新高考化学人教版一轮复习课时分层训练第10章化学实验基础第2节物质的分离提纯和检验(含解析)

课时分层训练(三十一)物质的分别、提纯和检验A组专项基础达标(建议用时：30分钟)1．以下相关实验的操作或表达错误的选项是()A．分别Br2和苯的混杂物可用分液漏斗和烧杯进行分液B．考据Fe2(SO4)3溶液中含Fe2＋的方法是加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去C．向硫酸亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为血红色，说明溶质已变质D．提纯混有少量NaCl的KNO3的过程是：加热溶解→降温结晶→过滤→冲洗→干燥A[Br2与苯互溶不分层，不能够用分液法分别。]2．(2014·国卷Ⅰ节选全)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的选项是()B[蒸馏操作时，用直形冷凝管，温度计水银球放至蒸馏烧瓶支管口处。

]3．(2014

·庆高考重

)以下实验可实现鉴别目的的是

(

)A．用

KOH

溶液鉴别

SO3(g)和

SO2B．用湿润碘化钾淀粉试纸鉴别

Br2(g)和

NO2C．用CO2鉴别NaAlO2溶液和CH3COONa溶液D．用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液C[SO3和SO2都是酸性氧化物，都能与KOH溶液发生反应生成相应的含氧酸盐：SO32KOH===K2SO4＋H2O，SO2＋2KOH===K2SO3＋H2O，且都无明显现象，不能够实现鉴别目的，选项A不正确。Br2(g)和NO2都拥有较强的氧化性，都能将I－氧化为I2而使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，不能够实现鉴别目的，选项B不正确。NaAlO2溶液中通入CO2发生反应：2NaAlO2＋3H2O＋CO2===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，有白色积淀生成，CH3COONa溶液中通入CO2不发生反应，无明显现象，可实现鉴别目的，选项C正确。BaCl2溶液与AgNO3溶液可发生反应：Cl－＋Ag＋===AgCl↓，产生白色积淀，BaCl2溶液与K2SO4溶液可发生反应：Ba2＋2－D不正确。]＋SO4===BaSO4↓，也产生白色积淀，不能够实现鉴别目的，选项4．(2017·唐山模拟)实验室制备乙酸丁酯，反应温度要控制在115℃～125℃之间，其他相关数据以下表：物质乙酸1-丁醇乙酸丁酯98%浓硫酸沸点117.9℃117.2℃126.3℃338.0℃溶解性溶于水和有机溶剂溶于水和有机溶剂微溶于水，溶于有机与水混溶溶剂关于实验室制备乙酸丁酯的表达错误的选项是()．不能够边反应边蒸出乙酸丁酯的原因：乙酸丁酯的沸点高B．不用水浴加热的原因：乙酸丁酯的沸点高于100℃C．从反应后混杂物中分别出粗品的方法：用Na2CO3溶液冲洗后分液D．由粗品制优选需要进行的操作：加吸水剂、蒸馏B[不用水浴加热的原因不是因为乙酸丁酯的沸点高而是反应温度高于水的沸点。]5．(2017·洛阳统考)为提纯以下物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分别方法都正确的选项是()选项被提纯的物质(杂质)除杂试剂分别方法ANH3(H2O)碱石灰洗气BH2O(Br2)CCl4萃取、分液CKCl固体(I2)KOH溶液加热DMgCl2溶液(FeCl2)NaOH溶液过滤B[用碱石灰除去氨气中的水蒸气称为干燥，不能够称为洗气，A项错误；用四氯化碳作萃取剂，经过萃取、分液除去水中溶解的溴，B项正确；正确的做法是直接加热使I2挥发，C项错误；MgCl2和FeCl2的混杂液中加入NaOH溶液，Mg2＋和Fe2＋都生成积淀，D项错误。]－2－2－3＋－2＋＋6．某溶液中可能存在Br、CO3、SO3、Al、I、Mg、Na7种离子中的某几种。①向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，且有无色气泡冒出；②向所得橙色溶液中加入足量BaCl2溶液，无积淀生成；③向所得溶液中连续滴加淀粉溶液，溶液不变蓝色。据此能够判断，该溶液必然不存在的离子组是()A．Al3＋、Mg2＋、SO32－B．Mg2＋、CO32－、I－C．Al3＋、SO32－、I－D．Al3＋、Br－、SO32－A[依照①溶液中有Br－和CO32－，依照离子共存原则，不存在Al3＋、Mg2＋；依照②溶液中无2－；依照③不能够确定可否含有－，由于在①中氯水可能把－氧化成－SO3IIIO3，致使溶液不变蓝色。]7．(2017福·建一般高中质检)7瓶分别含有Ca2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Fe2＋、NH4＋、Na＋的溶液，只用一种试剂即可鉴别，该试剂是()A．KMnO4溶液B．KSCN溶液C．NaOH溶液D．氨水C[加入NaOH溶液后，产生红褐色积淀的含有Fe3＋；先产生白色积淀，后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的含有Fe2＋；先产生白色积淀，后白色积淀又消失的含有Al3＋；只产生白色积淀的含有Mg2＋；加热产生刺激性气味气体的含有NH4＋；加少量NaOH溶液时无明显现象，加大量时出现白色浑浊的含有Ca2＋；向来无明显现象的含有Na＋。不使用氨水鉴别，是由于Al3＋、Mg2＋与NH3·H2O反应的现象相同，无法差异。]8．某无色溶液中含有K＋、Cl－、OH－、SO32－、SO42－，为了检验除OH－外的其他所有阴离子，拟用盐酸、硝酸、硝酸银溶液、氢氧化钡溶液、溴水和酚酞六种试剂，设计以下实验步骤，并记录相关现象。以下相关结论错误的选项是

(

)A．试剂③是AgNO3溶液，试剂⑤是HNO3，现象1中白色积淀是

AgClB．现象3中白色积淀是BaSO4C．产生现象2的离子方程式：Br2＋2H2O＋SO2===4H＋＋2Br－＋SO24－D．试剂②是盐酸，试剂③是硝酸A[结合题图转变流程能够判断，试剂①是氢氧化钡溶液，其可使SO32－、SO42－与Cl－分别，则白色积淀A是硫酸钡和亚硫酸钡的混杂物；试剂②是盐酸，积淀B是硫酸钡，滴加试剂③(硝酸)，积淀不溶解。依照溶液褪色可知，试剂④是溴水，则试剂⑤是AgNO3溶液。]9．(2017武·汉模拟)某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适合水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按以下列图步骤进行操作。以下说法中正确的选项是()A．初步滤液的pH＝7B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液C．步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去2＋BaD．图示的步骤中必定要经过2次过滤操作[结合流程图可知，实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使SO24－、CO23－分别生成BaSO4、BaCO3积淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以2＋积淀后再向滤液中加入试剂Ⅲ(盐酸)，除去引入的Ba，过滤掉生成的BaCO3以除去引入的CO32－，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。初步时滤液中含有K2CO3，由于CO32－水解而使滤液显碱性，A项错误；试剂Ⅰ不能够为Ba(NO3)2溶液，否则会引入难以除去的NO3－，B项错误；图示中的2次过滤操作能够合并为1次，D项错误。]10．工业品MnCl2溶液中含有杂质，利用锰粉、草酸、硫酸锰分别除去Pb2＋、Ca2＋、Mg2＋制得纯净的MnCl2，工艺流程以下：回答以下问题：过滤所需的玻璃仪器主要有__________________________________，加热搅拌的作用是_______________________________。弃渣Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的主要成分分别为________、___________________、________。反应①的离子方程式为________________。利用草酸(H2C2O4，弱酸)除去Ca2＋的离子方程式为___________。加入氯化钡溶液主若是为了除去________，检验该离子可否除尽的方法为_____________________________________________。(5)已知MnCl2溶液呈弱酸性，操作X为________(填字母序号)。A．蒸发结晶B．降温结晶C．萃取分液D．蒸馏[解析](1)过滤所需的玻璃仪器主要有漏斗、烧杯、玻璃棒，加热搅拌的作用是加快反应速率。(2)依照题意，结合流程图知，弃渣Ⅰ为金属铅，锰与Pb2＋发生置换反应；弃渣Ⅱ为硫酸镁，弃渣Ⅲ为硫酸钡。草酸与Ca2＋反应生成草酸钙积淀，注意草酸为弱酸，不能够拆写成离子。加入BaCl2溶液主若是为了除去溶液中的SO24－。蒸发溶剂，使溶液由不饱和变为饱和，连续蒸发，节余的溶质就会呈晶体析出，叫蒸发结晶。MnCl2溶液呈弱酸性，是由于Mn2＋水解，不能够用蒸发结晶的方法，而用蒸发浓缩、冷却结晶(即降温结晶)的方法。萃取分液是分别互不相溶的液体混杂物。[答案](1)漏斗、烧杯、玻璃棒加快反应速率(2)铅(或Pb)硫酸镁(或MgSO4)硫酸钡(或BaSO4)Mn＋Pb2＋===Mn2＋＋Pb2＋＋(3)H2C2O4＋Ca===CaC2O4↓＋2H2－取少量上层澄清溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，如无积淀出现则说明2－(4)SO4SO4已除尽，反之则没有除尽(5)B11．现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含阴、阳离子互不一样样，分别含有五种阳离子Na＋、Al3＋、Mg2＋、Ba2＋、Fe3＋和五种阴离子Cl－、OH－、NO3－、CO32－、X中的一种。(1)某同学经过比较解析，认为无需检验即可判断其中必有的两种物质是________和________(填化学式)。(2)为了确定X，现将(1)中的两种物质记为A和B，含X的物质记为C，当C与B的溶液混杂时，产生红褐色积淀和无色无味的气体；当C与A的溶液混杂时产生棕黄色积淀，向该积淀中滴入稀硝酸积淀部分溶解，最后留有白色积淀不再溶解。则X为________(填字母序号)。2－2－A．SO3B．SO4C．CHCOO2－－(3)Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口周边有红棕色气体出现，则物质D必然含有上述离子中的________(填相应的离子符号)，有关反应的离子方程式为____________________。(4)利用上述已经确定的物质，能够检验出D、E中的阳离子。请简述实验操作步骤、现象及结论：____________________。[解析](1)阴离子中的CO32－只能与五种阳离子中的Na＋大量共存，则必然有Na2CO3；OH－只能与节余的四种阳离子中的Ba2＋大量共存，则必然有Ba(OH)2。(2)当C与B的溶液混杂时，产生红褐色积淀和无色无味的气体，红褐色积淀为Fe(OH)3，气体为CO2，应发生了相互促进的水解反应为2Fe3＋＋3CO32－＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋3CO2↑，则B为Na2CO3，A为Ba(OH)2，C中含有Fe3＋。当C与A的溶液混杂时产生棕黄色积淀，向该积淀中滴入稀HNO3，积淀部分溶解，最后留有白色积淀不再溶解，因SO32－、SiO32－与Fe3＋不能够大量共存，CH3COO－不能能生成钡盐积淀，则X只能为SO24－，则C为Fe2(SO4)3。(3)红棕色气体为NO2，则D中必然含有NO－3，离子反应方程式为3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(4)D、E中的阳离子只可能为Mg2＋、Al3＋，利用Al(OH)3能溶于强碱，而Mg(OH)2不溶于强碱可以检验Mg2＋、Al3＋。[答案](1)Na2CO3Ba(OH)2(2)B－3Cu＋8H＋－＋＋2NO↑＋4H2O(3)NO3＋2NO3===3Cu2往D的溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液直至过分，若先出现白色积淀，后白色积淀又逐渐溶解，则D中含有Al3＋；若生成的白色积淀不溶解，则D中含有Mg2＋(其他合理答案也可)B组专项能力提升(建议用时：15分钟)12．硫酸锰可用于饮料营养强氧化剂和媒染剂。其生产原资料软锰矿(MnO2)、菱锰矿(MnCO3)中常混有硫酸亚铁和硫酸镁等杂质，生产工艺流程以下列图：已知：(1)硫酸锰晶体和硫酸镁晶体的溶解度曲线以下列图。(2)各离子完好积淀的pH：3＋2＋为9.5，Mn2＋为10.8，Mg2＋为11.6。Fe为3.5，Fe以下判断正确的选项是()A．试剂A应入选择H2O2，目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋B．试剂A应入选择氨水，目的是调治溶液的pHC．操作Ⅰ包括蒸发浓缩、冷却结晶、趁热过滤、冲洗等步骤，冲洗时可用稀硫酸作洗涤液D．经过操作Ⅰ获得MnSO4·H2O的过程中，包括蒸发结晶，在蒸发结晶时，温度应该高于60℃D[从生产工艺流程图看，由于最后获得的产物是

MnSO4，为了不引入新的杂质，酸浸时所加入的酸应是硫酸。硫酸只能将MnCO3溶解，而

MnO2不溶解，但

MnO2的氧化性比氯气的强，故MnO2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，自己转变为Mn2＋。因此在积淀池中加入试剂A的目的是调治溶液pH，使Fe3＋积淀，但若是试剂A选择氨水，会引入NH4＋，不能行，应是含Mn2＋的化合物，可能是MnCO3或Mn(OH)2等，A、B项错误；由于MnSO42·HO易溶于水，故冲洗时不能够用稀硫酸，C项错误；温度高于60℃时，MgSO4·7H2O的溶解度减小，故温度应该高于60℃，正确。]13．NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣(除镍外，还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤以下：(1)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成难溶于酸的硫化物积淀而除去Cu2＋、Zn2＋等杂质，2＋的离子方程式为______________________。则除去Cu对滤液Ⅱ的操作，请回答：①往滤液Ⅱ中加入H2O2的离子方程式为_________________。②调滤液ⅡpH的目的是除去Fe3＋，其原理是Fe3＋＋3H23＋3H＋，已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]＝2.8－39K＝________________。×10，则该温度下上述反应的平衡常数③检验Fe3＋可否除尽的操作和现象是______________________。(3)滤液Ⅲ中溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后获得NiCO3固体，再加适合稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是______________。(4)获得的NiSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作可获得NiSO4·6H2O，请回答：①在进行蒸发浓缩操作时，加热到____________(描述实验现象)时，则停止加热。②为了提升产率，过滤后获得的母液要循环使用，则应该回流到流程中的________位置(选填a、b、c、d)。③若是获得产品的纯度不够