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高考复习材料

(新高考)小题必练17:物质的检验、分离与提纯

考垣说聃

主要考查物质的检验方法和原理、混合物的分离与提纯方法、相关实验操作及其注意事

项等。

考星透就

1.【2024年全国卷2】某白色固体混合物由NaCl、KCKMgS04>CaCOs中的两种组成,进行

如下实验:①混合物溶于水,得到澄清透明溶液;②做焰色反应,通过钻玻璃可观察到

紫色;③向溶液中加碱,产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为()

A.KC1、NaClB.KC1、MgS04C.KC1、CaCO3D.MgSO-NaCl

【答案】B

【解析】①混合物溶于水,得到澄清透明溶液,则不含CaCO3,排除C选项;②做焰色反

应,通过钻玻璃可观察到紫色,可确定含有钾元素,即含有KC1;③向溶液中加碱,产生白

色沉淀,则应含有MgSO”综合以上分析,混合物由KC1和MgS04两种物质组成,选B。

【点睛】常用焰色反应来检验钠元素和钾元素。

2.[2024年山东卷】实验室分离Fe3+和AF+的流程如下:

酸化萃取、分'液

Al>乙醛

知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCL「,该配离子在乙醛(Et,。,沸点34.6℃)中生成

缔合物Et2。.H+.[FeCIJo下列说法错误的是()

A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下

B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出

C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的

D.蒸储时选用直形冷凝管

【答案】A

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【解析】A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,A错误;B.分液时,密度大的液

体在下层,密度小的液体在上层,下层液体由分液漏斗下口放出,下层液体放完后,密度小

的上层液体从分液漏斗上口倒出,B正确;C.Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子,该离子在乙

醴中生成缔合物,乙醛与水不互溶,故分液后水相为无色,则水相中不再含有Fe3+,说明已

经达到分离目的,C正确;D.蒸储时选用直形冷凝管,能使储分全部转移到锥形瓶中,而

不会残留在冷凝管中,D正确;答案选A。

【点睛】常见的基本实验操作的考查,主要对学生的识记、应用的考查。

3.【2024年天津卷】检验下列物所选用的试剂正确的是()

待检验物质所用试剂

A海水中的碘元素淀粉溶液

BS0?气体澄清石灰水

C溶液中的CiF氨水

D溶液中的NH"NaOH溶液,湿润的蓝色石蕊试纸

【答案】C

【解析】A.淀粉溶液可以检验碘单质,不能检验碘元素,故A错误;B.能使澄清石灰

水变浑浊的气体可以是二氧化硫或二氧化碳,应该用品红检验二氧化硫气体,故B错误;

C.铜离子遇到氨水会先产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水会生成四氨合铜离子,检验铜

离子可以用氨水,故c正确;D.钱根离子遇氢氧化钠溶液(加热)生成氨气,氨气能使湿

润的红色石蕊试纸变蓝,不能使用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气,故D错误;答案选C。

【点睛】常常利用品红溶液来检验二氧化硫气体。

考医庭破

1.中国传统文化对人类文明贡献巨大,下列各文献中所记载的古代化学研究过程或成果不

涉及分离提纯操作的的是()

A.《本草纲目》“(烧酒)自元时始创其法,用浓酒和精入甑,蒸令气上……其清如水,

味极浓烈,盖酒露也。”

B.(齐民要术》“凡酿酒失所味者,或初好后动未压者,皆宜翅(同“回”)作醋。”

C.《开宝本草》“(消石)所在山泽,冬月地上有霜扫取,以水淋汁,后乃煎炼而

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成。”

D.《本草行义》“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结

累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”

【答案】B

【解析】A.由“浓酒和精入甑,蒸令气上”可知,该过程中所采用的是蒸储法提高酒精

浓度,涉及分离提纯操作;B.由“酿酒”、“皆宜翅(同“回”)作醋”可知,其所描述的

是酒精转化为醋酸,未涉及分离提纯操作;C.由“有霜扫取,以水淋汁,后乃煎炼而成”

可知,该过程中所涉及溶解、蒸发结晶分离提纯操作;D.该过程所描述的是将生砒加热升

华,然后砒烟在容器上凝华,涉及升华、凝华分离提纯操作;综上所述,涉及分离提纯操作

的是B项,故答案为B。

2.“水飞”是传统中医中将不溶的药材与适量水共研细,取极细药材粉末的方法。《医学

入门》中记载提纯铜绿的方法:“水洗净,细研。水飞去石澄清,慢火熬干。”文中涉

及的操作方法是()

A.洗涤、溶解、过滤、蒸发B.洗涤、溶解、过滤、灼烧

C.洗涤、萃取、过滤、蒸储D.洗涤、萃取、过滤、蒸发

【答案】A

【解析】提纯铜绿的方法:“水洗净,细研,水飞去石澄清,慢火熬干”,可知洗涤后,

溶解于水中,过滤后蒸发,因铜绿加热灼烧可发生分解,则不能灼烧,即文中涉及的操作方

法是洗涤、溶解、过滤、蒸发。故答案选:A„

3.利用图中所示装置及试剂,能达到相应实验目的的是()

试剂甲试剂乙实验目的

从C12和SOz的混

A饱和食盐水浓硫酸混合气体

合气体中分离出so2

BNaOH溶液浓硫酸除去乙烷中的H2s11

甲乙

C滨水浓硫酸除去C2H4中的CH4

DNaOH溶液浓硫酸除去NO2中的NO

【答案】B

【解析】A.C1?和SO2的混合气体在饱和食盐水中反应生成硫酸和盐酸,不能分离出SO?,

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故A不符合题意;B.NaOH溶液与H2s气体反应,乙烷不和NaOH溶液反应,浓硫酸干燥乙烷

气体,能达到实验目的,故B符合题意;C.澳水和C出4反应,不和CH4反应,需要保留的物

质被反应了,不能达到实验目的,故C不符合题意;D.2N02+2Na0H=NaN02+

NaNO3+H2O,N0+N02+2Na0H=2NaN02+H,0,虽然NO已除去,但NO?也被反应了,不能达到实验目

的,故D不符合题意。综上所述,答案为B。

【点睛】主要涉及物质的除杂,一般注意除杂的原则,不能减少被提纯的物质,不能引

入新的杂质等。

4.从澳水中提取澳,下列方法中最适宜的是()

A.蒸储B.过滤C.萃取D.结晶

【答案】C

【解析】萃取利用溶质在不同溶剂中溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所

组成的溶液中提取出来,浪在水和有机溶剂中溶解度差异较大,可以采用萃取方法。故选

Co

5.雾霾含有大量的污染物SO?、NO。工业上变“废”为宝,吸收工业尾气SO?和NO,可获得

NaSOs和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为电市元素):

NaOH溶液Ce,N卜(X

0f0;髓gNONO;.装置[V—NHNO,

HSOsS2O;

下列说法错误的是()

A.Na2S2O4中S元素的化合价为+3

B.装置II消耗36g水生成44个H+⑷代表阿伏伽德罗常数)

C.装置III用甲烷燃料电池进行电解,当消耗24g甲烷时,理论上可再生lOmolCe"+

D.装置IV获得粗产品NH4NO3的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等。

【答案】C

【解析】A.根据化合物中元素化合价代数和等于0,由于Na是+1价,。为-2价,所以

Na2s2O4中S元素的化合价为+3,A正确;B.36g水的物质的量是2moL在装置H中发生反

4+3+1+4+3+i+

应:N0+2H,0+3Ce=3Ce+N0+4H,N0+H20+Ce=Ce+N0+2H,可见两个反应都是消耗Imol

+

H20,会产生2moiH+,则反应消耗2moiH20,就产生4moiH,生成田的数目等于个,B

正确;C.24g甲烷的物质的量为〃(CHj=24g+16g/mol=L5mol,在碱性甲烷燃料电池中,

通入甲烷的电极为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:CH「8e-+100H-=C0J+7H2。,

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Imol甲烷反应失去8mol电子,则1.5mol甲烷完全反应转移电子的物质的量为

/7(e-)=8X1.5mol=12mol,由于在同一闭合回路中电子转移数目相等,所以当消耗24g甲烷

时,理论上可再生12moiCe3c错误;D.由于NH4NO3高温易分解,因此从溶液中得到粗产

品NH4N03的实验操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等,D正确;故合理选项是C。

6.下列实验装置设计正确且能达到目的的是()

A.实验L除去Cl?中的HC1

B.实验II:静置一段时间,小试管内有晶体析出

C.实验HI:配制一定物质的量浓度的稀硫酸

D.实验W:分离乙酸乙酯-乙醇混合物

【答案】B

【解析】A.除去C12中的HC1可用饱和NaCl溶液洗气,进气方向为长进短出,A错误;

B.浓硫酸具有吸水性,导致饱和硝酸钾溶液中溶剂减少,因而有硝酸钾晶体析出,B正确;

C.浓硫酸不能在容量瓶中稀释,应在烧杯中稀释、冷却后转移到容量瓶中,C错误;D.蒸

储时温度计水银球应该放在蒸储烧瓶支管出口处,D错误。答案选B。

7.氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌[含有Fe(II)、

Mn(II)、Ni(II)等杂质]的流程如下:

篇it酸凝液喘幅城旋液

工业ZnO

T-③④⑤

提示:在本实验条件下,Ni(II)不能被氧化;高镒酸钾的还原产物是MiA,MW被氧化为

Mn02o

下列说法正确的是()

A.②中除去的杂质离子只有+

B.②中将pH调的越低,越有利于除去杂质离子

C.③中过滤得到的滤渣中,主要含有Zn、Fe、Ni

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D.取干燥后的滤饼11.2g,燃烧后可得到产品8.1g,则④中产物的成分可能是

ZnCO3•Zn(OH)2

【答案】D

【解析】纯化工业级氧化锌和稀硫酸反应导致溶液中存在Fe/、Mn2\Zn?+和Ni?+,向浸

出液中加入适量高镒酸钾溶液并调节溶液的pH约为5,Ni(II)不能被氧化,Fe2\Mn?+被氧

化而被除去,同时溶液中有MnOz生成,过滤后,向滤液中加入Zn过滤,Zn和Ni?+发生氧化

还原反应生成Ni,溶液中存在ZM+,向滤液中加入碳酸钠溶液,生成碳酸锌沉淀,煨烧碳酸

锌沉淀生成ZnO。A.根据题意,Ni(II)不能被氧化,反应②中除掉的杂质离子是Fe?+和

Mn明故A错误;B.加高锌酸钾溶液前,若pH较低,铁离子和铳离子不能生成沉淀,从而

无法除去铁和锦杂质,故B错误;C.反应③为锌与银离子的发生反应得到锌离子和保,反

应类型为置换反应;得到的滤渣中,除了过量的锌外还有金属银,故C错误;D.根据关系

式可知xZnCO3,yZn(OH)2~(x+y)ZnO

125x+99y81x(x+y)

11.28.1

解得x=y,所以④中产物的成分可能是ZnCOs•Zn(OH)z,故D正确;答案选D。

8.磷酸铁锂是制作电池的材料,其制备过程可以简化成如图所示。下列说法错误的是()

A.蒸发需要的硅酸盐材料仪器有:烧杯、酒精灯、玻璃棒、泥三角

B.反应釜中反应的化学方程式为2H3P04+Li2co3=2LiH2P(VHzO+CO?t

C.分离的操作是过滤

D.烧结窑中氧化铁与炭黑发生氧化还原反应

【答案】A

【解析】A.蒸发需要的硅酸盐材料仪器有:蒸发皿、酒精灯、玻璃棒,A项错误;B.强

酸制弱酸原理,反应釜中反应的化学方程式为2H3POq+Li2co3=21止/。4+比0+0)2t,B项正确;

C.最后得到LiH2Po4晶体,分离的操作是过滤,C项正确;D.铁的化合价下降,烧结窑中

氧化铁与炭黑发生氧化还原反应,D项正确;答案选A。

【点睛】用烟常用于高温灼烧的操作中。

9.用如图装置(加热及夹持仪器已略去)进行的实验,能达到相应实验目的的是()

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A.检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有Cu2+

x

B.X为碳酸钠,Y为碳酸氢钠,判断碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性Y

澄清石灰水

C.收集Na并验证其水溶液呈碱性酚歆

溶液

D.制备少量白色的Fe(OH)?沉淀

【答案】D

【解析】A.检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有Cu3操作错误,因为产物中还残

留部分浓硫酸,应该是产物加入水中稀释,不是向产物中加水,故A错误;B.碳酸钠比碳

酸氢钠稳定,所以大试管内加入碳酸钠,小试管内加入碳酸氢钠,大试管温度高,小试管温

度低,碳酸氢钠受热分解,而碳酸钠受热不分解,才能比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,

故B错误;C.收集N%时,氨气的密度比空气密度小,用向上排空气法,因此收集氨气的

导管是短进长出,故C错误;D.制备少量白色的FeSH)?沉淀,电解饱和的食盐水,在阴

极产生氢氧根离子,阳极金属铁失电子变成二价亚铁离子,在无氧环境中,可以制备少量的

白色的Fe(OH)z沉淀,故D正确;答案选:Do

10.(双选)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()

物质及其杂质检验试剂除杂试剂除杂方法

AHC1(Cl2)湿润的淀粉KI试纸饱和食盐水洗气

BC2H50H(H20)无水硫酸铜粉末生石灰蒸储

CC02(S02)品红溶液饱和碳酸氢钠溶液洗气

DNH4C1(I2)淀粉溶液无加热

【答案】BC

【解析】A.饱和食盐水除去的是氯化氢,不能除去氯气,故A错误;B.无水硫酸铜遇

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水变为蓝色,可以检验水的存在,生石灰与水反应生成氢氧化钙,然后蒸储即可得到无水乙

醇,故B正确;C.碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳,故C正确;D.氯化镂加热分解生成氨气

和氯化氢,不能除去碘,故D错误;故选BC。

【点睛】明确物质的性质差异是解答的关键,注意物质提纯的原则:不增、不减、易复、

易分。所谓不增,不引进新的物质;不减指不能损耗或减少被提纯的物质;易复指被提纯物

质转化后易复原;易分指易使杂质与被提纯的物质分离。

11.(双选)下列操作能达到实验目的的是()

目的操作

A除去苯中少量的苯酚加入适量NaOH溶液,振荡、静置、分液

将盐酸与NaHCOs混合产生的

B证明酸性:碳酸〉苯酚

气体直接通入苯酚钠溶液

将尖嘴垂直向下,挤压胶

C除去碱式滴定管胶管内的气泡

管内玻璃球将气泡排出

配制用于检验醛基向试管中加入2mL10%NaOH

D

的氢氧化铜悬浊液溶液,再滴加数滴2%CuSOi溶液,振荡

【答案】AD

【解析】A.苯酚可与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的苯酚钠,最后与苯混合后互不相

溶,分层,该操作能达到实验目的,故A正确;B.盐酸易挥发,若将盐酸与碳酸氢钠溶液

混合产生的气体直接通入苯酚钠,可能挥发的HC1会与苯酚钠反应生成常温下难溶于水的苯

酚,不能证明是二氧化碳与其发生的反应,达不到实验目的,应该先除去二氧化碳中可能挥

发的HC1再进行实验操作,故B错误;C.除去碱式滴定管胶管内气泡时,尖嘴不应该垂直

向下,应向上挤压橡胶管,利用空气排出,该实验操作达不到实验目的,故C错误;D.为

检验醛基,配制氢氧化铜悬浊液时,碱需过量,保证醛基是在碱性条件下发生反应,该操作

可达到实验目的,故D正确;答案选AD。

12.(双选)用铁泥(主要成分为FezOs、FeO和少量Fe)制备超顺磁性(平均直径25nm)纳

米Fes。」的流程示意图如图:

加热、搅拌、分离、干燥

纳米Fe3CM

③NaOH溶液⑤

稀盐酸滤液A层畸可--------

①-------------②

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下列叙述不正确的是()

A.常用热的Na£()3溶液除去钢铁表面的油污

B.步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe?+

C.步骤④中,应加入过量的为。2

D.步骤⑤中,得到的FesO,粒子,是一种胶体

【答案】CD

【解析】铁泥(主要成分为Fe&、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A溶质为氯

化铁、氯化亚铁、过量的稀盐酸,加入铁粉还原铁离子:2Fe3++Fe=3Fe2+,过滤过量的铁,滤

液B的溶质为氯化亚铁,加入氢氧化钠溶液,生成Fe(OH)2浑浊液,向浑浊液中加入双氧水

氧化:2Fe(0H)z+H22=2Fe00H+2H2。,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H^,再与氯化

2+

亚铁加热搅拌发生反应:2FeOOH+Fe+2OH-=Fe3O4+2H2O,过滤、洗涤、干燥得产品FesO”以

此解答该题。A.钢铁表面的油污在碱性条件下可以发生水解反应,NazCOs是强碱弱酸盐溶

液,显碱性,热的Na2c溶液可以让油脂水解,水解是吸热的,温度升高,水解平衡向吸热

的方向移动,水解效果越好,选项A正确;B.滤液A溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的稀

盐酸,加入铁粉还原铁离子和反应过量的盐酸:2Fe3++Fe=3Fe3选项B正确;C.步骤④中,

防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H。,故不

要加入过量的HQ,选项C不正确;D.超顺磁性的Fes。4粒子平均直径25nm,属于纯净物而

不是胶体,选项故D不正确;答案选CD。

13.(双选)下列操作不能达到实验目的的是()

目的操作

用已知浓度的NaOH溶液滴定

A证明草酸是二元酸

一定体积已知浓度的草酸溶液

B除去甲烷中的少量乙烯将气体通过酸性高锌酸钾溶液,再通过浓硫酸

C检验绿矶是否氧化取少量绿矶溶于蒸储水,再加入lUFelCN)/溶液

D鉴别1-丙醇和2-丙醇做核磁共振氢谱

【答案】BC

【解析】A.用已知浓度的NaOH溶液滴定一定体积已知浓度的草酸溶液,可根据消耗的

NaOH溶液的体积来计算出NaOH与草酸的化学计量数,从而可得出草酸是否为二元酸,故A

不选;B.乙烯能被酸性高镒酸钾氧化成二氧化碳和水,二氧化碳既不溶液浓硫酸也不与农

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浓硫酸反应,则产生的二氧化碳不能被除去,故选B;C.绿矶为十二水硫酸亚铁,溶液水

后含亚铁离子,亚铁离子能与lUFeGN”]反应生成蓝色沉淀,但若只有部分被氧化,同样

也有该实验现象,则不能用LlFeGNM]检验明矶是否变质,故选C;D.1-丙醇和2-丙醇的

H原子所在环境不同,在核磁共振氢谱图中的吸收峰也就不同,故D不选。答案选BC

【点睛】检验某种物质是否变质,应该检测的是假如变质后产生的离子,根据其选择相

应的试剂。

14.化工催化剂中往往含有大量有用成分,其回收利用具有重要意义。以某种废银催化剂(主

要成分为NiCOs和Si。?,含少量Fe&、CQO3)为原料制备硫酸银和重铭酸钾晶体的工业流

程如图:

过量

H,稀甲2

20%H2SO4KOH洛液

系列

-1—1一操作a

碱析氨解沉银一►氧化I---------->NiSO4»7H2O

滤渣n滤液II无色气体X

系列

KMnCh溶液

酸化氧化II|,操作2KzCrzO,晶体

已知:①NiS、Ni(0H)z、Cr(0H)3均难溶于水;

②Cr(OH)3是两性氢氧化物,碱性溶液中以Cr(0H-形式存在,酸性溶液中以C—形式存

在;

2+

③Ni(OH)?能溶于氨水生成[Ni(NH3)6]O

根据上述信息回答下列问题:

(1)滤渣I和滤渣II的主要成分分别为、。

(2)“碱析”中Cr元素转化的离子反应方程式为

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