2023高考化学二轮提升练-物质的分离和提纯

物质的分离和提纯提升练1．某实验室仅有如下仪器或用具：烧杯、铁架台、铁圈、三脚架、分液漏斗、石棉网、酒精灯、玻璃棒、量筒、蒸发皿、圆底烧瓶、火柴。从缺乏仪器的角度看，不能进行的实验项目是()A．蒸发 B．萃取C．液体过滤 D．升华答案C解析蒸发液体，需使用蒸发皿、酒精灯、火柴、玻璃棒、铁架台、铁圈或三脚架，所给仪器充分。萃取需使用分液漏斗、烧杯、铁架台、铁圈，所给仪器充分。升华需使用酒精灯、火柴、烧杯、圆底烧瓶、铁架台、铁圈，所给仪器充分。液体过滤则因缺少漏斗无法实现，故C符合题意。2．海带、紫菜等藻类植物中含有丰富的碘元素。下图是以海带为原料提取碘单质的部分装置，不能达到实验目的的是()A．用装置甲灼烧碎海带B．用装置乙过滤海带灰的浸泡液C．用装置丙萃取分离混合液中的I2D．用装置丁分离提纯I2答案A解析灼烧碎海带应在坩埚中加热灼烧成灰，A符合题意；用过滤的方法分离海带灰和溶液，则用装置乙过滤海带灰的浸泡液，B与题意不符；用萃取的方法，富集单质碘，则用装置丙萃取分离混合液中的I2，C与题意不符；碘和四氯化碳的沸点不同，则用装置丁分离提纯I2，D与题意不符。3．下列装置所示的分离提纯方法和物质的溶解性无关的是()答案A解析蒸馏与物质的沸点有关，与物质的溶解性无关，A正确；洗气与气体的溶解性有关，B错误；晶体的析出与物质的溶解性有关，C错误；萃取与物质的溶解性有关，D错误。4．下列除去杂质(括号中的物质为杂质)的方法中，不正确的是()A．FeCl3溶液(FeCl2)：通入适量Cl2B．Fe2O3固体(Al2O3)：加入烧碱溶液，过滤C．CO2气体(HCl)：通过Na2CO3溶液洗气后干燥D．Na2CO3固体(NaHCO3)：加热答案C解析氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁，可用于除杂，故A正确；氧化铝为两性氧化物，可与氢氧化钠溶液反应，可用于除杂，故B正确；二者都与碳酸钠溶液反应，应用碳酸氢钠溶液除杂，故C错误；碳酸氢钠在加热条件下分解生成碳酸钠，可用加热的方法除杂，故D正确。5．为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是()选项被提纯的物质(杂质)除杂试剂分离方法ANH3(H2O)浓硫酸洗气BH2O(Br2)CCl4萃取分液CKCl固体(I2)KOH溶液加热D氯化镁溶液(氯化亚铁)氢氧化钠溶液过滤答案B解析将混有少量水蒸气的氨气通过足量浓硫酸时，浓硫酸不但吸收了混合气体中的水，还与氨气反应生成硫酸铵，A错误；溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，四氯化碳和水不互溶，且四氯化碳和Br2不反应，B正确；无法从KCl中除去KOH与I2反应生成的KI等物质，引入了新的杂质，C错误；氯化镁溶液中含有氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，可以与两种物质反应，也除去了氯化镁，不能达到除去杂质的目的，D错误。6．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离氢氧化铁胶体与FeCl3溶液过滤胶体粒子不能通过滤纸B用乙醇提取碘水中的碘萃取碘在乙醇中的溶解度较大C用MgCl2溶液制备无水MgCl2固体蒸发MgCl2受热不分解D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大答案D解析胶体粒子可以通过滤纸，但不能通过半透膜，故A项错误；乙醇与水互溶，致使碘、水、乙醇三者混溶，不能用乙醇萃取的方法进行分离，故B项错误；用MgCl2溶液制备无水MgCl2固体，要先升温蒸发，然后降温结晶获得六水合氯化镁，然后在干燥氯化氢气流中加热得到MgCl2，故C项错误；丁醇和乙醚的沸点相差较大，可以用蒸馏的方法分离，故D项正确。7．除去粗盐中的杂质MgCl2、CaCl2和Na2SO4，过程如下：粗盐eq\o(→,\s\up7(溶解))eq\o(→,\s\up7(试剂①))eq\o(→,\s\up7(试剂②))eq\o(→,\s\up7(试剂③))eq\o(→,\s\up7(过滤))eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up7(盐酸))→eq\x(氯化钠固体)下列有关说法中，不正确的是()A．试剂①②③分别是NaOH、Na2CO3、BaCl2B．除去Ca2＋的主要反应：Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓C．检验SOeq\o\al(2－,4)是否除净的方法：取适量滤液，加稀盐酸酸化，再加BaCl2溶液D．加稀盐酸调节pH后，采用蒸发结晶的方法得到NaCl固体答案A解析由实验流程可知，粗盐溶解后，先加NaOH除去MgCl2，再加BaCl2除去Na2SO4，然后加Na2CO3除去CaCl2及过量的BaCl2，且Na2CO3一定在BaCl2之后加入，过滤后，滤液中加盐酸，最后蒸发结晶得到NaCl固体。8．碘单质的制备流程如图，下列说法不正确的是()A．“煮沸”操作有利于I－的充分溶解B．灼烧时用到的硅酸盐仪器为玻璃棒、蒸发皿、酒精灯C．氧化的步骤中发生的氧化还原反应：2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2OD．萃取分液中分液漏斗中萃取液的处理：下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出答案B解析由题给流程图可知，5g海带用酒精润湿后，灼烧得到海带灰，将海带灰溶于蒸馏水，煮沸充分溶解，过滤得到含碘离子的溶液，向含碘离子的溶液中加入稀硫酸酸化的双氧水溶液，双氧水在酸性条件下与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，得到含碘单质的溶液，然后向含碘单质的溶液加入四氯化碳萃取，分液得到含单质碘的四氯化碳溶液，最后加热蒸馏得到单质碘。“煮沸”操作能使海带灰中的I－充分溶解，故A正确；固体灼烧时应在坩埚中进行，故B错误；氧化步骤中，双氧水在酸性条件下与碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，得到含碘单质的溶液，反应的化学方程式为2I－＋H2O2＋2H＋=I2＋2H2O，故C正确；分液时下层液体从下口放出，待下层液体流完后，关闭旋塞，再将上层液体从上口倒出，故D正确。9．实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理如图1所示，已知苯甲醛易被空气氧化，苯甲醇的沸点为205.3℃，苯甲酸的熔点为121.7℃，沸点为249℃，溶解度为0.34g；乙醚的沸点为34.8℃，难溶于水，制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图2所示，试根据上述信息，判断以下说法错误的是()2＋KOH→＋＋HCl→＋KCl图1图2A．操作Ⅰ是萃取、分液 B．乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇C．操作Ⅱ蒸馏所得产品甲是苯甲醇 D．操作Ⅲ过滤所得产品乙是苯甲酸钾答案D解析由流程可知，苯甲醛与KOH反应生成苯甲醇、苯甲酸钾，然后加水、乙醚萃取苯甲醇，则乙醚溶液中含苯甲醇，操作Ⅱ为蒸馏，得到产品甲为苯甲醇；水溶液中含苯甲酸钾，加盐酸发生强酸制取弱酸的反应，生成苯甲酸，苯甲酸的溶解度小，则操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸。A项，操作Ⅰ分离乙醚与水溶液，则为萃取、分液，正确；B项，由上述分析可知，乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇，正确；C项，操作Ⅱ分离互溶的乙醚、苯甲醇，蒸馏所得产品甲是苯甲醇，正确；D项，由上述分析，操作Ⅲ为过滤，则产品乙为苯甲酸，错误。10．为研究废旧电池的再利用，实验室利用旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是()A．“溶解”操作中溶液温度不宜过高B．铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2C．与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋D．“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO答案D解析“溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则过氧化氢分解，故A正确；铜帽溶解后，溶液中存在过氧化氢，将溶液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或H2O2，防止后面消耗过多的锌粉，故B正确；固体溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，都是与锌粉反应的离子，故C正确；“过滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得到纯净的ZnO，其中含有硫酸钠，故D错误。11．(2020·泰安调研)Na2S2O3可用作氰化物中毒的解毒剂，易溶于水，几乎不溶于乙醇。取Na2SO3(s)、S、蒸馏水于烧杯中，在105℃左右反应后过滤Ⅰ，将滤液Ⅰ浓缩、冷却，待晶体析出后过滤Ⅱ、洗涤，低温干燥可得Na2S2O3·5H2O晶体。下列说法错误的是()A．采用酒精灯加热时需使用外焰加热B．将滤液Ⅰ浓缩至溶液表面出现晶膜，再冷却可析出晶体C．反应原理为Na2SO3＋S=Na2S2O3D．过滤Ⅱ后得到的晶体先浓硝酸洗后水洗答案D解析采用酒精灯加热时需使用外焰加热，故A正确；应将滤液Ⅰ浓缩至溶液表面出现晶膜，再冷却可析出晶体，防止杂质析出，故B正确；已知反应物为Na2SO3(s)、S，生成物为Na2S2O3，发生归中反应，则反应原理为Na2SO3＋S=Na2S2O3，故C正确；浓硝酸能氧化Na2S2O3，且Na2S2O3易溶于水，因此不能用浓硝酸、水洗涤Na2S2O3·5H2O晶体，Na2S2O3几乎不溶于乙醇，因此可以用乙醇洗涤，故D错误。12．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使用的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、球形冷凝管、锥形瓶C．步骤3可在如图装置中完成D．步骤4中，将溶液蒸发至只剩少量水时，用余热将晶体蒸干答案C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项错误；步骤2为蒸馏，应选用直形冷凝管，球形冷凝管一般用于冷凝回流，且还缺少温度计，B项错误；步骤3为升华，用图中装置能较好地控制温度，C项正确；步骤4为降温结晶，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项错误。13．如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是()A．可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B．方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发C．方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D．方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3答案D解析①加热法分离提纯固体混合物应满足的条件：一种物质受热易挥发或分解，另一物质受热不挥发或难分解。②加试剂法分离(过滤)提纯固体混合物应满足的条件：所加试剂能达到让一种物质形成溶液，而另一物质形成难溶物的状态。A项中碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解，故用方案1不能将两物质分离，错误；B项方案1中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质，错误；C项方案2中加入的试剂可能不与除X外的物质发生化学反应，如加水进行溶解分离，错误；D项中SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离，正确。14．青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃，热稳定性差。已知：乙醚沸点为35℃。提取青蒿素的主要工艺如图所示，下列有关此工艺操作不正确的是()A．操作Ⅲ的主要过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤B．破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率C．操作Ⅱ是蒸馏，利用了乙醚沸点低回收利用D．操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯答案A解析由题意可知，青蒿素在水中几乎不溶，故操作Ⅲ的主要过程不是加水溶解，而是加入95%的乙醇溶解，再进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，A错误；将青蒿干燥破碎增大了与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率，B正确；操作Ⅱ是蒸馏，利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大，乙醚沸点低可回收利用，C正确；操作Ⅰ为过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，D正确。15．已知：Fe3＋在pH为2.6～3.5的溶液中水解为Fe(OH)3沉淀，当Fe2＋在pH为4.7～6.6的溶液中水解为Fe(OH)2，Cu2＋在pH为4.4～5.9的溶液中水解为Cu(OH)2。下列是制备CuO的流程图：(1)步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。操作是_______________________________________。(2)步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2＋转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是________________________________________。(3)步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。其操作是________、过滤、水浴加热烘干。水浴加热的特点是__________________________________________________________________。答案(1)加适量水溶解、搅拌、过滤(2)使Fe3＋可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋不会转化为Cu(OH)2沉淀(3)蒸发浓缩、冷却结晶受热均匀，温度易于控制在100℃以下解析(1)由于不溶性杂质不溶于水，故可采用过滤的方法将其除去。(2)步骤Ⅱ操作：向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2，发生反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，此时溶液的pH<3.5，而pH＝3.5时，Fe3＋可完全转化为Fe(OH)3沉淀，故此时可加入Cu2(OH)2CO3粉末，以中和H＋，控制pH＝3.5，同时加热煮沸，使Fe3＋水解趋于完全，生成Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，再加稀硫酸酸化抑制Cu2＋的水解，得到CuSO4溶液。(3)通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体，加热烘干时温度不能超过100℃，且需温度恒定，以防温度过高使硫酸铜晶体分解，因此采用水浴加热。16．某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－等)来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程：回答以下问题：(1)操作Ⅰ的名称为________；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还有______________________________________________________。(2)试剂Y的化学式为_______________________________