第2节物质的检验、分离和提纯

第2节物质的检验、分离和提纯考点一物质的检验【核心自主排查】1.常见阳离子的检验:根据离子检验时生成物所表现出的现象不同,可以将检验的离子归纳为三种类型。(1)生成沉淀型。常见离子试剂或方法实验现象Mg2+NaOH溶液开始产生___色沉淀，NaOH溶液过量沉淀_______Al3+NaOH溶液开始产生___色沉淀，NaOH溶液过量沉淀_____白不溶解白溶解常见离子试剂或方法实验现象Fe2+NaOH溶液先产生___色沉淀，迅速变为灰绿色最后变为_____色K3[Fe(CN)6]溶液(铁氰化钾)产生______沉淀Fe3+NaOH溶液产生_______沉淀Cu2+NaOH溶液产生___色沉淀白红褐蓝色红褐色蓝[说明]:含Fe3+、Fe2+的混合溶液中检验Fe2+的方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀或滴加酸性KMnO4溶液,KMnO4紫红色褪去。(2)放出气体型。常见离子试剂或方法实验现象H+活泼金属(如Zn)或Na2CO3溶液有无色无味气体产生NaOH溶液，加热产生使湿润的红色石蕊试纸_____的气体变蓝(3)显示颜色型。常见离子试剂或方法实验现象H+紫色石蕊试液溶液变___Na+焰色反应___色火焰K+焰色反应___色火焰(透过蓝色钴玻璃)Fe3+KSCN溶液溶液呈___色Fe2+先加KSCN溶液再加氯水先无明显变化，再变___色红黄紫红红2.常见阴离子的检验:(1)利用酸碱指示剂检验。红蓝(2)利用盐酸和其他试剂检验。→加入BaCl2溶液后,生成___色沉淀,再加稀盐酸沉淀_____,并放出_________气体。→加入BaCl2溶液后,___白色沉淀,再加入稀盐酸放出_________的气体且能使澄清石灰水变浑浊。→先加稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液,产生不溶于稀盐酸的___色沉淀。白溶解无色无味无无色无味白→加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有_______气味并能使品红溶液褪色的气体。刺激性(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验。白

浅黄

黄

(4)利用某些特征反应检验。I-→滴入淀粉溶液和新制氯水,溶液变___色蓝3.常见气体的检验:(1)酸性气体的检验。先变浑浊后变澄清褪去出现红色变红白烟白色沉淀(2)碱性气体的检验(NH3)。白烟

变蓝(3)还原性气体的检验。变蓝变浑浊红棕色(4)氧化性气体的检验。复燃

变蓝变红变蓝【高考命题探究】【模拟母题示例1】(物质推断)(2017·日照模拟)某固体混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4.Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。将该混合物进行如下实验,根据所给实验现象完成表格(对于能确定的物质在相应位置写化学式,暂不能确定的物质在相应位置填“无”)。(1)将少许混合物放入水中得到无色溶液和白色沉淀。肯定存在的物质肯定不存在的物质理由(2)取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色。肯定存在的物质肯定不存在的物质理由(3)取白色沉淀加入稀盐酸,沉淀完全溶解并放出气体。肯定存在的物质肯定不存在的物质理由(4)通过上述实验仍无法确定的物质是__________。【解析】(1)混合物放入水中得到无色溶液,肯定无CuSO4,因为CuSO4溶液是蓝色的。因为BaCO3、BaSO4.MgCO3等都是不溶于水的白色沉淀,所以无法确定存在哪些物质。(2)焰色反应呈黄色,说明存在钠盐,则混合物中肯定含有Na2SO4。不能确定哪种物质肯定不存在。(3)在(2)中通过焰色反应,确定混合物中含有Na2SO4,则混合物中一定不含Ba(NO3)2,否则Ba(NO3)2和Na2SO4生成的BaSO4不溶于盐酸;另外混合物中也一定不含AgNO3,否则加入盐酸会生成AgCl白色沉淀。白色沉淀溶于盐酸,并放出气体,则一定为MgCO3。(4)通过上述实验仍无法确定是否含有Al2(SO4)3。答案:(1)无CuSO4溶液无色,而CuSO4溶液为蓝色(2)Na2SO4无钠的焰色反应呈黄色(3)MgCO3Ba(NO3)2AgNO3MgCO3沉淀溶于盐酸,有气体放出;(2)中已确定有Na2SO4,如有Ba(NO3)2,生成的BaSO4沉淀不溶于盐酸;如有AgNO3,生成的Ag2SO4沉淀在盐酸中不消失,会转化为AgCl白色沉淀(4)Al2(SO4)3【模拟母题变式】(1)写出(3)中反应的离子方程式。提示:MgCO3+2H+====Mg2++H2O+CO2↑。(2)如何确定原固体混合物中是否含有Al2(SO4)3?提示:取少量混合物于试管中加水溶解,取少量上层清液于另一试管中,逐滴加入NaOH溶液,若开始产生白色沉淀,NaOH过量时沉淀溶解,则说明含有Al2(SO4)3;若一直无明显现象,则说明不含Al2(SO4)3。【模拟母题示例2】(离子检验与推断)(2017·周口模拟)根据实验操作和现象所得出的结论正确的是

(

)选项操作现象结论A向浓溶液中加入铜片和浓硫酸并加热如果有红棕色刺激性气味的气体产生原溶液中一定有选项操作现象结论B向某溶液中滴入氯水,再滴加KSCN溶液溶液显红色原溶液中一定有Fe2+C向某无色溶液中加入硝酸钡溶液产生白色沉淀,沉淀不溶于稀硝酸原溶液中一定有D向品红溶液中通入气体溶液褪色该气体一定是SO2【解析】选A。向浓溶液中加入铜片和浓硫酸并加热,如果有红棕色刺激性气味的气体产生,说明生成了二氧化氮,则原溶液中一定有,故A正确;要检验溶液中一定有Fe2+,应该先滴加KSCN溶液,无明显变化,再滴入氯水,溶液显红色,故B错误;原溶液中可能含有,故C错误;能使品红溶液褪色的除SO2,还有可能是Cl2.O3等,故D错误。【模拟母题变式】(1)如何检验某溶液中含有?提示:取少量溶液于试管中,滴加足量稀盐酸,无明显现象,再加入BaCl2溶液产生白色沉淀,证明含有

。(2)如何确定FeCl3溶液中含有少量FeCl2?提示:取少量溶液于试管中,滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪色,说明含有Fe2+。【高考模拟预测】1.(2015·天津高考)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(

)A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2【解析】选B。Fe3+遇KSCN会使溶液呈现红色,Fe2+遇KSCN不反应无现象,如果该溶液既含Fe3+,又含Fe2+,滴加KSCN溶液,溶液呈红色,则证明存在Fe3+,但并不能证明无Fe2+,A项错误;气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,则发生反应:CuSO4+5H2O====CuSO4·5H2O,CuSO4·5H2O为蓝色,故可证明原气体中含有水蒸气,B项正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,Na+焰色反应为黄色,但并不能证明无K+,因为Na+的黄色对K+的焰色反应具有干扰作用,故需透过蓝色的钴玻璃观察K+焰色反应,C项错误;能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2.SO2等,故将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,则原气体不一定是CO2,D项错误。2.(2017·文昌模拟)下列说法正确的是(

)A.某气体能使澄清石灰水变浑浊,则该气体是CO2B.向某溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,则原溶液中有Cl-C.向某溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解,则原溶液中有D.向某溶液中加入NaOH并加热,产生可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则原溶液中有【解析】选D。二氧化碳、二氧化硫均能使澄清石灰水变浑浊,故A错误;溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,白色沉淀可能为碳酸银、硫酸银等,不能说明原溶液中有Cl-,故B错误;溶液中加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,加入稀硝酸沉淀不溶解,可能是亚硫酸钡被氧化成硫酸钡,故不能说明原溶液中有,故C错误;使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体为氨气,则原溶液中有,故D正确。【加固训练】1.下列实验可实现鉴别目的的是(

)A.用KOH溶液鉴别SO3(g)和SO2B.用湿润的碘化钾淀粉试纸鉴别Br2(g)和NO2C.用CO2鉴别Na[Al(OH)4]溶液和CH3COONa溶液D.用BaCl2溶液鉴别AgNO3溶液和K2SO4溶液【解析】选C。氢氧化钾与二氧化硫和三氧化硫都能反应,而且都没有明显的实验现象,因此不能用氢氧化钾溶液鉴别;Br2和NO2都能将I-氧化为I2,因此不能用碘化钾淀粉试纸鉴别它们;二氧化碳与Na[Al(OH)4]溶液反应生成Al(OH)3沉淀,与CH3COONa不反应;AgNO3.K2SO4与BaCl2都能形成白色沉淀,即不能用BaCl2溶液鉴别。2.(2017·淮北模拟)下列有关离子(或物质)的检验及结论,正确的是(

)A.检验Na2CO3固体中是否混有NaHCO3,可向固体滴加稀盐酸,观察是否产生气体B.焰色反应实验时,透过蓝色钴玻璃,可观察到Na+火焰呈黄色C.欲证明某溶液中含有Fe3+,滴加KSCN溶液,可观察到溶液变为红色D.向某无色溶液中加入BaCl2溶液有白色沉淀出现,再加入稀盐酸,沉淀不消失,则该溶液中一定含有【解析】选C。Na2CO3和NaHCO3二者都与稀盐酸反应生成气体,所以不能用滴加盐酸的方法鉴别,A错误。蓝色钴玻璃可滤去黄光,Na+的焰色反应应直接观察,B错误。Fe3+与KSCN溶液反应,溶液呈红色,可用于检验Fe3+,C正确;加入BaCl2溶液生成的白色沉淀可能是AgCl,应先加入盐酸酸化,如无明显现象,再加入氯化钡溶液检验,D错误。2.(2017·大连模拟)某试液中只可能含有K+、、Fe2+、Al3+、Cl-、、、中的若干种离子，离子浓度均为0.1mol·L-1。某同学进行了如下实验:下列说法正确的是(

)A.无法确定原试液中是否含有Al3+、Cl-B.滤液X中大量存在的阳离子有、Fe2+和Ba2+C.无法确定沉淀C的成分D.原溶液中存在的离子为、Fe2+、Cl-、【解析】选D。加入过量稀硫酸无明显现象,说明无、；再加入硝酸钡溶液有气体,说明有Fe2+存在且被氧化,沉淀为硫酸钡,但不能说明原溶液中是否含有。原溶液中含有Fe2+；再加入NaOH溶液有气体,说明存在,气体为氨气,沉淀B为红褐色氢氧化铁沉淀；再通入少量CO2,先与OH-、Ba2+反应生成BaCO3,沉淀C含有碳酸钡,可能含有Al(OH)3。从上述分析可以确定溶液中一定含有、Fe2+，一定不含、。因为存在的离子浓度均为0.1mol·L-1，从电荷守恒的角度出发，只能含有、Fe2+、Cl-、才能保证电荷守恒，K+、Al3+必然不能存在。故A、B.C错误，D正确。考点二物质的分离和提纯【核心自主排查】1.物质分离、提纯的常用物理方法:适用范围装置、方法注意事项把不溶性____________进行分离一贴：_____紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘低于_________，液面低于滤纸边缘；三靠：烧杯紧靠_______，玻璃棒轻靠_________处，漏斗颈尖嘴端紧靠_________固体和液体滤纸漏斗边缘玻璃棒三层滤纸烧杯内壁适用范围装置、方法注意事项萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液中提取出来分液：分离两种互不相溶的液体①溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大；②萃取剂与原溶剂互不相溶；萃取剂与溶质、原溶剂均不反应③分液时先放出下层液体，适时关闭活塞，上层液体从上口倒出适用范围装置、方法注意事项分离沸点相差较大的液体混合物①温度计的水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相平；②在蒸馏烧瓶中加入几粒碎瓷片或沸石防止液体暴沸；③冷凝管中水流方向应为下进上出适用范围装置、方法注意事项加热使溶液浓缩或结晶析出①对于性质稳定的晶体形成的溶液，当蒸发至溶液有大量晶体析出时，可停止加热，利用余热蒸干；②要蒸发得到结晶水合物操作为加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤；③玻璃棒的作用：搅拌，防止因局部过热引起液体和晶体飞溅适用范围装置、方法注意事项分离固体混合物中某一易升华组分注意控制好升华的温度4.物质分离、提纯常用的化学方法:方法原理举例沉淀法将杂质离子转化为沉淀如Cl―、、及能形成弱碱的阳离子，如Mg2+、Cu2+等气化法将杂质离子转化为气体如、、、、等方法原理举例杂转纯法将杂质转化为需要提纯的物质杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)，如FeCl2和FeCl3、同一种酸的正盐与酸式盐(用酸、酸性氧化物或碱)，如Na2CO3和NaHCO3氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质如用酸性KMnO4除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去N2中的O2方法原理举例热分解法用加热法除去固体混合物中易分解的物质如除去NaCl中的NH4Cl等方法原理举例酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3电解法利用电解原理除去杂质含杂质的金属作阳极、纯金属(M)作阴极，含M的盐溶液作电解质溶液方法原理举例洗气法将气体混合物通过洗气装置而除去杂质气体如将混合气体通过盛饱和食盐水的洗气瓶除去Cl2中的少量HCl水解法利用水解反应原理除去杂质如可用CuO、Cu(OH)2等除去CuCl2溶液中的FeCl3【高考模拟预测】1.(2016·上海高考)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是(

)A.操作Ⅰ是过滤,将固体分离除去B.操作Ⅱ是加热浓缩,趁热过滤,除去杂质氯化钠C.操作Ⅲ是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来D.操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤【解析】选C。KNO3中混有NaCl应提纯KNO3,因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高且变化较大,NaCl的溶解度随温度的升高变化较小,故采用降温结晶法提纯KNO3。操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解,操作Ⅱ是蒸发浓缩,得到较高温度下的KNO3饱和溶液,操作Ⅲ为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,利用溶解度差异使KNO3结晶析出分离,即得KNO3晶体。故选C。2.(2017·渭南模拟)下列操作中错误的是(

)A.除去乙酸乙酯中的少量乙酸:加入乙醇和浓硫酸,使乙酸全部转化为乙酸乙酯B.除去苯中的少量溴:加入NaOH溶液,振荡、静置分层后,除去水层C.除去CO2中的少量SO2:通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶D.提取溶解在水中的少量碘:加入CCl4,振荡、静置分层后,取出有机层再分离【解析】选A。酯化反应为可逆反应,应用饱和碳酸钠溶液分离,故A错误;单质溴可与氢氧化钠反应生成可溶于水的钠盐,苯与水互不相溶,可用分液法分离,故B正确;CO2不溶于饱和NaHCO3溶液,SO2可与饱和NaHCO3溶液反应,则可用饱和NaHCO3溶液分离,故C正确;碘易溶于四氯化碳等非极性有机溶剂,提取溶解在水中的少量碘,可用四氯化碳,故D正确。【加固训练】1.下列实验设计和结论相符的是(

)A.在混有少量硫酸的硝酸溶液中加入适量氯化钡溶液,过滤可制得较纯净的硝酸B.CO2中混有SO2,可依次通过酸性KMnO4溶液、浓硫酸,洗气,可得纯净的CO2C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液【解析】选B。HNO3溶液中混有H2SO4时,若加入氯化钡使得硝酸中又混入了新的杂质HCl,因此应加入硝酸钡溶液过滤,A错误;SO2具有还原性,可被高锰酸钾氧化为硫酸除去,B正确;C中涉及

的检验,方法是先加稀盐酸,再加BaCl2溶液。如果先加入Ba(NO2)2溶液,再加入稀盐酸,若溶液中含有可反应首先生成Ba