2020高考化学刷题冲刺含最新模拟题专题二十二物质的检验分离和提纯习题含解析

专题二十二　物质的检验、分离和提纯

考点1  物质的分离与提纯

1.[2020江西南昌摸底测试]南宋张世南《游宦纪闻》记载了民间制取花露水的方法:“锡为小甑,实花一重,香骨一重,常使花多于香。窍甑之傍,以泄汗液,以器贮之”。古代常用如图所示装置来制花露水等。该装置利用的实验操作方法是              (　　)

A.蒸馏                B.过滤 C.灼烧           D.升华

2.[2020河南洛阳第一次联考]下列实验操作能达到实验目的的是 (　　)

A.用经水润湿的pH试纸测量溶液的pH

B.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L-1 NaOH溶液

C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体

D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2

3.[2020北京十中期中考试]下列除杂方案不正确的是(　　)

4.[2019山东济南质量评估]下列实验中,所采取的方法及其原理均正确的是 (　　)

5.[2019福建福州八县一中模拟]工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和S等杂质,提纯工艺流程如下,下列说法不正确的是              (　　)

　 　                               　①　 　　           ②　　　              　③　　　 　　                     　④

A.步骤①,通入热空气可以将Fe2+氧化

B.步骤②,滤渣的主要成分为Mg(OH)2和 Fe(OH)3

C.步骤③,趁热过滤时若温度控制不当会使Na2CO3·H2O中混有Na2CO3·10H2O等杂质

D.步骤④,在瓷坩埚中灼烧Na2CO3·H2O

6.[2019山东济宁二模改编]已知反应2KIO3+5SO2+4H2OI2+3H2SO4+2KHSO4(KIO3过量),利用下列装置回收I2和KHSO4。下列说法错误的是              (　　)

　                                    甲　　　　 　              　乙　　　　　　　               　丙　　 　　　               　丁

A.可用甲装置制取SO2 

B.可用乙装置还原I

C.可用丙装置从溶液中分离出I2 

D.可用丁装置提纯KHSO4

7.[2019贵州贵阳监测考试,6分]某兴趣小组依据所学知识,在实验室制得了含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品,现拟分离该粗产品,下图是分离操作步骤流程图。

请回答:

(1)试剂a的名称是　　　　　　　　,操作Ⅰ需使用一种用于分离的仪器,其名称为　　　　　　　　,操作Ⅱ和操作Ⅲ均用到的同一种分离方法是　。 

(2)在得到的产品A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)CD的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

考点2  物质的检验与鉴别

8.[2020湖南长沙调研]有X、Y、Z、M、N五种物质,进行的有关实验操作及现象如表所示。

X、Y、Z、M、N依次可能是 (　　)

A.NO、O2、NH3、HNO3、SO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO2

C.O2、NO、HCl、NH3、CO2 D.NO、O2、NH3、HCl、CH4

9.[2020辽宁六校联考]某溶液X中可能含有下列离子中的若干种:Cl-、S、S、HC、Na+、Mg2+、Fe3+。为了确定该溶液的组成,某同学取100 mL溶液X,进行如下实验,下列说法不正确的是              (　　)

A.气体A可能是CO2或SO2

B.溶液X中一定存在S

C.溶液X中一定不存在Fe3+和Mg2+,可能存在Na+

D.向溶液A中加入硝酸酸化的硝酸银溶液可能生成白色沉淀

10.[2019贵州贵阳第一次适应性考试]下列化学实验设计正确的是 (　　)

A.用氨水鉴别AlCl3溶液与AgNO3溶液

B.用酸性高锰酸钾溶液区分HCOOH和HCHO

C.除去CO2气体中的SO2气体,将混合气体通入BaCl2溶液中洗气

D.一定量的稀HNO3与足量的Cu反应,尾气直接用NaOH溶液吸收

11.[2019河北承德一中第二次考试]某白色粉末由两种物质组成,取少量样品加入适量水中产生少量气泡和少量黄色不溶物,再向其中加入足量盐酸,固体不溶解;将上述悬浊液过滤,滤渣中加入浓硝酸并加热,固体全部溶解。则可推得该白色粉末可能为              (　　)

A.Na2S2O3、NaHSO4                          B.NaHCO3、KAl(SO4)2·12H2O

C.Na2SiO3、(NH4)2SO4                       D.(NH4)2SO4、Ba(OH)2

12.[2019湖北武汉调研测试]利用待测样品和指定的试剂设计实验,能达到实验目的的是              (　　)

13.[2019陕西宝鸡中学二模]下列实验方案能达到预期目的的是 (　　)

14.[2020吉林九校联考,13分]某工业废水中仅含如表所示离子中的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。

甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:

Ⅰ.用干净的铂丝蘸取少量溶液,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,加入KSCN溶液无明显变化。

Ⅲ.另取少量溶液,加入过量盐酸,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。

请回答下列问题:

(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是　　　　　　(写离子符号)。 

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

(3)收集一试管Ⅲ中的红棕色气体(标况下),然后倒扣入水中(假设溶质不扩散),最终所得溶液的物质的量浓度为　　　　mol/L(保留3位小数)。 

(4)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子是　　　　(写离子符号,下同),阴离子是　　　　。 

(5)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,得到的固体为　　　　　　　　(写化学式),质量为　　　　g。 

一、选择题

1.[原创]下列有关气体的检验或鉴别的说法错误的是(　　)

A.鉴别CO和CH4两种气体时可分别将其在O2中点燃,然后将所得产物通过无水硫酸铜

B.某气体可分别使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,则该气体一定属于不饱和烃

C.鉴别NO2和Br2蒸气时可分别将其通入水中,根据所得溶液颜色进行判断

D.蔗糖加入浓硫酸中产生的气体可使溴水褪色,则该气体中含有SO2

2.[2020河南南阳一中开学考试]用如图所示装置(部分夹持装置已略)进行实验,能达到实验目的的是              (　　)

A.用装置①分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液                       B.用装置②分离碘单质与氯化铵的混合物

C.用装置③除去氨气中的水蒸气                                         D.用装置④从苯和溴苯的混合溶液中分离出溴苯

3.[2019广东惠州模拟]某阳离子为钠离子的溶液中,可能含有S、C、Cl-中的一种或几种,只取原溶液一次,便能一一检验出其中存在的阴离子。下列加入试剂的顺序最合理的是              (　　)

A.HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3                B.Ba(NO3)2、AgNO3、HNO3

C.酚酞、Ba(NO3)2、AgNO3                D.HCl、BaCl2、AgNO3

4.[新题型][2020安徽五校第二次质量检测]铼(Re)广泛用于航空航天领域。从含Re废液中提取铼的流程如下:

下列说法错误的是 (　　)

A.萃取、反萃取的目的是富集铼元素

B.操作A和B使用的主要仪器是分液漏斗

C.可回收利用NH4ReO4制备Re2O7的副产物

D.在H2还原Re2O7的过程中共消耗7 mol H2,可制得 2 mol Re

5.下列实验操作、现象和结论错误的是 (　　)

二、非选择题(共28分)

6.[2020安徽示范高中名校联考,14分]乙胺(CH3CH2NH2)极易挥发,溶于水、乙醇、乙醚等,可用于生产染料、医药和离子交换树脂等。

Ⅰ.氨气的制备

(1)用如图1所示装置制备NH3。

①仪器A的名称是　。 

②试剂X可能是CaO或　　　　　　　　(填试剂名称),选择CaO时,能产生NH3的原因是　　　　　　　　　　　　　　。 

Ⅱ.乙胺的制备与提纯

(2)乙胺的制备:将乙醇与氨气置于温度为350~400 ℃、压强为2.45~2.94 MPa和催化剂为氧化铝的条件下反应。除生成乙胺外,还会产生二乙胺、三乙胺、乙醚、乙腈和乙烯。生成二乙胺(CH3CH2—NH—CH2CH3)的化学方程式为　　　　　　　　。

(可不写反应条件) 

(3)已知:

用如图2所示装置提纯乙胺。

图2

①提纯乙胺装置中的一处错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②冷凝管的冷水(10 ℃)由　　　(填“M”或“N”)口流出。 

③错误纠正后,蒸馏出乙胺时,控制温度范围为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

④冰水浴的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)乙醇的密度为0.789 g·cm-3,若取230.00 mL无水乙醇,与过量氨气反应后,经提纯后得到142.02 g乙胺,则乙胺的产率为　。 

7.[新素材][2020福建六校联考,14分]无水四氯化锡(SnCl4)常用作有机合成的氯化催化剂。实验室可用熔融的锡(熔点231.9 ℃)与Cl2反应制备SnCl4,装置如图所示(部分夹持装置已略)。

已知:①SnCl2、SnCl4的有关物理性质如表所示。

②SnCl4在空气中极易水解生成SnO2·xH2O。

回答下列问题:

(1)导管a的作用是　　　　,装置A中发生反应的离子方程式为　　　                                                            　　　。 

(2)当观察到装置F液面上方出现　　　          　时才开始点燃酒精灯,待锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热。此时继续加热的目的是　　　                                                 　、　　　                                                        　。 

(3)若上述装置中缺少装置C(其他均相同),则装置D中具支试管中发生的主要副反应的化学方程式为　　　                      　。 

(4)若制得的产品中含有少量Cl2,则可采用下列　　　　(填字母)措施除去。 

A.加入NaOH溶液萃取分液

B.加入足量锡再加热蒸馏

C.加入碘化钾溶液冷凝过滤

D.加入饱和食盐水萃取

(5)可用碘量法测定最后产品的纯度,发生反应:Sn2++I2 Sn4++2I-。准确称取该样品m g放于锥形瓶中,用少量浓盐酸溶解,再加水稀释,淀粉溶液作指示剂,用0.1 mol·L-1碘标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00 mL,则产品中SnCl2的质量分数为

　　                          　　(用含m的代数式表示);即使此法测定的操作均正确,但测得的SnCl4质量分数仍偏高,其原因可能是

　　　　(用离子方程式表示)。 

一、选择题

1.[2020湖南四校摸底调研联考]实验室用如图所示装置可制备少量MnSO4溶液,反应原理为MnO2+H2SO3MnSO4+H2O。下列说法错误的是              (　　)

 A.若实验中将N2换成空气,则反应液中变大

 B.缓慢通入混合气体可提高SO2的转化率

 C.若不通N2,则烧瓶中的进气管口容易被堵塞

 D.石灰乳对尾气的吸收效果比澄清石灰水更好

2.[新题型]实验室有一份混有少量碳酸钙杂质的碳酸钡样品。分离并提纯碳酸钡的实验步骤如图1所示,Ba(OH)2和Ca(OH)2的溶解度曲线如图2所示。

图1

下列有关分析错误的是 (　　)

图2

A.步骤Ⅰ所需的主要仪器是酒精喷灯、铁坩埚、泥三角、玻璃棒等

B.步骤Ⅱ中过滤时的温度对实验无影响

C.上述过程中涉及分解、化合、复分解反应

D.步骤Ⅲ中,当观察到红色刚好消失时,即可停止通CO2

3.[2019安徽江淮十校第三次联考]从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油90%以上是柠檬烯()。如图所示是从橙子皮中提取柠檬烯的蒸馏装置(夹持及加热装置略)。

提取柠檬烯的部分实验操作步骤如下:

(1)将1~2个橙子皮剪成碎片,投入乙装置中,加入约30 mL水。

(2)打开弹簧夹。加热水蒸气发生器(甲装置)至水沸腾,当T形管的支管口处有大量水蒸气冒出时,打开冷凝水,关闭弹簧夹,水蒸气蒸馏开始进行,此时可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。

下列说法错误的是 (　　)

A.当馏出液无明显油珠、澄清透明时,说明蒸馏完成

B.蒸馏结束后,为防止倒吸,立即停止加热

C.长导管作安全管,平衡气压,防止由于导管堵塞引起爆炸

D.要得到柠檬烯,还需要用到的分离、提纯方法:萃取、分液、蒸馏

4.[新角度]某澄清溶液中可能含有Cl-、I-、N、C、S、Fe3+、N、Al3+、K+、Mg2+中的两种或多种,为了检验其中的离子组成,做如下实验,根据实验操作和现象得出的结论完整且正确的是              (　　)

5.[新题型]肼(N2H4)又名联氨,常温下为无色油状液体,沸点为113.5 ℃,有弱碱性和较强的还原性。实验室用N2H4还原Cu(OH)2制备纳米Cu2O的装置如图所示(部分夹持、加热装置已略)。

已知:NaNO2与NH4Cl反应能生成N2。

下列说法错误的是 (　　)

A.装置②、⑥中分别盛装浓硫酸和稀硫酸

B.无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明从装置④中出来的气体中含有水蒸气

C.装置④中发生反应的化学方程式为N2H4(g)+4Cu(OH)22Cu2O+N2+6H2O

D.加入反应试剂后,先打开活塞K2,待装置④中反应完全且冷却至室温后,再打开活塞K1排净装置中的N2H4

二、非选择题(共28分)

6.[2020贵州贵阳摸底考试,14分]丙烯酸甲酯(CH2CHCOOCH3)是一种重要的有机化工原料。实验室制备少量丙烯酸甲酯的反应为CH2CHCOOH+CH3OHCH2CHCOOCH3+H2O。

实验步骤如下:

步骤1　在100 mL圆底烧瓶中依次加入10.0 g丙烯酸、少许碎瓷片、10 mL甲醇和2 mL浓硫酸,搅拌。

步骤2　如图,连接装置,加热烧瓶中的混合液,用锥形瓶盛接通过分水器分离出的水。当不再有水生成时,停止加热。

步骤3　反应液冷却后,依次用5%Na2CO3溶液、饱和食盐水、水洗涤。分离出有机相。

步骤4　向有机相中加无水Na2SO4固体,过滤后蒸馏,收集70~90 ℃馏分。测得丙烯酸甲酯的质量为6.45 g。

可能用到的信息:

 (1)步骤1中,加入少许碎瓷片的目的是　。 

(2)步骤2中,图中所示装置中仪器A的名称是　                               　　　,其作用为　　　　　                        　　　　　。 

(3)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是　　　　　;分离有机相的操作名称为　　　　　,分离有机相时不需要用到下列玻璃仪器中的　　　　　　　(填名称)。 

(4)实验中可能生成的有机副产物的结构简式为　　　　(填一种即可) 。 

(5)本实验中丙烯酸甲酯的产率为　　　　　%(保留2位有效数字)。实际产率低于理论值的原因有多种,下列所述原因中不可能的是　　　　　(填字母)。 

a.分水器收集的水里含丙烯酸甲酯

b.本实验条件下发生了副反应

c.产品在洗涤、蒸发过程中有损失

d.产品精制时收集部分低沸点物质

(6)本实验中需要采取的安全防护措施有                                                                                                                               　 

　　　　　　                                                                                                                                                                   　　。 

7.[新素材][14分]铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。如图所示是从某废旧铍铜元件(含BeO 25%、CuS 71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程:

已知:Ⅰ.铍、铝元素在元素周期表中处于对角线位置,化学性质相似。

Ⅱ.常温下,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13。

(1)滤液A的主要成分除NaOH外,还有　　　　(填化学式),写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式:　　　　　　　　。 

(2)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,选择合理的实验操作并排序:　　　　　　。 

a.加入过量的NaOH　b.通入过量的CO2　c.加入过量的氨水　d.加入适量的盐酸　e.过滤　f.洗涤

②从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是　。 

(3)①MnO2能将金属硫化物氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS发生反应的化学方程式:　。 

②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是　　　(任写一条)。 

(4)溶液D中含c(Cu2+)=2.2 mol·L-1、c(Fe3+)=0.008 mol·L-1、c(Mn2+)=0.1 mol·L-1,逐滴加入稀氨水调节溶液D的pH可依次分离各元素,首先沉淀的是　　　　(填离子符号),为使铜离子沉淀,常温下应调节溶液的pH　　　　。 

(5)取铍铜元件1 000 g,最终获得Be的质量为81 g,则该实验中Be的产率是　　　　。