高三化学一轮复习“讲解练”之“解”-13《物质的检验、分离与提纯》

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题十三物质的检验、分离与提纯【主干知识整合】一、网络构建二、物质检验的一般程序与思路1、气态物质的检验由于气体贮存困难，使用时易扩散，故检验中要尽可能使用物理性质加以检验，即使使用化学方法，尽可能多用试纸。可按下列顺序检验:2．无色溶液的检验3．固态物质的检验三、物质的检验方法常见物质的检验方法，一方面是根据物质的物理性质（如颜色、溶解性、溶解热效应等）直接检验，另一方面是根据物质化学性质，使被检验物质与加入的试剂作用,产生某种特殊现象（如：生成气体、沉淀，产生特殊颜色等)，从而确定该物质的存在。1．离子的检验。检验的原理是依据离子的特征反应现象如呈现特殊颜色变化、生成沉淀、生成气体等.十种常见离子的检验方法是：K+、Na+用焰色反应；NH4+用浓氢氧化钠溶液、加热产生的气体检验；Fe3+用硫氰化钾溶液检验；Al3+用氢氧化钠溶液检验；Cl-、Br—、I-用硝酸银溶液和稀硝酸检验；CO32用盐酸和澄清石灰水检验;SO42—用Ba（NO3）2溶液(或BaCl2溶液)和稀硝酸(或稀盐酸）检验。2．气体的检验。检验的根据是由气体的特征性质（化学和物理的）所表现的现象.但是注意：有些现象是某几种气体所共有的，如二氧化碳与二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊,不少可燃性气体（如氢气、一氧化碳、甲烷等）的燃烧，其火焰都呈淡蓝色,当它们混有一定量空气时，点燃都会爆鸣;溴蒸气、氯气、二氧化氮都能使碘化钾淀粉试纸变蓝等等.因此遇到这些情况,不要过早下结论，而要综合考虑性质和现象。3．有机物的检验。常用的试剂有：①高锰酸钾酸性溶液:烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等均可使高锰酸钾酸性溶液褪色.②溴水:烯烃、炔烃、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖均可使溴水褪色（加成或氧化反应）。③银氨溶液:凡含有-CHO的有机物如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖均可发生银镜反应。④新制的Cu（OH)2碱性悬浊液：常温下，多羟基的物质如甘油、乙二醇、葡萄糖都能溶解新制的Cu（OH)2得绛蓝色溶液，羧酸与Cu(OH)2发生中和反应得蓝色溶液。含-CHO的物质与新制Cu(OH）2碱性悬浊液加热有砖红色Cu2O沉淀生成。⑤FeCl3溶液：与苯酚反应形成紫色溶液.四、物质分离与提纯的方法1．常用的物理方法——根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法.2．常用的化学方法吸收法-—常用于气体的净化和干燥,可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适当的固体或溶液作为吸收剂。如Cl2中混有的HCl气体可通过饱和食盐水除去。常用装置是洗气瓶或干燥管（U形管）.沉淀法—-在被提纯的物质中加入适量试剂使其与杂质反应，生成沉淀过滤除去。如硝酸钾中含有的少量硝酸钡，可用适量的硫酸钾除去。气体法——根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂，让杂质转化为气体除去。如KCl中混有的少量K2CO3，可加适量盐酸除去.转化法-—利用化学反应，加入适当的试剂或采用某种条件（如加热），使物质中的杂质转化为被提纯物质，以正盐、酸式盐间的转化最为常见。如：NaHCO3Na2CO3。溶解法——对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解，然后过滤除去，以杂质为两性物质常见.如Mg(OH)2中混有Al(OH）3，可用过量NaOH溶液除去，然后洗涤Mg（OH)2即可.【典例精析】海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下：(1）请列举海水淡化的两种方法:、。（2)将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、、、或H2、。（3）步骤Ⅰ中已获得Br2，步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-,其目的为.（4）步骤Ⅱ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。（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图.请你参与分析讨论：①图中仪器B的名称：.②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是。③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：。④C中液体产生颜色为。为除物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是.【解析】本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小，多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴.溴具有强氧化性可以氧化SO2，生成H2SO4，因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性，可以腐蚀橡胶.蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。【答案】(1)蒸馏法电渗析法离子交换法（或其他合理答案中的任意两种）（2）Cl2NaOHNaClO（3）富集溴元素(4）Br2＋SO2＋2H2O4H＋＋SO42＋2Br-强酸对设备的严重腐蚀(5)①冷凝管②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温度，并收集59℃时的馏分④深红棕色分液(或蒸馏）【专题训练】1．根据下列实验现象，所得结论正确的是(）实验实验现象结论A左烧杯中铁表面有气泡，右边铜表面有气泡活动性：Al＞Fe＞CuB左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色氧化性：Cl2＞Br2＞I2C白色固体先变为淡黄色，后变为黑色溶解性AgCl＞AgBr＞Ag2SD锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：Cl＞C＞Si2．五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力,对下列有关反应的颜色叙述正确的是(）①新制氯水久置后→浅黄绿色消失； ②淀粉溶液遇单质碘→蓝色；③溴化银见光分解→银白色; ④热的黑色氧化铜遇乙醇→红色⑤鸡蛋白溶液遇浓硝酸→黄色； ⑥苯酚在空气中氧化→粉红色A．①②③④⑤B．②③④⑤⑥ C．①②④⑤⑥ D．①③④⑤⑥3．下列物质分离、提纯和鉴别的方法正确的是(）A．可用加热的方法除去NH4Cl中混有的I2B．以粗铜为阴极,精铜为阳极，CuSO4为电解液精炼铜C．不用任何试剂就可鉴别出苯、乙酸乙酯、NaOHD．加入溴水,然后分液的方法除去苯中的甲苯4．下列各组物质在只提供水和若干支试管的情况下，达不到鉴别目的的是（）A．硝基苯、苯、乙醇三种液体B．硫黄、Na2O2、CaCl2三种固体C．H3PO4、Ba(OH）2、Ba3(PO4）2三种固体D．Na2SO4、KNO3、BaCl2三种固体5．现有碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氯化铁和苯酚五种物质的溶液，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质可以发生反应，下列判断不合理的是（）A．X一定是碳酸钠溶液B．Y一定是氯化铁溶液C．Z可能为碳酸氢钠溶液D．M、N必定各为苯酚、氢氧化钠溶液中的某一种6．某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝.由该实验能得到的正确结论是（)A．原溶液中一定含有SO42离子 B．原溶液中一定含有NH4+离子C．原溶液中一定含有Cl—离子 D．原溶液中一定含有Fe3+离子7．为了证明（NH4)2Fe（SO4）2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体）的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42和H2O，下列实验叙述中不正确的是（）A．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水B．硫酸亚铁铵晶体溶于水,得淡绿色溶液,滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色,则可证明晶体的成分中含有Fe2+C．硫酸亚铁铵晶体溶于水,加少量稀盐酸，无现象,再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO42D．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加入少量稀NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，则可证明晶体的成分中含有NH4+8．实验室有一瓶久置的白色K2SO3粉末，为确定其是否被氧化及其成分，元素分析表明粉末中K和S元素的质量比为39：16,下列结论正确的是（）A．根据元素分析结果推测该粉末为纯净物B．将粉末溶于水，加入氯化钡，有白色沉淀生成，证明原粉末是K2SO4C．将粉末加入盐酸中，产生气泡,证明原粉末是K2SO3D．将粉末溶于水，加入氯化钡和过量的盐酸，有白色沉淀和气泡生成，证明原粉末是K2SO4和K2SO3的混合物9．有下列三种含杂质的气体（括号内为杂质）：①CO2(HCl）②H2（HCl）③NH3（水蒸气）。某学生欲除去以上气体中的杂质依次选用了三种试剂，该学生选用的试剂均正确的是（)A．NaHCO3溶液、NaOH溶液、碱石灰B．Na2CO3溶液、浓硫酸、碱石灰C．NaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸D．NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰10．有一瓶无色气体,可能含有H2S、CO2、HCl、HBr、SO2中的若干种,将其通入氯水中，得无色透明液，将此溶液分成两份，向其中一份加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀；向另一份中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀产生，结论正确的是（）A．肯定有CO2和SO2 B．可能有HBr、CO2C．肯定没有HBr、H2S、HCl D．以上结论均不正确11．下列根据实验现象所得出的结论一定正确的是(）A．某无色溶液滴加酚酞试液后显红色，结论:溶液显碱性B．某无色溶液加入盐酸产生无色无味气体，结论：溶液中一定含有CO32-C．某气体能使品红溶液褪色，结论：该气体为SO2气体D．电解某无色液体得到H2和O2,测其体积比为2∶1，结论:此液体为纯水12．下列除去杂质的方法正确的是（）①除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离；②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,分液、干燥、蒸馏;③除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶；④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏。A．①② B．②④ C．③④ D．②③13．某兴趣小组同学共同设计了如图所示的多功能实验装置。该装置既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质.（1）现有以下药品:锌粒、铜片、浓H2SO4、浓HNO3、蒸馏水、NaOH溶液。打开K1关闭K2,可制取气体.（2)某同学用石灰石、醋酸、硅酸钠溶液等药品设计了另一实验。他的实验目的是______________________________________________；打开K2关闭K1，将A中液体。加入B中后，观察到的实验现象为___________________________________。14．实验室有甲、乙两瓶丢失标签的无色溶液，其中一瓶是盐酸，另一瓶是Na2CO3溶液，为确定甲、乙的成分及其物质的量浓度，现操作如下:①取25。00mL甲溶液，向其中缓慢滴加乙溶液15。00mL，其收集到气体224mL.②另取15.00mL乙溶液，向其中缓慢滴加甲溶液25。00mL,共收集到气体112mL。上述气体体积均已换算为标准状况,CO2在溶液中的少量溶解忽略不计。请根据实验数据填空：（1)甲是，甲溶液中溶质的物质的量浓度为,乙溶液中溶