高考化学一轮复习课时作业二物质的分离提纯及检验含解析 人教版

物质的分离、提纯和检验

(建议用时20分钟)

1．(2021年重庆适应性测试)下列实验设计正确的是(　　)

A．用乙醇萃取碘水中的碘

B．用氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸

C．向乙醇和乙酸中分别加入钠，比较其官能团的活泼性

D．向蔗糖和稀硫酸共热后的溶液中加入少量银氨溶液，检验生成的葡萄糖

【解析】选C。乙醇和水互溶，不能作水溶液的萃取剂，A错误；乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中能彻底水解，应该用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸，B错误；乙酸中羟基氢比乙醇中羟基氢活泼，所以可以利用二者与钠反应时的剧烈程度不同区别二者，C正确；银镜反应应该在碱性条件下进行，所以应该在水解后的溶液中先加入过量的氢氧化钠再加银氨溶液，D错误。

【加固训练—拔高】

1．(2021·张家口模拟)用分液漏斗可以分离的一组混合物是(　　)

A．碘和CCl4

B．甲醛和水

C．乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液

D．苯和溴苯

【解析】选C。A、B、D中混合物均互溶，应蒸馏分离，只有C中混合物分层，可选分液漏斗分离，故选C。

2．(2021·东北师大附中模拟)下列实验方案的设计、结论正确的是(　　)

A．用NaHCO3溶液可依次鉴别出稀盐酸、AlCl3溶液、 NaAlO2溶液

B．用Ca(OH)2溶液可鉴别Na2CO3溶液、NaHCO3溶液

C．除去SO2中少量HCl，将其通入饱和的Na2SO3溶液

D．除去CuCl2溶液中少量FeCl3，加入足量NaOH溶液充分反应后过滤

【解析】选A。碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，与氯化铝溶液发生双水解生成白色氢氧化铝沉淀和二氧化碳，与偏铝酸钠溶液反应生成氢氧化铝白色沉淀，实验现象不同，则用NaHCO3溶液可依次鉴别出稀盐酸、AlCl3溶液、NaAlO2溶液，A正确；Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液和NaHCO3溶液均能生成白色碳酸钙沉淀，实验现象相同，则不能用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液、NaHCO3溶液，B错误；SO2和HCl均能与Na2SO3溶液反应，则除去SO2中少量HCl，不能选用饱和的Na2SO3溶液，应选用饱和的NaHSO3溶液，C错误；CuCl2溶液和FeCl3溶液均能与NaOH溶液反应，则除去CuCl2溶液中少量FeCl3，不能选用NaOH溶液，应该选用氧化铜或氢氧化铜，D错误。

2．(2021·武汉模拟)为了提纯表中所列物质(括号内为杂质)，有关除杂试剂和分离方法的选项均正确的是(　　)

【解析】选C。互溶的液体采用蒸馏方法分离，环己烯和溴发生加成反应生成1，2­二溴环己烷，1，2­二溴环己烷和己烷互溶，所以应该采用蒸馏的方法分离，故A错误；NaCl和淀粉溶液都能透过滤纸，所以不能用过滤的方法分离，氯化钠溶液能透过半透膜，但是淀粉溶液不能透过半透膜，应该用渗析的方法分离，故B错误；乙酸和CaO反应生成高沸点的乙酸钙，乙醇和CaO不反应，采用蒸馏的方法分离，故C正确；二氧化硫和二氧化碳都能和碳酸钠溶液反应，应该用饱和的碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫，故D错误。

【加固训练—拔高】

(2021·杭州模拟)下列除去杂质的方法中正确的是(　　)

A．除去N2中的少量O2，通过灼热的焦炭，收集气体

B．除去CO2中的少量CO，用酒精灯加热

C．除去FeSO4溶液中的少量CuSO4，加入足量铁屑，充分反应后过滤

D．除去KCl溶液中的少量MgCl2，加入适量NaOH溶液，过滤

【解析】选C。可生成CO等杂质气体，应通过灼热的铜网除杂，故A错误；CO少量，且二氧化碳不支持燃烧，难以除去杂质，可用灼热的CuO来除杂，故B错误；铁可置换出铜，可除杂，故C正确；加入氢氧化钠，生成NaCl杂质，应用KOH除杂，故D错误。

3．(2020·武汉模拟)某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是(　　)

A．起始滤液的pH≥7

B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液

C．步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2＋

D．图示的步骤中必须要经过2次过滤操作

【解析】选C。起始时滤液中含有K2CO3，由于CO水解而使滤液显碱性，A错误；试剂Ⅰ不能为Ba(NO3)2溶液，否则会引入难以除去的NO，B错误；实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2＋，C正确；过滤掉生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入盐酸，以除去引入的CO，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。图示中的2次过滤操作可以合并为1次，D错误。

4．(2020·天津模拟)下列实验方案能达到预期目的的是(　　)

【解析】选A。石蜡油的分解产物中含有烯烃，烯烃中含有碳碳双键，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，A正确；铁在中性的饱和食盐水中发生的是吸氧腐蚀，B错误；碳与浓硫酸反应生成H2O、SO2、CO2，SO2与CO2均可使澄清石灰水变浑浊，故检验时应依次通过无水CuSO4、品红溶液、溴水、品红溶液、澄清石灰水，C错误；向NaClO溶液中通入CO2，生成HClO，但不是最高价含氧酸，不能证明碳和氯的非金属性，D错误。

【加固训练—拔高】

实验法是学习化学的重要方法。

Ⅰ.海带中含有丰富的碘元素，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(已知2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，碘与溴一样易溶于有机溶剂)

(1)实验操作①的名称：________。

(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的是____________________________。

(3)实验步骤③提取碘的过程中，不能选用的溶剂是______。

A．苯　　　　B．酒精　　　　C．四氯化碳

(4)从海藻开始经过5步操作到含碘的有机溶液的实验过程中，要用到多种实验仪器。已知实验室里有坩埚、坩埚钳、烧杯、玻璃棒、酒精灯、石棉网、以及必要的夹持仪器等物品，尚缺少的玻璃仪器是________、________。

(5)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还需经过蒸馏，指出如图所示实验装置中的错误之处：__________、________、_________。

Ⅱ.某学生设计了如下实验方法分离NaCl和CaCl2两种固体混合物：

回答下列问题

(1)写出生成B物质的化学方程式________________________。

(2)滤液中的溶质有________________(写化学式)，若要制得纯净的NaCl，应向滤液中加入适量的某种试剂，该试剂的名称是________。

(3)若要测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比，可称量干燥的B物质和另一物质的质量，这种物质是________。

【解析】Ⅰ.(1)实验操作①是分离固体和液体的操作，名称为过滤；(2)实验步骤②中加适量Cl2的目的是将I－转化为I2；(3)提取碘的过程为萃取，萃取剂选择原则：①和原溶液中的溶剂互不相溶；②对溶质的溶解度要远大于原溶剂，苯与水互不相溶，碘在苯中溶解度远远大于水中，故A可以；酒精与水互溶，不能萃取碘水中的碘，故B不可以；四氯化碳与水互不相溶，碘在四氯化碳中溶解度远远大于水中，故C可以；(4)为使上述流程中含碘离子溶液转化为碘的有机溶液，应进行萃取分液操作，分液操作用到的仪器：分液漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁夹)，过滤时需要漏斗，所以还缺少的玻璃仪器为分液漏斗、漏斗；(5)烧杯受热要垫石棉网，增大受热面积；冷凝水应是下进上出，冷凝水的方向错误，应为下进上出；温度计水银球的位置错误，温度计水银球应与烧瓶支管口相平。

Ⅱ.(1)生成B物质的化学方程式为CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl；

(2)滤液中的溶质有NaCl、Na2CO3，要制得纯净的NaCl，应向滤液中加入适量的某种试剂，该试剂的名称是盐酸；

(3)测定该样品中NaCl和CaCl2的质量比，可称量干燥的B物质和另一物质的质量，这种物质是混合物A，由原子守恒可计算氯化钙的质量，然后计算质量比。

答案：Ⅰ.(1)过滤　(2)将I－转化为I2 　　

(3)B　(4)分液漏斗　漏斗　

(5)加热时没有垫石棉网　温度计水银球的位置未在支管口处　冷凝水进出口方向错误

Ⅱ.(1)CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl

(2)NaCl、Na2CO3　盐酸　(3)混合物A

5．(2020·岳阳模拟)实验室用草酸与浓硫酸反应制备CO，其原理如下：H2C2O4 CO↑＋CO2↑＋H2O。某课题组同学设计实验探究CO还原氧化铅(黄色粉末)并检验氧化产物(已知CO能使银氨溶液产生黑色沉淀)，装置如图所示。

下列说法正确的是(　　)

A．②、④、⑤中试剂依次为碱石灰、银氨溶液、澄清石灰水

B．⑤中连续产生气泡且有明显现象时说明③中空气已排尽

C．实验结束时，先熄灭①处酒精灯，再熄灭③处酒精灯

D．实验过程中观察到③玻璃管中黄色粉末逐渐变成白色粉末

【解析】选B。装置中①主要产生CO、CO2和H2O，②中为碱石灰用于除去CO2和H2O，③中发生反应：PbO＋COCO2＋Pb，先检验CO2，后检验未完全反应的CO，④中用澄清石灰水检验并除去反应中生成的CO2，⑤中用银氨溶液检验装置中的CO，则有②、④、⑤中试剂依次为碱石灰、澄清石灰水、银氨溶液，A错误；若⑤中连续产生气泡且有明显现象时说明③中空气已排尽，B正确；实验结束时，先熄灭③处酒精灯，再熄灭①处酒精灯，以防发生倒吸，C错误；铅粉末为灰黑色，D错误。

6．鉴别NaCl、NaBr、NaI可以选用的试剂是(　　)

①碘水、淀粉溶液②氯水、CCl4③溴水、苯④稀硝酸、AgNO3溶液⑤氯水、苯⑥FeCl3溶液、CCl4

A．①②④　　　　　　 B．②③⑥

C．②④⑤        D．④⑤⑥

【解析】选C。①加入碘水、淀粉溶液，因三种物质都不反应，不能鉴别，故错误；②加入氯水，可生成Br2和I2，在四氯化碳中的颜色不同，可鉴别，故正确；③加入溴水，不能鉴别NaCl、NaBr，故错误；④加入硝酸、AgNO3溶液分别与NaCl、NaBr、NaI反应生成白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀，可鉴别，故正确；⑤加入氯水，可生成Br2和I2，与苯发生萃取后在苯中的颜色不同，可鉴别，故正确；⑥加入FeCl3溶液，不能检验NaCl、NaBr，故错误。

【加固训练—拔高】

1．(2021·长沙模拟)镍常用作有机合成的催化剂和用于制造硬币。以废镍料(含少量铁)为原料回收镍的一种流程如图：

下列说法错误的是(　　)

A．“酸浸”中为提高反应速率，最好用浓硫酸代替稀硫酸

B．滤渣A可以用于制造铁红，从滤液A中可提取Na2SO4

C．“电解”时在阴极上析出镍，废液可以作“酸浸”液循环利用

D．“氧化”过程中使用双氧水的好处是反应过程中不产生有害物质及杂质离子

【解析】选A。浓硫酸具有强氧化性，可使铁发生钝化，不能除去，故A错误；A为氢氧化铁沉淀，可用于制造铁红，滤液A含有硫酸钠，故B正确；电解时，镍离子在阴极得电子生成镍，电解液含有硫酸，可循环使用，故C正确；加入过氧化氢氧化亚铁离子，为绿色氧化剂，不产生有害物质及杂质离子，故D正确。

2．(2021·浙江大学附属中学模拟)废弃物资源化对于建设资源节约型社会具有重要的意义。铝灰是铝加工行业的废渣，其主要成分为Al、Al2O3，可能还含有KCl、FeO、Fe2O3、MgO、SiO2、MnO2中的若干种。为了确认其成分，某同学依次进行了以下实验：

①将过量的稀盐酸加入铝灰中，充分反应后过滤得到溶液甲和固体乙

②取少量溶液甲滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀

③取少量溶液甲分成两等份，向其中一份滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀；向另一份滴加KSCN溶液，溶液变成血红色

④取少量溶液甲加入过量NaOH溶液，置于空气中。充分反应后经过滤、洗涤、灼烧得1.60 g固体丙，将固体丙置于氢气流中加热充分反应后得到1.12 g固体丁

根据以上实验现象或数据，该同学得出的结论正确的是(　　)

A．根据①可推出铝灰中一定含有SiO2

B．根据②可推出铝灰中一定含有KCl

C．根据③可推出铝灰中一定含有FeO和Fe2O3

D．根据④可推出固体丙中一定不含MgO

【解析】选D。所给物质中不溶于盐酸的固体有二氧化硅和二氧化锰，所以不一定有二氧化硅，A错误；因为步骤①中加入盐酸，引入了氯离子，所以不能确定原来有氯化钾，B错误；金属铝能和铁离子反应生成亚铁离子，所以不能确定溶液中的亚铁离子是否为氧化亚铁和酸反应生成的，所以不能确定铝灰中是否含有氧化亚铁，C错误。加入氢氧化钠后最终得到的1.60克固体为氧化铁，在氢气中充分反应正好得到1.12克铁，说明不含镁元素，即没有氧化镁，D正确。

7．(2021·衡阳模拟)工业电解精炼铜的溶液中含有Zn2＋、Cu2＋等离子，实验室设计分离出Zn2＋并制取胆矾的流程如下：

已知：Zn2＋与NaOH的反应与Al3＋类似。下列说法错误的是(　　)

A．滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnO＋4H＋===Zn2＋＋2H2O

B．操作①和②中用到的玻璃仪器完全相同

C．系列操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥

D．可用乙醇洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质

【解析】选B。滤液1与过量硫酸反应的离子方程式为ZnO＋4H＋===Zn2＋＋2H2O，故A正确；操作①是过滤操作，需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，操作②包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒、蒸发皿，故B错误、C正确；无水乙醇洗涤晶体最主要的原因是清除晶体上水和水中带的离子，而且对于晶体的溶解度很小，同时易挥发不容易带来污染，可用乙醇洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质，故D正确。

8．某透明的X溶液中可能含有下列离子中的几种，100 mL溶液中的每种阴离子的物质的量均为0.2 mol，每种阳离子的物质的量均为0.1 mol。取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗 NO为0.1 mol。

根据以上信息，回答下列问题：

(1)沉淀C、G的化学式分别为________、_________；

(2)X溶液中肯定含有的离子是__________；

(3)写出操作①中产生气体A的离子方程式：___________________________；

(4)写出操作②发生的离子方程式： _________________________________。

【解析】取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗 NO为0.1 mol，说明含有还原性离子，流程分析溶液B中加入四氯化碳下层呈紫红色证明一定含有I－，一定不含MnO、ClO－、Fe3＋，Ag＋，上层清液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成气体F为NH3，说明原溶液中含NH，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀I说明原溶液中含有Al3＋，在过量氢氧化钠溶液中生成的偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀I和碳酸氢钠溶液J，生成沉淀G只有氢氧化铁沉淀，证明原溶液中含有Fe2＋，判断一定不含有SiO、CO，X溶液中加入过量硝酸钡和盐酸反应生成沉淀C，判断为BaSO4，综上所述原溶液中一定含有I－、Fe2＋、NH、Al3＋、SO；

(1)上述分析可知，C为BaSO4，G为Fe(OH)3；

(2)X溶液中肯定含有的离子是I－、Fe2＋、NH、Al3＋、SO；

(3)操作①中产生气体A为NO，是稀硝酸和碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应生成，反应的离子方程式6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O，3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；

(4)操作②发生偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生的离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。

答案：(1)BaSO4　Fe(OH)3

(2)I－、Fe2＋、NH、Al3＋、SO

(3)6I－＋2NO＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O，3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

(4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO