- 物质的分离和提纯
- 共4370题
氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）中含有FeCl2杂质，为制得纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，再按下图所示的操作步骤进行提纯。
请参照下表给出的数据填空。
⑴操作I加入X的目的是___________________________ 。
⑵下列物质都可以作为X，适合本实验的X物质可以是（填选项）_________ 。
A、KMnO4 B、H2O2 C、NaClO D、Cl2
⑶操作II的Y试剂为_______________（填化学式），并调节溶液的pH在______范围。
⑷实验室在配制CuCl2溶液时需加入少许盐酸的理由是（文字叙述并用有关离子方程式表示）__________________________________________________________。
⑸若将CuCl2溶液蒸干灼烧，得到的固体是_________________（填化学式）；若要得无水CuCl2，请简述操作方法______________________________________________。
正确答案
（共14分）⑴加入氧化剂，使Fe2＋氧化为Fe3＋（2分） ⑵B、D（2分）
⑶CuO（2分）；3.2≤pH＜4.7（2分）
⑷Cu2＋水解：Cu2＋+2H2O
⑸CuO（2分），HCl气流中蒸发（1分）。
试题分析：由于Fe2+沉淀为Fe(OH)2的pH值与Cu2+沉淀为Cu(OH)2的pH较大，而与Fe3+沉淀为Fe(OH)3的pH相差较大，所以可以通过先将Fe2+氧化为Fe3+，再调节溶液的pH使铁以Fe(OH)3沉淀形式而被除去。为了使加入的氧化剂不带入新的杂质，显然用H2O2最好。出于同样的考虑，加入y调节溶液pH值时，应选用能与H+反应，而溶解度较小的物质如CuO为好，CuO稍多不会带入新杂质也不会使pH值升高太多而使Cu2+沉淀。
（1）根据操作I后离子的变化可知，操作目的是加入氧化剂，将亚铁离子氧化生成铁离子的。
（2）由于在实验中不能再引入新的杂质，所以选项AC不正确；双氧水的还原产物是水、氯气的还原产物是氯离子，不会引入杂质，答案选BD。
（3）Y试剂的目的是沉淀铁离子，所以加入的试剂应该是氧化铜。铁离子完全沉淀时的pH是3.2，铜离子开始沉淀时的pH是4.7，所以调节溶液的pH应该在3.2≤pH＜4.7。
（4）氯化铜溶于水Cu2＋水解：Cu2＋+2H2O
（5）铜离子水解吸热，且生成的氯化氢极易挥发，所以若将CuCl2溶液蒸干得到的固体是氢氧化铜，灼烧得到的是氧化铜。所以要得到氯化铜晶体应该在HCl气流中蒸发。
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，侧重对学生基础知识的巩固与训练，有利于培养学生规范、严谨的实验设计能力，提升学生的学科素养。该类试题需要注意的是该题需要明确的这种类型的试题主要是以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性及灵活运用知识解决实际问题的能力。
(6分) A、B两种溶液，一种是植物油，一种是矿物油。现各取少量，放在两只洁净的试管里，加入NaOH溶液并加热，冷却后加水振荡，A出现泡沫，B无明显现象。由此可推出：A为________________，B为________________；理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
正确答案
(6分) 植物油 矿物油
植物油是酯类物质，在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠盐(肥皂)形成泡沫；
矿物油是烃类物质，不反应，无此现象
试题分析：植物油属于油脂，在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠盐(肥皂)形成泡沫，而矿物油是烃类物质，不反应，无此现象，据此可知A是植物油，B是矿物油。
点评：该题是中等难度的试题，试题基础性强，侧重对基础知识的巩固和训练，同时兼顾能力的培养，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提高学生规范的实验设计能力。
（8分）有下列溶液①FeSO4、②MgCl2、③NH4NO3、④Na2SO4，分别加入A溶液可以将四种溶液鉴别出来。
(1)A可以是 溶液；将A溶液加入FeSO4溶液中，现象是___________________；
将A溶液加入MgCl2溶液中，现象是_________________________________。
(2)写出NH4NO3溶液加入A溶液加热反应的离子方程式 _______________________。
正确答案
（共8分，2分一空）(1)NaOH 生成白色沉淀，在空气中慢慢变成灰绿色，最终变红褐色； 生成白色沉淀 （2）NH4++OH－ 
试题分析：（1）根据所给的物质的组成可知，利用氢氧化钠即可将其一一鉴别出来，所以A是氢氧化钠。氢氧化钠和硫酸亚铁反应的实验现象是生成白色沉淀，在空气中慢慢变成灰绿色，最终变红褐色。氢氧化镁能和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁白色沉淀。
（2）硝酸铵能和氢氧化钠反应的离子方程式是NH4++OH－
点评：该题是高考中的常见考点，属于中等难度的试题，试题基础性强，侧重考查学生的能力。在进行物质的检验时，要依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理、验证即可。
海洋生物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，主要以碘化物形式存在。有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质，他们将海带灼烧成灰，用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中)，得到海带灰悬浊液，然后按以下实验流程提取单质碘：
（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①_________，③________。
（2）过程②中充入适量Cl2反应的离子方程式为_____________________。
（3）操作③中所用的有机试剂可以是___________(只填一种)，简述选择其理由__________________。
（4）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液，还需要经过蒸馏，观察下图所示实验装置，指出其错误之处并加以改正_______________________________________________________。
(5)进行上述蒸馏操作时，使用水浴的原因是______________________。
正确答案
（10分）(1) ①过滤，③萃取。(2) Cl2 + 2I-＝2Cl- + I2。
(3) CCl4，CCl4与水不互溶，碘在CCl4溶解度大于在水中的溶解度。
(4) 无石棉网，温度计水银球位置错误，冷凝水水流方向错误。
(5)有利于控制温度并使受热均匀。
试题分析：（1）将溶液和不溶性固体分离的方法是过滤。单质碘易溶在有机溶剂中，因此从碘水中获取碘单质采用萃取的方法。
（2）氯气的氧化性强于单质碘，氯气和碘离子反应生成碘单质，反应的离子方程式为Cl2 + 2I-＝2Cl- + I2。
（3）萃取剂的选取标准是：溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，溶质和萃取剂不反应，萃取剂和原来溶剂不能互溶。CCl4与水不互溶，碘在CCl4溶解度大于在水中的溶解度，所以可以用四氯化碳作萃取剂。
（4）蒸馏过程中，如果离蒸馏烧瓶近的进水口，温度较高的蒸气遇到冷水温度急剧降低，则容易炸裂冷凝管，为防止冷凝管炸裂冷凝管中离蒸馏烧瓶近的口是出水口，即冷却水方向应该是下进上出；蒸馏时温度计测量的是蒸汽温度而不是溶液温度，因此温度计水银球应该放在蒸馏烧瓶支管出口处。另外蒸馏烧瓶不能直接加热，需要垫石棉网。
（5）用酒精灯直接加热温度变化快，而水浴加热蒸馏烧瓶内溶液受热比较均匀，所以采用水浴加热的原因是有利于控制温度并使受热均匀。
（11分）甲、乙、丙、丁分别是盐酸、碳酸钠、氯化钙、硝酸银4 种溶液中的一种。将它们两两混合后，观察到的现象是：
①甲与乙或丙混合都产生沉淀；
②丙与乙或丁混合也产生沉淀；
③丁与乙混合产生无色气体。回答下面问题：
（1）写出丁与乙反应的离子方程式： 。
（2）这四种溶液分别是：甲： 、乙： 、丙： 、丁：
正确答案
（1）2H++ CO32—=CO2↑+H2O
（2）甲：CaCl2 乙：Na2CO3 丙：AgNO3 丁：HCl
试题分析：根据提示可知乙能跟丁产生气体，跟甲和丙产生沉淀，所以乙是碳酸钠，则丁是盐酸，丙能跟丁产生沉淀，所以丙是硝酸银，甲是氯化钙。
点评：物质的鉴别主要根据物质间的反应现象进行分析，锻炼学生的分析能力。
（8分）为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42－以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：
（1）步骤②中应加入的试剂是 溶液，判断此试剂已加过量的方法是 。
（2）步骤④中应加入的试剂是 溶液，第④步中相关的离子方程式是 。
（3）若将第⑤步和第⑥步颠倒，会对实验结果产生影响，其原因是 。
正确答案
（8分）（1）BaCl2。（1分）取少量上层澄清液于试管中，滴加氯化钡溶液，不再产生白色沉淀，证明氯化钡溶液已滴加过量。或取少量上层澄清液于试管中，滴加稀硫酸，产生白色沉淀，证明氯化钡溶液已滴加过量。（2分，其他合理答案均可给分）
（2）Na2CO3。（1分） Ca2+ + CO32－= CaCO3↓ （1分）Ba2+ + CO32－= BaCO3↓ （1分）
（3）会使CaCO3、BaCO3、Mg(OH)2沉淀溶解，重新引入Ca2+、Ba2+、Mg2+。（2分）
在提纯过程中首先①溶解、过滤除去不溶性泥沙等杂质；而Ca2+、Mg2+、SO42－分别用Na2CO3、NaOH、BaCl2来除去，并且一定要先加入BaCl2，再加入Na2CO3以除去新引入的钡离子。
（1）步骤②中应加入的试剂是BaCl2；验证其过量一般是取上层清液，继续加入试剂或验证里面是否含有Ba2+
（2）步骤④中应加入的试剂是Na2CO3，它有两个作用：分别沉淀Ca2+及新引入的Ba2+
（3）先过滤会前功尽弃，使生成的沉淀又溶解，重新引入杂质离子。
某兴趣小组探究以卤水为原料制取Br2原理．
（1）甲同学设计以卤水为原料制取Br2实验，流程如图1，其中操作1使用的试剂是______，所用的玻璃仪器名称是______．
（2）要想除去液溴中少量Cl2，可在液溴中加入______（填序号）后再萃取分液即可．
①亚硫酸钠溶液 ②浓NaOH溶液 ③氢溴酸
（3）乙同学提出工业从海水中提取溴的过程如图2，其中操作1已获得Br2，操作2又将Br2还原为Br-，其目的为______．
（4）上述操作2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______，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是______．为了解从工业溴中提纯溴的方法，他们查阅了有关资料见下表，后设计实验装置如下图：
（5）蒸馏装置连接部分都用磨口玻璃接口，而不用橡胶管和橡胶塞连接，是因为：______，图中仪器B的名称：______．
（6）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：______．C中液体产物颜色为______．
正确答案
（1）通入氯气氧化溴离子得到溴单质，利用萃取分液的办法得到下层溶液中含溴单质，所以操作1使用的试剂是四氯化碳；分液用到的玻璃仪器为分液漏斗、锥形瓶，
故答案为：四氯化碳；分液漏斗、锥形瓶；
（2）要想除去液溴中少量Cl2，需要加入氢溴酸后再萃取分液；亚硫酸钠和氢氧化钠溶液都和氯气、溴单质发生反应；所以选项中只有③符合，
故答案为：③；
（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，目的是低浓度的Br2溶液在提取时消耗过多的原料和能源，转化为HBr后易被氧化剂氯气氧化为溴单质，用于富集溴元素，
故答案为：富集溴元素；
（4）二氧化硫吸收溴单质发生反应，SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HCI，离子方程式为SO2+Br2+2H2O═4H++2Br-+SO42-，环境保护主要是减少SO2气体的损耗和排放，工业生产中应解决的主要问题是反应生成了两种强酸，易腐蚀设备，
故答案为：Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br-，强酸对设备的严重腐蚀．
（5））控制温度59℃，使溴单质挥发，通过冷凝得到呈深红棕色的液态溴单质，同时避免污染环境，最后进行尾气吸收，由于溴单质是一种强氧化剂，易腐蚀橡胶制品，所以整套装置不能用橡胶塞和橡胶管，由装置图可知，提纯溴利用的原理是蒸馏，仪器B为冷凝管，
故答案为：溴会腐蚀橡胶；冷凝管；
（6）达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件是把温度控制在溴的沸点59°C，并收集该温度下的馏分，C中液体产物颜色为液溴红棕色；该产物中仍残留的少量Cl2，加入NaBr溶液发生反应：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，可以除去氯气，生成的溴单质可以用蒸馏的方法得到，
故答案：注意观察温度计读数，控制好水浴温度，并收集 59℃时的馏分；深棕红色．
海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：
（1）步骤①的实验操作名称是_________；
（2）现有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品。完成该实验尚缺少的玻璃仪器是_________；
（3）步骤③中能选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是_________；
E.碘在CCl4中的溶解度比在水中大很多
（4）步骤③中还可选择_________作萃取剂；
（5）步骤②中反应的离子方程式是__________________________________；
（6）请设计一种简单的实验方法，检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘：_________。
正确答案
（1）过滤 （2）漏斗、分液漏斗
（3）A、E （4）苯 （5）Cl2+2I-=2Cl-+I2
（6）取少量待测液注入试管中，滴加淀粉溶液，若溶液变蓝色，说明水溶液中存在I2，否则水溶液中无I2
（1）分离难溶性物质与溶液的方法是过滤。
（2）根据实验流程图可以看出，完成实验需要经过灼烧、浸泡、过滤、氧化、萃取、分液、蒸发等步骤，由此可以判断出实验尚缺少的玻璃仪器是漏斗和分液漏斗。
（3）萃取剂需要满足的条件是：①与原溶剂互不相溶；
②溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度且不与萃取剂反应，CCl4符合萃取剂的选择条件。
（4）检验水溶液中是否含有单质碘的试剂是淀粉溶液，看两种溶液相遇是否变蓝来确定是否含有单质碘。
下列各组物质的分离或提纯，应选用下述方法的哪一种？（填选项字母）
①分离CCl4和H2O： ；
②除去澄清石灰水中悬浮的CaCO3： ；
③除去CaO固体中少量的CaCO3固体： ；
④从碘水中提取碘： ；
⑤分离CCl4（沸点为76.75℃）和甲苯（沸点为110.6℃）的液体混合物： 。
正确答案
①A ②B ③F ④C ⑤D
试题分析：① CCl4和H2O互不相溶，会分层，所以用分液法；② CaCO3不溶于水，过滤可除；③加热CaCO3固体高温分解得到CaO和二氧化碳；④碘难溶于水易溶于有机溶剂，萃取法；⑤CCl4和甲苯的沸点相差较大，蒸馏法分离。
某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去），请回答下列问题：
（1）仪器A的名称是 。
（2）实验Ⅰ反应的离子方程式是 。
（3）实验Ⅱ中量气管中的液体最好是 ( )（填字母编号，下同）
a．浓NaOH溶液 b．煤油 c．氨水 d．氯化铵溶液
该实验剩余的NH3需吸收处理．以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH3，而且能防止倒吸的有（ ）
（4）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：①将实验装置恢复到室温．②视线与凹液面最低处相平．③ 。
（5）实验Ⅲ获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响）
根据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为____________________。
正确答案
（15分）(前3空每空2分，后3空每空3分)
（1）分液漏斗
（2）3Cu + 8H++ 2NO3－ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
（3）b A、C、D、F
（4）使量气管与干燥管两端液面相平
（5）27％
试题分析：（1）考查常识知识，仪器A的名称是分液漏斗。
（2）根据题中所给出的反应物和生成物书写离子方程式为3Cu + 8H++ 2NO3－ = 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O。
（3）氨气易溶于水，故错b。BE装置溶液发生倒吸，故错。故选ACDF。
（4）还需要注意的是要使量气管与干燥管两端液面相平。
（5）②中的属于与其它相差大，舍去不用，用①③中的数据计算，实验Ⅲ中，Mg和NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应产生H2，通过计算H2的体积为336mL, H2物质的量为0.015mol，根据2Al～3H2计算，Al的物质的量为0.01mol，Al的质量为0.27g，故镁铝合金中铝的质量分数为27％。
点评：本题考查了测定气体体积的方法，难度大，易错题是量气管中液体的选择，选择标准是和该气体不反应。
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