- 物质的分离和提纯
- 共4370题
掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础,如图为两套实验装置.
(1)写出下列仪器的名称:
a.______b.______c.______
(2)仪器a~e中,使用前必须检查是否漏水的有______.(填序号)
(3)若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物,还缺少的仪器是______,将仪器补充完整后进行实验,温度计水银球的位置在______处.冷凝水由______(填f或g)口通入,______口流出.
(4)现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL,装置II是某同学转移溶液的示意图.
①图中的错误是______.除了图中给出的仪器和分析天平外,为完成实验还需要的仪器有:______.
②根据计算得知,所需NaOH的质量为______g
③配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)______.
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶
B.准确称取计算量的氢氧化钠固体于烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其充分溶解
C.将溶解的氢氧化钠溶液沿玻璃棒注入500mL的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度2~3cm处.
正确答案
(1)蒸馏装置中的主要仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶,酒精灯,a为蒸馏烧瓶,b为冷凝管,c为容量瓶,为配制溶液的主要仪器,故答案为:蒸馏烧瓶;冷凝管;容量瓶;
(2)容量瓶在使用前一定要查漏,故答案为:c;
(3)分离四氯化碳和酒精的混合物的实质是蒸馏过程,必须用酒精灯,温度计应位于蒸馏烧瓶支管口,冷凝管下口是进水口,上口是出水口,
故答案为:酒精灯;蒸馏烧瓶支管口;g;f;
(4)①配制一定物质的量浓度的溶液是必须用玻璃棒引流,防止液体外溅,并且当滴加到离刻度线1~2cm时改用胶头滴管滴加液体,
故答案为:未用玻璃棒引流;玻璃棒、胶头滴管;
②实验室没有450mL的容量瓶,应配制500mL,则需n(NaOH)=0.1mol/L×0.5L=0.05mol,
m(NaOH)=0.05mol×40g/mol=2.0g,
故答案为:2.0;
③配制溶液5000mL,配制步骤有量取、稀释、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作,用托盘天平称量2.0gNaOH,在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,冷却后转移到500mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,洗涤,并将洗涤液移入容量瓶,当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,所以操作顺序为BCAFED.
故答案为:BCAFED.
海藻中含有丰富的碘元素.实验室提取碘的流程如下
(1)实验操作①名称______,所用仪器有______
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是______
A.酒精(沸点78℃)B.四氯化碳(沸点77℃) C.甘油(沸点290℃)D.苯(沸点80℃)
(3)为使从含碘有机溶液中提取碘,并回收溶剂能够顺利进行,采用水浴加热蒸馏(如图所示).请指出图中实验装置中错误之处(有几处填几处,下列空白可不填满,也可补充):
(4)实验中使用水浴加热的原因是______,最后晶体碘聚集在______(填仪器名称)中.
正确答案
(1)分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法分离,所以分离碘离子溶液和不溶性固体采用过滤的方法;过滤中需要烧杯盛放溶液、玻璃棒引流、漏斗过滤,故答案为:过滤;玻璃棒、烧杯和普通漏斗;
(2)萃取剂的选取标准是:两种溶剂互不相溶;溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度;溶质与萃取剂不反应,
A.酒精(沸点78℃)和水互溶,故错误;
B.四氯化碳(沸点77℃)和水不互溶,且碘在四氯化碳中的溶解度大于水,四氯化碳的沸点较低,故正确;
C.甘油(沸点290℃)和水互溶且沸点较高,故错误;
D.苯(沸点80℃)和水不互溶,且碘在苯中的溶解度大于水,苯的沸点较低,故正确;
故选BD;
(3)测量温度是蒸汽温度;冷凝管中下口是进水口,上口是出水口;用酒精灯加热烧杯、烧瓶时要垫石棉网,所以错误之处有:温度计插到液体中、冷凝管进出水方向颠倒、缺少石棉网,故答案为:温度计插到液体中、冷凝管进出水方向颠倒、缺少石棉网;
(4)碘易升华,温度过高易以蒸气进入冷凝管,有机溶剂沸点较低,所以控制温度不能过高;碘晶体聚集在烧瓶中,
故答案为:有机溶剂沸点较低,控制温度不能过高,避免碘蒸气进入冷凝管;蒸馏烧瓶.
选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A.萃取分液 B.升华 C.重结晶 D.分液 E.蒸馏 F.过滤
(1)____,分离饱和食盐水与沙子的混合物;
(2)____,从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾;
(3)____,分离水和汽油的混合物;
(4)____,分离CCl4(沸点76.75℃)和甲苯(110.6℃) 的混合物。
正确答案
(1)F
(2)C、F
(3)D
(4)E
自然界中的物质多数是以混合物的形式存在,对于混合物的分离或提纯,常采用的方法有:过滤、蒸发、蒸馏、萃取、加热分解等。下列各组混和物的分离或提纯应采用什么方法?
①提取碘水中的碘,用_____________方法。
②除去食盐溶液中的水,可采用_____________的方法。
③氧化铜中含有铜绿[主要成分为碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3]可用________的方法
正确答案
①萃取、蒸馏 ②蒸发。 ③加热分解
试题分析:①提取碘水中的碘,因为碘在水中溶解度比在有机溶剂中小,所以用萃取法;②除去食盐溶液中的水,除去溶剂,选择蒸发法;③氧化铜中含有铜绿要用化学方法,铜绿加热分解可以生成氧化铜,采用加热法。
点评:常见的实验操作方法,较简单。
(4分) 将下列各分离物质方法的编号,填在各小题末的括号内:
A. 过滤法; B降温结晶法; C. 分液法; D. 萃取分液法;
E. 蒸馏法; F. 层析法; G. 升华法
(1)将天然水制为纯净水( ) (2)除去植物油中的水( )
(3)将溶液中的硝酸钾与氯化钠分离( )(4)除去食盐水中的泥沙( )
正确答案
(1)E (2)C (3)B (4)A
略
(12分)为测定碳酸钙的纯度(设含杂质SiO2),某兴趣小组的同学设计了如下几个实验方案:
方案Ⅰ
①称取碳酸钙样品M g
②用c1mol/L的盐酸V1 mL(过量)溶解样品
③取溶解后的溶液体积的十分之一,用c2 mol/L的NaOH溶液滴定,恰用去V2 mL。
方案Ⅱ
①称取碳酸钙样品M g
②高温煅烧直至质量不再改变,冷却后称量,剩余固体质量为M1 g
方案Ⅲ
①称取碳酸钙样品M g
②加入足量c mol/L的盐酸V mL使之完全溶解
③过滤并取滤液
④在滤液中加入过量c1 mol/L的Na2CO3溶液V1 mL
⑤将步骤④中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重,质量为M1 g。
根据以上实验方案,回答以下问题:
(1)方案Ⅰ中计算碳酸钙纯度的的公式为_________________________________。
(2)方案Ⅱ中的“冷却”应如何操作?________________;理由是_______________________。
(3)方案Ⅲ中不需要的数据是_____________(填选项编号)。
A.c、V B.c1、V1 C.M1 D.M
(4)方案Ⅲ中为了减少实验误差,必要的操作是_______________(填选项编号)。
A.精确测定Na2CO3溶液的体积V1 mL
B.精确配制Na2CO3溶液,使其浓度为c1 mol/L
C.将步骤③所得沉淀洗涤,洗涤液并入④中
(5)请再设计一个实验方案:________________________________。
正确答案
(1){(0.1C1V1—C2V2)/2M}X100%
(2)应该在干燥器中冷却;防止生成的CaO与空气中的CO2、H2O反应,造成误差
(3)因钙离子最后全变成了沉淀,所以只需M、M1即可
(4)C
(5)称取CaCO3样品M g ,加入过量的盐酸,收集并测定标准状况下生成的气体的体积V mL
(1)碳酸钙与盐酸反应后剩余盐酸的十分之一被氢氧化钠溶液中和,则与碳酸钙反应的盐酸为C1V1×10-3—10C2V2×10-3,则碳酸钙物质的量为0.5(C1V1×10-3—10C2V2×10-3),所以碳酸钙纯度为{(0.1C1V1—C2V2)/2M}X100%
(2)因CaO会与空气发生反应,所以放在干燥器中冷却;防止生成的CaO与空气中的CO2、H2O反应,造成误差
(3)A、B
(4)C
(5)称取CaCO3样品M g ,加入过量的盐酸,收集并测定标准状况下生成的气体的体积V mL
某工厂对制革工业污泥中Cr元素的回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe2+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+):
常温下部分阳离子以氢氧化物沉淀形式存在时溶液的pH见表:
(1)酸浸时,为了提高浸取效率可采取的措施是______(至少写一条).
(2)加入H2O2目的是氧化______离子,其有关的离子方程式______(写一种).针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的,组成元素是Fe、H、O,化学式量为89,其化学式是______.
(3)调pH=8是为了将______离子(从Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+中选择)以氢氧化物沉淀的形式除去.滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,其有关的离子方程式是______,取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀,其有关的离子方程式为______.
(4)试配平最后一步相关的氧化还原方程式:
______Na2Cr2O7+______SO2+______H2O=______Cr(OH)(H2O)5SO4+______Na2SO4,每生成1molCr(OH)(H2O)5SO4时,该反应中转移的电子数为______.
正确答案
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等,
故答案为:升高温度、搅拌、延长浸取时间、过滤后再次浸取;
(2)双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质,Fe2+和Cr3+有还原性,Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子,以便于与杂质离子分离,
其中Fe2+反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,针铁矿组成元素是Fe、H、O,化学式量为89,则1mol该物质中应含有1molFe,则H、O的质量为89-56=33,可知应含有2molO和1molH,化学式应为FeO(OH),
故答案为:Fe2+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;FeO(OH);
(3)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,由于Fe3+以针铁矿形成已经沉淀,则加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液PH=8,Al3+、Cu2+转化为沉淀除去,滤出的沉淀中部分沉淀将溶解于足量的氢氧化钠溶液中,涉及反应为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,
取少量上层澄清溶液,向其中通入足量的CO2,又能重新得到相应的沉淀,涉及反应为AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-,
故答案为:Al3+、Cu2+;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;AlO2-+2H2O+CO2=Al(OH)3↓+HCO3-;
(4)二氧化硫具有还原性,被滤液Ⅱ中通过离子交换后的溶液中Na2Cr2O7氧化为硫酸,Na2Cr2O7氧被还原为CrOH(H2O)5SO4,水溶液中生成硫酸反应生成硫酸钠,依据原子守恒分析书写配平方程式为Na2Cr2O7+3SO2+11H2O═2CrOH(H2O)5SO4↓+Na2SO4,
由方程式可知,Cr元素化合价降低3价,则每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4时,转移3NA电子,
故答案为:1;3;11;2;1;3NA.
要使含K+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Ag+的硝酸盐混合溶液进行分离并制成各自阳离子的硝酸盐溶液,现设计如下分离过程。所加入的试剂可从以下选用,氨水、NaOH、K2CO3、KOH、NaHCO3、HNO3、CH2OH(CHOH)4CHO。
(1) 请将上述实验步骤中所选用的试剂分子式和各种固体与滤液的成分(离子符合或分子式)填写在下表中。
(2)
(2)写出上述实验过程中步骤①~⑤的离子方程式。____。
正确答案
(1)
(2)各步反应离子方程式
①Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
②AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH3)2++OH-
③AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
④2Ag(NH3)2++2OH-+CH2OH(CHOH)4CHO→CH2OH(CHOH)4COOH+2Ag↓+ 4NH3↓+ H2O
⑤Ba2+ +CO32-=BaCO3↓2H+ +CO32-=H2O+CO2↑
本题是分离混合物的综合题,在考虑各步所加试剂时,一方面要结合分离产物的位置,另一方面又要考虑不得引入新杂质。
海洋资源的利用具有广阔前景。
(1)无需经过化学变化就能从海水中获得的物质是________(填序号)
(2)从海水中提取溴的主要步骤是向浓缩的海水中通入氯气,将溴离子氧化,该反应的离子方程式是________________________。
(3)下图是从海水中提取镁的简单流程。
①工业上常用于沉淀Mg2+的试剂A是________,转化为MgCl2的离子方程式是________________________________。
②由无水MgCl2制取Mg的化学方程式是________________________。
(4)海带灰中富含以I-形式存在的碘元素。实验室提取I2的途径如下所示:
①灼烧海带至灰烬时所用的主要仪器名称是________________。
②向酸化的滤液中加过氧化氢溶液,写出该反应的离子方程式____________________________。
反应结束后,再加入CCl4作萃取剂,振荡、静置,可以观察到CCl4层呈________色。
正确答案
(1)BD(2)Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
(3)①石灰乳或氧化钙(答出可溶 性碱给分) Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O
②MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(4)①坩埚 ②2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O ③紫
试题分析:(1)海水蒸发可以得到淡水,并且可析出氯化钠,均为物理变化。
(2)Cl2 + 2Br- = 2Cl- + Br2
(3)可用可溶性碱与镁离子反应生成 Mg(OH)2 沉淀。Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
(4)①坩埚 可以直接在酒精灯上加热的仪器有试管、圆底烧瓶、蒸发皿、坩埚。坩埚可以加强热。
②2I- + H2O2 + 2H+ = I2 + 2H2O
③ 紫色,碘被萃取。
(10分)实验室有三瓶失去标签的无色溶液:氯化钾、氢氧化钙和稀硫酸,可用一种常见酸碱指示剂X 或Na2CO3一次鉴别它们。根据有关操作及所加试剂填空。
A B C
(1)A试管中的现象:溶液显紫色;另取该溶液滴入Na2CO3溶液中,无明显现象。
试推断试剂X为 。
(2)B试管中的现象:溶液显蓝色;另取该溶液滴入Na2CO3溶液中的现象为 ___
有关反应的离子方程式为 __________。
(3)C试管中的现象:有气泡产生,有关反应的离子方程式为 _________;
另取该溶液滴入试剂X, 则溶液显 _____________。
正确答案
(每空2分,共10分)(1)紫色石蕊试液
(2)有白色沉淀产生;CO32-+Ca2+=CaCO3↓ (3)CO32-+2H+=H2O+CO2↑;红色
试题分析:(1)氯化钾是盐,溶液显中性,氢氧化钙是强碱,硫酸是强酸。根据酸碱指示剂的变色可知,A中溶液显紫色,这说明X一定是紫色的石蕊试液,因此A中的溶液一定不是硫酸。又因为另取该溶液滴入Na2CO3溶液中,无明显现象,所以该溶液是氯化钾。
(2)碱能使紫色的石蕊试液显蓝色,所以B中溶质是氢氧化钙,则滴入Na2CO3溶液中的现象为有白色沉淀生成,反应的离子方程式是CO32-+Ca2+=CaCO3↓。
(3)C中是硫酸。硫酸和碳酸钠反应生成CO2气体,反应的离子方程式CO32-+2H+=H2O+CO2↑;酸能使紫色的石蕊试液显红色。
点评:该题是高考中的常见题型,试题基础性强,难易适中。该题的突破点是溶液显紫色,然后再依据有关物质的化学性质,逐一分析、排除即可得出正确的结论。该题有利于培养稀释的逻辑思维能力和发散思维能力。
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