2021年高考化学一轮复习讲义 第1章 专项提能特训1　物质分离、提纯过程的综合分析

专项提能特训1　物质分离、提纯过程的综合分析

1．(2020·西安交通大学附属中学高三检测)某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。实验方案：先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。

下列试剂或操作不合理的是(　　)

A．试剂①为Ba(OH)2溶液 B．操作②为结晶

C．操作③为过滤 D．试剂④为稀HNO3

答案　B

解析　根据题意，可用Ba(OH)2溶液除去SO、NH和HCO，NH3·H2O通过加热除去，操作②为加热；过量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，过滤除去沉淀，滤液中过量的OH－和CO用硝酸除去，则操作③为过滤，试剂④为稀HNO3。

2．(2016·上海，16)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是(　　)

A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去

B．操作Ⅱ是加热浓缩、趁热过滤，除去杂质氯化钠

C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来

D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤

答案　C

解析　KNO3中混有NaCl应提纯KNO3，将它们都溶于水，并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高，NaCl的溶解度随温度的升高而基本无明显变化。则有，操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解，操作Ⅱ是蒸发浓缩，得到较高温度下的KNO3饱和溶液，操作Ⅲ为冷却结晶，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤，洗涤，干燥即得KNO3晶体。故选C。

3．(2020·广东茂名五大联盟学校联考)某同学查阅教材得知，普通锌锰电池筒内的无机物主要为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等。他在探究废干电池内的黑色固体并回收利用时，进行如图所示实验。下列有关实验的叙述不正确的是(　　)

A．操作①中玻璃棒能加快固体溶解

B．操作②为过滤，得到的滤液显酸性

C．操作③盛放滤渣的仪器是坩埚

D．操作④的目的是除去滤渣中的杂质

答案　D

解析　操作①中玻璃棒搅拌起到加速溶解的作用，A项正确；操作②得到的滤液中含有NH4Cl、ZnCl2，溶液呈酸性，B项正确；操作③是在坩埚内灼烧滤渣，C项正确；二氧化锰是黑色固体，能作过氧化氢分解的催化剂，灼烧后的滤渣能加快过氧化氢分解产生氧气的速率，证明黑色固体是二氧化锰，所以操作④的目的不是除去滤渣中的杂质，D项错误。

4．除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如下：

―→

下列有关说法中不正确的是(　　)

A．试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2

B．除去Ca2＋的主要反应：Ca2＋＋CO===CaCO3↓

C．检验SO是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液

D．加稀盐酸调节pH后，采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体

答案　A

解析　由实验流程可知，粗盐溶解后，可先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后加入，过滤后，滤液中加盐酸，最后蒸发结晶得到NaCl固体。

5．某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按如图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是(　　)

A．常温下起始滤液的pH＝7

B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液

C．步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2＋

D．图示步骤中必须要经过2次过滤操作

答案　C

解析　结合流程图可知，实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使SO、CO分别生成BaSO4、BaCO3沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2＋，过滤除去生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入试剂Ⅲ(盐酸)，以除去引入的CO，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。起始时滤液中含有K2CO3，由于CO水解而使滤液呈碱性，A项错误；试剂Ⅰ不能为Ba(NO3)2溶液，否则会引入难以除去的NO，B项错误；图示中的2次过滤操作可以合并为1次，D项错误。

6．正丁醛经催化加氢可制备1-丁醇。为提纯含少量正丁醛杂质的1-丁醇，现设计如下路线：

已知：①正丁醛与饱和NaHSO3溶液反应可生成沉淀；

②乙醚的沸点是34 ℃，难溶于水，与1-丁醇互溶；

③1-丁醇的沸点是118 ℃。则操作1～4分别是(　　)

A．萃取、过滤、蒸馏、蒸馏

B．过滤、分液、蒸馏、萃取

C．过滤、蒸馏、过滤、蒸馏

D．过滤、分液、过滤、蒸馏

答案　D

解析　由流程可知，向粗品中加饱和NaHSO3溶液生成沉淀，不溶物与液体分离，则操作1为过滤；对滤液萃取后分液得到乙醚和1-丁醇，操作2为分液；有机层中加固体干燥剂，除去水，操作3为过滤；最后利用乙醚和1-丁醇的沸点不同进行分离，则操作4为蒸馏，故D项正确。

7．NaCl溶液中混有Na2SO4、CaCl2溶液和淀粉胶体，选择适当的试剂和方法从中提纯出NaCl晶体。相应的实验过程如图：

(1)写出上述实验过程中所用试剂：

试剂①________；试剂③________。

(2)判断试剂①已过量的方法是：________________________________________________。

(3)用化学方程式表示加入试剂②的作用：________________________________________。

(4)操作①是利用半透膜进行分离提纯，操作①的实验结果：淀粉________(填“能”或“不能”，下同)透过半透膜；SO________透过半透膜。

答案　(1)BaCl2溶液　盐酸　(2)静置，向上层清液中滴加少量BaCl2溶液，没有白色沉淀产生，说明BaCl2溶液已过量　(3)BaCl2＋Na2CO3===2NaCl＋BaCO3↓、CaCl2＋Na2CO3===2NaCl＋CaCO3↓　(4)不能　能

解析　胶体不能透过半透膜，操作①为渗析，除去Na2SO4、CaCl2，可分别加入BaCl2、Na2CO3，则试剂①为BaCl2溶液，操作②为过滤，沉淀A为硫酸钡，试剂②为Na2CO3溶液，操作③为过滤，沉淀B为CaCO3和BaCO3，试剂③为盐酸，加入盐酸可除去过量的Na2CO3，最后蒸发结晶可得到NaCl晶体。

8．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157 ℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。已知：乙醚沸点为35 ℃，从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示：

(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是_______________________________________________。

(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、____________，操作Ⅱ的名称是________。

(3)操作Ⅲ的主要过程可能是________(填字母)。

A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶

B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤

C．加入乙醚进行萃取分液

答案　(1)增大青蒿素与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸出率　(2)漏斗、玻璃棒　蒸馏　(3)B