- 物质的分离和提纯
- 共4370题
已知化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不溶。现有一份甲和乙的混合物样品，通过实验进行分离，可得到固体甲。(实验中使用的过滤器是用于过滤强酸性液体的耐酸过滤器)
请填写表中空格，完成由上述混合物得到固体甲的实验设计。
正确答案
试题分析：由于化合物甲和乙都不溶于水，甲可溶于质量分数大于或等于98％的硫酸，而乙不溶。所以要分离甲和乙的混合物，应该首先将混合物溶于浓硫酸中，然后通过过滤即可分离出乙。然后利用甲不溶于水，将滤液注入水中，将浓硫酸稀释，即可析出甲。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题，侧重对学生利用已知信息解决实际问题的能力的培养，有利于调动学生的学习兴趣，激发学生的学习积极性，有利于培养学生自学能力和知识的迁移能力。
（8分）有三种固体物质和五种溶液：固体是铁粉、铜粉、氢氧化铜；溶液是CuSO4溶液、NaOH溶液、FeSO4溶液、H2SO4溶液、Na2SO4溶液。它们中的几种物质在常温下相互转化关系如下：
（1）溶液A+溶液C→固体甲+溶液D
（2）固体乙+溶液B→溶液E+氢气
（3）固体甲+溶液B→溶液C+水
试推断出溶液中A、B、C、D、E的化学式，写出固体甲、乙、丙的名称。
A、______________ B、______________ C、______________ D、_____________
E、______________ 甲、______________ 乙、_____________ 丙、_____________
正确答案
氢氧化钠；稀硫酸；硫酸铜；硫酸钠；硫酸亚铁；氢氧化铜；铁粉；铜粉
考查离子的共存及物质的检验。在所给的物质中只有铁和稀硫酸反应生成氢气，所以固体乙是Fe，B是稀硫酸，E是硫酸亚铁；根据固体甲+溶液B→溶液C+水可判断，固体甲是氢氧化铜，所以C是硫酸铜；硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜固体和硫酸钠，所以A是氢氧化钠，D是硫酸钠。
（15分）某兴趣小组欲从工业食盐中精炼精盐，并配制NaCl溶液，请回答下列问题：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。
A B
（2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：
取样、 、沉淀、 、 、冷却结晶、烘干。
（3）实验室配制500 mL 0.1mol/L的NaCl溶液，具体操作步骤为：①在天平上称取一定质量的NaCl，把它放在烧杯中，用适量的蒸馏水使其完全溶解；②把制得的溶液小心的注入500 mL的容量瓶中；③继续向容量瓶中滴加蒸馏水至液面距刻度线1～2 cm处时，改用胶头滴管小心滴加，直到溶液的凹液面恰好与刻度线相切为止；④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2～3次，每次的洗涤液都转入容量瓶中，并轻轻摇匀；⑤将容量瓶塞好，充分摇匀。试填写下列空白。
①应该称取的NaCl的质量为________，上述操作的正确顺序是____________；
②本实验用到的仪器有：玻璃棒、_____________________________________________
________________________________________________________________________，
③观察容量瓶中的液面时，若俯视刻度线，会使所配的溶液的浓度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”，下同)；没有进行操作④，会________；
正确答案
（1）Ca(OH)2或CaO；Na2CO3；（每空1分）
（2）溶解；过滤；蒸发；（每空1分） （3）①2.9 g ①②④③⑤
②托盘天平、药匙、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管 ③偏高 偏低 （每空1分）
（1）沉淀剂A来源于石灰窑厂,所以A是氧化钙或氢氧化钙，A用来除去粗盐中的镁离子。而过量的钙离子，则需要碳酸钠来除去。
（2）形成沉淀之前，应该先溶解。产生的沉淀通过过滤除去，所得溶液通过蒸发即得到氯化钠晶体。
（3）①实验室配制500 mL 0.1mol/L的NaCl溶液需要氯化钠的质量是0.5L×0.1mol/L×58.5g/mol＝2.9g。根据实验原理可知，正确的实验操作顺序是①②④③⑤。
②根据实验过程和原理可知，需要的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、500 mL容量瓶、胶头滴管。
③误差分析主要依据是c＝n/V，所以定容时俯视刻度线，则容量瓶中溶液的体积偏少，浓度偏大。没有洗涤，则溶质偏少，浓度偏低。
（8分）提纯下列物质（括号内为杂质），填写所选用的除杂试剂和除杂方法
括号内为杂质
除杂试剂
操作
1
乙炔（硫化氢）
2
溴苯（溴）
3
硬脂酸钠（甘油）
4
乙醇（水）
正确答案
括号内为杂质
除杂试剂
操作
1
乙炔（硫化氢）
CuSO4或NaOH
洗气
2
溴苯（溴）
NaOH
分液
3
硬脂酸钠（甘油）
NaCl
盐析
4
乙醇（水）
CaO
蒸馏
硫化氢具有还原性，溶于水显酸性，所以可用硫酸铜或氢氧化钠除去硫化氢。溴易被氢氧化钠溶液吸收，所以用氢氧化钠除去单质溴。除去硬脂酸钠中甘油需要通过盐析。除去乙醇中水，需要生石灰，蒸馏。
假设：①混合溶液中，n(KCl)=n(NaNO3)；②盐类共存时不影响各自的溶解度。溶液中各种溶质在100℃和10℃的溶解度参照例题。试回答下列问题：
(1)①的主要操作是 ；
②的主要操作是 。
(2)晶体A的主要成分是____________，若含有杂质可能是____________。晶体C的主要成分是____________，若含有杂质可能____________；通过实验确定晶体C中是否含有该杂质的方法是 。
(3)若晶体C中确实含有杂质，进一步提纯的方法是____________。
正确答案
(1)①蒸发水分，并将溶液控制在较高温度(如100℃)下，过滤析出晶体
②冷却至较低温度(如10℃)，过滤析出晶体
(2)NaCl KNO3 KNO3 NaCl 用焰色反应检验是否含有Na＋，用AgNO3(aq)和稀HNO3检验是否含有Cl－
(3)重结晶
从含有4种离子：K＋、Na＋、Cl－和NO
某溶液中可能含有SO42-、CO32-、Cl-中的一种或几种。
（1）取少量该溶液，滴入过量稀盐酸，有大量气泡产生，则原溶液中一定含有 离子。
（2）当气体放完后，再滴入少量氯化钡溶液，有白色沉淀生成，则原溶液中一定含有
离子。
（3）通过上述实验无法确定的是 离子。
正确答案
（1）CO32-；（2）SO42-；（3）Cl-。
加入稀盐酸有大量气泡产生，则原溶液中一定含有CO32-，因CO32-+2H+=CO2↑+H2O；溶液中加入氯化钡溶液能产生不溶于过量稀盐酸的白色沉淀应为BaSO4沉淀，则原溶液中一定含有SO42-，因Ba2++SO42-=BaSO4↓。
请按要求填空：
（1）除去Na2CO3固体中混有的少量KNO3，所进行的实验操作依次为： 、蒸发、结晶、 。
（2）除去KCl溶液中的SO42－，依次加入的溶液为(填物质的化学式)： 。
正确答案
（1）溶解；过滤 （2）BaCl2[或Ba(OH)2]、K2CO3、HCl
试题分析：（1）硝酸钾的溶解度随温度的变化大，所以除去Na2CO3固体中混有的少量KNO3可以采用结晶法，则所进行的实验操作依次为：溶解、蒸发、结晶、过滤。
（2）SO42－用氯化钡除去，过量的氯化钡要用碳酸钠来除。则除去KCl溶液中的SO42－，依次加入的溶液为BaCl2[或Ba(OH)2]、K2CO3、HCl。
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。
有一包固体物质，可能含有
（1）将此固体充分溶解于水中，得到白色沉淀，上层为无色溶液；过滤后，在白色沉淀中滴加足量稀硝酸，未见沉淀溶解。由此可知，原固体物质中一定含有 ，可能含有 。
（2）为确定原固体物质中“可能含有”的物质是否存在，现取3.5g原固体，充分溶于水中，将得到的白色沉淀洗涤、烘干后称量，质量为2.33g。通过计算确定：“可能含有”的物质 （选填“一定存在”、“一定不存在”或“仍不能确定是否存在”）。
正确答案
（每空2分，共6分）（1）
试题分析：（1）将此固体充分溶解于水中，得到白色沉淀，上层为无色溶液，这说明一定没有硫酸铜。过滤后，在白色沉淀中滴加足量稀硝酸，未见沉淀溶解，这说明白色沉淀应该是硫酸钡，而不是碳酸钙或碳酸钡，所以一定含有的是氯化钡和硫酸钠，而没有碳酸钙和碳酸钠，但氯化钠不能确定。
（2）2.33g是硫酸钡，物质的量是0.01mol，则硫酸钠和氯化钡的物质的量都是0.01mol，其质量之和是(142＋208)×0.01＝3.5g，这说明原固体混合物中一定没有氯化钠。
点评：该题是中等难度试题的考查，试题贴近高考，基础性强，在注重对学生基础知识检验和训练的同时，侧重对学生能力的培养。该题既有定性分析，也有定量计算，有利于培养学生的逻辑推理能力和创新思维能力，有利于提高学生的应试能力。
下列物质都含杂质（括号内为杂质），试用化学试剂（包括水）除去杂质并进行分离。
（1）乙烷（乙烯、乙炔）
（2）硝基苯（苯）
（3）溴苯（溴）
正确答案
（1）乙烷中的乙烯、乙炔若选用KMnO4酸性溶液除去，则反应生成的CO2残留在乙烷中，必须进一步除CO2，不够简便，故通常选择盛溴水的洗气瓶。（2）利用硝基苯与苯密度不同及都不溶于水的性质，加水充分振荡后用分液漏斗分液，移去上面的苯层和水层，下层即为硝基苯。（3）加入NaOH溶液，使溴水反应进入水溶液，充分振荡后用分液漏斗分液，移去上层水溶液层，下层为溴苯。
物质的除杂一般应遵循以下四个原则：①不增加新的杂质；②不使欲被提纯的物质减少；③被提纯的物质要尽可能与杂质容易分离；④加入的试剂能把杂质转变为气体、沉淀、易溶物而除去或转变为被提纯的物质。
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有
（1）酸溶后溶液中
（2）酸溶时通常控制反应温度不超过70℃，且不使用浓硝酸，
原因是 、 。
（3）该厂结合本厂实际，选用的X为 （填化学式）；中和Ⅰ使溶液中 （填离子符号）的浓度减少（中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略）。
（4）上述流程中洗涤的目的是 。
正确答案
（1）Ba(FeO2)2+8HNO3= Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O
（2）防止反应速率过快；浓硝酸易挥发、分解。
（3）BaCO3 Fe3+、H+
（4）减少废渣中可溶性钡盐对环境的污染（凡合理答案均可）
试题分析：（1）Ba(FeO2)2与HNO3反应，生成对应的硝酸盐：Ba(FeO2)2+8HNO3= Ba(NO3)2+2Fe(NO3)3+4H2O。
（2）温度越高反应速率越快，故控制温度不超过70℃是为了防止反应速率过快，且浓硝酸越浓越易分解，温度高既易挥发，也易分解，故不用浓硝酸。
（3）X既要能中和硝酸，又不产生新杂质，结合实际，故可用BaCO3；Ⅰ中溶液含有Fe3+、H+、NO3-、Ba2+，加入BaCO3后，能使Fe3+、H+浓度减小。
（4）废渣中含有可溶性钡盐，有毒，因此，洗涤的目的是减少可溶性钡盐对环境的污染。
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