- 物质的分离和提纯
- 共4370题
（1）请指出下列做法中分别应用了哪些分离方法？（过滤、蒸发、蒸馏、萃取、结晶）
a、熬煮中药______ b、分离豆浆和豆渣______c、用海水晒盐______ d、海水淡化______
（2 ）今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、H+、Mg2+、Ba2+、CO32-、SO42-，现取两份100mL溶液进行如下实验：
①第一份加入足量NaHCO3溶液后，收集到气体0.03mol．
②第二份加足量Ba（NO3）2溶液充分反应后过滤干燥，得干燥沉淀4.66g．
根据上述实验回答：
（a）原溶液中一定不存在的离子是______．
（b）原溶液中可能存在的离子是______．
（c）请计算出原溶液中一定存在的阴离子的物质的量浓度______．
正确答案
（ 1 ）熬煮中药用的是萃取的方法进行分离；豆渣不能透过滤纸，可用过滤的方法分离；用海水晒盐用的是蒸发的方法分离；可通过蒸馏的方法进行海水淡化，
故答案为：萃取；过滤；蒸发； 蒸馏；
（ 2 ）（ a ） 第一份加入足量NaHCO3溶液后，收集到气体0.03mol，说明溶液呈酸性，则存在H+离子，不存在CO32-离子，根据溶液的电中性原则，则一定含有SO42-，
那么，就不可能存在Ba2+，故答案为：Ba2+、CO32-；
（ b ）根据H++HCO3-=H2O+CO2↑，则有n（H+）=n（CO2）=0.03mol，第二份加足量Ba（NO3）2溶液充分反应后过滤干燥，得干燥沉淀4.66g，该沉淀为BaSO4，则有
n（SO42-）=n（BaSO4）=
故答案为：K+、Mg2+；
（c ）n（SO42-）=n（BaSO4）=
海洋是生命的摇篮、资源的宝库。中国要实施海洋强国战略，实现由海洋大国向海洋强国迈进的梦想。海洋经济已经成为拉动我国国民经济发展的重要引擎，海水的综合开发、利用是海洋经济的一部分，海水中可提取多种化工原料，下面是工业上对海水的几项综合利用的示意图。其流程如下图所示：
（1）写出①、②反应的离子方程式：
①______________________，②______________________。
（2）工业上利用电解饱和食盐水产生的氢气和氯气制取盐酸，为了体现绿色化学理念，使氯气充分反应，采取将氯气在氢气中燃烧的办法，可避免氯气燃烧不完全污染空气，请写出氯气在氢气中燃烧的实验现象：______________________。
（3）粗盐中含有Ca２＋、Mg２＋、SO4２－等杂质，精制后可得到饱和NaC1溶液。现有下列除杂试剂：A．盐酸 B．氢氧化钡溶液 C．碳酸钠溶液。精制时加入过量除杂试剂的正确顺序是______________。（填序号）
（4）金属镁在空气中燃烧时，除生成MgO外，还有少量Mg3N2生成。把等物质的量的金属镁分别放在：A．纯氧气（O2）中；B．二氧化碳气体中；C．空气中。完全燃烧后，得到的固体物质的质量由大到小的顺序是______________。（填序号）
（5）将电解饱和NaCl溶液生成的氯气通入氢氧化钠溶液中可以得到NaClO。某化学兴趣小组探究NaClO与尿素CO(NH2)2的反应产物，通过实验发现产物除某种盐外，其余产物都是能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式为____________。
正确答案
（1）①2Cl－＋2H2O 
②Mg2＋＋Ca(OH)2＝ Mg(OH)2↓＋ Ca2＋ （3分）
（2）发出苍白色火焰（2分）
（3）BCA （2分）
（4）B＞A＞C（2分）
（5）3NaClO＋CO(NH2)2＝3NaCl＋CO2↑＋N2↑＋2H2O
或NaOH＋3NaClO＋CO(NH2)2＝3NaCl＋NaHCO3＋N2↑＋2H2O
或2NaOH＋3NaClO＋CO(NH2)2＝3NaCl＋Na2CO3＋N2↑＋3H2O（3分）
试题分析：（1）根据题给流程图知，反应①为电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，离子方程式为
2Cl－＋2H2O
Mg2＋＋Ca(OH)2＝ Mg(OH)2↓＋ Ca2＋；（2）氯气在氢气中燃烧的实验现象：发出苍白色火焰；（3）粗盐中含有Ca２＋、Mg２＋、SO4２－等杂质，可用过量氢氧化钡溶液除去镁离子和硫酸根，用过量碳酸钠溶液除去过量的钡离子和钙离子，过滤，用盐酸调节滤液的PH，精制时加入过量除杂试剂的正确顺序是BCA ；（4）设金属镁的物质的量为1mol，A．1mol镁在纯氧气（O2）中燃烧生成1mol氧化镁，质量为40g；B．1mol镁在二氧化碳气体中燃烧生成1mol氧化镁和0.5mol碳，质量为46g；C．1mol镁在空气中完全燃烧生成氧化镁和氮化镁的混合物，质量小于40g，得到的固体物质的质量由大到小的顺序是B＞A＞C；（5）NaClO与尿素CO(NH2)2的反应产物，通过实验发现产物除某种盐外，其余产物都是能参与大气循环的物质，则该反应的化学方程式为3NaClO＋CO(NH2)2＝3NaCl＋CO2↑＋N2↑＋2H2O 。
综合利用海水可以制备食盐、纯碱、金属镁等物质，其流程如下图所示：
（1）反应①～⑤中，属于氧化还原反应的是 （填编号）。
（2）写出反应②的离子方程式 。
（3）X溶液中的主要阳离子是Na+和 。
（4）粗盐中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等可溶性杂质，为制得纯净的NaCl晶体，操作如下：
①溶解；②依次加入过量的BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液；③ ；④加适量盐酸；⑤ 。（请补全缺少的实验步骤）
（5）检验纯碱样品中是否含NaCl应选用的试剂是 。
正确答案
（1）⑤ （2分）
（2）Mg (OH)2+2H+ = Mg2+ + H2O （2分）
（3）NH4+（2分）
（4）过滤 （2分） 、蒸发结晶（其它答案合理也给分）（2分）
（5）稀硝酸、AgNO3溶液（2分）
试题分析：（1）反应①②属于复分解反应，③属于化合反应，④属于分解反应，⑤为氧化还原反应；（2）酸碱中和反应，Mg (OH)2不溶于水写成化学式，Mg (OH)2+2H+ = Mg2+ + H2O；（3）该反应为氨水、二氧化碳、氯化钠反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，X溶液中的主要阳离子是NH4+和Na+；（4）加入盐酸前生成的沉淀能溶解于盐酸，故应过滤除去沉淀后再加盐酸，然后通过蒸发结晶得到氯化钠晶体；（5）检验样品中是否含有氯离子，用硝酸酸化的硝酸银。
实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在图甲的圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，加热回流一段时间，然后换成图乙装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。
请回答下列问题：
（1）图甲中冷凝水从_________（a或b）进，图乙中B装置的名称为____________
（2）反应中加入过量的乙醇，目的是_________________________________________
（3）现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框图是分离操作步骤流程图：
则试剂a是：____________， 试剂b是____________ ， 分离方法III是___________。
（4）甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯得到乙酸乙酯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来。甲、乙两人蒸馏产物结果如下：甲得到了显酸性的酯的混合物，乙得到了大量水溶性的物质。丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功。试解答下列问题：
① 甲实验失败的原因是：_______________________________________________
② 乙实验失败的原因是：_______________________________________________
正确答案
（8分，每格1分）
（1） b ， 牛角管 （ 尾接管 ）
（2）提高乙酸的转化率
（3）饱和Na2CO3溶液， 浓H2SO4 蒸馏。
（4）①NaOH加入量太少，未能完全中和酸；
②NaOH加入过量太多，使乙酸乙酯水解 。
试题分析：（2）反应中加入过量的乙醇，根据平衡移动原理，可以提高另一种反应物的转化率；（3）乙酸乙酯在饱和碳酸钠中的溶解度小，所以试剂a为碳酸钠；（4）甲得到了显酸性的酯的混合物，说明混合物中还有酸存在，所以碱不足。乙得到了大量水溶性的物质，说明乙酸乙酯已经水解。
草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是K2SO4、K2CO3、KCl)。某学生按下列操作提取草木灰中的钾盐：①取草木灰加水溶解；②过滤取滤液；③蒸发滤液；④冷却结晶。
(1)在操作①、②、③中均用到玻璃棒，该仪器的目的依次是 、 、 。
(2)为检验草木灰中的阴离子，取少量晶体溶于水，并把溶液分成三等份：
①取一份溶液，加入适量HCl，观察到 ，证明含有碳酸根。
②取另一份溶液，为检验SO42－，应往溶液中加入 。
③取剩余的一份溶液，加适量的硝酸银，观察到有沉淀产生，该生由此证明溶液中一定含Cl－。你认为该生所得的结论是否严密？ 。为什么？ 。
正确答案
(1)加速溶解；引流；受热均匀(防止液体飞溅)
(2) ①有气泡产生 ②盐酸酸化的氯化钡 ③不严密；碳酸根，硫酸根也会与银离子反应产生沉淀。
试题分析：(1)在溶解固体时，使用玻璃棒可以加速溶解；在过滤操作中，可以用玻璃棒引流；在蒸发结晶操作时，用玻璃棒进行搅拌，可使液体受热均匀(防止液体飞溅)。(2)①CO32－能和盐酸反应生成二氧化碳，向溶液中加入稀盐酸后有气泡产生说明有CO32－；②向原溶液中滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，排除了其它阴离子的干扰，如果产生白色沉淀，就说明溶液中有SO42－；③向原溶液中滴加足量稀硝酸后，排除了其它离子的干扰，再加入 AgNO3 溶液，产生白色沉淀，说明溶液中有Cl－。
如图所示a、b、c、d分别是几种常见漏斗的上部，A、B、C、D是实际操作中各漏斗的下部插入容器中的示意图，请指出A、B、C、D分别与a、b、c、d相匹配的组合，及其组合后装置在实验中的应用，例如：C和a组合，用于制取气体。
① A与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
② B与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
③ B与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
④ D与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
正确答案
① c 制备气体
② b 分液
③ d 过滤
④ d 向酒精灯内添加酒精
明确几种漏斗的用途，长颈漏斗主要是装配反应器，分液漏斗可以装配反应器，也可以进行分液操作，普通漏斗可用于过滤，也可以向容器中添加液体。
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。相应的实验过程如下：
（1）写出上述实验过程中所用试剂（写化学式）：
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”）透过半透膜；
SO42- （填“能”或“不能”）透过半透膜；
请用实验证明上述结果，完成下表（可不填满，也可增加）：
限选试剂：1mol/L AgNO3溶液、1mol/L BaCl2溶液、1mol/L Ba(NO3)2溶液、
碘水、稀盐酸、稀硝酸
正确答案
（1）BaCl2（2分）；HCl（2分）（2）静置，向上层清液中滴加少量氯化钡溶液，没有白色沉淀产生，说明氯化钡溶液已过量。（2分）
（3）BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓ CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓（每方程式2分，共4分））
（4）不能（1分）； 能（1分）； 填表（共8分）
试题分析：根据题给流程图分析：混合液先通过渗析分离出淀粉胶体，再向剩余溶液中加过量氯化钡溶液， 除去硫酸根，然后再加过量的碳酸钠溶液除去钙离子和过量的钡离子，过滤后向滤液中加适量盐酸，除去过量的碳酸钠，蒸发的氯化钠晶体。（1）根据上述分析知，试剂①为BaCl2；试剂③HCl。（2）判断氯化钡溶液已过量的方法是：静置，向上层清液中滴加少量氯化钡溶液，没有白色沉淀产生，说明氯化钡溶液已过量。（3）加过量的碳酸钠溶液目的是除去钙离子和过量的钡离子，反应的化学方程式为 BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓ CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓。(4)利用溶液中小的分子或离子能透过半透膜，胶体微粒不能透过半透膜，采用渗析的方法将二者分离，然后再分别用碘单质检验淀粉，用盐酸和氯化钡溶液检验硫酸根；实验方案见答案。
化学是一门以实验为基础的科学，根据题中实验要求，请选择合适的实验操作，将其标号填入对应的空格中。
供选择的实验操作：
A．加入Na2CO3溶液，观察现象
B．用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中部，对照比色卡
C．加入碘水，观察溶液颜色变化
D．加入氢氧化钠溶液，过滤
正确答案
（4分）① C ② B ③ D ④ A [每空1分]
试题分析：①碘遇淀粉显蓝色，所以证明米汤中含有淀粉的实验方法是加入碘水，观察溶液颜色变化，答案选C。
②通过pH值的测定，即可检验溶液的酸碱性，所以证明碳酸钠溶液呈碱性的方法是用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中部，对照比色卡，答案选B。
③氧化铝是两性氧化物，能和氢氧化钠溶液反应，所以除去Fe2O3中的Al2O3的方法是加入氢氧化钠溶液，过滤，答案选D。
④钙离子能和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀，所以证明粗盐中含有少量Ca2+的方法是加入Na2CO3溶液，观察现象，答案选A。
点评：该题是高考中的常见题型，属于基础性试题的考查，侧重对学生基础知识的巩固和训练，主要是考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的实验设计能力。
（10分）硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。
请回答：（1）写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
（2）上述流程中试剂②应该是 （填以下字母编号）。
（3）溶液D到固体E过程中需要控制溶液pH=13，如果pH过小，可能导致的后果是
。
（4）计算溶液F中c(Mg2+)＝ （ 25℃时，氢氧化镁的Ksp=5.6×10-12）。
（5）工业生产中将固体C灼烧后的产物与KNO3、KOH固体加热共熔制备净水剂K2FeO4，同时获得一种亚硝酸盐，请写出制得K2FeO4的化学方程式： 。
正确答案
（共10分，每空2分）
（1）SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O （反应物、产物写错0分；没配平，扣1分）
（2）A（多选0分）
（3）镁离子沉淀不完全及氢氧化铝溶解不完全（1个点1分）
（4）5.6× 10–10 mol/L（单位1分）
（5）Fe2O3+3KNO3+4KOH
试题分析：（1）混合物中和盐酸不反应的是二氧化硅，即固体A是二氧化硅。二氧化硅是酸性氧化物，则二氧化硅和氢氧化钠溶液反应的化学方程式是SiO2+2NaOH＝Na2SiO3+H2O。
（2）溶液B中含有铁离子、铝离子和镁离子，所以根据氢氧化物沉淀时的pH可知，如果控制pH＝3.7，析出的沉淀是氢氧化铁，即固体C是氢氧化铁。溶液B中含有铝离子和镁离子，则氢氧化物沉淀时的pH和氢氧化铝溶解时的pH可知，E时氢氧化镁，F是偏铝酸盐，所以试剂②是氢氧化钠，答案选A。
（3）如果pH过小，则会导致镁离子沉淀不完全及氢氧化铝溶解不完全，所以应该可知pH＝13。
（4）由于溶液中OH－的浓度是0.1mol/L，所以根据氢氧化镁的溶度积常数可知，溶液中镁离子的浓度是
（5）氢氧化铁分解生成氧化铁，所以根据原子守恒可知，制备高铁酸钾的化学方程式是Fe2O3+3KNO3+4KOH
点评：该题是高考中的常见题型，试题难度较大，对学生的要求高。本题关键是明确反应的原理，理解所给的信息，然后灵活运用即可。该题有利于学生的逻辑思维能力和灵活应变能力，有利于提高学生分析问题、解决问题的能力。该题综合性强，学生不易得分。
(6分)如图为实验室制取蒸馏水的装置示意图，根据图示回答下列问题：
（1）图中的两处明显错误是 、 。
（2）A仪器的名称是 。B仪器的名称是 。
（3）实验时A中除加入少量水以外，还需加入少量 。其作用是 。
。
正确答案
（1）温度计插入液面下、冷凝水上进下出 （2）蒸馏烧瓶；冷凝管
（3）碎瓷片；防止暴沸
试题分析：（1）根据蒸馏的装置可以判断出图中两处明显的错误是温度计插入液面下、冷凝水上进下出。
（2）A仪器叫蒸馏烧瓶，B仪器叫冷凝管。
（3）蒸馏时为了防止暴沸可以加入少量的碎瓷片。
点评：本题非常基础简单，主要考查蒸馏的基本操作。
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