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    人教版高考化学一轮复习第10章化学实验第2讲物质的分离提纯和检验含答案

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    课时跟踪练31一、选择题1.(2020·上海市徐汇区第二次模拟)下列分离提纯操作与物质溶解性无关的是(  )A.蒸馏   B.萃取   C.纸上层析 D.分液解析:蒸馏是利用物质的沸点相差较大来进行分离,与溶解度无关,故A项符合题意;萃取是利用溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中溶解度大进行分离,故B项不符合题意;纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离目的,故C项不符合题意;分液利用两种液体不相溶,静置后分层来进行分离,故D项不符合题意。答案:A2.(2020·海南省第一次模拟)《天工开物》作咸篇中记载“其海丰、深州引海水入池晒成者,凝结之时扫食不加人力,与解盐同。”文中涉及的操作方法是(  )A.蒸发结晶 B.蒸馏C.过滤 D.萃取解析:“其海丰、深州引海水入池晒成者,凝结之时扫食不加人力,与解盐同”描述的是以海水为原料,制取食盐的过程,是将海水蒸发结晶,得到粗盐,涉及的操作方法是蒸发结晶;蒸馏是利用物质沸点差异较大进行分离的方法,文中没有涉及;过滤是用于固液分离的方法,文中没有涉及;萃取是利用同一溶质在不同溶剂中溶解度的不同来进行分离的方法,文中没有涉及。答案:A3.去除括号内少量杂质,选用的试剂和方法正确的是(  )A.酒精(碘):加氢氧化钠溶液,分液B.CO2(SO2):通入饱和碳酸氢钠溶液,洗气C.Fe2O3(Al2O3):加氨水,过滤D.乙酸(乙醛):加新制氢氧化铜,加热,过滤解析:氢氧化钠溶液虽然可以和碘反应,但和碘反应后得到含碘的盐溶液与酒精互溶,不分层,不能采用分液法进行分离,故A项错误;二氧化碳不溶于碳酸氢钠溶液,但二氧化硫可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,可除去,故B项正确;Fe2O3中的Al2O3:氧化铝与氨水不反应,无法达到除杂的目的,故C项错误;乙酸和乙醛,加新制氢氧化铜都发生反应,乙酸和氢氧化铜发生酸碱中和反应,生成乙酸铜和水,乙醛和氢氧化铜加热反应生成氧化亚铜,乙酸和水,故无法除杂,故D项错误。答案:B4.(2020·广东中山纪念中学第二次模拟)要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为(  )①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4(H+)溶液 ③加入少量KSCN溶液A.①③    B.③② C.③①    D.①②③解析:通常用KSCN溶液检验Fe3+,故先向溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红色,说明溶液中不含有Fe3+;然后加入足量氯水,溶液呈红色,说明溶液中含Fe2+。氧化剂不选用KMnO4溶液的原因是KMnO4溶液本身有颜色,同时KMnO4会将KSCN氧化影响实验;故证明某溶液中不含有Fe3+而可能含有Fe2+,进行实验操作时最佳顺序为③①;答案选C。答案:C5.(2020·山东章丘四中模拟)下列物质中杂质(括号内为杂质)的检验试剂、除杂试剂和除杂方法都正确的是(  )解析:明确物质的性质差异是解答此题的关键,注意物质提纯的原则:“不增、不减、易复、易分”。饱和食盐水除去的是氯化氢,不能除去氯气,故A项错误;无水硫酸铜遇水变为蓝色,可以检验水的存在,生石灰与水反应生成氢氧化钙,然后蒸馏即可得到无水乙醇,故B项正确;碳酸钠溶液也吸收二氧化碳,应该用饱和碳酸氢钠溶液,故C项错误;氯化铵加热分解生成氨气和氯化氢,不能除去碘,故D项错误。答案:B6.现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合制剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验。已知:控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。该同学得出的结论正确的是(  )A.根据现象1可推出该试液中含有Na+B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根离子C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+D.根据现象5可推出该试液中一定含有Fe2+解析:由于试液中外加了NaOH和Na2CO3,所以不能确定原试液中是否含有钠离子,故A项错误;试液中有没有葡萄糖酸根离子,都无银镜生成,因为葡萄糖酸根离子中不含醛基,故B项错误;滤液中加氨水无沉淀产生,说明无镁离子,加入碳酸钠溶液,有白色沉淀,说明有钙离子,故C项正确;试液中可能含亚铁离子,也可能只含铁离子而不含亚铁离子,故D项错误。答案:C7.(2020·山东肥城第三次模拟)对某溶液中部分离子的定性检测流程如图所示。下列分析正确的是(  )A.原溶液中可能含有Cl-、SOeq \o\al(2-,4)、S2-等阴离子B.步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液C.可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体D.步骤②的反应为Al3++3HCOeq \o\al(-,3)===Al(OH)3↓+CO2↑解析:溶液中加入括号中物质后产生红褐色沉淀的同时产生气体,所以加入的物质是碱,铵根离子和碱反应得到氨气,Fe3+和碱反应生成Fe(OH)3沉淀;溶液X是偏铝酸盐的溶液,偏铝酸根和碳酸氢根之间反应可以得到氢氧化铝沉淀。据此分析解答。因溶液中存在Fe3+离子,故一定不存在S2-离子,A项错误;根据上述分析,步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液或是其他强碱溶液,B项正确;可以使湿润的红色石蕊试纸检验生成的无色气体是氨气,会变蓝,C项错误;步骤②反应的离子方程式为H2O+AlOeq \o\al(-,2)+HCOeq \o\al(-,3)===Al(OH)3↓+COeq \o\al(2-,3),D项错误。答案:B8.某固体混合物X,含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和Na2SiO3中的几种,进行如下实验:①X与水作用有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z;②沉淀Y与足量NaOH溶液充分作用,部分溶解。下列说法不正确的是(  )A.沉淀Y一定能溶于盐酸B.溶液Z中溶质一定不含Na2SiO3C.混合物X至少含有三种成分D.混合物X中一定含有Na2CO3、FeCl3,可能含有Al2(SO4)3解析:某固体混合物X,含有Al2(SO4)3、FeCl3、Na2CO3和Na2SiO3中的几种,①X与水作用有气泡冒出,得到有色沉淀Y和弱碱性溶液Z,能生成气体的物质只有Na2CO3,而几种物质中没有酸,说明与Na2CO3发生双水解反应生成二氧化碳气体,生成的有色沉淀中一定存在氢氧化铁,可能含有氢氧化铝、硅酸;②沉淀Y与NaOH溶液作用,部分溶解,说明有色沉淀中存在氢氧化铝或硅酸,则固体混合物X可能存在Al2(SO4)3或Na2SiO3中的至少一种。根据上述分析可知,沉淀Y一定含有氢氧化铁,一定能溶于盐酸,选项A正确;溶液Z中溶质可能含有Al2(SO4)3或Na2SiO3中的至少一种,选项B不正确;混合物X中一定含有FeCl3、Na2CO3,至少含有Al2(SO4)3或Na2SiO3中的一种,则至少含有三种成分,选项C正确;混合物X中一定含有Na2CO3、FeCl3,可能含有Al2(SO4)3,选项D正确。答案:B二、非选择题9.(2020·东北育才学校模拟)某气体X可能由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成,将X燃烧,把燃烧后生成的气体通过如图所示的A、B两个洗气瓶,请回答下列问题:(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,则X气体是________(填化学式,下同)。(2)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,则X气体可能的组合是(每空填一种组合):①________;②________;③________;④________;⑤________。解析:A装置的作用是吸收水蒸气,B装置的作用是检验并吸收二氧化碳气体,氢气燃烧生成水,一氧化碳燃烧生成二氧化碳,甲烷燃烧生成水和二氧化碳,根据生成水和二氧化碳的质量就可以判断X气体的组成。(1)若A洗气瓶的质量增加,B洗气瓶的质量不变,说明X燃烧后只生成水,那么X气体就是氢气。(2)若A、B两个洗气瓶的质量都增加,说明同时生成了水和二氧化碳,那么X气体的组成情况以下几种可能:①CH4、H2;②CO、H2;③CH4、H2、CO;④CH4;⑤CH4、CO等(序号顺序可随意颠倒,组合符合题意即可)。答案:(1)H2 (2)①CH4 ②H2、CO ③CO、CH4④CH4、H2 ⑤CH4、CO、H210.(2020·湖南岳阳一中模拟)已知稀溴水和氯化铁溶液都呈黄色,现在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,振荡后溶液呈黄色。请回答下列问题:(1)甲同学认为这不是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是________(填粒子的化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,则使溶液呈黄色的微粒是________。(2)如果要验证乙同学判断的正确性,请根据下面所提供的可用试剂,用两种方法加以验证,请将选用的试剂代号及实验中观察到的现象填入下表。实验可供选用试剂:A.酸性高锰酸钾溶液 B.氢氧化钠溶液 C.四氯化碳D.硫氰化钾溶液 E.硝酸银溶液 F.淀粉KI(3)根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,则首先被氧化的离子是________,相应的离子方程式为___________________________________________________________________。解析:溴单质氧化性较强,能将亚铁离子氧化为三价铁,三价铁在水溶液中是黄色的;要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成红色物质;Br2能将Fe2+氧化成Fe3+,说明还原性:Fe2+>Br-,依据氧化还原反应中“先强后弱”规律判断。(1)在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液溴,若没有发生化学反应,使溶液呈黄色的微粒为Br2;若是发生化学反应,二价铁离子被溴单质氧化为三价铁在水溶液中是黄色的。(2)要验证乙同学的判断正确,可检验黄色溶液中不含Br2或黄色溶液中含Fe3+,根据Br2和Fe3+的性质进行检验,Br2可溶于CCl4,Fe3+可与KSCN溶液反应生成红色物质;方案一可选用CCl4(C),向黄色溶液中加入四氯化碳,充分振荡、静置,溶液分层,若下层呈无色,表明黄色溶液中不含Br2,则乙同学的判断正确;方案二可选用KSCN溶液(D),向黄色溶液中加入KSCN溶液,振荡,若溶液变为红色,则黄色溶液中含Fe3+,则乙同学的判断正确。(3)根据上述推测说明发生反应:Br2+2Fe2+===2Fe3++2Br-,由此说明亚铁离子的还原性大于溴离子,Cl2具有氧化性,先氧化的离子是亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。答案:(1)Br2 Fe3+(2)(3)Fe2+ 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-11.某小组同学以不同方案探究铜粉与FeCl3溶液的反应。请回答下列问题:(1)甲同学向FeCl3溶液中加入铜粉,观察到溶液的颜色变为浅蓝色,由此证明发生了反应,其离子方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生:将铜粉加入滴有少量KSCN的FeCl3溶液中,观察到溶液红色褪色,有白色沉淀A产生。针对白色沉淀A,查阅资料:A可能为CuCl和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2价)中的一种或两种。实验过程如下:①根据白色沉淀B是____________(填化学式),判断沉淀A中一定存在CuSCN;②仅根据白色沉淀A与过量浓HNO3反应产生的实验现象,不能判断白色沉淀A中一定存在CuSCN,从氧化还原角度说明理由:____________________________________________________________________________________________________________;③向滤液中加入a溶液后无明显现象,说明A不含CuCl,则a是________(填化学式);根据以上实验,证明A仅为CuSCN。④进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因,将该反应的方程式补充完整:Cu2++____SCN-===____CuSCN↓+____(SCN)2⑤结合上述过程以及Fe(SCN)3Fe3++3SCN-的平衡,分析(2)中溶液红色褪去的原因:______________________________________________________________________________________。(3)已知(SCN)2称为拟卤素,其氧化性与Br2相近。将KSCN溶液滴入(1)所得的溶液中,观察到溶液变红色,则溶液变红的可能原因是________________________或___________________________。解析:此题一方面考察了Fe2+和Fe3+的性质,一方面也通过物质组成探究实验的形式考察了一些基本离子的检验方法。在确定物质组成时,务必要注意排除其他物质对检验过程中产生的实验现象的干扰。(1)Fe3+的氧化性强于Cu2+,因此反应的离子方程式是2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。(2)①通过分析实验流程可知,若沉淀A中含有CuSCN,在经过过量的浓硝酸处理后,S元素会转化为SOeq \o\al(2-,4),因此,若在加入过量硝酸钡溶液后出现BaSO4白色沉淀,则能证明沉淀A中含有CuSCN;②若沉淀A组成仅为CuCl,那么用过量浓硝酸处理时,CuCl中+1价的Cu也可以将浓硝酸还原,产生红棕色的还原产物NO2,所以仅通过红棕色气体生成无法说明A中一定有CuSCN;③若要证明A中不含CuCl,只能设计实验验证白色沉淀A溶解后的溶液中不含Cl-;因此,a溶液即AgNO3溶液;④题干中指出SCN-中的S为-2价,所以方程式中S反应后价态上升,Cu反应后价态下降,所以该反应的方程式为2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2;⑤分析(2)中溶液红色褪去的原因时:一方面要考虑Fe3+被还原导致的浓度下降,另一方面也要考虑由于生成了CuSCN白色沉淀,所以也发生了SCN-被氧化而导致的浓度下降;因此红色褪去的原因为Cu和Fe3+反应生成Cu2+使c(Fe3+)减少;Cu2+和SCN-反应生成CuSCN沉淀使c(SCN-)减少,均使平衡Fe(SCN)3Fe3++3SCN-正向移动,导致Fe(SCN)3浓度减小,溶液红色褪去。(3)题中指出拟卤素(SCN)2氧化性与Br2接近,因此拟卤素(SCN)2也可以将Fe2+氧化,此外Fe2+还原性较强,也容易被氧气氧化;因此溶液变红色的原因可能是(SCN)2将Fe2+氧化或空气中的氧气将Fe2+氧化。答案:(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ (2)①BaSO4 ②+1价铜也可以将浓硝酸还原 ③AgNO3 ④2 4 2 1 ⑤Cu和Fe3+反应生成Cu2+使c(Fe3+)减少;Cu2+和SCN-反应生成CuSCN沉淀使c(SCN-)减少,均使平衡:Fe(SCN)3Fe3++3SCN-正向移动,导致Fe(SCN)3浓度减小,溶液红色褪去 (3)Fe3+有剩余 (SCN)2将Fe2+氧化(或空气中的氧气将Fe2+氧化)12.(2021·广东省适应性考试)试剂级NaCl可用海盐(含泥沙、海藻、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SOeq \o\al(2-,4)等杂质)为原料制备。制备流程简图如下:海盐→eq \x(焙炒)→eq \x(溶解)→eq \x(除杂)→滤液→eq \x(操作X)→饱和溶液eq \o(――→,\s\up15(通HCl))eq \x(结晶)→NaCl(1)焙炒海盐的目的是____________________________________________________________________________________。(2)根据除杂原理,在表中填写除杂时依次添加的试剂及其预期沉淀的离子。(3)操作X为________。(4)用如图所示装置,以焙炒后的海盐为原料制备HCl气体,并通入NaCl饱和溶液中使NaCl结晶析出。①试剂a为________。相比分液漏斗,选用仪器1的优点是_____________________________________________________。②对比实验发现,将烧瓶中的海盐磨细可加快NaCl晶体的析出,其原因是_______________________________________________________________________________________________________。解析:(1)焙炒海盐可以除去海藻等有机杂质,并使其颗粒变小,加速溶解。(2)根据分析可知步骤2可以加入NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+,步骤3加入Na2CO3除去Ba2+和Ca2+(或步骤2加入Na2CO3除去Ba2+和Ca2+,步骤3可以加入NaOH溶液除去Mg2+和Fe3+)。(3)根据分析可知操作X为蒸发浓缩。(4)①实验室可以利用浓硫酸与氯化钠固体共热制取HCl气体,所以试剂a为浓硫酸;仪器1侧面导管可以平衡压强,使液体顺利滴下;②将烧瓶中的海盐磨细可以增大与浓硫酸的接触面积,使产生HCl气体的速率加快,从而加快NaCl晶体的析出。答案:(1)除去海藻等有机杂质,并使其颗粒变小(2)NaOH Mg2+和Fe3+ Na2CO3 Ba2+和Ca2+(步骤2和3试剂顺序可调换) (3)蒸发浓缩 (4)①浓硫酸 可平衡压强,使液体顺利滴下 ②增大与浓硫酸的接触面积,使产生HCl气体的速率加快 选项物质及其杂质检验试剂除杂试剂除杂方法AHCl(Cl2)湿润的淀粉KI试纸饱和食盐水洗气BC2H5OH(H2O)无水硫酸铜粉末生石灰蒸馏CCO2(SO2)品红溶液饱和碳酸钠溶液洗气DNH4Cl(I2)淀粉溶液无加热实验方案所选用试剂(填代号)实验现象方案一方案二实验方案选用试剂实验现象方案一C有机层无色方案二D溶液变红实验步骤试剂预期沉淀的离子步骤1BaCl2溶液SOeq \o\al(2-,4)步骤2________________步骤3________________

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