专题01物质的分离与提纯（原卷版）2

专题01物质的分离与提纯【解题技巧】混合物的分离：（1）可溶性与难溶性物质的混合物——常用溶解、过滤、蒸发三步操作加以分离，分别得到纯净物。如：粗盐的提纯；BaSO4和Na2SO4的混合物。（2）两种物质均溶于水，但两种物质的溶解度一种随温度变化大，另一种变化不大时，可考虑——结晶法。即冷却热饱和溶液的方法加以分离。如：NaCl和KNO3的混合物。（3）两种物质均溶于水时，可考虑用化学方法分离。如BaCl2和NaCl的混合物。可将混合物先溶于水，加入适量Na2CO3溶液，得到BaCO3和NaCl溶液。BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。将沉淀过滤出，洗净后在沉淀中加入适量盐酸溶液，又得到BaCl2溶液，CO2逸出。BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。最后分别将NaCl溶液和BaCl2溶液蒸发，分别得到纯净的NaCl固体和BaCl2固体。除杂题：解答除杂质一类的题目时，要注意三原则；三要领；五种常用的方法。三原则：①不引入新杂质；②不减少被提纯物质的质量；③杂质便于分离。三要领：①根据物理性质或化学性质的差异；②确定除杂质方法；③选择适宜试剂。除杂质思路分析方法：（1）沉淀法：加入一种试剂将被除去的杂质变为沉淀，再用过滤法除去。（2）化气法：加热或加入一种试剂将杂质变为气体逸出。（3）置换法：利用置换反应的原理将杂质除去。（4）转纯法：将被除去的杂质变为提纯的物质。（5）吸收法：常用于气体的提纯。在掌握了以上除杂质的原则、要领、方法后，解答题目时要审清题目要求，分析理顺思路且与题目要求吻合，才能准确解题。【例题精析】一．物质除杂或净化的探究1．物质除杂是化学实验中经常遇到的问题．【方法探究】为了除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，小明设计了三种方案．实验方案方案A方案B方案C上述方案中有两个是合理的，写出合理方案中任意一个反应的化学方程式

；【方法提炼】上述两种合理方案体现了物质除杂的不同思路：思路一：将杂质直接转化为所需物质；思路二：将所需物质转化为中间物质，在将中间物质转化为所需物质．【方法运用】运用思路一：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡，先加足量的水溶解，再向溶液中加入适量的硫酸镁溶液，过滤、蒸发，即得氯化镁固体．运用思路二：除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾．步骤①中反应的化学方程式是，滤液B中一定含有的溶质是；步骤②中反应的化学方程式是，滤液C中一定含有的阴离子是；步骤③中乙溶液是（填化学式）溶液．2．某校化学课外小组用硫酸亚铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验．制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：请根据题目要求回答下列问题：（1）上述操作1的名称是．操作2，先要将滤液加热浓缩，再等，过程中用到的玻璃仪器有：①烧杯、②玻璃棒、③酒精灯、④温度计、⑤．（2）加入过量A的目的是．判断A过量的方法是．（3）草酸亚铁常用作照相显影剂，用于制药工业．实验室利用硫酸亚铁溶液和草酸铵[（NH4）2C2O4]溶液反应生成草酸亚铁沉淀来制备草酸亚铁．请写出硫酸亚铁溶液与草酸铵溶液反应的化学方程式．（4）草酸亚铁晶体（相对分子质量180）受热易分解，某课外小组设计如图的实验装置来检验其分解产物．①该装置中最不合理的部分（填字母），原因是．②改用正确装置实验开始后，B处变蓝，C处有白色沉淀，E处部分黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁晶体分解产生（填化学式）．3．某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，某兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入干燥纯净的氧气，使杂质炭在加热条件下反应生成CO2来进行分析测定（测定均为安全范围内）．（1）仪器①的名称是．如果该实验选择图㈠装置来制取氧气，则该装置中发生反应的方程式为．（2）用图㈡装置可收集和干燥氧气：若烧瓶充满水来收集氧气，气体应从（填“a”或“b”，下同）端通入；若在烧瓶内装入浓硫酸进行干燥气体，气体应从端通入．（3）为验证图㈢中装置②己将CO2吸收完全，可在装置②与③之间加入图㈣装置进行证明，则图㈣装置中加入的试剂为（填字母）．A．NaOH溶液B．澄清石灰水C．浓硫酸（4）图㈢是用干燥纯净的O2与样品反应来测定二氧化锰质量分数的装置，装置③中装有碱石灰（即氧化钙和氢氧化钠固体混合物），其作用是．（5）称取5.0g二氧化锰样品进行实验，图㈢中装置②反应前后的质量差为1.1g，则样品中二氧化锰的质量分数为（填计算结果）．4．海水是一种取之不尽、用之不竭的资源宝库。请围绕科学利用海水资源，填写空格：（1）用海水“晒盐”的方法得到的粗盐中，除氯化钠外，还含有氯化镁、氯化钙、硫酸钠等杂质。将此粗盐提纯的部分实验方案如下：①加入氢氧化钠溶液的目的是。②过滤后得到的沉淀成分有：氢氧化镁、碳酸钙、。③请设计实验，能通过清晰可见的现象，准确控制在少量滤液样品中加入稀盐酸，至恰好完全反应：。（2）如图是海水“制碱”①将氨气通入饱和食盐水中，可制成饱和氨盐水（氨气极易溶于水）。氨盐水比食盐水更容易吸收二氧化碳的原因是：。②请写出氯化铵溶液与熟石灰反应的化学方程式：。二．混合物的分离方法5．我国科技部制定发布了《“十二五”国家碳捕集利用与封存科技发展专项规划》，碳捕集、利用与封存（CCUS）技术可实现大规模二氧化碳减排．常利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，工艺过程如图所示（部分条件及物质未标出）．（1）将工业生产中产生的CO2含量高的气体吹入足量NaOH溶液来“捕捉”CO2，则“捕捉室”中发生反应的化学方程式为．（2）在“分离室”中，分离NaOH溶液与CaCO3采用过滤方法，实验室里进行该实验操作要使用玻璃棒，其作用是．（3）该流程图所标出的物质中，氧化物溶于水放出大量热，将该氧化物加入到x溶液中，x溶液可循环利用，则其中的溶质是（填写化学式）．（4）“碳捕捉”技术所捕捉到的CO2进行储存和利用，如制备的干冰常用于．但是该碳捕捉技术存在的一大缺点是．（5）若把CO2含量高的气体吹入饱和的K2CO3溶液中，再利用生成的KHCO3受热易分解的性质，然后把CO2提取出来．碳酸钾俗称钾碱，其水溶液显碱性，则pH7（填“＜”、“＞”或“＝”）．6．废旧电池处理起来相当麻烦：1个20g的电池可污染3个标准游泳池容积的水，若废弃在土地上，可使1平方公里土地污染50年左右，如图是对某种废旧锂电池正极材料的回收流程图，请回答有关问题：（1）该正极材料试样中含有的元素有、（写两种元素符号）等等。（2）从流程图中可看出，回收的产物除了Al（OH）3，还有（写一种即可）。（3）以上步骤中，需要多次对难溶性沉淀物和液体进行分离，该操作的名称是，请写出步骤②中生成Al（OH）3沉淀的化学方程式。7．俗话说：开门七件事，柴米油盐酱醋茶．请回答下列有关问题（1）柴米油盐，柴为第一，当然现在普遍使用的不再是木柴，而是液化气（俗称煤气）、天然气或电能．天然气的主要成分是甲烷（CH4），甲烷中碳元素的化合价为．（2）为了提高水稻产量，科学家将某抗虫基因转移到水稻体内，水稻就具有某抗虫病的特征，此现象说明基因与性状之间的关系是．（3）下列物质①食用油②酱油③食盐水中，容易导电的有（填序号）．（4）某品牌牛奶，常压下的沸点是107℃，但这样的高温会破坏牛奶的部分营养成分，所以，人们制造了一种“低压锅”．用这种锅煮牛奶，可以使该品牌牛奶不到107℃就沸腾，这种“低压锅”的原理是．（5）茶叶中含有的茶多酚有益人体健康，茶多酚是一种白色晶体，易溶于水，实验室从茶叶中提取茶多酚的步骤如下：据以上信息可知，操作②的名称及操作②中玻璃棒的作用是．三．氯化钠与粗盐提纯8．20℃时，NaCl的溶解度为36g，现有100gNaCl饱和溶液中混有NaOH，Na2SO4，Na2CO3的二种或者三种，已知硫酸钠溶液为中性，某兴趣小组欲提纯得到氯化钠溶液，实验过程如下（实验过程中温度不变）：下列说法中不正确的是（）A．操作1和操作2均为过滤 B．加入一定量Y溶液的目的是除去过量的X C．溶液C含有的氯化钠质量与原100g溶液中氯化钠质量相等 D．原溶液与溶液B均为碱性溶液9．提纯含少量泥沙的粗盐样品，实验过程和氯化钠的溶解度数据如下：温度（℃）溶解度（g/100g水）2036.04036.66037.3①20℃时氯化钠的溶解度是g/100g水。②该实验是利用泥沙难溶于水而氯化钠的性质进行提纯，操作Ⅲ的名称是。③关于蒸发叙述正确的是（选填编号）。a、蒸发是通过加热的方法将水汽化除去b、所需仪器为酒精灯、蒸发皿、温度计c、搅拌可以防止蒸发过程中食盐飞溅d、加热过程中用试管夹夹住蒸发皿移动，使其均匀受热④溶解时，加入水的合适的量约为（选填“15”、“30”或“60”）mL，理由是。10．化学实验是科学探究的重要途径，请根据下列实验图示回答相关问题：（1）若用图甲①的操作测得某溶液的pH＝3，则该溶液实际的pH（选填“大于”“等于”或“小于”）3．向甲图②中的导管通入气体，装置不漏气的现象是。（2）图乙为是同学们做粗盐提纯实验的操作示意图，请回答问题：图中操作有一处明显的错误，该步骤是（填操作序号，下同），操作中玻璃棒搅拌的作用是。（3）图丙为同学们探究金属化学性质时所做的实验。小黄同学进行了有关金属活动性顺序的实验探究，其实验过程及实验现象如图所示。则下列有关分析判断中，正确的是。A．滤液中可能含有Ag+B．滤渣中可能含有单质锌C．滤液中金属阳离子只含有Zn2+D．滤渣质量一定大于原混合粉末质量11．我国拥有丰富的海洋资源，我们可以从海水中提取食盐，并以此为原料制得具有广泛用途的产品。（1）海水晒盐是利用了的方法使食盐晶体析出，得到粗盐。（2）某制碱工厂以粗盐为原料制纯碱，部分工艺流程如图：①流程I中为了除去杂质，依次加入过量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，下列说法正确的是（填字母编号）；A．加入三种溶液的顺序不能调整B．加入三种溶液可将粗盐水中的SO42﹣、Mg2+、Ca2+转化为沉淀C．按流程I所加溶液的顺序除杂，过滤后得到四种沉淀②在流程Ⅰ中，加入氢氧化钠溶液时发生反应的化学方程式是；③流程Ⅰ中Na2CO3溶液的作用是；④写出流程Ⅲ中发生反应的化学方程式。（3）将已配制好的100g质量分数为6%的氯化钠溶液变成质量分数为20%的氯化钠溶液，需要再加入NaCl的质量是g。12．食盐是一种重要的化工原料．请回答下列问题．（1）如图1是实验室除去粗盐中泥沙等难溶性杂质的实验步骤．①过滤所用的玻璃仪器有：烧杯、漏斗和，该仪器的作用是．②在蒸发过程中，待时，停止加热，利用余热将滤液蒸干．应使用（填仪器名称）取下热的蒸发皿，放于石棉网上．（2）由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不能满足化工生产的要求，因此必须将粗盐进行精制．流程如图2．①加入稍过量的Na2CO3溶液除了能除去粗盐中的CaCl2外，它还有一个作用是

（用化学方程式表示）．②加入的氢氧化钠溶液要过量的目的是．③操作Ⅲ的名称是，通过操作Ⅲ所得滤液中的溶质有

（用化学式表示）．四．海水晒盐的原理和过程13．海水是种宝贵资源。①“海水晒盐”所采用的方法是（填写编号）。Ⅰ．冷却结晶Ⅱ．蒸发结晶Ⅲ．过滤②海上航行缺乏饮用水时可采用右图装置获得淡水。用该装置将2000g含氯化钠3%的海水暴晒4小时后，剩余海水中氯化钠的质量分数为4%，则收集到的可饮用水为500g。③海水中的硼酸（化学式为H3BO3）可用于玻璃行业，下表为硼酸的部分溶解度数据。温度（℃）020406080溶解度（g/100g水）3591523Ⅰ．由表可知，硼酸的溶解度随着温度的升高而（填“增大”或“减小”或“不变”）。Ⅱ.60℃时100g硼酸饱和溶液中含有硼酸g（保留整数）。14．二十一世纪是海洋开发与利用的世纪，海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。（1）海水晒盐：将海水引入蒸发池，经日晒蒸发到一定程度时，导入结晶池，继续日晒，海水就会成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出粗盐，剩余的液体称为母液（也称卤水）。海水晒盐是（选填“物理”或“化学”）变化，包含蒸发、等过程。（2）海水制镁：海水晒盐后，以其母液（卤水）和贝壳（主要成分是CaCO3）为原料制镁，其工艺流程如图所示：I、步骤①所加的碱应该是（选填“氢氧化钠”或“石灰乳”），步骤②反应的化学方程式是；II、Mg（OH）2加热分解生成MgO和H2O，MgO是高熔点的化合物，某些阻燃剂（阻碍燃烧的物质）的有效成分是Mg（OH）2．你认为Mg（OH）2能够阻燃的原因可能是

（选填序号）A．Mg（OH）2分解需要吸收大量的热，降低了可燃物的着火点B．生成的氧化镁覆盖在可燃物表面，隔绝了空气C．生成的水蒸气降低了可燃物周围氧气浓度D．反应因吸热降低了环境温度，使可燃物不易达到着火点。15．氯化钠是一种重要的资源，在海水中储量很丰富．（1）海水晒盐是海水在常温下蒸发得到氯化钠的过程，实验室用氯化钠溶液模拟该过程：已知B溶液