高考化学一轮复习 第一章 从实验学化学 第2讲 物质的分离和提纯知能演练轻松闯关-人教版高三化学试题

第2讲物质的分离和提纯1．丙酮是一种有机溶剂，可与水互溶，密度小于1g/mL，沸点约55℃，分离水和丙酮时最合适的仪器(或装置)是()[导学号32390013]解析：选D。丙酮与水互溶，沸点与水相差比较大，所以用蒸馏方法，将它们分开，A为洗气装置，错误；B为过滤装置，错误；C为分液装置，错误；D为蒸馏装置，正确。2．(2016·江苏无锡、江阴联考)现有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它们的性质如表所示，据此将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是()物质分子式熔点(℃)沸点(℃)密度(g·cm－3)溶解性乙二醇C2H6O2－11.51981.11易溶于水和酒精丙三醇C3H8O317.92901.26能跟水、酒精以任意比互溶A.萃取法 B．结晶法C．分液法 D．蒸馏法[导学号32390014]解析：选D。根据表中的信息知乙二醇和丙三醇的沸点差别较大，因而选用蒸馏法分离。3．以下除杂方法(括号内为少量杂质)错误的是()A．NaCl(Na2CO3)：溶解，滴入足量盐酸，蒸发结晶B．Na2SO4(NH4Cl)：加热、升华C．CO2(CO)：通过灼热CuO粉末D．H2(NH3)：通过盛浓H2SO4的洗气瓶[导学号32390015]解析：选B。B项，NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋HCl↑，属于分解反应，不属于升华。4．为提纯下列物质(括号内为杂质)选用的试剂和分离方法都正确的是()物质试剂分离方法①硝酸钾(氯化钠)蒸馏水冷却结晶②二氧化碳(氯化氢)饱和碳酸钠溶液洗气③乙醇(水)金属钠蒸馏④NaCl溶液(Na2S)AgCl过滤A.①③ B．①④C．只有② D．③④[导学号32390016]解析：选B。硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响较小，故可以通过把混合物溶于蒸馏水后降温结晶的办法除去氯化钠，①正确；二氧化碳中混有的氯化氢应通过饱和碳酸氢钠溶液除去，②错误；金属钠与乙醇和水都能发生反应，③错误；Na2S溶液和AgCl反应，生成Ag2S和NaCl，过滤除去Ag2S，④正确。5．(2016·广东肇庆一中联考)下列实验装置设计正确，且能达到目的的是()[导学号32390017]解析：选B。A项，导管插入水中，不能防止倒吸；C项，不能用坩埚从溶液中提取溶质；D项，没有温度计，不能用于分馏。6．下列有关说法正确的是()A．分离Fe2O3、Al2O3操作依次为溶解、过滤、灼烧B．蒸馏、过滤、分液、洗气四种分离物质的方法，均不可能发生化学变化C．通入过量CO2可除去NaHCO3溶液中的杂质Na2CO3D．向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末，充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3[导学号32390018]解析：选C。若用过量的NaOH溶解Fe2O3、Al2O3的混合物，过滤后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，灼烧NaAlO2溶液时无法得到Al2O3，同理分析可知用过量的酸溶解上述混合物也无法经题述三步操作得到两种氧化物，A错误；洗气可能会发生化学变化，B错误；在溶液中Na2CO3与CO2反应可得到NaHCO3，C正确；虽然CaCO3粉末可促使Fe3＋水解彻底形成Fe(OH)3沉淀，但又会引入新杂质Ca2＋，D错误。7．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是()A．NH3·H2O B．NaOHC．Na2CO3 D．MgCO3[导学号32390019]解析：选D。加入NH3·H2O、NaOH及Na2CO3，最后溶液中均混有新杂质；溶液呈酸性，加入MgCO3后，H＋被消耗，溶液碱性增强，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，杂质可以用盐酸除去。8．(2016·陕西西安模拟)海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等(如图所示)，下列有关说法正确的是()A．第①步中除去粗盐中的SOeq\o\al(2－,4)、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸B．加热蒸干氯化镁溶液获得氯化镁固体，通过电解熔融氯化镁冶炼金属镁C．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素D．在第③④⑤步中溴元素均被氧化[导学号32390020]解析：选C。粗盐提纯时，Na2CO3溶液要在加入BaCl2溶液以后加入，这样可以除掉过量的Ba2＋，A选项错误；因为加热氯化镁溶液时Mg2＋发生水解，HCl易挥发，蒸干后得不到氯化镁固体，需在HCl气流中加热蒸干，B选项错误；第④步反应为SO2＋Br2＋2H2O=2HBr＋H2SO4，溴元素被还原，D选项错误。9．(2016·湖北武汉模拟)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，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图进行操作。下列说法正确的是()A．起始滤液的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Ba2＋D．图示的步骤中必须要经过2次过滤操作[导学号32390021]解析：选C。氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质，除去碳酸根离子和硫酸根离子，由流程可知，需要加入试剂Ⅰ为过量氯化钡溶液，然后过滤后获得含氯化钡、氯化钾的溶液X，然后加入过量的试剂Ⅱ为碳酸钾溶液除去溶液中的氯化钡，过滤，得到含氯化钾和碳酸钾混合液的W，再加入试剂Ⅲ为过量盐酸，除去过量的碳酸钾，最后通过加热浓缩、蒸发结晶得到氯化钾，A.碳酸钾溶液水解显碱性，pH>7，故A错误；B.由上述分析可知，试剂Ⅰ为BaCl2溶液，不能引入新杂质，故B错误；C.步骤②中加入试剂Ⅱ为碳酸钾，其目的是除去Ba2＋，故C正确；D.样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，选择试剂除去杂质还需要2次过滤，共3次，故D错误；故选C。10．某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程：回答以下问题：(1)操作Ⅰ的名称为____________；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还有________________________。(2)试剂y的化学式为____________；检验SOeq\o\al(2－,4)已除尽的方法是________________________________________________________________________。(3)写出操作Ⅲ的具体操作步骤________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[导学号32390022]解析：(1)加入氧化剂，能够将苦卤中的Br－氧化为Br2，加入CCl4萃取、分液可分离出溶液中的Br2。橙色液体为溴的CCl4溶液，可以用蒸馏的方法分离出溴，还需用到蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器。(2)溶液A中的离子为K＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，分别加入Ba(OH)2、K2CO3，除去其中的SOeq\o\al(2－,4)、Mg2＋以及过量的Ba2＋，则y必须为K2CO3。检验SOeq\o\al(2－,4)已除尽，可以取少量无色溶液D，加入BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀产生，需要注意的是，不能取无色溶液B，因为B中含有COeq\o\al(2－,3)，会对SOeq\o\al(2－,4)的检验产生干扰。(3)操作Ⅲ是由KCl溶液得到KCl晶体，实验操作为蒸发结晶。答案：(1)萃取、分液蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶(2)K2CO3取少量无色溶液D，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，则SOeq\o\al(2－,4)已除尽(其他合理答案也可)(3)将溶液倒入蒸发皿中并置于三脚架上，加热并用玻璃棒不断搅拌蒸发皿中的液体，直到溶液出现较多晶体时，停止加热，利用余热蒸干11．(2016·北京海淀区模拟)根据下列各组溶解度曲线图，判断分离提纯方法。(1)根据图1中Na2SO4和Na2SO4·10H2O的溶解度曲线(g/100g水)，由Na2SO4溶液得到Na2SO4固体的操作为将溶液升温结晶、______________、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗涤的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)根据图2所示相关物质的溶解度曲线。在实验室中提纯过硫酸钾粗产品的实验具体操作依次为将过硫酸钾粗产品溶于适量水中，______________________________________________，干燥。(3)根据图1中红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O)和Na2SO4的溶解度曲线，从Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取红矾钠的操作为先将混合溶液蒸发浓缩，趁热过滤。趁热过滤的目的是________________________________________________________________________；然后将滤液________________________________________________________________________，从而析出红矾钠。[导学号32390023]解析：(1)实验目的是生成Na2SO4，防止生成Na2SO4·10H2O，趁热过滤、用乙醇洗涤都是为了达到这个目的。(2)根据各物质的溶解度变化和过硫酸钾的性质，应运用重结晶法进行提纯分离。(3)根据溶解度曲线可知，随着温度升高，Na2SO4的溶解度降低，而Na2Cr2O7·2H2O溶解度升高，趁热过滤，有利于Na2SO4结晶析出。蒸发浓缩、趁热过滤后只需冷却结晶即可得红矾钠。答案：(1)趁热过滤防止形成Na2SO4·10H2O(2)在不超过80℃的条件下蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，用冷水洗涤(3)有利于Na2SO4结晶析出，又能防止Na2Cr2O7·2H2O结晶析出冷却结晶12．下列是制备CuO的流程图：工业CuSO4eq\o(→,\s\up7(Ⅰ))eq\o(→,\s\up7(Ⅱ))CuSO4溶液eq\o(→,\s\up7(Ⅲ))CuSO4·5H2O→……→CuO(1)步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。操作是____________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是____________(填操作名称)，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是________________________________________________________________________。[导学号32390024]解析：(1)不溶性杂质由于不溶于水，采用过滤的方法除去。(2)步骤Ⅱ操作：向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，此时溶液的pH<3.5，而pH＝3.5时，Fe(OH)3沉淀易形成，故此时要加入Cu2(OH)2CO3粉末，以中和H＋，控制pH＝3.5，同时加热煮沸，使Fe3＋水解趋于完全，生成Fe(OH)3沉淀，同时抑制Cu2＋的水解。过滤除去Fe(OH)3沉淀，再加稀硫酸酸化得到CuSO4溶液。(3)通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体，加热烘干时温度不能超过100℃，且需温度恒定，以防温度过高使硫酸铜分解，因此采用水浴加热。答案：(1)溶解、过滤(2)使Fe3＋可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不会转化为Cu(OH)2沉淀(3)蒸发浓缩、冷却结晶受热均匀，温度易于控制在100℃以下13．(高考经典题)醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如下：可能用到的有关数据如下：相对分子质量密度(g·cm－3)沸点/℃溶解性环己醇1000.9618161微溶于水环己烯820.810283难溶于水合成反应：在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。分离提纯：反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。回答下列问题：(1)装置b的名称是____________。(2)加入碎瓷片的作用是________________________________________________________________________；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。A．立即补加 B．冷却后补加C．不需补加 D．重新配料(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为____________。(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________；在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_