高考化学一轮复习题组训练10.2物质的分离提纯和检验2含解析

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物质的分离、提纯和检验单一离子(或物质)的检验1.(原创)某化学学习小组为验证海带中含有碘元素,设计了如下实验:下列说法正确的是 (　　)A.步骤①中使用到的仪器是坩埚和三脚架B.步骤②中稀硫酸作催化剂C.步骤③中加入淀粉若呈蓝色,则说明海带中含有碘元素D.省略步骤②也能实现实验目的【解析】选C。灼烧固体应使用坩埚、三脚架和泥三角等,A错误;硫酸参与反应,2I-+2H++H2O2I2+2H2O,B错误;H2O2可将I-氧化为I2,碘单质使淀粉变蓝,C正确;海带中碘元素以离子形式存在,省略氧化的一步无法实现检验,D错误。2.(2020·恩施模拟)下列有关离子的检验方法、现象和结论都正确的是 (　　)选项检验方法现象结论A向某溶液中滴加酸性KMnO4溶液溶液紫色变浅原溶液中一定含有 Fe2+B向某溶液中加入烧碱溶液,共热,用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸放在试管口正上方试纸由红色变为蓝色原溶液中一定含有 NC向溴水中滴加某溶液混合溶液由橙色变为无色原溶液中一定含有SD向某溶液中通入足量CO2产生白色沉淀原溶液中一定含有Al【解析】选B。Cl-、Br-也能使酸性 KMnO4 溶液褪色,A错误;湿润的红色石蕊试纸遇 NH3 变蓝色,B正确;其他还原性离子如S2-也能与Br2反应,使混合溶液由橙色变为无色,C错误;Al、Si在水溶液中均可与 CO2反应,分别生成氢氧化铝、硅酸,二者均为白色沉淀,D错误。【归纳提升】常见的离子检验方法沉淀法(加入试剂产生沉淀)、气体法(加入试剂产生气体)、显色法(加入特征指示剂)、转化法(转化成其他易检验的物质)等。多离子(或物质)的检验3.(原创)一次性餐盒常以垃圾焚烧和填埋的方式处理,在空气中燃烧所得混合气体中可能含有SO2、CO2、CO、HCl、H2O等气体(已知PdCl2溶液可吸收CO,并生成HCl和H2O)。下列确定气体产物组成的叙述中,错误的是                              (　　)A.可用无水硫酸铜检验H2O,若固体变蓝,则证明气体产物中有H2OB.用澄清石灰水检验CO2,用溴水检验并吸收SO2C.HCl可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验D.气体检验的先后顺序为H2O、HCl、CO2、SO2、CO【解析】选D。无水硫酸铜可用于检验水蒸气,A正确;CO2可使澄清石灰水变浑浊,SO2可使溴水褪色,B正确;HCl通入硝酸酸化的硝酸银溶液生成白色沉淀,C正确;CO2、SO2均使澄清石灰水变浑浊,先检验SO2,除去SO2后再检验CO2,则检验顺序为H2O、HCl、SO2、CO2、CO,D错误。4.某混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:K+、N、Cl-、Mg2+、Ba2+、C、S,现取三份100mL该溶液进行如下实验:①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生。②第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04 mol。③第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤、干燥后,沉淀质量为2.33 g。根据上述实验数据,填写下列空白。(1)一定不存在的离子有___________________________。 (2)第②步操作发生反应的离子方程式为 ______________________________________________________________________________________________。 (3)第③步操作确定的离子有_____________________。 (4)对无法确定是否存在的离子,满足____________时,能确定其存在。 【解析】根据题意,Ba2+和S可发生离子反应生成BaSO4↓,因此两者不能共存。Ba2+和C可发生离子反应生成BaCO3↓,因此两者也不能共存。第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生,可能含有Cl-、C、S。第二份加足量NaOH溶液加热后,收集到气体0.04 mol,能和NaOH溶液加热产生气体的只能是N,而没有沉淀产生说明一定不存在Mg2+。故可确定一定含有N,一定不存在Mg2+。根据反应N+OH-NH3↑+H2O,产生NH3为0.04 mol,可得N也为0.04 mol。第三份加足量BaCl2溶液后,得干燥沉淀6.27 g,经足量盐酸洗涤。干燥后,沉淀质量为2.33 g。部分沉淀溶于盐酸为BaCO3,部分沉淀不溶于盐酸为BaSO4。因此溶液中一定存在C、S,一定不存在Ba2+。由条件可知BaSO4为2.33 g,物质的量为0.01 mol,BaCO3为3.94 g,物质的量为0.02 mol。则C物质的量为0.02 mol,由上述分析可得,溶液中一定存在C、S、N,一定不存在Mg2+、Ba2+。根据电荷守恒,溶液中一定存在K+,Cl-无法确定,若有Cl-,则n(K+)>0.02 mol。答案:(1)Mg2+、Ba2+(2)N+OH-NH3↑+H2O(3)C、S　(4)n(K+)>0.02 mol【加固训练】1.以下说法正确的是 (　　)A.往溶液中滴加盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体,溶液中不一定存在CB.滴加AgNO3溶液产生白色沉淀的溶液一定含Cl-C.往溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,则原溶液中含SD.往溶液中滴加氯水和KSCN,溶液变红,则溶液中一定含Fe3+【解析】选A。往溶液中滴加盐酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体可能为二氧化硫或者二氧化碳,原溶液中可能含有碳酸氢根离子、亚硫酸根离子等,原溶液中不一定存在C,故A正确;滴加AgNO3溶液产生白色沉淀,该白色沉淀可能为碳酸银、硫酸银等,原溶液中不一定含Cl-,故B错误;往溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,该白色沉淀可能为氯化银,不一定为硫酸钡,则原溶液中不一定含S,故C错误;往溶液中滴加氯水和KSCN,溶液变红,此时的溶液中一定含Fe3+,但是由于氯水具有氧化性,能够将亚铁离子氧化成铁离子,无法判断原溶液中是否含有铁离子,故D错误。2.某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种:阴离子C、Si、Al、Cl-阳离子Al3+、Fe3+、Mg2+、N、Na+　现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂的体积(V)的关系如图所示。(铵根和偏铝酸根不能共存)(1)若Y是盐酸,则X中一定含有的离子是_______, bc段发生反应的离子方程式为 ___________________________________________________________________________________________________。 (2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有的阴离子是____________,假设X溶液只含这几种离子,则溶液中各离子的物质的量之比为____________,ab段发生反应的离子方程式为___ _____________________________________________________________________________________________________________。 【解析】溶液无色说明溶液中不含Fe3+。(1)如果Y是盐酸,向溶液中加盐酸,先生成沉淀,则溶液中可能含Si、Al或两者中的一种,即生成的沉淀为H2SiO3、Al(OH)3或两者中的一种,则溶液中不含Al3+、Mg2+;当a～b段时,沉淀的量不变化,发生的是盐酸和碳酸根离子反应:C+H+HC, HC+H+H2O+CO2↑;当b～c段时沉淀的量减少,即部分沉淀和盐酸反应: Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,部分沉淀和盐酸不反应,说明生成的沉淀既有H2SiO3又有Al(OH)3,原溶液中有Si和Al,则Oa段发生反应的离子方程式为Si+2H+H2SiO3↓,Al+H++H2OAl(OH)3↓,由于Si和Al和铵根离子能双水解,所以溶液中不含N,含有的阳离子是Na+;(2)若Y是氢氧化钠,向溶液中加氢氧化钠溶液,先生成沉淀,溶液中可能含Al3+、Mg2+或两者中的一种,由于弱碱阳离子和弱酸根会双水解而不能共存,即溶液中不含C、Si、Al,由于溶液一定要保持电中性,故溶液中一定含Cl-;当a～b段时,沉淀的量不变化,是氢氧化钠和铵根离子反应:N+OH-NH3·H2O,即溶液中含N;当b～c段时沉淀的量减少但没有完全溶解,即部分沉淀和氢氧化钠反应,部分沉淀不反应,说明溶液中有Al3+、Mg2+,即bc段的反应为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。则X中一定含有的离子是Al3+、Mg2+、N、Cl-;由于溶液中有Al3+、Mg2+,故Oa段转化为沉淀的离子是Al3+、Mg2+,ab段是氢氧化钠和铵根离子反应生成气体,反应的离子方程式为N+OH-NH3·H2O;溶液中有Al3+、Mg2+,即沉淀中含Al(OH)3和Mg(OH)2,故bc段的反应为:Al(OH)3+OH-Al+2H2O,N反应需要NaOH的体积是3V,由于Al(OH)3溶解时需要的NaOH的体积是2V,则生成Al(OH)3需要的NaOH的体积是6V,而生成Mg(OH)2和Al(OH)3共消耗NaOH的体积为8V,则生成Mg(OH)2需要NaOH溶液的体积是2V,则n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(N)=2∶1∶3,根据溶液要呈电中性,即有:3n(Al3+)+2n(Mg2+)+n(N)=n(Cl- ),故n(Cl- )=11,即有:n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(N)∶n(Cl-)=2∶1∶3∶11。答案:(1)C、Si、Al、Na+ Al(OH)3+3H+Al3++3H2O(2)Cl-　n(Al3+)∶n(Mg2+)∶n(N)∶n(Cl-)=2∶1∶3∶11　N+OH-NH3·H2O【归纳提升】离子推断题解题原则①肯定性原则:根据实验现象推出未知液中肯定存在或肯定不存在的离子;②互斥性原则:在肯定某些离子的同时,结合离子共存规律(生成气体、沉淀、弱电解质、完全双水解、氧化还原等),否定一些离子的存在;③电中性原则:溶液中一定既有阳离子又有阴离子,且正负电荷总数(或总浓度)相同,可确定一些隐含的离子;④进出性原则:实验中前面引入或生成的离子,对后续实验有干扰。