- 物质的分离和提纯
- 共4370题
发酵粉是一种生产面制品和膨化食品的化学膨松剂,由小苏打、臭粉(碳酸氢铵)、明矾中的两种物质组成。某研究性学习小组为探究不同品牌的发酵粉的化学成分,进行如下实验。
【提出假设】
(1)假设1:由小苏打和臭粉组成;
假设2:由小苏打和明矾组成;
假设3:由________________组成。
【方案与流程】
为探究某品牌的发酵粉的化学成分,某同学设计如下实验,得到如下现象:
(2)该发酵粉的成分为________ (填化学式)。
(3)另一品牌的发酵粉的化学组成可能为假设2情况,请你设计实验验证,写出实验步骤、预期现象和结论。
(4)另一品牌的发酵粉的化学组成为小苏打和碳酸氢铵,为探究其化学式[化学式可表示为nNaHCO3·m NH4HCO3],称取4.05 g该产品在烧杯中溶解后,移入________配成100 mL溶液,用移液管取25.00mL溶液,滴加足量盐酸,生成的气体通入过量澄清石灰水中,生成的白色沉淀经干燥,称量为1.25 g。则该发酵粉的化学式为 。
(相对分子质量:NaHCO3:84 NH4HCO3:79 CaCO3:100)
正确答案
(17分)
(1)臭粉和明矾 (2分)
(2)NH4HCO3和NaHCO3 (2分)
(3)(8分)
(4)100mL容量瓶( 2分) 2NaHCO3·3NH4HCO3 (3分)
试题分析:(1)根据题意可知,不同品牌的发酵粉可能小苏打和臭粉组成,也可能由小苏打和明矾组成,还可能由臭粉和明矾组成,根据已知的假设1、假设2推断假设3为臭粉和明矾;(2)根据NaHCO3、NH4HCO3、Al2(SO4)2•12H2O的主要性质可知,NH4HCO3是铵盐,与熟石灰混合研磨可以放出氨气,其余两种盐与熟石灰研磨都不能放出气体,则A为NH3,发酵粉甲一定含有臭粉;NH4HCO3固体充分加热后完全变为气体逸出,NaHCO3固体充分受热变为Na2CO3固体和CO2、H2O,Na2CO3固体与盐酸易反应生成二氧化碳气体、NaCl、H2O,而Al2(SO4)2•12H2O或其水解产物Al(OH)3与盐酸混合都无气体产生,由此推断B为CO2,该发酵粉一定含有小苏打,所以甲品牌的发酵粉的主要成分是NaHCO3、NH4HCO3;(3)根据实验方案中步骤2的结论逆推可知,步骤2是用洁净的铂丝蘸取A中的溶液,再酒精灯外焰上灼烧,火焰的颜色呈黄色,证明有Na+,发酵粉中有NaHCO3;由于假设2是发酵粉由小苏打和明矾组成,则步骤3的结论是证明发酵粉有Al2(SO4)2•12H2O,根据其性质及提供试剂的性质推断,步骤3是设计实验方案证明发酵粉中含有Al3+,因此应向B试管中逐滴滴加0.1mol/LNaOH溶液,观察到白色沉淀或先产生白色沉淀后沉淀溶解,证明有Al3+,发酵粉中有明矾;(4)配制溶液主要包括称量、搅拌溶解、转移、洗涤、定容等步骤,因此配成100 mL溶液需要将溶解、冷却后的溶液移入100mL容量瓶中;25.00mL待测完全反应后,由于CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,则白色沉淀为碳酸钙;由于n=m/M,则n(CaCO3)=1.25g÷100g/mol=0.0125mol;由于100mL所配溶液的体积与25.00mL待测溶液之比为100/25.00,则100mL所配溶液与足量盐酸反应放出的二氧化碳为0.0125mol×100/25.00=0.05mol;设发酵粉中NaHCO3、NH4HCO3分别为xmol、ymol,由于m=n×M,则84x+79y=4.05;由于盐酸足量,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O、NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O,则xmol小苏打完全反应放出xmol二氧化碳气体,ymol碳酸氢铵完全反应放出ymol二氧化碳,则x+y=0.05;联合两个方程求解,则x=0.02,y=0.03;说明该发酵粉中小苏打和碳酸氢铵的物质的量之比为0.2∶0.3=2∶3,所以该发酵粉的组成可以表示为2NaHCO3·3NH4HCO3。
(8分)一包粉末可能含有K+、Fe3+、Al3+、Cl-、SO42-、CO32-中的若干种,现进行以下实验:
(1)取少量固体,加入稀硝酸搅拌,固体全部溶解,没有气体放出;
(2)向(1)所得溶液中加入一定量Ba(OH)2溶液,生成有色沉淀,过滤后在滤液中加入稀硝酸酸化,然后滴入AgNO3溶液,有白色沉淀生成;
(3)取(2)中的有色沉淀加入足量的稀盐酸后,沉淀全部溶解;
(4)重新取少量固体加入适量蒸馏水搅拌后,固体全部溶解,得到澄清溶液;
(5)向(4)所得的溶液中加入氨水使溶液呈碱性,有沉淀生成,过滤。往得到的沉淀中加入过量的NaOH溶液,沉淀减少。
根据上述实验,这包粉末中一定不含有的离子是 ,肯定含有的离子是 ,不能确定是否含有的离子是 ,可通过 (填实验方法)来进一步确定该离子。
正确答案
、
;
、Al3+、
;
; 焰色反应
根据(1)可知气体放出,说明没有CO32-。由(2)可知有色沉淀应该是氢氧化铁沉淀,即一定含有铁离子。滤液中加入硝酸酸化的硝酸银生成沉淀,说明一定含有氯离子。根据(3)可知沉淀中没有硫酸钡,说明一定没有SO42-。根据(5)可判断,沉淀中含有氢氧化铝,说明一定还含有铝离子。根据以上分析可知钾离子是无法确定的,需要透过焰色反应进一步确定。
(8分)现有Ca(OH)2、Na2CO3、BaCl2、NaOH、盐酸、稀硫酸六种溶液,它们存在如图所示的相互反应关系,图中每条线两端的物质可以发生化学反应,试回答下列问题:
⑴写出下列物质的化学式:A 、C 、D 、F ;
⑵写出下列反应的离子方程式:A+B 、
E+F 。
正确答案
(8分,每空1分,方程式2分)
(1)A、HCl C、Ca(OH)2 D、NaOH F;H2SO4
⑵CO+2H+
H2O+CO2↑ Ba2++SO42-=BaSO4↓
试题分析:氢氧化钙能和碳酸钠、盐酸和硫酸三种物质反应;碳酸钠能和氢氧化钙、氯化钡、盐酸和硫酸四种种物质反应;氯化钡能和碳酸钠和硫酸两种物质反应;氢氧化钠能和盐酸和硫酸两种物质反应;盐酸能和氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠三种物质反应;硫酸能和氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钡四种物质反应。所以根据转化图可知,F能和另外四种物质反应,所以F应该是硫酸或碳酸钠,所以A和C就应该是盐酸和氢氧化钙。其余2个是氢氧化钠和氯化钡,而氢氧化钠和氯化钡都与硫酸反应,所以F是硫酸,B是碳酸钠。与硫酸不反应的是盐酸,所以A是盐酸。和盐酸不反应的还有氯化钡,因此E是氯化钡。只有氢氧化钠和氯化钡能和两种物质反应,所以D是氢氧化钠,则C是氢氧化钙。
点评:化学推断题是一类综合性较强的试题,如元素及化合物性质和社会生活,环境保护,化学计算等知识,还可引入学科间综合。它不仅可考察学生对化学知识的理解程度,更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法。解框图题的方法:最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。该题难度较大。
(1)选择提纯或分离的方法,将序号填在各项横线上.
A、萃取分液B、加热分解 C、蒸发结晶 D、分液E、蒸馏F、过滤等
①分离食盐水与泥沙的混合物______.
②分离CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(110.6℃)的混合物______.
③从碘水里提取碘______.
(2)实验室配制2.00mol•L-1的NaOH溶液100mL,回答下列问题.
①需要称取NaOH固体______g.配制溶液时需用______mL容量瓶.
②某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图.由图中可以看出,该同学在操作时有一个错误是______.烧杯的实际质量为______g.
③配制时,造成所配溶液浓度偏高的原因是______.
A.所用NaOH已吸潮
B.向容量瓶加水时液面低于刻度线即摇匀
C.有少量NaOH溶液残留在烧杯内
D.向容量瓶加水时眼睛一直仰视液面
E.容量瓶中有水未干燥就配制溶液.
正确答案
(1)①泥沙不溶于食盐水,可用过滤的方法分离,故答案为:F;
②CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(110.6℃)二者沸点不同可以用蒸馏的方法分离,故答案为:E;
③碘在有机溶剂中的溶解度比在水中的溶解度大得多,可用萃取分液的分离方法,故答案为:A;
(2)①根据公式计算:n=c×v=2.00mol•L-1×0.1L=0.2mol,m=M×n=0.2mol×40g/mol=8.0g,配置100ml溶液,需要用100ml的容量瓶,故答案为:8.0;100;
②天平使用时砝码放在右盘,游码的质量+右盘的质量=左盘的质量,因为顺序放反,所以游码的质量+物体的质量=砝码的质量,所以物体的质量=砝码的质量-游码的质量,30g-2.6g=27.4g,故答案为:物体和砝码放反了;27.4g;
③A.氢氧化钠吸潮,称得的氢氧化钠物质的量偏小,故A错误;
B.向容量瓶加水时液面低于刻度线即摇匀,溶液的体积V偏小,c偏大,故B正确;
C.少量氢氧化钠残留在烧杯内,使得n偏小,c偏小,故C错误;
D.向容量瓶加水时眼睛一直仰视液面,溶液的体积V偏大,c偏小,故D错误;
E.容量瓶中有水未干燥就配制溶液,对结果没有影响,故E错误;
故答案为:B.
实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙.大理石的主要杂质是氧化铁.以下是提纯大理石的实验步骤:
(1)溶解大理石时,用硝酸而不用硫酸的原因是______.
(2)操作Ⅱ的目的是______,溶液A(溶质是共价化合物)是______.
(3)写出检验滤液中是否含铁离子的方法:______.
(4)写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式:______写出滤液B的一种用途:______.
(5)CaO2中一般含CaO.试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计.
试剂:氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器:电子天平、锥形瓶、滴定管
实验步骤:
①______;②加入______;③加入酚酞,用氢氧化钠标准溶液滴定.
(6)若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应,实际操作中过量半滴(1mL溶液为25滴),则相对误差为______.
正确答案
(1)H2SO4与CaCO3反应生成CaSO4,CaSO4微溶于水,附着在CaCO3的表面,阻止反应进一步发生,
故答案为:硫酸钙微溶于水;
(2)大理石溶于硝酸后生成Ca(NO3)2、Fe(NO3)3,可通过向溶液中加CaCO3或氨水的方法调节pH,使Fe3+以
Fe(OH)3的形式除去,当溶质只能是共价化合物时为氨水,
故答案为:除去溶液中的Fe3+;氨水;
(3)三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色,Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3溶液,取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+,
故答案为:取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液不变红色,说明滤液中不含Fe3+;或取少量滤液,向其中加入硫氰化钾溶液,溶液变红色,说明滤液中含Fe3+;
(4)过滤后的溶液中含有大量的Ca2+,加入碳酸铵发生复分解反应生成碳酸钙沉淀,反应后的离子方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓,滤液B的溶质是NH4NO3,可以用作化肥,
故答案为:Ca2++CO32-=CaCO3↓;作化肥;
(5)测量CaO2含量,需取样品且称量样品的质量,所以需称量,溶于水2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2,加过量的标准盐酸,确保氢氧化钙全部反应,
故答案为:称量;过量的标准盐酸;
(6)1mL溶液为25滴,半滴的体积为mL,则相对误差为
×100%=0.1%,
故答案为:0.1%;
某同学为了验证海带中含有碘,拟进行如下实验,请回答相关问题。
(1)第1步:灼烧。操作是将足量海带灼烧成灰烬。该过程中将使用到的硅酸盐质实验仪器有 (填代号,限填3项)。
A.试管 B.瓷坩埚 C.坩埚钳 D.铁三角架E.泥三角 F.酒精灯 G.烧杯 H.量筒
(2)第2步:I-溶液的获取。操作是 。
(3)第3步:氧化。操作是依次加入合适的试剂,其中下列氧化剂中最好选用 (填代号)。
A.浓硫酸 B.新制氯水 C.KMnO4溶液 D.H2O2
理由是 。
(4)第4步:碘单质的检验。操作是取少量第3步的溶液,滴加淀粉溶液,如果溶液显 ,则证明海带中含碘。
正确答案
(1)B、E、F
(2)将灰烬转到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸,过滤
(3)D 过氧化氢是绿色氧化剂,在氧化过程中不会引进杂质、不产生污染
(4)蓝色
试题分析:(1)固体灼烧需要用到坩埚和酒精灯,而坩埚需要放在泥三角上,所以答案选BEF。
(2)要获得碘离子,则应该将灰烬转到烧杯中,加适量蒸馏水,用玻璃棒充分搅拌,煮沸,过滤即可。
(3)双氧水的还原产物是水,不会造成污染,也不会带入杂质,是最理想的绿色氧化剂,答案选D。
(4)检验单质碘的试剂是淀粉,实验现象是变蓝色。
点评:该题是基础性实验题的考查,侧重对学生实验能力的考查,旨在培养学生规范严谨的实验设计能力和动手操作能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。
(4分)某固体混合物可能由K2SO4、NaCl、CuCl2和Na2SO3中的一种或几种组成.依次进行下列五步实验,观察到的现象记录如下:
①取一定量混合物加水溶解得无色透明溶液;
②向上述溶液中滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,将该沉淀洗涤过滤干燥称得质量为a克;
③上述白色沉淀加入稀硝酸充分搅拌后,再次将沉淀洗涤过滤干燥称量,沉淀质量增加;
④往②的滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀不溶于稀硝酸.根据以上实验现象,可以判断出混合物中肯定含有的物质是 ;肯定不含有的物质是 ;不能判断混合物中是否含有的物质是 .
正确答案
Na2SO3 (1分) ; CuCl2 (1分) ; K2SO4、NaCl (各1分)
试题分析:①向混合物中加入适量水全部溶解,溶液无色透明,说明一定不会含有不溶物或反应生成不溶物,所以可知该物质中一定不存在氯化铜;
②向步骤①溶液中滴加过量BaCl2溶液生成白色沉淀,则说明该白色沉淀可能是亚硫酸钡或硫酸钡,所以该物质中可能含有硫酸钾和亚硫酸钠;
③取步骤②的白色沉淀,加入稀硝酸沉淀质量增加,说明该沉淀一定有亚硫酸钡,故原物质中一定含有亚硫酸钠,不能确定是否有硫酸钡,从而可知该物质中不一定含有硫酸钾,。
④滤液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,该沉淀不溶于稀硝酸,说明该白色沉淀一定是氯化银,但无法证明该溶液中的氯离子,是来自于原混合物还是②中加入的氯化钡所致,所以氯化钠无法确定。
综上可得混合物中肯定含有亚硫酸钠,一定不含有CuCl2,可能含有NaCl 、K2SO4。
点评:在解此类题时,首先分析题中的现象物质之间的关系,然后根据现象推出可以确定存在或不存在的物质,对于现象不能确定的只能再设计实验进行验证。
(12分)Ti有“太空金属”之称,在常温下,其单质比较稳定,不与非金属、强酸反应;在高温下,Ti可与常见非金属反应。以钛铁矿(FeTiO3)为主要原料冶炼金属钛的一种工业生产流程如下:
⑴反应①中焦炭作 剂(选填“氧化”、“还原”,下同),Cl2作 剂。
⑵反应②的化学方程式为 ,该反应的基本类型是 ;反应②须在氩气流中进行的原因是 。
⑶从反应所得金属钛中含有金属镁,从混合物中获取钛的方法是
。
正确答案
:⑴还原(1分) 氧化(1分)
⑵TiCl4+2MgTi+2MgCl2(2分) 置换反应(1分) 防止Mg和Ti被氧化(2分)
⑶将混合物溶于盐酸后,过滤,洗涤
试题分析:(1)根据:焦炭转化为CO、Cl2转化为TiCl4、FeCl3,故答案为:焦炭做还原剂、氯气做氧化剂。
(2)反应的反应物为TiCl4和镁.对于生成物,题中信息告知制得金属钛,其他生成物需要自己分析解决.而题中对此反应没有更多介绍信息,因此在分析反应时可借助“金属(Mg)和盐(TiCl4)发生置换反应”的规律解答.故答案为:TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(3)要分离出金属钛,利用钛常温下不与酸反应的性质,把混合物放入足量稀盐酸,除去产物中过量的镁,最后洗涤干燥即得较为纯净的金属钛.故答案为:将混合物溶于盐酸后,过滤洗涤、烘干。
点评:根据题意,题目旨在分析所给信息找出反应发生的过程,用化学方程式表示反应。解答此类问题时,主要抓住反应物、生成物和反应条件的辨别和分析,正确书写有关物质的化学式,一般配平过程不会太复杂。本题还涉及混合物的分离的实验设计,使用化学方法分离混合物时选用的化学试剂应只与混合物中杂质反应,并且反应后不带来新的杂质。
某化学小组用粗氧化铜(含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜,其实验流程如下所示:
(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式是______.
(2)步骤①、③的过滤操作中,除用到铁架台(带铁圈)外,还需要使用的玻璃仪器是______.
(3)已知:
参照表中给出的数据和试剂,请回答:
步骤②的目的是______,反应的离子方程式是______.步骤③中调节溶液pH的范围是______,试剂Y是______(填字母).
(4)步骤⑤要得到无水氯化铜,需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2•2H2O,其原因是______.
正确答案
(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,反应的离子方程式是:CuO+2H+=Cu2++H2O;
故答案为:CuO+2H+=Cu2++H2O;
(2)过滤装置中的玻璃仪器有普通漏斗、玻璃棒、烧杯;
故答案为:普通漏斗、玻璃棒、烧杯
(3)操作②是加入氧化剂把亚铁离子氧化为铁离子但不能引入新的杂质,氧化剂选择过氧化氢氧化亚铁离子的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;步骤③是加入氧化铜调节溶液PH到大于3.2,小于4.7,使铁离子完全沉淀;
故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;3.2至4.7;d
(4)步骤⑤要得到无水氯化铜,需要在干燥的HCl气流中加热CuCl2•2H2O,是为了抑制铜离子的水解得到氯化铜晶体同时带走产生的水蒸气;
故答案为:干燥的HCl气流既可抑制Cu2+的水解,还能带走CuCl2•2H2O受热产生的水汽.
实验室合成环己酮的反应、装置示意图及有关数据如下:
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的ΔH<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的A中,在55~60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95 ~ 100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
①如何滴加酸性Na2Cr2O7溶液 ,用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮,用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是 。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~ 156℃馏分,b.过滤,c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是 (填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有 。
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是 。
(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有 种不同化学环境的氢原子。
正确答案
(1)①打开分液漏斗颈上的玻璃塞,拧开下面的活塞,缓慢滴加
避免使用致癌危险的Na2Cr2O7
②环已酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出
(2)①c d b a ②漏斗、分液漏斗 ③ 增加水层的密度,有利于分层,减小产物的损失
(3)3
试题分析:(1)①从酸式滴定管中滴加酸性Na2Cr2O7溶液的方法是打开分液漏斗颈上的玻璃塞,拧开下面的活塞,缓慢滴加。用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮,用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是 避免使用致癌危险的Na2Cr2O7。安全系数更大。②由于环已酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出。所以蒸馏不能分离环己酮和水的混合物。(2)①操作的正确顺序是首先在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,然后加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。接着过滤,最后蒸馏,收集151~ 156℃馏分即得到纯净的环己酮。因此顺序代号为:c d b a 。②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有漏斗、分液漏斗。③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是增加水层的密度,有利于分层,减小产物的损失。(3)环己酮分子为对称结构,在分子中含有羰基碳原子的邻位、间位、对位三种种不同化学环境的氢原子。
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