课时跟踪检测（二十九） 物质的分离与提纯

PAGE第8页共8页课时跟踪检测（二十九）物质的分离与提纯1.古代中国常用如图所示装置来炼丹、熬烧酒、制花露水等，南宋张世南《游宦纪闻》中记载了民间制取花露水的方法：“锡为小甑，实花一重，香骨一重，常使花多于香，转甑之傍，以泄汗液，以器贮之。”该装置利用的实验操作方法是()A．升华 B．过滤C．萃取 D．蒸馏解析：选D从图中可以看出，以花为原料，通过加热产生蒸气，然后冷凝成液体，便制成花露水，所以此操作为蒸馏。2．分离下列三组混合物依次采取的方法正确的是()①植物油和氯化钠溶液②碳酸钙和氯化钙的水溶液③氯化钠和碘A．分液、蒸馏、萃取 B．蒸发、过滤、分液C．分液、过滤、加热升华 D．蒸馏、萃取、分液解析：选C①植物油和氯化钠溶液是两种不相容的液体，采用分液法分离；②碳酸钙和氯化钙的水溶液，碳酸钙不溶于水，用过滤方法分离；③氯化钠和碘，碘加热易升华，氯化钠受热不分解，因此用加热升华分离，故C正确。3．下列除杂方案不正确的是()选项被提纯的物质[括号内的物质是杂质]除杂试剂除杂方法ACO2(g)[HCl(g)]饱和碳酸氢钠溶液、浓H2SO4洗气BNH4Cl(aq)[Fe3＋(aq)]NaOH溶液过滤CCl2(g)[HCl(g)]饱和食盐水、浓H2SO4洗气DNa2CO3(s)[NaHCO3(s)]—加热解析：选BNaHCO3溶液能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，在除去氯化氢的同时增加了二氧化碳的量，故A正确；加入氢氧化钠后，NHeq\o\al(＋,4)和OH－反应生成NH3和H2O，主体被消耗，故B错误；HCl极易溶于水，而食盐水抑制氯气的溶解，则洗气后利用浓硫酸干燥即可除杂，故C正确；NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和水，不引入新的杂质，不损耗主体物质，故D正确。4．完成下列实验所需的装置或仪器都正确的是()图示选项A.分离植物油和氯化钠溶液B.除去氯化钠晶体中混有的I2晶体C.分离CCl4中的Br2D.除去CO2气体中的HCl气体解析：选A植物油和氯化钠溶液互不相溶，可用分液的方法分离，A正确；除去氯化钠晶体中混有的I2晶体，可用加热升华的方法，I2在加热条件下易升华，不能用蒸馏的方法，B错误；分离CCl4中的Br2，二者互溶，但沸点不同，应用蒸馏的方法，不能用过滤的方法，C错误；除去CO2气体中的HCl气体，应用饱和碳酸氢钠溶液洗气，不能用NaOH溶液，因二者都与NaOH反应，D错误。5．下列除去杂质的方法中，正确的是()选项物质(括号内为杂质)去除杂质的方法ANaCl(Na2CO3)加入适量的Ca(OH)2溶液、过滤BCaO(CaCO3)加水、过滤CFe(Zn)加过量FeSO4溶液、过滤DH2SO4(HNO3)加Ba(NO3)2溶液、过滤解析：选CNa2CO3能与适量的Ca(OH)2溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钠，A错误。碳酸钙不溶于水，氧化钙溶于水后生成氢氧化钙，会把原物质除去，B错误。锌能与过量FeSO4溶液反应生成硫酸锌溶液和铁，能除去杂质且没有引入新的杂质，C正确。H2SO4能与Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸，会把原物质除去，D错误。6．多彩水泥的添加剂是CoCl2·6H2O。工业上以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如图。下列说法错误是()A．含钴废料在加入盐酸过程中金属钴发生反应的离子方程式为2Co＋6H＋=2Co3＋＋3H2↑B．溶液1中加入NaClO3的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋C．操作Ⅰ为过滤D．操作Ⅱ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤解析：选A向含钴废料中加入过量稀盐酸，Fe、Al和稀盐酸反应生成FeCl2、AlCl3、CoCl2，向溶液1中加入NaClO3溶液，NaClO3具有强氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，溶液2中加入Na2CO3调节溶液的pH，生成沉淀Fe(OH)3、Al(OH)3，然后过滤，滤渣为Fe(OH)3、Al(OH)3，溶液3中含有CoCl2，然后向溶液3中加入稀盐酸调节溶液的pH，抑制CoCl2水解，然后采用蒸发浓缩、冷却结晶和过滤方法得到CoCl2•6H2O。结合分析，含钴废料在加入盐酸过程中，金属钴、铁、铝均与盐酸反应，发生的离子方程式为Co＋2H＋=Co2＋＋H2↑、2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑、Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，故A错误；溶液1中加入NaClO3的目的是将Fe2＋氧化成Fe3＋，故B正确；根据分析，操作Ⅰ为过滤，操作Ⅱ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故C、D正确。7．[双选]下列各组混合物的分离或提纯方法不正确的是()A．除去NaCl溶液中溶解的I2：加入CCl4萃取分液B．除去Cl2中的HCl：通过饱和食盐水C．除去SO2中的H2S：通入足量酸性FeCl3溶液D．除去CO2中的HCl：通过饱和碳酸钠溶液解析：选CD碘单质更易溶于CCl4，所以可以用CCl4萃取NaCl溶液中溶解的碘单质，然后分液分离，故A正确；氯气在饱和食盐水中的溶解度较低，可以用饱和食盐水洗气除去Cl2中的HCl，故B正确；Fe3＋具有较强氧化性，会将SO2、硫化氢氧化，无法达到除杂的目的，故C错误；CO2会和饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，不符合分离提纯的要求，故D错误。8．(2021年1月新高考8省联考·辽宁卷)实验室用TiCl4水解法制备纳米TiO2的简易流程如下，下列说法错误的是()A．TiCl4发生水解反应，可生成TiO2·xH2OB．氨水的作用可用勒夏特列原理解释C．可用AgNO3溶液检验沉淀是否洗涤干净D．制得的TiO2纳米颗粒能产生丁达尔现象解析：选DTiCl4和H2O在冰水浴下搅拌，发生水解反应：TiCl4＋(x＋2)H2OTiO2·xH2O↓＋4HCl，A正确；加入氨水，可中和HCl，使得水解反应正向进行，符合勒夏特列原理，B正确；沉淀上还附着的有Cl－，因此可以用AgNO3溶液来检验沉淀是否洗涤干净，C正确；TiO2纳米颗粒为固体颗粒，不是胶体，不能产生丁达尔现象，D错误。9．按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物：下列各步实验操作原理与方法错误的是()ABCD步骤①步骤②步骤③步骤④解析：选C步骤①是分离固液混合物，其操作为过滤，需要过滤装置，A正确；步骤②是分离互不相溶的液体混合物，需进行分液，要用到分液漏斗，B正确；步骤③是从溶液中得到固体，操作为蒸发，需要蒸发皿，C错误；步骤④是利用沸点不同，采取蒸馏的方法得到甲苯，需要蒸馏装置，D正确。10．[双选]氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。模拟工业制备氢溴酸的流程如图所示。下列说法正确的是()A．混合②加入的试剂a是BaCl2B．加入的Na2SO3是过量的，以除去粗品中的Br2C．蒸馏过程中用的冷凝管为球形冷凝管D．工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能含有Br2解析：选ADBr2具有强氧化性，在溶液中将SO2氧化为H2SO4，发生反应：SO2＋Br2＋2H2O=H2SO4＋2HBr，Br2氧化SO2放出很多热量，液溴、氢溴酸易挥发，混合①使用冰水降低温度，防止Br2和HBr挥发，然后蒸馏得到硫酸和氢溴酸粗品，粗品中可能含有挥发出的Br2，加入Na2SO3，除去粗品中未反应完的溴，再加入氯化钡溶液，使反应生成SOeq\o\al(2－,4)转化硫酸钡沉淀，再进行过滤分离，无色溶液中含有HBr及NaCl，再蒸馏得到精制的氢溴酸。由流程图可知，混合②后过滤生成硫酸钡，滤液蒸馏产生NaCl溶液，故钡离子、氯离子应是加入试剂a引入的，故试剂a为BaCl2溶液，故A正确；根据分析可知，加入Na2SO3的目的是以除去粗品中的Br2，但用量需要防止过量，因为Na2SO3过量，能与HBr反应，会导致氢溴酸的产量降低，故B错误；蒸馏过程中用的冷凝管为直形冷凝管，故C错误；溴单质具有挥发性，工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能含有挥发出的Br2，故D正确。11．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是()A．装置C中产生淡黄色的沉淀，体现了SO2的氧化性B．装置E的作用是吸收未反应的SO2，防止污染空气C．装置D中品红溶液褪色后加热又变红色，可验证SO2溶于水显酸性D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸解析：选C装置C中发生的反应为SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，产生的淡黄色沉淀为S，该反应体现了SO2的氧化性，故A正确；装置E中的试剂为NaOH溶液，用于吸收未反应的SO2，防止污染空气，故B正确；品红溶液褪色后加热又变红色，体现SO2的漂白性，故C错误；导管a的作用是使装置A中内外压强相同，防止装置B中的溶液倒吸，故D正确。12．(2021年1月新高考8省联考·江苏卷)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。下列有关说法不正确的是()A．控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率B．Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OC．滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋D．聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用解析：选C控制适当反应温度并不断搅拌，可以加快反应速率，充分反应，有利于提高铁、铝浸取率，故A正确；Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O，故B正确；双氧水会将亚铁离子氧化，所以滤液中主要存在的阳离子没有Fe2＋，而是Fe3＋，故C错误；聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体，胶体表面积较大，具有吸附作用，故D正确。13．(2021·浙江选考)下列方案设计、现象和结论都正确的是()目的方案设计现象和结论A检验某无色溶液中是否含有NOeq\o\al(－,2)取少量该溶液于试管中，加稀盐酸酸化，再加入FeCl2溶液若溶液变黄色且试管上部产生红棕色气体，则该溶液中含有NOeq\o\al(－,2)B探究KI与FeCl3反应的限度取5mL0.1mol·L－1KI溶液于试管中，加入1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液，充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液若溶液变血红色，则KI与FeCl3的反应有一定限度C判断某卤代烃中的卤素取2mL卤代烃样品于试管中，加入5mL20%KOH水溶液混合后加热，再滴加AgNO3溶液若产生的沉淀为白色，则该卤代烃中含有氯元素D探究蔗糖在酸性水溶液中的稳定性取2mL20%的蔗糖溶液于试管中，加入适量稀H2SO4后水浴加热5min；再加入适量新制Cu(OH)2悬浊液并加热若没有生成砖红色沉淀，则蔗糖在酸性水溶液中稳定解析：选BA项，无法排除NOeq\o\al(－,3)等其他具有氧化性的离子；B项，说明在KI过量的情况下仍有Fe3＋存在，该反应有一定限度；C项，OH－过量，干扰Cl－的判断；D项，未中和做催化剂的硫酸，反应不能发生。14．硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下。回答下列问题。(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是____________。(2)步骤②需要加热的目的是______________，温度保持80～95℃(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是________________________________。分批加入H2O2，同时为了________________，溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有__________________________________，经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150℃解析：(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，油污在碱性条件下容易水解，所以工业上常常用热的碳酸钠溶液清洗，即碱煮水洗；(2)步骤②需要加热的目的是为了加快反应速率；温度保持80～95℃，由于保持温度比较恒定且低于水的沸点，故采用的合适加热方式是水浴加热(热水浴)；铁屑中含有少量硫化物，硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体，可以用氢氧化钠溶液吸收，为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗，故选择C装置；(3)步骤③中选用足量的H2O2，H2O2可以将Fe2＋氧化为Fe3＋，且H2O2的还原产物为H2O，不会引入新的杂质；因为H2O2本身易分解，所以在加入时需分量加入，同时为了防止Fe3＋水解，溶液要保持pH小于0.5；(4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等，需要经过的步骤为：加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)；(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·xH2O，其相对分子质量为266＋18x,1.5个水分子的相对分子质量为1.5×18＝27，则eq\f(27,266＋18x)＝5.6%，解得x≈12，则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。答案：(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质防止Fe3＋水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O15．(2021年1月新高考8省联考·河北卷)碘是人体必需的微量元素，也可用于工业、医药等领域。大量的碘富集于海藻灰(主要成分是NaI)中，因此从海藻灰中提取碘，可有效利用海洋资源。(1)某兴趣小组以海藻灰为原料进行I2的制备实验。具体步骤如下：将海藻灰加热浸泡后，得到了NaI溶液，将适量Na2SO3固体溶于NaI溶液，再将CuSO4饱和溶液滴入上述溶液中，生成白色CuI沉淀，该反应的离子方程式为___________________________________。(2)待I－沉淀完全后，过滤，将沉淀物置于小烧杯中，在搅拌下逐滴加入适量浓HNO3，观察到__________(颜色)气体放出，__________(颜色)晶体析出。出于安全和环保考虑，该实验操作需在____________(条件)下进行。该反应的化学方程式为_________________________________________________________________________________。(3)用倾析法弃去上清液，固体物质用少量水洗涤后得到粗I2，进一步精制时，选择必需的仪器搭建装置，并按次序排列：___________________(夹持装置略)。(4)将精制得到的I2配成浓度为cmol·L－1的标准溶液，用来测定某样品中维生素C(相对分子质量为M)的含量。具体操作如下：准确称量ag样品，溶于新煮沸过并冷却至室温的蒸馏水中，煮沸蒸馏水的目的是_________________________。用250mL容量瓶定容，使用______________(仪器)量取25.00mL样品溶液于锥形瓶中，再加入10mL1∶1醋酸溶液和适量的_______指示剂，立即用I2标准溶液滴定，溶液显稳定的_________(颜色)即为滴定终点，消耗I2标准溶液VmL，则样品中维生素C的质量分数是________(写出表达式)。已知滴定反应方程式：解析：(1)Na2SO3作还原剂，CuSO4作氧化剂，故该反应的离子方程式为2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2I－＋H2O=2CuI＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋；(2)CuI中的亚铜离子和碘离子均能