化学必修第一轮复习第2讲物质的分离和提纯含答案概要.docx
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化学必修第一轮复习第2讲物质的分离和提纯含答案概要.docx
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化学必修第一轮复习第2讲物质的分离和提纯含答案概要
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.除去下列常见物质中的杂质,完成表格:
序号
原物质
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
①
N2
O2
灼热的铜网
用固体转化气体
②
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
③
CO2
CO
灼热的CuO
用固体转化气体
④
CO2
HCl
饱和NaHCO3溶液
洗气
⑤
Cl2
HCl
饱和食盐水
洗气
⑥
CO2
SO2
饱和NaHCO3溶液
洗气
⑦
碳粉
CuO
稀酸(如稀盐酸)
过滤
⑧
Fe2O3
Al2O3
NaOH溶液
过滤
⑨
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化
⑩
NaCl溶液
NaHCO3
HCl
加酸转化
⑪
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
加氧化剂转化
⑫
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
加还原剂转化
⑬
I2晶体
NaCl
无
加热升华
⑭
NaCl晶体
NH4Cl
无
加热分解
⑮
乙烷
C2H4
溴的四氯化碳溶液
洗气
⑯
乙酸乙酯
乙酸
饱和Na2CO3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CuSO4
CuSO4溶液
CuSO4·5H2O―→……―→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H2O2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;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=3.5的原因是____________________________
________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O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Fe3+可全部转化为Fe(OH)3沉淀,而Cu2+不会转化为Cu(OH)2沉淀
(3)将CuSO4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CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2,发生反应:
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,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Cu2(OH)2CO3粉末,以中和H+,控制pH=3.5,同时加热煮沸,使Fe3+水解趋于完全,生成Fe(OH)3沉淀,同时抑制Cu2+的水解,过滤除去Fe(OH)3沉淀,再加稀硫酸酸化得到CuSO4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(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
5.9
8.9
实验中可选用的试剂:
30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。
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滴加1.0mol·L-1NaOH溶液,调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全
④向滤液中滴加1.0mol·L-1NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9≤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(3.2≤pH<5.9),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(8.9≤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
④
NaCl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·H2OB.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CO
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)250mL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100mL石油,故其规格应该是250mL,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)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-、SO
、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Na2S
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