2025年除杂相关试题和答案

2025年除杂相关试题和答案一、选择题（每小题3分，共15分）1.下列除去物质中少量杂质的方法，正确的是（）A.除去CO₂中混有的少量HCl：将气体通过NaOH溶液洗气B.除去FeSO₄溶液中混有的少量CuSO₄：加入过量锌粉，过滤C.除去NaCl固体中混有的少量Na₂CO₃：加入过量稀盐酸，蒸发结晶D.除去KCl固体中混有的少量MnO₂：加水溶解，过滤后保留滤液答案：C解析：A项中NaOH溶液会同时吸收CO₂和HCl，不符合“不减”原则；B项中锌粉会与FeSO₄和CuSO₄都反应，引入新杂质ZnSO₄；C项中稀盐酸与Na₂CO₃反应提供NaCl、CO₂和H₂O，过量盐酸蒸发时挥发，不引入新杂质；D项中KCl可溶、MnO₂不溶，应过滤后蒸发滤液得到KCl，而非保留滤液。2.欲除去N₂中混有的少量O₂、H₂O（气）、CO₂，需将气体依次通过以下试剂，正确的顺序是（）①浓硫酸②灼热的铜网③氢氧化钠溶液A.②→③→①B.③→②→①C.③→①→②D.②→①→③答案：A解析：除O₂用灼热铜网（需在干燥环境中反应更充分），除CO₂用NaOH溶液（会带出水蒸气），最后用浓硫酸干燥。若先干燥再除CO₂，NaOH溶液会重新引入水蒸气，因此顺序为除O₂→除CO₂→干燥。3.下列各组物质的除杂方案中，能达到实验目的的是（）选项物质（括号内为杂质）除杂试剂及方法A.CuO（C）隔绝空气加强热B.NaCl溶液（MgCl₂）加入过量NaOH溶液，过滤C.FeCl₃溶液（FeCl₂）通入过量Cl₂，充分反应D.CO（CO₂）点燃混合气体答案：C解析：A项中隔绝空气加热时，C与CuO可能反应提供Cu和CO₂，导致CuO被消耗；B项中过量NaOH会引入新杂质NaOH；C项中Cl₂与FeCl₂反应提供FeCl₃，不引入新杂质；D项中CO₂不燃烧，点燃无法除去，且CO燃烧会消耗主体物质。4.除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），所选试剂和操作方法均正确的是（）A.CaCO₃（CaO）：加足量水，过滤、洗涤、干燥B.KNO₃溶液（K₂SO₄）：加适量BaCl₂溶液，过滤C.铁粉（铜粉）：加过量稀硫酸，过滤、洗涤、干燥D.CO₂（CO）：通过灼热的氧化铜粉末答案：D解析：A项中CaO与水反应提供Ca(OH)₂，微溶于水，过滤无法完全分离；B项中BaCl₂与K₂SO₄反应提供BaSO₄沉淀和KCl，引入新杂质KCl；C项中铁粉会与稀硫酸反应，消耗主体物质；D项中CO与灼热CuO反应提供CO₂，可除去杂质。5.某混合气体中含有H₂、CO、CO₂和水蒸气，为验证并除去所有杂质，设计如下装置（试剂均足量），正确的连接顺序是（）①无水硫酸铜②澄清石灰水③氢氧化钠溶液④浓硫酸⑤灼热的氧化铜A.混合气体→①→②→③→④→⑤→①B.混合气体→②→①→③→④→⑤→①C.混合气体→①→③→②→④→⑤→①D.混合气体→①→②→③→⑤→④→①答案：A解析：先通过无水硫酸铜（①）检验水蒸气，再通过澄清石灰水（②）检验CO₂；然后用NaOH溶液（③）除CO₂，浓硫酸（④）除水蒸气（避免干扰后续H₂、CO的检验）；通过灼热CuO（⑤）将H₂、CO转化为H₂O、CO₂，最后用无水硫酸铜（①）检验H₂的存在（变蓝）。若先除CO₂再检验，会无法确认原气体中是否含CO₂，因此顺序为检验水→检验CO₂→除CO₂→干燥→反应→检验水。二、填空题（每空2分，共30分）6.除去NaCl溶液中混有的少量Na₂SO₄和MgCl₂，需依次加入的试剂为______、______、______，过滤后向滤液中加入适量______，最后蒸发结晶得到纯净NaCl。答案：BaCl₂溶液、NaOH溶液、Na₂CO₃溶液、稀盐酸解析：先加BaCl₂除去SO₄²⁻（Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓），再加NaOH除去Mg²⁺（Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓），然后加Na₂CO₃除去过量的Ba²⁺（Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓）；过滤后滤液含NaOH和Na₂CO₃，加稀盐酸中和OH⁻（OH⁻+H⁺=H₂O）、除去CO₃²⁻（CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O），蒸发时HCl挥发，得到纯净NaCl。7.某工厂废水中含有Cu(NO₃)₂、AgNO₃和Zn(NO₃)₂，为回收金属银和铜，向废水中加入过量的______（填物质名称），充分反应后过滤，滤渣中含有的物质为______；向滤渣中加入过量______（填试剂名称），充分反应后过滤，可得到纯净的银和铜。答案：铁粉、银、铜、铁；稀盐酸（或稀硫酸）解析：Fe的金属活动性强于Cu、Ag，弱于Zn，因此Fe能置换出Cu和Ag，不与Zn(NO₃)₂反应。滤渣为Ag、Cu和过量的Fe；加入稀盐酸（或稀硫酸）可溶解Fe（Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑），过滤后得到Ag和Cu。8.除去KCl固体中混有的少量K₂CO₃和K₂SO₄，设计实验步骤如下：①加水溶解；②加入过量______溶液，过滤；③加入过量______溶液，过滤；④加入过量______溶液，过滤；⑤向滤液中加入足量______，蒸发结晶。答案：BaCl₂、K₂CO₃、HCl解析：步骤②加BaCl₂除去SO₄²⁻和CO₃²⁻（Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓，Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓）；步骤③加K₂CO₃除去过量的Ba²⁺（Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓）；步骤④过滤后滤液含KCl、K₂CO₃和KOH（若步骤②用Ba(OH)₂则需调整，此处假设步骤②为BaCl₂），加过量HCl中和K₂CO₃（CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O）；蒸发时HCl挥发，得到纯净KCl。9.实验室用锌粒与稀硫酸反应制取H₂，若稀硫酸中混有少量HCl，制得的H₂中会混有______（填气体名称），为除去该杂质，可将气体通过______溶液（填试剂名称），反应的化学方程式为______。答案：氯化氢；饱和碳酸氢钠；NaHCO₃+HCl=NaCl+CO₂↑+H₂O解析：稀硫酸中的HCl与Zn反应提供H₂和ZnCl₂，因此H₂中混有HCl气体。饱和NaHCO₃溶液可吸收HCl（不吸收H₂），反应提供CO₂，但H₂中会引入CO₂，需后续用浓硫酸干燥（CO₂不影响H₂的纯度，若需完全纯净，可改用硝酸银溶液：HCl+AgNO₃=AgCl↓+HNO₃，但硝酸银成本较高，实验室常用饱和NaHCO₃）。三、实验题（共35分）10.（15分）某兴趣小组欲提纯含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄和泥沙的粗盐，设计如下实验流程：粗盐→①溶解→②加试剂A→③加试剂B→④加试剂C→⑤过滤→⑥加试剂D→⑦蒸发结晶→精盐（1）试剂A、B、C分别为NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液中的一种，其加入顺序需满足：______必须在______之后（填试剂名称）。（2）步骤⑤过滤后，滤渣的成分为______（填化学式）。（3）步骤⑥中加入试剂D的目的是______，反应的离子方程式为______。（4）若试剂B的用量不足，会导致精盐中混有______（填杂质化学式）。答案：（1）Na₂CO₃溶液；BaCl₂溶液（2）BaSO₄、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃、泥沙（3）除去过量的NaOH和Na₂CO₃；H⁺+OH⁻=H₂O，2H⁺+CO₃²⁻=CO₂↑+H₂O（4）Na₂SO₄解析：（1）Na₂CO₃需在BaCl₂之后加入，以除去过量的Ba²⁺（BaCl₂用于除SO₄²⁻，若Na₂CO₃先加，Ba²⁺无法被完全除去）。（2）BaCl₂与Na₂SO₄提供BaSO₄，NaOH与MgCl₂提供Mg(OH)₂，Na₂CO₃与CaCl₂提供CaCO₃、与过量BaCl₂提供BaCO₃，泥沙不溶，故滤渣为这些沉淀的混合物。（3）步骤⑥加稀盐酸，中和过量的NaOH（OH⁻）和Na₂CO₃（CO₃²⁻），反应后HCl蒸发除去。（4）若BaCl₂不足，SO₄²⁻未完全沉淀，最终精盐中会混有Na₂SO₄。11.（20分）某气体样品可能含有CO、CO₂、H₂、H₂O（气）中的一种或多种，为确定成分并除去杂质，进行如下实验（装置气密性良好，试剂均足量）：实验步骤：①通入气体，观察到A中无水硫酸铜变蓝，B中澄清石灰水变浑浊；②点燃酒精灯加热D，观察到D中黑色粉末变红，E中无水硫酸铜变蓝，F中澄清石灰水变浑浊。（1）装置A的作用是______，装置B的作用是______。（2）装置C中应加入的试剂是______（填名称），其作用是______。（3）根据实验现象，可确定原气体中一定含有______，一定不含______（若无法确定是否存在，填“无法确定”）。（4）若要完全除去原气体中的杂质并收集纯净的某气体，需调整实验装置。若目标气体为CO，应在______（填装置序号）后增加______装置；若目标气体为H₂，需在______（填装置序号）后增加______装置。答案：（1）检验水蒸气；检验二氧化碳（2）氢氧化钠溶液；除去二氧化碳（避免干扰后续CO的检验）（3）H₂O、CO₂、H₂、CO；无法确定（无其他杂质干扰）（4）F；点燃或收集（处理CO尾气）；E；干燥（除去水蒸气）解析：（1）A中无水硫酸铜变蓝，说明含H₂O（气）；B中澄清石灰水变浑浊，说明含CO₂。（2）C中需除去CO₂（否则D中CO与CuO反应提供的CO₂会与F中石灰水反应，无法确认原气体是否含CO），因此用NaOH溶液吸收CO₂。（3）D中CuO变红，说明有还原性气体（H₂或CO）；E中无水硫酸铜变蓝（H₂还原CuO提供H₂O），F中石灰水变浑浊（CO还原CuO提供CO₂），因此原气体一定含H₂和CO；结合步骤①，一定含H₂O（气）和CO₂。（4）若目标气体为CO，需除去H₂O、CO₂、H₂（H₂还原CuO后提供H₂O，被E吸收），最终CO通过F后可能未完全反应，需在F后点燃或用气囊收集；若目标气体为H₂，需除去H₂O（气）、CO₂、CO（CO还原CuO提供CO₂，被F吸收），H₂通过D后提供H₂O，需在E后用浓硫酸干燥。四、计算题（共20分）12.取含有杂质的氯化钾样品15g（杂质为K₂CO₃），加入过量的BaCl₂溶液，充分反应后过滤，得到沉淀2.91g。计算样品中KCl的质量分数（结果保留一位小数）。答案：设样品中K₂