物质的检验制备分离和提纯

物质的检验、制备、分离和提纯练习题

一、选择题(共40分)

1．下列混合体系需要分离，其对应的物理分离方法正确的是 ( )

①乙酸乙酯与碳酸钠溶液 ②碳酸钙与氢氧化钠溶液 ③氯化钠与溴的混合溶液

A．①分液、②过滤、③萃取、分液 B．①过滤、②过滤、③萃取、分液 C．①分液、②分液、③萃取、分液 D．①分液、②过滤、③过滤

解析：乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层，需要分液；碳酸钙不能溶解在碱液中，需要过滤；从氯化钠溶液中分离溴应先萃取，再分液。 答案：A

2．(2010·惠州调研)除去下列物质中所含少量杂质的方法不正确的是 ( )

物 质 杂 质 试 剂 饱和 洗气 Na2CO3溶液 稀盐酸 饱和 乙酸乙酯 乙酸 Na2CO3溶液 溶解、过滤、洗涤 混合振荡、 静置分液 加热 提纯方法 A CO2 HCl B BaSO4 BaCO3 C D Na2CO3 NaHCO3 解析：CO2(HCl)应用饱和NaHCO3溶液洗气。 答案：A

3．有五瓶失去标签的溶液，它们分别为：①Ba(NO3)2 ②KCl

③NaOH ④CuSO4 ⑤Na2SO4 如果不用其他任何试剂(包括试纸)，用最简便的方法

将它们一一鉴别开来，则在下列的鉴别顺序中，最合理的是 ( ) A．④③①⑤② B．④⑤①③② C．①⑤③④② D．③④①⑤②

解析：首先通过物理方法，观察颜色，呈蓝色的原溶液为CuSO4溶液；然后再用CuSO4溶液做试剂，可鉴别出NaOH溶液和Ba(NO3)2溶液；接下来再用Ba(NO3)2溶液做试剂

可鉴别出Na2SO4溶液和KCl溶液。 答案：A

4．以下实验装置一般不用于分离物质的是 ( )

解析：A项为蒸馏，利用沸点不同分离液体；B项为渗析，分离溶液与胶体；C项为过滤，分离液体与固体；D项是配制一定物质的量浓度的溶液。 答案：D

5．(2010·济南质检)下表为各物质中所含有的少量杂质以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法

序号 ① ② ③ ④ 物 质 KNO3溶液 FeSO4溶液 H2 NaNO3 杂 质 KOH CuSO4 CO2 CaCO3 除杂质应选用的试剂或操作方法 加入FeCl3溶液，并过滤 加入过量铁粉，并过滤 通过盛有NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶 溶解、过滤、蒸发 正确的一组为 ( ) A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．①②③

解析：第①组，加入氯化铁会引入杂质Cl－，故不正确；第②组，加入铁粉置换出铜，通过过滤而除去铜及过量的铁粉，故正确；第③组，利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体，再用浓硫酸干燥氢气，故正确；第④组，利用碳酸钙不溶于水，溶解后过滤，再蒸发即可，故选C。 答案：C

6．(2009·上海，6)下列实验装置不适用于物质分离的是 ( )

解析：A项中分液漏斗可用于液体与液体之间的分离；B项可用于固体与固体之间的分离，如碘的提纯；C项为纸层析实验装置，可用于分离；若用D项进行物质分离，温度计的水银球应位于支管口处，测蒸气的温度，故D项符合题意。 答案：D

7．下图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图。

在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是 ( ) A．①蒸馏 ②过滤 ③分液 B．①分液 ②蒸馏 ③蒸馏 C．①蒸馏 ②分液 ③分液 D．①分液 ②蒸馏 ③结晶、过滤

解析：乙酸和乙醇均溶于饱和碳酸钠溶液，在下层，乙酸乙酯在上层，分液后将下层液体A蒸馏，可将乙醇蒸出，然后在乙酸钠中加入H2SO4使之反应生成乙酸，再将乙酸蒸出。 答案：B

8．下列各组物质中，仅用水及物质相互反应不能一一区别的一组是 ( )

A．Na2O2、Al2(SO4)3、MgCl2、K2CO3 B．BaCl2、Na2SO4、(NH4)2SO4、KOH C．AgNO3、NaCl、KCl、CuCl2 D．Fe2(SO4)3、K2CO3、KHSO4、NaCl

解析：A组中Na2O2为浅黄色固体，且遇到水能放出气体，生成NaOH溶液；NaOH滴入Al2(SO4)3中产生沉淀，当NaOH过量时沉淀溶解；NaOH滴入MgCl2溶液中产生沉淀，且沉淀不溶解；NaOH滴入K2CO3溶液中没有明显变化。 B组中四种溶液两两混合，反应的情况如下：

BaCl2 Na2SO4 (NH4)2SO4 KOH BaCl2 Na2SO4 (NH4)2SO4 KOH ↓ ↓ － ↓ － － ↓ － ↑ － － ↑ BaCl2能产生两种沉淀，(NH4)2SO4能产生一种气体和一种沉淀。

D组中Fe2(SO4)3为棕黄色溶液，与K2CO3反应生成沉淀和气体，K2CO3与KHSO4反应产生气体。 答案：C

9．下列有关实验操作的说法中，不正确的是 ( )

A．振荡试管中的液体时，应用手指拿住试管，用手腕甩动 B．在做乙烯的制备实验时要加少量的碎瓷片，以防止溶液暴沸

C．因苯酚具有弱酸性，如果皮肤上不慎沾有苯酚，应立即用大量的NaOH稀溶液冲洗 D．中学阶段在使用试纸时，必须先用蒸馏水湿润，然后再将待测液滴到试纸靠近盛有气体的容器口，看变化的结果，但是pH试纸除外，在使用时不能先用蒸馏水湿润 解析：选项A是振荡试管的方法，正确；制备乙烯时加碎瓷片的作用是防止暴沸；选项C中，苯酚沾在皮肤上，应用酒精洗涤，不能用氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠对皮肤也有腐蚀作用；试纸在检测气体的性质时，应预先润湿，而用pH试纸测溶液的pH时不能预先润湿。 答案：C

10．下列物质提纯的方法正确的是 ( )

A．除去混在NO2气体中的NO：将气体与过量O2混合

B．除去混在CO2气体中的SO2：将气体依次通过足量酸性KMnO4溶液和浓硫酸 C．除去KCl溶液中的K2CO3：加入过量的BaCl2溶液后过滤 D．除去乙酸中混有的乙醇：向混合液中加入生石灰后蒸馏 答案：B

二、非选择题(共60分)

11．(14分)根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。

(1)若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气体的原料可选用________。 a．稀硫酸与硫化亚铁 b．稀硝酸与硫化亚铁

c．稀硫酸与硫化钠 d．稀盐酸与硫化亚铁

(2)现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置，请在下图中选择合适的仪器：________(填编号)。

(3)点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是________。

解析：(1)用启普发生器制取气体，要求反应物是块状固体与液体反应，HNO3具有强氧化性与FeS反应时不能生成H2S，故答案为a、d。 (2)通过分液漏斗控制酸的滴速来控制反应速率。 (3)安全装置的连接方式是长进短出。 答案：(1)ad (2)②③④ (3)b

12．(14分)浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是：2H2SO4(浓)＋C=====CO2↑

＋2H2O＋2SO2↑。

请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)

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将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。

选用的仪器 加入的试剂 (填字母) 解析：根据反应原理可知，木炭和浓H2SO4需要在加热的条件下才能进行，故C应作为反应发生装置。在检验产物时必须先检验水，因为在检验其他产物时会在产物中混入水，可选用装置B放入无水硫酸铜来检验。SO2对CO2的检验有干扰，必须先检验并除去SO2，然后再检验CO2。 答案：

选用的仪器 加入的试剂 (填字母) C B A A A 浓H2SO4和木炭 无水CuSO4 品红溶液 酸性KMnO4溶液 澄清石灰水 反应器(或发生气体) 检出H2O 检出SO2 吸收余下的SO2 检出CO2 作用 作用 13.(16分)钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有BaCO3、BaSiO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]。某主要生产BaCl2、BaCO3、BaSO4的化工厂利用钡泥制取Ba(NO3)2，其部分工艺流程如下：

(1)酸溶后溶液的pH＝1，Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为________________。 (2)酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，原因是________________、________________。

(3)该厂结合本厂实际，选用的X为________(填化学式)；中和Ⅰ使溶液中________(填离子符号)的浓度减小(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。

(4)上述流程中洗涤的目的是________________________________________。

解析：本题主要考查钡泥的综合利用，意在考查元素化合物知识的综合运用。(1)Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为：Ba(FeO2)2＋8HNO3===Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O；

(2)温度越高反应速率越快，故控制温度不超过70℃是为了防止反应速率过快，且浓硝酸越浓越易分解，温度高既易挥发，也易分解，故不用浓硝酸；

(3)X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，故可用BaCO3；中和Ⅰ使溶液中的Fe3＋形成Fe(OH)3沉淀、H＋浓度减小；

(4)因为钡盐是重金属盐，有毒，故洗涤的目的是减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染。 答案：(1)Ba(FeO2)2＋8HNO3===Ba(NO3)2＋2Fe(NO3)3＋4H2O (2)防止反应速率过快 浓HNO3易挥发、分解(凡合理答案均可) (3)BaCO3 Fe3、H

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＋

(4)减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染(凡合理答案均可)

14．(16分)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域，以β-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知：Fe3、Al3、Fe2和Mg2以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4；Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g。

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＋

(1)步骤Ⅰ前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是______________________。

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(2)步骤Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li、SO24，另含有Al、Fe、Fe、

＋＋＋

Mg2、Ca2、Na等杂质，需在搅拌下加入________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0～6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

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－

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＋

(3)步骤Ⅱ中，将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有________。

(4)步骤Ⅲ中，生成沉淀的离子方程式为________________________。 (5)从母液中可回收的主要物质是________________。

解析：本题主要考查溶液中的离子反应及有关物质的提纯与除杂，意在考查考生分析问题、解决实际问题的能力，考查考生对实验基本技能与操作的掌握情况以及应用于实际的能力。

(1)对β-锂辉石进行粉碎处理的目的是，增大锂辉石粉末与硫酸的接触面积，使锂辉石与硫酸充分反应，提高浸出率；

(2)步骤Ⅰ所要加入的物质，其主要作用是增大溶液的pH，将溶液的pH调节到6.0～6.5，分析所提供的备选物，只有石灰石能达到目的；

(3)步骤Ⅰ处理后的浸出液中，已经除去了Al3＋、Fe3＋，加入H2O2会将Fe2＋氧化为 Fe3＋，加入石灰乳则可将氧化所得的Fe3＋和Mg2＋除去，再加入Na2CO3则可除去所加入的过量Ca2＋；

－(4)生成沉淀的主要反应为2Li＋＋CO23===Li2CO3↓；

－(5)母液中留下的主要离子为Na＋和SO24，所以回收所得物质为Na2SO4。

答案：(1)增大固液接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率 (2)石灰石 (3)Fe2、

＋＋＋－

Mg2、Ca2 (4)2Li＋CO23===Li2CO3↓ (5)Na2SO4

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