2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：03物质的分离和提纯 第1课时

这是一份2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：03物质的分离和提纯 第1课时，共6页。试卷主要包含了下列说法中不正确的是，以下除杂方法中，错误的是，以下实验装置不用于分离物质的是，下列实验方法，下列除去杂质的实验方法正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．(2011年北京东城区高二调研)油墨是由多种色素按一定比例混合而成，某同学欲用纸上层析的方法将其主要色素分离开来，可选用作展开剂的物质是( )
A．盐酸 B．酒精
C．NaOH溶液 D．丙酮＋盐酸
解析：选D。纸上层析中要求流动相溶剂对分离物质应有适当的溶解度。
2．下列说法中不正确的是( )
A．层析法是分离、提纯和鉴定物质的一种方法
B．层析法可以分为纸上层析、柱层析和薄层层析
C．纸上层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度越大越好
D．纸上层析要求被分离物质在流动相溶剂中的溶解度既不能太大也不能太小
解析：选C。纸上层析要求对分离物质有适当的溶解度，太大，待分离物质会随流动相跑到前沿；太小，则会留在固定相附近，分离效果不好。
3．以下除杂方法(括号内为少量杂质)中，错误的是( )
A．Fe(OH)3胶体(FeCl3溶液)：蒸馏水，渗析
B．KCl(I2)固体：加热，升华
C．NaCl(KNO3)：蒸发结晶
D．CO2(SO2)：通过饱和NaHCO3溶液、浓硫酸
解析：选C。选项A，利用渗析原理，Fe3＋、Cl－能通过半透膜而除去；选项B，I2加热升华而除去；选项C，NaCl和KNO3在蒸发溶剂过程中都有晶体析出，无法分离；选项D，SO2能与饱和NaHCO3反应而被除去，同时释放出CO2。
4．以下实验装置不用于分离物质的是( )
解析：选A。本题通过几种实验装置的示意图，直观地考查了常见物质分离方法。A中是配制一定物质的量浓度的溶液时溶液的转移装置，不能用于物质的分离；B为过滤装置，用于过滤分离固体和液体；C为蒸馏装置，用于分离液态混合物；D为渗析装置，用于提纯胶体。
5．纸上层析法的基本原理是利用混合物中各组分在流动相和固定相间的分配比的不同而使之分离。填写下列空白：
(1)纸上层析法是一种物质分离的简单方法，是色谱分析法的一种。它以滤纸作为惰性支持物，附着在纸上的水是__________，不与水混溶的有机溶剂作为____________(又称__________)。
(2)在层析法分离Fe3＋和Cu2＋的实验中，层析操作后，滤纸未经氨熏，可观察到滤纸表面有________________色和__________色的斑痕。
(3)为使观察效果更明显，实验中采用氨熏显色。请写出Fe3＋、Cu2＋分别与足量氨水反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(4)显色反应结果是滤纸上方颜色呈红棕色，下方呈深蓝色(均在原点之上)，说明Fe3＋和Cu2＋得到了分离。由此可以得出Fe3＋和Cu2＋在流动相和固定相中的分配情况是________________________________________________________________________。
(5)实验中所使用的FeCl3饱和溶液通常会出现浑浊现象，解决的办法是 ________________________________________________________________________。
(6)纸上层析分离的基本原理是：亲脂性强的成分在流动 相中分配的多一些，随流动相移动的速度就快一些；亲水性强的成分在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度就慢一些。请你根据上述实验现象，描述Fe3＋和Cu2＋得到分离的原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)固定相 流动相 展开剂
(2)蓝(或浅蓝) 棕黄(或黄)
(3)Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O
(4)Fe3＋在流动相中分配的多一些，随流动相移动的速度快一些，Cu2＋在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度慢一些
(5)在溶液中加入适量的稀盐酸
(6)从实验现象中可以说明，Fe3＋是亲脂性强的成分，在流动相中分配的多一些，随[Cu(NH3)4]2＋流动相移动的速度快一些，而Cu2＋是亲水性强的成分，在固定相中分配的多一些，随流动相移动的速度慢一些，从而使Fe3＋和Cu2＋得到分离
1．根据“相似相溶”规律，已知胡萝卜素易溶于石油醚则可推出其易溶于( )
A．水 B．苯
C．酒精 D．甘油
解析：选B。极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性溶剂。因为胡萝卜素易溶于极性非常小的石油醚，所以易溶于非极性有机溶剂苯中。
2．下列关于纸色谱法分离Fe3＋和Cu2＋操作正确的是( )
A．裁滤纸应沿垂直纤维方向裁开
B．点样时，斑点尽量小，且再点时必须在同一位置
C．展开时，用流动相溶剂刚好淹过色斑进行展开
D．当流动相溶剂上升至滤纸上沿时，取出晾干观察
解析：选B。裁纸时注意使滤纸纤维为竖直走向，流动相溶剂的液面低于色斑，当流动相溶剂上升至滤纸条的上端(距滤纸上沿约1 cm处)时，取出滤纸，用铅笔在流动相溶剂前沿处画一条线，再晾干。
3．以下关于纸上层析的叙述，错误的是( )
A．纸上层析法适用于分离和检验化学性质十分相近的分子或离子
B．用纸上层析法可以检验氯化铁溶液中是否混有少量氯化铜
C．纸上层析法是利用试样中各种离子随展开剂在滤纸上展开的速率不同而形成不同位置的色斑
D．为了看到色斑，只有有色离子的检验才可以用纸上层析法
解析：选D。纸上层析法能够分离和检验化学性质十分相近的分子或离子，但并不是只有有色离子的检验才可以用纸上层析法，无色离子的检验可以先纸上层析后再利用显色反应检验。
4．已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是( )
A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水
解析：选C。由于浓硫酸不具有挥发性，所以首先排除A选项。根据题意NH3的摩尔质量小于HCl和HNO3，所以NH3应在甲处产生，HCl和HNO3气体应在乙处产生。
5．(2011年江苏南京高二质检)能证明胶体微粒比溶液中电解质微粒大的操作是( )
A．丁达尔效应 B．布朗运动
C．渗析 D．电泳现象
解析：选C。胶体微粒直径介于1～100 nm，能透过滤纸，但不能透过半透膜。半透膜具有比滤纸更细小的孔隙，只有小分子、离子能够透过，因而可以用它将胶体粒子和分子或离子分开。中学阶段学过的通过微粒大小不同进行分离的方法主要有过滤和渗析。
6．把固体加工成直径1～100 nm的超细颗粒即成为纳米材料，今有直径为20 nm的超细粉末分散于适当的分散剂中，所形成的分散系不可能具有的性质是( )
A．能发生丁达尔现象
B．能透过半透膜
C．能通过滤纸
D．通直流电某极周围颜色加深
解析：选B。此题中超细粉末所形成的分散系的分散质粒子直径符合胶体粒子的直径要求，胶体粒子不能透过半透膜。
7．(2011年广州高二调研)下列家庭实验中不涉及化学变化的是( )
A．用熟苹果催熟青香蕉
B．用少量食醋除去水壶中的水垢
C．用糯米、酒曲和水制甜酒酿
D．用鸡蛋壳膜和蒸馏水除去淀粉胶体中的食盐
解析：选D。水果在成熟的过程中要发生一系列的化学变化：如有机酸因渐渐与一些碱性物质或醇类发生反应而逐步变少；果实中糖的含量慢慢增加，果胶的性质随之逐渐发生变化，由生硬不溶于水转变成能溶于水；因其发涩的鞣酸逐渐被氧化掉，有的水果还有颜色的变化。用少量食醋除去水壶中的水垢时，水垢中的CaCO3与醋酸发生了如下变化：CaCO3＋2CH3COOH―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O。用糯米、酒曲和水制甜酒酿过程中发生了如下反应：(C6Heq \(10O5n,\s\d4(淀粉))＋nH2Oeq \(――→,\s\up7(酒曲))nC6Heq \(12O6,\s\d4(葡萄糖))，C6Heq \(12O6,\s\d4(葡萄糖)) eq \(――→,\s\up7(酒化酶))2C2H5OH＋2CO2↑。用鸡蛋壳膜和蒸馏水除去淀粉胶体中食盐的过程称为渗析，是一个物理过程。所以不涉及化学变化的过程是D选项。
8．医疗上的血液透析原理同胶体的渗析类似。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。血液中，蛋白质和血细胞不能通过透析膜，血液中的毒性物质可以透过，由此可以判断( )
A．蛋白质、血细胞的粒子直径大于毒性物质的直径
B．蛋白质以分子形式存在，毒性物质以离子形式存在
C．蛋白质、血细胞不溶于水，毒性物质可溶于水
D．蛋白质、血细胞不能透过滤纸，毒性物质可以透过滤纸
解析：选A。医学上治疗由肾功能衰竭等疾病引起的血液中毒时，最常用的血液净化手段是血液透析。透析时，病人的血液通过浸在透析液中的透析膜进行循环和透析。透析原理和胶体的渗析类似，透析膜同半透膜类似，透析膜的孔径应大于血液病毒性物质粒子直径，毒性物质才可能扩散到透析液中而被除去。蛋白质、血细胞的粒子不能透过透析膜，说明其直径大于透析膜的孔径，不难看出，A是正确的。
9．下列实验方法：①用渗析法分离蛋白质和葡萄糖的混合液；②用盐析法分离油脂皂化反应的产物；③用升华法分离碘单质和沙子的混合物；④用重结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物；⑤用分液法分离水和溴乙烷的混合物；⑥用蒸馏法分离酒精与苯酚(沸点为182 ℃)的混合物
你认为这些方法( )
A．只有①不正确 B．②⑤⑥不正确
C．只有③④⑥正确 D．全部正确
解析：选D。葡萄糖分子可通过半透膜，蛋白质是高分子化合物，不能通过半透膜，①正确；油脂皂化反应后的产物加食盐可析出高级脂肪酸钠，②正确；碘受热易升华，可知③正确；NaCl的溶解度受温度变化影响很小，而KNO3的溶解度受温度变化影响较大，故可通过重结晶法分离KNO3和NaCl的混合物，④正确；水和溴乙烷互不相溶，可用分液法分离，⑤正确；酒精和苯酚的沸点(分别为78.5 ℃和182 ℃)差别较大，可用蒸馏法分离，⑥正确。
10．下列除去杂质的实验方法正确的是( )
A．除去CO中少量O2：通过灼热的铜网后收集气体
B．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热
C．除去苯中溶有的少量苯酚：加入适量浓溴水反应后过滤
D．除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入稍过量双氧水后放置
解析：选D。本题主要通过对除杂方法的正误判断，考查有关元素及化合物的性质。CO、O2混合气通过灼热铜网发生反应：O2＋2Cueq \(=====,\s\up7(△))2CuO，CO＋CuOeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2，使CO中混有CO2，A不正确；由于NaHCO3受热分解：2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，使得K2CO3中混有Na2CO3，B不正确；苯酚虽与浓溴水作用生成三溴苯酚，但三溴苯酚与溴皆易溶于苯，故C不正确；H2O2与FeCl2发生反应：2H＋＋2Fe2＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O可除去Fe2＋，而过量的H2O2易分解：2H2O2===2H2O＋O2↑，不引入新的杂质，D正确。
11．现欲提纯一混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl固体，进行如下操作：
①取含杂质的固体于蒸发皿中充分加热 ②在烧杯中用蒸馏水溶解固体 ③将溶液加热至沸腾 ④过滤 ⑤在溶液中加足量Na2CO3溶液 ⑥在溶液中加足量BaCl2溶液 ⑦在滤液中滴入稀盐酸至溶液的pH为5～6
(1)正确的操作顺序是______________。
(2)⑤步实验的目的是______________。除去溶液中过量COeq \\al(2－,3)的离子反应方程式为________________________________________________________________________。
(3)将溶液加热至沸腾的目的是________。
(4)①步操作中的蒸发皿一般不宜用试管代替，理由是________。
解析：欲提纯混有Na2SO4、NH4HCO3的NaCl固体，可先在蒸发皿中充分加热，使NH4HCO3分解除去，然后用蒸馏水溶解，再加入足量BaCl2溶液，除去SOeq \\al(2－,4)，再加入足量Na2CO3溶液除去过量的Ba2＋，过滤后，在滤液中滴入稀盐酸除去过量的COeq \\al(2－,3)，最后将溶液加热至沸腾，除去溶解在溶液中的CO2及少量HCl。
答案：(1)①②⑥⑤④⑦③ (2)除去过量的Ba2＋ COeq \\al(2－,3)＋2H＋===CO2↑＋H2O (3)除去溶解在溶液中的CO2及少量的HCl (4)与蒸发皿相比，试管中固体受热不均匀，不充分，且不利于生成气体的挥发
12．(2011年长沙模拟)色谱分析法是现代分离实验技术中的一种，试回答下列问题。
(1)已知两种有机色素A与B混合在一起，经测定知A的极性比B强，则下列说法正确的是________。
A．用溶解过滤法，B不溶而A溶于水
B．用重结晶法，A在水中的溶解度比B大
C．用蒸馏法，因为A的熔、沸点高
D．用纸上层析法，丙酮为展开剂，下端为A，上端为B
(2)在用纸上层析法进行层析操作时，为什么不能让滤纸上的试样点接触展开剂？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)纸上层析法的原理是________。
A．萃取原理 B．毛细现象
C．蒸馏原理 D．极性相似相溶原理
解析：(1)溶解过滤法、重结晶法主要用于溶解度差别较大的无机物的分离，两种有机色素A与B的混合物，虽然已知A的极性比B强，但溶解度差别不会太大，故A和B错误；分子的极性仅是影响熔、沸点的因素之一，A的极性比B强，无法断定A和B的熔、沸点高低及差距，故C错。(2)是对纸上层析法操作要点的考查。试样点若触及流动相溶剂，试样会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显。(3)纸上层析法的原理既利用了毛细现象，又利用了极性相似相溶原理。
答案：(1)D
(2)试样点若触及流动相溶剂，试样会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显 (3)BD
13．把淀粉溶液溶于沸水中，制成淀粉胶体。
(1)鉴别水溶液和胶体可以利用的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在淀粉胶体中加入淀粉酶，充分反应，然后把反应后的液体装入半透膜袋里，系紧袋口，并把它悬挂在盛有蒸馏水的烧杯里。从半透膜袋里析出的物质是________，该操作的名称是________________________________________________________________________。
(3)淀粉酶是一种__________(填“糖类”、“油脂”或“蛋白质”)，它对淀粉的水解起到了__________(填“反应物”、“催化”或“抑制”)作用。
解析：(1)当光线透过胶体时，由于胶体微粒对光线的散射，从侧面可以观察到胶体里出现一条光亮的通路，即“丁达尔效应”，而光线通过水溶液时，看不到这种现象，因此可以用这种方法来鉴别水溶液和胶体。(2)淀粉在淀粉酶的作用下，发生水解，生成麦芽糖。本实验中，反应后的溶液包含淀粉、淀粉酶、水和麦芽糖。淀粉溶液是胶体，淀粉酶是蛋白质，它们都不能透过半透膜，而麦芽糖分子可以透过半透膜析出。这种分离操作的名称叫渗析。
答案：(1)用可见光照射，观察有无“丁达尔效应”，有就是胶体
(2)麦芽糖 渗析
(3)蛋白质 催化
14．(2011年济南质检)用一种只有水分子能自由通过而直径较大的溶质分子不能通过的隔膜把水槽隔离成大小完全相同的甲、乙两室，甲室中装入淀粉溶液，乙室中装入蒸馏水(如图)。此时甲、乙两室中的水分子均可自由地通过隔膜而相互扩散，已知这种扩散速度与单位体积内溶质的微粒数成反比，而与液体的压强成正比。
根据以上叙述回答下列问题：
(1)若甲、乙两室中装入液体的体积相同，对于实验开始阶段的描述正确的是__________。
A．水分子从甲室向乙室的扩散速度大于乙室向甲室的扩散速度
B．水分子从乙室向甲室的扩散速度大于甲室向乙室的扩散速度
C．两室中水分子的相互扩散速度相等
D．两室中水分子的扩散速度将越来越小
(2)相同温度下，甲室装入质量分数为1%的尿素[CO(NH2)2]水溶液，乙室装入等体积的质量分数为a%
的葡萄糖(C6H12O6)溶液，若两溶液的密度近似看成1 g·cm－3，且水分子相互扩散的速度也相等，则a的近似值是__________。
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：(1)开始时，甲室为淀粉溶液，溶质的浓度大，乙室为水，溶质的浓度小，所以甲室的扩散速度慢。由于更多的水进入甲室后，甲室中液面上升，溶质的浓度下降，扩散速度加快，乙室由于液面下降，扩散速度减慢，某一时刻后可能达到平衡状态。故答案为B。
(2)甲、乙两室等体积，排除了压强的影响，扩散速度只与浓度有关。由于水分子的扩散速度相等，说明相同体积的溶液中含有相同的分子数，100 g葡萄糖溶液中溶质的质量为eq \f(1,60)×180＝3 (g)，所以选C。
答案：(1)B (2)C