(统考版)2023版高考化学一轮复习课时作业31物质的分离、提纯、检验与鉴别

课时作业31物质的分离、提纯、检验与鉴别一、选择题1．下列是我国古代常见的操作方法，其中带着重号部分的操作原理与化学实验中的分离除杂方法的原理相似的是()①②③④凡煮汤，欲微火，令小沸……箅渣取液经月而出蒸烤之……终乃得酒可饮凡渍药酒，皆须细切……便可漉出海陆取卤，日晒火煎，煮海熬波，卤水成盐A.过滤、蒸馏、萃取、蒸发B．过滤、蒸发、萃取、蒸馏C．蒸发、萃取、蒸馏、过滤D．萃取、蒸馏、萃取、蒸发2．实验室从干海带中提取碘的操作过程中，仪器选用错误的是()A．灼烧干海带——坩埚B．过滤海带灰悬浊液——长颈漏斗C．从碘水中萃取碘——分液漏斗D．分离碘和四氯化碳——蒸馏烧瓶3．下列关于物质的分离提纯不正确的是()图1图2A．用如图1所示装置分离CCl4和水B．除去苯中的少量苯酚，加入适量浓溴水，过滤C．实验室用如图2所示装置除去Cl2中的少量HClD．除去O2中混有的少量SO2，可将混合气体依次通过盛有酸性KMnO4溶液、浓硫酸的洗气瓶4．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是()A．用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HClB．用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体C．用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体D．用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层5．下列实验装置设计正确，且能达到目的的是()6．为提纯下列物质(括号内为杂质)，选用的试剂或分离方法错误的是()选项物质试剂分离方法A硝酸钾(氯化钠)蒸馏水降温结晶B二氧化碳(氯化氢)饱和NaHCO3溶液洗气C甲烷(乙烯)酸性高锰酸钾溶液洗气D乙醇(水)生石灰蒸馏7.下列有关实验的操作或叙述错误的是()A．分离Br2和苯的混合物可用分液漏斗和烧杯进行分液B．验证Fe2(SO4)3溶液中含Fe2＋的方法是加入酸性KMnO4溶液，紫色褪去C．向硫酸亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，溶液变为红色，说明溶液已变质D．提纯混有少量NaCl的KNO3的过程：加热溶解→降温结晶→过滤→洗涤→干燥8．某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。实验方案：先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。选择试剂①Na2CO3溶液④实验操作②③加热下列试剂或操作不合理的是()A．试剂①为Ba(OH)2溶液B．操作②为结晶C．操作③为过滤D．试剂④为稀HNO39．某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3，其流程如下：下列说法正确的是()A.步骤1中有机相应从分液漏斗下端放出，无机相从上口倒出B．步骤2为分液C．步骤3可在如图所示装置中完成D．步骤4中，将溶液蒸发至只剩少量水时，用余热将晶体蒸干二、非选择题10．工业生产需要大量原料，消耗大量能源，在得到所需产品的同时产生了大量废气、废水、废渣。某工厂排放的废水中含有Cu2＋、Fe2＋、Hg2＋、H＋等离子，某化学小组为了充分利用资源和保护环境，准备回收废水中的铜和汞，同时得到绿矾。他们设计了如图实验方案：(1)现有仪器：酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等，完成步骤Ⅳ的实验操作还需要选择的玻璃仪器是________。设计简单实验检验绿矾是否变质，简述你的操作：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤Ⅰ中加入过量铁粉的目的是______________________________________________________，步骤Ⅱ中________(填“能”或“不能”)用盐酸代替硫酸。(3)步骤V利用氧化铜制取铜有如下四种方案：方案甲：利用氢气还原氧化铜；方案乙：利用一氧化碳还原氧化铜；方案丙：利用炭粉还原氧化铜；方案丁：先将氧化铜溶于稀硫酸，然后加入过量的铁粉，过滤，再将滤渣溶于过量的稀硫酸，再过滤、洗涤、烘干。从安全角度考虑，方案________不好；从产品纯度考虑，方案________不好。(4)写出步骤Ⅱ中涉及反应的离子方程式：________________________________________________________________________；步骤Ⅳ得到绿矾的操作是蒸发浓缩、__________、__________。11．咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华)，有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸(Ka约为10－6，易溶于水及乙醇)约3%～10%，还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题：(1)实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是________________________________________________________________________。圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒________。(2)提取过程不可选用明火直接加热，原因是________________________________________。与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是________________________________________。(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是________________________。“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外，还有________(填标号)。A．直形冷凝管B．球形冷凝管C．接收瓶D．烧杯(4)浓缩液加生石灰的作用是中和________和吸收________。(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是________．课时作业31物质的分离、提纯、检验与鉴别1．解析：①中的箅渣取液，是用细网将固液混合物中的固体和液体分开，其原理与过滤的原理相似；②中通过蒸烤造酒，是通过加热的方法将酒精等物质从混合液中分离出来，其原理与蒸馏的原理相似；③中通过浸泡，使草药中的有效成分溶于酒中，其原理与萃取的原理相似；④中的日晒火煎，卤水成盐，是通过日晒的方法，将水分蒸发得到食盐，其原理与蒸发的原理相似。答案：A2．解析：灼烧固体应在坩埚中进行，所以灼烧干海带用到坩埚，故A正确；过滤煮沸后的海带灰悬浊液要用普通漏斗，不用长颈漏斗，故B错误；从碘水中萃取碘，可用四氯化碳、苯等，碘在四氯化碳、苯等中的溶解度大于在水中的溶解度，会发生萃取现象出现分层，可以用分液漏斗进行分液，故C正确；碘易溶于四氯化碳，四氯化碳易挥发，采用蒸馏的操作分离，所以分离碘和四氯化碳用到蒸馏烧瓶，故D正确。答案：B3．解析：A项，CCl4与水分层，故可以用分液法分离，正确；B项，生成的三溴苯酚与苯互溶，溴也易溶于苯中，错误；C项，Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，而HCl极易溶于水，正确；D项，利用SO2的还原性，用酸性KMnO4溶液除去，再用浓硫酸干燥O2，正确。答案：B4．解析：A项，Cl2也能与NaOH溶液反应，故不能用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HCl；B项，NH4Cl晶体受热易分解，故不能通过蒸干NH4Cl饱和溶液的方法制备NH4Cl晶体；C项，纯碱易溶于水，利用图示装置不能达到使反应随时发生或停止的目的；D项，碘在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，且CCl4与水不相溶，密度大于水的密度，故可用图中所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层。答案：D5．解析：A项，导管插入水中，不能防止倒吸；C项，不能用坩埚从溶液中提取溶质；D项，没有温度计，不能用于分馏。答案：B6．解析：KNO3的溶解度受温度影响较大，而NaCl的溶解度受温度影响较小，可加蒸馏水溶解固体，再通过蒸发浓缩、降温结晶的方法，获得纯净的KNO3固体，A项正确；HCl与饱和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳，B项正确；乙烯被酸性KMnO4氧化生成CO2，使甲烷中混入CO2气体，C项错误；加入的生石灰能与水反应生成Ca（OH）2，消耗掉部分水，再通过蒸馏获得乙醇，D项正确。答案：C7．解析：Br2与苯互溶不分层。答案：A8．解析：根据题意，可用Ba（OH）2溶液除去SOeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(4))、NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))和HCOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))，NH3·H2O通过加热除去，操作②为加热；过量的Ba2＋用Na2CO3溶液除去，过滤除去沉淀，滤液中过量的OH－和COeq\o\al(\s\up11(2－),\s\do4(3))用硝酸除去，则操作③为过滤，试剂④为稀HNO3。答案：B9．解析：步骤1为萃取分液操作，苯的密度比水小，故有机相应从分液漏斗上口倒出，A错误；步骤2为蒸馏，B错误；步骤3为升华，用图中装置能较好地控制温度，C正确；步骤4为蒸发结晶，由于KNO3的溶解度随温度变化比较大，应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，因此加热至有少量晶体出现就可停止加热，D错误。答案：C10．解析：（1）滤液中硫酸亚铁的浓度较低，先蒸发水到热饱和溶液，然后降温结晶，最后过滤得到硫酸亚铁晶体，过滤还需要漏斗；绿矾变质生成＋3价铁，检验Fe3＋用硫氰化钾溶液，即取少量晶体溶于水，滴加硫氰化钾溶液，若溶液变红色，说明绿矾已变质。（2）加入过量的铁粉，将Cu2＋和Hg2＋全部转化成相应单质得到铜和汞；若用稀盐酸代替稀硫酸，制得的绿矾中会混有氯化亚铁杂质。（3）氢气和一氧化碳易燃烧，且一氧化碳有毒，用二者还原氧化铜存在不安全因素，即易发生爆炸，所以从安全方面考虑甲、乙不好；用炭粉还原氧化铜，所得铜中易混有炭粉，即从纯度方面考虑，丙不好。（4）根据框图知滤渣成分为Cu、Fe、Hg，步骤Ⅱ加入稀硫酸只有Fe能与酸反应，所以反应的离子方程式为2H＋＋Fe=Fe2＋＋H2↑。步骤Ⅳ是由硫酸亚铁溶液得到绿矾的操作，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶和过滤即可。答案：（1）漏斗取少量晶体溶于水，加入KSCN溶液，如溶液变红色，则产品变质（2）将Cu2＋、Hg2＋全部置换出来不能（3）甲、乙丙（4）Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑冷却结晶过滤11．解析：（1）实验时将茶叶研细，能增加茶叶与溶剂的接触面积，使萃取更加充分。乙醇为溶剂，为防止加热时暴沸，需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。（2）由于溶剂乙醇具有挥发性和易燃性，因此在提取过程中不可用明火直接加热。本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用，能减少溶剂用量，且萃取效率高。（3）提取液需经