2024高考化学一轮复习第十章化学实验基础第二讲物质的检验分离和提纯规范演练含解析新人教版

PAGE7-其次讲物质的检验、分别和提纯一、选择题1．(2024·肇庆模拟)下列对文献记载内容理解错误的是()A．《天工开物》记载“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼，相激火生，祸不行测”，“相激火生”是指爆炸B．《本草经集注》记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，该方法是升华C．《本草纲目》中“烧酒”写道：“自元时始创其法，用浓酒和糟入甑，蒸令气上……其清如水，味极浓烈，盖酒露也”，该方法是蒸馏D．东晋葛洪《肘后备急方》中称“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦以此法提取青蒿素属于萃取解析：“相激火生”是指撞击后爆炸，A项正确；利用钾元素和钠元素的焰色反应不同鉴别，钠元素焰色反应为黄色，钾元素焰色反应透过蓝色钴玻璃视察为紫色，该方法是焰色反应，B项错误；“蒸令气上”是利用互溶液体混合物的沸点差异分别，则该法为蒸馏，C项正确；屠呦呦对青蒿素的提取利用的是萃取原理，D项正确。答案：B2．(2024·山东邹城二中期中)试验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如下图所示。下列分析正确的是()适量水↓eq\a\vs4\al(试样→\x(操作Ⅰ)→操作Ⅱ)→eq\x(操作Ⅲ)→KNO3A．操作Ⅰ是过滤，将固体分别除去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别出来D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤解析：KNO3中混有NaCl应提纯KNO3，将它们都溶于水，并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的上升而上升，NaCl的溶解度随温度的上升而基本无明显改变。则有，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，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤，洗涤，干燥即得KNO3晶体。答案：C3．(2024·山东济宁一中、曲阜一中等联考)茶叶中铁元素的检验可经过以下四个步骤完成，各步骤中选用的试验用品不能都用到的是()A．将茶叶灼烧灰化，选用①、②和⑨B．用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释，选用④、⑥和⑦C．过滤得到的滤液，选用④、⑤和⑦D．检验滤液中的Fe3＋，选用③、⑧和⑩解析：茶叶灼烧在坩埚中进行，选用酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等，A正确；容量瓶是用来配制肯定物质的量浓度溶液的，不能用来溶解、稀释，B错误；过滤用到漏斗、玻璃棒、烧杯，C正确；检验铁离子一般用KSCN溶液，因此须要试管、胶头滴管和KSCN溶液，D正确。答案：B4．(2024·赣州模拟)下列除杂方法不正确的是()A．除去NH4Cl溶液中的FeCl3，可向溶液中加入氨水调整pHB．除去金属离子Cu2＋、Hg2＋，可向溶液中通入H2S作为沉淀剂C．除去某溶液中的SOeq\o\al(2－,4)，可向溶液中加入镁盐D．除去ZnCl2溶液中的Fe3＋，可向溶液中加入Zn(OH)2解析：A项，氨水可与氯化铁反应生成氢氧化铁沉淀，同时生成氯化铵，不引入新的杂质，正确；B项，通入H2S，Cu2＋、Hg2＋易转化为CuS、HgS等沉淀，可用于除杂，正确；C项，硫酸镁易溶于水，无法沉淀SOeq\o\al(2－,4)，应加入钡盐除杂，错误；D项，Zn(OH)2能消耗溶液中的H＋，提高溶液的pH，促进Fe3＋的水解，使其生成氢氧化铁沉淀，不引入新的杂质，正确。答案：C5．(2024·山东淄川中学开学考试)下列试验操作不能达到试验目的的是()选项试验目的试验操作A除去蛋白质溶液中混有的(NH4)2SO4将混合物装入半透膜袋，并放入流淌的蒸馏水中B除去Mg粉中混有的Al粉加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥C用苯萃取溴水中的Br2先从分液漏斗下口放出水层，再从上口倒出有机层D测定NaClO溶液的pH用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，与标准比色卡比照解析：蛋白质溶液为胶体，(NH4)2SO4溶液为盐溶液，分别胶体与溶液的方法为渗析，故A正确；Mg与NaOH溶液不反应，Al与NaOH溶液反应生成氢气和易溶于水的NaAlO2，可以用过滤、洗涤、干燥的方法分别Mg和Al，故B正确；Br2易溶于苯，可用苯萃取溴水中的Br2，因苯的密度比水小，下层为水层，先从分液漏斗下口放出水层，再从上口倒出有机层，故C正确；NaClO有碱性和漂白性，用pH试纸测定时，试纸先变蓝色后褪色，无法测定其pH，故D错误。答案：D6．(2024·西安交大附中检测)某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一试验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。试验方案：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试验。下列试剂或操作不合理的是()选择试剂①Na2CO3溶液④试验操作②③加热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HNO3解析：依据题意，可用试剂①Ba(OH)2溶液除去SOeq\o\al(2－,4)、NHeq\o\al(＋,4)和HCOeq\o\al(－,3)，通过操作②加热除去NH3·H2O，再用Na2CO3溶液除去过量的Ba2＋，通过操作③过滤除去沉淀，用试剂④稀HNO3除去滤液中过量的OH－和COeq\o\al(2－,3)，通过加热除去溶解在溶液中的CO2。答案：B7．(2024·沈阳模拟)下列除杂与收集气体的试验不能达到试验目的的是()选项试验目的XYA除去N2中的Cl2，并收集N2FeSO4H2OB除去CO中的CO2，并收集CONaOHH2OC除去Cl2中的HCl，并收集纯净的Cl2NaClH2OD除去NO中的NO2，并收集NOH2OH2O解析：Cl2与FeSO4溶液发生氧化还原反应，N2不反应，则可除去Cl2，且N2不溶于水，不与水反应，可用排水集气法收集，A正确；CO2与NaOH反应，CO不与NaOH溶液反应，洗气可分别，B正确；食盐水可抑制氯气的溶解，但氯气中混有水蒸气，应选浓硫酸干燥得到纯净的氯气，且应用向上排空气法收集氯气，C错误；NO不与水反应，NO2与水反应生成NO，洗气可除杂，D正确。答案：C8．(2024·重庆名校联考)某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质。为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按如图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法正确的是()eq\x(滤液)eq\o(→,\s\up14(过量),\s\do15(试剂Ⅰ①))eq\x(\a\al(混合物,X))eq\o(→,\s\up14(过量),\s\do15(试剂Ⅱ②))eq\x(\a\al(混合物,Y))eq\o(→,\s\up14(适量),\s\do15(试剂Ⅲ③))eq\x(\a\al(混合物,Z))eq\o(→,\s\up14(),\s\do15(④))eq\x(KCl晶体)A．常温下起始滤液pH＝7B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液C．步骤③的目的是除去COeq\o\al(2－,3)D．此过程需经2次过滤解析：起始滤液含有的碳酸钾为强碱弱酸盐，会发生水解，故溶液呈碱性，A错误；试剂Ⅰ不能是Ba(NO3)2溶液，否则会引入NOeq\o\al(－,3)杂质，B错误；试剂Ⅰ应选择BaCl2溶液，混合物X经过滤，所得滤液中含有的主要离子有Cl－、K＋、Ba2＋，故要除去多余的Ba2＋，所用的试剂Ⅱ是K2CO3，经过滤，则混合物Y中含有过量的K2CO3，需用适量的盐酸除去，即步骤③的目的是除去COeq\o\al(2－,3)，C正确；步骤①②④都须要过滤，D错误。答案：C二、非选择题9．(2024·浙江杭州第一中学模拟)化学是一门以试验为基础的科学。(1)用下列试验装置完成对应的试验(部分仪器略去)，能达到试验目的的是________(填字母)。ABCD干燥氯气汲取NH3石油的分馏制取乙酸乙酯(2)为除去粗盐中的MgCl2、CaCl2、Na2SO4以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的试验方案，步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)：称取粗盐eq\o(→,\s\up14(),\s\do15(Ⅰ))eq\o(→,\s\up14(),\s\do15(Ⅱ))eq\o(→,\s\up14(氢氧化钠溶液),\s\do15(Ⅲ))eq\o(→,\s\up14(),\s\do15(Ⅳ))eq\o(→,\s\up14(过滤),\s\do15(Ⅴ))滤液eq\o(→,\s\up14(稀盐酸),\s\do15(Ⅵ))eq\o(→,\s\up14(蒸发结晶烘干),\s\do15(Ⅶ))精盐①第Ⅰ步操作的名称是____________。②若第Ⅱ、Ⅳ步依次颠倒，是否会对试验结果产生影响？________(填“有影响”或“无影响”)。③第Ⅴ步操作所需玻璃仪器的名称是_____________________。解析：(1)A中应长管进短管出；B中NH3不溶于CCl4，不会引起倒吸，且上层的水会汲取NH3，防止NH3逸出；C中石油分馏中，温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处；D中由于蒸出的乙酸乙酯中含有乙醇、乙酸，它们均易溶于水，当导管口插入液面以下时易发生倒吸，饱和食盐水应改为饱和Na2CO3溶液。(2)除去粗盐中的可溶性杂质，事实上就是除去镁离子(用氢氧化钠溶液)、钙离子(用碳酸钠溶液)、硫酸根离子(用氯化钡溶液)，多余的钡离子用碳酸钠溶液除去，故氯化钡溶液加在碳酸钠溶液之前，沉淀通过过滤除去，滤液中多余的氢氧根离子和碳酸根离子用稀盐酸除去。过滤时用到的主要仪器：漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台等，题目中要求是玻璃仪器，填前三种。答案：(1)B(2)①溶解②有影响③漏斗、玻璃棒、烧杯10．(2024·广东东莞七中月考)某试验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯(包括邻硝基甲苯和对硝基甲苯)：试验步骤：①配制浓硫酸与浓硝酸(体积比按1∶3)的混合物(即混酸)40mL；②在三颈瓶中加入13g甲苯(易挥发)；③按图所示装好药品，并装好其他仪器；④向三颈瓶里加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)；⑤限制温度约为50℃，反应大约10min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；⑥分别出一硝基甲苯，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15g。可能用到的有关数据如下：物理性质密度/(g·cm－3)沸点/℃溶解性甲苯0.866110.6不溶于水，易溶于硝基甲苯产品11.286237.7不溶于水，易溶于液态烃产品21.162222不溶于水，易溶于液态烃请回答下列问题：(1)试验前须要先在三颈瓶中加入少许____________，目的是_____________________________________________________。(2)冷凝管的作用是____________________________；冷却水从冷凝管的________(填“a”或“b”)端进入。(3)仪器A的名称是____________，在运用之前必需进行的操作是_____________________________________________________。(4)分别产品的方案如下，操作1的名称是__________；操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管(接液管)和________、________。(5)本试验中一硝基甲苯的产率为________(填字母)。A．77.5% B．68.7%C．62.3% D．53.0%解析：(2)甲苯易挥发，冷凝管可使挥发出的甲苯冷凝回流，从而提高了反应物的利用率。(4)题中涉及的有机物不溶于水而无机物溶于水，所以分别有机混合物和无机混合物的方法是分液。产品1、2的沸点不同，可用蒸馏的方法进行分别。(5)13g甲苯理论上可生成eq\f(13,92)×137(g)一硝基甲苯，故产率为eq\f(15g,\f(13,92)×137g)×100%＝77.5%。答案：(1)碎瓷片(或沸石)防止暴沸(2)冷凝回流a(3)分液漏斗检漏(4)分液蒸馏烧瓶冷凝管(5)A11．某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示(已知废催化剂中含有Ni70.0%及肯定量的Al、Fe、SiO2和有机物，镍及其化合物的化学性质与铁的类似，但Ni2＋的性质较稳定)。已知：部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示。沉淀物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Ni(OH)2pH5.23.29.79.2回答下列问题：(1)滤渣a的成分是________，用乙醇洗涤废催化剂的目的是____________________，从废渣中回收乙醇的方法是___________。(2)为提高酸浸速率，可实行的措施有___________________________________________________________(答一条即可)。(3)硫酸酸浸后所得滤液A中可能含有的金属离子是_________，向其中加入H2O2的目的是_____________________，反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________。(4)利用化学镀(待镀件干脆置于含有镀层金属的化合物的溶液中)可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属，与电镀相比，化学镀的最大优点是__________________________________________________________________________________。(5)滤液C进行如下所示处理可以制得NiSO4·7H2O。滤液Ceq\o(→,\s\up14(调pH＝3))溶液Deq\o(→,\s\up14(操作X))NiSO4·7H2O①操作X的名称是__________________。②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)，可能是由于生产过程中________________导致Fe2＋未被完全氧化。③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH，该反应的离子方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)用乙醇洗涤的目的是溶解并除去有机物杂质，利用蒸馏的方法可将乙醇与其他有机物分别开；只有SiO2不与硫酸反应，故滤渣a的成分是SiO2。(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度均可提高酸浸速率。(3)依据分析可知滤液A中可能含有的金属离子是Al3＋、Fe2＋、Ni2＋，加入H2O2的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，有利于分别，反应离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O。(4)与电镀相比，化学镀的最大优点是不消耗电能，节约能源。(5)①由溶液得到晶体的操作为蒸发结晶，所以操作X的名称是蒸发结晶；②产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)，可能是由于生产过程中H2O2的用量不足(或H2O2失效)，可能会导致Fe2＋未被完全氧化，从而使产品晶体中混有少量绿矾(FeSO4·7H2O)；③NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH，该反应的离子方程式是2Ni2＋＋ClO－＋4OH－=2NiOOH↓＋Cl－＋H2O。答案：(1)SiO2溶解、除去有机物蒸馏(2)将废催化剂粉碎或适当地提高硫酸的浓度、浸泡时的温度(任写一条)(3)Al3＋、Fe2＋、＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O(4)不消耗电能，节约能源(5)①蒸发结晶②H2O2的用量不足(或H2O2失效)③2Ni2＋＋ClO－＋4OH－=2NiOOH↓＋Cl－＋H2O12．某溶液中可能含有COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)三种离子中的一种或两种。为探究其组成，小明取出两份相同的样品溶液于试管中，向一份中加入过量的盐酸，产生无色气泡；向另一份中滴加过量的氯化钡溶液，产生白色沉淀。请设计合理试验，在小明试验的基础上做进一步的试验，对小明的试验给出结论。仅限选择的仪器、用品和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、－1盐酸、2mol·L－1硝酸、1mol·L－1氯化钡、澄清石灰水、蒸馏水。完成下列探究过程：(1)提出假设：假设1：溶液中只存在COeq\o\al(2－,3)；假设2：_______________________________________________；假设3：_________________________________