2024年高考化学一轮复习第十章第二节物质的分离、提纯和检验课件
展开[自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)除去 NO 中混有的少量 NO2:用水洗涤后再干燥。(
(2)除去食盐中混有的少量 NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热
(3)分离溴的 CCl4 溶液:可选用分液的方法。(
(4)能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝的气体可能是 Cl2。(
(6)检验未知液中是否含有Fe2+,先加入氯水再加入KSCN,
若溶液变红色,则含有 Fe2+。(
答案:(1)√(2)× 错因:会产生新的杂质 NaOH,应改为热分解法。(3)× 错因:溴溶解在 CCl4 中,应改为蒸馏法。(4)√
错因:需使用蓝色钴玻璃滤去黄光后,再判断是否含
(6)× 错因:应先加入 KSCN 无现象,再加入氯水,若溶液变红则含有 Fe2+。
2.(2021 年山东实验中学一模)某化学学习小组为验证海带中含有碘元素,设计了如图所示的实验。
A.步骤①中使用到的仪器是坩埚和三脚架B.步骤②中用稀硫酸作催化剂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也能实现实验目的答案:C
3.有如图所示的两套装置。
(1)上述两套装置中都要用到玻璃棒,其作用相同吗?(2)能否采用乙装置将 NH4Cl 饱和溶液蒸干制备 NH4Cl 晶体?说明理由。
答案:(1)不相同。甲装置为过滤,玻璃棒的作用是引流;乙装置为蒸发,玻璃棒的作用是搅拌,防止局部温度过高而使液体飞溅。
(2)不能。因为 NH4Cl 受热易分解生成 NH3 和HCl,若采用该
装置蒸干 NH4Cl 饱和溶液,得不到 NH4Cl 晶体。
考点一 物质的分离和提纯
1.物质分离与提纯的含义
(1)物质的分离:将混合物中的________分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯:将混合物中的_________除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。
2.分离、提纯物质遵循的“四个原则”“四个必须”
3.物质分离、提纯的常用物理方法
低进高出(或下口进上口出)
轻金属盐或铵盐
4.物质分离、提纯的常用化学方法
酸性 KMnO4 溶液
物质分离提纯方法的选择
物质分离提纯可选用物理方法或化学方法,选择依据是物质本身的性质(包括聚集状态、物理性质、化学性质、溶解度等)。选择分离提纯方法时应首先分析混合物中各组分的聚集状态,再根据是否互溶选择相应的分离提纯方法,最后考虑性质是否适合该提纯方法。
饱和 NaHCO3 溶液
使气体干燥可根据具体情况采用浓硫酸洗气或用固体干燥剂
(1)分液时,分液漏斗中的下层液体从下口放出,上层液体从
(2)蒸馏时,冷却水应从冷凝管的下口通入,上口流出。(3)蒸发操作时,当有较多晶体析出时即可停止加热。
考点二 物质的检验和鉴别1.物质检验的三原则
一看(颜色、状态);二嗅(气味);三实验(加试剂)。
根据实验时生成物所表现的现象不同,检验离子的方法可归
2.物质检验的一般步骤
观察外观→取少量样品→加入试剂→观察现象→得到结论3.常见阳离子的检验
产生__________
产生白色沉淀,继续加入________溶液,
白色沉淀又会________
+________的气体
共热,生成使湿润的红色石蕊试纸
火焰呈________色(透过蓝色钴玻璃)火焰呈________色
(1)阳离子的检验除了一些特殊的方法(焰色反应、KSCN 溶液
显色反应)外,我们一般用 NaOH 溶液即可鉴别。
(2)在没有特殊要求时,如果有多种检验方法,应该选择教材
中给定的方法,如检验Fe3+用 KSCN 溶液。
(3)含 Fe3+、Fe2+ 的混合溶液中检验 Fe2+ 的方法是加入
K3[Fe(CN)6] 溶液,产生蓝色沉淀或滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4紫红色褪去。
(1)利用酸碱指示剂检验(2)利用盐酸和其他试剂检验沉淀溶解,产生______色______味气体
无色________ 气
产生________产生无色无味气体产生无色刺激性气味气体
①硝酸酸化的硝酸银溶液
(3)Cl-、Br-、I-的检验
②氧化—萃取检验法(检验 Br-、I-)
溶液变为______色
5.常见气体的检验(1)常见气体的检验方法
红棕色为NO2 或溴蒸气黄绿色为Cl2无色气体,打开瓶塞,瓶口出现红棕色,为NO
②试纸检验:如NH3 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。③溶液检验:如用澄清石灰水检验CO2,用品红溶液检验SO2。④点燃法检验:如H2、CH4 的检验。
(2)可燃性气体的检验
(4)碱性气体的检验(NH3)
(5)强氧化性气体的检验
(1)检验气体时,要防止气体之间的互相干扰,如Cl2、SO2 均能使品红溶液褪色。(2)中学阶段只学过一种碱性气体,所以只要使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体一般都是氨气。
考向1 分离提纯方法的选择
1.(2021年湖南卷)下列实验设计不能达到实验目的的是(
解析:KSCN 溶液可检验溶液中是否存在 Fe3+ ,因此可检验FeSO4溶液是否被氧化,实验设计合理,A正确;实验室用浓盐酸和
二氧化锰制备氯气:MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,制
得的氯气中含有挥发出来的氯化氢和水蒸气,用饱和食盐水除去氯化氢,用浓硫酸除去水蒸气,实验设计合理,B正确;测定 NaOH溶液的 pH,pH试纸不能润湿,若润湿会稀释 NaOH 溶液,引起测量误差,实验设计不合理,C 错误;在工业酒精中加入生石灰(CaO),酒精中的水和氧化钙反应生成氢氧化钙,利用乙醇沸点低、易挥发的性质进行蒸馏,即可得到无水乙醇,实验设计合理,D 正确。答案:C
2.(2021 年浙江 6 月选考)下列说法正确的是(
A.减压过滤适用于过滤胶状氢氧化物类沉淀B.实验室电器设备着火,可用二氧化碳灭火器灭火C.制备硫酸亚铁铵晶体时,须将含 FeSO4 和(NH4)2SO4 的溶液浓缩至干D.将热的 KNO3 饱和溶液置于冰水中快速冷却即可制得颗粒较大的晶体
解析:减压过滤时胶状沉淀物易穿透滤纸,A 错误;二氧化碳没有腐蚀作用,不导电,不会导致设备损坏,可用于电器设备的灭火,B 正确;铵盐易分解,故将含 FeSO4 和(NH4)2SO4 的溶液浓缩至干,得不到硫酸亚铁铵晶体,C 错误;将热的 KNO3 饱和溶液快速降温,得不到颗粒较大的晶体,D 错误。
[归纳提升] 物质分离提纯方法的选择思路
考向2 分离提纯装置及操作的选择
3.(2020 年山东卷改编)下列操作不能达到实验目的的是(
解析:苯酚能与NaOH 溶液反应生成苯酚钠,苯与NaOH 溶液不反应且会分层,然后通过分液进行分离,A 正确;盐酸易挥发出HCl,HCl能与苯酚钠反应生成苯酚,因而会干扰CO2 与苯酚钠的反应,无法验证酸性:H2CO3>苯酚,B 错误;驱赶碱式滴定管中气泡的方法是使尖嘴部分向上弯曲,然后挤压胶管中的玻璃球,C 正确;配制新制Cu(OH)2悬浊液过程中,由于溶液显碱性,因此,应将CuSO4溶液滴加到 2 mL 10%的 NaOH 溶液中,D 正确。
4.(2022 年哈尔滨模拟)下列图示与操作名称不对应的是(
解析:升华是从固体变为气体的过程,图中操作名称是加热,A 错误;由图中装置的仪器以及操作分离互不相溶的液体,可知本实验操作名称是分液,B 正确;由图中装置的仪器以及操作分离难溶固体与液体的混合物,可知本实验操作名称是过滤,C 正确;由图中装置的仪器以及操作分离沸点不同的液体混合物,可知本实验操作名称是蒸馏,D 正确。
考向3 离子(或物质)的检验与鉴别
6.某兴趣小组对实验室中的一种白色固体进行鉴别,实验探究
①将适量白色固体溶于水,得到无色溶液 A,溶液呈碱性;②用铂丝蘸取少量溶液 A 在火焰上灼烧,产生黄色火焰;③取少量溶液 A,加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,继续
加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀;
④另取少量溶液 A,加入硫粉并加热,硫粉溶解生成无色溶液 B,且无其他明显现象;继续向溶液 B 中加入盐酸,产生淡黄色沉淀和有刺激性气味的气体;若向溶液 B 中加入 AgBr 沉淀,沉淀溶解。
解析:将适量白色固体溶于水,得到无色溶液 A,用铂丝蘸取少量溶液 A 在火焰上灼烧,产生黄色火焰,则溶液 A 中含有续加入氯化钡溶液生成不溶于硝酸的白色沉淀,则溶液中含有
A 为 Na2SO3 或 NaHSO3,又因为溶液 A 呈碱
性,所以溶液 A 只为 Na2SO3;向 Na2SO3 溶液中加入硫粉并加热生成 Na2S2O3,Na2S2O3 在酸性条件下发生歧化反应生成 S 和 SO2,
Na+;又向少量溶液A中加入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色,继
考向4 气体的检验与鉴别7.(2021 年湖北模拟)下列实验的现象描述和结论都正确的是
解析:水与过氧化钠反应放出氧气,可利用带火星的木条复燃检验生成的氧气,A正确;AgCl 白色沉淀转化为AgI黄色沉淀,表明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),B 错误;苯不能使溴的四氯化碳溶液褪
色,C 错误;应该是 2 mL 0.2 ml·L-1的 H2C2O4 溶液褪色快,D错误。答案:A
8.(2022 年蚌埠模拟)用如图所示装置及表中的药品(装置Ⅰ中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中的现象,检验混合气体中的某种成分,
解析:CH4 不能使溴水褪色,不能达到检验的目的,A错误;二者均能被酸性高锰酸钾氧化,Ⅰ中褪色,不能检验二氧化硫,B 错误;溴易溶于四氯化碳,二氧化氮可使石蕊溶液先变红后褪色,图中装置可检验二氧化氮,C 正确;HCl和 HI 均能溶于饱和食盐水中,不能检验 HCl,D 错误。
考点5 离子的检验与推断9.下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不相符的一组
解析:浓硫酸具有强脱水性,遇到有机物后,“强行”以 H2O 的形式脱去有机物中的 H、O 元素,从而使有机物碳化变黑,A 正确;氯水中含有 HCl 和 HClO,HCl 使石蕊溶液变红,HClO 再将石蕊氧化成无色物质,氯水的酸性主要靠 HCl 体现,漂白性靠 HClO 体现,B正确;能使澄清石灰水变浑浊的气体不一定是 CO2,还可能是 SO2,
强碱溶液在加热的条件下,可以反应产生 NH3,D 正确。答案:C
1.(2022 年山东卷)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合
溶液的流程如图所示。下列说法正确的是(
A.苯胺既可与盐酸也可与 NaOH 溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得D.①、②、③均为两相混合体系
解析:由题给流程可知,向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入盐酸,盐酸将微溶于水的苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐,分液得到水相Ⅰ和有机相Ⅰ;向水相Ⅰ中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺,分液得到苯胺粗品①;向有机相Ⅰ中加入水洗涤除去混有的盐酸,分液得到废液和有机相Ⅱ,向有机相Ⅱ中加入碳酸钠溶液,将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ;向水相Ⅱ中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯
甲酸粗品③。苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,A 错误;由分析可知,得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,B 错误;由分析可知,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得,C 正确;由分析可知,①、②为液相,③为固相,都不是两相混合体系,D 错误。答案:C
2.(2021 年山东卷)工业上以 SO2 和纯碱为原料制备无水
NaHSO3 的主要流程如图所示。下列说法错误的是(A.吸收过程中有气体生成B.结晶后母液中含有 NaHCO3C.气流干燥湿料时温度不宜过高D.中和后溶液中含 Na2SO3 和 NaHCO3
解析:根据工艺流程逆向分析可知,以二氧化硫和纯碱为原料,得到结晶成分为 NaHSO3,则母液为饱和 NaHSO3 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,溶液呈酸性,所以加入纯碱进行中和,涉及的反应为 H2SO3+2Na2CO3===Na2SO3+2NaHCO3,NaHSO3+Na2CO3===Na2SO3+NaHCO3,所以调节 pH 为 8 进行中和后得到Na2SO3 和 NaHCO3,通入二氧化硫气体进行混合吸收,此时吸收过程中发生反应为 Na2SO3 +SO2 +H2O===2NaHSO3↓,SO2 +NaHCO3===CO2+NaHSO3↓,此时会析出大量 NaHSO3 晶体,经过离心分离,将得到的湿料再进行气流干燥,最终得到 NaHSO3
产品。根据上述分析可知,吸收过程中有二氧化碳生成,A 正确;结晶后母液中含饱和 NaHSO3 和过量的二氧化硫形成的亚硫酸,没有NaHCO3,假设产物中存在NaHCO3,则其会与生成的NaHSO3发生反应,且NaHCO3 溶解度较低,若其残留于母液中,会使晶体不纯,假设不成立,B 错误;NaHSO3 高温时易分解变质,所以气流干燥过程中温度不宜过高,C 正确;结合上述分析可知,中和后溶液中含 Na2SO3 和 NaHCO3,D 正确。
3.(2020年全国Ⅰ卷)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目
解析:本题考查混合物提纯中的气体除杂。SO2 和 H2S 都具有较强还原性,都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此通过酸性高锰酸钾溶液除去 SO2 中的 H2S 不能实现,A 错误;Cl2 在饱和食盐水中的溶解度小,HCl 易溶于饱和食盐水,通过饱和食盐水可以除去 Cl2 中的 HCl 杂质,B 正确;N2 不能与灼热的铜丝网反应,O2 可以被灼热的铜丝网吸收生成氧化铜固体,通过灼热的铜丝网
可以除去 N2 中的 O2,C 正确;NO2与NaOH溶液发生反应2NO2+2NaOH===NaNO3 +NaNO2 +H2O,NO、NO2 与 NaOH 溶液发生反应 NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O,用氢氧化钠溶液除去NO中的NO2,虽然会损失一部分NO,但可以实现除杂的目的,D 正确。答案:A
4.(2020年天津卷)检验下列物质所选用的试剂正确的是(
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