高考化学二轮复习专题22《物质的分离提纯》考点专练（含详解）

专题22 物质的分离提纯

1．下列实验装置或操作正确的是(　　)

【答案】B

2．下列实验装置及操作不能达到实验目的的是 （    ）

A．分离汽油和煤油    B．用自来水制蒸馏水

C．从食盐水中获取氯化钠    D．收集氨气

【答案】A

【解析】A.汽油和煤油互溶，不能分液法分离，应该分馏，A错误；B.用自来水制蒸馏水需要蒸馏法，该装置可以实现，B正确；C.从食盐水中获取氯化钠需要蒸发，该装置可以实现，C正确；D.氨气密度小于空气，收集氨气时应该短口进长口出，该装置可以实现，D正确。

6．除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是

【答案】B

7．工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：

下列叙述正确的是

A．按上述流程，试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁

C．图中所有的转化反应都不是氧化还原反应

D．反应②的离子方程式为2AlO2－＋CO2＋3H2O＝2Al(OH)3↓＋CO32－

【答案】B

【解析】A．由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀可知，溶液乙中含有偏铝酸根、气体Y为二氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；B．Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，则过滤后所得沉淀为Fe2O3，故B正确；C．电解熔融Al2O3冶炼金属铝属于氧化还原反应，故C错误；D．反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al（OH）3沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O＝Al（OH）3↓+NaHCO3，故D错误。

8．用海水制盐工业中的母液来生产金属镁的一种工艺流程如下下列说法错误的是

A．上述工艺流程中未涉及置换反应

B．设计步骤①、②、③的主要目的是富集MgCl2

C．脱水时在HCl气氛中进行可抑制MgCl2水解

D．电解得到的炽热镁粉可在氮气中冷却

【答案】D

9．现有一瓶甲、乙的混合物，已知甲、乙能互溶，甲、乙某些性质如下：

根据物理性质，将混合物中甲、乙分离的最佳方法是

A．蒸馏    B．萃取    C．结晶    D．分液

【答案】A

【解析】已知甲、乙能互溶，但二者的沸点相差较大，则将混合物中甲、乙分离的最佳方法是蒸馏。答案选A。

15．下列实验操作规范且所选玻璃仪器能达到目的的是

【答案】D

16．下列各物质含少量杂质，除去杂质应选用的试剂或操作方法正确的是(    )

A．①②③④    B．①③④    C．②③④    D．①②③

【答案】C

【解析】①硝酸钾中混有氢氧化钾，加入氯化铁溶液，生成新的杂质氯化钾，故①错误；
②FeSO4中，硫酸根不是杂质，铜离子是杂质，可以用铁粉除去，再过滤，故②正确；
③二氧化碳可以用氢氧化钠溶液除去，故③正确；
④硝酸钠溶于水，碳酸钙不溶于水，可以加水，然后过滤，蒸发，故④正确。所以C选项是正确的。

17．以高硫铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2）为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：

下列说法错误的是（    ）

A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用

B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物

C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由AlO2-转化为Al3+

D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SiO2

【答案】C

18．电镀废水沉泥中含Cu、Ni、Ag和Fe等多种元素的有机金属盐，采用焙烧一浸出—分离回收的工艺流程可有效分离电镀废水沉泥中的金属，其流程如下：

下列叙述错误的是

A．上述流程中硫酸可以用稀盐酸代替

B．“固体Ⅱ”为Fe(OH)2

C．溶液III中含有Na+、Ni2+、Zn2+等金属离子

D．合理处理电镀废沉泥可实现资源的回收与可持续利用

【答案】B

【解析】A. 上述流程中硫酸可以用稀盐酸代替，主要是溶解CuO、NiO、Fe3O4等金属氧化物，故A正确；

B. “固体Ⅱ”为Fe(OH)3，故B错误；C.溶液I中有Na+、Fe2＋、Fe3＋、Ni2＋、Cu2＋，加双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，再加NaOH溶液，生成固体Ⅱ：Fe(OH)3，溶液Ⅱ中Na+、Ni2＋、Cu2＋，加锌先生成铜，得溶液III中含有Na+、Ni2+、Zn2+等金属离子，故C正确；D. 从流程看出可以回收利用铜镍等金属，故合理处理电镀废沉泥可实现资源的回收与可持续利用，故D正确。

23．工业以软锰矿（主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质）为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰（MnCO3）。其工业流程如下：

（1）浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42－+ H2O，该反应是经历以下两步反应实现的。

ⅰ：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O  ⅱ: ......

写出ⅱ的离子方程式：____________________________________________。

（2）过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为_______（填离子符号）。

（3）氧化过程中被MnO2氧化的物质有（写化学式）：____________________。

（4）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成，温度对“浸锰”反应的影响如图所示，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是_________；向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是______________________。

（5）加入NH4HCO3溶液后，生成MnCO3沉淀，同时还有气体生成，写出反应的离子方程式：_____________________。

（6）生成的MnCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是_________________________________。

【答案】2Fe3++ SO2+2H2O = 2Fe2+ + SO42－+4H+    Mn2+   Fe2+    SO2（H2SO3） FeSO4    90℃    防止NH4HCO3受热分解，提高原料利用率    Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O    取1-2mL最后一次洗液于试管，滴加盐酸酸化BaCl2溶液，若无白沉淀产生，则洗涤干净   

24．氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、AsCl52-的形式存在。

回答下列问题：

(1)Zn(NH3)42+中Zn的化合价为________，“溶浸”中ZnO发生反应的离子方程式为________。

(2)锌浸出率与温度的关系如图所示，分析30 ℃时锌浸出率最高的原因为________。

(3)“氧化除杂”中，AsCl52－转化为As2O5胶体吸附聚沉除去，溶液始终接近中性。该反应的离子方程式为________。

(4)“滤渣3”的主要成分为________。

(5)“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电的电极反应式为_______。阳极区放出一种无色无味的气体，将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，无明显现象，该气体是________（写化学式）。电解后的电解液经补充________(写一种物质的化学式)后可返回“溶浸”工序继续使用。

【答案】【答题空1】+2    【答题空2】ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O    低于30℃时，溶浸反应速率随温度升高而增大；超过30℃，氨气逸出导致溶浸反应速率下降    【答题空4】2AsCl52-+2H2O2+6NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6NH4++5H2O    【答题空5】Cu、Cd    【答题空6】Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑    【答题空7】N2    【答题空8】NH3(或NH3·H2O)   

(3)在“氧化除杂”中，H2O2将AsCl52－氧化后转化为As2O5胶体，被吸附聚沉除去，H2O2被还原变为H2O，反应后溶液始终接近中性。则该反应的离子方程式为2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6 NH4++5H2O；

(4) “氧化除杂”后的溶液中含Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+，向该溶液中加入Zn粉，Zn将Cu2+、Cd2+还原为金属单质，所以“滤渣3”的主要成分为Cu、Cd；

(5)“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电，电极反应式为Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑；阳极区阴离子放电，放出一种无色无味的气体，将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，无明显现象，说明该气体不具有氧化性，则该气体是N2；电解后的溶液中由于NH3不断放电产生N2从溶液中逸出，所以电解后的电解液经补充NH3或NH3·H2O以后才可返回“溶浸”工序继续使用。

25．利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)的处理工艺流程如下：

已知：①硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+，其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+。

②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

（1）实验室用18.4 mol·L-1的浓硫酸配制480 mL 2 mol·L－1的硫酸，需量取浓硫酸_________mL；配制时所用玻璃仪器除量筒、胶头滴管、烧杯和玻璃棒外，还需__________________________。

（2）H2O2的作用是将滤液Ⅰ中的Cr3+转化为Cr2O72-，写出此反应的离子方程式：__________。

（3）加入NaOH溶液使溶液呈碱性，既可以除去某些杂质离子，同时又可以将Cr2O72-转化为CrO42-，写出该反应的离子方程式__________________。

（4）钠离子交换树脂的反应原理为：Mn+ + n NaR = MRn + n Na＋，则利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有__________________。

（5）写出上述流程中用SO2进行还原时发生反应的离子方程式：_________________。

（6）沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一，为了测定某废水中SCN－浓度，可用标准AgNO3溶液滴定待测液，已知：

滴定时可选为滴定指示剂的是_________(选填编号)，滴定终点现象是：________。

A．NaCl         B．K2CrO4        C．KI        D．NaCN

【答案】54.3    500mL容量瓶    2Cr3+＋3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋    Cr2O72-＋2 OH- = 2CrO42-+H2O    Mg2+、Ca2+    2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－    B    当滴入最后一滴标准液时，沉淀由白色变为砖红色，且半分钟内沉淀颜色不再改变   

（3）利用电荷守恒和原子守恒书写离子方程式Cr2O72-＋2OH- = 2CrO42-+H2O；

正确答案：Cr2O72-＋2 OH- = 2CrO42-+H2O。

（4）根据阳离子互换原则确定，利用钠离子交换树脂可除去滤液Ⅱ中的金属阳离子有Mg2+、Ca2+；

正确答案：Mg2+、Ca2+。

（5）三步法配平离子方程式①化合价升降相等配平化合价变化的元素②根据左右两边电荷守恒确定氢氧根离子系数③根据左右两边原子守恒确定水的系数；得2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－；

正确答案：2CrO42-＋3SO2＋12H2O＝2Cr(OH)（H2O）5SO4↓＋SO42- ＋2OH－。