- 物质的分离和提纯
- 共4370题
有三瓶无色溶液的标签损坏了，只知道它们分别是盐酸、BaCl2溶液和Na2CO3溶液。甲、乙两位同学各用一种试剂，一次性鉴别都取得了成功。甲用的一种指示剂是_________；乙用的一种酸溶液是__________。丙同学没用任何试剂也鉴别成功了，他的鉴别过程是：取样于试管中，编号为a、b、c，然后将三种溶液两两混合，发现a加入b中有气泡产生，a加入c中有白色沉淀产生，则a、b、c分别是________、________、__________。
正确答案
石蕊试液；H2SO4。Na2CO3、盐酸、BaCl2。
试题分析：因为盐酸呈酸性、Na2CO3溶液呈碱性、BaCl2溶液呈中性，因此盐酸、BaCl2溶液和Na2CO3溶液三种溶液与紫色石蕊试液混合时，溶液颜色依次变化为红色、紫色、蓝色；因为盐酸、BaCl2溶液和Na2CO3溶液三种溶液与稀硫酸混合，BaCl2生成白色硫酸钡沉淀、Na2CO3放出二氧化碳气体、盐酸不发生反应而无明显现象；因此与稀硫酸混合，出现的现象依次为无明显现象、出现白色沉淀、放出气体；盐酸、BaCl2溶液和Na2CO3溶液三种溶液两两相互混合时，发现a加入b中有气泡产生，推出产生气体是Na2CO3溶液能与盐酸产生二氧化碳气体；a加入c中有白色沉淀产生，是碳酸钠能与氯化钡溶液形成白色沉淀；则a、b、c分别是Na2CO3、盐酸、BaCl2。
海水中含有极为丰富的自然资源。很多常见的金属元素和非金属元素主要以简单离子的形式存在于海水中，海水呈弱碱性。回答下列问题：
海水提溴过程一般分三步，①向浓缩的海水中通入Cl2，将其中的Br-氧化，2Br-+Cl2=Br2+2Cl-，再用热空气吹出溴；②然后用饱和碳酸钠溶液吸收溴，溴歧化为NaBr、NaBrO3，③最后用硫酸酸化5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Na2SO4+3Br2+3H2O
（1）写出第②步反应的离子方程式 ；
（2）海水浓缩后还要进一步处理才能通入Cl2，处理的方法是 ，目的是 ，步骤③用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是 ；
（3）为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中 ；
a．通入HBr b．加入Na2CO3溶液 c．加入NaBr溶液 d．加入Na2SO3溶液
（4）海水制溴的原理体现了化学工业中“富集”“放大”思想。以海水为原料制备金属镁分三步，试写出其反应原理（用化学方程式表示）
， ， 。
正确答案
（1）Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2（2分）
（2）酸化 海水显碱性防止Cl2歧化 NaBrO3有强氧化性易将HCl氧化生成Cl2 (每空1分)
（3）ac （2分）
（4）MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2，Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，MgCl2
试题分析：（1）卤素单质在碱性环境容易发生歧化反应。根据题意结合电荷守恒和质量守恒定律，可得方程式为：Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2。（2）海水浓缩后通入Cl2前还要进行酸化处理，否则氯气会发生歧化反应。③用硫酸酸化而不用盐酸酸化是因为NaBrO3有强氧化防止它把易将HCl氧化生成Cl2。（3）除去杂质的原则是“不增”“不减”。即不增加新的杂质，不减少被提存的物质的量。根据它们的活动性关系为了除去工业Br2中微量的Cl2,可向工业Br2中通入HBr或加入NaBr溶液即选ac。（4）海水中镁元素是以氯化镁的形式存在。所以首先加入价廉的熟石灰将其转化为氢氧化镁沉淀。将沉淀过滤、洗涤后用盐酸溶解得到纯净的氯化镁溶液。然后在氯化氢的环境中加热氯化镁溶液得到无水氯化镁。最后将其电解即可得到金属镁。反应原理用方程式表示为：MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2，Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O，MgCl2
（12分）除去下列物质中所含有的杂质(括号内为杂质)，将选用的试剂或方法填在题后的横线上，并写出有关反应的化学方程式(是离子反应的，写出其离子方程式)。
(1) Fe粉 [Al] ，
(2)Cu粉[CuO] ，
(3) Mg(OH)2固体[Al(OH)3] ，
(4) Na2CO3粉末 [NaHCO3] ，
正确答案
(1) NaOH 溶液 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- + 3H2↑
(2) 稀盐酸，CuO + 2H+ = Cu2+ +H2O
(3) NaOH 溶液， Al(OH)3+OH-=AlO2- +2H2O
(4) 加热 ， 2NaHCO3= Na2CO3+CO2 ↑+H2O
试题分析：（1）铝与NaOH溶液反应而Fe不反应，所以用NaOH溶液。
（2）CuO与盐酸反应，而Cu不反应，所以用盐酸。
（3）Al(OH)3与NaOH溶液反应而Mg(OH)2不反应，所以用NaOH溶液。
（4）NaHCO3受热分解变成Na2CO3，所以直接加热即可。
点评：选择合适的试剂或方法除杂的关键就是要掌握化合物的性质。
写出除去下列物质中的杂质（括号内为杂质）时发生反应的化学方程式：
（1）Na2CO3固体（NaHCO3） ；
（2）SiO2（Al2O3） 。
正确答案
（1）2NaHCO3 
（2）Al2O3 + 6HCl ＝2AlCl3 + 3H2O （2分）
考查物质的除杂以及方程式的书写。
（1）碳酸氢钠不稳定，受热易分解，所以要除去碳酸钠中的碳酸氢钠，可以通过加热的方法，反应的化学方程式是2NaHCO3
（2）氧化铝是两性氧化物，能溶于盐酸中，而二氧化硅不能溶于盐酸中。所以要除去二氧化硅中的氧化铝，可以进入盐酸，然后过滤即可，反应的化学方程式是Al2O3 + 6HCl ＝2AlCl3 + 3H2O 。
（1）下列A、B、C、D是中学常见的混合物分离或提纯的基本装置。
①除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3 ； ②从碘水中提取碘 ；
③用自来水制取蒸馏水 ； ④分离植物油和水 ；
⑤除去食盐水中的泥沙 ； ⑥与海水晒盐原理相符的是 。
（2）由可溶性铝盐制取氢氧化铝，需加入的试剂为： ；
离子方程式为： 。
白色的Fe(OH)2在空气中发生的颜色变化为 。
反应的化学方程式为： 。
正确答案
（1）①B ②C ③A ④C ⑤B ⑥D
（2）氨水（或稀氨水） Al3+＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
（3）白色迅速变为灰绿色最终变为红褐色4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
试题分析：（1）A、B、C、D操作分别为蒸馏、过滤、萃取分液、蒸发。碳酸钙不溶于水，氢氧化钙溶于水，可用过滤的方法除去氢氧化钙溶液中的碳酸钙；碘在水中溶解度不大，在有机溶剂中溶解度大，所以可用四氯化碳或苯萃取碘水中的碘，然后分液；将自来水加热蒸馏，水蒸气冷凝得蒸馏水；植物油与水互不相溶，可用分液法分离；泥沙不溶于水，可用过滤法除去食盐水中的泥沙；海水晒盐的原理是利用太阳、风力等使水分蒸发，氯化钠析出，与蒸发过程相似。（2）氢氧化铝溶于强碱，所以用可溶性铝盐制取氢氧化铝，应用弱碱作沉淀剂，一般用氨水。白色氢氧化亚铁在空气中变成灰绿色最后变成红褐色，氢氧化亚铁与氧气、水生成氢氧化铁。
点评：制氢氧化亚铁时，为便于观察氢氧化亚铁的颜色，一定要避免氧气的存在。所以硫酸亚铁溶液要新制、氢氧化钠溶液需煮沸、胶头滴管要伸入液面以下。
（12分）今有化合物甲：
（1）请写出丙中含氧官能团的名称：_____________________。
（2）请判别上述哪些化合物互为同分异构体：_______________。
（3）请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法（指明所选试剂及主要现象即可）。
鉴别甲的方法：____________________________________。
鉴
鉴别丙的方法：____________________________________。
（4）请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序：_______________________。
正确答案
（12分，每空2分）(1)羟基、醛基 (2)甲、乙、丙 (3)加入三氯化铁溶液
略
综合利用海水资源是一个重要的研究课题，如图1是工业上用海水制备食盐、纯碱、金属镁、溴等物质的一种流程：
完成下列填空
（1）气体X是______（填化学式）
（2）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加______．
（3）若在母液中通入氯气可提取海水中的溴，反应的离子方程式为______．
（4）由MgCl2•6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如图2：
①图2中，装置a由______、______、双孔塞和导管组成（填仪器名称）．
②循环物质甲的名称是______．
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，主要原因是______．
④图2装置b中填充的物质可能是______（填写编号）．
e．硅胶f．碱石灰g．无水氯化钙h．浓硫酸
⑤图2方框中的d装置可选择______（填写编号）
正确答案
（1）由于氨气极易溶于水而二氧化碳微溶于水，为得到大量的碳酸氢钠，应先通入氨气，故答案为：NH3；
（2）氯离子的检验方法：取少量试样溶于水后，再滴加硝酸酸化的硝酸银，看是否有白色沉淀生成，故答案为：HNO3、AgNO3；
（3）氯气具有氧化性，其氧化性强于溴单质，氯气能氧化溴离子，反应实质为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-，故答案为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-；
（4）①装置用到的仪器有：圆底烧瓶、分液漏斗、双孔塞和导管，故答案为：圆底烧瓶、分液漏斗；
②氯化镁易水解，应在氯化氢气流中获得其晶体，氯化氢可以循环使用，故答案为：盐酸；
③如果直接在空气中加热MgCl2•6H2O则Mg2+会水解的生成Mg（OH）Cl和HCl，通入HCl可以抑制其水解，故答案为：抑止Mg2+的水解；
④酸性气体的干燥必须用酸性干燥剂或中性干燥剂，在选项中，硅胶是酸性干燥剂，碱石灰是碱性干燥剂，能和酸性物质反应，无水氯化钙是中性干燥剂，浓硫酸是酸性干燥剂，但是液体，不能装入b中，故答案为：eg；
⑤氯化氢极易溶于水或强碱，药要防止倒吸，只有AD符合，故答案为：AD．
（2014届河北省唐山市高三4月第二次模拟理综化学试卷）
5种固体物质A、B、C、D、E由下表中不同的阴阳离子组成，它们均易溶于水。
分别取它们的水溶液进行实验，结果如下：
①A溶液与C溶液混合后产生蓝色沉淀，向该沉淀中加入足量稀HNO3，沉淀部分溶解，剩余白色固体；
②B溶液与E溶液混合后产生红褐色沉淀，同时产生大量气体；
③少量C溶液与D溶液混合后产生白色沉淀，过量C溶液与D溶液混合后无现象；
④B溶液与D溶液混合后无现象；
⑤将38.4 g Cu片投入装有足量D溶液的试管中，Cu片不溶解，再滴加1.6 mol·L－1稀H2SO4，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现。
（1）据此推断A、C的化学式为：A ；C 。
（2）写出步骤②中发生反应的化学方程式 。
（3）D溶液中滴入石蕊试液，现象是 ，
原因是 (用离子方程式说明)。
（4）步骤⑤中若要将Cu片完全溶解，至少加入稀H2SO4的体积是 mL。
（5）现用500 mL 3 mol·L－1的E溶液充分吸收11.2 L CO2气体(标准状况 下)，反应后溶液中各离子的物质量浓度由小到大的顺序为 。
（6）若用惰性电极电解A和B的混合溶液，溶质的物质的量均为0.1 mol，请在坐标系中画出通电后阳极产生气体的体积(标准状况下)V与通过电子的物质的量n的关系(不考虑气体溶于水)。
正确答案
（1）CuSO4 Ba(OH)2(各1分)
（2）2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl(2分)
（3）溶液由无色变成红色(2分) Al3++3H2O
（4）500(2分)
（5）c(H+)＜c(OH－)＜c(CO32－)＜c(HCO3－)＜c(Na+)(2分)
（6）
由①知，A、C反应产生的沉淀中应是氢氧化铜和硫酸钡沉淀；则A、C是CuSO4、Ba(OH)2中的一种；由②知，B、E只能是盐类，双水解产生气体和沉淀，其中含有Fe3+、CO32－，且其中必有Na2CO3；由③知C为强碱，所以C是Ba(OH)2，A是CuSO4；D为铝盐；由②④知，E为Na2CO3；由⑤知D中有NO3－，所以D为Al(NO3)3，则B只能为FeCl3。
（1）A、C的化学式为：CuSO4、Ba(OH)2
（2）步骤②是Fe3+、CO32－的双水解反应，化学方程式为
2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2↑+6NaCl；
（3）Al(NO3)3溶液由于Al3+水解而是溶液显酸性，所以加入石蕊试液，溶液变红色，离子方程式为Al3++3H2O
（4）根据Cu与稀硝酸反应的离子方程式3Cu+8H++2N3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，得3Cu～8H+，38.4 g Cu的物质的量为0.6mol，所以需要硫酸的物质的量是0.8，其体积为500mL；
（5）由题意知n(CO2)=0.5mol，n(Na2CO3)=1.5mol，所以二者反应后溶液中有1mol的NaHO3，1mol的Na2CO3，
Na2CO3水解程度大于NaHO3水解程度，所以溶液中离子浓度由小到大的顺序为c(H+)＜c(OH－)＜c(CO32－)＜c(HCO3－)＜c(Na+)(2分)
（6）阳极先是Cl-放电，溶液中共有0.3mol Cl-,根据2 Cl- +2 e-= Cl2↑，得转移电子0.3mol时产生气体标准状况下的体积是3.36L；然后是氢氧根离子放电，4OH--4 e-=O2↑+2H+，每转移0.1mol电子就生成0.56L的气体，所以图像如下：
有一混合气体，可能由H2、O2、NH3、N2、CO2、HCl和He中的两种或多种组成。常温下，取此气体200 mL进行实验，实验的过程和结果如下：
①观察此混合气体为无色。
②将此气体通过浓硫酸，气体体积减少了40 mL。
③将②中剩余的气体，通过Na2O2固体，气体体积变为120 mL。
④将③中剩余的气体引燃充分反应后，冷却至常温，气体体积又减少了105 mL。(上述气体的体积都是相同条件下测定的)。
⑤剩余气体通过加热的铜网，剩余10 mL气体。
根据上述实验，试推断：
(1)混合气体中肯定存在的气体是_________，它们的体积分别为_________。
(2)混合气体中肯定不存在的气体是__________________。
(3)混合气体中可能含有的气体是_________，其体积共为_________。
正确答案
(1)H2、NH3、CO2 H2 70 mL、NH3 40 mL、CO2 80 mL
(2)O2、HCl (3)N2和He 10 mL
此气体通过浓硫酸，气体体积减少了40 mL，说明含有氨气40 mL，有氨气时，氯化氢不能存在；剩余的气体，通过Na2O2固体，气体体积变为120 mL，减少40 mL，由方程式2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2可知含有CO2 80 mL，同时生成O2 40 mL；再根据剩余的气体引燃充分反应2H2+O22H2O，冷却至常温，气体体积又减少了105 mL,还有气体15 mL，说明含有氢气70 mL，③中生成的氧气还剩5 mL；剩余气体通过加热的铜网，剩余10 mL气体，减少5 mL气体说明原混合气体中无氧气，剩余10 mL为N2或He或两者的混合物。
自然界中的物质多数是以混合物的形式存在，下面是混合物的分离和提纯，请填空：
（1）除去NaCl固体中混有的少量CaCO3，所进行的实验操作为： 、 、蒸发、结晶。
（2）除去NaCl中的Na2SO4，依次加入的溶液为(填溶质化学式)： 、 、 。
正确答案
（1）溶解 过滤
（2）BaCl2 Na2CO3 HCl （各1分）
试题分析：（1）溶于水的固体中除去不溶于水的固体，故可以溶解过滤除去杂质，在蒸发结晶得到氯化钠晶体；（2）NaCl和Na2SO4均溶于水，可以采用沉淀法除去杂质，为了把杂质出尽，一般沉淀剂需过量。先加入除去硫酸根离子，后加入过量的Na2CO3除去过量的BaCl2，最后用适量盐酸反应掉过量的Na2CO3。
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