2024-2025学年高考化学一轮复习第2讲物质的分离和提纯提升练习含解析

第2讲物质的分别和提纯1．下列仪器常用于物质分别的是()A．①③⑤ B．②③⑤C．②④⑤ D．①②⑥【答案】B【解析】①试管常用于物质的制备、发生装置；②一般漏斗常用于过滤，可用来分别固液混合物；③分液漏斗常用于分别互不相溶的液体混合物；④托盘天平常用于称量固体的质量；⑤蒸馏烧瓶常用于分别沸点不同的液体混合物；⑥研钵常用于固体药品的研磨，不能用来分别。所以用来分别的仪器有②③⑤。2．为达到下列试验目的，所采纳的方法正确的是()A．分别饱和食盐水和沙子的混合物——过滤B．分别水和汽油的混合物——蒸馏C．从硝酸钾和氯化钾混合液中获得硝酸钾——蒸发D．从溴水中提取溴——分液【答案】A【解析】沙子不溶于水，食盐溶于水，则利用过滤法可分别，故A正确；水和汽油的混合物分层，则利用分液法分别，故B错误；硝酸钾、KCl的溶解度受温度影响不同，若蒸发均从溶液中析出，应利用结晶法分别，故C错误；溴水不分层，不能利用分液分别，溴易溶于有机溶剂，不易溶于水，应利用萃取分液，故D错误。3．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从图中选择合适的装置并连接。其中连接依次合理的是()A．a—a′→d′—d→e B．c—c′→d—d′→gC．b—b′→d—d′→g D．d—d′→c—c′→f【答案】B【解析】盐酸和大理石制得的CO2气体含有氯化氢和水蒸气，除氯化氢用饱和NaHCO3溶液，除水蒸气用浓硫酸，CO2比空气密度大，所以用向上排空气法收集CO2气体。4．仅用下表供应的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)或试验装置就能达到相应试验目的的是()选项ABCD试验目的除去KCl中少量MnO2用10mol·L－1盐酸配制100mL0.1mol·L－1盐酸用NaCl溶液制备NaCl晶体除去乙烯中少量SO2试验仪器或装置烧杯、玻璃棒、分液漏斗100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯【答案】C【解析】A项，MnO2难溶于水，KCl易溶于水，故采纳过滤法，应当用一般漏斗而不是分液漏斗，错误；B项，缺少量取盐酸的仪器，如酸式滴定管或移液管等，错误；D项，SO2和乙烯均能与酸性KMnO4溶液反应，故不能达到除杂的目的，错误。5.试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【答案】C【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。6．下表是Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋被OH－完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋杂质，为制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是()金属离子Fe2＋Fe3＋Zn2＋完全沉淀时的pH7.74.56.5A.H2O2、ZnO B．氨水C．KMnO4、ZnCO3 D．NaOH溶液【答案】A【解析】要使Fe2＋和Fe3＋全部除去，由题给信息可知，需将Fe2＋全部氧化成Fe3＋，再调整溶液pH范围为4.5≤pH<6.5，即可将Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn2＋不沉淀。氧化Fe2＋时不能引入新的杂质，只能用H2O2，调pH时也不能引入新的杂质，用ZnO能促进Fe3＋的水解。7．物质中杂质(括号内为杂质)的检验、除杂的试剂或方法都正确的是()选项物质及其杂质检验除杂ACl2(HCl)潮湿的淀粉­KI试纸饱和食盐水BNO(NO2)视察颜色或潮湿的淀粉­KI试纸水CCO2(HCl)AgNO3溶液(含稀硝酸)饱和Na2CO3溶液DNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液过量CO2【答案】B【解析】A项，潮湿的淀粉­KI试纸只能检验Cl2，不能检验HCl，错误；B项，NO2为红棕色，可通过视察气体颜色检验，NO2溶于水生成NO和硝酸(遇到潮湿的淀粉­KI试纸变色)，也可以用水除杂，正确；C项，含稀硝酸的AgNO3溶液可鉴别溶液中的Cl－，混合气体通入含稀硝酸的AgNO3溶液中产生白色沉淀，CO2和HCl均与Na2CO3溶液反应，不能除杂，应选饱和NaHCO3溶液除杂，错误；D项，二者均可与Ca(OH)2溶液反应生成白色沉淀，不能检验杂质Na2CO3，但Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3，可除杂，错误。8．某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是()A．起始滤液的pH＝7B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液C．步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba2＋D．图示的步骤中必需要经过2次过滤操作【答案】C【解析】结合题中流程图可知，试验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使Ba2＋与SOeq\o\al(2－,4)反应生成BaSO4沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba2＋，过滤掉生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入盐酸，以除去引入的COeq\o\al(2－,3)，最终加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。起始时滤液中含有K2CO3，由于COeq\o\al(2－,3)水解而使滤液显碱性，A项错误；试剂Ⅰ不能为Ba(NO3)2溶液，否则会引入难以除去的NOeq\o\al(－,3)，B项错误；图示中的2次过滤操作可以合并为1次，D项错误。9．如图是试验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4eq\o(=,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CO↑＋CO2↑＋H2O制取CO，则合理的装置组合为()A．①⑤⑧ B．③⑤⑦C．②⑤⑥ D．③④⑧【答案】D【解析】由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置；除去CO2可选用④或⑤装置，要收集CO只能用⑧装置，故合理的装置组合为③④⑧或③⑤⑧。10．中学化学试验室常常用到下列试验装置，其中不行用于物质分别的装置是()【答案】C【解析】A项用于分别互不相溶的液体，B项用于固液分别，D项用于分别沸点相差较大的液体，只有C项用于滴定，不用于物质分别。11．下列试验中，所实行的分别方法与对应原理都正确的是()选项试验目的分别方法原理A除去CO2中的HCl通入饱和Na2CO3溶液洗气HCl与Na2CO3溶液反应生成CO2B除去乙醇中少量的乙酸加入足量生石灰蒸馏乙醇和乙酸钙的沸点相差较大C除去KNO3固体中的NaCl冷却热饱和溶液重结晶NaCl在水中的溶解度很大D分别乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同【答案】B【解析】饱和Na2CO3溶液可汲取CO2，A项错误；用重结晶法除去KNO3固体中的NaCl是因为KNO3在水中的溶解度受温度的影响大，C项错误；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能实行分液的方法分别，D项错误。12．某无色溶液中可能含有①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SOeq\o\al(2－,4)、⑥SOeq\o\al(2－,3)中的若干种，依次进行下列试验，且每步所加试剂均过量，视察到的现象如下：步骤序号操作步骤现象(1)用pH试纸检验溶液的pH>7(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4、振荡、静置下层呈橙色(3)向(2)所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀产生(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀产生下列结论正确的是()A．不能确定的离子是①B．不能确定的离子是②③C．确定含有的离子是①④⑥D．确定没有的离子是②⑤【答案】C【解析】(1)用pH试纸检验，溶液的pH>7，说明溶液呈碱性，确定含有SOeq\o\al(2－,3)，则确定不含Ba2＋，依据溶液呈电中性原则，阳离子确定含有Na＋；(2)向溶液中滴加氯水，再加入CCl4、振荡、静置，CCl4层呈橙色，说明溶液中含有Br－；(3)向(2)所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，该沉淀为BaSO4，但不能确定是否含有SOeq\o\al(2－,4)，因为在第(2)步骤中加入过量氯水后，SOeq\o\al(2－,3)被氧化为SOeq\o\al(2－,4)；(4)过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3，有白色沉淀产生，该沉淀为AgCl，但不能确定溶液中是否含有Cl－，因所加氯水中含有Cl－。则溶液中确定含有的离子为①④⑥，可能含有的离子为③⑤，确定不存在的离子是②。13．下列叙述不正确的是()A．在溶液中加KSCN溶液，溶液显红色，证明原溶液中确定有Fe3＋，可能有Fe2＋B．气体通过潮湿的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中确定含有氨气C．用铂丝蘸取白色粉末灼烧，火焰呈黄色，证明原粉末中确定有Na＋，可能有K＋D．向某溶液中加盐酸产生无色气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明该溶液中确定含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)【答案】D【解析】KSCN与Fe3＋作用使溶液显红色，只能说明含Fe3＋，不能说明有无Fe2＋，A正确；气体通过潮湿的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明原气体中含有氨气，B正确；用铂丝灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有Na＋，没有透过蓝色的钴玻璃视察，则可能有K＋，C正确；将生成的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，证明气体中含二氧化碳、二氧化硫中的一种或两种，则溶液中含有的阴离子可能为COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)或HSOeq\o\al(－,3)，D错误。14．溶液X中可能含有K＋、Mg2＋、Al3＋、AlOeq\o\al(－,2)、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的若干种离子。某同学对该溶液进行了如下试验：下列推断正确的是()A．气体甲确定是纯净物B．沉淀甲是硅酸和硅酸镁的混合物C．K＋、AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)确定存在于溶液X中D．COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,4)确定不存在于溶液X中【答案】C【解析】据流程图，加过量稀盐酸有气体产生，说明溶液中含有COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)或两者都有，生成的气体是二氧化碳或二氧化硫或两者都有，确定不存在和COeq\o\al(2－,3)或SOeq\o\al(2－,3)不共存的Mg2＋、Al3＋；加盐酸有沉淀生成，说明溶液中确定含有SiOeq\o\al(2－,3)；加入过量氨水(供应OH－)有白色沉淀生成，只能是氢氧化铝沉淀，说明此时溶液中存在Al3＋，但是原来溶液中的Al3＋确定不能存在，所以该Al3＋是AlOeq\o\al(－,2)和盐酸反应生成的，所以，原溶液中确定存在AlOeq\o\al(－,2)，要保证溶液呈电中性，只有K＋这一种阳离子，所以确定存在K＋。依据上述分析可知，气体甲可能是二氧化碳或二氧化硫或两者的混合气体，A错误；原溶液中不含有Mg2＋，所以沉淀甲是硅酸，不行能是硅酸镁，B错误；K＋、AlOeq\o\al(－,2)和SiOeq\o\al(2－,3)确定存在于溶液X中，C正确；不能确定溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，但可能含有COeq\o\al(2－,3)，D错误。15．向四支试管中分别加入少量不同的无色溶液进行如下操作，结论正确的是()选项操作现象结论A滴加BaCl2溶液生成白色沉淀原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)B滴加氯水和CCl4，振荡、静置下层溶液显紫色原溶液中有I－C用干净铂丝蘸取溶液进行焰色反应火焰呈黄色原溶液中有Na＋、无K＋D滴加稀NaOH溶液，将潮湿的红色石蕊试纸置于试管口试纸不变蓝原溶液中无NHeq\o\al(＋,4)【答案】B【解析】滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成，不能说明原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)，因为若溶液中含有SOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、Ag＋等，滴加氯化钡溶液也都生成白色沉淀，故A错误；氯水中的氯气和碘离子反应生成碘单质，四氯化碳把碘单质从水溶液中萃取出来，四氯化碳密度比水大，下层溶液显紫色，故B正确；Na＋的黄色火焰可以覆盖K＋的浅紫色火焰，故检验K＋需透过蓝色钴玻璃视察火焰，故C错误；氨气极易溶于水，若溶液中含有少量的NHeq\o\al(＋,4)，滴加稀NaOH溶液需加热才会放出氨气，故D错误。16．某酸性废水中可能含有Fe2＋、Fe3＋、Al3＋、Mg2＋、Na＋、K＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)。取废水样品分别进行如图所示①～④四个试验，则下列推断正确的是()A．废水中含有Na＋，不含K＋B．废水中含有SOeq\o\al(2－,4)和COeq\o\al(2－,3)C．废水中不含Fe3＋，可能含Fe2＋D．废水中确定含有Na＋、Al3＋、SOeq\o\al(2－,4)【答案】D【解析】依据已知废水为酸性，故和H＋反应的离子不能存在，即COeq\o\al(2－,3)不存在，依据溶液是电中性的，可知SOeq\o\al(2－,4)确定存在，由试验①焰色反应颜色为黄色，说明确定含有Na＋，可能含有K＋；试验②加盐酸后再加BaCl2溶液有白色沉淀生成，也再一次说明含有SOeq\o\al(2－,4)；试验③加KSCN溶液，无明显现象，说明不含Fe3＋；试验④滴加NaOH溶液至过量，一起先无现象，后有白色沉淀产生，最终沉淀溶解，说明含有Al3＋，不含有Fe2＋和Mg2＋，所以废水中确定含有Na＋、SOeq\o\al(2－,4)和Al3＋，确定不含COeq\o\al(2－,3)、Fe2＋、Mg2＋、Fe3＋，可能含有K＋，故D正确。17.试验室在500℃时隔绝空气加热硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]至分解完全并确定分解产物成分的装置如图所示(已知分解的固体产物中可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4，气体产物中可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2)。下列说法正确的是()A.装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成，试剂X最好选用碱石灰B.装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3和NH3C.取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN溶液，溶液变红，则残留物确定为Fe2O3D.装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成，装置⑤用于收集生成的NH3和N2【答案】B【解析】装置②的作用是检验分解产物中是否有水蒸气生成，故试剂X应选用无水CuSO4，A错误；装置③用于检验分解产物中是否有SO3气体生成，若有SO3气体生成，则装置③中产生白色沉淀硫酸钡，并用氯化钡和盐酸除去SO3和NH3，B正确；①中固体残留物中可能还含有FeO，可能不含有Fe2O3而含有Fe3O4，不确定为Fe2O3，C错误；NH3极易溶于水，若分解产物中有NH3，则NH3被装置③中的溶液汲取，装置⑤中不行能收集到NH3，D错误。18.如图表示从原混合物中分别出X的两种方案，下列说法中不合理的是()A.若含X的混合物为溴水，可通过方案Ⅰ进行分别，加入试剂为CCl4，充分振荡后液体分层，下层为X的CCl4溶液B.若含X的混合物为BaSO4、BaSO3的混合物，可通过方案Ⅱ进行分别，加入试剂为稀硝酸，X为BaSO4C.若含X的混合物为乙醇和乙酸乙酯的混合物，可通过方案Ⅰ进行分别，加入试剂为饱和NaOH溶液，残留液中含有乙酸钠D.若含X的混合物为Fe、Al，可通过方案Ⅱ进行分别，加入的试剂是过量的NaOH溶液，1molX与足量氯气完全反应时，转移3mol电子【答案】C【解析】溴易溶于四氯化碳，微溶于水，四氯化碳的密度比水大，分液时在混合液的下层，该方法合理，故A不符合题意；BaSO3被稀硝酸氧化成BaSO4，然后通过过滤得到BaSO4，该方法合理，故B不符合题意；分别乙醇和乙酸乙酯时，应当选用饱和Na2CO3溶液，否则乙酸乙酯与NaOH溶液反应，该方法不合理，故C符合题意；Al可与NaOH溶液反应，故最终得到的X为铁，铁与氯气反应生成氯化铁，1mol铁与足量氯气完全反应时转移3mol电子，该描述合理，故D不符合题意。19.某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采纳的试验方案如下：回答下列问题：(1)在下列装置中，第一次浸出必需用________，其次次浸出应选用________。(填标号)

(2)其次次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若依次相反，会造成__________________。滤渣2的主要成分是________________。

(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液运用的器皿名称是________。

(4)某同学在试验完成之后，得到1.5gCuSO4·5H2O，则铜的回收率为________。

【答案】(1)DA(2)H2O2与固体颗粒接触分解SiO2(SiO2和S)(3)蒸发皿(4)30%【解析】(1)依据题给化学工艺流程知第一次浸动身生反应ZnO+H2SO4==ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4==ZnSO4+H2S↑，有有毒气体H2S生成，必需用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置，其次次浸出时发生反应：CuS+H2O2+H2SO4==CuSO4+S+2H2O，不产生有毒气体，可选用A装置。(2)其次次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若依次相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解。滤渣2的主要成分是SiO2(SiO2和S)。(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液运用的器皿名称是蒸发皿。(4)15.0g废催化剂中含有铜的物质的量为15.0g×12.8%÷96g·mol-1=0.02mol，1.5gCuSO4·5H2O中铜的物质的量为1.5g÷250g·mol-