒精和水互溶，乙酸和水互溶，二者均不能用分液漏斗进行分离，错误；B项，溴苯和水、油酸和水均不互溶，都能用分液漏斗进行分离，甲苯和苯互溶，不能用分液漏斗分离，错误；C项，硬脂酸和水不互溶，能用分液漏斗进行分离，乙酸和水、乙酸和乙醇互溶，不能用分液漏斗进行分离，错误；D项，乙酸乙酯和水、甲苯和水、苯和水均不互溶，都能用分液漏斗进行分离，正确。‎ ‎2．下列各物质含少量杂质，除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的是(　　)‎ 序号 物质 杂质 除杂应选用的试剂或操作方法 ‎①‎ KNO3溶液 KOH 加入FeCl3溶液，并过滤 ‎②‎ FeSO4溶液 CuSO4‎ 加入过量铁粉，并过滤 ‎③‎ H2‎ CO2‎ 通过盛NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 ‎④‎ NaNO3固体 CaCO3‎ 溶解、过滤、蒸发 A.①②③④　　　　　　　 B．①③④‎ C．②③④ D．①②③‎ 解析：选C　①加入FeCl3溶液，生成KCl，引入新杂质，应加入硝酸除杂，错误；②铁可置换出铜，可除去杂质，正确；③CO2与NaOH溶液反应，可除去杂质，干燥后得到纯净的H2，正确；④CaCO3不溶于水，可用过滤的方法除去，正确。‎ ‎3．东晋葛洪《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”。下列操作与“渍”和“绞”原理相近的是(　　)‎ A．煮沸、研碎 B．浸泡、过滤 C．萃取、剪断 D．蒸馏、捣碎 解析：选B　以水二升渍，可知加水溶解，绞取汁，可知过滤分离出液体，则与“渍”和“绞”原理相近的操作是浸泡、过滤。‎ ‎4．下列实验中，所选装置不合理的是(　　)‎ A．分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，选④‎ B．粗盐提纯，选①和②‎ C．用CCl4提取碘水中的碘，选③‎ D．用FeCl2溶液吸收Cl2，选⑤‎ 解析：选A　A项，Na2CO3溶液和CH3COOC2H5分层，应选择装置③，不能利用蒸馏分离，错误；B项，粗盐提纯，可溶解后过滤、蒸发，则选择装置①和②，正确；C项，用CCl4提取碘水中的碘，选择萃取装置，即装置③，正确；D项，用FeCl2溶液吸收Cl2，选择洗气装置，即装置⑤，导管长进短出，正确。‎ ‎5．对于溶液中某些离子的检验及结论一定正确的是(　　)‎ A．加入碳酸钠溶液产生白色沉淀，再加盐酸沉淀消失，一定有Ba2＋‎ B．加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，一定有SO C．加入足量稀盐酸，再加入氯化钡溶液后有白色沉淀产生，一定有SO D．加入稀盐酸产生无色气体，气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，一定有CO 解析：选C　碳酸钡和碳酸钙等沉淀都可溶于盐酸，可能含有Ca2＋，A错误；加入氯化钡溶液有白色沉淀产生，再加盐酸，沉淀不消失，生成的沉淀也可能为AgCl，若检验SO ，应先加入盐酸酸化，如无现象，再加入氯化钡溶液，如生成沉淀则可说明含有SO，B错误，C正确；加入稀盐酸产生无色气体，说明含有HCO或CO或HSO或SO，D错误。‎ ‎6．已知NH3、HCl极易溶于水，Cl2能溶于水。下列各装置不能达到实验目的是(　　)‎ A．利用①吸收多余的氨气 B．装置②可用于除去CO2中的HCl C．装置③可用于干燥氨气 D．装置④可用于排空气法收集H2、CO2、Cl2、HCl等气体 解析：选B　A项，氨气极易溶于水，可用水吸收，采用倒扣漏斗防止倒吸，正确；B项，CO2和HCl都可以与氢氧化钠反应，错误；C项，氨气为碱性气体，可以用碱性干燥剂碱石灰干燥氨气，正确；D项，氢气的密度小于空气，可短进长出的方式连接，即为向下排空气法收集，CO2、Cl2、HCl的密度比空气大，可长进短出的方式连接，即为向上排空气法收集，正确。‎ ‎7．在证明海带中存在碘元素的实验操作中，主要仪器选用错误的是(　　)‎ 选项 操作 主要仪器 A 称取3.0 g干海带 托盘天平 B 灼烧干海带至完全变成灰烬 蒸发皿 C 过滤煮沸后的海带灰与水的混合液 漏斗 D 用四氯化碳从氧化后的海带灰浸取液中提取碘 分液漏斗 解析：选B　A项，一般用托盘天平称取药品的质量，正确；B项，灼烧固体药品，所用仪器应耐高温，应在坩埚中进行，错误；C项，过滤的主要仪器是漏斗，正确；D项，碘易溶于四氯化碳，选用萃取的方法进行分离，所用仪器为分液漏斗，正确。‎ ‎8．现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它们的性质如表，据此，将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是(　　)‎ 物质 分子式 熔点/℃‎ 沸点/℃‎ 密度/(g·cm－3)‎ 溶解性 乙二醇 C2H6O2‎ ‎－11.5‎ ‎198‎ ‎1.11‎ 易溶于水和乙醇 丙三醇 C3H8O3‎ ‎17.9‎ ‎290‎ ‎1.26‎ 能跟水、酒精以任意比互溶 A.萃取法 B．结晶法 C．分液法 D．蒸馏法 解析：选D　根据题表中数据知，乙二醇和丙三醇的溶解性相同，密度相近，但沸点相差较大，可以利用其沸点的不同将两种物质分离，该方法称为蒸馏法。‎ ‎9．有氯化钠、氯化铁、氯化亚铁、氯化镁、氯化铝五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是(　　)‎ A．盐酸 B．烧碱溶液 C．氨水 D．硫氰化钾溶液 解析：选B　A项，加入盐酸，与五种物质都不反应，不能鉴别，错误；B项，加入NaOH溶液，NaCl不反应，FeCl3生成红褐色沉淀，FeCl2生成白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，MgCl2生成白色沉淀，AlCl3先生成白色沉淀，后沉淀溶解，现象各不相同，可鉴别，正确；C项，加入氨水，不能鉴别MgCl2、AlCl3，错误；D项，加入KSCN只能鉴别FeCl3，不能鉴别其他物质，错误。‎ ‎10．实验室用有机含碘(主要以I2和IO的形式存在)废水制备单质碘的实验流程如图：‎ 已知：Ⅰ.碘的熔点为113 ℃，但固态的碘可以不经过熔化直接升华；‎ Ⅱ.粗碘中含有少量的Na2SO4杂质。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．操作①和③中的有机相从分液漏斗上端倒出 B．操作②中发生反应的离子方程式为IO＋3SO===I－＋3SO C．操作④为过滤 D．操作⑤可用如图所示的水浴装置进行 解析：选D　A项，CCl4的密度比水大，有机相在分液漏斗的下层，应该从下端放出，错误；B项，根据流程图，操作②中IO被Na2SO3还原为碘单质，然后用CCl4萃取，错误；C项，操作④为分离碘和CCl4的过程，应该采用蒸馏的方法分离，错误；D项，碘容易升华，可以通过水浴加热的方式使碘升华后，在冷的烧瓶底部凝华，正确。‎ ‎11．实验室现有一包粉末状药品，可能由NaCl、FeCl3、Al2(SO4)3中的一种或多种组成，某同学为确定其组成，进行如图实验(所加试剂均为过量)。请回答下列问题：‎ ‎(1)操作Ⅰ的名称是________。‎ ‎(2)生成沉淀B的离子方程式为______________________________________________。‎ ‎(3)纯净物E是________(填化学式，下同)。‎ ‎(4)通过以上实验，确定该药品中一定含有____________，可能含有________。‎ 解析：(1)从溶液中得到沉淀B的操作应该是过滤。(2)能与BaCl2反应生成沉淀的是Al2(SO4)3，则生成沉淀B的离子方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓。(3)溶液A中加入过量NaOH溶液产生沉淀D，D加热得到纯净物E，由于一定存在Al2(SO4)3，所以沉淀D只能是Fe(OH)3，则纯净物E是Fe2O3。(4)通过以上实验可确定该药品中一定含有FeCl3、Al2(SO4)3，可能含有NaCl。‎ 答案：(1)过滤　(2)Ba2＋＋SO===BaSO4↓‎ ‎(3)Fe2O3　(4)FeCl3、Al2(SO4)3　NaCl ‎12．海洋资源的利用具有广阔前景。‎ ‎(1)如图是从海水中提取镁的简单流程。‎ 工业上常用于沉淀Mg2＋的试剂A是________________________________(填物质名称)，Mg(OH)2转化为MgCl2的离子方程式是____________________________________________。‎ ‎(2)海带灰中富含以I－形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示：‎ 干海带海带灰滤液 I2‎ ‎①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是________。‎ ‎②向酸化的滤液中加H2O2溶液，写出该反应的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③反应结束后，加入CCl4作萃取剂，采用萃取—分液的方法从碘水中提取碘，主要操作步骤如图：‎ 甲、乙、丙3步实验操作中，不正确的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。‎ 解析：(1)工业上常用石灰乳或氧化钙沉淀Mg2＋；氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。(2)①灼烧固体时所用的主要仪器为坩埚。②加入H＋和H2O2起的作用为氧化剂，将I－转化为单质碘，离子方程式为2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。③振荡、静置分层操持合理，而分离时分离下层液体后倒出上层液体，则丙图不合理。‎ 答案：(1)石灰乳(或氧化钙)　Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O ‎(2)①坩埚　②2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O　③丙 ‎13．工业生产需要大量原料，消耗大量能源，在得到所需产品的同时产生了大量废气、废水、废渣。某工厂排放的废水中含有Cu2＋、Fe2＋、Hg2＋、H＋等离子，某化学小组为了充分利用资源和保护环境，准备回收废水中的铜和汞，同时得到绿矾。他们设计了如图实验方案：‎ ‎(1)现有仪器：酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等，完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的玻璃仪器是________。设计简单实验检验绿矾是否变质，简述你的操作：___________________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是________________，步骤Ⅱ中________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。‎ ‎(3)步骤Ⅴ利用氧化铜制取铜有如下四种方案：‎ 方案甲：利用氢气还原氧化铜；‎ 方案乙：利用一氧化碳还原氧化铜；‎ 方案丙：利用炭粉还原氧化铜；‎ 方案丁：先将氧化铜溶于稀硫酸，然后加入过量的铁粉，过滤，再将滤渣溶于过量的稀硫酸，再过滤、洗涤、烘干。‎ 从安全角度考虑，方案________不好；从产品纯度考虑，方案________不好。‎ ‎(4)写出步骤Ⅱ中涉及反应的离子方程式：________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________________；‎ 步骤Ⅳ得到绿矾的操作是蒸发浓缩、________、_________。‎ 解析：(1)滤液中硫酸亚铁的浓度较低，先蒸发水到热饱和溶液，然后降温结晶，最后过滤得到硫酸亚铁晶体，过滤还需要漏斗；绿矾变质生成＋3价铁，检验Fe3＋用硫氰化钾溶液，即取少量晶体溶于水，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红色，说明绿矾已变质。(2)加入过量的铁粉，将Cu2＋和Hg2＋全部转化成相应单质得到铜和汞；若用稀盐酸代替稀硫酸，制得的绿矾中会混有氯化亚铁杂质。(3)氢气和一氧化碳易燃烧，且一氧化碳有毒，用二者还原氧化铜存在不安全因素，即易发生爆炸，所以从安全方面考虑甲、乙不好；用炭粉还原氧化铜，所得铜中易混有炭粉，即从纯度方面考虑，丙不好。(4)根据框图知滤渣成分为Cu、Fe、Hg，步骤Ⅱ加入稀硫酸只有Fe能与酸反应，所以反应的离子方程式为2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑。步骤Ⅳ是由硫酸亚铁溶液得到绿矾的操作，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶和过滤即可。‎ 答案：(1)漏斗　取少量晶体溶于水，加入KSCN溶液，如溶液变红色，则产品变质 ‎(2)将Cu2＋、Hg2＋全部置换出来　不能　(3)甲、乙　丙　(4)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　冷却结晶　过滤 ‎14．(2019·唐山模拟)磷酸铁锂是锂电池的电极材料，其成分为LiFePO4、碳粉和铝箔。对该材料进行资源回收研究，设计实验流程如图所示：‎ 已知溶解度表：‎ Li2CO3‎ LiOH LiI ‎0 ℃‎ ‎1.54 g ‎12.7 g ‎151 g ‎100 ℃‎ ‎0.72 g ‎13.6 g ‎179 g 回答下列问题：‎ ‎(1)由滤液1到沉淀1反应的离子方程式为_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)向滤渣1加入H2SO4、H2O2混合溶液时，磷酸铁锂溶解，反应的离子方程式为________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)对滤渣1酸浸操作，下列实验条件控制正确的是______(填标号)。‎ a．加入H2O2溶液适当过量，有利于滤渣1的转化 b．适当提高硫酸溶液浓度并搅拌 c．用HNO3代替所加H2SO4和H2O2，节约药品更环保 ‎(4)滤液2加氨水时，调节pH＝3，此时溶液中c(Fe3＋)＝__________________________{常温下，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38}。‎ ‎(5)向滤液3中加入物质X，根据溶解度表判断X可能是______________(填“Na2CO3”“NaOH”或“NaI”)。‎ ‎(6)对沉淀3进行洗涤操作，应选择____________(填“冷水”或“热水”)进行洗涤。‎ ‎(7)磷酸铁锂电池的工作原理为LiFePO4＋6C,sup6(充电),sdo4(放电))Li1－xFePO4＋LixC6，电池中的电解质可传导Li＋。放电时正极的电极反应式为________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由滤液1到沉淀1反应的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(2)向滤渣1加入H2SO4、H2O2混合溶液时，H2O2作氧化剂将Fe2＋氧化为Fe3＋，根据得失电子守恒写出反应的离子方程式为2LiFePO4＋H2O2＋8H＋===2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O。(3)加入H2O2溶液适当过量，保证Fe2＋被完全氧化，a正确；从加快化学反应速率角度考虑，适当提高硫酸溶液浓度并搅拌，有利于滤渣1的转化，b正确；用HNO3代替所加H2SO4和H2O2，会生成氮的氧化物，对环境有污染，c错误。(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)·c3(OH－)＝4.0×10－38，pH＝3，c(H＋)＝10－3 mol·L－1，则c(OH－)＝10－11 mol·L－1，此时溶液中c(Fe3＋)＝mol·L－1＝4×10－5 mol·L－1。(5)根据溶解度表知，Li2CO3的溶解度最小，故X可能是Na2CO3。(6)由溶解度表知，Li2CO3在100 ℃时的溶解度小于0 ℃时的，所以对沉淀3进行洗涤操作，应选择热水洗涤。(7)放电时正极发生还原反应，反应式为Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4。‎ 答案：(1)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO ‎(2)2LiFePO4＋H2O2＋8H＋===2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O ‎(3)ab　(4)4×10－5mol·L－1　(5)Na2CO3　(6)热水 ‎(7)Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4‎