（课标版）高考化学一轮复习 核心突破练案（30）物质的检验、分离和提纯（含解析）新人教版-新人教版高三化学试题

第30讲物质的检验、分离和提纯A组基础必做题1．(2020·山东淄博实验中学检测)下列实验目的、装置、现象及对应反应的方程式均正确的是(A)选项目的装置现象方程式A验证SO2的性质A中出现浑浊；B中颜色变浅A.SO2＋Ba2＋＋2OH－=BaSO3↓＋H2OB.5SO2＋2H2O＋2MnOeq\o\al(－,4)=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋B鉴别Br2(g)与NO2(g)通NO2所得溶液无色；通Br2所得溶液呈黄色3NO2＋H2O=2HNO3＋NOBr2＋H2O=2H＋＋Br－＋BrO－C检验Fe3＋滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀Fe3＋＋[Fe(CN)6]3－=Fe[Fe(CN)6]↓D探究浓度对反应速率的影响注射器中收集到气体，测定收集一定体积气体所需时间Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑[解析]本题考查物质性质的验证、气体鉴别、离子检验等。为验证二氧化硫为酸性氧化物，将其通入氢氧化钡溶液中，出现浑浊，发生反应SO2＋Ba2＋＋2OH－=BaSO3↓＋H2O；为验证二氧化硫的还原性，将其通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液颜色变浅，发生反应5SO2＋2H2O＋2MnOeq\o\al(－,4)=5SOeq\o\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋，A正确。NO2通入水中，生成HNO3，溶液无色3NO2＋H2O=2HNO3＋NO；Br2(g)通入水中，得到溴水，溴不能完全溶解，溶液呈黄色：Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO，B错误。检验Fe3＋，应滴加KSCN溶液，溶液变为血红色Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3；检验Fe2＋，才是滴加铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀：3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓，C错误。实验应改用分液漏斗，且实验中没有计时器和不同浓度的硫酸溶液，无法探究浓度对反应速率的影响，D错误。2．(2020·陕西榆林一模)对某溶液中部分离子的定性检测流程如下。下列相关分析正确的是(A)A．步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液B．可以用湿润的蓝色石蕊试纸检验生成的无色气体C．步骤②的反应为Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑D．检验Fe3＋的离子方程式为Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3↓(血红色)[解析]本题考查溶液中离子的定性检测及相关反应。无色气体应该是氨气，红褐色沉淀应该是氢氧化铁，加入的溶液应该是碱，铝离子没有沉淀，说明是强碱，所以步骤①所加试剂可以是浓KOH溶液，故A正确；应该用湿润的红色石蕊试纸检验生成的氨气，故B错误，步骤②的反应为AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=COeq\o\al(2－,3)＋Al(OH)3↓，故C错误；Fe(SCN)3不是沉淀，故D错误。3．(2020·湖南长郡中学调研)有X、Y、Z、M、N五种物质，进行的有关实验操作及现象如下：实验操作实验现象①气体X和气体Y混合气体变红棕色②Y、M、N分别与氢硫酸反应都产生淡黄色固体③用玻璃棒蘸取Z和M的浓溶液，相互靠近产生白烟④Z和N分别通入少量溴水中溴水都变成无色透明的液体X、Y、Z、M、N依次可能是(A)A．NO、O2、NH3、HNO3、SO2 B．O2、NO、NH3、HCl、SO2C．O2、NO、HCl、NH3、CO2 D．NO、O2、NH3、HCl、CH4[解析]本题主要考查物质的推断。①红棕色气体为NO2，故X为O2或NO，Y为NO或O2，②实验现象说明Y、M、N均具有氧化性，③实验现象说明Z、M的浓溶液均具有挥发性；④实验现象说明Z、N均具有还原性，综合以上分析可知，X为NO，Y为O2，排除BC，因D项中CH4不能满足实验④，故答案为A。4．(2020·湖北宜昌第一次调研)关于下列实验装置的叙述正确的是(B)A．装置①可用于提纯胶体B．装置②可用于排空气法收集气体，可收集CO2、NH3、H2等C．装置③可用于吸收SO2D．装置④可用于验证浓硫酸具有强氧化性[解析]胶体可以透过滤纸，不能用过滤的方法提纯，应用“渗析”法，A项错误；装置②从a口进气可收集密度比空气大的CO2，从b口进气可收集密度比空气小的NH3、H2，B项正确；装置③吸收SO2时应将导气管伸入液面下且缺少出气导管，C项错误；浓硫酸与铜的反应需要加热，D项错误。5．(2020·福建联考)下列关于物质性质或检验的叙述不正确的是(D)A．在溶液中加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3＋，可能有Fe2＋B．气体通过湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中一定含有氨气C．用铂丝蘸取白色粉末灼烧，火焰呈黄色，证明原粉末中一定有Na＋，可能有K＋D．向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)[解析]KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，只能说明含Fe3＋，不能说明无Fe2＋，A正确；气体通过湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中含有氨气，B正确；用铂丝灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，没有透过蓝色的钴玻璃观察，则可能有K＋，C正确；将生成的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明气体中含二氧化碳、二氧化硫中的一种或两种，则溶液中含有的阴离子可能为COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，D错误。6．(2020·山东重点中学联考)下列物质中杂质(括号内为杂质)的检验试剂、除杂试剂和除杂方法都正确的是(B)物质及其杂质检验试剂除杂试剂除杂方法AHCl(Cl2)湿润的淀粉KI试纸饱和食盐水洗气BC2H5OH(H2O)无水硫酸铜粉末生石灰蒸馏CCO2(SO2)品红溶液饱和碳酸钠溶液洗气DNH4Cl(I2)淀粉溶液无加热[解析]本题考查物质的检验、分离和提纯。用饱和食盐水除去的是HCl，A项错误；用无水硫酸铜粉末可检验C2H5OH中的H2O，加入生石灰，CaO与H2O反应生成Ca(OH)2，再通过蒸馏即可得到C2H5OH，从而将C2H5OH中的H2O除去，B项正确；CO2可与Na2CO3溶液反应，除去CO2中的SO2，应用饱和NaHCO3溶液，C项错误；直接加热会导致NH4Cl分解，D项错误。7．(2020·河北名校联考)用下列实验装置进行相应实验，设计正确且能达到实验目的是(C)A．用图1所示装置制取少量H2B．用图2所示装置分离K2CO3溶液和苯的混合物C．用图3所示装置验证Na和水反应的热效应D．用图4所示的装置蒸干AlCl3溶液制备无水AlCl3[解析]图1所示装置中长颈漏斗的下端导管口必须伸入到液面以下，否则气体会从漏斗逸出，A错误；K2CO3溶液和苯互不相溶，用分液的方法分离，B错误；左侧试管密封，Na和水的反应放热，左侧试管内压强增大，则U形管左侧液面下降，右侧液面上升，C正确；蒸干AlCl3溶液，得到的是Al(OH)3晶体，灼烧时得到Al2O3，D错误。8．(2020·福建漳州检测)钴是一种中等活泼金属，化合价为＋2价和＋3价，其中CoCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2Co(乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题：(1)甲同学用Co2O3与盐酸反应制备CoCl2·4H2O，其实验装置如下：①烧瓶中发生反应的离子方程式为Co2O3＋6H＋＋2Cl－=2Co2＋＋Cl2↑＋3H2O。②由烧瓶中的溶液制取干燥的CoCl2·4H2O，还需经过的操作有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。(2)乙同学利用甲同学制得的CoCl2·4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2Co，并利用下列装置检验(CH3COO)2Co在氮气氛围中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。①装置E、F是用于检验CO和CO2的，其中盛放PdCl2溶液的是装置F(填“E”或“F”)。②装置G的作用是除去CO2；E、F、G中的试剂均足量，观察到I中氧化铜变红，J中固体由白色变蓝色，K中石灰水变浑浊，则可得出的结论是分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质。③通入氮气的目的是使D中的气态产物被后续装置所吸收(或排尽装置中的空气或不使K中水蒸气进入盛无水CuSO4的干燥管中)。④实验结束时，先熄灭D和I处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，其目的是防止倒吸。⑤若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n(X)﹕n(CO)﹕n(CO2)﹕n(C2H6)＝1﹕4﹕2﹕3(空气中的成分不参与反应)，则乙酸钴在空气中分解的化学方程式为3(CH3COO)2Coeq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑。[解析]本题主要考查(CH3COO)2Co(乙酸钴)的制取及其分解产物的验证，涉及的知识点有实验操作、化学方程式的书写等。(1)①用Co2O3与HCl反应制备CoCl2·4H2O，Co的化合价降低，该反应中Co2O3为氧化剂，HCl为还原剂，HCl被氧化成Cl2，根据得失电子守恒及电荷守恒可得烧瓶中发生反应的离子方程式：Co2O3＋6H＋＋2Cl－=2Co2＋＋Cl2↑＋3H2O；②从溶液中制取CoCl2·4H2O，需要经过的步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(2)①装置E、F用于检验CO和CO2，PdCl2能被CO还原成Pd，CO被氧化成CO2，因此要先检验CO2，E中应盛放澄清石灰水，F中盛放PdCl2溶液。②在后续实验中要检测生成的产物，则在之前要将产生的CO2除去，故装置G的作用是吸收CO2，防止其对后续实验产生干扰，CuO变红，说明CuO被还原成Cu，无水CuSO4变蓝色，说明有H2O生成，石灰水变浑浊，说明产生了CO2，则分解产物中还含有一种或多种含C、H元素的物质。③通氮气的目的是将装置中的空气排尽，避免干扰水蒸气的检验，并将D中的气态产物全部赶出使其被后续装置吸收。④先熄灭D和I处的酒精灯，一段时间后再关闭弹簧夹，其目的是防止倒吸。⑤由题知乙酸钴最终分解生成固态氧化物X、CO、CO2、C2H6，且n(X)﹕n(CO)﹕n(CO2)﹕n(C2H6)＝1﹕4﹕2﹕3，各物质的物质的量之比等于化学方程式中的相应物质的化学计量数之比，可得(CH3COO)2Co→X＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑，根据反应前后原子守恒，推出X为Co3O4，则反应的化学方程式为3(CH3COO)2Coeq\o(=,\s\up7(△))Co3O4＋4CO↑＋2CO2↑＋3C2H6↑。B组能力提升题9．(2020·湖南六校联盟联考)海洋一个巨大的资源宝库，海水开发利用的部分过程如图所示。下列有关说法不正确的是(C)A．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯B．工业生产中常选用石灰乳作为Mg2＋的沉淀剂C．第②步的反应条件是：在空气中直接加热D．第③步到第⑤步的目的是富集溴元素[解析]粗盐中含有Ca2＋、SOeq\o\al(2－,4)等杂质离子，故先除杂得到NaCl和KCl的混合溶液，而NaCl的溶解度随温度变化不大，故采用重结晶可以得到较纯净的NaCl，A项正确。用石灰乳沉淀海水中的Mg2＋可降低生产成本，B项正确。由MgCl2·6H2O制备无水MgCl2须在HCl气氛中进行，以抑制Mg2＋水解，C项错误。③④⑤是为了富集Br2，D项正确。10．(2020·山东省普通高中学业水平等级考试模拟卷，3)实验室提供的玻璃仪器有试管、导管、容量瓶、烧杯、酒精灯、表面皿、玻璃棒(非玻璃仪器任选)，选用上述仪器能完成的实验是(B)A．粗盐的提纯B．制备乙酸乙酯C．用四氯化碳萃取碘水中的碘D．配置0.1mol·L－1的盐酸溶液[解析]本题考点为物质的分离提纯、常见有机物的制备、实验仪器的选择和基本实验操作。A项完成粗盐的提纯实验尚缺少的玻璃仪器是漏斗；B项有试管、导管和酒精灯三种玻璃仪器即可完成乙酸乙酯的制备实验(如右图)；C项用四氯化碳萃取碘水中的碘所需主要仪器为分液漏斗，题中未给；D项配置0.1mol·L－1的盐酸溶液需要用胶头滴管定容、量筒量取浓盐酸，题中未给出。11．(2020·广东惠州模拟)某阳离子为钠离子的溶液中，可能含有SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)、Cl－中的一种或几种，只取原溶液一次，便能一一检验其中存在的阴离子。下列加入试剂的顺序最合理的是(A)A．HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3B．Ba(NO3)2、AgNO3、HNO3C．酚酞、Ba(NO3)2、AgNO3D．HCl、BaCl2、AgNO3[解析]抓住题中要求“一一检验其中存在的阴离子”，即每加一种试剂只与一种离子反应且有明显现象。A项，加入过量的HNO3，若有气体产生，说明有COeq\o\al(2－,3)，否则没有；继续加入过量的Ba(NO3)2，若有白色沉淀生成，说明有SOeq\o\al(2－,4)，否则没有；向②的上层清液中再加入AgNO3，若有白色沉淀生成，说明有Cl－，否则没有，B、C项中加入Ba(NO3)2后，SOeq\o\al(2－,4)、COeq\o\al(2－,3)都会形成白色沉淀，无法确定到底存在哪种离子；D项中加入HCl、BaCl2均引入了Cl－，无法判断原溶液中是否有Cl－，因此B、C、D均不正确。12．(2020·山西晋商四校联考)下列实验中，所选取的分离装置与对应原理都正确的是(D)选项目的装置原理A氢氧化铁胶体的纯化①胶体粒子不能通过滤纸，离子及小分子可以通过滤纸B分离苯中的溴苯③苯(0.88g/mL)和溴苯(1.5g/mL)的密度不同C粗盐提纯②NaCl在水中的溶解度很大D除去环己醇中的环己烯④环己醇的沸点(161℃)与环己烯的沸点(83℃)相差较大[解析]氢氧化铁胶体的纯化应该选用渗析的方法，故A错误；苯与溴苯互溶，应该选用蒸馏的方法分离，故B错误；粗盐提纯应该选用过滤的方法除去粗盐中的难溶物，故C错误；环己醇和环己烯的沸点相差较大，可以选用蒸馏的方法分离，故D正确。13．(2020·广东惠州第三次调研)下列实验设计能够成功的是(C)A．检验亚硫酸钠试样是否变质：试样eq\o(→,\s\up7(溶解))eq\o(→,\s\up7(滴加硝酸钡溶液))白色沉淀eq\o(→,\s\up7(滴加稀盐酸))沉淀不溶解→说明试样已变质B．除去粗盐中含有的硫酸钙杂质：粗盐eq\o(→,\s\up7(溶解))eq\o(→,\s\up7(足量碳酸钠溶液))eq\o(→,\s\up7(足量氯化钡溶液))eq\o(→,\s\up7(过滤))eq\o(→,\s\up7(滤液中滴加盐酸))eq\o(→,\s\up7(蒸发结晶))精盐C．检验某溶液中是否含有Fe2＋：试样eq\o(→,\s\up7(滴加硫氰化钾溶液))溶液颜色无变化eq\o(→,\s\up7(滴加氯水))溶液变红色→溶液中含有Fe2＋D．证明酸性条件下H2O2的氧化性比I2强NaI溶液eq\o(→,\s\up7(30%过氧化氢溶液、稀硝酸))eq\o(→,\s\up7(淀粉))溶液变蓝色→氧化性：H2O2>I2[解析]A项，加入Ba(NO3)2溶液和盐酸等于溶液中有HNO3，可将BaSO3氧化成BaSO4，无法证明试样是否变质，应使用BaCl2溶液和盐酸；B项，加入的过量的BaCl2未除去，得到的“精盐”中混有BaCl2杂质，应先加足量的氯化钡溶液，后加足量的碳酸钠溶液；D项，稀硝酸也能将I－氧化为I2，无法证明是H2O2将I－氧化，应使用稀盐酸或稀硫酸。14．(2020·福建莆田二十五中月考)下列关于物质的检验方法正确的是(D)A．向某种无色溶液中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加入稀盐酸后该沉淀不溶解，说明原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)B．某溶液能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，则该溶液一定为氯水或者溴水C．向某白色固体粉末中滴加稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，则原固体粉末中一定含有COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)D．将某白色固体粉末与氢氧化钠浓溶液共热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，证明原固体中一定含有NHeq\o\al(＋,4)[解析]某溶液中加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，再加盐酸酸化，沉淀不溶解，该溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)或Ag＋，故A错误；能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，则这种气体或气体与水反应生成的物质具有氧化性，除了氯水或者溴水外，如二氧化氮等也可以，故B错误；向某白色固体粉末中滴加稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，气体可能为二氧化碳或者二氧化硫，则溶液中可能含COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)，C错误；某白色固体粉末中加入氢氧化钠浓溶液并加热，产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝，说明有氨气生成，则该固体中一定含有NHeq\o\al(＋,4)，故D正确。15．(2020·山东省普通高中学业水平等级考试模拟卷)下列操作能达到相应实验目的的是(A)实验目的操作A检验绿茶中是否含有酚类物质向茶水中滴加FeCl3溶液B测定84消毒液的pH用洁净的玻璃棒蘸取少许84消毒液滴在pH试纸上C除去苯中混有的少量苯酚向苯和苯酚的混合物中滴加溴水，过滤后分液D实验室制备乙酸乙酯向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片，加热[解析]A选项，酚羟基遇Fe3＋发生显色反应。B选项，84消毒液的主要成分是次氯酸钠，是一种强碱弱酸盐水解显碱性，但水解产物具有漂白性，对pH试纸有漂白作用，可以使用数字pH计测量。C选项，溴水与苯酚生成的三溴苯酚也可溶于苯中，一般加入氢氧化钠溶液再进行分液。D选项，正确顺序为依次加入碎瓷片、乙醇、浓硫酸、乙酸，再加热。16．(2020·河北张家口质检)某溶液只含有K＋、Fe3＋、Cl－，Mg2＋、I－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的几种，限用以下试剂检验：盐酸、硫酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤，并记录相关现象，下列叙述不正确的是(C)A．该溶液中一定有I－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、K＋B．试剂①为硝酸钡溶液C．通过在黄色溶液中加入硝酸银溶液可以检验原溶液中是否存在Cl－D．试剂②一定为盐酸[解析]由实验可知，试剂①为硝酸钡溶液，生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡，则试剂②为盐酸，沉淀减少，硫酸钡不溶于盐酸，则原溶液中一定存在COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)，则不含Fe3＋、Mg2＋；加试剂①过滤后的滤液中，再加试剂②盐酸，H＋、NOeq\o\al(－,3)、I－发生氧化还原反应生成I2，溶液变黄色，由于溶液呈电中性，则溶液中一定含有的阳离子为K＋。由上述分析可知，该溶液中一定有I－、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、K＋，故A正确；由上述分析可知，试剂①为硝酸钡溶液，故B正确；加入足量盐酸会引入Cl－，故无法判断原溶液中是否存在Cl－，故C错误；由上述分析可知，试剂②一定为盐酸，不能为硫酸，因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加，不符合题意，故D正确。17．(2020·新题预测)一种用软锰矿(主要成分MnO2)和黄铁矿(主要成分FeS2)制取MnSO4·H2O，并回收单质硫的工艺流程如下：已知：本实验条件下，高锰酸钾溶液与硫酸锰溶液混合产生二氧化锰。回答下列问题：(1)步骤①混合研磨成细粉的主要目的是增大接触面积，提高硫酸浸取时的浸取速率和浸取率；步骤②浸取时若生成S、MnSO4及Fe2(SO4)3的化学方程式为3MnO2＋2FeS2＋6H2SO4=3MnSO4＋Fe(SO4)3＋4S↓＋6H2O。(2)步骤③所得酸性滤液可能含有Fe2＋，为了除去Fe2＋可先加入软锰矿粉或H2O2；步骤