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2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第28讲 物质的检验、分离和提纯 Word版含解析
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这是一份2022届高考化学（人教版）一轮总复习练习：第28讲 物质的检验、分离和提纯 Word版含解析，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第28讲 物质的检验、分离和提纯
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·山东济南高三检测)下列是我国古代常见的操作方法，其中带着重号部分的操作原理与化学实验中的分离除杂方法的原理相似的是( A )
A.过滤、蒸馏、萃取、蒸发 B．过滤、蒸发、萃取、蒸馏
C．蒸发、萃取、蒸馏、过滤 D．萃取、蒸馏、萃取、蒸发
[解析] ①中的箅渣取液，是用细网将固液混合物中的固体和液体分开，其原理与过滤的原理相似；②中通过蒸烤造酒，是通过加热的方法将酒精等物质从混合液中分离出来，其原理与蒸馏的原理相似；③中通过浸泡，使草药中的有效成分溶于酒中，其原理与萃取的原理相似；④中的日晒火煎，卤水成盐，是通过日晒的方法，将水分蒸发得到食盐，其原理与蒸发的原理相似。
2．(2021·河北衡水高三检测)下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO2的是( C )
①能使澄清的石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊 ④将其通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀
A．都能证明 B．都不能证明
C．③⑤能证明 D．只有⑤能证明
[解析] 二氧化碳、二氧化硫都可以使石灰水变浑浊，不能检验二氧化硫，故①不符合；其他酸性气体如二氧化碳、三氧化硫等也可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不能检验二氧化硫，故②不符合；依据二氧化硫气体具有漂白性分析，能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊，证明是二氧化硫气体，故③符合；二氧化碳和二氧化硫都可以和氢氧化钠溶液反应，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸钡溶于稀盐酸，故④不符合；二氧化硫具有还原性，和溴反应生成硫酸和溴化氢，滴加Ba(NO3)2溶液，有白色硫酸钡沉淀产生，可以证明是二氧化硫气体，故⑤符合。故选C。
3．(2021·天津高三检测)按如下方案可从样品粉末中提取具有抗肿瘤活性的天然产物A，下列每步实验所用装置、操作都正确的是( B )
[解析] 步骤(1)是分离固、液混合物，其操作为过滤，过滤时漏斗颈下端应紧靠烧杯内壁，故A错误；步骤(2)分离互不相溶的液体混合物，需进行分液，要用到分液漏斗，故B正确；步骤(3)是从溶液中得到固体，操作为蒸发，需要蒸发皿，而不用坩埚，故C错误；步骤(4)是从有机化合物中得到甲苯，需要蒸馏装置，蒸馏装置应用直形冷凝管，球形冷凝管一般用于反应装置，故D错误。
4．(2021·湖北宜昌模拟)已知：青蒿素难溶于水、易溶于乙醚。实验室模拟从青蒿中提取青蒿素流程如图，该提取过程不需要用到的仪器或装置是( B )
[解析] 研磨需要A，过滤需要D，蒸馏需要C，则该过程不需要装置B。
二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·广西高三检测)柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足的盐矿资源。盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SOeq \\al(2－,4)、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，他们设计了如下流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
(1)操作①是 萃取 ；操作②是 分液 ；操作③是 蒸馏 ；操作④所需要的玻璃仪器有 玻璃棒、漏斗、烧杯 。
(2)参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的 冷水 (填“热水”或“冷水”)洗涤固体 B (填“A”或“B”)。
[解析] (1)最开始加的氧化剂将Br－氧化成Br2，由加入CCl4可知，使用萃取剂萃取Br2，所以操作①是萃取；将CCl4层和水层分开的过程叫分液；利用蒸馏操作③从溴的CCl4溶液中分离CCl4和液溴。由溶解度图像知，将得到的溶液进行蒸发浓缩90 ℃后进行结晶，在将固液不相溶的物质进行分离的操作叫过滤，此时所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯，漏斗。
(2)在90 ℃时得到固体A为MgSO4，而30 ℃时得到的固体B为KCl，所以应用冷水洗涤固体B，才可以得到较纯净的氯化钾。
6．(2021·山东潍坊高三检测)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行了如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰干电池中的黑色物质的主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：
(1)操作②的名称是 过滤 。
(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 坩埚 、 泥三角(或坩埚钳) 和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为 C(或碳) 。
(3)操作④的试管中加入操作③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色滤渣中含有 二氧化锰(或MnO2) 。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：
(5)根据以上实验报告，关于滤液的成分，该同学的结论是滤液中含有NH4Cl和ZnCl2。若想从滤液中得到溶质固体，还应进行的操作是 加热蒸发(或加热浓缩)、冷却结晶、过滤 。
[解析] (1)操作②为过滤。
(2)操作③灼烧滤渣，需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、三脚架、泥三角(坩埚钳)；根据题目所给物质，MnO2难溶于水，NH4Cl和ZnCl2易溶于水，因此滤渣为MnO2等物质，灼烧时，MnO2不参与反应，根据题目信息，滤渣中的黑色固体在灼烧时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测该气体可能为CO2，因此滤渣中还存在的物质为C(或碳)。
(3)产生能使带火星木条复燃的气体，该气体为O2，该黑色物质能加快H2O2的分解，黑色物质为催化剂，即为MnO2，滤渣中含有MnO2。
(4)检验NHeq \\al(＋,4)，常采用加入NaOH溶液，并加热，且在试管口放湿润的红色石蕊试纸，如果石蕊试纸变蓝，说明含有NHeq \\al(＋,4)，具体操作是加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近；现象是石蕊试纸变蓝。
(5)从滤液中得到溶质固体，采用方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，即可得到溶质固体。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)
1．(2021·湖北宜昌第一次调研)关于下列实验装置的叙述正确的是( B )
A．装置①可用于提纯胶体
B．装置②可用于排空气法收集气体，可收集CO2、NH3、H2等
C．装置③可用于吸收SO2
D．装置④可用于验证浓硫酸具有强氧化性
[解析] 胶体可以透过滤纸，不能用过滤的方法提纯，应用“渗析”法，A项错误；装置②从a口进气可收集密度比空气大的CO2，从b口进气可收集密度比空气小的NH3、H2，B项正确；装置③吸收SO2时应将导气管伸入液面下且缺少出气导管，C项错误；浓硫酸与铜的反应需要加热，D项错误。
2．(2021·山东淄博高三检测)下列实验操作能达到相应实验目的的是( B )
[解析] A项，向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入足量铁粉，FeCl3会和Fe反应生成FeCl2，错误；B项，Br2和NaOH溶液反应生成易溶于水的NaBr和NaBrO，充分振荡、静置、分液可以除去杂质Br2，正确；C项，KNO3的溶解度随温度升高变化较大，而NaCl的溶解度受温度影响不大，要提纯KNO3，应将含有少量NaCl杂质的KNO3固体溶于水，蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤即可得较纯净的KNO3，错误；D项，滤液中含有过量的NaOH溶液，向滤液中加入适量盐酸后会有NaCl生成，错误。
3．(2021·海南高三检测)如图表示从混合物中分离出X的两种方案。
方案Ⅰ：
方案Ⅱ：
下列说法中不合理的是( C )
A．若含X的混合物为溴水，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为CCl4，充分振荡后液体分层，下层为X的CCl4溶液
B．若含X的混合物为BaSO4、BaSO3的混合物，可通过方案Ⅱ进行分离，加入试剂为稀硝酸，X为BaSO4
C．若含X的混合物为乙醇和乙酸乙酯的混合物，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为饱和NaOH溶液，残留液中含有乙酸钠
D．若含X的混合物为Fe、Al，可通过方案Ⅱ进行分离，加入的试剂是过量的NaOH溶液，1 ml X与足量氯气完全反应时，转移3 ml电子
[解析] A项，溴易溶于四氯化碳，微溶于水，四氯化碳的密度比水大，分液时在混合液的下层，该方法合理；B项，BaSO3被稀硝酸氧化成BaSO4，然后通过过滤得到BaSO4，该方法合理；C项，分离乙醇和乙酸乙酯时，应该选用饱和Na2CO3溶液，乙酸乙酯与NaOH溶液反应，该方法不合理；D项，Al可与NaOH溶液反应，故最后得到的X为铁，铁与氯气反应生成氯化铁，1 ml铁与足量氯气完全反应时，转移3 ml电子，该描述合理。
4．(2021·山东泰安一模)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种实验装置的有关用法，其中正确的是( C )
A．甲装置：可用来除去CO气体中的CO2气体
B．乙装置：可用来验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C．丙装置：可用于实验室制备乙酸乙酯
D．丁装置：可用来比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
[解析] 洗气时应长进短出，A项错误；小试管中应装NaHCO3，外面大试管装Na2CO3，NaHCO3易分解而Na2CO3不易分解，说明Na2CO3稳定性强，B项错误；可以用丙装置制备乙酸乙酯，C项正确；生成的CO2中有HCl气体，最终烧杯中生成的H2SiO3沉淀也可能是盐酸与Na2SiO3反应而得，不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱，D项错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共36分)
5．(2021·天津高三检测)某透明的X溶液中可能含有下列离子中的几种，100 mL溶液中的每种阴离子的物质的量均为0.2 ml，每种阳离子的物质的量均为0.1 ml。取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗NOeq \\al(－,3)，为0.1 ml。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)沉淀C、G的化学式分别为 BaSO4 、 Fe(OH)3 ；
(2)X溶液中肯定含有的离子是 I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4) ；
(3)写出操作①中产生气体A的离子方程式： 6I－＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O,3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ；
(4)写出操作②发生的离子方程式： AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3) 。
[解析] 取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗NOeq \\al(－,3)为0.1 ml，说明含有还原性离子，流程分析溶液B中加入四氯化碳下层呈紫红色证明一定含有I－，一定不含MnOeq \\al(－,4)、ClO－、Fe3＋、Ag＋，上层清液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成气体F为NH3，说明原溶液中含NHeq \\al(＋,4)，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀Ⅰ说明原溶液中含有Al3＋，在过量氢氧化钠溶液中生成的偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀Ⅰ和碳酸氢钠溶液J，生成沉淀G只有氢氧化铁沉淀，证明原溶液中含有Fe2＋，判断一定不含有SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)，X溶液中加入过量硝酸钡和盐酸反应生成沉淀C，判断为BaSO4，综上所述原溶液中一定含有I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)；
(1)上述分析可知，C为BaSO4，G为Fe(OH)3；(2)X溶液中肯定含有的离子是I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)；(3)操作①中产生气体A为NO，是稀硝酸和碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应生成，反应的离子方程式6I－＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O,3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；(4)操作②发生偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生的离子方程式为AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。
6．(2021·浙江十校联考)隔绝空气加热至500 ℃时硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置进行分步实验(夹持装置略)。
实验Ⅰ 甲同学为探究分解产物中的硫氧化物是SO2还是SO3，连接装置A—E—F—B进行实验。
(1)实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是 分解产物中有SO2没有SO3 。
(2)B的作用是 吸收SO2防止污染空气 。
实验Ⅱ 验证分解产物中含有水蒸气和氨气，并探究残留固体成分。
(3)所选用装置的正确连接顺序为 ACBD (填装置的字母)。
(4)证明有水蒸气生成的实验现象为 C中无水硫酸铜变蓝色 。
(5)证明有氨气生成的实验现象为 D中溶液变红色 。
(6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体中含有三价铁： 取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液变红色，说明含三价铁 。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有N2生成，写出A中反应的化学方程式：
2(NH4)2Fe(SO4)2eq \(=====,\s\up7(500 ℃))Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O↑ 。
[解析] 实验Ⅰ(1)E中含HCl的BaCl2溶液没有明显现象，即无硫酸钡沉淀生成，证明分解产物中无三氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性能使品红溶液褪色，F中溶液褪色说明有二氧化硫生成。
(2)连接装置A—E—F—B进行实验，最后装置B的作用是吸收SO2防止污染空气。
实验Ⅱ(3)验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置C中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置B中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置D检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为ACBD。
(4)利用无水硫酸铜遇到水变蓝色证明水蒸气生成。
(5)证明有氨气生成是利用氨气极易溶于水生成一水合氨，溶液显碱性使酚酞变红色。
(6)要证明残留固体中含三价铁，可利用Fe3＋与SCN－反应溶液呈红色。设计的实验为：取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则残留固体中含三价铁。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒可知化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2eq \(=====,\s\up7(500 ℃))Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O↑。
序号
图
叙述
①
凡煮汤，欲微火，令小沸……箅渣取液
②
经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮
③
凡渍药酒，皆须细切……便可漉出
④
海陆取卤，日晒火煎，煮海熬波，卤水成盐
选项
A
B
C
D
步骤
(1)
(2)
(3)
(4)
装置、
操作
实验
目的
实验操作
实验现象
实验
结论
①检
验Cl－
加入硝酸酸化的硝酸银溶液
有白色沉淀产生
含有
Cl－
②检验
NHeq \\al(＋,4)
取少许滤液于试管中， 加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近
石蕊试纸变蓝色
含有
NHeq \\al(＋,4)
③检验
Zn2＋
取少许滤液于试管中，加入稀氨水
先产生白色沉淀，继续加入稀氨水，沉淀又溶解
含有
Zn2＋
选项
实验操作
实验目的
A
向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入足量铁粉，然后过滤
提纯FeCl3
B
向含有Br2的苯中加入适量的NaOH溶液，然后充分振荡、静置、分液
除去杂质Br2
C
将含有少量NaCl杂质的KNO3固体溶于水，然后蒸发结晶
提纯KNO3
D
向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入过量的NaOH溶液，过滤后将沉淀溶于适量的盐酸；向滤液中加入适量盐酸
分离
MgCl2、AlCl3
阴离子
MnOeq \\al(－,4)、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、I－、ClO－、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
阳离子
Fe2＋、Fe3＋、NHeq \\al(＋,4)、Ag＋、Al3＋
第28讲 物质的检验、分离和提纯
A组 基础必做题(40分)
一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)
1．(2021·山东济南高三检测)下列是我国古代常见的操作方法，其中带着重号部分的操作原理与化学实验中的分离除杂方法的原理相似的是( A )
A.过滤、蒸馏、萃取、蒸发 B．过滤、蒸发、萃取、蒸馏
C．蒸发、萃取、蒸馏、过滤 D．萃取、蒸馏、萃取、蒸发
[解析] ①中的箅渣取液，是用细网将固液混合物中的固体和液体分开，其原理与过滤的原理相似；②中通过蒸烤造酒，是通过加热的方法将酒精等物质从混合液中分离出来，其原理与蒸馏的原理相似；③中通过浸泡，使草药中的有效成分溶于酒中，其原理与萃取的原理相似；④中的日晒火煎，卤水成盐，是通过日晒的方法，将水分蒸发得到食盐，其原理与蒸发的原理相似。
2．(2021·河北衡水高三检测)下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO2的是( C )
①能使澄清的石灰水变浑浊 ②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ③既能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊 ④将其通入足量的NaOH溶液中，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸 ⑤通入溴水，能使溴水褪色，再滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀
A．都能证明 B．都不能证明
C．③⑤能证明 D．只有⑤能证明
[解析] 二氧化碳、二氧化硫都可以使石灰水变浑浊，不能检验二氧化硫，故①不符合；其他酸性气体如二氧化碳、三氧化硫等也可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红，不能检验二氧化硫，故②不符合；依据二氧化硫气体具有漂白性分析，能使品红溶液褪色又能使澄清的石灰水变浑浊，证明是二氧化硫气体，故③符合；二氧化碳和二氧化硫都可以和氢氧化钠溶液反应，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，碳酸钡溶于稀盐酸，故④不符合；二氧化硫具有还原性，和溴反应生成硫酸和溴化氢，滴加Ba(NO3)2溶液，有白色硫酸钡沉淀产生，可以证明是二氧化硫气体，故⑤符合。故选C。
3．(2021·天津高三检测)按如下方案可从样品粉末中提取具有抗肿瘤活性的天然产物A，下列每步实验所用装置、操作都正确的是( B )
[解析] 步骤(1)是分离固、液混合物，其操作为过滤，过滤时漏斗颈下端应紧靠烧杯内壁，故A错误；步骤(2)分离互不相溶的液体混合物，需进行分液，要用到分液漏斗，故B正确；步骤(3)是从溶液中得到固体，操作为蒸发，需要蒸发皿，而不用坩埚，故C错误；步骤(4)是从有机化合物中得到甲苯，需要蒸馏装置，蒸馏装置应用直形冷凝管，球形冷凝管一般用于反应装置，故D错误。
4．(2021·湖北宜昌模拟)已知：青蒿素难溶于水、易溶于乙醚。实验室模拟从青蒿中提取青蒿素流程如图，该提取过程不需要用到的仪器或装置是( B )
[解析] 研磨需要A，过滤需要D，蒸馏需要C，则该过程不需要装置B。
二、非选择题(本题包括2小题，共24分)
5．(2021·广西高三检测)柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外，它有富足的盐矿资源。盐体矿床以钾矿为主，伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SOeq \\al(2－,4)、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，他们设计了如下流程：
请根据以上流程，回答相关问题：
(1)操作①是 萃取 ；操作②是 分液 ；操作③是 蒸馏 ；操作④所需要的玻璃仪器有 玻璃棒、漏斗、烧杯 。
(2)参照如图所示溶解度曲线，欲得到较纯净的氯化钾晶体需用少量的 冷水 (填“热水”或“冷水”)洗涤固体 B (填“A”或“B”)。
[解析] (1)最开始加的氧化剂将Br－氧化成Br2，由加入CCl4可知，使用萃取剂萃取Br2，所以操作①是萃取；将CCl4层和水层分开的过程叫分液；利用蒸馏操作③从溴的CCl4溶液中分离CCl4和液溴。由溶解度图像知，将得到的溶液进行蒸发浓缩90 ℃后进行结晶，在将固液不相溶的物质进行分离的操作叫过滤，此时所用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯，漏斗。
(2)在90 ℃时得到固体A为MgSO4，而30 ℃时得到的固体B为KCl，所以应用冷水洗涤固体B，才可以得到较纯净的氯化钾。
6．(2021·山东潍坊高三检测)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行了如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰干电池中的黑色物质的主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题：
(1)操作②的名称是 过滤 。
(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、 坩埚 、 泥三角(或坩埚钳) 和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为 C(或碳) 。
(3)操作④的试管中加入操作③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色滤渣中含有 二氧化锰(或MnO2) 。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：
(5)根据以上实验报告，关于滤液的成分，该同学的结论是滤液中含有NH4Cl和ZnCl2。若想从滤液中得到溶质固体，还应进行的操作是 加热蒸发(或加热浓缩)、冷却结晶、过滤 。
[解析] (1)操作②为过滤。
(2)操作③灼烧滤渣，需要的仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、三脚架、泥三角(坩埚钳)；根据题目所给物质，MnO2难溶于水，NH4Cl和ZnCl2易溶于水，因此滤渣为MnO2等物质，灼烧时，MnO2不参与反应，根据题目信息，滤渣中的黑色固体在灼烧时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测该气体可能为CO2，因此滤渣中还存在的物质为C(或碳)。
(3)产生能使带火星木条复燃的气体，该气体为O2，该黑色物质能加快H2O2的分解，黑色物质为催化剂，即为MnO2，滤渣中含有MnO2。
(4)检验NHeq \\al(＋,4)，常采用加入NaOH溶液，并加热，且在试管口放湿润的红色石蕊试纸，如果石蕊试纸变蓝，说明含有NHeq \\al(＋,4)，具体操作是加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近；现象是石蕊试纸变蓝。
(5)从滤液中得到溶质固体，采用方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，即可得到溶质固体。
B组 能力提升题(60分)
一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)
1．(2021·湖北宜昌第一次调研)关于下列实验装置的叙述正确的是( B )
A．装置①可用于提纯胶体
B．装置②可用于排空气法收集气体，可收集CO2、NH3、H2等
C．装置③可用于吸收SO2
D．装置④可用于验证浓硫酸具有强氧化性
[解析] 胶体可以透过滤纸，不能用过滤的方法提纯，应用“渗析”法，A项错误；装置②从a口进气可收集密度比空气大的CO2，从b口进气可收集密度比空气小的NH3、H2，B项正确；装置③吸收SO2时应将导气管伸入液面下且缺少出气导管，C项错误；浓硫酸与铜的反应需要加热，D项错误。
2．(2021·山东淄博高三检测)下列实验操作能达到相应实验目的的是( B )
[解析] A项，向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入足量铁粉，FeCl3会和Fe反应生成FeCl2，错误；B项，Br2和NaOH溶液反应生成易溶于水的NaBr和NaBrO，充分振荡、静置、分液可以除去杂质Br2，正确；C项，KNO3的溶解度随温度升高变化较大，而NaCl的溶解度受温度影响不大，要提纯KNO3，应将含有少量NaCl杂质的KNO3固体溶于水，蒸发浓缩、冷却结晶，然后过滤即可得较纯净的KNO3，错误；D项，滤液中含有过量的NaOH溶液，向滤液中加入适量盐酸后会有NaCl生成，错误。
3．(2021·海南高三检测)如图表示从混合物中分离出X的两种方案。
方案Ⅰ：
方案Ⅱ：
下列说法中不合理的是( C )
A．若含X的混合物为溴水，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为CCl4，充分振荡后液体分层，下层为X的CCl4溶液
B．若含X的混合物为BaSO4、BaSO3的混合物，可通过方案Ⅱ进行分离，加入试剂为稀硝酸，X为BaSO4
C．若含X的混合物为乙醇和乙酸乙酯的混合物，可通过方案Ⅰ进行分离，加入试剂为饱和NaOH溶液，残留液中含有乙酸钠
D．若含X的混合物为Fe、Al，可通过方案Ⅱ进行分离，加入的试剂是过量的NaOH溶液，1 ml X与足量氯气完全反应时，转移3 ml电子
[解析] A项，溴易溶于四氯化碳，微溶于水，四氯化碳的密度比水大，分液时在混合液的下层，该方法合理；B项，BaSO3被稀硝酸氧化成BaSO4，然后通过过滤得到BaSO4，该方法合理；C项，分离乙醇和乙酸乙酯时，应该选用饱和Na2CO3溶液，乙酸乙酯与NaOH溶液反应，该方法不合理；D项，Al可与NaOH溶液反应，故最后得到的X为铁，铁与氯气反应生成氯化铁，1 ml铁与足量氯气完全反应时，转移3 ml电子，该描述合理。
4．(2021·山东泰安一模)某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种实验装置的有关用法，其中正确的是( C )
A．甲装置：可用来除去CO气体中的CO2气体
B．乙装置：可用来验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性
C．丙装置：可用于实验室制备乙酸乙酯
D．丁装置：可用来比较HCl、H2CO3和H2SiO3的酸性强弱
[解析] 洗气时应长进短出，A项错误；小试管中应装NaHCO3，外面大试管装Na2CO3，NaHCO3易分解而Na2CO3不易分解，说明Na2CO3稳定性强，B项错误；可以用丙装置制备乙酸乙酯，C项正确；生成的CO2中有HCl气体，最终烧杯中生成的H2SiO3沉淀也可能是盐酸与Na2SiO3反应而得，不能比较碳酸与硅酸的酸性强弱，D项错误。
二、非选择题(本题包括2小题，共36分)
5．(2021·天津高三检测)某透明的X溶液中可能含有下列离子中的几种，100 mL溶液中的每种阴离子的物质的量均为0.2 ml，每种阳离子的物质的量均为0.1 ml。取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗NOeq \\al(－,3)，为0.1 ml。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)沉淀C、G的化学式分别为 BaSO4 、 Fe(OH)3 ；
(2)X溶液中肯定含有的离子是 I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4) ；
(3)写出操作①中产生气体A的离子方程式： 6I－＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O,3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O ；
(4)写出操作②发生的离子方程式： AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3) 。
[解析] 取100 mL该溶液进行如下连续实验，操作①反应中消耗NOeq \\al(－,3)为0.1 ml，说明含有还原性离子，流程分析溶液B中加入四氯化碳下层呈紫红色证明一定含有I－，一定不含MnOeq \\al(－,4)、ClO－、Fe3＋、Ag＋，上层清液中加入过量的氢氧化钠溶液，生成气体F为NH3，说明原溶液中含NHeq \\al(＋,4)，溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀Ⅰ说明原溶液中含有Al3＋，在过量氢氧化钠溶液中生成的偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀Ⅰ和碳酸氢钠溶液J，生成沉淀G只有氢氧化铁沉淀，证明原溶液中含有Fe2＋，判断一定不含有SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)，X溶液中加入过量硝酸钡和盐酸反应生成沉淀C，判断为BaSO4，综上所述原溶液中一定含有I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)；
(1)上述分析可知，C为BaSO4，G为Fe(OH)3；(2)X溶液中肯定含有的离子是I－、Fe2＋、NHeq \\al(＋,4)、Al3＋、SOeq \\al(2－,4)；(3)操作①中产生气体A为NO，是稀硝酸和碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应生成，反应的离子方程式6I－＋2NOeq \\al(－,3)＋8H＋===3I2＋2NO↑＋4H2O,3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；(4)操作②发生偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，发生的离子方程式为AlOeq \\al(－,2)＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。
6．(2021·浙江十校联考)隔绝空气加热至500 ℃时硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置进行分步实验(夹持装置略)。
实验Ⅰ 甲同学为探究分解产物中的硫氧化物是SO2还是SO3，连接装置A—E—F—B进行实验。
(1)实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是 分解产物中有SO2没有SO3 。
(2)B的作用是 吸收SO2防止污染空气 。
实验Ⅱ 验证分解产物中含有水蒸气和氨气，并探究残留固体成分。
(3)所选用装置的正确连接顺序为 ACBD (填装置的字母)。
(4)证明有水蒸气生成的实验现象为 C中无水硫酸铜变蓝色 。
(5)证明有氨气生成的实验现象为 D中溶液变红色 。
(6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体中含有三价铁： 取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液变红色，说明含三价铁 。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有N2生成，写出A中反应的化学方程式：
2(NH4)2Fe(SO4)2eq \(=====,\s\up7(500 ℃))Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O↑ 。
[解析] 实验Ⅰ(1)E中含HCl的BaCl2溶液没有明显现象，即无硫酸钡沉淀生成，证明分解产物中无三氧化硫生成，二氧化硫具有漂白性能使品红溶液褪色，F中溶液褪色说明有二氧化硫生成。
(2)连接装置A—E—F—B进行实验，最后装置B的作用是吸收SO2防止污染空气。
实验Ⅱ(3)验证分解产物中含有氨气和水蒸气，选择装置A先通入氮气排净装置中的空气，加热分解硫酸亚铁铵，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等，通过装置C中无水硫酸铜检验生成的水，再通过装置B中的足量碱石灰除去水蒸气、硫的氧化物，通过装置D检验氨气的生成，通入后溶液变红色说明生成气体中含氨气，所选用装置的正确连接顺序为ACBD。
(4)利用无水硫酸铜遇到水变蓝色证明水蒸气生成。
(5)证明有氨气生成是利用氨气极易溶于水生成一水合氨，溶液显碱性使酚酞变红色。
(6)要证明残留固体中含三价铁，可利用Fe3＋与SCN－反应溶液呈红色。设计的实验为：取少量A中残留固体加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量KSCN溶液，若溶液变红，则残留固体中含三价铁。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解生成氨气、二氧化硫、氧化铁、水，还有N2产生，结合原子守恒和电子守恒可知化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)2eq \(=====,\s\up7(500 ℃))Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O↑。
序号
图
叙述
①
凡煮汤，欲微火，令小沸……箅渣取液
②
经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮
③
凡渍药酒，皆须细切……便可漉出
④
海陆取卤，日晒火煎，煮海熬波，卤水成盐
选项
A
B
C
D
步骤
(1)
(2)
(3)
(4)
装置、
操作
实验
目的
实验操作
实验现象
实验
结论
①检
验Cl－
加入硝酸酸化的硝酸银溶液
有白色沉淀产生
含有
Cl－
②检验
NHeq \\al(＋,4)
取少许滤液于试管中， 加入浓NaOH溶液并加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口附近
石蕊试纸变蓝色
含有
NHeq \\al(＋,4)
③检验
Zn2＋
取少许滤液于试管中，加入稀氨水
先产生白色沉淀，继续加入稀氨水，沉淀又溶解
含有
Zn2＋
选项
实验操作
实验目的
A
向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入足量铁粉，然后过滤
提纯FeCl3
B
向含有Br2的苯中加入适量的NaOH溶液，然后充分振荡、静置、分液
除去杂质Br2
C
将含有少量NaCl杂质的KNO3固体溶于水，然后蒸发结晶
提纯KNO3
D
向MgCl2、AlCl3混合溶液中加入过量的NaOH溶液，过滤后将沉淀溶于适量的盐酸；向滤液中加入适量盐酸
分离
MgCl2、AlCl3
阴离子
MnOeq \\al(－,4)、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、I－、ClO－、Cl－、SOeq \\al(2－,4)
阳离子
Fe2＋、Fe3＋、NHeq \\al(＋,4)、Ag＋、Al3＋
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