第十章 第二讲 物质的检验、分离和提纯

第二讲物质的检验、分离和提纯

一、选择题

1．下列仪器：①普通漏斗；②容量瓶；③蒸馏烧瓶；④天平；⑤分液漏斗；⑥滴定管；⑦燃烧匙。常用于物质分离的是 A．①③④

B．①②⑥

( )。

D．③④⑦

C．①③⑤

解析 ①普通漏斗：用来过滤分离固液混合物。③蒸馏烧瓶：用于液体蒸馏，分离沸点相差较大的液态混合物。⑤分液漏斗：萃取分离互不相溶的液态混合物。 答案 C

2．完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是( )。

A B C D 配制100 mL 用CCl4提取除去乙醇中从KI和I2的0.100 0 固体混合物中回收I2 mol·L－1 K2Cr2O7溶液 实验 溴水中的Br2 的苯酚 装置或仪器 答案A 3．下列有关除杂的叙述正确的是( )

A．用加入过量氨水并过滤的方法除去NaCl溶液中混有的AlCl3 B．除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸钠溶液洗涤后，分液 C．除去CO2中少量的HCl：气体通过盛有NaOH溶液的洗气瓶 D．除去FeCl3溶液中少量的CuCl2：用足量铁粉，过滤

解析加氨水虽然能除去Al3＋，但会引入NH＋4，故A错误。C选项中NaOH溶液可将CO2吸收，错误。D选项中足量的铁粉可与FeCl3反应生成FeCl2，错误。

答案B

4．下表中除去杂质应选用的试剂或操作方法正确的是( )

选项 A B C D 物质 KNO3溶液 FeCl3溶液 CO 杂质 KOH FeCl2 O2 除杂质应选用的试剂或操作方法 加入FeCl3溶液，并过滤 加入稍过量双氧水后放置 通过灼热的铜网后收集气体 置于坩埚中加热 K2CO3固体 NaHCO3 解析A中会引入新的杂质，C中CO会生成CO2，D中加热NaHCO3分解得到Na2CO3。 答案B

5．下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是( ) A．Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液) B．NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液) C．NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液) D．(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)

解析 本题是用一种试剂鉴别多种物质的实验题，着重考查学生对常见物质的化学性质、物理性质的掌握情况，以及鉴别实验方案的设计能力的考查。 A中可先利用FeCl3鉴别出Ba(OH)2[产生红褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(溶液变为红色)，然后再利用Ba(OH)2鉴别出Mg(NO3)2(产生白色沉淀)，最后一种为NaCl，故能鉴别；B中可将H2SO4分别加入四种溶液中，产生无色无味气体的为NaHCO3，产生白色沉淀的为Na2SiO3，产生刺激性气味气体的为(NH4)2SO3，余下的为NaNO3，故能鉴别；C中用AgNO3溶液无法鉴别CaCl2溶液和K2CO3溶液；D中可将KOH溶液分别逐滴加入四种溶液中，产生蓝色沉淀的为CuSO4，先产生白色沉淀后又溶解的为AlCl3，加热有刺激性气味气体产生的为(NH4)3PO4，没有明显现象的是NaBr溶液，故选C。 答案 C

6．下列有关除杂的实验操作合理的是

( )。

A．除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳：通入适量氧气后点燃

B．除去氧气中少量氮气：使气体通过炽热的铜粉 C．除去石英中少量碳酸钙：用稀盐酸溶解后过滤

D．除去氯化钠固体中少量的纯碱：加入足量氯化钙，过滤、蒸发、结晶 解析 二氧化碳中通入适量氧气，少量一氧化碳不能燃烧；将氧气和氮气通过炽热的铜粉，这样反应的将是氧气；碳酸钙与稀盐酸反应掉，石英即二氧化硅不与稀盐酸反应，再过滤，这样就可以除掉石英中的碳酸钙；D项中能除去杂质纯碱，但引入了新的杂质CaCl2。 答案 C

7．除去下列物质中所含的杂质。选用的试剂正确的是( )。

选项 A B C D 物质(杂质) Al2O3(SiO2) CO2(SO2) FeCl2溶液(FeCl3) NaHCO3溶液(Na2CO3) 试剂 NaOH溶液 Na2CO3溶液 Fe粉 Ca(OH)2溶液 解析 A项二者均与NaOH溶液反应；B项二者都能与Na2CO3溶液反应，应将混合气体通过饱和NaHCO3溶液洗气；C项Fe粉能将Fe3还原为Fe2；D

＋

＋

项，二者都能与Ca(OH)2溶液反应。 答案 C 二、非选择题

＋2＋

8．现有常温下A、B、C、D、E五种盐溶液，分别由K＋、NH＋4、Ag、Ba、

－－2－

Al3＋、Cl－、Br－、CO23、SO4、NO3中的阳离子和阴离子各一种组成。(五

种盐所含阴、阳离子各不相同)

已知：①A＋B―→白↓ ②A＋D―→白↓ ③B＋C―→白↓＋气体 ④D＋C―→白↓ ⑤A溶液中c(H＋)＝c(OH－) ⑥B溶液中c(H＋)＝10－12mol·L－

1

⑦C、D、E三种溶液的pH<7

(1)写出A、D的组成(用分子式表示)：A________；D________。 (2)B

与

C

反

应

的

离

子

方

程

式

为

________________________________________________。

(3)说明B溶液中c(H＋)

________________________________________________________________________。 (4)E

溶液中各离子浓度由大到小的关系是

__________________________________。 答案(1)BaCl2 AgNO3

－

(2)2Al3＋＋3CO23＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑ －2－(3)溶液中CO2CO3＋H2O3发生水解反应，

－

HCO－使溶液呈碱3＋OH，

性，所以c(H＋)＜c(OH－)

(4)c(Br)＞c(NH4)＞c(H)＞c(OH)

解析由“B＋C―→白↓＋气体”并结合所给离子可推知气体必为CO2，故

－＋－123＋

B、C一定含有CO2mol·L－3与Al，再利用信息“⑥B溶液中c(H)＝10

－

＋

＋

－

1

”可推知B为强碱弱酸盐(K2CO3)；由信息⑤①知A为BaCl2；再利用信息

⑦(C、D、E溶液呈酸性)，结合信息②④可知C为Al2(SO4)3、D为AgNO3，

2－则E为NH4Br。(1)A、D的组成分别为BaCl2、AgNO3。(2)B、C之间是CO3

－与Al3＋间的双水解反应，故反应的离子方程式为2Al3＋＋3CO23＋－3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑。(3)B溶液中c(H＋)＜c(OH－)是由于CO23水

解造成的。(4)E(NH4Br)因NH＋4水解使溶液呈酸性，由溶液中离子浓度关系

＋－为c(Br－)＞c(NH＋4)＞c(H)＞c(OH)。

2－

9．某废水样品中含有一定量的K＋、HCO－3、SO3，甲、乙两研究小组欲测定其

－

中SO23的 浓度。

甲组方案：

乙组方案：

①用烧杯盛取废水适量，加适量活性炭除色；过滤，取滤液。

②精确量取20. 00 mL过滤后的废水试样，用0.1 mol·L－1紫色KMnO4(H2SO4

＋2－2＋2－酸化)溶液进行滴定(有关反应为2MnO－4＋5SO3＋6H===2Mn＋5SO4＋

3H2O)。

③记录数据，计算。

(1)甲组方案中的“试剂X”可选用________。 a．0.1 mol·L－1 KMnO4(H2SO4酸化)溶液 b．0.5 mol·L－1 KOH溶液 c．新制氯水 d．NaI溶液

－(2)甲组方案中，加入试剂X后生成SO2 4的离子方程式为________________。

(3)甲组方案中，第③步的“系列操作”包含的操作名称依次为__________________。

(4)为乙组方案设计的下列滴定方式中，最合理的是________(填字母序号)，达到滴定终点时可观察到的现象是__________________。

－

解析(1)加入试剂X后所得溶液中含有SO2故试剂X为氧化剂，排除选4，－2－项b、d；由于最后需要测定SO24，故不能用含有SO4的高锰酸钾溶液，

排除a；新制氯水具有氧化性，且对后续定量实验没有影响，合理选项为

－2－c。(2)新制氯水中含有Cl2，能够将 SO23氧化为SO4，而本身被还原为

Cl－。(3)经第①步、第②步操作后产生沉淀，故第③步操作为过滤，然后对滤渣进行洗涤，干燥。(4)高锰酸钾具有强氧化性，容易腐蚀

碱

式滴定管的橡胶管，故高锰酸钾应该用酸式滴定管盛装，a错；乙组方案第②步中提 示“精确量取20.00 mL过滤后的废水试样，用0.1 mol·L－1紫色KMnO4(H2SO4酸化)溶液进行滴定”，故锥形瓶中应盛装废水试样，而滴定管中应该盛高锰酸钾溶液，c错。 答案(1)c

－－＋2－(2)SO3＋Cl2＋H2O===SO24＋2Cl＋2H

(3)过滤、洗涤、干燥 (4)b 溶液由无色变为紫红色

10．氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程如下图所示，完成下列填空：

(1)在电解过程中，与电源负极相连的电极上的电极反应式为_________________________________________________________________， 若检验与电源正极相连的电极上的气体产物，实验室中通常选用的化学试剂是_______________________________________________________________。 (2)工业食盐中含Ca2＋、Mg2＋等杂质，精制过程发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________。 (3)如果粗盐中SO42－含量较高，必须添加钡试剂除去，该钡试剂可以是________(选填a、b、c)。 a．Ba(OH)2

b．Ba(NO3)2

c．BaCl2

(4)为了有效地除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－，加入试剂的合理顺序为________(选填a、b、c)。

a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂 b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3 c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3

(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、________(填写操作名称)除去NaCl。

答案 (1)2H＋＋2e－===H2↑(或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－) 淀粉、碘化钾(或淀粉－碘化钾溶液)

(2)Ca2＋＋CO32－===CaCO3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)ac (4)bc (5)加热蒸发 过滤

11．溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：

密度/(g·cm－3) 沸点/℃ 水中溶解度 按下列合成步骤回答问题：

(1)在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了________气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是___________________________________________。 (2)液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：

①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；

②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是____________________________________________________ _________________________________________________________________； ③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤。加入氯化钙的目的是_____________________________________________________________。 (3)经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为________，要进一步提纯，下列操作中必须的是________(填入正确选项前的字母)。 A．重结晶

B．过滤

C．蒸馏

D．萃取

苯 0.88 80 微溶 溴 3.10 59 微溶 溴苯 1.50 156 微溶 (4)在该实验中，a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。 A．25 mL

B．50 mL

C．250 mL

D．500 mL

解析 根据苯和溴反应制备溴苯的条件知铁屑的作用是提供催化剂，然后对产物进行分离和提纯。

(1)苯和溴在催化剂条件下反应，产生的HBr具有挥发性，看到白雾产生。由

于该反应放热，而液溴具有挥发性，故挥发出的气体是Br2和HBr，用NaOH溶液吸收。

(2)(3)反应完毕后，反应容器中的主要成分是溴苯，还有未反应的苯和Br2及生成的HBr，加入NaOH除去HBr和未反应的Br2再水洗，用CaCl2进一步除水干燥，最后根据苯和溴苯的沸点不同进行蒸馏分离。

1

(4)烧瓶作为反应容器时，液体的体积不超过容积的2，而液体的体积为15 mL＋4 mL＝19 mL，故容积选择50 mL。

答案 (1)HBr 吸收HBr和Br2 (2)②除去HBr和未反应的Br2 ③干燥 (3)苯 C (4)B

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