全国通用高考化学一轮复习专练49物质的检验分离提纯含答案

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专练49　物质的检验、分离、提纯一、单项选择题1．[2021·浙江1月]下列说法不正确的是 (　　)A．用纸层析法分离Fe3＋和Cu2＋，将滤纸上的试样点完全浸入展开剂可提高分离效果B．将CoCl2·6H2O晶体溶于95%乙醇，加水稀释，溶液颜色由蓝色逐渐转变为粉红色C．乙酰水杨酸粗产品中加入足量碳酸氢钠溶液，充分反应后过滤，可除去聚合物杂质D．某些强氧化剂(如氯酸钾、高锰酸钾)及其混合物不能研磨，否则可能引起爆炸2．[2021·百强校天津静海一中调研]关于下列物质的分离提纯的方法正确的是(　　)A．将氧气和氢气的混合气体通过灼热的氧化铜，以除去其中的氢气B．从碳酸钠溶液中得到碳酸钠，可用过滤法C．分离酒精与四氯化碳的混合物，可用蒸馏法D．从碘的四氯化碳溶液中得到四氯化碳，可用萃取法3．[2021·衡水中学二调]某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。下列说法正确的是(　　)A．NaOH溶液可以用氨水来代替B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－C．溶液b中只含有NaClD．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH4．[2020·全国卷Ⅰ]下列气体去除杂质的方法中，不能实现目的的是(　　)5.[2021·山东济宁一中高三测试]下列实验无法达到实验目的的是(　　)A．检验铵根离子B．检验碘离子C．制取乙酸乙酯D．比较氮、碳、硅元素的非金属性　6．[2021·河北武邑中学调研]下列物质的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是(　　)7.[2021·山西河津中学月考]下列化学实验中，能证明某种中学常见气体为SO2的是(　　)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8．[2021·湖南师大附中高三月考]某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法正确的是(　　)A．起始滤液常温下pH＝7B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液C．上图过程须经2次过滤D．步骤③的目的是除去COeq \o\al(2－,3)二、不定项选择题9．[2021·辽宁六校协作体上学期联考]海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．操作X是蒸发、结晶、过滤、洗涤B．操作Y是先将NH3通入饱和食盐水，再不断通入CO2C．沉淀主要成分为Mg(OH)2D．气体及滤液可用于制备纯碱10．[2021·北京顺义区杨镇一中高三月考]为了除去括号中的少量杂质，采用的试剂和方法均正确的是(　　)11.[2021·山西河津中学月考]除去下列物质中所含的杂质。选用的试剂正确的是(　　)12.[2021·山东济宁一中高三测试]海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法正确的是(　　)A．过程①中，粗盐的提纯只涉及除杂、结晶等物理过程B．过程②中，工业上常用NaOH作为沉淀剂得到Mg(OH)2C．过程③中，直接加热蒸干MgCl2溶液即可得到无水MgCl2D．过程④中，可以选用Na2SO3饱和溶液来代替SO2水溶液三、非选择题13．[2021·河北卷]化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3，进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图：回答下列问题：(1)从A～E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是________________(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)B中使用雾化装置的优点是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为________________________。(4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液：①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14g，则固体NaHCO3的质量为________g。②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)＋NH4Cl(aq)―→NaCl(aq)＋NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为________________、________________、洗涤、干燥。(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果________(填标号)。A．偏高　　　　B．偏低　　　　C．不变14．[2021·德州市武城二中高三月考](NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(莫尔盐，浅绿色)是重要的化工原料和化学试剂。某课题小组为了探究莫尔盐的分解产物，开展了如下实验：(1)甲同学猜想：莫尔盐的分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3和H2O四种物质。你是否同意甲同学的猜想，并说明理由：____________________。(2)乙同学设计如下实验检验莫尔盐分解的部分产物。已知：五氧化二磷是酸性干燥剂。假设干燥管中试剂均足量。①B装置的作用是________________________________________________________。②能证明有SO2生成的实验现象是__________________________________________。③若A装置中固体由浅绿色变为红色，则固体产物有________(填化学式)，M是________(填名称)。(3)丙同学认为莫尔盐分解可能有N2、SO3生成。丁同学拟从上述装置和下列装置中选择装置设计实验验证丙同学的观点。①气体从左至右，装置连接顺序依次为A、________。②能证明有SO3生成的实验现象是________，写出发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(4)检验莫尔盐是否变质的试剂是________(填化学式)；检验莫尔盐是否完全变质的实验方法是________________________________________________________________________。(5)实验室常用莫尔盐标准溶液测定过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]的纯度(还原产物为SOeq \o\al(2－,4))。取wg过二硫酸铵样品溶于蒸馏水配制成250mL溶液。准确量取20.00mL配制的溶液于锥形瓶中，用cmol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，重复进行三次平行实验，测得有关数据如表所示：①完成上述实验需要三种定量仪器：托盘天平、________和酸式滴定管。准确量取20.00mL过二硫酸铵溶液所用仪器的名称是________。②写出滴定反应的离子方程式：_____________________________________________。③根据上述数据计算，样品的纯度为________(用含w、c的代数式表示)。专练49　物质的检验、分离、提纯1．A　用纸层析法分离Fe3＋和Cu2＋的实验中不能将滤纸上的试样点完全浸入展开剂中，否则试样接触展开剂会溶解在展开剂中而无法分离，A说法错误；将CoCl2·6H2O晶体溶于95%乙醇，存在平衡[CoCl4]2－(蓝色)＋6H2O??[Co(H2O)6]2＋(粉红色)＋4Cl－，加水稀释时，平衡向正反应方向移动，溶液的颜色由蓝色逐渐转变为粉红色，B说法正确；乙酰水杨酸(结构简式为)能与碳酸氢钠反应生成水溶性钠盐，而其副产物聚乙酰水杨酸不能溶于碳酸氢钠溶液，故过滤可除去聚合物杂质，C说法正确；研磨时强氧化剂易发生分解反应，生成气体，导致爆炸，故KClO3、KMnO4等强氧化剂及其混合物不能研磨，D说法正确。2．C　氢气虽然能够还原氧化铜，但是氧气与铜反应又能生成氧化铜，该过程中还可能发生爆炸，故不能利用灼热的CuO除去其中的氢气，A错误；碳酸钠溶于水，不能过滤，B错误；酒精和四氯化碳的沸点相差较大，分离酒精与四氯化碳的混合物，可用蒸馏法，C正确；从碘的四氯化碳溶液中得到四氯化碳，应该用蒸馏，从碘水得到碘可用萃取法，D错误。3．D　A项，若用氨水，则Mg2＋、Al3＋均转化为沉淀，不能分离Mg(OH)2和Al(OH)3，错误；B项，Al3＋与过量NaOH反应生成NaAlO2，溶液a中含AlOeq \o\al(－,2)、K＋、Cl－、Na＋、OH－，错误；C项，K＋、Cl－、Na＋在整个过程中不参加反应，溶液b中含KCl、NaCl，错误；D项，因氢氧化铝能溶于盐酸，则向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH，正确。4．A　A项，二氧化硫也有较强的还原性，也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能实现除杂目的；B项，饱和的食盐水可以除去氯气中的氯化氢气体，同时可以降低氯气的溶解度，能达到除杂的目的；C项，杂质氧气会与灼热的铜丝反应，生成氧化铜固体，而氮气不会与铜反应，能达到除杂的目的；D项，混合气体通过氢氧化钠溶液，NO不与氢氧化钠溶液反应，而NO2会与氢氧化钠溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水，能达到除杂的目的。5．C　铵根离子的检验可以利用铵根离子与氢氧根结合生成氨气，氨气可以使红色石蕊试纸变蓝来检验，故A正确；氯水可以将碘离子氧化为碘单质，碘单质进入四氯化碳层为紫红色，所以可以用氯水检验碘离子，故B正确；实验室中收集乙酸乙酯应用饱和碳酸钠溶液，如果使用氢氧化钠溶液，乙酸乙酯会发生水解，故C错误；最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，其非金属性越强，故D正确。6．D　生石灰溶于水放出大量的热，有利于氨气的逸出，可以采取浓氨水和生石灰制取NH3，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，故A正确；纯净的乙酸乙酯是一种油状液体，且能浮在水面上，所以乙酸乙酯难溶于水，密度小于水，故B正确；浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，故C正确；SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，故D错误。7．C　①二氧化碳、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；②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；③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；④二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，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；⑤二氧化硫具有还原性，和溴反应生成硫酸和溴化氢，滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀硫酸钡产生，可以证明二氧化硫气体，故⑤符合；故选C。8．D　KCl样品中含有少量K2CO3，COeq \o\al(2－,3)水解，溶液显碱性，A错误；除去杂质时，所选试剂不能引入新的杂质离子，要加入的试剂Ⅰ为BaCl2溶液，B错误；上图过程只需要经1次过滤就可以，C错误；试剂Ⅰ为BaCl2溶液，除去SOeq \o\al(2－,4)，试剂Ⅱ为K2CO3溶液，除去过量的BaCl2，试剂Ⅲ是HCl，目的是除去COeq \o\al(2－,3)，D正确。9．C　根据沉淀加热生成MgO和气体可知其主要成分应是MgCO3，故C错。10．D　溴与苯酚反应生成三溴苯酚，三溴苯酚会溶解在甲苯中，应加入NaOH溶液充分反应后分液，A错误；B中溴乙烷和溴都能与氢氧化钠发生反应，B错误；乙酸与饱和Na2CO3溶液生成乙酸钠溶于水，酯不溶于水，可以用分液法分离，C错误；由于氯化钠溶解度受温度变化影响不大，故D正确。11．CD　二者都和氢氧化钠反应，不选A；二氧化碳也和碳酸钠反应，不选B；铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，正确，选C；CO2可以和Na2CO3反应生成NaHCO3，正确，选D。12．D　过程①中，粗盐的提纯涉及除杂、过滤、结晶等过程，其中除去镁离子、钙离子和硫酸根用到化学反应，故A错误；从海水中获得Mg(OH)2，选择NaOH作沉淀剂，不符合生产的经济效益，故B错误；镁离子在溶液中会发生水解，直接蒸干氯化镁溶液得到氢氧化镁，氢氧化镁热稳定性差，最终得到氧化镁，为防止镁离子的水解，可在氯化氢气流中蒸发氯化镁溶液，故C错误；④中加入二氧化硫的作用是还原溴单质，Na2SO3饱和溶液中的亚硫酸根也能还原溴单质，故D正确。13．(1)aefbcg　将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐(2)增大接触面积，使反应更充分(3)CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl(4)①0.84　②降温结晶　过滤(5)A解析：(1)制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后将纯净的CO2通入饱和氨盐水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为aefbcg。分液漏斗使用前需要让其与大气连通，否则液体无法滴落，所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，需要打开分液漏斗上部的玻璃塞，或者将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。(2)雾化装置可以增大接触面积，使饱和氨盐水与CO2充分接触，使反应更充分。(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为CO2＋NH3＋NaCl＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。(4)①1molCO2与足量Na2O2反应，最终Na2O2增重的质量相当于1molCO的质量，假设固体NaHCO3的质量为xg，可列如下关系式：2NaHCO3～CO2～Na2O2～CO　2×84　　　　　　　　　28　xg　　　　　　　　　0.14g则eq \f(2×84,xg)＝eq \f(28,0.14g)，解得x＝0.84。②根据题图中NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度随温度的升高变化较大，而NaCl的溶解度随温度的升高变化不大，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)若称量前的无水Na2CO3吸收了一定量的水，此时Na2CO3的含量偏低，则用其标定盐酸浓度时，会使滴定结果偏高。14．(1)不同意，只有N、Fe化合价升高，没有元素化合价降低(2)①除去NH3　②C装置中溶液由红色变为无色　③Fe2O3　碱石灰干燥剂(3)①G、H、I　②H中有白色沉淀生成　BaCl2＋SO3＋H2O===BaSO4↓＋2HCl(或SO3＋H2O===H2SO4，BaCl2＋H2SO4===BaSO4↓＋2HCl)(4)KSCN　取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水，振荡充分溶解，再滴加酸性高锰酸钾溶液，若紫色溶液变浅，则说明样品未完全变质；若紫色溶液不变色，说明样品已完全变质(5)①250mL容量瓶　酸式滴定管　②S2Oeq \o\al(2－,8)＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2SOeq \o\al(2－,4)　③eq \f(2850c,w)%解析：(1)在氧化还原反应中，有元素化合价升高，必有元素化合价降低。在甲同学的猜想中，无元素化合价降低，故甲同学的猜想不合理。(2)①由硫酸亚铁铵中所含元素知，它分解可能生成氨气、SO2等。五氧化二磷是酸性干燥剂，可以吸收氨气，用B装置除去NH3，可避免C中溶液倒吸。②品红溶液可检验SO2，现象是溶液由红色变为无色。③氧化铁呈红色，四氧化三铁、氧化亚铁呈黑色。可用碱石灰吸收酸性气体，如SO2等，避免SO2污染环境。(3)①氢氧化钠溶液吸收SO3，但没有明显现象，故不能选用氢氧化钠溶液；将SO2通入硝酸钡溶液中，产生白色沉淀，故不能用硝酸钡溶液。H中有足量盐酸，可以吸收氨气，也可避免SO2与氯化钡溶液反应生成BaSO3。选择安全瓶，防溶液倒吸。故组装仪器顺序为A、G、H、I。(4)硫酸亚铁铵变质生成铁离子，用KSCN溶液检验铁离子。检验硫酸亚铁铵是否完全变质，实质是检验亚铁离子是否存在，可用酸性高锰酸钾溶液检验亚铁离子。(5)①称量固体样品用托盘天平，配制一定物质的量浓度的溶液需要烧杯、玻璃棒、量筒、指定规格的容量瓶、胶头滴管等，本实验配制250mL溶液，需要250mL的容量瓶，量取硫酸亚铁铵溶液需要酸式滴定管；过二硫酸铵是强氧化剂，能氧化碱式滴定管下端的橡胶管，故用酸式滴定管量取过二硫酸铵溶液。②依题意知，硫酸亚铁铵作还原剂，过二硫酸铵作氧化剂，在水溶液中发生反应的离子方程式为S2Oeq \o\al(2－,8)＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2SOeq \o\al(2－,4)。③实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ测得硫酸亚铁铵溶液的体积依次为20.08mL、22.12mL、19.92mL。显然，实验Ⅱ中数据误差较大，舍去。实验Ⅰ和Ⅲ的平均值为eq \f(20.08mL＋19.92mL,2)＝20.00mL。根据S2Oeq \o\al(2－,8)与Fe2＋反应的离子方程式可得n(Fe2＋)＝2n(S2Oeq \o\al(2－,8))，故过二硫酸铵样品的纯度为eq \f(\f(20.00,1000)L×cmol·L－1×\f(1,2)×228g·mol－1×\f(250mL,20.00mL),wg)×100%＝eq \f(2850c,w)%。气体(杂质)方法A.SO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液B.Cl2(HCl)通过饱和的食盐水C.N2(O2)通过灼热的铜丝网D.NO(NO2)通过氢氧化钠溶液选项试剂试纸或试液现象结论A浓氨水、生石灰红色石蕊试纸变蓝NH3为碱性气体B乙酸、乙醇、浓硫酸饱和碳酸钠溶液分层乙酸乙酯不溶于水，密度小于水C浓盐酸、二氧化锰淀粉碘化钾试纸变蓝Cl2具有氧化性D亚硫酸钠、硫酸品红试液褪色SO2具有还原性选项物质加入试剂方法A甲苯(苯酚)浓溴水过滤B溴乙烷(Br2)热氢氧化钠溶液分液C乙酸乙酯(乙酸)饱和碳酸钠过滤D苯甲酸(NaCl)水重结晶选项物质(杂质)试剂AAl2O3(SiO2)NaOH溶液BCO2(SO2)Na2CO3溶液CFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉DNaHCO3溶液(Na2CO3)CO2实验序号起始读数/mL终点读数/mLⅠ2.5022.58Ⅱ1.0023.12Ⅲ0.0019.92