物质的制备提取及分离

1、专题训练 物质的制备、提取及分离1. 根据侯德榜制碱法原理并参考下表的数据，实验室制备纯碱Na2CO3的主要步骤是：将配制好的饱和NaCl溶液倒入烧杯中加热，控制温度在3035，搅拌下分批加入研细的NH4HCO3固体，加料完毕后，继续保温30分钟，静置、过滤得NaHCO3晶体。用少量蒸馏水洗涤除去杂质，抽干后，转入蒸发皿中，灼烧2小时，制得Na2CO3固体。四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表温度溶解度盐0102030405060100NaCl35.735.836.036.336.637.037.339.8NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.19.61

2、1.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.377.335NH4HCO3会有分解请回答：（1）反应温度控制在3035，是因为若高于35，则 ，若低于30，则 ；为控制此温度范围，采取的加热方法为 。（2）加料完毕后，继续保温30分钟，目的是 。静置后只析出NaHCO3晶体的原因是 。用蒸馏水洗涤NaHCO3晶体的目的是除去 杂质（以化学式表示）。（3）过滤所得的母液中含有 （以化学式表示），需加入 ，并作进一步处理，使NaCl溶液循环使用，同时可回收NH4Cl。（4）测试纯碱产品中NaHCO3含量的方法是：准确称取纯碱样品W g，放入锥形瓶中加

3、蒸馏水溶解，加12滴酚酞指示剂，用物质的量浓度为c(mol/L)的HCl溶液滴定至溶液由红色到无色（指示CO32HHCO3反应的终点），所用HCl溶液体积为V1 mL，再加12滴甲基橙指示剂，继续用HCl溶液滴定至溶液由黄变橙，所用HCl溶液总体积为V2 mL。写出纯碱样品中NaHCO3质量分数的计算式：NaHCO3（） 电解提纯CaCl2石灰水Cl2H2SO4海水苦卤（2、2、等）粗盐溶液H2、Cl2、NaOHCa2+、Mg2+等2CaSO4Mg2+等Mg(OH)22.（2007山东卷）工业上对海水资源综合开发利用的部分工艺流程如下图所示。 (1)电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽。

4、离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是。电解槽中的阳极材料为。（2）本工艺流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的顺序制备？ ，原因是 。（3）溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳与水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工艺中却不用四氯化碳，原因是。3.海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的流程图如下。海水晒盐分离粗盐卤水饱和食盐水各种产品MgCl2Mg(OH)2Mg精制（1）用NaCl做原料可以得到多种产品。 工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是_。 实验室用惰性电极电解100 mL0.1 mol/LNaCl溶液，若阴阳两极均得

5、到112 mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为_（忽略反应前后溶液的体积变化）。 电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：_。（2）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl2粗产品。物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)32.73.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8Mg(OH)29.611.1 粗产品的溶液中含有Na+、Fe2+、Fe3+和Mn2+，需将Fe2+、Fe3+、Mn2+转化为沉淀除去。Fe(OH)2呈絮状，常将其转化为Fe(OH)3而除去（生成氢氧化物沉淀的pH见表）。若

6、只加一种上述（1）中得到的产品，该物质的化学式为_，控制溶液的pH为_。 在家用电热水器不锈钢内胆表面镶嵌镁棒，利用电化学原理来防止内胆腐蚀，写出正极的电极反应式：_。4.（四川卷）(18分)海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：请填写下列空白：(1)步骤灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是 （从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。A.烧杯 B.坩埚 C.表面皿 D.泥三角 E.酒精灯 F.干燥器(2)步骤的实验操作名称是 ;步骤的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是 。(3)步骤反应的离子方程式

7、是 。(4)步骤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是 。(5)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法： 。5. 工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如下：某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验（所有橡胶制品均已被保护，夹持装置已略去）：（1）A装置中通入a气体的目的是（用离子方程式表示） 。（2）A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通热空气。通入热空气的目的是 。（3）反应过程中，B装置中有生成。检验的方法是 。（4）C装置的作用是 。（5）该小组同学向反应后B装置的溶液中通入氯气，充分反应得到混合液。 一位同学根据溴的沸点是59，提出采用 方法从该混合液中

8、分离出溴单质。 另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，这种方法是 。（6）某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是：取出少量溶液，先加入新制氯水，再加入KI淀粉溶液。该方案是否合理并简述理由： 。6. 某工厂pH=3的废水中含有较多量的Fe2+和SO42-，还含有少量的Ag+和Al3+。利用该厂废水和生锈的废铁屑回收Ag和FeSO47H2O晶体。（1）除去废铁屑中的油污应选择的试剂是 废液滤液I固体过量废铁屑过滤滤液IIAg过滤过量稀硫酸（2）由废液回收银的过程如下：废液中加入过量废铁屑的目的是 ；其中发生了 个化学反应；分别写出一个属于氧化还原反应

9、和非氧化还原反应的离子方程式： ； （3）已知：FeSO4和Al2(SO4)3在水中的溶解度温度/0102030405015.620.526.532.940.248.631.233.536.440.445.752.2将滤液I和滤液II合并，加入少量稀硫酸酸化。请你参考表中数据简述用合并的滤液制取FeSO47H2O晶体的实验操作过程： 7. 硫酸亚铁（FeSO47H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO47H2O晶体：将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤23遍；向洗涤过的废铁屑加入

10、过量的稀硫酸，控制温度5080之间至铁屑耗尽；趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水23次，再用滤纸将晶体吸干；将制得的FeSO47H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。请回答下列问题：（1）实验步骤的目的是_，加热的作用是_。（2）实验步骤明显不合理，理由是_。（3）实验步骤中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_；_。（4）经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO47H2O、FeSO44H2O和FeSO4H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在56.7、64温度下可同时析出两种晶体）。温度/01

11、0305056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.633.030.527.0析出晶体FeSO47H2OFeSO44H2OFeSO4H2O请根据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO44H2O晶体，应控制的结晶温度（t）的范围为_。8. 聚合硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁，为控制水解时Fe3的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3必须先还原为Fe3。实验步骤如下：（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有 。（a） 容

12、量瓶 （b） 烧杯 （c） 烧瓶（2）步骤II取样分析溶液中的Fe2 、Fe3 的含量，目的是 。（a） 控制溶液中Fe2与Fe3 含量比 （b） 确定下一步还原所需铁的量（c） 确定氧化Fe2所需NaClO3的量 （d） 确保铁的氧化物酸溶完全（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：6FeSO4NaClO33H2SO43Fe2(SO4)3NaCl3H2O若改用HNO3氧化，则反应方程式如下：6FeSO42HNO33H2SO43Fe2(SO4)3NO4H2O已知1mol HNO3价格0.16元、1mol NaClO3价格0.45元，评价用HNO3代替NaClO3作氧化剂的利弊，利是 ，弊是

13、。聚合硫酸铁溶液中SO42与Fe3 物质的量之比不是32。根据下列供选择的试剂和基本操作，测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42与Fe3物质的量之比 。（4）测定时所需的试剂 。（a） NaOH （b） FeSO4 （c） BaCl2 （d） NaClO3（5）需要测定和的质量（填写化合物的化学式） 。（6）选出测定过程中所需的基本操作（按操作先后顺序列出）。（a） 萃取、分液 （b） 过滤、洗涤 （c） 蒸发、结晶（d） 冷却、称量 （e） 烘干或灼烧9.（2007全国高考广东卷）24（10分）二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰

14、矿的主要成分为MnO2，还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.00.422.577（1）硫酸亚铁在酸性条件下将MnO2还原为MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 。（2）滤渣A的主要成分是 。（3）加入MnS的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中，MnO2参与的电极反应方程

15、式为 。（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种）。过滤、热水洗涤锂辉石研磨浸出过滤滤液1滤渣1过滤滤液2滤渣2Li2CO3粗品93% 98 % 硫酸250 300石灰乳调pH至11饱和Na2CO3溶液Na2CO3溶液250 3009. 工业上以锂辉石（Li2OA12O34SiO2，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：已知： Li2OAl2O34SiO2 +H2SO4（浓） Li2SO4+Al2O34SiO2H2O 某些物质的溶解度（S）如下表所示。T/20406080S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85S(Li2SO4)/g34.23

16、2.831.930.7滤渣1（ ） （ ） II灼烧 IIIAl2O3（1）从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤中反应的离子方程式是_。（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_ _。（3）向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是 。（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。a将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。b电解后向LiOH溶液中加入过量NH

17、4HCO3溶液，过滤、烘干得高纯Li2CO3。 a中，阳极的电极反应式是_ _。 b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是_ _。10. 工业上可以利用氟硅酸、碳酸氢铵制备冰晶石（Na3AlF6），其工艺如下：请回答：（1）反应中生成的无色气体A是 ，滤液的溶质是 。（2）经测定NH4HCO3溶液呈中性，请分析原因（用离子方程式和文字表述说明理由） 。（3）经反应后，过滤得到的冰晶石（Na3AlF6）固体，该固体上附着有杂质，需要洗涤，请简述如何证明冰晶石固体已经洗涤干净 。 （4）温度和NH4HCO3浓度会影响反应的速率。现设计如下实验方案探究温度和NH4HCO3浓度对反应速率的影响。请在表

18、格空白处填写适当的反应条件。实验编号实验目的温度c （NH4HCO3）为以下实验作参照60c 1探究浓度对反应速率的影响c2探究温度对反应速率的影响80（5）下图是滤液中溶质质量分数随温度变化的曲线图：请分析t2时滤液溶质质量分数下降的原因 。1.（1）NH4HCO3分解 反应速率降低 水浴加热（2）使反应充分进行 NaHCO3的溶解度最小 NaCl NH4Cl NH4HCO3（3）NaHCO3 NaCl NH4Cl NH4HCO3 HCl（4）2.（1）阳离子（或）；钛（或石墨）（2）否。如果先沉淀Mg(OH)2，则沉淀中会夹杂有CaSO4沉淀，产品不纯。电解（3）四氯化碳萃取法工艺复杂、设

19、备投资大；经济效益低、环境污染严重。电解3.（1） 2NaCl=2Na+Cl2 （2分） 13 （2分） NaCl+H2O = NaClO+H2（3分） （2） NaClO（2分）；9.8（3分） O2+2H2O+4e = 4OH（2分）4. (1)BDE (2)过滤 蒸馏 (3)2I-+MnO2+4H+=Mn2+I2+2H2O(4)苯与水互不相溶;碘在苯中的溶解度比在水中大(5)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液;观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明还有单质碘)5（1） （2）吹出Br2 （3）取少量B装置中反应后的溶液，加入氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有（4）吸收未反应的Cl2、Br2和SO2 （5） 蒸馏 萃取 （6）不合理，因为过量的氯水也可使溶液变蓝 6.（1）热NaOH溶液（或热纯碱溶液）（2）将 Ag+全部转化为单质 Ag； 4； 氧化还原反应：Fe +2 Ag+ = Fe2+ +2 Ag 或Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 或 Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 非氧化还原反应：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (3) 加热蒸发滤液；冷却、结晶；过滤的晶体；洗