2021高三化学人教版一轮学案：第十章 第二节　物质的分离、提纯和检验 Word版含解析

2021高三化学人教版一轮学案：第十章 第二节　物质的分离、提纯和检验 Word版含解析

www.ks5u.com 第二节　物质的分离、提纯和检验 最新考纲：1.掌握常见物质分离与提纯的常用方法。2.掌握常见离子的检验方法。‎ 核心素养：1.科学探究与创新意识：认识科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能发现和提出有探究价值的问题，从问题和假设出发，确定物质的分离和提纯以及检验探究方案，进行科学探究；善于合作，敢于质疑，勇于创新。2.科学精神与社会责任：在物质分离与提纯的方案设计中，要具有环境保护和合理开发、利用资源的意识；能关心并积极参与和化学有关的社会热点问题的讨论，有社会责任感，敢于参与力所能及的决策和实践活动。‎ 知识点一　物质分离、提纯的物理方法 ‎1．物质分离、提纯的区别与联系 ‎(1)混合物的分离是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物分成各组分的纯净物。‎ ‎(2)混合物的提纯是根据混合物中各组分的物理性质或化学性质的差异，通过一定的物理变化或化学变化将混合物中的杂质除去。‎ 分离和提纯的要求不同，设计操作步骤时一定要加以区别。‎ ‎(3)提纯的“四个原则”及“四个必须”‎ ‎①“四个原则”‎ 一是不增加新的杂质；二是不减少被提纯物质；三是被提纯物质与杂质易分离；四是被提纯物质易复原。‎ ‎②“四个必须”‎ 一是除杂试剂必须过量；二是过量试剂必须除尽；三是除杂途径必须最佳；四是除去多种杂质时必须考虑加入试剂的先后顺序。‎ ‎2．物质分离提纯的物理方法 ‎(1)“固＋固”混合物的分离(提纯)‎ ‎(2)“固＋液”混合物的分离(提纯)‎ ‎ ‎ ‎(3)“液＋液”混合物的分离(提纯)‎ ‎3．物理法分离提纯物质所选装置 ‎(1)常用装置 ‎①过滤 ‎②蒸发 ‎③萃取和分液 ‎④蒸馏 ‎⑤升华 ‎(2)创新装置 ‎①过滤装置的创新——抽滤 ‎②蒸馏装置的创新 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．用分液漏斗分液时，先放出下层液体后，再从分液漏斗下口放出上层液体(　×　)‎ 提示：用分液漏斗分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。‎ ‎2．蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处(　√　)‎ ‎3．用下图装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体(　×　)‎ 提示：氯化铵受热易分解，不能得到氯化铵晶体。‎ ‎4．用长颈漏斗分离乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液(　×　)‎ 提示：应用分液漏斗将乙酸乙酯与饱和碳酸钠溶液分开。‎ ‎5．蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热(　×　)‎ 提示：蒸发结晶时，当有较多晶体析出时即停止加热。‎ ‎6．用乙醇萃取出溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇(　×　)‎ 提示：乙醇与水互溶，不能萃取出水溶液中的溶质。‎ ‎7．提纯混有少量硝酸钾的氯化钠，应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法(　×　)‎ 提示：提纯混有少量硝酸钾的氯化钠的正确操作是：蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥。‎ ‎8．1己醇的沸点比己烷的沸点高，1己醇和己烷不能通过蒸馏初步分离(　×　)‎ 提示：互溶的液体物质沸点相差较大的，可以用蒸馏的方法分离。‎ ‎1．重结晶法的理解 若B中混有A：采用溶解、蒸发浓缩、冷却结晶方法。‎ 若A中混有B：采用溶解、加热、趁热过滤。‎ 重复上面操作以获得更纯净的晶体的方法叫重结晶。‎ ‎2．过滤操作的延续 ‎(1)沉淀的洗涤方法 向过滤器中加入水，没过沉淀物。待水自然流下，重复2～3次。‎ ‎(2)检验沉淀是否洗涤干净 实质为检验离子，如分离BaSO4与NaCl，检验沉淀BaSO4是否洗涤干净，可以检验Na＋、Cl－，操作为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加AgNO3溶液，若无沉淀生成，则洗涤干净；若有沉淀，则未洗涤干净。‎ ‎(3)沉淀洗涤时试剂的选择 为减少沉淀的溶解应选择不同试剂，如温度越高，溶解度越小，应选用热水洗涤，反之用冷水洗涤。另外还可以选择有机溶剂，饱和某溶液洗涤。‎ ‎1．(2017·全国卷Ⅰ)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如乳，尖长者为胜，平短者次之。”‎ 文中涉及的操作方法是(　B　)‎ A．蒸馏　　　　　　　　　　 B．升华 C．干馏 D．萃取 解析：蒸馏指根据液体沸点的不同分离两种或多种互溶的液体混合物；升华是指固态物质受热直接变成气态物质，气态物质遇冷凝华为固态物质；干馏是指煤等在隔绝空气的条件下加强热发生一系列化学变化的过程；萃取是指用萃取剂将一种物质从其溶液中提取出来的过程；由题中所述操作及现象可知，该操作方法为升华。‎ ‎2．(2016·北京卷)下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是(　C　)‎ A.冷水浸泡 B.加热煎制 C.箅渣取液 D.灌装保存 解析：冷水浸泡中草药，使草药软化，便于熬制，不是过滤；加热煎制，主要是使草药的成分析出，不是过滤；把药渣去除，保留液体，是过滤的操作；灌装保存，只是把草药转移到容器中保存，不是过滤。‎ ‎3．(2020·山东烟台会诊)中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列各文献中所记载的古代化学研究过程或成果不涉及分离提纯操作的是(　B　)‎ A．《本草纲目》：“(烧酒)自元时创始，其法用浓酒和糟入甑，蒸令气上，用器盛露滴。”‎ B．《齐民要术》：“凡酿酒失所味者，或初好后动未压者，皆宜廻作醋。”‎ C．《开宝本草》：“(消石)所在山泽，冬月地上有霜扫取，以水淋汁，后乃煎炼而成。”‎ D．《天工开物》：“草木之实，其中蕴藏膏液，而不能自流，假媒水火，凭藉木石，而后倾注而出焉。”‎ 解析：A项，描述的是酒的蒸馏，涉及分离提纯操作；B项，酒精在醋酸菌的作用下氧化可以转化成醋酸和水，涉及化学反应但没有涉及分离提纯操作；C项，包含溶解、蒸发结晶，涉及分离提纯操作；D项，榨油或加热使油脂从果实中分离出来，涉及分离提纯操作。‎ ‎4．下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是(　D　)‎ A．利用图1装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体 B．利用图2装置可分离石油，得到汽油、煤油和柴油等各种馏分 C．利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5‎ D．利用图4和图1可进行粗盐提纯 解析：加热FeCl3溶液，促进盐类水解，直接蒸干得到的是Fe(OH)3或Fe2O3，A项错误；石油蒸馏时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，B项错误；乙醇和乙酸乙酯互溶，不能用分液法分离，C项错误。‎ ‎5．如图表示从原混合物中分离出X的两种方案，下列说法中不合理的是(　C　)‎ A．若含X的混合物为溴水，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为CCl4，充分振荡后液体分层，下层为X的CCl4溶液 B．若含X的混合物为BaSO4、BaSO3的混合物，可通过方案Ⅱ进行分离，加入试剂为稀硝酸，X为BaSO4‎ C．若含X的混合物为乙醇和乙酸乙酯的混合物，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为饱和NaOH溶液，残留液中含有乙酸钠 D．若含X的混合物为Fe、Al，可通过方案Ⅱ进行分离，加入的试剂是过量的NaOH溶液，1 mol X与足量氯气完全反应时，转移3 mol电子 解析：溴易溶于四氯化碳，微溶于水，四氯化碳的密度比水大，分液时在混合液的下层，该方法合理，故A不符合题意；BaSO3被稀硝酸氧化成BaSO4，然后通过过滤得到BaSO4，该方法合理，故B不符合题意；分离乙醇和乙酸乙酯时，应该选用饱和Na2CO3溶液，否则乙酸乙酯与NaOH溶液反应，该方法不合理，故C符合题意；Al可与NaOH溶液反应，故最后得到的X为铁，铁与氯气反应生成氯化铁，1 mol铁与足量氯气完全反应时，转移3 mol电子，该描述合理，故D不符合题意。‎ ‎6．实验室按照如图操作程序提纯某种物质，下列分析一定正确的是(　C　)‎ A．操作Ⅰ一定是过滤，其目的是将固液分离 B．可以提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝 C．可以提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾 D．可以提纯含少量碘杂质的氯化钠 解析：试样的溶解性未知，操作Ⅰ可以是过滤，也可以是溶解，A项错误；提纯含少量氧化铁杂质的氧化铝，应向试样中加入NaOH溶液，B项错误；提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾时应使用重结晶法：先向试样中加入适量的热水制成饱和溶液，然后冷却结晶、过滤即得较纯的KNO3，其中操作Ⅰ是溶解，操作Ⅱ是结晶，操作Ⅲ是过滤，C项正确；提纯含少量碘杂质的氯化钠时一般使用加热法，使I2升华而除去，若按图示操作则是萃取分液法，除加水外，还应加入萃取剂，故D项错误。‎ ‎7．(2016·全国卷Ⅲ)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：‎ ‎(一)碳酸钙的制备 ‎ ‎ ‎(1)步骤①加入氨水的目的是调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀。‎ 小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。‎ ‎(2)右图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是ade(填标号)。‎ a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁 b．玻璃棒用作引流 c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d．滤纸边缘高出漏斗 e．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 ‎(二)过氧化钙的制备 ‎ ‎ ‎(3)步骤②的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈酸性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是除去溶液中的CO2。‎ ‎(4)步骤③中反应的化学方程式为CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O或CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2＋6H2O===CaO2·8H2O↓＋2NH4Cl，该反应需要在冰浴下进行，原因是温度过高时双氧水易分解。‎ ‎(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除晶体表面水分。‎ ‎(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是工艺简单，操作方便，产品的缺点是纯度较低。‎ 解析：(1)反应混合液中盐酸过量，加入氨水可以中和盐酸，调节溶液的pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。(2)a项，漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，容易造成溶液飞溅，错误；b项，玻璃棒用作引流，正确；c项，将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止有气泡，正确；d项，滤纸边缘应低于漏斗口，错误；e项，用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动容易划破滤纸，错误；(3)步骤②中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液中含有大量的CO2，溶液呈酸性，而CaO2溶于酸，故应将溶液煮沸以除去溶解的CO2气体。(4)根据题意可知反应物为CaCl2、H2O2、NH3·H2O产物为CaO2、NH4Cl和H2O，则反应的化学方程式为CaCl2＋2NH3·H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O，由于H2O2在高温下易分解，所以反应应在冰浴中进行。(5)由于乙醇与水互溶且易挥发，所以使用乙醇洗涤去除晶体表面的水分。(6)制备过氧化钙的另一种方法将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是：工艺简单，操作方便，产品的缺点是：没有除杂净化工艺，所制得产品纯度低。‎ 知识点二　物质分离、提纯的化学方法 ‎1．物质分离、提纯常用的化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为沉淀 Cl－、SO、CO及能形成弱碱的阳离子 气化法 将杂质离子转化为气体 CO、HCO、SO、HSO、S2－、NH ‎(续表)‎ 方法 原理 杂质成分 杂转 纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)‎ 氧化 还原法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2，用灼热的铜网除去N2中的O2‎ 热分 解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等 ‎(续表)‎ 方法 原理 杂质成分 酸碱 溶解法 利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离 如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3‎ 电解 法 利用电解原理除去杂质 含杂质的金属(M)作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液 调pH 法 加入试剂调节溶液pH，使溶液中某种成分生成沉淀而分离 如向含有Cu2＋和Fe3＋的溶液中加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3等，调节pH使Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去 ‎2.常见气体的除杂方法 ‎3．常见固体或溶液的除杂方法 物质(括号内为杂质)‎ 除杂试剂或方法 化学方程式或原理 分离 方法 Na2CO3固体 ‎(NaHCO3)‎ 加热 ‎2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑‎ ‎－‎ NaCl溶液 ‎(Na2SO4)‎ 加适量 BaCl2溶液 Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2NaCl 过滤 NaCl固体 ‎(NH4Cl)‎ 加热 NH4ClNH3↑＋HCl↑‎ ‎－‎ FeCl2溶液 ‎(FeCl3)‎ 加过量铁粉 ‎2FeCl3＋Fe===3FeCl2‎ 过滤 FeCl3溶液 ‎(FeCl2)‎ 通Cl2‎ ‎2FeCl2＋Cl2===2FeCl3‎ ‎－‎ NaHCO3溶液 ‎(Na2CO3)‎ 通CO2‎ Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3‎ ‎－‎ Cu(NO3)2溶 液(AgNO3)‎ 加过量铜粉 ‎2AgNO3＋Cu===Cu(NO3)2＋2Ag 过滤 I2(SiO2)‎ 加热 I‎2升华、冷却、凝华，得I2‎ ‎－‎ Fe2O3(Al2O3)‎ 加过量 NaOH溶液 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O 过滤 NH4Cl溶液 ‎(FeCl3)‎ 加适量氨水 FeCl3＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH4Cl 过滤 KNO3固体 ‎(NaCl)‎ 水 根据二者的溶解度随温度的变化不同 降温 结晶 NaCl溶液 ‎(MgCl2)‎ 加适量 NaOH溶液 MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl 过滤 C(CuO)‎ 加过量 稀盐酸 CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O 过滤 CuO(Fe)‎ 磁铁 Fe能被磁铁吸引 ‎－‎ CuS(FeS)‎ 加过量 稀盐酸 FeS＋2HCl===FeCl2＋H2S↑‎ 过滤 镁粉 ‎(铝粉)‎ 加过量 NaOH溶液 ‎2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ 过滤 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．用下图所示装置除去CO气体中的CO2气体(　×　)‎ 提示：用洗气瓶进行除杂时，应遵循“长进短出”的原则。‎ ‎2．除去BaCO3固体中混有的BaSO4；加过量盐酸后，过滤洗涤(　×　)‎ 提示：BaCO3能溶于盐酸而BaSO4不溶。‎ ‎3．除去Cu粉中混有的CuO：加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥(　×　)‎ 提示：硝酸有强氧化性，能与铜反应。‎ ‎4．除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶(　√　)‎ ‎5．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤(　√　)‎ ‎6．除去甲烷中的乙烯可将气体通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶(　×　)‎ 提示：高锰酸钾溶液会把乙烯氧化为CO2气体，引入新的杂质。‎ ‎7．通过灼热的CuO除去H2中的CO(　×　)‎ 提示：H2也能还原氧化铜。‎ ‎8．向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末，充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3(　×　)‎ 提示：会引入新的杂质Ca2＋。‎ ‎　分离、提纯原则“不增不减”的理解 物质A(混有杂质B)物质A 关键是试剂C或方法C的选择。‎ ‎(1)B与C反应生成与A易分离的物质，如生成气体、沉淀，但不能与A反应及引入新的杂质物质或离子。‎ ‎(2)方法C可以为B转化成A，不引入杂质。‎ ‎1．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。‎ 选择试剂 ‎①‎ Na2CO3溶液 ‎④‎ 实验操作 ‎②‎ ‎③‎ 加热 下列试剂或操作不合理的是(　B　)‎ 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：选择Ba(OH)2溶液除去SO、NH和HCO，NH3·H2O通过加热除去，操作②为加热。过量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，过量的OH－和CO用硝酸除去，则操作③为过滤，试剂④为HNO3。‎ ‎2．(2020·广东广雅中学等六校联考)下列除杂所用试剂和操作不合理的是(　C　)‎ 选项 物质(括号 中为杂质)‎ 除杂试剂 操作 A CO2(SO2)‎ 饱和NaHCO3溶液 洗气 B BaCO3(BaSO4)‎ 饱和Na2CO3溶液 搅拌、过滤 C CuCl2(FeCl3)‎ NaOH溶液 过滤 D Cl2(HCl)‎ 饱和食盐水 洗气 解析：SO2与饱和NaHCO3溶液反应生成Na2SO3和CO2，从而除去SO2，A项合理；加入饱和Na2CO3溶液，BaSO4沉淀转化为BaCO3沉淀，B项合理；加NaOH会引入新的杂质Na＋，且CuCl2也易生成Cu(OH)2沉淀，应加CuO调pH除去Fe3＋，C项不合理；HCl易溶于饱和食盐水，而Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故可用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，D项合理。‎ ‎3．(2017·天津高考)以下实验设计能达到实验目的的是(　D　)‎ 选项 实验目的 实验设计 A 除去NaHCO3固体中的Na2CO3‎ 将固体加热至恒重 B 制备无水AlCl3‎ 蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液 C 重结晶提纯苯甲酸 将粗品水溶、过滤、蒸发、结晶 D 鉴别NaBr和KI溶液 分别加新制氯水后，用CCl4萃取 解析：除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可加水溶解制成饱和溶液，通入足量CO2气体，结晶，过滤，加热至恒重得到的是Na2CO3，A项错误；制备无水AlCl3时，应将AlCl3溶液在HCl氛围中加热蒸发，B项错误；重结晶提纯苯甲酸时，应将粗品制成其热饱和溶液，趁热过滤，再冷却结晶，C项错误；鉴别NaBr和KI溶液，分别加入新制氯水后，用CCl4萃取，Br2的CCl4溶液呈橙色，I2的CCl4溶液呈紫红色，D项正确。‎ ‎4．(2020·贵州贵阳一中调研)‎ 下图所示实验的试剂、装置选用不合理的是(　B　)‎ 选项 实验目的 选用试剂 选用装置 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 试剂a为饱和氯化钠溶液 甲 B 除去NH3中少量的H2O 试剂b为无水氯化钙 乙 C 除去H2中少量的HCl、H2O 试剂b为碱石灰 乙 D 除去N2中少量的O2‎ 铜网 丙 解析：A选项合理，甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl，浓硫酸可除去H2O；B选项不合理，干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3；C选项合理，干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠，可除去HCl和H2O；D选项合理，在加热条件下，O2可与丙装置中的铜网反应而被除去。‎ ‎5．(2020·唐山模拟)聚合硫酸铁(PFS)是水处理中重要的絮凝剂，以废铁屑为原料制备PFS的具体工艺流程如图：‎ 下列说法不正确的是(　B　)‎ A．步骤①，粉碎的目的是增大反应物接触面积，提高“酸浸”反应速率 B．步骤③，可选用H2O2、Cl2、KMnO4等氧化剂将Fe2＋转化为Fe ‎3＋‎ C．步骤④，加稀硫酸调节pH在一定范围内，若pH偏小则Fe3＋水解程度太弱，若pH偏大时则形成Fe(OH)3沉淀 D．步骤⑤，减压蒸发有利于降低蒸发温度，防止产物分解 解析：废铁屑粉碎过筛后加入酸浸，过滤得到的滤液中加入氧化剂氧化亚铁离子为铁离子；再加入稀硫酸生成聚合硫酸铁，减压蒸发得到PFS固体产品。步骤③，可选用H2O2将Fe2＋转化为Fe3＋，还原产物为水，不引入新杂质，不能选Cl2、KMnO4等，易引入新杂质，故B错误；铁离子易水解生成红褐色氢氧化铁胶体，聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时Fe3＋水解程度弱，pH偏大时则容易生成Fe(OH)3沉淀，产率降低，则步骤④，加稀硫酸调节pH在一定范围内，故C正确；常压蒸发温度过高导致聚合硫酸铁分解，减压蒸发，有利于降低蒸发温度，防止产物分解，故D正确。‎ ‎6．(2020·衡水调研)镉镍电池具有容量大、寿命长、成本低等特点，广泛用于航天和家用电器等。一种处理废镉镍电池(含Cd、Ni、Fe、NiOOH等)并回收其中金属的工艺流程如下 下列说法错误的是(　D　)‎ A．合理处理废镉镍电池可防止重金属污染并回收有用资源 B．从“镉镍电池”中可回收的金属元素有Cd、Ni、Fe C．“减压蒸馏”可回收其中的醋酸 D．上述流程中NaClO3可用NaCl代替 解析：Cd、Ni能对水体造成严重的污染，它们又是稀缺的重要金属资源，A项正确；从流程“真空过滤”“TBP萃取”“电解”‎ 分别回收的金属知，B项正确；减压蒸馏可回收醋酸并防止醋酸盐分解，C项正确；NaClO3作氧化剂用于氧化Fe2＋，NaCl没有强氧化性，D项错误。‎ ‎7．(2020·湖北八校联考)某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如下：‎ 下列说法正确的是(　D　)‎ A．检验滤液1中是否含有Fe2＋，可以选用KSCN和新制的氯水 B．步骤②操作中，应先加6% H2O2，然后不断搅拌下缓慢加入1.0 mol/L H2SO4‎ C．滤渣1成分是SiO2和CuS，滤渣2成分只有SiO2‎ D．步骤①操作中，生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收 解析：滤液1含有Fe3＋离子，不能用KSCN和新制的氯水检验Fe2＋，A错误；为了防止过氧化氢加热分解，应加入1.0 mol/L的H2SO4，再缓慢加入H2O2，B错误；滤渣1成分是SiO2和CuS，滤渣2成分含有SiO2和S，C错误；步骤1发生反应生成H2S，可以用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收，D正确。‎ 知识点三　物质的检验 ‎1．物质检验——鉴别、鉴定、推断的比较 ‎2.常见气体的检验 ‎(1)酸性气体的检验 ‎ ‎ ‎(2)碱性气体的检验(NH3)‎ ‎ ‎ ‎(3)还原性气体的检验 ‎ ‎ ‎(4)氧化性气体的检验 ‎(5)检验气体是根据气体的特性，一般从以下5方面考虑：‎ ‎①气体的颜色和气味；‎ ‎②水溶液的酸碱性；‎ ‎③助燃、可燃及燃烧现象和产物；‎ ‎④遇空气的变化；‎ ‎⑤其他特性。‎ ‎ ‎ ‎(6)气体检验中干扰因素的排除 气体检验干扰因素的排除方法一般是先检验出一种可能具有干扰的气体，并除去该气体，而且要确认该气体已经除尽，再检验其余气体。如在SO2存在的条件下检验CO2，可设计如下检验思路：品红溶液检验SO2→高锰酸钾溶液除去SO2→品红溶液检验SO2是否除尽→澄清石灰水检验CO2。与此类似的还有检验实验室制取的乙烯中含有SO2等。‎ ‎3．离子检验的方法 ‎(1)沉淀法 ‎(2)气体法 ‎(3)显色法 ‎(4)离子检验中的常见干扰因素以及排除措施 ‎(5)离子推断中的基本原则 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎1．气体通过无水CuSO4粉末，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气(　√　)‎ ‎2．能使品红溶液褪色的气体一定是SO2(　×　)‎ 提示：氯气、SO2均可使品红溶液褪色。‎ ‎3．将某气体通入溴水中，溴水颜色褪去，该气体一定是乙烯(　×　)‎ 提示：SO2等气体也能使溴水褪色。‎ ‎4．某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，该气体一定是氯气(　×　)‎ 提示：溴蒸气也能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝。‎ ‎5．某气体在空气中可产生白雾，且能使湿润的蓝色石蕊试纸变红，则该气体一定是HCl(　×　)‎ 提示：只能证明该气体为酸性气体，且气体易溶于水，HCl、HBr、HI等均可出现此现象。‎ ‎6．取少量溶液，滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊来确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3(　√　)‎ ‎7．用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液(　√　)‎ ‎8．用BaCl2溶液鉴别含SO的溶液和含SO的溶液(　×　)‎ 提示：BaSO4和BaSO3都是白色沉淀。‎ ‎1．不许原瓶操作：鉴别是为了以后的使用，若原瓶操作，污染试剂，“别”而无用。要有“各取少许”字样。‎ ‎2．不许“指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取××试剂加入××物质……”的字样。一般简答顺序为各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。‎ ‎3．一定要注意避免离子间的相互干扰，如检验CO时，HCO会造成干扰。‎ ‎4．尽可能选择特效反应以减少干扰，如检验Fe3＋常选用KSCN溶液，而不是Na2CO3溶液等。‎ ‎1．将液体Y滴加到盛有固体X的试管中，并在试管口对生成的气体进行检验。下表中固体X、液体Y及检测方法对应关系错误的是(　B　)‎ 选项 固体X 液体Y 检测方法 A CaO 浓氨水 蘸有浓盐酸的玻璃棒 B Cu 浓硫酸 干燥的红色石蕊试纸 C Na2O2‎ 水 带火星的木条 D Na2CO3‎ 稀硫酸 滴有澄清石灰水的玻璃片 解析：A项，浓氨水滴加到生石灰上产生氨气，可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒来检验氨气，正确；B项，铜和浓硫酸反应需加热，产生的二氧化硫气体遇石蕊溶液变红色或使湿润的蓝色石蕊试纸变红色，错误；C项，过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠，氧气能使带火星的木条复燃，正确；D项，碳酸钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，在滴有澄清石灰水的玻璃片上有浑浊现象，正确。‎ ‎2．用如图所示装置及表中的试剂(装置Ⅰ中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中的现象，检验混合气体中的某种成分，方案合理的是(　C　)‎ 选项 实验目的 装置Ⅰ中的试剂 装置Ⅱ中的试剂 A 检验CO2中混有的CH4‎ 澄清石灰水 溴水 B 检验H2S中混有的SO2‎ 酸性KMnO4溶液 品红溶液 C 检验溴蒸气中混有的NO2‎ CCl4‎ 石蕊溶液 D 检验HI中混有的HCl 饱和食盐水 AgNO3溶液 解析：A项，将混合气体通入澄清石灰水中，CO2‎ 能使澄清石灰水变浑浊，而溴水中无现象，无法证明CO2中混有CH4，不符合题意；B项，将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液，H2S、SO2均可被吸收，使酸性高锰酸钾溶液褪色，品红溶液中无现象，无法证明H2S中混有SO2，不符合题意；C项，将混合气体通入CCl4中，溴蒸气被吸收，溶液呈橙色，将剩余气体通入石蕊溶液中，石蕊溶液变红，说明溴蒸气中混有NO2，符合题意；D项，将混合气体通入饱和食盐水中，HI、HCl都被吸收，无剩余气体进入AgNO3溶液中，无法证明HI中混有HCl，不符合题意。‎ ‎3．(2020·广东江门高考模拟)实验室在‎500 ℃‎时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法中正确的是(　B　)‎ A．装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰 B．装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3‎ C．取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红色，则残留物一定为Fe2O3‎ D．装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2‎ 解析：装置②的作用是检验产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应为无水硫酸铜，A项错误；装置③用于检验产物中是否有SO3气体生成，若存在则装置③中会产生白色沉淀，并可用盐酸除去NH3，B项正确；取①‎ 中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红色，则①中固体残留物中也可能含有Fe3O4，不一定有Fe2O3，C项错误；氨气极易溶于水，若分解产物中有NH3，则氨气被装置③吸收，装置⑤不可能收集到氨气，D项错误。‎ ‎4．根据下列实验内容得出的结论正确的是(　D　)‎ 选项 实验内容 结论 A 某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝 该物质中一定含有OH－，而且一定是碱 B 向废液中加入少量的葡萄糖溶液，无砖红色沉淀产生 废液中不含Cu2＋‎ C 向某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体 该溶液中一定含有CO D 向某溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解 该溶液中可能含有Al3＋‎ 解析：显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；若废液呈酸性，即使含Cu2＋，加入少量的葡萄糖溶液也无砖红色沉淀产生，B项错误；若该溶液中含有HCO，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误。‎ ‎5．为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH、Fe2＋、SO和H2O，取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，下列实验叙述中错误的是(　D　)‎ A．加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水 B．加少量水，溶液为浅绿色，滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴加几滴新制氯水，溶液变为红色，则证明晶体的成分中含有Fe2＋‎ C．加水溶解，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO D．加浓NaOH溶液，加热，用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验，试纸变红色，则证明晶体的成分中含有NH 解析：D项中应该用湿润的红色石蕊试纸放在试管口检验NH3，若试纸变蓝色，则证明晶体的成分中含有NH。‎ ‎6．某试液中只可能含有K＋、NH、Fe2＋、Al3＋、Cl－、SO、CO、AlO中的若干种离子，离子浓度均为0.1 mol·L－1。某同学进行了如下实验：‎ 下列说法正确的是(　D　)‎ A．无法确定原试液中是否含有Al3＋、Cl－‎ B．滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2＋和Ba2＋‎ C．无法确定沉淀C的成分 D．原溶液中存在的离子为NH、Fe2＋、Cl－、SO 解析：加入过量稀硫酸无明显现象，说明无CO、AlO；再加入硝酸钡溶液有气体，说明有Fe2＋存在且被氧化，沉淀为硫酸钡，但不能说明原溶液中是否含有SO。原溶液中含有Fe2＋；再加入NaOH溶液有气体，说明存在NH，气体为氨气，沉淀B为红褐色氢氧化铁沉淀；再通入少量CO2，先与OH－、Ba2＋反应生成BaCO3，沉淀C含有碳酸钡，可能含有Al(OH)3。从上述分析可以确定溶液中一定含有NH、Fe2＋，一定不含AlO、CO。因为存在的离子浓度均为0.1 mol·L－1，从电荷守恒的角度出发，只能含有NH、Fe2＋、Cl－、SO才能保证电荷守恒，K＋、Al3＋必然不能存在。故A、B、C错误，D正确。‎ ‎7．有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO、SO、Cl－、I－、HCO，实验如下：‎ 实验步骤 实验现象 ‎①‎ 试纸变为红色 用玻璃棒蘸取少量该溶液，点在pH试纸中部 ‎②取少量该溶液，加入Cu片和浓硫酸，加热 有无色气体产生，气体遇空气可以变成红棕色 ‎③取少量该溶液，加入BaCl2溶液 有白色沉淀生成 ‎④取③中反应后的上层清液，加入AgNO3溶液 有稳定的白色沉淀生成，且不溶于稀硝酸 ‎⑤取少量该溶液，加入NaOH溶液 有白色沉淀生成，当NaOH过量时，沉淀部分溶解 由此判断：‎ ‎(1)溶液中一定存在的离子是NO、SO、Mg2＋、Al3＋；溶液中肯定不存在离子是Fe2＋、HCO、I－、Ba2＋。‎ ‎(2)写出实验步骤②中所发生反应的离子方程式：‎ ‎3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。‎ ‎(3)为了进一步确定其他离子，应该补充的实验及对应欲检验离子的名称：K＋的检验可以用焰色反应；Cl－的检验：向溶液中加足量的Ba(NO3)2溶液，过滤后向滤液中加AgNO3溶液，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，可证明有Cl－存在。‎ 解析：本题要求为无色透明溶液，则Fe2＋不能大量存在。‎ 步骤①pH试纸变红，说明溶液显酸性，HCO不能大量存在；‎ 步骤②说明有NO，在酸性条件下NO有强氧化性，因此还原性的离子I－就不能大量存在；‎ 步骤③说明有SO，Ba2＋就不能大量存在；‎ 步骤④不能说明有Cl－，因为步骤③中引入了Cl－；‎ 步骤⑤说明有Mg2＋和Al3＋。‎ 素养　物质检验和推断 ‎1．固体物质检验的答题思路 ‎　‎ ‎2．物质鉴别的方法 ‎3.物质鉴别题的类型和解题方法 ‎(1)不用任何试剂的鉴别 特征 连锁法 先鉴别出某一特征的物质(根据色、味、态、硬度、挥发性、水溶性等)，再用这种物质去鉴别其他物质，进行连锁式鉴别 加热法 若待检物均无明显外观特征，可考虑用加热出现不同现象加以鉴别 焰色 反应法 利用焰色反应将待检物质的不同阳离子加以鉴别 互滴法 利用两溶液互滴现象不同加以鉴别 逐一 检出法 首先利用两种物质(或溶液)之间的特征反应鉴别出两种物质(或溶液)，再利用此两种物质逐一鉴别出其他物质 简明 列表法 即两两混合，列出表格，记录反应现象，比较、分析表格的不同混合现象确定出每一种物质 ‎(2)只用一种试剂鉴别多种物质 ‎①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液的酸碱性，确定能否选用水或指示剂进行鉴别。‎ ‎②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别，即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。‎ ‎③常用溴水、新制氢氧化铜悬浊液、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。‎ ‎(3)任选试剂鉴别多种物质 此类题目不限制所加试剂的种类，可能有多种解法，题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方案，其要求是操作步骤简单，试剂选用最少，现象最明显。‎ ‎1．(2020·沈阳四校联考)下列实验能成功的是(　D　)‎ ‎①用水鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；‎ ‎②用观察法区别Na2O和Na2O2；‎ ‎③用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液；‎ ‎④用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。‎ A．①②③④　　　　　　　 B．①②‎ C．②③ D．①②④‎ 解析：Na2CO3的溶解度远大于NaHCO3，取少许等量水，溶解较多的固体就是Na2CO3。Na2O呈白色，Na2O2呈淡黄色，通过观察即可区别。MgCO3与Mg(OH)2都是难溶于水的白色沉淀，故用MgCl2溶液不能鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液。Na2CO3溶液与稀盐酸反应的现象随操作不同而不同，Na2CO3溶液滴入稀盐酸中，立即产生气泡；而将稀盐酸滴入Na2CO3溶液中，先发生反应CO＋H＋===HCO，没有立即产生气泡，当CO完全转化成HCO后再滴盐酸，即相当于在NaHCO3溶液中加稀盐酸，立即产生气泡，所以用向未知液中逐滴加稀盐酸的方法可鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。‎ ‎2．下列是某同学设计的物质鉴别方案：‎ ‎①用NaOH溶液鉴别：NH4Cl、AlCl3、FeCl3、MgSO4、NaHCO3五种物质的溶液；②用稀盐酸鉴别：NaAlO2、Na2S2O3、K2CO3、Na2SiO3、Na2S五种物质的溶液；③用水鉴别：NH4NO3、NaOH、BaSO4、Cu(NO3)2、Na2O2五种固体；④用Ba(OH)2溶液鉴别：FeSO4、CuCl2、Na2SO4、NH4Cl、NH4NO3五种物质的溶液；⑤用FeCl3溶液鉴别：KI、Na2SO3、Na2CO3、Na2SO4、NaOH五种物质的溶液。‎ 在不用其他试剂且不加热的情况下，上述实验方案中能够将五种试剂都鉴别出的方案有(　B　)‎ A．仅②③⑤ B．仅①②③⑤‎ C．仅②③④⑤ D．全部 解析：利用Ba(OH)2无法鉴别NH4Cl和NH4NO3溶液，④错误。‎ ‎3．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是(　A　)‎ ‎①KOH　Na2SO4　AlCl3　②NaHCO3　Ba(OH)2　H2SO4　③HCl　NaAlO2　NaHSO4　④Ca(OH)2　Na2CO3　BaCl2‎ A．①②　　　　　　　　　 B．②③‎ C．①③④ D．①②④‎ 解析：①中KOH溶液和AlCl3溶液互滴现象不同，剩余的那种是Na2SO4溶液，可以鉴别；②中H2SO4溶液和NaHCO3溶液反应生成气体，H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀，可以鉴别；③中HCl溶液、NaHSO4溶液与NaAlO2溶液反应的现象相同，不能鉴别；④中Ca(OH)2溶液、BaCl2溶液与Na2CO3溶液反应的现象相同，不能鉴别。‎ ‎4．(2016·课标全国Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：‎ ‎①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；‎ ‎②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。‎ 该白色粉末可能为(　C　)‎ A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3‎ C．Na2SO3、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4‎ 解析：A项，NaHCO3、Al(OH)3中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终无固体存在，错误；B项，AgCl不溶于酸，固体不能全部溶解，错误；C项，亚硫酸钠和碳酸钡加入水，碳酸钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶解，再将样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀、二氧化碳和水，正确；D项，Na2CO3、CuSO4中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，错误。‎