(完整版)除杂练习题及答案

(完整版)除杂练习题及答案一、气体混合物除杂1.除去CO₂气体中混有的少量HCl气体，应选用的试剂和方法是？2.除去N₂中混有的少量O₂，可将混合气体通过哪种物质？3.除去H₂中混有的少量水蒸气和HCl气体（水蒸气含量较高），应选择的除杂顺序及试剂是？4.除去CO中混有的少量CO₂，可选用的试剂是？若CO₂含量较高且需干燥，后续还需补充什么操作？5.除去SO₂中混有的少量H₂S气体，应选用的试剂是？二、固体混合物除杂6.除去Cu粉中混有的少量Fe粉，可选用的试剂是？若要求不引入新杂质，还可采用什么物理方法？7.除去NaCl固体中混有的少量Na₂CO₃，应加入哪种试剂？反应的化学方程式是什么？8.除去CaO固体中混有的少量CaCO₃，最适宜的操作方法是？9.除去MnO₂固体中混有的少量KCl，应采用的实验步骤是？10.除去铁粉中混有的少量铝粉，可选用的试剂是？反应的离子方程式是？三、溶液混合物除杂11.除去FeSO₄溶液中混有的少量CuSO₄，应加入的试剂是？反应的离子方程式是？若试剂过量，后续需如何处理？12.除去NaCl溶液中混有的少量MgCl₂和CaCl₂（两种杂质均需除去），需依次加入哪些试剂？过滤后还需进行什么操作？13.除去NaNO₃溶液中混有的少量NaCl和Na₂SO₄（两种杂质均需除去），应如何设计除杂步骤？14.除去K₂SO₄溶液中混有的少量K₂CO₃，可选用的试剂是？若需避免引入新杂质，试剂的用量需如何控制？15.除去ZnCl₂溶液中混有的少量FeCl₃，可加入过量的ZnO粉末，充分反应后过滤。解释该方法的原理。四、综合除杂（含多种杂质）16.某粗盐样品中含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄及泥沙等杂质，需通过溶解、过滤、蒸发等步骤提纯。请写出除杂过程中需依次加入的试剂（不考虑顺序中多余试剂的去除），并说明每一步的目的。17.工业制得的硝酸中常混有少量H₂SO₄和HCl杂质，需提纯为高纯度硝酸。请设计合理的除杂方案（已知HNO₃易挥发，H₂SO₄、HCl沸点较高）。18.某混合气体中含有CO₂、H₂O（g）、O₂三种杂质，需除去这些杂质得到干燥的N₂。若提供的试剂有：①浓硫酸、②NaOH溶液、③灼热的铜网，应如何安排除杂顺序？五、特殊情境除杂19.实验室用大理石与稀盐酸反应制取的CO₂中常混有少量SO₂（因大理石中含硫化物杂质），需除去SO₂并得到干燥的CO₂。已知：SO₂能与NaHCO₃溶液反应提供CO₂，而CO₂在饱和NaHCO₃溶液中溶解度极小。请设计除杂步骤。20.除去乙烷（C₂H₆）中混有的少量乙烯（C₂H₄），可选用的试剂是？若选用酸性KMnO₄溶液是否可行？说明理由。答案及解析1.试剂与方法：饱和NaHCO₃溶液（洗气）。原理：HCl与NaHCO₃反应提供CO₂（HCl+NaHCO₃=NaCl+CO₂↑+H₂O），而CO₂在饱和NaHCO₃溶液中溶解度小，不会被吸收，从而除去HCl。2.试剂：灼热的铜网。原理：O₂与Cu在加热条件下反应提供CuO（2Cu+O₂△2CuO），N₂与Cu不反应，从而除去O₂。3.除杂顺序及试剂：先通过饱和食盐水（除HCl），再通过浓硫酸（除水蒸气）。原理：HCl易溶于饱和食盐水（抑制H₂的溶解），水蒸气用浓硫酸吸收；若先干燥后除HCl，会重新引入水蒸气，因此需先除HCl再干燥。4.试剂：NaOH溶液（洗气）。若需干燥，后续需通过浓硫酸（或碱石灰，但CO为中性气体，浓硫酸更适宜）。原理：CO₂与NaOH反应（CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O），CO不反应；干燥可除去气体中残留的水蒸气。5.试剂：CuSO₄溶液（或酸性KMnO₄溶液）。原理：H₂S与CuSO₄反应提供CuS沉淀（H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄），SO₂与CuSO₄不反应；或H₂S被酸性KMnO₄氧化为S或SO₄²⁻，而SO₂在酸性条件下还原性弱于H₂S，可被保留。6.试剂：稀硫酸（或稀盐酸）；物理方法：用磁铁吸引（Fe能被磁铁吸引，Cu不能）。原理：Fe与稀硫酸反应（Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑），Cu不反应，过滤后得到Cu；磁铁可直接分离Fe和Cu。7.试剂：稀盐酸（适量）。反应方程式：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+CO₂↑+H₂O。原理：盐酸与Na₂CO₃反应提供NaCl、CO₂和H₂O，CO₂逸出，过量的盐酸可通过蒸发除去（HCl易挥发）。8.操作方法：高温煅烧（加热至高温）。原理：CaCO₃高温分解为CaO和CO₂（CaCO₃\stackrel高9.实验步骤：加水溶解、过滤、洗涤、干燥。原理：KCl易溶于水，MnO₂难溶于水，溶解后过滤可分离，洗涤滤渣除去残留的KCl溶液，干燥后得到纯净的MnO₂。10.试剂：过量NaOH溶液（过滤）。离子方程式：2Al+2OH⁻+2H₂O=2AlO₂⁻+3H₂↑。原理：Al与NaOH溶液反应提供可溶的NaAlO₂，Fe不反应，过滤后得到Fe。11.试剂：过量铁粉（过滤）。离子方程式：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu。处理：过量的铁粉可通过过滤除去，滤液即为纯净的FeSO₄溶液。12.试剂顺序：先加过量NaOH溶液（除Mg²⁺：Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓），再加过量Na₂CO₃溶液（除Ca²⁺和过量的Ba²⁺，但此处无Ba²⁺，仅除Ca²⁺：Ca²⁺+CO₃²⁻=CaCO₃↓）；过滤后加适量稀盐酸（除过量的OH⁻和CO₃²⁻：OH⁻+H⁺=H₂O，CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O）。13.除杂步骤：①加过量Ba(NO₃)₂溶液（除SO₄²⁻：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓）；②加过量AgNO₃溶液（除Cl⁻：Ag⁺+Cl⁻=AgCl↓）；③加过量K₂CO₃溶液（除过量的Ba²⁺和Ag⁺：Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓，2Ag⁺+CO₃²⁻=Ag₂CO₃↓）；④过滤后加适量稀硝酸（除过量的CO₃²⁻：CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O）。14.试剂：稀硫酸（适量）。用量控制：需逐滴加入至不再产生气泡（CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O），确保K₂CO₃完全反应且不引入新杂质（H₂SO₄与K₂CO₃反应提供K₂SO₄，与原溶质相同）。15.原理：FeCl₃水解显酸性（Fe³⁺+3H₂O⇌Fe(OH)₃+3H⁺），ZnO与H⁺反应（ZnO+2H⁺=Zn²⁺+H₂O），降低溶液酸性，促进Fe³⁺水解提供Fe(OH)₃沉淀（Fe³⁺+3H₂O=Fe(OH)₃↓+3H⁺），过滤后得到纯净的ZnCl₂溶液。16.除杂试剂及目的：①加水溶解（使可溶杂质进入溶液）；②加过量BaCl₂溶液（除SO₄²⁻：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓）；③加过量NaOH溶液（除Mg²⁺：Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓）；④加过量Na₂CO₃溶液（除Ca²⁺和过量的Ba²⁺：Ca²⁺+CO₃²⁻=CaCO₃↓，Ba²⁺+CO₃²⁻=BaCO₃↓）；⑤过滤（除去泥沙、BaSO₄、Mg(OH)₂、CaCO₃、BaCO₃沉淀）；⑥加适量稀盐酸（除过量的OH⁻和CO₃²⁻：OH⁻+H⁺=H₂O，CO₃²⁻+2H⁺=CO₂↑+H₂O）；⑦蒸发结晶（得到纯净NaCl）。17.除杂方案：①向混合酸中加入过量Ba(NO₃)₂溶液（除SO₄²⁻：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄↓）；②加入过量AgNO₃溶液（除Cl⁻：Ag⁺+Cl⁻=AgCl↓）；③过滤除去BaSO₄和AgCl沉淀；④对滤液进行蒸馏（HNO₃沸点低，先蒸发冷凝得到纯净HNO₃，H₂SO₄、HCl沸点高残留）。18.除杂顺序：先通过NaOH溶液（除CO₂），再通过灼热的铜网（除O₂），最后通过浓硫酸（除水蒸气）。原理：若先干燥，NaOH溶液会引入水蒸气；若先除O₂，CO₂未除会干扰后续步骤；因此需先除酸性气体（CO₂），再除O₂，最后干燥。19.除杂步骤：①将混合气体通过饱和NaHCO₃溶液（除SO₂：SO₂+2NaHCO₃=Na₂SO₃+2CO₂↑+H₂O）；②再通过浓硫酸（干燥CO₂）。原理：SO₂酸性强于H₂CO₃，与NaHCO₃反应提供CO₂，而CO₂在饱和N