- 物质的分离和提纯
- 共4370题
(5分)将氯气通入无色的饱和碘化钾溶液中，其离子方程式是 ，向所得溶液中加入四氯化碳，振荡后静置，则溶液分为两层，下层是显 色，这种操作叫做 。
正确答案
Cl2+2I-==I2+2Cl-,紫（红）色 ；萃取
试题分析：氯气能置换碘化钾中的碘，离子方程式为Cl2+2I-==I2+2Cl-；四氯化碳会萃取所得溶液中碘单质，四氯化碳的密度大于水的密度，所以下层是溴的四氯化碳溶液，显紫色或紫红色。
点评：熟悉卤单质间的置换，熟悉萃取在提纯溴、碘中的应用
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO2）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
（1）从上图中选择制取气体的合适装置：
氮气 、氢气 。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有 、 。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨， （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是： 。
（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是： ，锥形瓶中还可观察到的现象是： 。
（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式： 。
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 、 离子。
（B）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于
上（用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：A.蒸发皿 B.石棉网 C.泥三角 D.表面皿 E.坩埚钳 F.试管夹
（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是 。
A.灼烧过程中部分氧化铜被还原 B.灼烧不充分铜未被完全氧化
C.氧化铜在加热过程中分解生成铜 D.该条件下铜无法被氧气氧化
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、 、冷却结晶、 、自然干燥。
（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是： 、 。
（5）在测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行
次。
（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是 。
a.加热温度过高 b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却 d.胆矾晶体部分风化
正确答案
（A）（1）a、b （2）干燥气体 控制氢气和氮气的流速
（3）不会 因为混合气体中含有大量难溶于水的氮、氢两种气体
（4）说明氨的氧化反应是一个放热反应 有红棕色气体产生
（5）4NH3+5O2
（6）NH
（B）（1）C E B
（2）A B （3）蒸发 过滤
（4）产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体
（5）4 （6）a
（A）（1）由题给反应物的状态，NaNO2和NH4Cl都是饱和溶液，可推知N2用a装置，而H2是由锌粒（固）和稀酸（液）来制取，则可用b制取。
（2）干燥气体和调节（或控制）H2和N2的流速。
（3）不会，因合成氨的反应是一个可逆反应，生成的混合气体除NH3以外还有大量的N2和H2存在。
（4）从能使铂丝保持红热可以推知，氨的氧化反应是一个放热反应。根据氨氧化的产物看有NO生成，NO被O2氧化又产生NO2，所以锥形瓶中会看到有红棕色气体产生。
（5）乙装置中氨氧化的反应方程式为4NH3+5O2
（6）因氨氧化生成的NO与O2、H2O反应生成HNO3，未氧化的氨与HNO3反应生成NH4NO3。因此，反应结束后，锥形瓶内的溶液中除有H+、OH-外，还应有NH
（B）（1）因坩埚加热后温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。
（2）灼烧后含有少量铜其原因可能是灼热不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。
（3）利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。
（4）根据途径Ⅰ的反应方程式Cu+2H2SO4(浓）
（5）称量操作至少进行4次，分别是：①称量坩埚；②称量加入晶体后的坩埚；③称量加热冷却后的坩埚；
④称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1 g。
（6）若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。
欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr2O72-转化为Cr（OH）3沉淀除去．三种金属离子生成沉淀的pH如表．
（1）某含铬废水处理的主要流程如图所示：
①初沉池中加入明矾作沉降剂，其作用的原理是（用离子方程式表示）______．
②请补充并配平以下反应池中发生主要反应的离子方程式：
______Cr2O72-+______HSO3-+______═______Cr3++______SO42-+______H2O．
③根据“沉淀法”和“中和法”的原理，向沉淀池中加入NaOH溶液，此过程中发生主要反应的离子方程式是：H++OH-=H2O和______．证明Cr3+沉淀完全的方法是______．
（2）工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水．实验室利用如图模拟处理含Cr2O72-的废水，阳极反应是Fe-2e-=Fe2+，阴极反应式是2H++2e-=H2↑．
①Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是______，
②上述反应得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全，从其对水的电离平衡角度解释其原因______．
③若溶液中含有0.01molCr2O72-，则阳离子全部生成沉淀的物质的量是______mol．
正确答案
（1）①K2SO4﹒Al2（SO4）3﹒24H2O为强电解质，在溶液中完全电离，生成Al3+和SO42-、K+，Al3+能水解生成氢氧化铝胶体：Al3++3H2O=Al（OH）3（胶体）+3H+或Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，氢氧化铝胶体具有吸附性，能吸附水中的悬浮物，所以能作净水剂，
故答案为：Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+；
②反应中，Cr2O72-中铬元素化合价变化为：+6→+3，化合价降低了3价，Cr2O72-中含有两个铬原子，至少降低6价；
HSO3-中硫元素化合价变化为：+4→+6，化合价升高了（6-4）=2价，化合价变化的最小公倍数为6，所以Cr2O72-的化学计量数为1，亚硫酸氢根离子计量数为3，铬离子计量数为2，硫酸根离子计量数为3，再根据电荷守恒，氢离子计量数为5，最后根据质量守恒判断，未知物为水，计量数为4，配平后的方程式为：Cr2O72-+3HSO3-+5H+═2Cr3++3SO42-+4H2O，
故答案为：1；3；5；2；3；4；
③向转化后的废水中加入NaOH溶液，NaOH会和H+发生反应H++OH-═H2O，Cr3+与NaOH发生反应Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓，根据表中数据可知，Cr（OH）3沉淀完全时，溶液的pH为8，所以测定溶液的pH，若pH≥8，则证明Cr3+沉淀完全，
故答案为：Cr3++3OH-=Cr（OH）3↓；取沉淀后的上层清液测定其pH，若pH≥8，则沉淀完全；
（2）①亚铁离子与Cr2O72-发生氧化还原反应，Cr2O72-被还原为Cr3+，然后Cr3+生成Cr（OH）3沉淀，重铬酸根具有强氧化性，能将生成的亚铁离子氧化为三价，反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
②随着电解进行，溶液中c（H+） 逐渐减少，打破了水的电离平衡，促进了水的电离，使溶液中OH-浓度增大，溶液的碱性增强，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀，金属阳离子在阴极区可沉淀完全，
故答案为：水中的H+在阴极区放电，H+浓度减小促使水的电离平衡H2O⇌H++OH-向右移动，阴极区OH-浓度增大与金属阳离子在阴极区结合而沉淀完全；
③根据Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O，Cr3++3OH-═Cr（OH）3↓、Fe3++3OH-═Fe（OH）3↓知0.01mol Cr2O72-，可生成0.02molCr（OH）3，0.06molFe（OH）3，共0.08mol，
故答案为：0.08．
（每空2分 共14分）
1. 如何检验实验室用KClO3和MnO2制取氧气后的产物中有Cl—存在：
_________________________________________________________________________;
2. 检验SO42— 离子，应先用_____________试剂再用 _____________试剂；
3 . 用Na2CO3沉淀CaCl2溶液中的钙离子，如何检验Ca2+已经沉淀完全
___________________________________________________________________________
4. 下列三组实验中都要用到玻璃棒，请写出玻璃棒的作用：
过滤：________________________________________________________________
蒸发：________________________________________________________________
溶解：________________________________________________________________
正确答案
1. 取少量固体，用水溶解，取上层清液少许，滴加硝酸银溶液,若有白色沉淀生成，继续加硝酸，沉淀不溶解，则有氯离子。
2. 稀盐酸；氯化钡溶液
3.取上层清液少许，继续滴加氯化钙溶液，若有沉淀生成，则未沉淀完全；若无沉淀生成，则沉淀完全。
4. 过滤：引流防止液体飞溅
蒸发：搅拌防止局部过热 引起液体飞溅危险
溶解：搅拌 加速固体溶解
试题分析： 1.检验残留固体中氯离子的方法是取少量固体，加水溶解，取上层清液少许，加硝酸银溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成。
2.检验硫酸根离子时，先加盐酸，无现象，即可排除Ag+、CO32-等离子的干扰，再加氯化钡溶液产生白色沉淀即可证明原溶液中存在硫酸根离子。
3. 用Na2CO3沉淀CaCl2溶液中的钙离子，检验Ca2+已经沉淀完全的方法：静置，向上层清液中继续滴加碳酸钠溶液，无白色沉淀生成。
4. 过滤操作中玻璃棒的作用是引流，防止液体飞溅；蒸发时玻璃棒的作用是搅拌，防止局部过热引起液体飞溅；
溶解时玻璃棒的作用是搅拌，加速固体溶解。
点评：检验离子是否沉淀完全的方法是：静置，继续向上层清液中滴加沉淀剂，看是否产生沉淀。
（9分）(1)鉴别KCl溶液和K2CO3的试剂是 ，离子方程式为 。（3分）
(2)除去混入NaCl溶液中少量NaHCO3杂质的试剂是 ，离子方程式为 。（3分）
(3)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3杂质用 方法，化学方程式为 。（3分)
正确答案
稀盐酸 2H++CO32-="=" H2O + CO2 ↑
稀盐酸 H++HCO3-="=" H2O + CO2 ↑
加热 2NaHCO3
试题分析：（1）K2CO3溶液跟盐酸反应有气泡产生，KCl溶液跟盐酸不反应，所以可以用盐酸来鉴别。（2）NaHCO3可以和盐酸反应生成NaCl、CO2和H2O，不会引入杂质，所以用盐酸除杂。（3）碳酸氢钠受热分解生成碳酸氢钾，所以直接加热就可以除杂。
点评：把物质中混有的杂质除去而获得纯净物叫提纯，将相互混在一起的不同物质彼此分开而得到相应组分的各纯净物叫分离。在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则: 1.不能引入新的杂质（水除外），即分离提纯后的物质应是纯净物（或纯净的溶液），不能有其他物质混入其中；2.分离提纯后的物质状态不变；3.实验过程和操作方法简单易行，即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学，先简单后复杂的原则。
某化学兴趣小组设计以下实验步骤与操作来定性检验茶叶中含有的少量钙、铁、铝三种元素。
已知Ca2+、Al3+、Fe3+完全形成相应氢氧化物沉淀的pH如下表：
（1）步骤①中加入盐酸的作用是 。
（2）步骤②中调节pH至6～7的目的是 。
（3）沉淀X所含主要物质的化学式为 。
（4）写出步骤③中发生反应的离子方程式： 。
（5）试剂A为 ；试剂B为铝试剂，加入该试剂后的实验现象是 。
正确答案
（12分）
（1）使茶叶中的钙、铁、铝元素转化为离子（2分）
（2）使Fe3＋、Al3＋转化为沉淀（2分）
（3）Al(OH)3、Fe(OH)3 （2分）
（4）Ca2＋＋C2O42－＝CaC2O4↓（2分）
（5）硫氰化钾溶液（KSCN）（2分） 生成玫瑰红色物质（2分）
(1)灼烧之后得到的是茶叶灰，无法进行相应的实验操作，加入盐酸就是为了将茶叶灰中得钙铁铝元素转化为离子。
（2）根据三种金属阳离子沉淀完全时的PH值，调节pH至6～7时可以使Fe3＋、Al3＋转化为沉淀，而钙离子不发生沉淀，这样就可以使钙离子从溶液中分离出来。
（3）根据PH的值可以确定沉淀X主要含有的物质是Al(OH)3、Fe(OH)3。
（4）发生步骤③的滤液中主要含有钙离子加入醋酸铵溶液会生成醋酸钙沉淀，所以发生的离子反应方程式为Ca2＋＋C2O42－＝CaC2O4↓。
（5）根据得到的沉淀X为Al(OH)3、Fe(OH)3 ，可以知道此项检验是为了检验铁离子或铝离子，结合溶液2发生了一系列变化可以确定试剂A是为了检验Fe3＋，检验三价铁离子的方法是加入硫氰化钾溶液，若显血红色说明含有Fe3＋，否则没有。所以试剂A是硫氰化钾溶液。铝试剂遇铝元素会生成玫瑰红色物质。
（10分）某溶液中含有
（1）先检验________，加入________试剂（或溶液）
（2）然后检验________，加入________试剂（或溶液）。离子方程式为__________________。
（3）再检验________，加入________试剂（或溶液）。离子方程式__________________。
（4）最后检验________，加入________试剂（或溶液）。离子方程式__________________。
正确答案
（1）OH- 酚酞
（2）
（3）
（4）Cl- AgNO3溶液 Cl-+Ag+====AgCl↓
若先检验
海水占地球总蓄水量的97.2%，若把海水淡化和化工生产结合起来，既可以解决淡水资源缺乏的问题，又可以充分利用海洋资源．
（1）目前国际上实用的“海水淡化”主要技术是蒸馏法．蒸馏法是将海水变成蒸汽经过冷却而得高纯度淡水，由此可判断蒸馏法是______（填物理变化、化学变化）．
（2）工业上利用电解饱和食盐水可制得重要化工产品．电解饱和食盐水的离子方程式为______；
（3）洪灾过后，饮用水的消毒杀菌成为抑制大规模传染性疾病爆发的有效方法之一．漂白粉是常用的消毒剂，工业上常用Cl2通入石灰乳中制备漂白粉，漂白粉的有效成分是（填化学方程式）______．
（4）某学生设计如图所示的实验装置，利用氯气与石灰乳反应制取少量漂白粉（该反应是一个放热反应），据此回答下列问题：
①在A装置中用固体二氧化锰与浓硫酸在加热条件下制取氯气，反应化学方程式为______，若在标准状况下收集到22.4升的氯气，则被氧化的HCl的物质的量是______．
②D装置的作用是______．
③此实验所得漂白粉的有效成分偏低，该学生经分析并查阅资料发现，其中一个原因是在装置C中还存在一个副反应：温度较高时氯气与石灰乳反应生成Ca（ClO3）2，为避免此副反应的发生，可采取的措施是______．
④在家庭中漂白粉是一种常用的漂白剂，在空气中漂白粉漂白原理是（用化学反应方程式表示）：______．为增强漂白粉的漂白能力，可加入少量的物质是______．
A．食盐B．食醋D．烧碱D．纯碱．
正确答案
（1）蒸馏是利用物质的沸点不同进行分离，沸点属于物理性质，故答案为：物理变化；
（2）工业电解饱和食盐水生成氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl-+2H2O
故答案为：2Cl-+2H2O
（3）漂白粉的有效成分为Ca（ClO）2，可生成具有漂白性的HClO，故答案为：Ca（ClO）2；
（4）①二氧化锰与浓硫酸在加热条件下生成MnCl2、Cl2、H2O，反应的方程式为MnO2+4HCl（浓）
故答案为：MnO2+4HCl（浓）
②氯气可与NaOH溶液反应，为防止氯气污染空气，应进行尾气吸收，故答案为：吸收尾气，防止污染大气；
③根据题给信息，为制得更多的次氯酸钙，应在低温下进行，可放在冰水中降温，故答案为：将装置C放在冰水中降温；
④次氯酸的酸性比碳酸弱，在空气中可生成具有漂白性的次氯酸，反应的方程式为Ca（ClO）2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3，为生成更多的HClO，可加入醋酸，
故答案为：Ca（ClO）2+CO2+H2O=2HClO+CaCO3； B．
现有含NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl-、SO42-和NO3-的相互分离。相应的实验过程可用下图表示
请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X：_________，沉淀A：_________，沉淀B：________。
（2）上述实验流程中加入过量的Na2CO3的目的是_____________。
（3）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有_____________（填化学式）杂质；为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的_____________，之后若要获得固体NaNO3需进行的实验操作是_____________（填操作名称）。
正确答案
（1）BaCl2[或Ba(NO3)2]；BaSO4；AgCl
（2）使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀
（3）Na2CO3；稀HNO3；蒸发
已知某酸性土壤浸取液中除Fe3＋外，还含有一定量Mg2＋和Al3＋。请设计合理实验检验该浸取液中的Mg2＋、Al3＋。
限选实验用品与试剂；烧杯、试管、玻璃棒、滴管、玻璃片、pH试纸；浸取液、20%KSCN、0.1 mol·L－1 NaOH、6 mol·L－1 NaOH、0.1 mol·L－1 HCl、蒸馏水。
必要时可参考：
根据你设计的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。(测定溶液pH的具体操作可不写)
正确答案
本题属于离子检验的实验设计，难度中等。要检验Fe3＋、Mg2＋、Al3＋主要是通过其在不同pH条件下存在的不同形式去考虑。由于Fe3＋、Mg2＋开始沉淀的pH分别为2.7、9.6，可以考虑先检验Fe3＋，当pH不超过9.6时，会看到红褐色沉淀生成，如果在滤液中继续滴加NaOH至过量时，会出现白色沉淀可证明Mg2＋的存在，对于Al3＋的检验，主要是考虑其在碱性条件下先转化成AlO，再加酸(如盐酸)会出现先沉淀后溶解的现象。
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