物质的检验、分离和提纯

第十二章第二节物质的检验、分离和提纯一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．下列实验操作或原理不．正确的是() A．蒸馏操作时，温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶的支管口处B．分液操作时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出C．萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大D．测定溶液pH的操作：将pH试纸置于表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸的中部，与对应的标准比色卡比较解析：有机萃取剂的密度不一定比水大，例如萃取溴水中的溴可选用CCl4(比水密度大)做萃取剂，也可选用苯(密度比水小)做萃取剂．答案：C2．(2009·海南高考)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是() A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸解析：CO2可将Na2CO3转化为NaHCO3，但NaHCO3和Na2CO3均能与Ba(OH)2、Ca(OH)2、盐酸反应．答案：A3．下列实验能达到预期目的的是()①用蒸馏的方法可将海水淡化②将混合气体通过盛有品红溶液的洗气瓶，可除去CO2中的SO2③向溶液中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液可检验溶液中是否含有SO2－4④向含有Mg(OH)2和Ca(OH)2的浊液中加入足量MgCl2溶液，充分反应后过滤，可除去Ca(OH)2 A．①②B．①④C．②③D．③④解析：海水中含有较多的盐分，蒸馏海水由于盐的沸点很高不会蒸出，故①用蒸馏的方法可将海水淡化；二氧化硫与品红溶液反应是可逆的，除不干净，另外二氧化碳也会溶于水，所以要除去二氧化碳中的二氧化硫，应将其通入饱和碳酸氢钠溶液之中；③向溶液中滴入盐酸酸化的氯化钡溶液不能检验溶液中是否含有SO2－4，因为不能排除银离子的干扰；由于氢氧化镁比氢氧化钙难溶，故向含有Mg(OH)2和Ca(OH)2的浊液中加入足量的MgCl2溶液，镁离子会结合氢氧根离子生成Mg(OH)2的沉淀，使Ca(OH)2不断溶解而除去．答案：B4．(2009·广东理基)下列除去杂质的方法正确的是() A．除去CO2中混有的CO：用澄清石灰水洗气B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤解析：CO2可以被澄清石灰水吸收，而CO不可以，故A项错；盐酸可以将BaCO3反应除去，而不能溶解BaSO4，故B项错；2FeCl3＋Fe===3FeCl2，过量的铁过滤，即可除去，故C项对；Cu和CuO均可以被HNO3溶解，故D项错．答案：C5．下列实验能达到预期目的的是() A．检验溶液中是否含有CO2－3：滴加稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水B．从含I－的溶液中提取碘：加入适量稀硫酸与3%的H2O2溶液，再用酒精萃取C．检验蔗糖水解产物：向蔗糖溶液中加入适量稀硫酸水浴加热后，再加入新制的Cu(OH)2悬浊液，加热至沸腾D．除去Mg(OH)2中的少量Ca(OH)2：加入足量的MgCl2溶液，充分反应后过滤洗涤解析：HCO－3、SO2－3和HSO－3与盐酸反应产生的气体也能使澄清石灰水变浑浊；酒精与水互溶，不能萃取水溶液中的物质；加新制的Cu(OH)2悬浊液之前，必须加碱中和溶液中的酸．答案：D6．为提纯下列物质(括号内的物质是杂质)，所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是()B中加24入的氢氧化钠在除去铁离子的同时会与NH＋4反应，且引入钠离子杂质，很难除去，B错误．C中少量杂质CO难以燃烧，且易引入杂质O2，C错误．D中淀粉属于胶体，不能通过半透膜而留在袋中，KCl则可以通过半透膜被洗去，D正确．答案：D7．某溶液中含有较大量的Cl－、CO2－3、OH－三种离子，如果只取一次该溶液分别将三种离子检验出来，下列添加试剂顺序正确的是() A．先加Mg(NO3)2，再加Ba(NO3)2，最后加AgNO3B．先加Ba(NO3)2，再加AgNO3，最后加Mg(NO3)2C．先加AgNO3，再加Ba(NO3)2，最后加Mg(NO3)2D．先加Ba(NO3)2，再加Mg(NO3)2最后加AgNO3解析：所加试剂只沉淀一种离子，且不影响其他离子．加入Ba(NO3)2时，只沉淀CO2－3，再加入Mg(NO3)2时，只沉淀OH－，最后加入AgNO3时，只沉淀Cl－，故只有D正确．答案：D8．有A、B、C、D、E、F六瓶不同物质的溶液，它们各是NH3·H2O、Na2CO3、MgSO4、NaHCO3、HNO3和BaCl2溶液中的一种．为了鉴别它们，各取少量溶液进行两两混合，实验结果如表所示．表中“↓”表示生成沉淀，“↑”表示生成气体，“－”表示观察不到明显现象，空格表示实验未做．试推断其中F是()A．Na2CO3溶液B．BaCl2溶液C．MgSO4溶液D．NaHCO3溶液解析：本题属于表格型推断题，把两两反应的现象归纳、列表，并和试题信息对照可得出结论．由表格中A和D与其他物质混合产生的沉淀或气体现象推出D为MgSO4，A为Na2CO3，进而推出B为NH3·H2O，C为BaCl2，E为HNO3，F为NaHCO3溶液．答案：D9．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是()①KOH Na2SO4AlCl3②NaHCO3Ba(OH)2H2SO4③HCl NaAlO2NaHSO4④Ca(OH)2Na2CO3BaCl2A．①②B．②③C．①③④D．①②④解析：①中Na2SO4与KOH、AlCl3都不反应，而KOH与AlCl3采用一方逐滴加入另一方中的方法，正滴反滴现象不同．②中Ba(OH)2与NaHCO3、H2SO4都能产生沉淀，但BaCO3沉淀可与H2SO4反应产生气体，由此可鉴别三者．③HCl、NaHSO4与NaAlO2 反应的现象相同，无法区分开HCl与NaHSO4.④Ca(OH)2与BaCl2不反应，二者与Na2CO3反应的现象相同，无法区分开Ca(OH)2与BaCl2.答案：A10．已知Fe3＋的氧化性强于I2，某澄清溶液中可能只含有以下离子中的若干种：Na＋、Fe3＋、Fe2＋、SO2－4、Cl－、Ba2＋、I－.现取部分溶液依次进行如下实验：①通入一定量氯气后，加入CCl4振荡，静置后CCl4层呈紫红色，用分液漏斗分液；②向分液后的水溶液中加入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液，产生白色沉淀；③过滤后将滤液分为两份，向一份中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，产生大量沉淀，向另一份中加入少量KSCN溶液，溶液立即变为红色．根据上述实验，以下推测正确的是()A．无法确定原溶液中是否存在Cl－、Na＋B．原溶液中肯定存在的离子有Fe3＋、SO2－4、I－C．原溶液一定显中性D．原溶液中肯定不存在的离子有Fe2＋、Ba2＋解析：由实验①可确定溶液中有I－，所以原溶液中无Fe3＋.由实验②可知原溶液中含有SO2－4，所以原溶液中无Ba2＋.由于实验②中所加入的试剂是硝酸酸化的硝酸钡，因此原溶液中的还原性离子也将被氧化．实验③说明原溶液中含有Fe2＋，但不能通过生成的AgCl 沉淀确定原溶液中含有Cl－.答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)可用于分离或提纯物质的方法有：A．分馏B．盐析C．过滤D．重结晶E．升华F．渗析G．电解H．加热分解I．蒸馏J．灼热氧化如欲分离或提纯下列各组混合物，请选择上述方法中最合适者，并将相应字母填入题后空格内：(1)从石油中分离出汽油和煤油等成分________；(2)除去淀粉溶液中的少量碘化钠________；(3)从油脂皂化反应的混合液中分离出高级脂肪酸钠________；(4)除去粗铜中锌、银等金属________；(5)除去水中的Na＋、SO2－4、Cl－等杂质________；(6)除去KNO3晶体中混有的少量NaCl________.解析：(1)汽油和煤油的沸点不同，可用分馏法；(2)淀粉溶液为胶体不能透过半透膜而NaI可透过半透膜，用渗析法；(3)分离皂化反应后溶液中的高级脂肪酸钠可用盐析法；(4)为铜的精炼，可用电解法；(5)蒸馏法可除去水中的可溶性杂质；(6)利用KNO3和NaCl溶解度受温度影响不同，可用结晶法．答案：(1)A(2)F(3)B(4)G(5)I(6)D12．(9分)实验室需要制备纯净的氯化钾．现有含少量KBr和K2SO4的氯化钾样品，按照下图所示的实验方案进行提纯．(1)检验加入BaCl2溶液后SO2－4是否沉淀完全的操作为________________________________________________________________________；(2)若用硝酸钡来代替氯化钡，请判断是否可行，并说明理由：________________________________________________________________________；(3)某同学认为该实验方案中加适量氯化钡溶液不容易控制，应加入过量氯化钡溶液他的思路如下，请写出方框内或横线①②③④⑤中溶质或沉淀(或物质)的化学式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.解析：(1)SO2－4是否沉淀完全，可以证明无SO2－4.(2)会引入NO－3即引入KNO3杂质．答案：(1)静置一段时间后，取少量上层澄清溶液再滴加BaCl2溶液，若无沉淀生成，说明SO2－4沉淀完全，反之未沉淀完全(2)不可行，会引入NO－3(3)①KCl、KBr、BaCl2；②K2CO3；③BaCO3；④KCl、KBr、K2CO3；⑤HCl和Cl2 13．(15分)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙、Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO2－4等杂质，不符合电解要求，因此必须经过精制．某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：步骤1：取一定量的粗盐，置于烧杯中，加入足量的水，配成粗盐水；步骤2：向粗盐水中加入除杂试剂，然后进行过滤，滤去不溶物，再向滤液中加入盐酸调节盐水的pH；步骤3：将得到的溶液蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、烘干即得精盐；请回答以下问题：(1)上述实验中的过滤操作需要烧杯、____________、____________等玻璃仪器．(2)步骤2中常用Na2CO3、NaOH、BaCl2作为除杂试剂，则加入除杂试剂的顺序为：________________.(3)步骤2中，判断加入BaCl2已过量的方法是：_______________________________________________________.(4)步骤2中，若先用盐酸调节pH再过滤，将会对实验结果产生影响，其原因是________________________________________________________________________．(5)为检验精盐纯度，需配制150 mL 0.2 mol/L NaCl(精盐)溶液，右图是该同学转移溶液的示意图，图中的两处错误是：________________________________________________________________________________________________.若在定容时仰视，则所配溶液的浓度_____________________________________0．2 mol/L(填“大于”或“小于”)；若定容不慎超过刻度线，应采用的处理方法是：________________________________________________________________________.解析：过滤装置由铁架台(含铁圈)、玻璃棒、漏斗、烧杯、滤纸等组成．本着“除杂不掺杂”的原则，应使杂质变为沉淀或气体或本体物质，故使Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO2－4等离子变为沉淀，Ca2＋常以碳酸钙形式沉淀，Mg2＋可以氢氧化镁或碳酸镁形式沉淀，Fe3＋常以氢氧化铁形式沉淀，SO2－4常以硫酸钡形式沉淀，故应先加入BaCl2即可．判断加入BaCl2已过量的方法则应先取少量液体，加入BaCl2或碳酸钠即可．步骤2中，若先用盐酸调节pH再过滤，则会使出现的难溶碳酸盐再溶解，故应过滤后再加盐酸．由图可解答问题(5)缺少玻璃棒引流、容量瓶型号不对．答案：(1)玻璃棒漏斗(2)NaOH→BaCl2→Na2CO3(或BaCl2→NaOH→Na2CO3)(3)取所得溶液的上层清液1～2滴于滴定板上，再滴入1～2滴BaCl2溶液，若溶液未变混浊，则表明BaCl2已过量(4)在此酸度条件下，会有部分沉淀溶解，从而影响制得精盐的纯度(5)未用玻璃棒引流；未采用150 mL容量瓶小于重新配制14．(14分)碳酸钠与工农业生产、日常生活紧密相关．工业碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案．请回答下列有关问题：方案一：沉淀分析法(1)把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl2溶液，将所得沉淀________(填操作)、洗涤、烘干、称量．洗涤沉淀的操作是______________________________________________________________________________________________________________.方案二：气体分析法(2)把一定量的样品与足量盐酸反应后，用如图装置测定产生CO2气体的体积，为了测定结果准确，B中的溶液最好采用________，但选用该溶液后实验结果仍然不够准确，其原因是_______________________________________________________．方案三：质量差分析法(3)把一定质量的样品和足量的稀硫酸反应，采用如图所示装置，通过称量反应前后盛有碱石灰的干燥管质量，利用其质量差求算样品的纯度．该实验的操作步骤有：①在干燥管内填满碱石灰，质量为m g②取n g样品装入广口瓶中③检验装置的气密性④缓慢鼓入空气数分钟，再称量干燥管质量为w g⑤关闭止水夹⑥打开止水夹⑦缓慢加入稀硫酸至不再产生气体为止⑧缓慢鼓入空气数分钟Ⅰ.正确的操作顺序是(填写序号)：③→________→⑥→________→⑤→________→⑦→________→④Ⅱ.若去掉装置A，测定结果________；若去掉装置B，测定结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)．解析：测定碳酸钠样品(样品中混有氯化钠)中碳酸钠的质量分数，即想法得到一定质量的样品中含有Na2CO3的质量，方法有：设法将Na2CO3或NaCl转化为沉淀或将Na2CO3转化为气体，然后测定沉淀的质量或气体的体积或气体的质量来求算．(1)中沉淀应过滤出来，然后洗涤、干燥、称量．(2)中为保证CO2气体不溶于B瓶液体，瓶中液体应盛饱和NaHCO3溶液以降低CO2的溶解度；但A中所用盐酸具有挥发性，因此CO2气体中会混有HCl，HCl会与NaHCO3溶液作用生成CO2，从而导致CO2的体积要比实际的多．(3)依据实验目的，结合各装置中试剂的性质，不难确定操作顺序等．答案：(1)过滤沿玻璃棒缓慢地向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至浸没过沉淀物，使水自然流下，重复2～3次(2)饱和NaHCO3溶液CO2气体中混有的HCl气体与NaHCO3溶液作用生成CO2(3)Ⅰ.②⑧①⑥Ⅱ.偏大偏大。