练案30物质的检验分离和提纯

练案[30]第十章化学实验基础第30讲物质的检验、分离和提纯A组基础必做题1．(2022·福建漳州八校期末)下列有关说法正确的是eq\x(导学号50813325)(D)A．实验室中，可用金属钠检验乙醇中是否含有水B．甲烷是天然气的主要成分，能发生取代反应，但不能发生氧化反应C．只用水无法鉴别苯、乙酸和四氯化碳D．植物油不能用于萃取溴水中的溴[解析]金属钠也能和乙醇反应生成氢气，故不能用于检验乙醇中是否含水，A错误；天然气的主要成分为甲烷，甲烷能发生取代反应，和酸、碱、盐以及一般的氧化剂不反应，但甲烷能在氧气中燃烧，故能发生氧化反应，B错误；苯难溶于水且密度比水小，而四氯化碳难溶于水且密度比水大，乙酸能和水互溶，三者和水混合后的现象各不相同，故只用水即可鉴别，C错误；植物油是不饱和高级脂肪酸和甘油形成的酯类，故植物油中含不饱和键，能和溴水发生加成反应，故不能用于萃取溴水中的溴，D正确。2．(2022·福建柘荣一中、宁德高级中学联考)下列关于物质性质或检验的叙述不正确的是eq\x(导学号50813326)(D)A．在溶液中加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3＋，可能有Fe2＋B．气体通过湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中一定含有氨气C．用铂丝蘸取白色粉末灼烧，火焰呈黄色，证明原粉末中一定有Na＋，可能有K＋D．向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)[解析]KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，只能说明含Fe3＋，不能说明无Fe2＋，A正确；气体通过湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中含有氨气，B正确；用铂丝灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，没有透过蓝色的钴玻璃观察，则可能有K＋，C正确；将生成的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明气体中含二氧化碳、二氧化硫中的一种或两种，则溶液中含有的阴离子可能为COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，D错误。3．(2022·山东重点中学联考)下列物质中杂质(括号内为杂质)的检验试剂、除杂试剂和除杂方法都正确的是eq\x(导学号50813327)(B)物质及其杂质检验试剂除杂试剂除杂方法AHCl(Cl2)湿润的淀粉KI试纸饱和食盐水洗气BC2H5OH(H2O)无水硫酸铜粉末生石灰蒸馏CCO2(SO2)品红溶液饱和碳酸钠溶液洗气DNH4Cl(I2)淀粉溶液无加热[解析]本题考查物质的检验、分离和提纯。用饱和食盐水除去的是HCl，A项错误；用无水硫酸铜粉末可检验C2H5OH中的H2O，加入生石灰，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，再通过蒸馏即可得到C2H5OH，从而将C2H5OH中的H2O除去，B项正确；CO2可与Na2CO3溶液反应，除去CO2中的SO2，应用饱和NaHCO3溶液，C项错误；直接加热会导致NH4Cl分解，D项错误。4．(2022·河北名校联考)用下列实验装置进行相应实验，设计正确且能达到实验目的是eq\x(导学号50813328)(C)A．用图1所示装置制取少量H2B．用图2所示装置分离K2CO3溶液和苯的混合物C．用图3所示装置验证Na和水反应的热效应D．用图4所示的装置蒸干AlCl3溶液制备无水AlCl3[解析]图1所示装置中长颈漏斗的下端导管口必须伸入到液面以下，否则气体会从漏斗逸出，A错误；K2CO3溶液和苯互不相溶，用分液的方法分离，B错误；左侧试管密封，Na和水的反应放热，左侧试管内压强增大，则U形管左侧液面下降，右侧液面上升，C正确；蒸干AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3晶体，灼烧时得到Al2O3，D错误。5．(2022·辽宁大连双基测试)有a、b、c、d、e五种气体，现进行下列实验：实验操作实验现象①a和b混合气体变红棕色②c和d混合产生白烟③c和e分别通入少量溴水中溴水都变成无色透明液体④b和e分别通入氢硫酸中都产生淡黄色浑浊则a、b、c、d、e依次可能是eq\x(导学号50813329)(C)A．O2、NO、HCl、NH3、CO2 B．O2、NO、NH3、HCl、SO2C．NO、O2、NH3、HCl、SO2 D．HCl、CO2、NH3、H2S、CH4[解析]由①a和b混合，气体变为红棕色，可知生成NO2，a和b中一种为NO，另一种为O2；由②c和d混合产生白烟可知，生成固体，则c和d中一种为NH3，另一种为HCl气体；由③c、e分别通入少量溴水中，溴水变为无色透明液体，可知c为NH3，则d为HCl，e为SO2等可以与Br2反应的还原性气体；由④b、e分别通入氢硫酸中，都产生淡黄色浑浊，可知b、e具有氧化性，则b为O2，e为SO2。综上所述，可知a、b、c、d、e依次可能是NO、O2、NH3、HCl、SO2。6．(2022·海南省海南中学、文昌中学联考)(双选)下列实验用酸性KMnO4溶液能达到预期目的是eq\x(导学号50813330)(AB)A．鉴别SO2和CO2B．鉴别苯和甲苯C．检验CH2=C(CH3)CH2OH中含碳碳双键D．检验硫酸亚铁溶液中是否有硫酸铁[解析]二氧化硫能还原酸性高锰酸钾溶液而使其褪色，而二氧化碳不能还原酸性高锰酸钾溶液，所以反应现象不同，能达到实验目的，A正确；甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色，而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，所以反应现象不同，能达到实验目的，B项正确；碳碳双键和—CH2OH都能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别，C错误；亚铁离子能还原酸性高锰酸钾溶液，而铁离子不能还原酸性高锰酸钾溶液，所以不能用酸性高锰酸钾溶液检验硫酸亚铁溶液中是否有硫酸铁，不能达到实验目的，D错误。7.(2022·河北衡水检测)除去下列各组物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是eq\x(导学号50813331)(C)物质杂质试剂方法A苯Br2CCl4分液B二氧化碳二氧化硫澄清石灰水洗气C氧化铁二氧化硅氢氧化钠溶液过滤D乙酸乙酯乙酸饱和碳酸钠溶液蒸馏[解析]苯与CCl4互溶，不能用分液的方法进行分离，A错误；二氧化碳、二氧化硫都能与澄清石灰水反应，B错误；氧化铁不溶于氢氧化钠溶液，二氧化硅能溶于氢氧化钠溶液：SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O，过滤即可得到氧化铁，C正确；应该用分液的方法进行分离，D错误。8．(2022·试题调研)某废液中含有大量的K＋、Cl－、Br－，还有少量的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，设计了如下流程图：eq\x(导学号50813332)可供选择的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液、KMnO4溶液(H＋)、稀盐酸。请根据流程图，回答相关问题：(1)试剂a应该选用__H2O2溶液__。(2)操作①②③④⑤的名称是__b__(填字母)。a．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶b．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶c．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶d．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶(3)除去无色溶液Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，选出试剂b(试剂b代表一组试剂)所代表的试剂，按滴加顺序依次是__BaCl2溶液，饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)__。(4)调节pH的作用是__除去过量的OH－及COeq\o\al(2－,3)__。(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是__蒸发皿__。B组能力提升题9．(2022·湖南六校联盟联考)海洋一个巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是eq\x(导学号50813333)(C)A．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯B．工业生产中常选用石灰乳作为Mg2＋的沉淀剂C．第②步的反应条件是：在空气中直接加热D．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素[解析]粗盐中含有Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质离子，故先除杂得到NaCl和KCl的混合溶液，而NaCl的溶解度随温度变化不大，故采用重结晶可以得到较纯净的NaCl，A项正确。用石灰乳沉淀海水中的Mg2＋可降低生产成本，B项正确。由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2须在HCl气氛中进行，以抑制Mg2＋水解，C项错误。③④⑤是为了富集Br2，D项正确。10．(2022·河南新乡模拟)强酸性溶液X中可能含有Na＋、K＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Al3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－中的若干种，某同学为了确认其成分，取x溶液进行连续实验，实验过程及产物如下：下列结论正确的是eq\x(导学号50813334)(D)A．X中肯定存在Na＋、Fe2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)B．气体F经催化氧化可直接生成气体DC．沉淀C一定是BaSO4、沉淀G一定是Fe(OH)3、沉淀I一定是Al(OH)3D．X中不能确定的离子是Al3＋、Na＋、K＋和Cl－[解析]本题主要考查离子检验知识，意在考查考生的推理、判断能力。强酸性溶液中不可能含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)，由加入过量硝酸钡溶液后产生气体及沉淀知X溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)、Fe2＋，A是NO，D是NO2。由溶液B与过量NaOH溶液作用产生的现象知X溶液中含有NHeq\o\al(＋,4)，F是氨气。由溶液H中通入CO2后产生沉淀不能确定X溶液中是否含有Al3＋。由观察到黄色火焰不能确定X溶液中是否含有Na＋，因为实验过程中加入NaOH。NH3只能直接被催化氧化为NO，B项错误；沉淀Ⅰ可能是BaCO3，C项错误；X中肯定存在Fe2＋、NHeq\o\al(＋,4)、SOeq\o\al(2－,4)，不能确定Na＋、Al3＋、K＋、Cl－是否存在，A项错误，D项正确。11．(2022·山西晋商四校联考)下列实验中，所选取的分离装置与对应原理都正确的是eq\x(导学号50813335)(D)选项目的装置原理A氢氧化铁胶体的纯化①胶体粒子不能通过滤纸，离子及小分子可以通过滤纸B分离苯中的溴苯③苯(0.88g/mL)和溴苯(1.5C粗盐提纯②NaCl在水中的溶解度很大D除去环己醇中的环己烯④环己醇的沸点(161℃)与环己烯的沸点(83[解析]氢氧化铁胶体的纯化应该选用渗析的方法，故A错误；苯与溴苯互溶，应该选用蒸馏的方法分离，故B错误；粗盐提纯应该选用过滤的方法除去粗盐中的难溶物，故C错误；环己醇和环己烯的沸点相差较大，可以选用蒸馏的方法分离，故D正确。12．(2022·广东惠州第三次调研)下列实验设计能够成功的是eq\x(导学号50813336)(C)A．检验亚硫酸钠试样是否变质：试样eq\o(→,\s\up7(溶解))eq\o(→,\s\up7(滴加硝酸钡溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(滴加稀盐酸))沉淀不溶解→说明试样已变质B．除去粗盐中含有的硫酸钙杂质：粗盐eq\o(→,\s\up7(溶解))eq\o(→,\s\up7(足量碳酸钠溶液))eq\o(→,\s\up7(足量氯化钡溶液))eq\o(→,\s\up7(过滤))eq\o(→,\s\up7(滤液中滴加盐酸))eq\o(→,\s\up7(蒸发结晶))精盐C．检验某溶液中是否含有Fe2＋：试样eq\o(→,\s\up7(滴加硫氰化钾溶液))溶液颜色无变化eq\o(→,\s\up7(滴加氯水))溶液变红色→溶液中含有Fe2＋D．证明酸性条件下H2O2的氧化性比I2强NaI溶液eq\o(→,\s\up7(30%过氧化氢溶液、稀硝酸))eq\o(→,\s\up7(淀粉))溶液变蓝色→氧化性：H2O2>I2[解析]A项，加入Ba(NO3)2溶液和盐酸等于溶液中有HNO3，可将BaSO3氧化成BaSO4，无法证明试样是否变质，应使用BaCl2溶液和盐酸；B项，加入的过量的BaCl2未除去，得到的“精盐”中混有BaCl2杂质，应先加足量的氯化钡溶液，后加足量的碳酸钠溶液；D项，稀硝酸也能将I－氧化为I2，无法证明是H2O2将I－氧化，应使用稀盐酸或稀硫酸。13．(2022·广东肇庆三模)某100mL溶液可能含有Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe3＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－中的若干种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下图：(所加试剂均过量，气体全部逸出)下列说法不正确的是eq\x(导学号50813337)(B)A．原溶液一定存在COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)，一定不存在Fe3＋B．是否存在Na＋只有通过焰色反应才能确定C．原溶液一定存在Na＋，可能存在Cl－D．若原溶液中不存在Cl－，则c(Na＋)＝mol·L－1[解析]由题图可知，沉淀1中有2.33gBaSO4和1.97gBaCO3,0.672L气体是NH3，所以原溶液中肯定含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)和NHeq\o\al(＋,4)，物质的量分别为mol、mol、mol，由离子共存可知，有COeq\o\al(2－,3)就不可能有Fe3＋，根据电荷守恒可知，溶液中还应有阳离子存在，即Na＋，而Cl－则属于可能存在的离子，若Cl－不存在，根据电荷守恒可知n(Na＋)＝mol，则c(Na＋)＝mol·L－1。根据以上分析可以看出，只有B项不正确。14．(2022·山东滨州高三检测)有一瓶澄清的溶液，其中可能含有NHeq\o\al(＋,4)、K＋、Na＋、Mg2＋、Ba2＋、Al3＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、Cl－和I－中的几种。取该溶液进行以下实验：eq\x(导学号50813338)(1)用pH试纸检验该溶液呈强酸性，则证明__COeq\o\al(2－,3)__不存在。(2)取出部分溶液，加入少量CCl4及数滴新制的氯水，经振荡后CCl4层呈紫红色，可以证明__NOeq\o\al(－,3)、Fe3＋__不存在；(3)另取部分溶液，向其中逐滴加入NaOH溶液，使溶液从酸性变为碱性，在滴加过程中和滴加完毕后，均无沉淀产生，则可证明__Mg2＋、Al3＋__不存在。取部分上述碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明__NHeq\o\al(＋,4)__存在。(4)另取部分上述碱性溶液，向其中加入Na2CO3溶液，有白色沉淀生成，可以证明__SOeq\o\al(2－,4)__不存在；(5)根据以上实验事实可确定：该溶液中肯定存在的离子是__Ba2＋、I－、NHeq\o\al(＋,4)__；还不能确定是否存在的离子是__K＋、Na＋、Cl－__；写出第(3)步操作中发生反应的离子方程式：__NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O__。[解析](1)溶液显强酸性，则一定不含COeq\o\al(2－,3)。(2)CCl4层呈紫红色，说明有单质碘生成，即原溶液中一定含有I－，由于Fe3＋能氧化I－，而在酸性条件下，NOeq\o\al(－,3)也能氧化I－，所以这两种离子一定不存在。(3)在滴加过程中和滴加完毕后，均无沉淀产生，说明溶液中没有Mg2＋、Al3＋；能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是NH3，所以溶液中一定含有NHeq\o\al(＋,4)。(4)加入