化学必修第一轮复习-第2讲-物质的分离和提纯(含答案)

第2讲物质的分离和提纯
题组一分离、提纯原理和方法的考查
1．下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是() A．蒸馏B．萃取C．重结晶D．蒸发
答案 A
解析萃取、重结晶是利用物质溶解度的不同而分离，蒸发是通过加热将溶剂蒸发掉；蒸馏则是利用物质沸点不同将物质进行分离。

2．物质的分离、提纯是中学化学的重要操作，请应用物质分离、提纯知识，分离下列各组混合物。

混合物分离方法操作过程
1 从草木灰中提取可溶性物质
2 KNO3和NaCl混合物
3 乙酸乙酯和乙酸混合物
4 由乙醇溶液制无水乙醇
答案
混合物分离方法操作过程
1 从草木灰中提取可溶性物质溶解、过滤将草木灰溶于热水中，不断搅拌，然后过滤。

若滤液仍浑浊，再过滤
2 KNO3和NaCl混合物结晶、过滤将混合物溶于热水配成饱和溶液，降温，溶液中有KNO3晶体析出，趁热过滤
3 乙酸乙酯和乙酸混合物分液在混合物中加入饱和Na2CO3溶液，振荡，静置，分液
4 由乙醇溶液制无水乙醇蒸馏加入一定量的生石灰，然后蒸馏思维建模
依据物质的物理性质选择恰当分离(提纯)方法
(1)“固＋固”混合物的分离(提纯)
(2)“固＋液”混合物的分离(提纯)
(3)“液＋液”混合物的分离(提纯)
题组二分离、提纯装置的识别
3．以下实验装置一般不用于分离物质的是()
答案 D
解析A项为蒸馏装置，用于互溶而沸点不同的液体混合物的分离；B项为渗析操作，用于胶体的净化；C项为过滤操作，用于固体和液体的分离；D项为配制一定物质的量浓度的溶液中的移液操作，不属于分离物质的操作。

4．下列实验装置图所示的实验操作，不能达到相应的实验目的的是()
答案 B
解析B选项中温度计的水银球位置应与蒸馏烧瓶的支管口对齐。

题组三分离、提纯操作过程
5．海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。

实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：
(1)实验室焙烧海带，需要下列仪器中的________(填序号)。

a．试管b．烧杯
c．坩埚d．泥三角
e．铁三脚架f．酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①________，③__________。

(3)提取碘的过程中，可选择的有机试剂是()
A．甲苯、酒精B．四氯化碳、苯
C．汽油、乙酸D．汽油、甘油
(4)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液，实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆
底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品，尚缺少的玻璃仪器有______________、______________。

(5)小组用CCl4萃取碘水中的碘，在右下图的分液漏斗中，下层液体呈______色；他们打开分液漏斗
活塞，却未见液体流下，
原因可能是______________________________________________________________。

(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出下面实验装置图中的错误之处：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。

(7)进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是______________________________，
最后晶态碘在________里聚集。

答案(1)cdef
(2)①过滤③萃取
(3)B
(4)分液漏斗普通漏斗
(5)紫红分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通
(6)①缺石棉网②温度计插到了液体中③冷凝管进出水的方向颠倒
(7)使蒸馏烧瓶受热均匀，控制加热温度不至过高蒸馏烧瓶
题组一除杂试剂及方法的选择
1．
序号原物质所含杂质除杂质试剂主要操作方法
①N2O2灼热的铜网用固体转化气体
②CO CO2NaOH溶液洗气
③CO2CO 灼热的CuO 用固体转化气体
④CO2HCl 饱和NaHCO3溶液洗气
⑤Cl2HCl 饱和食盐水洗气
⑥CO2SO2饱和NaHCO3溶液洗气
⑦碳粉CuO 稀酸(如稀盐酸) 过滤
⑧ Fe 2O 3 Al 2O 3 NaOH 溶液
过滤 ⑨ NaHCO 3溶
液 Na 2CO 3 CO 2 加酸转化 ⑩ NaCl 溶液 NaHCO 3 HCl 加酸转化 ⑪ FeCl 3溶液 FeCl 2 Cl 2 加氧化剂转化 ⑫ FeCl 2溶液 FeCl 3 Fe 加还原剂转化 ⑬ I 2晶体 NaCl 无 加热升华 ⑭ NaCl 晶体 NH 4Cl 无
加热分解 ⑮ 乙烷 C 2H 4 溴的四氯化碳溶液 洗气 ⑯ 乙酸乙酯 乙酸 饱和Na 2CO 3溶液
分液 ⑰
乙醇
水(少量)
新制CaO
蒸馏
题组二 物质的分离、提纯在物质制备中的应用 2． 下列是制备CuO 的流程图：
工业CuSO 4――→Ⅰ ――→ⅡCuSO 4溶液――→Ⅲ
CuSO 4·5H 2O ―→……―→CuO
(1)步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。

操作是__________________________________。

(2)步骤Ⅱ的目的是除铁。

操作是：滴加H 2O 2溶液，稍加热；当Fe 2＋
转化完全后，慢慢加入Cu 2(OH)2CO 3粉末，搅拌，以控制溶液pH ＝；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH ＝1。

控制溶液pH ＝__________
________________________________________________________________________。

(3)步骤Ⅲ的目的是得到CuSO 4·5H 2O 晶体。

操作是_____________________________ ________________________________________________________________________， 过滤，水浴加热烘干。

水浴加热的特点是___________________________________。

答案 (1)溶解，过滤
(2)使Fe 3＋
可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu 2＋
不会转化为Cu(OH)2沉淀 (3)将CuSO 4溶液加热蒸发至有大量晶体出现时，停止加热 受热均匀，温度易于控制在100 ℃以下
解析 (1)不溶性杂质由于不溶于水，采用过滤的方法除去。

(2)步骤Ⅱ操作：向含有CuSO 4、FeSO 4的溶液中滴加H 2O 2，发生反应：2Fe 2＋
＋H 2O 2＋2H ＋
===2Fe 3＋
＋2H 2O ，此时溶液的pH<3.5，而pH ＝3.5时，Fe(OH)3沉淀易形成，故此时要加入Cu 2(OH)2CO 3粉末，以中和H ＋
，控制pH ＝3.5，同时加热煮沸，使Fe 3＋
水解趋于完全，生成Fe(OH)3沉淀，同时抑制Cu 2＋
的水解，过滤除去Fe(OH)3沉淀，再加稀硫酸酸化得到CuSO 4溶液。

(3)通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体，加热烘干时温度不能超过100 ℃，且需温度恒定，以防温度过高使硫酸铜分解，因此采用水浴加热。

2． (2012·北京理综，8)下列试验中，所选装置不合理的是 ( )
A．分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，选④
B．用CCl4提取碘水中的碘，选③
C．用FeCl2溶液吸收Cl2选⑤
D．粗盐提纯，选①和②
答案 A
解析解答本题主要从物质的性质、实验原理、仪器的选择是否正确等角度去分析。

CH3COOC2H5与Na2CO3溶液互不相溶，故应选择分液法将其分离，因此选③，A错；用CCl4提取碘水中的碘，应选择分液漏斗萃取分液，B正确；将Cl2通过盛有FeCl2溶液的洗气瓶，将Cl2吸收，C正确；粗盐提纯应先将粗盐溶于蒸馏水中，然后过滤除掉泥沙等不溶物，再蒸发、浓缩最后得到NaCl晶体，D正确。

3．(2009·广东理基，24)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
答案 C
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；C项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，过量的铁过滤即可除去，正确；Cu和CuO 均可以被HNO3溶解，故D项错。

5．[2012·江苏，19(1)(3)]废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。

实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是_________________________________________
(用化学方程式表示)。

②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。

除去H2O2的简便方法是
________________________________________________________________________。

(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉
淀的pH( mol·L－1计算)
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3＋
实验中可选用的试剂：30% H2O2、mol·L－1 HNO3、mol·L－1 NaOH。

由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③过滤；
④________________________________________________________________________；
⑤过滤、洗涤、干燥；
⑥900 ℃煅烧。

答案(1)①Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
②加热(至沸)
(3)①向滤液中加入适量30% H2O2，使其充分反应
② mol·L－1 NaOH溶液，调节溶液pH约为5(≤)，使Fe3＋沉淀完全
④ mol·L－1 NaOH，调节溶液pH约为10(≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全
解析(1)①Cu与稀H2SO4不发生反应，加入H2O2的目的是溶解铜，化学方程式为Cu＋H2SO4＋H2O2===CuSO4＋2H2O。

②H2O2具有不稳定性，受热易分解生成H2O和O2，可通过加热的方法除去溶液中过量的H2O2。

(3)除去铜的滤液中含有Fe3＋、Fe2＋、Zn2＋等，若制备ZnO应除去Fe3＋和Fe2＋。

由表中信息可知，Fe2＋和Zn2＋开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较小，但Fe3＋与Zn2＋开始沉淀和沉淀完全的pH均相差较大，故可加入30% H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(≤)，使Fe3＋沉淀完全，此时Zn2＋不产生沉淀，充分反应后过滤，向滤液中滴加NaOH溶液，调节溶液的pH(≤pH≤11)，使Zn2＋产生Zn(OH)2沉淀，并对Zn(OH)2沉淀进行洗涤、干燥、煅烧，即可得到ZnO。

1．为提纯下列物质(括号内为杂质)选用的试剂和分离方法都正确的是()
物质试剂分离方法
①硝酸钾(氯化钠) 蒸馏水降温结晶
②二氧化碳(氯化氢) 饱和碳酸钠溶液洗气
③乙醇(水) 金属钠蒸馏
④NaCl溶液(Na2S) AgCl 过滤
A.①③B．①④C．只有②D．③④
答案 B
解析硝酸钾的溶解度受温度的影响较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响较小，故可以通过把混合物溶于蒸馏水后降温结晶的办法除去氯化钠，①正确；二氧化碳中混有的氯化氢应通过饱和碳酸氢钠溶液除去，②错误；金属钠与乙醇和水都能发生反应，故③错误；Na2S溶液和AgCl反应，生成Ag2S和NaCl，过滤除去Ag2S，④正确。

2．现有三组实验：①除去混在植物油中的水；②回收碘的CCl4溶液中的CCl4；③用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。

分离以上各混合液的正确方法依次是()
A．分液、萃取、蒸馏B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取D．蒸馏、萃取、分液
答案 C
解析植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用萃取原理。

3．下列溶液，只要用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是() A．KOH溶液和Al2(SO4)3溶液
B．稀H2SO4和NaHCO3溶液
C．CaCl2溶液和Na2CO3溶液
D．Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液
答案 A
解析将氢氧化钾溶液滴入硫酸铝溶液中，先有沉淀而后沉淀消失；若将硫酸铝溶液滴入氢氧化钾溶液中，先没有沉淀而后有沉淀生成。

4．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为() A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
答案 D
解析A项中加入过量碳酸钠，钠离子是新的杂质，不易除去；B项中加入过量硫酸钾，过量的硫酸根离子是新的杂质，不易除去；C项中加入过量硫酸钠，过量的钠离子和硫酸根离子都是新的杂质且不易除去；D项中碳酸钾可使硝酸钡生成碳酸钡沉淀，过滤除去沉淀后，过量碳酸钾跟适量硝
酸生成硝酸钾、CO2气体和H2O，达到实验目的。

5．下列说法不正确的是() A．变色硅胶干燥剂含有CoCl2，干燥剂呈蓝色时，表示不具有吸水干燥功能
B．“硝基苯制备”实验中，将温度计插入水浴，但水银球不能与烧杯底部和烧杯壁接触
C．“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管用蒸馏水洗净后，须经干燥或润洗后方可使用
D．除去干燥CO2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶
答案 A
解析本题考查化学实验，意在考查学生对基本实验操作中注意事项的掌握。

变色硅胶含有CoCl2，无水CoCl2为蓝色，因此干燥剂呈蓝色时表示其具有吸水干燥功能，A错；制备硝基苯时温度计插入水浴中控制温度，但水银球不能与烧杯内壁或底部接触，B对；中和滴定时，容量瓶和锥形瓶洗涤后无需干燥或用溶液润洗，但滴定管和移液管洗涤后必须干燥或用待装试剂润洗后方可使用，C对；
CO2、SO2的混合气体通入酸性KMnO4溶液中，SO2被吸收，再通入浓硫酸中，水蒸气被吸收，最后可得到干燥的CO2，D对。

6．为除去MgCl2酸性溶液中的Fe3＋，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，向滤液中加入适量盐酸，这种试剂是()
A．NH3·H2O B．NaOH
C．Na2CO3D．MgCO3
答案 D
解析加入NH3·H2O、NaOH及Na2CO3，最后溶液中混有新杂质；溶液呈酸性，加入MgCO3后，H ＋被消耗，溶液碱性增强，Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，杂质CO2－3可以用盐酸除去。

7．下列除去杂质的操作方法不正确的是() A．除去SiO2中的少量NH4Cl：在空气中充分灼烧
B．除去铜器表面的铜绿[Cu2(OH)2CO3]：用盐酸浸泡，再用清水冲洗
C．除去CO2中混有的SO2：用NaOH溶液洗气，再干燥
D．除去苯中溶解的Br2：加入足量NaOH溶液，充分振荡后，静置分液
答案 C
解析在空气中充分灼烧，NH4Cl分解为氨气和氯化氢，可以得到纯净的SiO2，A正确；Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，生成可溶性物质进入溶液，而铜不与HCl反应，可得到纯净的铜，B正确；CO2和SO2均为酸性氧化物，都能与NaOH溶液反应，C错；NaOH溶液能与Br2反应生成可溶于水的NaBr和NaBrO，然后分液可以得到纯净的苯，D正确。

8．下列分离方法不合理的是() A．用分馏的方法，可从石油中得到汽油
B．用点燃的方法除去CO2中的少量CO杂质
C．只含有泥沙的粗盐，可通过溶解、过滤、结晶的方法提纯
D．加入适量铜粉除去Cu(NO3)2溶液中的AgNO3杂质
答案 B
解析存在大量CO2，少量CO时无法点燃，B错；Cu可以置换出AgNO3溶液中的Ag，并生成
Cu(NO3)2，D对。

9．以下实验装置一般不用于分离提纯物质的是()
答案 C
解析A为蒸发，分离溶液中的溶质；B为蒸馏，分离沸点不同的液体物质；C为配制一定物质的量浓度的溶液，不能用于分离物质；D为分离气体中的杂质。

10．如图所示是实验室蒸馏石油的实验装置，实验需要收集60～150 ℃和150～300 ℃的馏分。

请回答下列问题：
(1)仪器a的规格和名称____________，仪器b、c的名称：b________，c________。

(2)实验所选温度计是错误的，正确的选择应该是____________________________。

(3)实验时在仪器a中加入了少量碎瓷片，其目的是__________________________。

(4)实验时在仪器b中通入冷却水，请指明冷却水的流向
________________________________________________________________________。

答案(1)250 mL蒸馏烧瓶冷凝管锥形瓶(2)最大量程为350 ℃的温度计(3)防止液体暴沸
(4)B口进，A口出
解析本题考查化学实验基本操作和注意事项。

(1)实验所用的仪器a中盛放了100 mL石油，故其规格应该是250 mL，仪器a的名称是蒸馏烧瓶、b
是冷凝管、c是锥形瓶。

(2)图中所用温度计的最大量程为100 ℃，而实验需要收集最高沸点为300 ℃的馏分，所以应该选用
最大量程大于300 ℃的温度计，一般选用最大量程为350 ℃的温度计。

(3)在蒸馏烧瓶中加少量碎瓷片的目的是防止液体暴沸。

(4)冷凝管中的冷却水应该从B口进，A口出。

11．实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但实验室中只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。

现有如下设计方案：
(1)操作①可选择的主要仪器是____________、__________仪器。

(2)操作②不用硝酸钡溶液的理由是__________________________________________。

(3)操作④的目的是_________________________________________________________。

答案(1)坩埚(或试管、蒸发皿)酒精灯
(2)选用Ba(NO3)2溶液会引入新的杂质离子NO－3
(3)驱赶溶解在溶液中的CO2气体和HCl
解析本题考查了学生对分离和提纯原理的理解和掌握情况，考查学生思维的严谨性和表达的准确性。

12．柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足得令人惊讶的盐矿资源。

盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。

某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SO2－4、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，他们设计了如下流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
(1)操作①是________；操作②是________；操作③是__________________________；
操作④所需要的玻璃仪器有________________________________________________。

(2)参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的________(填“热水”或“冷
水”)洗涤固体__________________________________________________
(填“A”或“B”)。

(3)在实验室常用减压的方法进行过滤，俗称抽滤，试猜想这种过滤方法的优点是
________________________________________________________________________。

答案(1)萃取分液蒸馏玻璃棒、漏斗、烧杯
(2)冷水 B
(3)快速过滤
解析最开始加的氧化剂将Br－氧化生成Br2，由加入CCl4可知，是用萃取剂萃取Br2，所以操作①是萃取；将CCl4层和水层分开的过程叫做分液；利用蒸馏(操作③)从溴的CCl4溶液中分离得到CCl4和液溴。

由溶解度图像知，将得到的溶液进行蒸发浓缩至90 ℃后进行结晶，再将固液不相溶的物质
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进行分离的操作叫过滤，此时所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗；在90 ℃时得到的固体A为MgSO4，而30 ℃时得到的固体B为KCl，所以应用冷水洗涤固体B，才可以得到较纯净的氯化钾。

在减压条件下进行过滤，可使过滤的速度加快。

13．为了除去某氯化钠固体样品中含有的少量硫酸钠、氯化钙杂质，设计了以下实验流程：
请回答：
(1)操作Ⅲ的名称是________。

(2)试剂A是________，试剂B是________，A和B都要稍过量的原因分别是
________________________________________________________________________。

(3)试剂C是__________，加C的目的是________，为什么要调节滤液的pH？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)操作Ⅲ得到的滤渣的成分是________。

(5)最后得到的氯化钠与试样中的氯化钠质量是否相等？
答案(1)过滤
(2)BaCl2溶液Na2CO3溶液A除去Na2SO4杂质，B除去CaCl2杂质和过量的A
(3)稀盐酸除去CO2－3节省试剂，避免过量盐酸在蒸发时挥发出HCl，污染环境
(4)BaSO4、CaCO3、BaCO3
(5)不相等
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