高考化学 热点题型和提分秘籍 专题9.2 物质的检验、分离和提纯（含解析）.doc

专题9.2 物质的检验、分离和提纯【高频考点解读】1了解对混合物分离、提纯的基本要求。2掌握常用的分离和提纯基本操作的使用条件、使用仪器、操作的注意事项。3能综合运用化学知识对常见的物质(包括气体、无机离子)进行分离、提纯和鉴别【热点题型】题型一 离子检验例1、只用一种试剂即可区别nabr、nai、naoh、na2co3、nascn、h2s、agno3、c6h5oh等八种无色溶液，这种试剂为( )a硫酸b氨水cfecl3溶液 d盐酸答案 c【提分秘籍】1常见阳离子的检验物质检验方法h+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。na+、k+用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色)。ba2+能使稀h2so4或可溶性硫酸盐溶液产生白色baso4沉淀，且沉淀不溶于稀hno3。mg2+能与naoh溶液反应生成白色mg(oh)2沉淀，该沉淀能溶于nh4cl溶液。al3+能与适量的naoh溶液反应生成白色al(oh)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的naoh溶液。ag+能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色agcl沉淀，不溶于稀hno3，但溶于氨水，生成 ag(nh3)2+。nh4+铵盐(或浓溶液)与naoh浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝或有刺激性气味的nh3气体。fe2+能与少量naoh溶液反应，开始时生成白色fe(oh)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色fe(oh)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入kscn溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。有关反应方程式为：2fe2+ + cl2=2fe3+ + 2cl。fe3+能与kscn溶液反应，变为血红色溶液；能与naoh溶液反应，生成红褐色fe(oh)3沉淀。cu2+蓝色溶液(浓的cucl2溶液显绿色)能与naoh溶液反应，生成蓝色的 沉淀，加热后可转变为黑色的cuo沉淀。含cu2+溶液能与fe、zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。 2常见阴离子的检验物质检验方法oh能使 无色酚酞、 紫色石蕊、 橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。c1能与agno3溶液反应，生成白色的agcl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成。br能与agno3溶液反应，生成淡黄色agbr沉淀，沉淀不溶于稀hno3。i 能与agno3反应，生成黄色agi沉淀，沉淀不溶于稀hno3。 i也能与氯水反应生成i2，使淀粉溶液变蓝so42能与含ba2+溶液反应，生成白色baso4沉淀，沉淀不溶于硝酸。so32 浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的so2气体，该气体能使品红溶液褪色。 能与bacl2溶液反应，生成白色baso3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的so2气体。注：baso3在硝酸中也不溶解，而是转化为baso4沉淀，但有nox放出。s2能与pb(no3)2或cuso4溶液反应，生成黑色pbs或cus沉淀。co32能与bacl2溶液反应，生成白色的baco3沉淀，该沉淀溶于硝酸(或盐酸)，生成无色无味能使澄清石灰水变浑浊的co2气体。hco3 取含hco3盐溶液煮沸，放出无色无味co2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。或 向hco3盐酸溶液里加入稀mgso4溶液，无现象，加热煮沸，有白色沉淀生成，同时放出co2气体。po43含po43的中性溶液，能与agno3反应，生成黄色ag3po4沉淀，该沉淀溶于硝酸。no3浓溶液或晶体中加入铜片、浓h2so4加热，放出红棕色气体。有关反应方程式为：no3+h2so4=hso4+hno3，cu+4hno3 cu(no3)2+2no2+ 2h2o。【举一反三】 下列各组物质仅有蒸镏水不能鉴别出的是（ ）a苯、酒精、硝基苯b食盐、烧碱、硝酸铵c蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末d氧化铜、二氧化锰、活性炭解析： a中酒精溶于水，苯在水上层，硝基苯在下层；b中的烧碱溶于水放热，硝酸铵溶于水吸热；c中硫酸铜溶于水为蓝色，碳酸钙粉末不溶于水；d中都为黑色不溶于水的物质。 答案：d题型二 常见物质除杂方法例2下列实验方案能达到目的的是()a除去fe粉中混有的i2：加热使i2升华b除去nacl固体中混有的mgcl2：加入koh溶液后过滤，滤液蒸发结晶c除去碳酸钠中混有的碳酸氢钠：加入过量的氢氧化钠溶液，蒸发结晶d除去氢氧化镁中混有的氢氧化钙：放入水中搅拌成浆状后，加入足量氯化镁溶液，加适量水过滤洗涤答案：d【提分秘籍】 原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法n2o2灼热的铜丝网coco2naoh溶液洗气co2co灼热cuoco2hcl饱和的nahco3洗气h2shcl饱和的nahs洗气so2hcl饱和的nahso3洗气cl2hcl饱和的食盐水洗气co2so2饱和的nahco3或者酸性高锰酸钾溶液洗气炭粉mno2浓盐酸（需加热）过滤mno2c加热灼烧炭粉cuo稀酸（如稀盐酸）过滤al2o3fe2o3naoh(过量)，co2过滤fe2o3al2o3naoh溶液过滤al2o3sio2盐酸、氨水过滤sio2znohcl溶液过滤nahco3溶液na2co3co2加酸转化法na2co3nahco3加热灼烧fecl3溶液fecl2cl2加氧化剂转化法fecl2溶液fecl3fe加还原剂转化法cuofe(磁铁)吸附fe(oh)3胶体fecl3蒸馏水渗析i2晶体naci加热升华nacl晶体nh4cl加热分解kno3晶体nacl蒸馏水结晶.乙烯so2、h2o碱石灰加固体转化法乙烷c2h4溴的四氯化碳溶液洗气溴苯br2naoh稀溶液分液甲苯苯酚naoh溶液分液己醛乙酸饱和na2co3蒸馏乙醇水（少量）新制cao蒸馏苯酚苯naoh溶液、co2分液【举一反三】 下列除去杂质的方法正确的是()a.除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入cl2，气液分离b.除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，分液、干燥、蒸馏c.除去co2中少量的so2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶d.除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏答案：bd题型三 分离提纯的运用 例3、碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠（钝度约98）中含有ca2+、mg2+、fe3+、cl-和so等杂质，提纯工艺路线如下：已知碳酸钠的溶解度（s）随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：（1）滤渣的主要成分为。（2）“趁热过滤”的原因是。（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是（写出1种）。（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是。（5）已知：na2co310h2o(s)=na2co3(s)+10h2o(g) h1=+532.36 kjmol-1 na2co310h2o(s)=na2co3h2o(s)+9h2o(g) h1=+473.63 kjmol-1写出na2co3h2o脱水反应的热化学方程式。解析：(1)因工业碳酸钠中含有mg2+，fe3+，ca2+，所以“除杂”中加入过量的naoh溶液，可生成mg(oh)2、fe（oh）3、ca（oh）2沉淀。答案：(1) 滤渣的主要成分为mg(oh)2、fe（oh）3、caco3。(2) “趁热过滤”的原因是使析出的晶体为na2co3h2o，防止因温度过低而析出na2co310h20晶体，令后续的加热脱水耗时长。(3) 若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。(4) 若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是问题：溶解时有大量沉淀生成，使na2co3损耗且产物na2co3混有杂质；原因：“母液”中，含有的离子有ca2+，na+，cl-，so42-，oh-，co32-，当多次循环后，使用离子浓度不断增大，溶解时会生成caso4，ca（oh）2，caco3等沉淀。(5) 写出na2co3h2o脱水反应的热化学方程式na2co3h2o（s）= na2co3（s） + h2o（g）&8710;h= +58.73kj/mol【提分秘籍】【举一反三】 今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：k、nh、cl、mg2、ba2、co、so，现取三份100 ml溶液进行如下实验：(1)第一份加入agno3溶液有沉淀产生(2)第二份加足量naoh溶液加热后，收集到气体0.04 mol(3)第三份加足量bacl2溶液后，得干燥沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g。根据上述实验，以下推测正确的是()ak一定存在b100 ml溶液中含0.01 mol coccl可能存在dba2一定不存在，mg2可能存在【答案】ac【高考风向标】 1【2015新课标卷理综化学】海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是（ ）a向苦卤中通入cl2是为了提取溴b粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯c工业生产中常选用naoh作为沉淀剂d富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用so2将其还原吸收【答案】c【解析】a氯气具有强氧化性，能把溴离子氧化为单质溴，因此向苦卤中通入cl2是为了提取溴，a正确；b粗盐中的钙离子、镁离子等可采用沉淀法除去，所得氯化钠溶液可采用重结晶等过程提纯，b正确；c工业生产常选用来源更广泛、价格更便宜的石灰乳作为沉淀剂，用氢氧化钠不经济，c错误；d富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，so2具有还原性，能被溴氧化，因此再用so2将其还原吸收，d正确，答案选c。2【2015江苏化学】下列设计的实验方案能达到实验目的的是（ ）a制备al(oh)3悬浊液：向1moll1alcl3溶液中加过量的6moll1naoh溶液b提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入过量饱和碳酸钠溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水c检验溶液中是否含有fe3：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加kscn溶液，观察实验现象d探究催化剂对h2o2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2ml5%h2o2和1mlh2o，向另一支试管中加入2ml5%h2o2和1mlfecl3溶液，观察并比较实验现象【答案】bd1(高考选项组合题)下列有关物质分离的叙述正确的是()a用萃取分液的方法除去酒精中的水(2014福建理综， 8c)b由于kno3的溶解度大，故可用重结晶法除去kno3中混有nacl(2014广东理综， 9a)c用分液漏斗、烧杯、蒸馏水，可完成分离br2和ccl4混合物的实验(2014安徽理综，9a)d分液时，分液漏斗中的上层液体应由上口倒出(2013福建理综，10a)答案d解析酒精与水能以任意比混溶，a项错；重结晶分离物质的条件是：溶解度随温度变化大与溶解度随温度变化小的可溶性物质，b项错。2(2014新课标全国卷，13)下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理a分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大b分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同c除去kno3固体中混杂的nacl重结晶nacl在水中的溶解度很大d除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大答案d解析乙醇与水互溶，不能用作萃取剂，a项错；乙醇和乙酸乙酯互溶，不能用分液方法分离，b项错；除去kno3中nacl杂质是利用二者在不同温度下溶解度变化差别很大，使用重结晶法，c项错；分离两种沸点差别较大的互溶液体，一般采用蒸馏的方法，d项正确。3(2014大纲全国卷，10)下列除杂方案错误的是()选项被提纯的物质杂质除杂试剂除杂方法aco(g)co2(g)naoh溶液浓h2so4、洗气bnh4cl(aq)fe3(aq)naoh溶液过滤ccl2(g)hcl(g)饱和食盐水、浓h2so4洗气dna2co3(s)nahco3(s)灼烧答案b4(2014海南，5)下列除杂操作可行的是()a通过浓硫酸除去hcl中的h2ob通过灼热的cuo除去h2中的coc通过灼热的镁粉除去n2中的o2d通过水除去co中的co2答案a解析a项，浓硫酸具有吸水性且不与hcl发生反应，所以除去hcl中的h2o可以通过浓硫酸进行，正确；b项，h2和co均能与cuo发生反应(h2cuocuh2o、cocuocuco2)，错误；c项，n2和o2均能与镁粉发生反应(3mg n2 mg3n2、2mgo22mgo)，错误；d项，co2在水中的溶解度很小，不能用水来除去co中的co2，应利用naoh溶液除去co中的co2，错误。5(2013重庆理综，4)按以下实验方案可以从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是()a步骤(1)需要过滤装置b步骤(2)需要用到分液漏斗c步骤(3)需要用到坩埚d步骤(4)需要蒸馏装置答案c解析a项，步骤(1)，由于得到不溶性物质，所以应采取过滤的方法，正确；b项，步骤(2)，由于得到有机层和水层，所以应用分液漏斗分离，正确；c项，从水溶液中获得固体，应采取蒸发结晶或浓缩冷却结晶的方法，应用蒸发皿，错误；d项，从有机层中获得甲苯，应根据沸点不同，采用蒸馏装置，正确。6(2014江苏，5)下列装置应用于实验室制氯气并回收氯化锰的实验，能达到实验目的的是()a用装置甲制取氯气b用装置乙除去氯气中的少量氯化氢c用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液d用装置丁蒸干氯化锰溶液制mncl24h2o答案c【高考押题】 1下列说法正确的是 ()。a久置的浓hno3呈黄色，为除去黄色可通入o2bnh4cl固体中混有i2，可用加热的方法除去c为除去feso4溶液中的fe2(so4)3，可加入cu粉d为除去co2中少量的so2，可使其通过澄清石灰水解析该题主要考查了用化学方法分离、提纯物质的方法。久置的浓hno3呈黄色是由于硝酸分解生成的no2溶解导致，通入o2发生反应：4no2o22h2o=4hno3，从而可以除去黄色，a正确；nh4cl固体中混有i2，加热时nh4cl分解为nh3和hcl，b错误；feso4溶液中混有fe2(so4)3，加入cu粉，发生反应：fe2(so4)3cu=2feso4cuso4，虽然除去了fe2(so4)3，但引入了新杂质cuso4，c错误；so2、co2均能与澄清石灰水反应，除去co2中少量的so2，应使其通过饱和nahco3溶液：nahco3so2=nahso3co2，d错误。答案a2下列有关物质检验的实验结论正确的是 ()。选项实验操作及现象实验结论a向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成该溶液中一定含有so42b向某溶液中加入2滴kscn溶液，溶液不显红色。再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有fe2c将某气体通入品红溶液中，品红溶液褪色该气体一定是so2d将少量某物质的溶液滴加到新制的银氨溶液中，水浴加热后有银镜生成该物质一定属于醛类答案b3除去下列物质中所含少量杂质的方法正确的是 ()。物质杂质试剂提纯方法a乙烷乙烯氢气催化剂、加热bco2so2饱和na2co3溶液洗气c乙酸乙酯乙酸饱和naoh溶液混合振荡、静置分液dbaso4baco3稀盐酸溶解、过滤、洗涤解析通入h2会引入杂质，a项错；因co2也会与na2co3溶液反应，b项错；乙酸乙酯在naoh溶液中会水解，c项错。答案d4利用下列实验方法或试剂不能达到实验目的的是 ()。a鉴别so2和co2气体：用酸性kmno4溶液b证明溶液中含有nh4：用浓naoh溶液和蓝色石蕊试纸c鉴别br和i用双氧水和淀粉溶液d鉴别no2和溴蒸气：用蒸馏水解析a项，鉴别so2和co2气体可以利用so2的还原性，使酸性kmno4溶液褪色的是so2；b项，证明溶液中含有nh4，应该使用浓naoh溶液和红色石蕊试纸；c项，鉴别br和i可以利用淀粉遇i2变蓝的特性，故可以使用双氧水和淀粉溶液；d项，no2和溴蒸气都是红棕色气体，可以利用二者在水中溶解时的不同现象进行鉴别。答案b5根据下列实验内容得出的结论正确的是 ()。选项实验内容结论a某气体的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质一定是氨气b某气体能使湿润的淀粉ki试纸变蓝该气体一定是氧化性气体c苯与溴水混合，溴水褪色苯中含碳碳双键d某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清的石灰水变浑浊该物质一定是碳氢化合物答案ab6下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是()。选项实验操作实验目的或结论a向含有少量fecl3的mgcl2溶液中加入足量mg(oh)2粉末，搅拌一段时间后过滤除去mgcl2溶液中少量fecl3b向某溶液中加入bacl2溶液生成白色沉淀，继续加稀硝酸沉淀不消失证明溶液中含so42c向某溶液中加入稀盐酸，放出无色无味气体，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊证明该溶液中存在co32d两支试管中装有等体积、等浓度的h2o2溶液，向其中一支试管中加入fecl3溶液fecl3溶液对h2o2分解速率无影响解析fecl3溶液中存在水解平衡：fe33h2ofe(oh)33h，加入的足量mg(oh)2粉末(不引入新的杂质离子)能使水解平衡正向移动，fe3以fe(oh)3的形式而沉淀析出，从而达到除杂的目的，故a正确；“向某溶液中加入bacl2溶液生成白色沉淀，继续加稀硝酸沉淀不消失”，该溶液中可能存在ag、so32、hso3，故b错；“向某溶液中加入稀盐酸，放出无色无味气体，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊”，该溶液中还可能存在hco3等，故c错；fecl3溶液对h2o2分解有催化作用，故d错。答案a7水溶液x中只可能溶有k、mg2、al3、alo2、sio32、so32、co32、so42中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下实验：下列判断正确的是 ()。a气体甲一定是纯净物b沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物ck、alo2和sio32一定存在于溶液x中dco32和so42一定不存在于溶液x中答案c8紫菜与海带类似，是一种富含生物碘的海洋植物。商品紫菜轻薄松脆、比海带更易被焙烧成灰(此时碘转化为碘化物无机盐)，用于碘单质的提取。乙醇四氯化碳碘(晶体)密度/(gcm3)0.789 31.5954.94沸点/78.576.8184.35(1)实验室中焙烧紫菜用到的仪器有_(填写相应的字母)。a烧杯b表面皿c蒸发皿d坩埚e试管f酒精灯g三脚架h泥三角(2)将焙烧所得的紫菜灰与足量的双氧水和稀硫酸作用，其目的是_。(3)_(填一种基本操作的名称)，弃去残渣，将所得的产物转入_(填一种玻璃仪器的名称)中，加入少量的_(填本题表格中一种最佳化学试剂的名称)，振荡、静置，首先将_分离出来。 (4)将装置图中缺少的必要仪器补画出来以最终获得固态的单质碘(不考虑碘的进一步提纯)：答案(1)dfgh(2)将溶液中的i转化为i2(3)过滤分液漏斗四氯化碳紫色下层液体(4) 、中只要画出一个即可，、必画，(其中水溶液液面与烧杯内液体相对高度可不作要求，必须是锥形瓶、木块可以不画)。9某工厂排出的污水中含有大量的fe2、zn2、hg2三种金属离子。以下是某化学研究性学习小组的同学设计的除去污水中的金属离子，回收绿矾、皓矾(znso47h2o)和汞的方案。【药品】naoh溶液、硫化钠溶液、硫化亚铁、稀硫酸、铁粉【实验方案】【问题探究】(1)步骤所发生反应的离子方程式为_。(2)步骤中的抽滤为减压条件下的过滤，可以加快过滤速率；该步骤涉及反应的离子方程式有zn24oh=zno222h2o和_。(3)欲实现步骤，所需加入的试剂有_、_，所涉及的主要操作依次为_。(4)步骤常用的方法是_，该步骤是否对环境有影响？_(填“是”或“否”)，如有影响，请你设计一个环境保护方案来实现步骤的反应：_。答案(1)fes2h=fe2h2s、zns2h=zn2h2s(2)4fe2o28oh2h2o=4fe(oh)3(或分步写)(3)稀硫酸铁粉(过量)过滤、浓缩结晶、过滤(4)加热是在密闭容器中加热hgs10某废液中含有大量的k、cl、br，还有少量ca2、mg2、so42。某研究性学习小组利用这种