实验专练16（物质的除杂和净化20题）-2023年中考化学常考点专题必杀题（深圳专用）（原卷版）

16物质的除杂和净化深圳专用一、实验探究题1．某实验小组的同学用氢氧化钡溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钡溶液加入一定量稀盐酸后，发现忘记了滴加指示剂。于是他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？（1）【猜想与假设】猜想1：BaCl2、Ba(OH)2和HCl；猜想2：BaCl2、Ba(OH)2；猜想3：；猜想4：BaCl2和HCl。根据所学知识判断，猜想一定不成立。（2）【查阅资料】氯化钡溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。【实验与结论】实验步骤I：取少量烧杯内溶液于试管中，滴入几滴酚酞溶液，振荡；实验现象I：；结论I：猜想2不成立实验步骤II：在上述的试管中，逐滴加入碳酸钠溶液至过量；实验现象II：；结论II：猜想3不成立，猜想4成立（3）【反思与拓展】烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道，可能造成的危害是(写一条即可)。要处理烧杯内的溶液，使其溶质只含有BaCl2，应向烧杯中加入过量的。2．某兴趣小组进行粗盐提纯实验，并利用所得精盐配制50g5%的氯化钠溶液。请完成下列问题：（1）实验一：如图是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。操作⑤中有一处明显的不正确，请你帮他们指出来。图中不正确改正后，粗盐提纯实验的正确操作顺序为（填操作示意图的序号）。（2）实验二：某兴趣小组查阅资料发现除去泥沙等杂质的粗盐，可能还含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。他们将实验一所得氯化钠溶液杂质成分进行探究和除杂。【阅读思考】若实验一所得氯化钠溶液中含有CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质，则该溶液中氯化钠的质量分数（填“＞”、“＜”或“＝”）5%。（3）【实验探究】小组同学设计了如下实验探究该氯化钠溶液杂质成分并除杂。实验步骤实验现象分析结论Ⅰ取适量该氯化钠溶液于试管中，加入过量的NaOH溶液。有白色沉淀产生。该氯化钠溶液中含有MgCl2杂质。该反应的化学方程式为Ⅱ、向步骤I的试管中继续滴加过量Na2CO3溶液，充分反应后过滤。该氯化钠溶液中含有CaCl2杂质。Ⅲ、向步骤Ⅱ所得滤液中滴加过量BaCl2溶液，充分反应后过滤。有白色沉淀产生。该氯化钠溶液中含有Na2SO4杂质。VⅠ。向步骤Ⅲ所得滤液中滴加稀HCl至溶液呈中性。无明显现象。加稀盐酸除去的物质是（4）【反思交流】①小组同学认为Na2SO4还不能确定是否存在，原因是；可向步骤III的沉淀中滴加过量的，若观察到沉淀部分溶解，证明粗盐中确实存在Na2SO4。②小红认为杂质也未完全除去，可对调四个步骤中的两种试剂的位置就能达到完全除杂目的，这两种试剂为（填序号）。A．NaOH溶液、Na2CO3溶液B．Na2CO3溶液、BaCl2溶液C．BaCl2溶液、稀盐酸3．某化学兴趣小组的同学进行了气体的制取，除杂、检验及性质验证的探究。（1）【实验一】如图1是实验室常用的几种实验装置，请回答下列问题：写出实验室用A、E装置组合制取氢气的化学方程式，用E装置收集该气体，气体从（填“a”或“b”）端进入。（2）实验室制取的CO2中常含有少量杂质气体会干扰F实验的目的。为排除干扰，除去该杂质并检验是否除净，将混合气体依次通过上述装置（填序号），再进入F装置：F装置内产生的现象为。（3）【实验二】日常生活中使用的塑料袋，有的是用聚乙烯制成的，有的是用聚氯乙烯制成的。小组同学对包装食品的塑料袋进行探究，以验证其成分。查阅资料：聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水；聚氯乙烯燃烧生成二氧化碳、水和氯化氢。装置B的作用是。（4）按装置进行试验，在实验过程中，D、F产生明显现象，E无明显现象发生，说明塑料袋的成分是。连接实验仪器时，能否将D、E位置进行交换，并解释理由：。4．学习小组的同学在探究碱的化学性质实验时，误将氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液混合在一起，结果产生白色沉淀，由此进行了如下学习探究活动。（1）【学习交流】氢氧化钠溶液变质时发生反应的化学方程式为。同学们对实验所用的氢氧化钠溶液中溶质的成分产生了兴趣，进行如下探究。（2）【提出问题】该溶液中溶质的成分是什么？【做出猜想】猜想一：Na2CO3猜想二：。（3）【进行实验】为了验证猜想，同学们分成两个小组完成了以下实验。组别实验操作实验现象实验结论甲组取少许该溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液猜想二成立乙组取少许该溶液于试管中，滴加过量的氯化钙溶液，静置后过滤有白色沉淀产生猜想二成立向滤液中滴加有红褐色沉淀产生（4）【反思评价】经过讨论后，同学们一致认为甲组实验方案不严谨。你认为理由是。（5）【拓展应用】要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质，可向溶液中加入适量的____（填字母）。A．BaCl2溶液 B．CaCl2溶液 C．Ca（OH）2溶液5．近年来比较流行吃火锅，吃火锅成了很多人外出就餐的首选。一些火锅店用固体酒精作燃料，出于好奇，同学们对固体酒精的成分进行了研究。【查阅资料】①该固体酒精是用酒精、氢氧化钠等物质按一定的质量比混合制成的。②氯化钙溶液呈中性。（1）【提出疑问】酒精与氢氧化钠的化学式中都含有“OH-”，那么酒精的水溶液是否显碱性？请你帮小丽同学从下列试剂中选择合适的试剂进行验证：____（填序号）。A．硫酸铜 B．氯化钠 C．酚酞溶液 D．盐酸（2）固体酒精中的氢氧化钠是否变质了呢？【实验探究一】小明取少量固体酒精于一支洁净的试管中，加入稀盐酸，发现固体酒精溶解并有气泡产生，分析实验得出氢氧化钠已变质的结论。【拓展延伸】同学们为进一步确认固体酒精中是否还含有氢氧化钠，小明与同学们继续探究。【实验探究二】请完成以下实验报告。实验步骤实验现象实验结论或化学方程式步骤一：取少量固体酒精于试管中，加水充分溶解后，滴加过量的氯化钙溶液并振荡产生白色沉淀化学方程式：将上述试管中的物质过滤，取滤液于另一支试管中，滴加实验结论：氢氧化钠（填“部分”或“完全”）变质（3）【反思交流】实验探究二中加入过量氯化钙溶液的目的是。（4）【拓展应用】要除去部分变质的氢氧化钠溶液中的碳酸钠，可选择适量的____（填序号）。A．CO2 B．CaCl2溶液C．Ca（OH）2溶液 D．H2SO4溶液6．天然气是一种重要的燃料，其主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，参与探究。（提出问题）：甲烷燃烧后生成哪些物质？（查阅资料）：含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。（1）（猜想与假设）：猜想甲：CO2、H2O；猜想乙：CO2、CO、H2O；猜想丙：（2）（实验探究）：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置：甲、乙装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”），理由是。（3）实验中用纯净O2而不用空气的原因是。（4）实验中观察到甲中无水CuSO4变蓝，乙、戊中澄清石灰水变浑浊，丁中红色粉末变成黑色，由此推断同学猜想成立。（5）装置乙的作用是，写出丁中发生的化学反应化学方程式：。（6）（反思与交流）：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是。实验结束，对相关装置进行称量（忽略空气成分对实验的干扰）：甲装置增重3.6g，乙装置增重2.2g。那么燃烧甲烷的质量为g，并写出该实验中甲烷燃烧的化学方程式。7．某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时，开展了如下的实验探究。（查阅资料）废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等，其中氯化铵、氯化锌可溶于水。（实验1）废干电池的拆卸与处理①兴趣小组同学将废旧干电池卸下的锌筒、碳棒冲洗干净，备用。②将铜帽放入盐酸中，除去锈污，冲洗备用。（实验2）检验废干电池筒内黑色固体中MnO2的存在兴趣小组同学设计了如下图所示的实验：（1）操作②的名称是，其中玻璃棒的作用是。（2）操作③灼烧黑色滤渣时，产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体，该气体为。（3）操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃，该气体为。（4）由此得出结论：滤渣中除含有外，还含有黑色粉末。（5）（实验3）利用回收锌皮制取氢气用锌皮和稀硫酸制取氢气。用适当的发生装置，采用排水法收集并测定氢气的体积(如图)，气体从装置A导管口(填“a”或“b”)进。（6）（实验4）探究经处理干净的二氧化锰在氯酸钾分解反应中的催化作用①把干燥纯净的24.5g氯酸钾和5.5g二氧化锰混匀、装入大试管中，加热。②待反应完全后，将试管冷却、称量，得到20.4g残留固体。③再将残留固体经溶解、过滤、洗涤、干燥、称量，得到5.5g黑色固体。［数据分析］①该实验说明：二氧化锰在氯酸钾分解反应前后，不变。②完全反应后制得氧气的质量是g。(提示：已知所有化学反应遵循如下规律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后各生成物的质量总和)［实验反思］要证明二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂，还要做一个对比实验：将等质量的2份氯酸钾粉末，其中一份加入少量的上述实验所得二氧化锰混匀、装入试管，另一份装入另一试管，加热，比较的大小。该实验说明：二氧化锰在氯酸钾分解反应前后，不变。8．某兴趣小组用图1装置进行实验时发现：烧杯中饱和石灰水先变浑浊，后逐渐澄清。（1）写出甲装置中发生反应的化学方程式；石灰水“变浑浊”是因为生成了（填化学式）。（2）为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”，该小组同学开展了如下活动：【查阅文献】碳酸钙（碳酸钠等）与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙（碳酸氢钠等）。【提出假设】假设1：挥发出的HCl使浑浊变澄清；假设2：。（3）【设计实验】为除去CO2中的HCl，小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置，装置的连接顺序是甲→→→乙（填字母序号）；其中盛放的试剂合理的是（填选项序号）。A．浓硫酸B．NaOH溶液C．饱和Na2CO3溶液D．饱和NaHCO3溶液（4）【实验现象】饱和石灰水浑浊后，继续通入足量CO2，沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。【得出结论】由上述探究可得出的结论是。（5）该兴趣小组在老师指导下，用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线如图3。①AB段pH几乎不变的原因可能是；D点所得澄清溶液的成分除H2O外还有。②BC段发生反应的化学方程式主要有。9．在燃烧正旺的炭火盆上，不小心洒上几滴水，会看到有火苗窜起。这是什么气体在燃烧？小军、小虎、小明和小梅组成的合作学习小组对此问题展开了探究。（组内交流，形成共识）火焰是气体物质燃烧产生的现象，既然有火苗，水与炽热的碳反应肯定产生了可燃性气体，同时应该还有未反应的水蒸气。（提出猜想）小军：可能含有CO；小梅：可能含有H2；小明：也可能是CO和H2的混合物；小虎：不排除有非可燃性气体生成，有可能还有少量的CO2。（查阅资料）无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。（设计实验）合作学习小组成员设计了如下实验装置图，并进行了实验。（1）请将上图甲、乙、丙装置按一定顺序连接后放入上图方框中，正确的连接顺序是。（2）已知试管内棉花不参与反应，它的作用是制造水蒸气。装置丙的作用是。装置甲的作用是。（3）实验中观察到装置乙、C中澄清石灰水均变浑浊，B中黑色粉末变红，D中无水硫酸铜由白色变为蓝色。写出乙中变化的化学方程式。（4）（讨论交流）小军认为根据上述现象不足以说明产生的气体中一定存在H2．小梅认为只需将上述装置稍作改进，就可证明产生的气体中一定含有H2．小梅的改进是。（5）小明认为该实验经上述改进后，还存在一个明显的缺陷，该缺陷是。（实验结论）炽热的炭和水蒸气反应有H2、CO和CO2生成。10．章强同学用氢氧化钙和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液中滴加稀盐酸一会儿后，发现忘记了滴加指示剂，因此，他停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行了如下探究。请你和他一起完成探究活动。（提出问题）溶液中的溶质是什么物质？（1）（作出猜想）猜想一：溶质只有氯化钙。猜想二：溶质中有CaCl2和Ca（OH）2。猜想三：溶质中有。（2）（查阅资料）氯化钙溶液呈中性。（方案设计）方案方法步骤实验现象实验结论方案一取少量烧杯内的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞溶液酚酞不变色猜想一符合题意猜想二符合题意方案二取少量烧杯内的溶液于试管中，逐滴加入溶液至过量猜想三符合题意（3）（方案反思）方案一不能证明猜想一正确的理由是。若要完善此方案，可将酚酞溶液换成。（4）（拓展与应用）实验证明猜想三是正确的。要想使溶液中的溶质只有氯化钙，你认为应该进行的实验步骤是。（5）（结论）在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑。11．实验室有一瓶黑色粉末和一瓶标签已被腐蚀的无色液体（如图）。将二者混合会产生无色气体。为了确定它们的成分，甲、乙两位同学进行了探究。（1）（查阅资料）①铁粉末为黑色，化学性质与锌相似，与稀硫酸反应生成FeSO4和无色气体。②碳与稀硫酸不发生化学反应。（猜想1）甲同学认为无色气体是氧气，其理由是（用化学方程式表示）：。乙同学认为单从产生无色气体不能确定一定是氧气，需要进一步进行实验，请你设计实验进行验证无色气体是氧气。实验步骤实验现象实验结论无色气体是氧气。（2）（猜想2）乙同学认为无色气体不一定是氧气，可能是其他气体，其理由是（用化学方程式表示）。乙同学按自己的设想进行实验：取一定量的黑色粉末于试管中，加入过量的无色液体，当反应结束后，发现试管底部仍有黑色粉末。为确定此成分，请你设计实验进行验证：实验步骤实验现象实验结论①将试管中的剩余物质过滤、洗涤、干燥。②点燃黑色粉末，在火焰上方罩一个涂有澄清石灰水的小烧杯。试管中剩余的黑色粉末可能是。12．为了除去二氧化碳中的少量氧气，并进行有关碳及氧化物的实验。某同学用如图所示装置，在完成气密性检查后加入药品，并已在装置中充满二氧化碳。（1）将表格空白处该填写的内容，在答题卷上，按标号顺序对应填写：实验步骤实验现象实验分析Ⅰ：点燃A处酒精灯，缓缓通入混合气体。A中铜粉，B、C、D无明显现象，E中石灰水变浑浊。A玻璃管中铜粉的作用是除去CO2中的氧气。Ⅱ：点燃B处酒精喷灯，加热段时间。木炭粉，E中澄清石灰水变浑浊，F中有液体流入。B处发生反应的化学方程式Ⅲ：点燃C处酒精灯。C处的现象是，E中澄清石灰水变浑浊，F中有液流入。c处是检验B处的产物IV：停止通入混合气体，用弹簧夹夹紧进气口，熄灭A、B、C三处火焰。D中的现象D的作用是（2）有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为（填“需要”或“不需要”）理由是：。13．某化学实验小组通过在钟罩内燃烧镁条来测定空气中氧气含量，在操作正确的前提下，发现测定结果明显偏高。[猜想]除与氧气反应外，镁还可能与空气中其他物质反应。[根据已有知识分析并推测]（1）分析：空气中的化学性质很稳定，一般不与其它物质反应，可排除。（2）空气中二氧化碳和水蒸气含量很低应该可以忽略不计。推测：镁可能是与空气中的氮气发生了化学反应。进行实验验证：[实验一]获取氮气①工业上利用蒸发液态空气来获取氮气,液氮沸点低,应(先、后)被蒸发出来，此法在实验室不适用。②以下是实验小组获取氮气的三种方案,其中可得到较纯氮气的是(填字母)，B装置中澄清石灰水的作用是，气球的作用是。（3）[实验二]在氮气中点燃镁带，观察现象将镁带打磨光亮,引燃,伸入盛氮气的集气瓶中,镁继续燃烧,瓶内壁附着一层淡黄色的氮化镁(其中氮元素的化合价为-3价)固体，该反应的化学式表达式是。[结论]镁消耗了钟罩内的氧气和氮气，使测定结果偏高，此实验也可得出氮气性质的一点新认识是。14．某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？【查阅资料】①CO2过量时，CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca（HCO3）2。②AgCl不溶于稀硝酸。（1）【提出猜想】Ⅰ．石灰水已完全变质Ⅱ．Ⅲ．CO2中混有HCl（2）【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO2，并进行核究。制备CO2的化学方程式为。步骤实验操作实验现象结论及化学方程式①取少量澄清石灰水于试管中，加入溶液。产生白色沉淀。猜想Ⅰ不成立。②将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中。。猜想Ⅱ不成立。③将气体通入盛有溶液的试管中，再加稀硝酸。。猜想Ⅲ成立。反应方程式为。（3）【实验结论】制取的CO2气体中混入了HCl，所以澄清石灰水没有变浑浊。【交流讨论】若要收集到能净、干燥的CO2，需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和。（4）【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后，同学们尝试用排水法收集一瓶CO2，倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是（写一点）。15．我国制碱工业采用联合制碱法生产纯碱，其反应原理如下：NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl；2NaHCO3Δ__Na2CO3+H2O+CO（资料阅读）①通常情况下，浓氨水具有较强的挥发性，易挥发出氨气。氨气是一种无色有刺激性气味的气体，极易溶于水，排放到空气中会污染空气。②饱和碳酸氢钠溶液不能吸收二氧化碳。化学兴趣小组在实验室模拟联合制碱法进行了如下实验：Ⅰ．关闭K1，先打开K2通入NH3，调节气流速率，待其稳定后，再打开K1通入CO2。Ⅱ．待三颈烧瓶内出现较多固体时，关闭K2停止通入NH3；一段时间后，关闭K1停止通入CO2。Ⅲ．将三颈烧瓶内反应后的混合物过滤，将滤出的固体洗涤、低温干燥，得到碳酸氢钠固体。再将其加热使其完全分解即得纯碱。请回答下列问题。（1）写出A装置中反应的化学方程式。（2）B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是。（3）D装置中生石灰的作用是。（4）C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水，还有作用。有同学认为应该在长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团，其目的是。（5）关闭K2停止通入NH3，还要继续通入一段时间CO2，其目的是。（6）写出副产品氯化铵和熟石灰反应的化学方程式。16．安琪同学为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：（1）步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器收集20mLO2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝表面的现象如表所示。观察对象现象①干燥的普通铁丝没有明显变化②潮湿的普通铁丝③潮湿的纯铁丝没有明显变化（2）步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是。（3）铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是。（4）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是和。（5）雨后郊外的路比较泥泞，如果你的交通工具是自行车，你回来进行清洗后，采取的防锈措施是（填字母）A立即晾晒干B涂油漆C链条传动部件涂上油17．通过海水晾晒可得粗盐。粗盐除含有NaCl外，还含有MgCl2、CaCl2以及泥沙等杂质。为了有效将粗盐提纯，实验的各步操作流程如下图所示。根据以上信息回答：（1）在完成操作1之前，必须加入的x物质是。（2）操作Ⅰ和操作Ⅱ的名称是；操作中玻璃棒的作用是；该操作中需要将圆形滤纸折叠处理，下列图示中不该出现的情形是(选填字母序号)。（3）在蒸发操作中容易造成食盐回体飞溅，为尽量减少飞溅，可采取等措施(选填字母序号)。A．玻璃棒不断搅拌B．来回移动酒精灯加热C．来回移动蒸发皿加热（4）在实验过程中加入过量的Na2CO3溶液，其实验目的是。（5）判断加入的盐酸“适量”的方法是。（6）实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量，原因是18．工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业．在工业上，制取氯气和烧碱的主要工艺流程如下：（1）环节Ⅰ：利用海水提取粗盐的过程（如图）．图中①是（填“蒸发”或“冷却”）池．（2）母液为氯化钠的（填“饱和”或“不饱和”）溶液．（3）环节Ⅱ：利用工业上粗盐（含MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质）精制氯化钠（工艺流程如图）．X中含有的阳离子是；（4）写出生成沉淀D的一个化学方程式．（5）溶液E中加过量稀盐酸的作用是．（6）实验所得精盐的质量大于粗盐中NaCl的质量，原因是．（7）环节Ⅲ：电解饱和食盐水生产氯气和烧碱并测定烧碱的纯度．请写出环节Ⅲ生产中发生反应的化学方程式．（8）工业烧碱常常含有一定的氯化钠和碳酸钠杂质．为了测定烧碱的含量，小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如图：请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）．（9）小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密，其理由是：①探究方案中没考虑氢氧化钠的吸水性．②探究方案中因缺少（填操作名称），导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小．（10）环节Ⅳ：应用举例氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O，工业上用氯气与石灰乳[Ca（OH）2]反应来制取漂白粉，有关反应的化学方程式是．19．某实验小组的同学在做酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钙溶液加入一定量的稀盐