- 物质的分离和提纯
- 共4370题
废旧电池进入环境后，对人体带来一系列的致畸、致癌、致变等危害。废电池中主要有铜帽（含Cu、Zn）、锌壳、铁片、石墨、填充物（MnO2、NH4Cl），对废旧电池进行资源化处理的工艺流程如下：
（1）操作A的名称为 ，滤渣的成分为 。
（2）填充物用60℃温水溶解，目的是为了加快溶解速率，但必须控制温度不能太高，其原因是 。
（3）铜帽溶解时加入H2O2的目的是（用化学方程式表示） 。铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去，除去H2O2的简便方法是 。
（4）碱性锌锰电池的电解质为KOH，总反应为：Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2，其负极的电极反应式为 。
正确答案
（14分）（1）过滤（2分） MnO2（2分）
（2）防止高温下NH4Cl分解（2分，其它合理解释也给分）
（3）①Cu+H2O2+H2SO4==CuSO4+2H2O（3分，不配平扣1分，化学式错不给分）
②加热（2分）
（4）Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)2（3分）
试题分析：（1）根据混合物分离提纯的方法可知，得到滤渣和滤液的方法是过滤，则操作A的名称为过滤或趁热过滤，用60℃温水溶解MnO2、NH4Cl的混合物，得到的滤渣是MnO2，为了防止冷却时结晶析出NH4Cl，加入的蒸馏水需过量，且最好趁热过滤；（2）首先，NH4Cl是强酸弱碱盐，温度太高促进其彻底水解，变为受热易分解的NH3•H2O和易挥发的HCl，降低NH4Cl的产率；其次，温度太高，NH4Cl受热易分解为NH3和HCl气体；（3）Cu是氢后金属，不能直接溶于稀硫酸，过氧化氢是常见的氧化剂，在酸性条件下能溶解铜单质，根据化合价升降总数相等、铜硫氢等原子守恒可得：Cu+H2O2+H2SO4==CuSO4+2H2O；除杂试剂需过量，过量试剂需除去，双氧水受热依分解，硫酸铜可以催化其分解，因此加热是除去过氧化氢的简便方法；而加入过量的锌灰（Zn）可以除去Cu2+、过量的稀硫酸，过滤得到的滤渣为海绵铜（Cu），滤液为硫酸锌溶液，以滤液为原料可以制备ZnO；（4）根据总反应式中化合价升高的元素可知，负极的主要反应物→产物为：Zn→Zn(OH)2；由化合价升高总数等于失去电子数可得：Zn－2eˉ→Zn(OH)2；根据电荷守恒和原子守恒可知，负极反应式为Zn－2eˉ+2OHˉ==Zn(OH)2。
甲酸为不溶于水易溶于乙醇的无色晶体，苯酚常温下能溶于水，易溶于酒精．酸性强弱为：盐酸＞苯甲酸＞碳酸＞苯酚＞碳酸氢钠．现有苯甲酸、苯酚一起溶于乙醇所得的混合液，设计一个简单的实验方案，把这三种物质分离为各自的纯净物．按分离的先后顺序的多种可能方案：
方案一：按酸性由弱到强顺序分离
方案二：按酸性由强到弱顺序分离；
…
供选择试剂：①10%氢氧化钠溶液②37%盐酸③Na2CO3溶液④NaHCO3溶液⑤大理石⑥KMnO4溶液⑦生石灰⑧10%H2SO4
（1）甲同学按实验方案一进行，请填写相关内容．
（2）方案一中需要蒸馏操作，该操作需要的仪器除了铁架台、酒精灯、石棉网、接液管、锥形瓶和连接导管、橡胶塞外还要有______．
（3）方案一需要制取CO2应选用下述哪种装置______（填符号），该装置检验气密性的方法是______．
正确答案
（1）①在苯甲酸和苯酚的混合物中加入氢氧化钠，酸碱之间发生中和反应生成对应的盐和水，实质分别是：
OH-+C6H5-OH→C6H5O-+H2O，OH-+C6H5-COOH→C6H5-COO-+H2O；
③苯酚钠中通二氧化碳会反应生成苯酚和碳酸氢钠，离子反应为C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+HCO3-，苯酚不溶于水，静置后分液得苯酚和碳酸氢钠；
④苯甲酸钠中加强酸盐酸能生成氯化钠和苯甲酸，离子反应为C6H5COO-+H+→C6H5COOH↓，符合强酸制弱酸的原理；
故答案为：
（2）蒸馏装置的试验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、接液管、锥形瓶和连接导管、橡胶塞、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计，故答案为：蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计；
（3）制取CO2的方法：碳酸钙和盐酸在不加热的条件下反应来制，只有A装置合理，可以根据气压原理来检验气密性：将导管连接上A中的玻璃管，再将导气管的末端置于水中，用酒精灯对A中的试管微热，如果看到有气泡冒出，冷却后导气管的末端能回流形成一段水柱，说明A装置气密性良好，故答案为：A；将导管连接上A中的玻璃管，再将导气管的末端置于水中，用酒精灯对A中的试管微热，如果看到有气泡冒出，冷却后导气管的末端能回流形成一段水柱，说明A装置气密性良好．
海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴过程如下：
（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的新产品有H2、_______、______或H2、______．
（2）步骤Ⅱ中用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为______．
（3）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性．他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：
请你参与分析讨论：
①实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件______．
②C中液体产物颜色为______，为除去该产物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是______．
③用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用______．
正确答案
（1）惰性电极电解食盐水生成氢气、氯气、氢氧化钠；利用生成物可以使氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠、水；
故答案为：Cl2 ；NaOH；NaClO；
（2）依据流程图分析可知，为富集溴，用二氧化硫还原溴单质为溴离子；反应的离子方程式为：Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-；故答案为：Br2+SO2+2H2O═4H++SO42-+2Br-；
（3）①要达到提纯溴的目的，关键是控制镏出成分的沸点，Br2的沸点为59℃，控制温度为59℃，冷凝得到液溴；
故答案为：利用温度计控制产生蒸气的温度，并收集59℃时的馏分；
②得到的溴单质颜色为深红棕色；除去该产物中仍残留的少量Cl2，利用氯气强氧化性，可向其中加入NaBr溶液反应生成氯化钠和溴单质；溴单质微溶于水，所以可以分液分离或蒸馏得到溴单质；
故答案为：深红棕色；分液（或蒸馏）；
③溴单质是有毒性和强腐蚀性，不能排放到空气中，需要用碱吸收，反应的离子方程式为：Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O；故答案为：Br2+2OH-═BrO-+Br-+H2O．
有一固体混合物，可能由NaI、KCl、Na2CO3、Na2SO4、CaCl2、Cu(NO3)2中的一种或几种组成，为了检验所含的物质，做了以下实验：
①取少许固体溶于水，得到无色透明溶液；
②往此溶液中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成；
③过滤，往沉淀中加入足量的稀硝酸，发现沉淀没有全部溶解且有无色无味的气体生成。
④往滤液中加入足量的新制的氯水，再加入少许汽油，振荡，静置，上层液体呈紫红色。
（1）试判断：固体混合物中肯定含有 ，
一定没有 ，
可能含有 。
（2）对可能含有的物质，如何进行实验以进一步检验。
。
（3）实验④中发生的化学反应属于 反应（填反应类型），主要实验操作名称叫 。
正确答案
（1）肯定含有Na2CO3、Na2SO4、NaI， （2分）
一定没有Cu(NO3)2、CaCl2， （2分）
可能含有KCl （2分）
（2）做焰色反应，若透过蓝色钴玻璃有紫色火焰，则含KCl；反之，则没有。（2分）
（3）置换反应或氧化还原反应（1分） 萃取（1分）
试题分析：（1）由①，无Cu(NO3)2，且CaCl2和Na2CO3不能同时有；由②，有Na2CO3，无CaCl2；
由③，“部分溶于”有Na2SO4；由④，上层紫红色，上层是苯（萃取，苯密度小于水，易溶解碘），有KI，因此不能确定KCl；因此有Na2SO4，Na2CO3、 KI；无CuCl2、CaCl2，可能有KCl
（2）检验氯化钾，可以做焰色反应。若透过蓝色钴玻璃有紫色火焰，则含KCl；反之，则没有。
（3）实验④中发生的化学反应Cl2+2I-=I2+2Cl-，发生的是氧化还原反应。加入有机溶剂萃取碘单质。
根据下图回答问题
（1）写出上图中序号为①～④仪器的名称：
①______；②______；③______；④______；
（2）分离碘水中的碘应先选择装置______（填装置序号）进行______和______操作，再用装置______（填装置序号）进行______操作．
（3）现欲用质量分数为98%，密度为1.84g•cm-3的浓硫酸来配制浓度为0.50mol•L-1的稀硫酸100mL．
①所取浓硫酸的体积为______mL．
②下列操作能引起所配制的溶液浓度偏高的是______
A．量取浓硫酸时俯视B．在烧杯中稀释浓硫酸后，立即转移到容量瓶中
C．定容时俯视D．洗净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液．
正确答案
（1）因①～④仪器的名称分别为：蒸馏烧瓶、冷凝管、分液漏斗、100mL容量瓶；
故答案为：蒸馏烧瓶；冷凝管；分液漏斗；100mL容量瓶；
（2）碘在四氯化碳中的溶解度较在水中大，并且四氯化碳和水互不相溶，可用萃取的方法分离，接着可用分液方法将两层液体分开；四氯化碳易挥发，可用蒸馏的方法分馏得到四氯化碳；
故答案为：Ⅱ；萃取；分液；Ⅰ；蒸馏；
（3）①设需要98%H2SO4的体积为VmL，根据溶液稀释前后溶质质量不变则，VmL×1.84g/cm3×98%=100mL×0.50mol•L-1×98g/mol，解得V=27ml，所以溶液的体积为27ml，
故答案为：27；
②A．量取浓硫酸时俯视会使得浓硫酸的体积偏小，所以使溶液浓度偏低；
B．在烧杯中稀释浓硫酸时放出热，所以立即转移到容量瓶中，会使得溶液的体积膨胀，等到冷却到室温，使得溶液的体积变小，所以使溶液浓度偏高；
C．定容时俯视，使得溶液的体积变小，所以使溶液浓度偏高；
D．洗净的容量瓶未经干燥就用于配制溶液，不会影响溶液浓度．
故答案为：BC．
已知某工业废水中含有大量FeSO4，较多的Cu2+，少量的Na+以及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收FeSO4•7H2O晶体及金属Cu．
（1）步骤1的主要操作是______，需用到的玻璃仪器有______，______、______．
（2）步骤2中发生反应的离子方程式为______；
（3）步骤3中加入的Y溶液是______（填化学式）；
（4）步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩．______．过滤．洗涤．烘干．
（5）实验室要配制100mL1.0mol•L-1 FeSO4溶液，经计算，应该用托盘天平称取FeSO4•7H2O固体______g．
正确答案
（1）步骤1为不溶性固体和溶液的分离，应为过滤操作，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、普通漏斗，
故答案为：过滤；烧杯；普通漏斗；玻璃棒；
（2）在步骤2中加入过量的Fe，发生Fe+Cu2+═Cu+2Fe2+，以制得单质Cu，故答案为：Fe+Cu2+═Cu+2Fe2+；
（3）经步骤2后所得固体混合物为Fe和Cu的混合物，过量的Fe用稀H2SO4除去，发生反应为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑，
故答案为：H2SO4；
（4）最后所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O晶体，故答案为：冷却结晶；
（5）n（FeSO4）=0.1L×1.0mol/L=0.1mol，n（FeSO4•7H2O）=n（FeSO4）=0.1mol，
m（FeSO4•7H2O）=0.1mol×278g/mol=27.8g，
故答案为：27.8．
某课外活动小组的同学，研究用过量的锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的有关问题：
（1）锌与浓硫酸反应制取二氧化硫的化学方程式为______________________________。
（2）这样制取的二氧化硫气体中可能含有的杂质是__________________；原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证（2）的判断是否正确，若按气体从左到右流向时，气体流经的各装置导管的编号依次是________（用a、b……填写）。
（4）根据（3）确定的实验过程，请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论或解释填入下表：
正确答案
（1）Zn＋2H2SO4（浓）=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
（2）氢气和水蒸气 随着反应的进行浓硫酸被消耗会变成稀硫酸，锌与稀硫酸反应产生氢气，同时会有少量水蒸气
（3）cd（或dc） ab（或ba） e
（4）
（3）要检验SO2中的水蒸气以及氢气，需首先用无水硫酸铜检验水蒸气，且用碱石灰除去水蒸气，再将剩余气体依次通过灼热的氧化铜和无水硫酸铜，通过黑色氧化铜变红和无水硫酸铜变蓝的现象证明气体中含有氢气，最后将剩余气体用盛有碱石灰的干燥管吸收，防止污染空气。
海水是巨大的资源宝库。下图是人类从海水资源获取某些重要化工原料的流程示意图。
回答下列问题：
操作A是_________________(填实验基本操作名称)。用何种方法知道海水晒盐的过程中溶液里食盐含量在逐渐提高？________
a．分析氯化钠含量 b．测定溶液密度 c．观察是否有沉淀析出
操作B需加入下列试剂中的一种，最合适的是______（选填编号）。
a．氢氧化钠溶液 b．澄清石灰水 c．石灰乳 d．碳酸钠溶液
向苦卤中通入Cl2，发生反应的离子方程式是____________________________，操作C是_______________________________。
上图中虚线框内流程的主要作用是_______________________；与之目的相同的流程在上图中还有几处，试指出其中一处________________________。
将MgCl2转化为Mg时获得的副产品是_____________，用化学方程式表示该物质的某种用途______________________________________。
正确答案
蒸发结晶（1分），b（2分） c；（1分）
Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；（2分） 热空气吹出（1分）
富集Br2（1分）；海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液。（写出其中之一即可，1分）
Cl2；（1分） Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O（其他合理答案均可）（2分）
试题分析：（1）从海水中得到粗盐的操作应该是蒸发结晶。氯化钠的含量测定比较复杂，而观察法又不准确，所以最好的办法是测定溶液的密度，答案选b。
（2）向苦卤中加入石灰乳即可生成氢氧化镁沉淀，答案选c。
（3）冷却具有氧化性，能把溴离子氧化生成单质溴，反应的方程式是Cl2 + 2Br- → Br2 + 2Cl-；要使生成的单质溴溢出，则通过热空气吹出即可。
（3）上图中虚线框内流程的主要作用是富集单质溴。根据流程图可判断海水蒸发结晶得到粗盐、苦卤→Mg(OH)2→MgCl2溶液等均是富集单质溴的。
（4）电解熔融的氯化镁可以冶炼金属镁，同时得到氯气。在工业上氯气可以制备漂白液，反应的方程式是Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，难易适中，侧重对学生基础知识的巩固与训练，同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力。该类试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。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。
某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示实验：
查阅教材可知，普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质．请回答以下问题：
（1）操作①的名称是______；操作②的名称是______；
（2）操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、______、______ 和三脚架；操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中还存在的物质为______．
（3）操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为______．
（4）该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有NH4Cl和ZnCl2，下面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容：
（5）根据以上的实验报告，关于滤液的成分，他的结论是：滤液中含有氯化铵和氯化锌若想从滤液中得到溶质固体，还应进行的操作是______．若要将所得的溶质固体中的物质加以分离，可用______法．
正确答案
（1）根据图示可知，操作①是将固体溶解在水中，应是溶解；操作②是把固体与溶液分离，应是过滤．
故答案为：溶解；过滤．
（2）由图可知操作③是在坩埚内灼烧滤渣，通常把泥三角放在三角架上，再把坩埚放在泥三角上．
使澄清石灰水变浑浊的气体有二氧化碳和二氧化硫，二氧化碳可由黑色的碳单质灼烧制得，二氧化硫可由淡黄色的硫单质灼烧制得，所以该黑色物质是碳单质．
故答案为：坩埚、泥三角；碳．
（3）能使带火星的木条复燃的气体是氧气，能使双氧水迅速产生氧气的黑色固体物质是二氧化锰．
故答案为：二氧化锰．
（4）氯离子的检验：取少许滤液于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，银离子和氯离子反应生成不溶于水的白色沉淀氯化银；如果有白色沉淀生成，就说明有氯离子．
铵根离子的检验：铵根离子能和强碱在加热条件下反应生成氨气，氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色；如果湿润的红色石蕊试纸变蓝色，就说明有铵根离子存在．
故答案为：
（5）从滤液中得到溶质固体，应进行的操作是加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶．
分离所得的溶质固体，可以利用氯化铵的不稳定进行分离，采取加热法分离，再冷却收集氯化铵．
故答案为：加热蒸发（加热浓缩），冷却结晶；加热．
（1）配制500mL浓度为2.5mol•L-1的NaOH溶液时，需要的玻璃仪器，除了烧杯、玻璃棒外，还必须有的是______、______；实验两次用到玻璃棒，其作用分别是______、______．
（2）现有一瓶A和B的混合液，已知它们的性质如下表．
据此分析，将A和B相互分离的常用方法是______．
正确答案
（1）操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解（可用量筒量取水加入烧杯），并用玻璃棒搅拌，加速溶解．冷却后转移到500mL容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯、玻璃棒2-3次，并将洗涤液移入容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．所以所需仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管、药匙．
根据提供的仪器可知，还需仪器有500mL容量瓶、胶头滴管、药匙．
玻璃棒的作用为：搅拌，引流．
故答案为：500mL容量瓶、胶头滴管、药匙；搅拌，引流．
（2）由表中信息可知二者互溶，且沸点相差比较大应选择蒸馏方法将二者分离．
故答案为：蒸馏．
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