專題32物質(zhì)的分離和提純

1、考點(diǎn)專練32物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)兩年高考真題演練1.(2015·天津理綜，2)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是()A在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3，無Fe2B氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣C灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na，無KD將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO22(2014·重慶理綜，2)下列實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)鑒別目的的是()A用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2B用濕潤(rùn)碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2 C用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液 D用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶

2、液和K2SO4溶液3(2014·福建理綜，8)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是 ()A只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液B將NH4Cl溶液蒸干制備NH4Cl固體 C用萃取分液的方法除去酒精中的水 D用可見光束照射以區(qū)別溶液和膠體4(2014·上?；瘜W(xué)，5)下列除雜操作可行的是()A通過濃硫酸除去HCl中的H2OB通過灼熱的CuO除去H2中的COC通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2D通過水除去CO中的CO25(2015·課標(biāo)全國(guó)，26)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成

3、的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示溶解度/(g/100g水)溫度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614化合物Zn(OH)2Fe(OH)2Fe(OH)3Ksp近似值101710171039回答下列問題：(1)該電池的正極反應(yīng)式為_，電池反應(yīng)的離子方程式為_。(2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅_g。(已知F96 500 C·mol1)(3)廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4

4、Cl，二者可通過_分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、_和_，欲從中得到較純的MnO2，最簡(jiǎn)便的方法為_，其原理是_。(4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO4·7H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開，加堿調(diào)節(jié)至pH為_時(shí)，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于1×105 mol·L1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為_時(shí)，鋅開始沉淀(假定Zn2濃度為0.1mol·L1)。若上述過程不加H2O2后果是_，原因是_。6(2015·課標(biāo)全國(guó)，27)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為M

5、g2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示： 回答下列問題：(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_(寫出兩條)。(2)利用_的磁性，可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是_(寫化學(xué)式)。(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是_。(4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是_(填名稱)。(5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電

6、子式為_。(6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程_。 考點(diǎn)專練32物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)一年模擬試題精練1.(2015·北京檢測(cè))下表中根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A某溶液W進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)焰色為黃色W一定是鈉鹽溶液B蘸有濃氨水的玻璃棒靠近溶液X有白煙產(chǎn)生X可能是濃鹽酸C強(qiáng)酸性溶液Y中加入Ba(NO3)2溶液，靜置后再加入KSCN溶液先有白色沉淀，后溶液又變紅Y中一定含有SO和Fe3D氣態(tài)炔烴Z通入pHa的溴水中溴水褪色，溶液的pHaZ與溴發(fā)生了取代反應(yīng)2.(2015·

7、長(zhǎng)沙模擬)下列除去雜質(zhì)(試樣中括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì))時(shí)，選用的試劑正確的是()ABCD試樣Na2CO3(NaHCO3)FeCl2(FeCl3)Fe(Al)CO2(SO2)除雜試劑澄清石灰水NaOH溶液NaOH溶液飽和NaHSO3溶液3.(2015·昆明質(zhì)檢)對(duì)于某些離子的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是()A加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，將氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，一定有COB加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，沉淀不消失，一定有SOC加入氫氧化鈉溶液并加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)，一定有NHD加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加鹽酸白色沉淀消失，一定有Ba24(2015·

8、;大連模擬)用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A用圖1所示裝置除去Cl2中含有的少量HClB用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體C用圖3所示裝置制取少量純凈的CO2氣體D用圖4所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機(jī)層和水層5(2015·河南豫東名校聯(lián)考)溴乙烷是一種重要的化工合成原料。實(shí)驗(yàn)室合成溴乙烷的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下：反應(yīng)：CH3CH2OHHBrCH3CH2BrH2O裝置：實(shí)驗(yàn)中可能用到的數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量沸點(diǎn)/密度/ g·cm3水溶性CH3CH2OH4678.40.79互溶CH3CH2Br10938.41.42難溶CH3

9、CH2OCH2CH37434.80.71微溶CH2=CH2281040.38不溶H2SO4(濃硫酸)98338.01.38易溶合成反應(yīng)：在儀器B中加入適量NaBr、濃硫酸和50 mL乙醇，安裝好儀器，緩緩加熱，收集餾出物。分離提純：將餾出物加水后振蕩，再加入適量酸除去乙醚，分液，最后得到52 mL溴乙烷?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器B的名稱是_。(2)儀器C為直形冷凝管，冷卻水進(jìn)口是_(填“a”或“b”)。(3)儀器D置于盛有_的燒杯中，目的是_。(4)裝置A的名稱為牛角管，其結(jié)構(gòu)中的c支管的作用是_。(5)溴乙烷粗產(chǎn)品分離、提純階段，加水的目的是_。(6)該實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率為_。參考答案考點(diǎn)

10、專練32物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)【兩年高考真題演練】1.BA項(xiàng)，在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，說明一定含有Fe3 ，還可能含有Fe2，因?yàn)镕e2遇KSCN不變紅，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍(lán)，是因?yàn)榘咨臒o水硫酸銅與水反應(yīng)生成了藍(lán)色的CuSO4·5H2O，所以可證明原氣體中含有水蒸氣，正確；C項(xiàng)，灼燒白色粉末，火焰呈黃色，說明原粉末中一定含有Na ，不能確認(rèn)有無K，若要進(jìn)一步確認(rèn)可透過藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃光后進(jìn)行觀察，如果火焰呈紫色，則含有K ，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若為SO2 氣體也有相同的現(xiàn)象，所以不能確定該氣體一定是CO2 ，錯(cuò)誤。2.CA項(xiàng)，SO3(g)和SO2均能與KOH反

11、應(yīng)且沒有明顯的現(xiàn)象；B項(xiàng)，Br2(g)和NO2均具有氧化性，均能使?jié)駶?rùn)碘化鉀淀粉試紙變藍(lán)；C項(xiàng)，CO2與NaAlO2溶液反應(yīng)生成白色沉淀Al(OH)3，CO2與CH3COONa不反應(yīng)；D項(xiàng)，AgNO3溶液和K2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)均生成白色沉淀，錯(cuò)誤。3.DA項(xiàng)，氨水與NaCl和Na2SO4不反應(yīng)，均沒有明顯現(xiàn)象，與AlCl3和MgCl2均產(chǎn)生白色沉淀，故無法鑒別，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將NH4Cl溶液蒸干后，NH4Cl固體發(fā)生分解得不到NH4Cl固體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，酒精和水互溶，無法用萃取分液的方法除去酒精中的水，應(yīng)該用先加CaO后蒸餾的方法除去水分，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，膠體具有“丁達(dá)爾效應(yīng)”而溶液沒

12、有，可以區(qū)別，正確。4.AA項(xiàng)，H2O能溶于濃H2SO4，而HCl不能溶于濃H2SO4；B項(xiàng)，H2和CO均能在加熱條件下和CuO反應(yīng)；C項(xiàng)，在加熱的條件下O2和N2均能和鎂粉反應(yīng)；D項(xiàng)，CO2在水中的溶解度較小，通過水不能完全除去CO中的CO2。5.解析(1)根據(jù)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造可知，放電時(shí)，負(fù)極Zn失去電子生成Zn2，正極MnO2得到電子生成MnOOH，從而可寫出正極和負(fù)極的電極反應(yīng)式，然后在遵循電子守恒的前提下將兩極反應(yīng)式加合可得電池反應(yīng)的離子方程式。(2)電池工作5分鐘，通過的電量Q0.5 A×5 min×60 s/min150 C，因此通過電子的物質(zhì)的量n(e)

13、1.554×103 mol，則理論消耗Zn的質(zhì)量是m(Zn)×65 g/mol0.05 g。(3)由于ZnCl2的溶解度受溫度影響較大，而NH4Cl的溶解度受溫度影響較小，所以可采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法分離氯化鋅和氯化銨混合物；根據(jù)廢電池糊狀填充物中碳粉和MnO2及正極放電產(chǎn)生的MnOOH都不溶于水，可確定濾渣的主要成分；碳粉在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2，因此得到較純的二氧化錳最簡(jiǎn)便的方法是在足量空氣或氧氣中燃燒濾渣。(4)鐵溶于稀硫酸生成Fe2，F(xiàn)e2被雙氧水氧化為Fe3。KspFe(OH)3c(Fe3)·c3(OH

14、)1039，則鐵剛好完全沉淀時(shí)，c(OH)5×1012 (mol/L)，則c(H)2×103 (mol/L)，pH2.7；KspZn(OH)2c(Zn2)·c2(OH)1017，鋅開始沉淀時(shí)，c(OH)108 (mol/L)，則，c(H)106 (mol/L)，pH6；Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp相近，若不加雙氧水，沉淀Zn2的同時(shí)Fe2也會(huì)沉淀，從而使Zn2和Fe2不能分離。答案(1)MnO2eH=MnOOHZn2MnO22H=Zn22MnOOH(2)0.05(3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶碳粉MnOOH在足量的空氣或氧氣中加熱碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化

15、為MnO2 (4)Fe32.76Zn2和Fe2不能分離Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近6.解析(1) Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)生成H3BO3、MgSO4，配平即可。為提高浸出速率，可以從溫度(升高溫度)、濃度、增大接觸面積(將礦石粉碎)等角度分析。(2)Fe3O4具有磁性，可以利用鐵塊將其從“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO與H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中還有SiO2和CaSO4。此時(shí)溶液中除H3BO3外還有MgSO4(由(1)中反應(yīng)生成)、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3) “凈化除雜”先加H2O2的目的是將

16、Fe2氧化為Fe3，然后再通過調(diào)節(jié)pH促進(jìn)Fe3、Al3水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。(4) “粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是沒有除去的MgSO4。(5)NaBH4由Na和BH組成。其中的氫顯1價(jià)，1價(jià)的H具有較強(qiáng)的還原性。(6)以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼的過程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3與金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)B。答案(1)Mg2B2O5·H2O2H2SO42MgSO42H3BO3提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(3)將Fe2氧化為Fe3使Al3和Fe3形成氫氧化物沉淀而除去(4)硫酸鎂(5) (6)2H3BO3B

17、2O33H2O、B2O33Mg 2B3MgO【一年模擬試題精練】1.BA項(xiàng)，只能說明一定含有Na，也可能為NaOH，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，X可能為濃鹽酸，也可能為濃硝酸，正確；C項(xiàng)，在強(qiáng)酸性溶液中NO具有強(qiáng)氧化性，可以將SO氧化為SO、將Fe2氧化為Fe3，無法判斷，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若發(fā)生取代反應(yīng)，應(yīng)有HBr生成，溶液的pH減小，錯(cuò)誤。2.CA項(xiàng)中Na2CO3與NaHCO3均與澄清石灰水反應(yīng)，均產(chǎn)生沉淀，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)二者都與NaOH反應(yīng)生成沉淀，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中Fe不與NaOH反應(yīng)，雜質(zhì)Al與NaOH反應(yīng)，符合除雜原則，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)二者均不與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)。3.CA項(xiàng)還可能為HCO、HSO或SO，B項(xiàng)還可能為Ag，D項(xiàng)還可能為Ca2。4.DA項(xiàng)，Cl2也能與NaOH溶液反應(yīng)，故不能用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HCl；B項(xiàng)，NH4Cl晶體受熱易分解，故不能通過蒸干NH4Cl飽和溶液的方法制備NH4Cl晶體；C項(xiàng)，純堿易溶于水，利用圖示裝置不能達(dá)到使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生或停止的目的；D項(xiàng)，碘在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于在水中的溶解度，且CCl4與水不相溶，密度大于水的密度，故可用圖中所示裝置分離CCl4萃取