(2025年)(完整版)除杂练习题及答案

(2025年)(完整版)除杂练习题及答案1.除去CO₂气体中混有的少量HCl气体试剂及方法：将混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液（NaHCO₃），然后干燥。原理：HCl与NaHCO₃反应提供NaCl、H₂O和CO₂（HCl+NaHCO₃=NaCl+H₂O+CO₂↑），而CO₂在饱和NaHCO₃溶液中溶解度极低（因同离子效应），不会被吸收。后续干燥可除去气体中带出的水蒸气（如用浓硫酸）。2.除去N₂中混有的少量O₂和H₂O（水蒸气）操作步骤及试剂：先通过灼热的铜网，再通过浓硫酸。原理：O₂与灼热的铜反应提供氧化铜（2Cu+O₂\stackrelΔ3.除去Cu粉中混有的少量Fe粉（两种方法）方法一（化学法）：加入过量稀盐酸（或稀硫酸），充分反应后过滤、洗涤、干燥。反应原理：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，Cu不与稀盐酸反应。过滤后固体为Cu，洗涤（除去表面残留的FeCl₂溶液）、干燥得到纯净Cu。方法二（物理法）：用磁铁吸引混合物，Fe被磁铁吸附，剩余固体为Cu。4.除去NaCl溶液中混有的少量Na₂SO₄和MgCl₂试剂及操作：依次加入过量BaCl₂溶液、过量NaOH溶液、过量Na₂CO₃溶液，过滤后加入适量稀盐酸至无气泡产生。分步原理：加BaCl₂：除去SO₄²⁻（Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓）；加NaOH：除去Mg²⁺（Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓）；加Na₂CO₃：除去过量的Ba²⁺（Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓）；过滤后，溶液中含过量的OH⁻和CO₃²⁻，加稀盐酸中和（OH⁻+H⁺=H₂O，CO₃²⁻+2H⁺=H₂O+CO₂↑），至无气泡产生时恰好除尽杂质。5.除去CaO固体中混有的少量CaCO₃方法及原理：高温煅烧（加热至800℃以上）。反应：CaCO₃\stackrel高6.除去FeCl₂溶液中混有的少量CuCl₂试剂及操作：加入过量铁粉，充分反应后过滤。原理：Fe的金属活动性强于Cu（Fe>Cu），Fe与CuCl₂发生置换反应（Fe+CuCl₂=FeCl₂+Cu）。加入过量铁粉可确保Cu²⁺完全反应，过滤后滤液为FeCl₂溶液（固体为过量的Fe和提供的Cu，滤液中无Cu²⁺）。7.除去CO气体中混有的少量CO₂和H₂O（水蒸气）操作顺序及试剂：先通过NaOH溶液（或澄清石灰水），再通过浓硫酸。原理：CO₂与NaOH反应（2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O），CO不反应；浓硫酸吸收水蒸气。若顺序颠倒（先干燥后除CO₂），NaOH溶液中的水会再次引入水蒸气，因此需先除CO₂再干燥。8.除去KNO₃固体中混有的少量NaCl方法及原理：重结晶（冷却热饱和溶液）。KNO₃的溶解度随温度升高显著增大（如20℃时溶解度约31.6g，100℃时约246g），而NaCl的溶解度受温度影响小（20℃时约36g，100℃时约39.8g）。将混合物溶于热水配成饱和溶液，降温时KNO₃因溶解度骤降大量析出，NaCl仍留在溶液中，过滤后得到纯净KNO₃晶体。9.除去MnO₂固体中混有的少量KCl方法及操作：加水溶解、过滤、洗涤、干燥。原理：KCl易溶于水（20℃时溶解度约34g），MnO₂难溶于水。加水后KCl溶解，MnO₂不溶，过滤后固体为MnO₂，洗涤（除去表面残留的KCl溶液）、干燥得到纯净MnO₂。10.除去稀盐酸中混有的少量稀硫酸试剂及操作：加入适量BaCl₂溶液，过滤。原理：H₂SO₄与BaCl₂反应提供BaSO₄沉淀和HCl（H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄↓+2HCl），过滤后沉淀为BaSO₄，滤液为纯净的稀盐酸。需注意BaCl₂不能过量（否则引入新杂质Ba²⁺），需通过滴加至不再产生沉淀来控制用量。11.除去ZnSO₄溶液中混有的少量FeSO₄和CuSO₄试剂及操作：加入过量锌粉，充分反应后过滤。原理：Zn的金属活动性强于Fe和Cu（Zn>Fe>Cu），锌先与CuSO₄反应（Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu），待Cu²⁺完全反应后，再与FeSO₄反应（Zn+FeSO₄=ZnSO₄+Fe）。加入过量锌粉可确保Fe²⁺和Cu²⁺完全被置换，过滤后滤液为ZnSO₄溶液（固体为过量的Zn、提供的Fe和Cu）。12.除去Na₂CO₃固体中混有的少量NaHCO₃方法及原理：加热至固体质量不再变化。反应：2NaHCO₃\stackrelΔ13.除去Mg(OH)₂固体中混有的少量Al(OH)₃试剂及操作：加入过量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥。原理：Al(OH)₃为两性氢氧化物，可溶于强碱（Al(OH)₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O），而Mg(OH)₂不溶于NaOH溶液。过滤后固体为Mg(OH)₂，洗涤（除去表面残留的NaAlO₂溶液）、干燥得到纯净Mg(OH)₂。14.除去C₂H₄（乙烯）气体中混有的少量SO₂和CO₂试剂及方法：将混合气体通过NaOH溶液，然后干燥。原理：SO₂和CO₂均为酸性氧化物，与NaOH反应（SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O），乙烯（C₂H₄）不与NaOH反应。干燥可除去气体中带出的水蒸气（如用碱石灰）。15.除去苯中混有的少量苯酚试剂及操作：加入过量NaOH溶液，振荡后分液。原理：苯酚（C₆H₅OH）与NaOH反应提供易溶于水的苯酚钠（C₆H₅ONa），苯（不溶于水）与水层分层。分液后，有机层为纯净的苯（水层为苯酚钠溶液）。16.除去Fe(OH)₃胶体中混有的少量NaCl方法及原理：渗析。胶体粒子（Fe(OH)₃胶粒）直径在1~100nm之间，不能透过半透膜；NaCl电离出的Na⁺和Cl⁻（离子直径小于1nm）可透过半透膜。将混合液装入半透膜袋，浸入蒸馏水中，一段时间后，离子扩散到水中，袋内剩余Fe(OH)₃胶体。17.除去H₂S气体中混有的少量HCl气体试剂及方法：将混合气体通过饱和硫氢化钠溶液（NaHS），然后干燥。原理：HCl与NaHS反应提供NaCl和H₂S（HCl+NaHS=NaCl+H₂S↑），H₂S在饱和NaHS溶液中溶解度小（同离子效应抑制H₂S的电离），不会被吸收。干燥可除去水蒸气（如用五氧化二磷）。18.除去Cu(NO₃)₂溶液中混有的少量AgNO₃和Hg(NO₃)₂试剂及操作：加入过量铜粉，充分反应后过滤。原理：Cu的金属活动性强于Ag和Hg（Cu>Hg>Ag），铜先与AgNO₃反应（Cu+2AgNO₃=Cu(NO₃)₂+2Ag），待Ag⁺完全反应后，再与Hg(NO₃)₂反应（Cu+Hg(NO₃)₂=Cu(NO₃)₂+Hg）。加入过量铜粉可确保Ag⁺和Hg²⁺完全被置换，过滤后滤液为Cu(NO₃)₂溶液（固体为过量的Cu、提供的Ag和Hg）。19.除去SiO₂固体中混有的少量CaCO₃试剂及操作：加入过量稀盐酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥。原理：CaCO₃与稀盐酸反应（CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑），SiO₂不与稀盐酸反应。过滤后固体为SiO₂，洗涤（除去表面残留的CaCl₂溶液）、干燥得到纯净SiO₂。20.除去NH₃气体中混有的少量H₂O（水蒸气）干燥剂选择及原理：用碱石灰（NaOH和CaO的混合物）干燥。NH₃为碱性气体，不能用酸性干燥剂（如浓硫酸，会与NH₃反应：2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄）；碱石灰为碱性干燥剂，不与NH₃反应，且能吸收水蒸气（CaO+H₂O=Ca(OH)₂，NaOH潮解吸水）。21.除去KCl溶液中混有的少量K₂CO₃和KOH试剂及操作：加入过量稀盐酸，加热至无气泡产生。原理：K₂CO₃与盐酸反应（K₂CO₃+2HCl=2KCl+H₂O+CO₂↑），KOH与盐酸反应（KOH+HCl=KCl+H₂O）。加入过量盐酸可确保CO₃²⁻和OH⁻完全反应，加热可使过量的HCl挥发（HCl沸点低），最终得到纯净KCl溶液。22.除去Al₂O₃固体中混有的少量Fe₂O₃试剂及操作：加入过量NaOH溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥，再灼烧固体。原理：Al₂O₃为两性氧化物，溶于NaOH（Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O），Fe₂O₃不溶于NaOH。过滤后滤液为NaAlO₂溶液，向滤液中通入过量CO₂（NaAlO₂+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+NaHCO₃），过滤得到Al(OH)₃沉淀，洗涤、干燥后灼烧（2Al(OH)₃\stackrelΔ23.除去CO₂气体中混有的少量SO₂试剂及方法：将混合气体通过饱和碳酸氢钠溶液（NaHCO₃），然后干燥。原理：SO₂与NaHCO₃反应（SO₂+2NaHCO₃=Na₂SO₃+2CO₂+H₂O），提供CO₂；CO₂在饱和NaHCO₃溶液中溶解度小，不会被吸收。干燥可除去水蒸气（如用浓硫酸）。24.除去AgCl固体中混有的少量AgBr试剂及操作：加入过量NaI溶液，充分搅拌后过滤、洗涤、干燥。原理：AgBr的溶度积（Ksp≈5.0×10⁻¹³）大于AgI的溶度积（Ksp≈8.5×10⁻¹⁷），AgBr可转化为更难溶的AgI（AgBr+I⁻=AgI↓+Br⁻）。过滤后固体为AgCl和AgI的混合物？不，AgCl的Ksp（1.8×10⁻¹⁰）大于AgI，因此AgCl也会与I⁻反应提供AgI（AgCl+I⁻=AgI↓+Cl⁻）。正确方法应为利用AgBr与AgCl的溶解性差异：AgCl可溶于氨水（AgCl+2NH₃·H₂O=[Ag(NH₃)₂]Cl+2H₂O），而AgBr难溶于氨水。因此，加入过量氨水，过滤后沉淀为AgBr，滤液为[Ag(NH₃)₂]Cl溶液，向滤液中加入稀硝酸（[Ag(NH₃)₂]⁺+2H⁺=Ag⁺