高考化学二轮专题大题练习专题49《物质的分离与提纯》(含详解)

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1．制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等离子，过程如下：

Ⅰ．向粗盐水中加入过量BaCl2溶液，过滤

Ⅱ．向所得滤液中加入过量Na2CO3溶液，过滤

Ⅲ．滤液用盐酸调节pH，获得一次精制盐水

（1）过程Ⅰ除去的离子是________________

（2）过程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表：

①检测Fe3+是否除尽的方法是_____________________。

②过程Ⅰ选用BaCl2而不选用CaCl2，运用表中数据解释原因：________________。

③除去Mg2+的离子方程式是_______________。

④检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时，只需检测Ba2+ 即可，原因是：_____________。

（3）第二次精制要除去微量的I－、IO3－、NH4+、Ca2+、Mg2+，流程示意如下：

①过程Ⅳ除去的离子是____________________

②盐水b中含有SO42－。Na2S2O3将IO3－还原为I2的离子方程式是：________________。

③过程VI中，在电解槽的阴极区生成NaOH，结合化学平衡原理解释：____________。

【答案】SO42－取少量过程II后的滤液于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若溶液不变红，说明Fe3+已除尽；反之没除尽BaSO4的溶解度比CaSO4的小，可将SO42－沉淀更完全2Mg2+ + 2CO32－+ H2O===Mg2(OH)2CO3↓+ CO2↑在BaCO3、CaCO3、Mg2(OH)2CO3中，BaCO3的溶解度最大，若Ba2+沉淀完全，则说明Mg2+和Ca2+也沉淀完全NH4+、I－5S2O32－+ 8IO3－+ 2OH－== 4I2 + 10SO42－+ H2OH+在阴极上得电子变成H2逸出，使H2OH+ + OH－电离平衡向右移动，OH－在阴极区浓度增大，Na+向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成

【解析】

【详解】

（1）向粗盐水中加入过量BaCl2溶液，硫酸根离子与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀，通过过滤除去硫酸钡，从而除去杂质SO42-，故答案为：SO42-；

NH4+、I-；

②盐水b中含有SO42-，Na2S2O3将IO3-还原为I2，Na2S2O3被氧化成硫酸根离子，反应的离子方程式为：5S2O32-+8IO3-+2OH-═4I2+10SO42-+H2O，故答案为：5S2O32-+8IO3-+2OH-═4I2+10SO42-+H2O；

③电解过程中，H+在阴极上得电子变成H2逸出，使H2O⇌H++OH-电离平衡向右移动，OH-在阴极区浓度增大，Na+向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成，故答案为：H+在阴极上得电子变成H2逸出，使H2O⇌H++OH-电离平衡向右移动，OH-在阴极区浓度增大，Na+向阴极区移动，最后NaOH在阴极区生成。 

【点睛】本题考查了粗盐的提纯、难溶电解质的沉淀平衡及转化、电解原理等，掌握粗盐的提纯方法、物质的分离与提纯原则是解题的关键。本题的易错点为（2）④和（3）②，（2）④要注意根据溶度积分析解答；（3）②要注意离子方程式的配平方法的使用。

2．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_________(填字母)。

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________(填字母)。

A．甲苯、酒精    B．四氯化碳、苯    C．汽油、乙酸    D．汽油、甘油

（4）小组用CCl4萃取碘水中的碘，在如图的分液漏斗中，下层液体呈________色；打开分液漏斗活塞，却未见液体流下，原因可能是___________________；

（5）实验室制取Fe(OH)3胶体化学反应方程式为____________________。

【答案】cdef过滤萃取分液B  紫红分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通FeCl3+3H2O(g) Fe(OH)3(胶体)+3HCl

【解析】

【详解】

（4）四氯化碳的密度大于水且和水不互溶，四氯化碳能萃取碘，所以有机层在下方、水在上方，碘的四氯化碳溶液呈紫红色；如果分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通，则液体不会流出，故答案为：紫红；分液漏斗上口活塞小孔未与空气相通；

（5）加热烧杯中的水至沸腾，向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，即停止加热，可以制得胶体，原理方程式为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl，故答案为：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl。

3．对于混合物的分离或提纯，常采用的方法有：过滤、蒸发、蒸馏、萃取、渗析、加热分解等。请你判断下列各组混和物的分离或提纯应采用什么方法：

（1）实验室中的石灰水久置，液面上常悬浮有CaCO3微粒，可采用________的方法除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3微粒。

（2）实验室中采用水解法制取的Fe(OH)3胶体中常常含有杂质Cl－离子，可采用________的方法除去Fe(OH)3胶体中混有的杂质Cl－离子。 

（3）除去乙醇中溶解的微量食盐可采用________的方法。

（4）粗盐水中含有不溶性的泥沙、可溶性的氯化钙、氯化镁及一些硫酸盐。对粗盐水中的这些杂质可依次加入合适沉淀剂、并采用________和________的方法得到精盐。

（5）除去氧化钙中的碳酸钙可采用________的方法。

【答案】过滤渗析蒸馏过滤蒸发加热分解

【解析】

4．某实验小组采用刻蚀废液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，实验流程如下：

已知：Cu2Cl2是白色固体，微溶于水，难溶于乙醇，受潮后在空气中易被迅速氧化。

（1）“预处理"时，需用Na2CO3调节溶被至微酸性而不是碱性，其原因是_____

（2）“还原Ⅰ”需在80℃条件下进行，适宜的加热方式为_______

（3）“还原Ⅱ”中，Cu2+参与反应的离子方程式为______

（4）“搅拌”时加入NaCl粉末的作用是________

（5）“过滤Ⅱ”得到的Cu2Cl2需用无水乙醇洗涤，并在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装。于70℃真空干燥的目的是_________

（6）①请设计从“过滤Ⅰ”所得滤渣中获取Cu的实验方案:_______(实验中可供选择的试剂：稀硫酸、稀硝酸、蒸馏水)。

②现欲测定途径a、b回收铜元素的回收率比，请补充实验方案：_______________，分别按途径a、b制取Cu和Cu2Cl2，测得Cu的质量为m1g，Cu2Cl2的质量为m2g，则途径a、b铜素的回收率比为________(铜元素回收率=产品中铜元素质量/废液中铜元素的质量×100%)

【答案】  防止Cu形成沉淀  水浴加热  2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+  Cu2Cl2微溶于水，增大Cl-浓度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀)  加快乙醇和水的挥发，防止Cu2Cl2被空气氧化  稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤2~3次，低温烘干  取两份相同体积的预处理后的水样  199m1/128m2

【解析】（1）如果调节溶液至弱碱性，就有可能形成氢氧化铜沉淀，造成铜元素的损失。

解度，有利于其析出。

（5）加热到70℃是为了使乙醇和水快速气化，加快干燥的速率，同时已知：Cu2Cl2受潮后在空气中易被迅速氧化，干燥时为了避免其被空气氧化，选择了真空干燥。 

（6）①过滤Ⅰ得到的固体是Fe和Cu，Cu不与稀硫酸反应，而Fe会与硫酸反应转化为硫酸亚铁溶于水，所以实验方案为：稀硫酸加到滤渣中，搅拌，充分反应至无气体产生为止，过滤并用蒸馏水洗涤2~3次，低温烘干（避免Cu被氧化）。