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文档简介
1、13专题物质的检验、分离和提纯【考纲要求】1、了解C1-、SO42-、CO32-、Na+、K+、A13+、Fe3+、NH4+等常见离子的检验方法,能对常见的物质组成进行检验和分析;2、了解过滤、蒸发、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用方法,能对常见的物质进行分离和提纯。【学海导航】整定:足惜通过一定的方隧将執质俎或战歼一一检验岀奉鉴别!是指有若干种物质滞抿据物质各自不同特性唾离子的特证反应理有美救质一一區井幵束I. 卷斷足通过已曲实验事裴抿提性质分折播理出锁检脸物的组啟或窖称充分剧用物质或感孑J的特征丘应捱本原则磧定检验撫作用序晏“先简启鸳:i确定物质检出用傅要“先昭后悟” 选楼合理的愷剖個纸居
2、或选桂揀柞简单.反应灵龟用象呗显的方袪和途後 不能向特检魏屮直鳖加人试剂必頻另取就惮.一般来臣固粹魏质的检脸當龙加水配或瞎験一种臨痕務長进疔两虫次上究监时一股应分别取样环能在同一愦醮甲重夏撫柞L叙述时溢先说睨理拿冉考岀结论CD物质的分离足将两种我爭种物质的慢合物粧吐分开君到几种纯浄物的二耆比較往程 物质的撬纯足除去物质中棍有的少盘隶质而桓到纯草的物质 物质的分惑与提郭目的环同但所遵循的原则与圭塩撕柞刼非當栢也不谱(不引人新杂质)物质的J不嚨不威少菠提钝魏曲和提郭易分裔徹摄鈍物与奈质易井曳)易复原(彼提純物易箜原) 聆杂宣剂需辻盘 过気过剂斋碌尽 去陳妻种余质时强碧虑加人试剂的顺序选撞最佳的降杂
3、途寝、物质的检验物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是: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。检验类型鉴别利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。鉴定根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定它是否是这种物质。推断根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。检验方法若是固体,一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质,应将试管编号要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验叙述顺序应是:实验
4、(操作)-现象-结论-原理(写方程式)1、常见气体的检验常见气体检验方法氢气纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气氧气可使带火星的木条复燃氯气黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3、no2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)氯化氢无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。二氧化硫无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色,加热后又显红色。能使酸性咼锰酸钾溶液褪色。硫化氢无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(N
5、O3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。氨气无色有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,用醮有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。二氧化氮红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。一氧化氮无色气体,在空气中立即变成红棕色二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,n2等气体也能使燃着的木条熄灭。一氧化碳可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成O2;能使灼热的CuO由黑色变成红色。甲烷无色气体,可燃,淡蓝色火焰,生成水和CO2;不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。乙烯无色气体、可燃,燃烧时有明亮的火焰和黑烟,生成水和co2
6、。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。乙炔无色无臭气体,可燃,燃烧时有明亮的火焰和浓烟,生成水和CO2,能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。2、几种重要阳离子的检验(l) H+能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。(2) Na+、K+用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。(3) Ba2+能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白铉aSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。(4) Mg2+能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4C1溶液。(5) Al3+能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。(6) Ag+能与稀盐
7、酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(7)NH4+铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味nh3气体。(8) Fe2+能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2+C12=2Fe3+2C1(9) Fe3+能与KSCN溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液,能与NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。(10) Cu2+蓝色水溶液(
8、浓的CuC12溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。3、几种重要的阴离子的检验(1) OH能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。(2) Cl能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(3) Br-能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。(4) I-能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。(5) SO42-能与含Ba2+溶液反
9、应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。(6) SO32-浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2,该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。(7) S2-能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。(8) CO32-能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。(9) HCO3-加盐酸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。(10) PO43-含磷酸根的中性溶液,能AgNQ反应,生成黄色AgPO4沉淀,该沉淀
10、溶于硝酸。(11) NO3-浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。4、几种重要有机物的检验(1) 苯能与纯溴、铁屑反应,产生HBr白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1)难溶于水的硝基苯。(2) 乙醇能够与灼热的螺旋状铜丝反应,使其表面上黑色CuO变为光亮的铜,并产生有刺激性气味的乙醛。乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应,将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液,有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。(3) 苯酚能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。能与3溶液反应,生成紫色溶液。(4) 乙醛能发生银镜反应,或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热
11、反应,生成红色的Cu2O沉淀。二、物质的鉴别1、不用任何试剂鉴别多种物质 先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。 若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。 若以上两方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。 若被鉴别物质为两种时,可考虑因试剂加入的顺序不同,现象不同而进行鉴别。2、只用一种试剂鉴别多种物质 先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性,确定能否选用水或指示剂(石蕊)进行鉴别。 在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试
12、剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。 常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。3、任选试剂鉴别多种物质任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现,回答时要掌握以下要领: 选取试剂要最佳:选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一,使之一目了然。 不许原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,试剂污染“别”而无用。要有“各取少许”字样。 不许“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质”的字样。一般简答顺序为:各取少许-溶解-加入试剂-描述现象-得出结论。易错指津1要
13、全面考虑除杂原则。防止虽然除去了原有的杂质,但同时又带进了新的杂质。2. 在解答物质提纯试题时,选择试剂和实验措施应注意三个原则:不能引入新杂质;提纯后的物质成分不变;实验过程和操作方法简单易行。3. 物质提纯和净化时要注意下列几点:所加试剂和被提纯的物质不能发生化学反应;所选择的反应要具有较大的不可逆性,即反应要完全,为了使杂质能除尽,所加的试剂要稍过量;加入的试剂以不引入新的杂质为好;提纯物易分离。4物质的检验要经历方法的选择(包括物理方法和化学方法)、现象的观察及逻辑推理得出结论三个步骤,缺一不可。尽可能选择特效反应以减少干扰。5有机物的提纯与分离中很少使用过滤、结晶等方法,较多地使用蒸
14、馏(可分馏)、分液等方法,以及物理与化学的综合法。在分离提纯有机物时,常犯的错误是套用无机分离中的反应转化法。例如,除去乙酸乙酯中混有的乙酸,如果采用加入乙醇及催化剂并加热的方法,试图将乙酸加转化为乙酸乙酯,这是适得其反的。其一是加入的试剂难以除去;其二是有机反应缓慢、复杂,副反应多,该反应是可逆反应,不可能反应到底将乙酸除尽。6缺乏推理判断的能力和方法。如对不用另加试剂的鉴别题、只用一种试剂的鉴别题、可用多种不同试剂和操作程序的鉴别题,缺乏对解题突破口的确认能力,以及解题程序的安排能力。对图式鉴别题,除了难以寻找突破口以外,对正推法和逆推法的使用,还存在思维障碍。鉴于上述列举的几种情况,因此
15、平时复习解题应重视解题思维的训练,重视思维方法的归纳总结。三、物质的分离与提纯1、混合物的物理分离方法方法适用范围主要仪器、,、.一sVy注意点实例固+液蒸发易溶固体与液体分开酒精灯、蒸发皿、玻璃棒不断搅拌;最后用余热加热;液体不超过容积2/3NaCl(H2O)固+固结晶溶解度差别大的溶质分开NaCl(KNO3)升华能升华固体与不升华物分开酒精灯I2(NaCl)固+液过滤易溶物与难溶物分开漏斗、烧杯 一贴、二低、三靠; 沉淀要洗涤;定量实验要“无损”NaCl(CaCO3)Fe粉(Al粉)液+液萃取溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来分液漏斗先查漏;对萃取剂的要求;使漏斗内外大气
16、相通;上层液体从上口倒出从溴水中提取B2分液分离互不相溶液体分液漏斗乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液蒸馏分离沸点不同混合溶液蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管温度计水银球位于支管处;冷凝水从下口通入;加碎瓷片乙醇和水、I2和cci4渗析分离胶体与混在其中的分子、离子半透膜更换蒸馏水淀粉与NaCl盐析加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出烧杯用固体盐或浓溶液蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油气+气洗气易溶气与难溶气分开洗气瓶长进短出CO2(HC1)、CO(CO2)液化沸点不同气分开U形管常用冰水NO2(N2O4)2、混合物的化学分离法对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理,然后再根据混合物的特点用恰当的
17、分离方法(见化学基本操作)进行分离。用化学方法分离和提纯物质时要注意:最好不引入新的杂质;不能损耗或减少被提纯物质的质量;实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:(1)生成沉淀法;(2)生成气体法;(3)氧化还原法;(4)正盐和与酸式盐相互转化法;(5)利用物质的两性除去杂质;(6)离子交换法常见物质除杂方法序号原物所含杂质除杂质试剂主要操作方法1N2O2灼热的铜丝网用固体转化气体2CO2h2sCuSO4溶液洗气
18、3COco2NaOH溶液洗气4CO2CO灼热CuO用固体转化气体5CO2HCl饱和的NaHCO3洗气6SO2HCl饱和的NaHSO3洗气7C12HCl饱和的食盐水洗气8炭粉MnO2浓盐酸(需加热)过滤9MnO2C加热灼烧10炭粉CuO稀酸(如稀盐酸)过滤11A12O3Fe2O3NaOH(过量),CO2过滤12FeQqAl2O3NaOH溶液过滤13Al2O3SiO2盐酸过滤14BaSO4BaCO3HCl或稀H2SO4过滤15NaHCO3溶液Na2CO3CO2加酸转化法16FeCl3溶液FeCl2加氧化剂转化法17FeCl3溶液CuCl2Fe、Cl?.过滤18FeCl2溶液FeCl3Fe加还原剂转
19、化法19CuOFe(磁铁)吸附20Fe(OH)3胶体FeCI3蒸馏水渗析21CuSFeS稀盐酸过滤22I2晶体NaCl加热升华23NaCl晶体NH4CI加热分解24kno3晶体NaCl蒸馏水重结晶.25乙烯SO2、H2O碱石灰加固体转化法26乙烷C2H4溴的四氯化碳溶液洗气27甲苯苯酚NaOH溶液分液28己醛乙酸饱和Na2CO3蒸馏29乙醇水(少量)新制CaO蒸馏30苯酚苯NaOH溶液、CO2分液【典例剖析】)B.乙醇、乙醛、乙酸D.苯酚、乙醇、甘油1只用水就能鉴别的一组物质是(A. 苯、乙酸、四氯化碳C.乙醛、乙二醇、硝基苯点拨根据物质是否溶于水及比水轻或重来鉴别。B中三种物质均溶于水;C中
20、前二种物质也均溶于水;D中后二种物质均溶于水。只有A中乙酸溶于水,苯和四氯化碳均不溶于水,且苯比水轻,四氯化碳比水重。答案:A要领有机物的溶解性有三种情况:与水混溶,主要是羧酸类和醇;与水不相溶但比水重,般是硝基化合物、卤代烃;与水不相溶但比轻,一般是烃类。分析四组物质便得解。2提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液,可以使用的方法为()A. 加入过量碳酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸B. 加入过量硫酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸C. 加入过量硫酸钠溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸D. 加入过量碳酸钾溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量硝酸点拨提纯的基本思路是除杂
21、试剂在除去杂质的同时,不能引入新的杂质。KNO3中含Ba(NO3)2,即除去Ba2+离子,题中给定CO32-或SO42-离子作除杂剂。因过量SO42-离子无法通过HNO3酸化除去,故宜选CO32-离子。答案:D要领为使杂质除尽,所加试剂一般会稍为过量,因此一定要注意不引进难除的新杂质,这是做除杂问题时应特别注意的。3. 只用胶头滴管和试管,不用其他试剂就可以区别的下列溶液(浓度均为O.lmo1化)是()A.CaCl2和Na2CO3B.稀H2SO4和Na2CO3C.Ba(OH)2和NaHCO3D.NaAlO2和盐酸点拨利用自身间的相互反应(互滴)来鉴别。对于A.C来讲,前者和后者两物质互滴的现象
22、相同:均立即产生沉淀;对B:前者(稀H2SO4)滴入后者(Na2CO3)中,由于首先生成的是NaHCO3,所以开始时无气泡,而将Na2CO3逐滴滴入稀H2SO4中,则马上看到有气体产生,现象互不相同;D中NaAlO2和盐酸互滴的现象也不相同(请读者写出反应的离子方程式),从而可将两种物质区别开来。答案:B.D要领不用任何试剂进行鉴别,可采用方法有:(1)连锁推断法。即用某种与众不同的试样作为鉴别用试剂,然后一环扣一环地逐个审;(2)两两组合法。将被检试样两两混合,根据不同现象加以区别;(3)试样互滴法。甲、乙两种试样,根据将甲逐滴滴入乙和将乙逐滴滴入甲的现象不同加以区别。发散不用任何试剂鉴别多
23、种物质的方法是:(1)先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它们去鉴别其他的几种物质;(2)若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应区别;(3) 若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合法,记录混合后的反应现象,分析确定。鉴别物质时,可利用盐的水解。如使用指示剂可鉴别出水解后呈现酸性、碱性和中性的盐溶液;若不用其他试剂,则常用的水解反应是Fe3+与CO32-、HCO3-及A13+与CO32-、S2-、HCO3-等既产生沉淀又产生气体的双水解反应。4实验室用溴和苯反应制取溴苯,得到粗溴苯后,要用下列操作精制:蒸馏;水洗;用干燥剂干燥;用10%NaOH溶液洗;水洗,正确的操作顺
24、序是()A.B.C.D.点拨本题是课本中制溴苯实验的深化。粗溴苯的精制,关键要了解粗溴苯的组成。由于有机反应的不完全性,得到的溴苯中会溶有未反应的苯、溴、三溴化铁(催化剂)并有部分溴化氢。根据粗溴苯的组成,结合它们的理化特性,可设计出如下精制方案:(1) 水洗:利用三溴化铁、溴化氢在水中的溶解度比在有机溶剂中大的特性,使三溴化铁、溴化氢及部分溴进入水层,再分液除去。先用水洗,除去节约下一步操作的用碱量以外,还可以避免FeBr3与碱反应生成难溶性的胶状Fe(OH)3造成分离的困难。(2) 用10%NaOH溶液洗:在分液后得到的油层中加入NaOH溶液,目的使油层中的Br2与NaOH反应,生成可溶于
25、水的NaBr、NaBrO,再经分液除去。(3) 再水洗:用水洗去附着在溴苯表面的钠盐。分液得油层。(4) 加入干燥剂:在(3)分液后的油层中加入无水CaCl2进行干燥,除去油层中的水分。(5) 蒸馏:干燥后的油层的主要成分是溴苯和苯的混合物。由于溴苯与苯的沸点差异较大,故可通过蒸馏的方法获取溴苯。答案:B要领本题要求精制,在明确杂质成分的基础上,先用大量水洗去未反应的苯和溴,再用NaOH除去残余的溴,然后用水洗去残余的NaOH,最后用干燥剂除水并蒸馏。发散分液和蒸馏是有机物分离和提纯常用的方法。常见情况为:物质硝基苯(硝酸、硫酸)溴乙烷(酒精)乙酸乙酯(乙酸)苯(苯酚)酒精(水)方法加水,分液
26、加水,分液饱和Na2CO3溶液,分液加NaOH溶液,分液蒸馏5.某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝,可供选择的操作有:加适量H2SO4溶液,加金属Na,结晶,加过量NaOH溶液,加强热脱结晶水,过滤。正确的操作步骤是()A.B.C.D.点拨芒硝是水合硫酸钠晶体,要制取纯净的水合硫酸钠晶体,首先要进行提纯,在此过程中要充分利用原料中的成分,且不能引入新的杂质,要除净Fe3+,加入的NaOH溶液要过量。滤去Fe(OH)3不溶物后,用适量H2SO4溶液中和过量的NaOH,得纯净Na2SO4溶液,浓缩结晶即可。凡有操作都是错误的,因为脱去结晶水就不是芒硝,而是硫
27、酸钠。答案:B要领解决本题的关键之一是了解芒硝为何物;关键之二是选择合适的反应物。金属Na虽可直接与水反应生成NaOH,但Na比NaOH贵得多。故应直接用NaOH溶液,保证Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀滤去,但过量NaOH定要用适量H2SO4中和。6.甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3FeSO4NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中,发现有白色沉淀生成,继续滴加则沉淀消失,丁溶液滴入甲溶液时,无明显现象发生。据此推断丙物质是()A.Al2(SO4)3B.NaOHC.BaCl2D.FeSO4点拨解推断题要抓住特征条件。由题设乙白色沉淀沉淀消失可知,丁必为NaOH,
28、乙必为A12(SO4)3。(注意:此处隐含实验中试剂的滴加顺序与现象的关系),由此可推及甲为BaCl2,故丙为FeSO4。答案:D要领关键是抓住乙与丁反应的特征现象先沉淀后溶解,推出两物质,最后推丙。7某待测溶液中可能含有Fe2+、Fe3+、A13+、Ag+、Ba2+、NH4+、Ca2+等离子,进行以下实验(所加酸,(1) 断待测液中有无Ba2+、Ca2+,并写出理由。答(2) 写出沉淀D的化学式(3) 写出从溶液D生成沉淀E的反应离子方程点拨待测液中加入HC1得到沉淀A,可断定A为AgCl,Ag+已被除去。向溶液A加入稀硫酸和溴水,若有Fe2+则被氧化成Fe3+(2Fe2+Br2=2Fe3+
29、2Br-);由于BaSO4难溶于水,CaSO4微溶于水,所以沉淀B为BaSO4和CaSO4的混合物或二者之一。向溶液B中加入氨水得到沉淀C,则沉淀C一定是Fe(OH)3或A1(OH)3或二者的混合物。若沉淀C中含Al(OH)3,则加入过量NaOH溶液时会转变为NaAlO2进入溶液D;沉淀C与过量NaOH溶液作用后仍剩余沉淀D,则可断定D为Fe(OH)3。由于H2CO3的酸性强于HAlO2(可由C.Al在周期表中的位置推出),所以向溶液D中通入CO2得到的沉淀E一定是A1(OH)3,其反应为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3;+HCO3-o答案:含有Ba2+、Ca2+中的一种或两种;
30、;因为BaSO4不溶于水,CaSO:微溶于水Fe(OH)3(3)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3;+HCO3-o要领仔细分析每一步所发生的反应,并进行严密的推理和判断(如由所加试剂推测沉淀可能是什么物质、什么物质进入溶液;由肯定的结论验证不肯定的推测,并缩小判断范围;正推和逆推相结合等)是解此类框图题的基本方法。熟悉有关物质的化学性质,并能灵活运用,是解题的基础。发散在推断混合溶液中肯定存在或肯定不存在的离子时,要注意以下几点:(1) 溶液是否有颜色。某些离子在溶液中具有特殊的颜色:Fe3棕黄色,Fe2淡绿色,Cu2+蓝色(CuCl2浓溶液呈绿色)(2) 溶液的酸碱性。从溶液的酸碱
31、性情况可以初步判断某些离子是否存在。在强酸性溶液中不能大量存在离子有:S2-、SO32-、CO32-、SiO32-、AlO2-等;在强碱性溶液中不能大量存在离子有:NH:+、Mg2+、A13+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、HCO3-、Ag+等。(3) 在判断出肯定存在的离子后,再排除跟该离子在溶液中不可能共存的离子。例如,在已肯定存在SO:2-时,就应排除Ba2+的存在。8含苯酚的工业废水处理的流程图如下:(1) 上述流程里,设备I中进行的是操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用进行(填写仪器名称)(2) 由设备II进入设备III的物质A是,由设备III进入设备W的物质B是o(3)
32、在设备III中发生的化学方程式为(4) 在设备W中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和,通过操作(填写操作名称)可以使产物相互分离。(5) 上图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、.、点拨本题属化学与社会、生产相结合的应用型题。在学习苯酚的性质和分离以及酸、碱、盐的化学性质和规律的基础上,将这些知识和规律用于解决生产中的实际问题,目的是培养学生用化学知识解决生活、生产、科技问题的能力和学习化学的方法。根据题给条件和设计可知:设备I用苯萃取废水中的苯酚,生成苯酚的苯溶液(因苯酚易溶于苯而不易溶于水)。设备II用于分离苯和苯酚,为此需加入NaOH水溶液,使苯酚变为苯酚钠而溶于
33、水中,再用分液法与苯分离。设备III是为了将苯酚钠变为苯酚,考虑到经济成本和环境因素,通入CO2气体较为理想。设备W是为了综合利用副产物NaHCO3,加入CaO可转化为反应所需的原料NaOH,而另一生成物CaCO3在设备V中又可转化为反应所需的原料CO2和CaOo这样可提高经济效益,降低环境污染。答案:(1)萃取(或萃取、分液);分液漏斗(2)苯酚钠(C6H5ONa);NaHCO3(3)C6H5ONa+CO2+H2OC6H5OH+NaHCO3(4)CaCO3;过滤(5)NaOH水溶液;CO2要领本题将化学基础知识应用于生产实际问题中,涉及到中学有机化学中地基本的知识分离苯和苯酚的混合物。苯酚在
34、冷水中溶解度小,在苯中易溶且苯与水不互溶,故设备I中进行的操作是萃取、分液,设备W中发生反应:NaHCO3+CaO=CaCO3J+NaOH,通过过滤操作将与NaOH溶液分离,掌握各种分离方法的适用前提、作用。【演练提升】1下列混合物不可用分液法进行分离的是(C)A.CCl4与水B.硝基苯与水C.酒精与苯酚D.乙酸乙酯与水2. 检验氯化氢气体中是否混有Cl2,可采用的方法是(D)A.用干燥的蓝色石蕊试纸B.用干燥有色布条C.将气体通入硝酸银溶液D.用湿润的淀粉碘化钾试纸3. 制备下列气体过程中,净化除杂的有关操作(括号内是杂质)其中正确的是(A)A.CO2(CO)气体通过灼热的CuOB.C2H4
35、(SO2)气体通过盛有溴水的洗气瓶C.NO(NO2)通过水洗干燥后,用向下排空气法收集D.NH3(H2O)浓h2so44. 检验某未知溶液中是否含有SO42-,下列操作合理的是(C)A.加入硝酸酸化的硝酸钡溶液B.先加硝酸酸化,再加硝酸钡溶液C.先加盐酸酸化,再加氯化钡溶液D.加入硫酸酸化的氯化钡溶液5. 欲用一种试剂Z来判别盐溶液中的离子X和离子Y是否存在时,此试剂使用正确的是(D)试剂Z离子X离子YA.氨水A13+Mg2+B.硝酸银Cl-CO32-C.硫酸钠Ba2+Ca2+D.硝酸钡SO42-Cl-6. 为制备干燥、纯净的CO2,将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个洗气装
36、置,两个装置中应依次装入(B)A.水、无水CaCl2固体B.饱和NaHCO3溶液、浓硫酸C.浓H2SO4,饱和Na2CO3D.饱和Na2CO3,稀H2SO47. 硫酸亚铁(FeSO47H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO47H2O晶体: 将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤23遍; 向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在5080C之间至铁屑耗尽; 趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶; 待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤23次,再用滤纸将晶体吸干; 将
37、制得的FeSO47H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存。请回答下列问题:(1) 实验步骤的目的是除油污,加热的作用是升温溶液碱性增强,去油污能力增强。(2) 实验步骤明显不合理,理由是应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余),否则溶液中可能有Fe3+非常易被氧化。(3) 实验步骤中用少量冰水洗涤晶体,其目的是洗涤除夫晶体表面附着的硫酸等杂质:使用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4:7H2O的损耗。8. 欲鉴别氢氧化钡、氯化钡、氢氧化钠、硫酸、碳酸氢钠五种溶液(1) 甲同学不用任何试剂,两两混合后即可鉴别,则确定碳酸氢钠的依据是只有NaHCO3参与的反应出现一种气体和一种沉淀。确定氯化钡的依
38、据是只有BaCl2参与的反应只生成一种沉淀而无其他现象。(2)乙同学只选用了一种试剂进行鉴别,该试剂是NH4HSO4。有关的离子方程式是Ba2+2OH-+NH4+H+SO42=BaSOJ+NHJ+2H2O:Ba2+SO#2=BaSOJ:NH#+0H=NHJ+H20:HCO3-+H+=H2O+CO2T。9. 用胶头滴管将新制氯水慢慢滴入含酚酞的氢氧化钠溶液中,当滴入最后一滴氯水时红色完全褪去。(1) 产生上述现象的原因可能有两种(简要文字说明)氯水中的HC1和HC1O中和了NaOH:氯水中的HC1O将酚酞氧化而褪色。(2) 怎样证明红色褪去的原因是还是。将氢氧化钠溶液滴入上述已褪色的溶液中,若溶
39、液变红,则原因是,若溶液不变红,则原因是10. 某化学课外小组用右图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴,再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。(1) 写出A中反应的化学方程式C6H6+Br2一氏C6H5Br+HBr(2) 观察到A中的现象是一溶液微沸,有红棕色气体充满A容器。(3) 实验结束时,打开A下端的活塞,让反应液流入B中,充分振荡,目的是除去溶于溴苯中的溴,写出有关的化学方程Br2+2NaOHfNaBr+NaBrO+屯0或2Br2+6NaOHf5NaBr+NaBrO?+3H2O。(4) C中盛放CCl4的作用是除去溴化氢气体中的溴蒸气。(5) 能证明苯和液溴发生的是取代
40、反应,而不是加成反应,可向试管D中加入AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀,则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入_石蕊试液,现象是溶液变红色。11.用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1) 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入稀H2SO孕铁屑。(2) 除去蒸馏水中溶解的O2常采用.煮沸的方法。(3) 生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2一方法二:在如右图所
41、示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。,(1) 在试管I里加入的试剂是稀h2so4,铁屑。(2) 在试管II里加入的试剂是NaOH溶液。(3) 为了制得白色Fe(OH)2沉淀,在试管I和II中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是检验试管II出口处排出的氢气的纯度。当排出的h2纯净时,再夹紧止水夹。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是试管I中反应生成的H2_充满了试管点拨本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。细心观察所给仪器,可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗,烧杯代替反应容器,应选
42、用的仪器是acde。大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4,阻碍了反应的进行,因而不能同时选用这两种药品。又因为块状Na2CO3晶体溶于水,不能用启普发生器来制备CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸,再与CaCO3反应制备CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。I和试管II,且外界空气不容易进入。【课前热身】1.为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-及泥砂,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作。其中正确的操作顺序是() 过滤加过量的NaOH溶液加适量盐酸加过量NaCO3溶液加过量BaCl2溶液A.B.C.D.点拨必须了解各个实验步骤的目的,才能分清操作顺序。加入过量的NaO
43、H溶液的目的是除去Mg2+,加入过量的BaCl2溶液是为了除去SO42-,加入过量的Na2CO3溶液是为了除去Ca2+及多余的时”,然后进行过滤,除去Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3等难溶物,然后加适量的盐酸,除去多余的Na2CO3和调节溶液的pH值。综上所述,正确的实验操作顺序为CD。2为确定某溶液的离子组成,进行如下实验: 测定溶液的pH,溶液显强碱性。 取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性,产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体。 在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀。取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时,再滴加AgNO3溶液产生白色沉淀。根据实验以下推测正确的是()A.定有SO32-离子B.定有CO32-离子C.不能确定是否存在C1-D.不能确定H
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