(精华)高中化学：物质的分离、提纯与检验

物质的分离、纯化和检查试验点1物质的分离纯化a .热饱和溶液冷却后溶质作为结晶析出的过程称为结晶。b .再结晶是将结晶溶解在溶剂中或熔融后，再次从溶液或溶液中结晶化的过程。 也称为再结晶。 再结晶会纯化不纯物质，或分离混合的盐类。【案例研究】1.(2011安徽高考27)MnO2是重要的无机功能材料，粗MnO2的纯化是工业生产的重要环节。 某研究性学习小组设计了将粗MnO2(包含很多MnO和MnCO3 )样品转换为纯MnO2的实验，其流程如下(1)第步骤稀释H2SO4的话，粗MnO2样品中的(写入化学式)会转化成可溶性物质。(2)第阶跃反应的离子方程式ClO3- =MnO2 Cl2。(3)第步骤蒸发操作所必须的机器是铁架台(铁圈)、蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH的话，必须含有(写化学式)。(4)粗MnO2样品的质量为12.69g，段的反应后，过滤得到8.7g的MnO2，收集0.224l的co2 (标准状况)时，段的反应至少需要mol NaClO3【解析】本问题综合考察了MnO2纯化常见的基本实验操作、氧化还原方程的分配、产物的判断和计算。(1)由于MnO2不溶于硫酸，加入稀硫酸时，试样中的MnO和MnCO3分别与硫酸反应生成可溶性的MnSO4，因此粗MnO2试样中的MnO和MnCO3转化为可溶性物质(2)MnSO4要转变成MnO2，就需要失去电子，因此，必须加入NaClO3制成氧化剂，通过损耗电子保存就能分配，因此，反应的化学方程式为：5mnso4- naclo3- 4h2o=5MnO2Cl2na2so4- 4h2so 4(3)第蒸发，所以必要的机器是铁架台(铁圈)、酒精灯、蒸发盘、作为玻璃棒的Cl2在流过热的NaOH溶液中一定会发生氧化还原反应，氯气是氧化剂和还原剂两者，NaClO3是氧化物，所以一定有还原物NaCl(4)根据问题，样品中的MnO和MnCO3的质量为12.69g-8.7 g=3.99g。 由方程式H2SO4 MnCO3=MnSO4 H2O CO2可知，MnCO3的物质的量为0.01mol，质量为115g/mol0.01mol=1.15g，因此，MnO的质量为3.99g-1.15g=2.84g， 根据该物质的量与稀硫酸反应时生成MnSO4的物质的量为0.05mol的方程式5 mnso 42 naclo34h2o=5MnO2Cl2na2so44h2so 4，可以计算出需要naclo3的物质的量为0.02mol。(1) PS和PS O3；(2)5mn22clo3 4h2o=5mno2 cl2 8h；(3)酒精灯、蒸发盘、玻璃棒NaCl；(4) 0.02摩尔。2 .草酸铁酸钾结晶(K3Fe(C2O4)3xH2O )是感光材料，在110下完全失去结晶水. 为了测定该结晶中铁的含量和结晶水的含量，一个实验组进行了如下实验(1)铁含量的测定步骤1 :称量5.00g三草酸铁酸钾结晶，制备250ml溶液。步骤2 :将25.00ml的调制溶液放入玉米瓶中，氧化稀H2SO4，在滴加KMnO4溶液直到草酸根正好变成二氧化碳的同时，MnO4-被还原成Mn2。 在反应后的溶液中加入小匙锌粉，加热到黄色就会马上消失，过滤、清洗，将过滤和清洗得到的溶液收集到玉米瓶中，溶液仍然是酸性的。用步骤0.010mol/L KMnO4溶液将步骤2中得到的溶液滴定至终点，消耗20.02 ml kmno 4溶液，还原成滴定中的MnO4-、Mn2。重复步骤2、步骤3的操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.98ml请回答下面的问题调制草酸铁酸钾溶液的操作步骤是称量、_ _ _ _、转移、洗涤、转移、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ u加入锌粉的目的是。在步骤3中写出反应的离子方程式。通过实验测定该结晶中的铁的质量分率，结果为 步骤2中，如果加入的KMnO4的溶液量不足，测定的铁的含量为_。 (选择填写“低”、“高”、“不变”)(2)结晶水的测定清洗坩埚，干燥到恒重，在记录品质的坩埚中加入仔细研究过的草酸铁酸钾结晶，称量后加热到记录品质的110，恒温一定时间，在空气中冷却，称量后计算记录品质的结晶水的含量。 请改正实验中的两处错误。【解析】主题主要考察了一定物质的量浓度的调制、中和滴定、误差分析、实验操作以及相关计算。 配置溶液物质浓度的溶液时，必须经过称量溶解液，使振动稳定等步骤在步骤2中滴加KMnO4溶液直到草酸根正好氧化成二氧化碳的反应方程式如下5C2O42- 2MnO4- 16H=2Mn2 10CO2 8H2O加入小匙锌粉，加热到黄色就会消失，发现加入锌粉的目的是把Fe3还原成Fe2根据工序3中的离子反应，n (Fe )=5n (MnO4- )=50.01 moll-110-310=1. 010-3 mol、m (Fe )=56 gmol-11.010-3 mol=5. 6010-3 g； 结晶中铁的质量分数=100%=11.2%；工序2中滴下酸性高锰酸钾溶液不足时，草酸根的一部分不被氧化，工序3中消耗的酸性高锰酸钾溶液的量变大，计算铁的量变多，含量变高加热后的结晶用干燥器冷却，不再吸收空气中的水分，另外，加热时至少称量2次质量差，直到2次为止，称量质量差不超过0.1 g(1)溶解定容将Fe3还原为Fe25fe2 mno4- 8h=5fe3mn24h2o11.20%或0.112较高(2)加热后用干燥器冷却，多次加热装有样品的坩埚，用干燥器冷却，称量并记录到称量质量几乎相等。3. CaCO3广泛存在于自然界中，是重要的化工原料。 大理石的主要成分是CaCO3，还有少量的含硫化合物。 实验室使大理石和稀盐酸反应，调制CO2气体。 以下装置可用于CO2气体的精制和干燥。完成以下输入。1 )用浓盐酸调制1:1 (体积比)的稀盐酸(约6 mol.L-1 )，应选定的机器为。a .烧杯b .玻璃棒c .量筒d .容量瓶2 )在上述装置中，a是溶液，NaHCO3溶液可以吸收。3 )上述装置中，b物质为。4 )一次性饭盒中石蜡(高级石蜡)和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤如下剪切、称量浸渍溶解过滤残渣干燥冷却、称量恒重为了溶出石蜡和碳酸钙应该选择的试剂是。a .氯化钠溶液b .稀乙酸c .稀硫酸正己烷5 )溶出量测定实验中，为了得到石蜡和碳酸钙的最大溶出量，首先溶出后再溶出。6 )上述测量实验显示，连续样品是恒重的。(1)abc 2)CuSO4溶液或酸性KMnO4溶液； 吸收HCl气体，或吸收酸性气体3 )无水CaCl2； 低4)bd； 5 )石蜡； CaCO3； 6 )称量2次的结果为0.001g以下。(1)调制一定体积比的溶液时，选定烧杯、玻璃棒、量筒2 )根据实验中使用的药品，根据制造的气体中可能含有H2S、HCl、水蒸气的去除噪声的要求，去除H2S的是CuSO4溶液或酸性KMnO4 反应方程式为h2scuso4=cush2so4、5 h2s7 h2so 4k MnO4=4k 2so4H2O 8mn so 4的碳酸氢钠溶液用于吸收HCl气体或吸收酸性气体； 3)B物质用于干燥得到的CO2，可以选择无水CaCl2 )根据实验顺序，为了溶出碳酸钙，可以选择稀乙酸溶出碳酸钙、正己烷溶出石蜡(类似相容性)5)乙酸中的乙酸也是有机物一般在溶出石蜡后溶出CaCO3)称量时，2次称量的结果不超过0.001g (或不低于)时，表示达到常数重。4 .聚硫酸铁也称为聚铁，化学式为Fe2(OH)(SO4)3-0.5mm，广泛用于污水处理。 实验室利用硫酸厂的炉渣(主要成分为铁的氧化物和少量的FeS、SiO2等)制造聚铁和矾石(FeSO47H2O )的过程如下收集铁矾土类烤豆渣充分量O2H2SO4溶液固体W(S、SiO2等)调节pH值溶液z7080聚铁胶体溶液x溶液y(1)验证固体w烧成后产生的气体中含有SO2的方法是。(2)实验室建立，收集干燥的SO2，必要的机器如下。 装置a产生SO2，将各设备的接口沿气流方向连接，顺序为a，装置d的作用是装置e的NaOH溶液的作用。Abd PS甲组联赛CBD PS浓硫酸NaOH溶液(3)制备矾土时，向溶液x中加入过剩_，使其充分反应后，用_操作得到溶液y，用浓缩、结晶化等工序得到矾土。(4)溶液z的pH值影响聚铁中铁的质量分数，用pH试验纸测定溶液的pH值的操作方法是. 溶液z的pH值小时，聚铁中的铁的质量分数就变得答案： (1)在品红色溶液中流动气体，使溶液退色，加热恢复原色(合理得分)。(2)decb，防止反吸引，吸收多馀的SO2(3)铁屑过滤(4)将小片的pH试纸放在点滴板(或表面盘)上，在玻璃棒上涂上少量的测定液，放在试纸上，与标准比色卡对照低(小)5 .请选择以下装置，设计一个电解饱和盐水，测量电解产生的氢气体积(60 mL左右)，检查氯气氧化性的实验。(1)请从上图所示的装置中选择几个必要的装置，试着进行配套。 这些设备接口的顺序是从左到右按顺序排列的.顺序是从左到右。(2)连接电路时，碳棒连接到电源的极，电极反应是电解总反应的化学方程式是。(3)检验氯气氧化性的装置是_ (填充编号)，引起反应的离子方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _AD，AD，AD(4)安装了人的u字管的饱和食盐水为50 mL，氢发生体积为56.0 mL (标准情况)时停止电解，将u字管中的溶液均匀混合后(假设电解前后的溶液体积不变化)，溶液的PH=_回答： (1)hfgabdec(2)正2cl- 2e-Cl22 NaCl2H2O2NaOH 2Cl2(3)C 2I Cl2- 2Cl- I2溶液无色变色为蓝色(4) 13n (H2 )=0.0025摩尔(oh-)=0.005摩尔(在碱性的情况下，PH=14 lg(c(OH-) ) )； 关于酸性，PH=lg(c(H ) ) )6 .将Zn粒投入CuSO4溶液中时，经常观察到锌粒表面生成黑色粉末，出现少量气泡的现象。 某化学组同学探讨黑色粉状物的组成，进行以下估计，设计了验证该估计准确性的实验。 请填写以下空白栏。(1)甲先生把粉状物考虑为Cu，新制成的铜粉脱落、湿，因此看上去很黑。 我会选择他的判断是否正确。(2)乙先生认为黑色粉状物是CuO。 原因可能是(用离子方程式和化学方程式回答)。(3)丙先生认为黑色粉状物中含有Cu、CuO、Zn。 请完成向黑粉中加入过剩的量，使混合物充分反应的探索过程。 如果Zn得到证明，CuO得到证明，则证明Cu存在。答案(十二分) (一)错了(2)Cu2 H2OCu(OH)2 H Cu(OH)2=CuO H2O(3)稀盐酸气泡产生溶液逐渐变成蓝色，残留有红色的固体7 .某些无色溶液由Na、Ag、Ba2、Al3、AlO2-、MnO4-、CO32-、SO42