物质的分离和提纯学案(含试题)

物质的分离和提纯 知识点 知识点 一 混合物的分离方法一 混合物的分离方法 其它如 加酸 某液体 转化法 溶液中的杂质遇酸转化为溶液中的主要成分或气体 如加硝 酸除去硝酸钾溶液中的碳酸钾 通过量 CO2除去 NaHCO3溶液中的 Na2CO3 吸附法 混合物中的某种组分易被某种吸附剂吸附 如用木炭使蔗糖溶液脱去有机色 素 加氧化剂或还原剂转化法 溶液中的杂质易被氧化或还原为所需成分 如通氯气除去 FeCl3溶液中的 FeCl2 加铁除去 FeCl2中的 FeCl3 二 常见物质除杂方法二 常见物质除杂方法 除杂题除杂选择试剂的原则是 不增 不减 不繁 气体的除杂 净化 气体除杂的原则 不引入新的杂质 不减少被净化气体的量 序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法 1N2O2灼热的铜丝网用固体转化气 体 2CO2H2SCuSO4溶液洗气 3COCO2NaOH 溶液洗气 4CO2CO灼热 CuO用固体转化气 体 序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法 13AI2O3Fe2O3NaOH 过量 CO2 过滤 14Fe2O3AI2O3NaOH 溶液过滤 15AI2O3SiO2盐酸 氨水过滤 16 SiO2ZnO HCI 溶液 过滤 17BaSO4BaCO3HCI 或稀 H2SO4过滤 18NaHCO3溶液Na2CO3CO2加酸转化法 19NaCI 溶液NaHCO3HCI加酸转化法 20FeCI3溶液FeCI2CI2加氧化剂转化法 21 FeCI3溶液CuCI2Fe CI2过滤 22 FeCI2溶液FeCI3Fe 加还原剂转化法 23CuOFe 磁铁 吸附 24Fe OH 3胶体FeCI3蒸馏水渗析 25CuS FeS稀盐酸过滤 序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法 26I2晶体NaCI 加热升华 27NaCI 晶体NH4CL 加热分解 28 KNO3晶体NaCI蒸馏水重结晶 29 乙烯SO2 H20碱石灰加固体转化法 30 乙烷C2H4 溴的四氯化碳溶液洗气 31溴苯Br2 NaOH 稀溶液分液 32甲苯苯酚NaOH 溶液分液 33己醛乙酸饱和 Na2CO3蒸馏 34乙醇水 少量 新制 CaO蒸馏 35 苯酚 苯NaOH 溶液 CO2 分液 试剂除去的气体杂质有关方程式 水易溶于水的气体 如 HCl NH3 强碱溶液 NaOH 酸性气体 如 CO2 SO2CO2 2NaOH Na2CO3 H2O SO2 2NaOH Na2SO3 H2O 灼热的铜网O22Cu O2 2CuO 注意的问题 1 需净化的气体中含有多种杂质时 除杂顺序 一般先除去酸性气体 如 氯化氢气体 CO2 SO2等 水蒸气要在最后除去 2 除杂选用方法时要保证杂质完全除掉 如 除 CO2最好用 NaOH 不用 Ca OH 2溶液 因 为 Ca OH 2是微溶物 石灰水中 Ca OH 2浓度小 吸收 CO2不易完全 3 除杂装置与气体干燥相同 4 有机物的实验往往副反应比较多 导致产物中的杂质也多 为了保证产物的纯净 必 须注意对产物进行净化除杂 如 乙烯的制备实验 中乙烯中常含有 CO2和 SO2等杂质气体 可将这种混合气体通入到浓碱液中除去酸性气体 再如 溴苯的制备实验 和 硝基苯的 制备实验 产物溴苯和硝基苯中分别含有溴和 NO2 因此 产物可用浓碱液洗涤 除杂方法 1 杂质转化法 欲除去苯中的苯酚 可加入氢氧化钠 使苯酚转化为酚钠 利用酚钠易溶于 水 使之与苯分开 欲除去 Na2CO3中的 NaHCO3可用加热的方法 2 吸收洗涤法 欲除去二氧化碳中混有的少量氯化氢和水 可使混合气体先通过饱和碳酸氢 钠的溶液后 再通过浓硫酸 3 沉淀过滤法 欲除去硫酸亚铁溶液中混有的少量硫酸铜 加入过量铁粉 待充分反应后 过滤除去不溶物 达到目的 4 加热升华法 欲除去碘中的沙子 可用此法 5 溶剂萃取法 欲除去水中含有的少量溴 可用此法 6 溶液结晶法 结晶和重结晶 欲除去硝酸钠溶液中少量的氯化钠 可利用二者的溶解度不 同 降低溶液温度 使硝酸钠结晶析出 得到硝酸钠纯晶 7 分馏蒸馏法 欲除去乙醚中少量的酒精 可采用多次蒸馏的方法 8 分液法 欲将密度不同且又互不相溶的液体混合物分离 可采用此法 如将苯和水分离 9 渗析法 欲除去胶体中的离子 可采用此法 如除去氢氧化铁胶体中的氯离子 10 综合法 欲除去某物质中的杂质 可采用以上各种方法或多种方法综合运用 四 气体的净化 干燥四 气体的净化 干燥 1 杂质产生原因 反应过程中有挥发性物质 如用盐酸制取的气体中一般有 HCl 从 溶液中冒出的气体中含有水气 副反应或杂质参加反就引起 如制乙烯时含 SO2 乙炔 中的 H2S 等 2 气体的净化剂的选择 选择气体吸收剂的依据 气体的性质和杂质的性质的差异 主要考虑的是吸收效果 而不是现象 选择一种与杂质反应快而且反应完全的除杂剂 一般情况下 易溶于水的气体杂质可用水来吸收 酸性杂质可用碱性物质吸收 碱性杂质可用酸性物质吸收 水分可用干燥剂来吸收 能与杂质反应生成沉淀 或 可溶物 的物质也可作为吸收剂 选用吸收剂的原则 只能吸收气体中的杂质 而不能与被提纯的气体反应 不能 引入新的杂质 在密闭装置中进行 要保持装置气体畅通 3 气体干燥剂的类型及选择 常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类 酸性干燥剂 如浓硫酸 五氧化二磷 硅胶 酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的 气体 如 CO2 SO2 NO2 HCI H2 Cl2 O2 CH4等气体 碱性干燥剂 如生石灰 碱石灰 固体 NaOH 碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中 性的气体 如 NH3 H2 O2 CH4等气体 中性干燥剂 如无水氯化钙等 可以干燥中性 酸性气体 如 O2 H2 CH4等 在选用干燥剂时 显碱性的气体不能选用酸性干燥剂 显酸性的气体不能选用碱性干燥剂 有还原性的气体不能选用有氧化性的干燥剂 能与气体反应的物质不能选作干燥剂 如不 能用 CaCI2来干燥 NH3 因生成 CaCl2 8NH3 不能用浓 H2SO4干燥 NH3 H2S HBr HI 等 练习题练习题 一 选择题 1 下列各选项中的杂质 欲用括号内物质除去 其中能达到目的的是 A CO 中混有少量 CO2 澄清石灰水 B CO2中混有少量氯化氢气体 NaOH 溶液 C O2中混有少量 H2 灼热氧化铜 D N2中混有少量 O2 白磷 2 提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液 可以使用的方法为 A 加入过量碳酸钠溶液 过滤 除去沉淀 溶液中补加适量硝酸 B 加入过量硫酸钾溶液 过滤 除去沉淀 溶液中补加适量硝酸 C 加入过量硫酸钠溶液 过滤 除去沉淀 溶液中补加适量硝酸 D 加入过量碳酸钾溶液 过滤 除去沉淀 溶液中补加适量硝酸 3 下列操作中错误的是 A 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入乙醇和浓硫酸 使乙酸全部转化为乙酸乙酯 B 除去苯中的少量苯酚 加入 NaOH 溶液 振荡 静置分层后 除去水层 C 除去 CO2中的少量 S02 通过盛有饱和 NaHCO3溶液的洗气瓶 D 提取溶解在水中的少量碘 加入 CCl4 振荡 静置分层后 取出有机层再分离 4 某溶液含有较多的 Na2SO4和少量的 Fe2 SO4 3若用该溶液制取芒硝 可供选择的操 作有 加适量珥 H2SO4溶液 加金属 Na 结晶 加过量 Na0H 溶液 加强热脱结晶 水 过滤 正确的操作步骤是 A B C D 5 为实现中国 2000 年消除碘缺乏病的目标 卫生部规定食盐必须加碘 其中的碘以碘酸 钾 KIO3 形式存在 巳知在溶液中 I03 可和 I 发生反应 I03 5I 6H 3I2 3H20 根据此反 应 可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验 证明在食盐中存在 I03 可供选用的 物质有 自来水 蓝色石蕊试纸 碘化钾淀粉试纸 淀粉 食糖 食醋 白酒 进行上述实验时必须使用的物质是 A B C D 6 下列各组溶液 不用其它试剂 就可以将它们区别开的是 A 盐酸 氢氧化钠 碳酸钠 硫酸钠 B 盐酸 硝酸铵 氢氯化钠 硝酸钠 C 氢氧化钠 硝酸镁 碳酸钠 硫酸氢钠 D 氯化钡 硫酸钠 氯化钙 硝酸钙 7 只用胶头滴管和试管 不用其他试剂就可以区别的下列溶液 浓度均为 0 1mol L 1 是 A CaCl2和 Na2CO3 B 稀 H2SO4 和 Na2CO3 C Ba OH 2 和 NaHCO3 D NaA102 和盐酸 8 下列每组各有三对物质 它们都能用分液漏斗分离的是 乙酸乙酯和水 酒精和水 苯酚和水 二溴乙烷和水 溴苯和水 硝基苯和水 甘油和水 乙醛和水 乙酸和乙醇 油酸和水 甲苯和水 乙烷和水 A B C D 9 为了除去 C02 中的 02 S02 H20 g 等杂质 可用 NaHC03 饱和溶液 浓硫酸 加 热的铜网 通过以上试剂顺序净化效果最好的是 A B C D 10 下列物质中的杂质 括号内为杂质 不能用加热法直接除去的是 A Fe 粉 硫粉 B Na2C03粉末 NaHC03 C NaCl 碘 D KMnO4 Mn02 11 利用下述方法除去氮气中所含的杂质 HCl H2 H2S 以得到干燥纯净氮气 在下列各 步中应采用的正确顺序是 通过装有变色硅胶的干燥管 通过氢氧化钠溶液 通过加热的氧化铜 A B C D 12 关于粗盐提纯的下列说法正确的是 A 溶解粗盐时 应尽量使溶液稀些 防止食盐不全溶解 B 滤去不溶性杂质以后 将滤液移至坩埚内加热浓缩 C 当蒸发到剩有少量液体时 停止加热 利用余热将液体蒸干 D 将制得的晶体转移到新制过滤器中用大量水进行洗涤 13 只用水就能鉴别的一组物质是 A 乙醛 乙二酸 硝基苯 B 乙醇 乙醛 乙酸 C 苯 乙酸 四氯化碳 D 苯酚 乙醇 甘油 14 下列实验操作中错误的是 A 分液时 分液漏斗中下层液体从下口放出 上层液体从上口倒出 B 蒸馏时 温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口 C 滴定时 左手控制滴定管活塞 右手握持锥形瓶 边滴边振荡 眼睛注视滴定管中的 液面 D 称量时 称量物放在称量纸上 置于托盘天平的左盘 砝码放在称量纸上置于托盘天 平的右盘中 15 常温下 下列各组物质不能用一种试剂通过化学反应区别的是 A MnO2 CuO FeO B NH4 2SO4 K2SO4 NH4CI C AgNO3 KNO3 Na2CO3 D Na2CO3 NaHCO3 K2CO3 16 为确定下列置于空气中的物质是否变质 所选检验试剂 括号内物质 不能达到目的 的是 A Na2SO3溶液 BaCI2 B FeCI2溶液 KSCN C KI 淀粉溶液 D HCHO 溶液 石蕊试液 17 仅用一种试剂鉴别如下物质 苯 CCl4 Nal 溶液 NaCl 溶液 Na2SO3溶液 下列试 剂中不能选用的是 A 溴水 B FeCl3溶液 C 酸性 KMnO4 溶液 D AgNO3溶液 18 工业上制备纯净的氯化锌时 将含杂质的氧化锌溶于过量的盐酸 为了除去氯化铁杂 质需调节溶液的 PH 值到 4 应加入试剂 A 氢氧化钠 B 氨水 C 氧化锌 D 氯化锌 E 碳酸锌 二 实验题 1 某学生用下图的装置通过实验除去 N2中的 02 CO2 H2S 等气体杂质 制得干燥纯净 的 N2 请回答 1 分别指出 A B C D 4 个装置中应加入的试剂及所要除去的杂质 A B C D 2 A B 两装置里所用试剂有多种选择和组合 请再举一例 并简要说明其原理 能用 化学方程式说明的要写化学方程式 答案 1 A 酸性 KMnO4溶液 除 H2S C2H2 B NaOH 溶液 除 CO2C 浓 H2SO4 除 水气 D 铜网 除 O2 2 A 中可盛 Br2水 C2H2 2Br2 CHBr2 CHBr2H2S Br2 S 2HBr B 中盛饱和 Na2CO3溶液 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 2 实验室配制氯化钠溶液 但氯化钠晶体里混入了少量硫酸钠和碳酸氢铵 设计一组实验 配制不含杂质的氯化钠溶液 3 海水是取之不尽的化工原料资源 从海水中可提取各种化工原料 下图是工业上对海 水的几项综合利用的示意图 试回答下列问题 粗盐中含有 Ca2 Mg2 SO42 等杂质 精制时所用试剂为 A 盐酸 B BaCl2溶液 C NaOH 溶液 D Na2CO3溶液 加入试剂的顺序是 电解饱和食盐水时 与电源正极相连的电极上发生的反应为 与电源负极线连的电极附近溶液 pH 变大 不变 变小 若 1mol 电子的电量为 96500C 则用电流强度为 100A 的稳恒电流持续电解 3 分 13 秒 则在两极上共可收集到气 体 mL S T P 若保证电解后饱和食盐水的浓度不变 则可采取的方法是 由 MgCl2 6H2O 晶体脱水制无水 MgCl2时 MgCl2 6H2O 晶体在 气氛中加热脱水 该 气体的作用是 电解无水 MgCl2所得的镁蒸气可以在下列 气体中冷却 A H2 B N2 C CO2 D O2 4 实验室用纯净 干燥的氢气还原氧化铜 实验装置有下列 A B C D 四部分组成 回答下列问题 根据上述实验要求 将各实验装置按从左到右的顺序用序号连接起来 指出 A B 装置在实验中的作用 A B 实验完毕后 加热和通入氢气同时停止 等试管冷却后得到固体的质量与理论上所得铜的 质量相比较 将会 偏大 偏小或不变 课后作业课后作业 1 下列有关实验原理或实验操作正确的是 A 用水湿润的 pH 试纸测量某溶液的 pH B 用量筒量取 20 mL0 5000 mol L 1 H2SO4 溶液于烧杯中 加水 80mL 配制成 0 1000 mol L 1H2SO4溶液 C 实验室用图 2 所示装置制取少量氨气 D 实验室用图 3 所示装置除去 Cl2中的少量 HCl 2 下列有关实验原理 方法和结论都正确的是 A 向饱和 FeCl3 溶液中滴加过量氨水 可制取 Fe OH 3 胶体 B 取少量溶液 X 向其中加入适量新制氨水 再加几滴 KSCN 溶液 溶液变红 说明 X 溶液 中一定含有 Fe2 C 室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量 NaOH 溶液 振荡 静置后分液 可除去苯 中少量苯酚 D 已知 I3 I2 I 向盛有 KI3溶液的试管中加入适量 CCl4 振荡静置后 CCl4层显紫 色 说明 KI3在 CCl4中的溶解度比在水中的大 3 下列说法不正确的是 A 变色硅胶干燥剂含有 CoCl2 干燥剂呈蓝色时 表示不具有吸水干燥功能 B 硝基苯制备 实验中 将温度计插入水浴 但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触 C 中和滴定 实验中 容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用 滴定管和移液管用蒸 馏水洗净后 必须干燥或润洗后方可使用 D 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 4 下列有关实验操作 现象和解释或结论都正确的是 选项实验操作现象解释或结论 A 过量的 Fe 粉中加入稀 HNO3 充分反应后 滴入 KSCN 溶液 溶液呈红色 稀 HNO3将 Fe 氧化为 Fe3 BAgl 沉淀中滴入稀 KCl 溶液有白色沉淀出现AgCl 比 Agl 更难溶 CAl 箔插入稀 HNO3中无现象 Al 箔表面被 HNO3氧 化 形成致密的氧化膜 D 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色 石蕊试纸上 试纸变蓝色浓氨水呈碱性 5 下列实验现象预测正确的是 A 实验 I 振荡后静置 上层溶液颜色保持不变 浓 H2SO4 B 实验 II 酸性 KMnO4 溶液中出现气泡 且颜色逐渐褪去 C 实验 III 微热稀 HNO3 片刻 溶液中有气泡产生 广口瓶内始终保持无色 D 实验 IV 继续煮沸溶液至红褐色 停止加热 当光束通过体系时可产生丁达尔效应 6 向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作 结论正确的是 操作现象结论 A滴加 BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有 SO42 B滴加氯水和 CCl4 振荡 静置 下层溶液显紫 色 原溶液中有 I C用洁净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色 原溶液中有 Na 无 K D 滴加稀 NaOH 溶液 将湿润红色石蕊试纸置于 试管口 试纸不变蓝原溶液中无 NH4 7 在实验室进行下列实验 括号内的实验用品都能用到的是 A 硫酸铜晶体里结晶水含量的测定 坩埚 温度计 硫酸铜晶体 B 蛋白质的盐析 试管 醋酸铅溶液 鸡蛋白溶液 C 钠的焰色反应 铂丝 氯化钠溶液 稀盐酸 D 肥皂的制取 蒸发皿 玻璃棒 甘油 8 不能鉴别 AgNO3 BaCl2 K2SO3和 Mg NO3 2四种溶液 不考虑他们间的相互反应 的试剂组是 A 盐酸 硫酸 B 盐酸 氢氧化钠溶液 C 氨水 硫酸 D 氨水 氢氧化钠溶液 9 下列实验 操作和现象 与 结论 对应关系正确的是 操作和现象结论 A 向装有 Fe NO3 2溶液的试管中加入稀 H2SO4 在 管口观察到红棕色气体 HNO3分解生成了 NO2 B 向淀粉溶液中加入稀 H2SO4 加热几分钟 冷却 后再加入新制 Cu OH 2浊液 加热 没有红色沉淀生 成 淀粉没有水解成葡萄糖 C 向无水乙醇中加入浓 H2SO4 加热至 170 产生 的气体通入酸性 KMnO4溶液 红色褪去 使溶液褪色的气体是乙烯 D向饱和 Na2CO3中通入足量 CO2 溶液变浑浊 析出了 NaHCO3 10 草酸晶体 H2C2O4 2H2O 100 开始失水 101 5 熔化 150 左右分解产生 H2O CO 和 CO2 用加热草酸晶体的方法获取某些气体 应该选择的气体发生装置是 图中加热装 置已略去 11 高氯酸铵 NH4ClO4 是复合火箭推进剂的重要成分 实验室可通过下列反应制取 1 若 NH4Cl 用氨气和浓盐酸代替 上述反应不需要外界供热就能进行 其原因是 2 反应得到的混合溶液中 NH4ClO4和 NaCl 的质量分数分别为 0 30 和 0 l5 相关 物质的溶解度曲线见图 9 从混合溶液中获得较多 NH4ClO4晶体的实验操作依次为 填操 作名称 干燥 3 样品中 NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定 蒸馏装置如图 10 所示 加热和仪 器固定装置已略去 实验步骤如下 步骤 1 按图 10 所示组装仪器 检查装置气密性 步骤 2 准确称取样品 a g 约 0 5g 于蒸馏烧瓶中 加入约 150mL 水溶解 步骤 3 准确量取 40 00mL 约 0 1 mol L 1H2SO4 溶解于锥形瓶中 步骤 4 经滴液漏斗向蒸馏瓶中加入 20mL3 mol L 1NaOH 溶液 步骤 5 加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约 100mL 溶液 步骤 6 用新煮沸过的水冲洗冷凝装置 2 3 次 洗涤液并入锥形瓶中 步骤 7 向锥形瓶中加入酸碱指示剂 用 c mol L 1NaOH 标准溶液滴定至终点 消耗 NaOH 标准溶液 V1mL 步骤 8 将实验步骤 1 7 重复 2 次 步骤 3 中 准确量取 40 00mlH2SO4 溶液的玻璃仪器是 步骤 1 7 中确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验是 填写步骤号 为获得样品中 NH4ClO4 的含量 还需补充的实验是 12 二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂 可由二苯基羟乙酮氧化制得 反应 的化学方程式及装置图 部分装置省略 如下 2FeCl3 2FeCl2 2HCl C O CH OH C O C O 在反应装置中 加入原料及溶剂 搅拌下加热回流 反应结束后加热煮沸 冷却后即 有二苯基乙二酮粗产品析出 用 70 乙醇水溶液重结晶提纯 重结晶过程 加热溶解 活性炭脱色 趁热过滤 冷却结晶 抽滤 洗涤 干燥 请回答下列问题 1 写出装置图中玻璃仪器的名称 a b 2 趁热过滤后 滤液冷却结晶 一般情况下 下列哪些因素有利于得到较大的晶体 A 缓慢冷却溶液 B 溶液浓度较高 C 溶质溶解度较小D 缓慢蒸发溶剂 如果溶