高考化学一轮复习 物质的检验分离和提纯课时作业试题

冠夺市安全阳光实验学校第36讲物质的检验、分离和提纯
(建议用时：40分钟)
一、选择题(每题6分，共72分)
1．(2017·高三质检)7瓶分别含有Cu2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Fe2＋、NH＋4、Na＋等离子的溶液，只用一种试剂即可鉴别，该试剂是( )
A．KMnO4溶液B．KSCN溶液
C．NaOH溶液D．NH3·H2O溶液
答案C
解析含Cu2＋的溶液呈蓝色，含Fe3＋的溶液呈黄色，含Fe2＋的溶液呈绿色。

KMnO4溶液、KSCN溶液与剩余的4种离子均不反应，无法鉴别，故A、B错误；分别向剩余4种离子的溶液中逐渐加入NaOH溶液，含Al3＋的溶液先产生白色沉淀，后沉淀溶解，含Mg2＋的溶液产生白色沉淀，且白色沉淀不溶解，含NH＋4的溶液加热时产生有刺激性气味的气体，含Na＋的溶液无明显现象，C正确；
NH3·H2O溶液无法鉴别Mg2＋和Al3＋，NH＋4和Na＋，D错误。

2．下列实验装置应用于铜与浓硫酸反应制取二氧化硫和硫酸铜晶体，能达到实验目的的是 ( )
A．用图甲装置制取并收集二氧化硫
B．用图乙装置向反应后的混合物中加水稀释
C．用图丙装置过滤出稀释后混合物中的不溶物
D．用图丁装置将硫酸铜溶液蒸发浓缩后冷却结晶
答案D
解析A项，SO2的密度比空气大，导气管应长进短出，错误；B项，烧杯中的水应该沿烧杯内壁倒入，错误；C项，没有用玻璃棒引流，错误；D项，硫酸铜溶液蒸发在蒸发皿中进行，正确。

3．下列除杂方案错误的是( )
解析先用NaOH溶液除去CO2，再用浓H2SO4干燥，A正确；NaOH溶液会与NH4Cl溶液反应，B错误；饱和食盐水可除去HCl，再用浓H2SO4干燥，C正确；NaHCO3(s)灼烧后剩余固体为Na2CO3，D正确。

4．(2017·东北师大附中模拟)除去下列物质中所含的杂质，选用的试剂正确的是( )
C NO(NO2) 水
D NaHCO3(Na2CO3) Ca(OH)2溶液
答案C
解析Al2O3、SiO2均可与NaOH溶液反应，A错误；CO2、SO2均能与Na2CO3溶液反应，B错误；NO2能与水反应生成NO，而NO不能与水反应，C正确；NaHCO3、Na2CO3均可与Ca(OH)2溶液反应，D错误。

5．下列有关实验的叙述正确的是( )
A.若X为苯，该装置
可用于吸收NH3或HCl，并防止倒吸B.加热烧杯，可以分
离NaCl和NH4Cl
C.制备MgCl2晶体
D.蒸馏时的
接收装置
解析若X为苯，该装置可用于吸收NH3或HCl，但不能防止倒吸，故A错误；在加热的条件下氯化铵受热易分解生成氨气和氯化氢，冷却后氨气和氯化氢又化合生成氯化铵，所以能通过加热法分离NaCl和NH4Cl，故B正确；直接加热蒸干氯化镁溶液得到氢氧化镁固体，故C错误；蒸馏时接收装置不应封闭，故D错误。

6．(2017·河南洛阳模拟)为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是( )
选项被提纯的物质(杂质) 除杂试剂分离方法
A NH3(H2O) 碱石灰洗气
B H2O(Br2) CCl4萃取分液
C KCl固体(I2) KOH溶液加热
D MgCl2溶液(FeCl2) NaOH溶液过滤
答案
解析用碱石灰除去氨气中的水蒸气称为干燥，不能称为洗气，A错误；用四氯化碳作萃取剂，通过萃取、分液除去水中溶解的溴，B正确；正确的做法是直接加热使I2升华，C错误；MgCl2和FeCl2的混合液中加入NaOH溶液，Mg2＋和Fe2＋都生成沉淀，D错误。

7．下列各项物质不用其他试剂就可鉴别的是( )
A．AlCl3溶液、饱和食盐水、葡萄糖溶液
B．稀盐酸、AgNO3溶液、饱和食盐水、稀硝酸
C．二氧化碳气体、氯气、氯化氢气体
D．硝酸钠固体、氢氧化钠固体、氢氧化钾固体
答案C
解析三种溶液均无色透明且相互之间不反应，需用其他试剂才能鉴别，A 错误；AgNO3溶液和稀盐酸、饱和食盐水反应均能产生白色沉淀，无法鉴别稀盐酸和饱和食盐水，B错误；三种气体中有颜色的是氯气，另外两种气体中有刺激性气味的是氯化氢，C正确；三种固体颜色相同，需用其他试剂才能鉴别，D
错误。

8．(2017·贵州贵阳模拟)实验室中一瓶固体M的标签右半部分已被腐蚀，剩余部分只看到“Na2S”字样(如图所示)。

已知固体M只可能是Na2S、Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一种。

若取少量固体M配成稀溶液进行有关实验，下列说法不正确的是( )
A．只用盐酸一种试剂就可以确定该固体M的成分
B．往溶液中通入二氧化碳，若有白色沉淀生成，则固体M为Na2SiO3
C．常温时用pH试纸检验，若pH＝7，则固体M一定是Na2SO4
D．往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则固体M 为Na2SO4
答案D
解析盐酸与Na2S反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S，盐酸与Na2SO3反应生成有刺激性气味的SO2气体，盐酸与Na2SiO3反应生成白色胶状沉淀H2SiO3，盐酸与Na2SO4不反应，A正确；往溶液中通入CO2，由于Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，且CO2与另外三种物质不反应，故B正确；Na2S、Na2SO3、Na2SiO3都属于强碱弱酸盐，水溶液呈碱性，Na2SO4为强碱强酸盐，水溶液呈中性，C正确；加入硝酸酸化的BaCl2溶液，硝酸能把Na2SO3氧化为Na2SO4，Na2SO4与BaCl2反应得到白色沉淀，固体M也可能是Na2SO3，D错误。

9．某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO2－4、⑥SO2－3中的若干种，依次进行下列实验，且每步所加试剂均过量，观察到的现象如下：
A．不能确定的离子是①
B．不能确定的离子是②③
C．肯定含有的离子是①④⑥
D．肯定没有的离子是②⑤
答案C
解析(1)用pH试纸检验，溶液的pH>7，说明溶液呈碱性，肯定含有SO2－3，则一定不含Ba2＋，根据溶液呈电中性原则，阳离子一定含有Na＋；(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4、振荡、静置，CCl4层呈橙色，说明溶液中含有Br－；
(3)向(2)所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，该沉淀为BaSO4，但不能确定原溶液中是否含有SO2－4，因为在第(2)步骤中加入过量氯水后，SO2－3被氧化为SO2－4；(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，该沉淀为AgCl，但不能确定原溶液中是否含有Cl－，因所加氯水中含有Cl－。

则溶液中一定含有的离子为①④⑥，可能含有的离子为③⑤，一
定不存在的离子是②。

10．(2017·河北石家庄质检)溶液X中可能含有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlO－2、SiO2－3、CO2－3、SO2－3、SO2－4中的若干种离子。

某同学对该溶液进行了如下实验：下列判断正确的是( )
A．气体甲一定是纯净物
B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物
C．K＋、AlO－2和SiO2－3一定存在于溶液X中
D．CO2－3和SO2－4一定不存在于溶液X中
答案C
解析据流程图，加过量稀盐酸有气体产生，说明溶液中含有CO2－3或SO2－3或两者都有，生成的气体是二氧化碳或二氧化硫或两者都有，一定不存在和CO2－3或SO2－3不共存的离子，所以不存在Mg2＋、Al3＋；加盐酸有沉淀生成，说明溶液中一定含有SiO2－3，硅酸是沉淀；加入过量氨水(提供OH－)有白色沉淀生成，只能是氢氧化铝沉淀，说明此时溶液中存在Al3＋，但是原溶液中一定不存在Al3＋，所以该Al3＋是AlO－2和盐酸反应生成的，所以，原溶液中一定存在AlO－2，要保证溶液呈电中性，只有K＋这一种阳离子，所以一定存在K＋。

根据上述分析可知，气体甲可能是二氧化碳或二氧化硫或两者的混合气体，A错误；原溶液中不含有Mg2＋，所以沉淀甲是硅酸，不可能是硅酸镁，B错误；K＋、AlO－2和SiO2－3一定存在于溶液X中，C正确；不能确定溶液中是否含有SO2－4，但可能含有CO2－3，D 错误。

11．某酸性废水中可能含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋、CO2－3、SO2－4。

取废水样品分别进行如图所示①～④四个实验，则下列推断正确的是( ) A．废水中含有Na＋，不含K＋
B．废水中含有SO2－4和CO2－3
C．废水中不含Fe3＋，可能含Fe2＋
D．废水中一定含有Na＋、Al3＋、SO2－4
答案D
解析根据已知废水为酸性，故和H＋反应的离子不能存在，即CO2－3不存在，根据溶液是电中性的，可知SO2－4一定存在，由实验①焰色反应颜色为黄色，说明一定含有Na＋，可能含有K＋；实验②加盐酸后再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，也再一次说明含有SO2－4；实验③加KSCN溶液，无明显现象，说明不含Fe3＋；实验④滴加NaOH溶液至过量，一开始无现象，后有白色沉淀产生，最后沉淀溶解，说明含有Al3＋，不含有Fe2＋和Mg2＋，所以废水中肯定含有Na＋、SO2－4和Al3＋，肯定不含CO2－3、Fe2＋、Mg2＋、Fe3＋，可能含有K＋，故D正确。

12．(2018·辽宁六校高三联考)今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K＋、NH＋4、Cl－、Mg2＋、Ba2＋、CO2－3、SO2－4，现取三份100 mL
该溶液进行如下实验：
(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生；
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04 mol；
(3)第三份加足量BaCl2溶液后，干燥后得沉淀6.27 g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33 g。

根据上述实验，以下推测正确的是( )
①K＋一定存在；②100 mL溶液中含0.01 mol CO2－3；
③Cl－可能存在；④Ba2＋一定不存在；⑤Mg2＋可能存在
A．③④ B．③④⑤
C．①② D．①③④
答案D
解析(1)第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生，与AgNO3溶液有沉淀产生的离子有：Cl－、CO2－3、SO2－4；
(2)加足量NaOH溶液加热产生气体，气体是氨气，故溶液中一定含有NH＋4，并且物质的量为0.04 mol；
(3)不溶于盐酸的2.33 g为硫酸钡，物质的量为：2.33 g
233 g/mol
＝0.01 mol；
6.27 g沉淀是硫酸钡和碳酸钡，碳酸钡质量为6.27 g－2.33 g＝3.94 g，碳酸
钡的物质的量为：
3.94 g
197 g/mol
＝0.02 mol，故原溶液中一定存在CO2－3、SO2－4，则
一定没有Mg2＋、Ba2＋；再根据电荷守恒，正电荷为：n(＋)＝n(NH＋4)＝0.04 mol；n(－)＝2n(CO2－3)＋2n(SO2－4)＝0.06 mol，正电荷总物质的量小于负电荷，故原溶液中一定有K＋，至少为0.02 mol；综合以上可以得出，一定存在的离子有：NH＋4、K＋、CO2－3、SO2－4，一定没有的离子Mg2＋、Ba2＋，可能存在Cl－，则①③④正确，故答案为D。

二、非选择题(共28分)
13．(15分)硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。

[查阅资料]隔绝空气加热至500 ℃时硫酸亚铁铵能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。

[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置进行实验(夹持装置略)。

验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。

(1)所选用装置的正确连接顺序为________________________(填装置序号)。

(2)证明有水蒸气生成的实验现象为________________________。

(3)证明有氨气生成的实验现象为_____________________。

(4)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4：
______________________________________________。

答案(1)ACBD
(2)C中无水硫酸铜变蓝
(3)D中无色酚酞溶液变为红色
(4)取少量A中残留固体，加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少
量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3，而不含FeO 或Fe3O4
解析(1)实验的目的是验证(NH4)2Fe(SO4)2的分解产物中含有NH3和水蒸气，并探究残留固体成分，装置A用于分解(NH4)2Fe(SO4)2固体，装置C用于检验水蒸气，装置B用于吸收SO2气体，装置D用于检验NH3，由于分解产生气体通过溶液时会混入水蒸气，故应先检验水蒸气，后检验NH3，所选装置的连接顺序为A→C→B→D。

(2)无水硫酸铜粉末遇水蒸气生成CuSO4·5H2O晶体，由白色粉末变成蓝色晶体。

(3)NH3通过导管进入D，溶于水形成氨水，使溶液显碱性，酚酞溶液由无色变成红色。

(4)FeO和Fe3O4溶于稀硫酸，都能产生还原性的Fe2＋，能使酸性KMnO4溶液褪色；Fe2O3溶于稀硫酸产生Fe3＋，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故可将残留固体溶于稀硫酸，再利用酸性KMnO4溶液进行检验。

14．(13分)某工业废水中仅含下表离子中的5种(不考虑水的电离及离子的水解)，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol/L。

Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液，在火焰上灼烧，无紫色火焰(透过蓝色钴玻璃观察)。

Ⅱ.取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液后无明显变化。

Ⅲ.另取少量溶液于试管中，加入少量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色，此时溶液依然澄清，且溶液中阴离子种类不变。

Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

请推断：
(1)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是________，阴离子是
________(写离子符号)。

(2)Ⅲ中加入少量盐酸生成无色气体的离子方程式是
_____________________________________________________。

(3)另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，洗涤，灼烧至恒重，得到的固体质量为________g。

答案(1)Fe2＋、Cu2＋Cl－、NO－3、SO2－4
(2)3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O
(3)1.6
解析(1)根据实验Ⅰ可知原溶液中不存在K＋；根据实验Ⅱ可知原溶液中不存在Fe3＋；根据实验Ⅲ可判断，生成的无色气体为NO，NO遇空气生成红棕色的NO2，推知原溶液中存在NO－3、Fe2＋，又由于溶液中阴离子种类不变，所以一定存在Cl－，CO2－3、SiO2－3能与加入的盐酸反应导致阴离子发生变化，所以CO2－3、
SiO2－3不存在；根据实验Ⅳ可知原溶液中存在SO2－4。

一定存在的阴离子有Cl－、SO2－4、NO－3，已经确定的阳离子有Fe2＋，由于阴、阳离子浓度均为0.1 mol/L，根据电荷守恒可确定一定存在Cu2＋，而不存在Al3＋。

(2)在酸性环境中，Fe2＋被NO－3氧化为Fe3＋，同时生成NO、H2O，其反应的离子方程式为3Fe2＋＋NO－3＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。

(3)加入NaOH溶液后，Cu2＋、Fe2＋与NaOH溶液反应分别生成Cu(OH)2、
Fe(OH)2，充分反应后过滤、洗涤、灼烧至恒重最终得到CuO和Fe2O3固体，根据原子守恒可知得到0.01 mol CuO,0.005 mol Fe2O3，其总质量为0.01 mol×80 g/mol＋0.005 mol×160 g/mol＝1.6 g。