2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三十二 物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)專題演練.doc

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2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題三十二 物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn)專題演練 1.(xx天津理綜，2)下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是(　　) 　A．在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，證明原溶液中有Fe3＋，無Fe2＋ B．氣體通過無水CuSO4，粉末變藍(lán)，證明原氣體中含有水蒸氣 C．灼燒白色粉末，火焰呈黃色，證明原粉末中有Na＋，無K＋ D．將氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，證明原氣體是CO2 2．(xx重慶理綜，2)下列實(shí)驗(yàn)可實(shí)現(xiàn)鑒別目的的是(　　) A．用KOH溶液鑒別SO3(g)和SO2 B．用濕潤碘化鉀淀粉試紙鑒別Br2(g)和NO2 C．用CO2鑒別NaAlO2溶液和CH3COONa溶液 D．用BaCl2溶液鑒別AgNO3溶液和K2SO4溶液 3．(xx福建理綜，8)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到目的的是 (　　) A．只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液 B．將NH4Cl溶液蒸干制備NH4Cl固體 C．用萃取分液的方法除去酒精中的水 D．用可見光束照射以區(qū)別溶液和膠體 4．(xx上?；瘜W(xué)，5)下列除雜操作可行的是(　　) A．通過濃硫酸除去HCl中的H2O B．通過灼熱的CuO除去H2中的CO C．通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2 D．通過水除去CO中的CO2 5．(xx課標(biāo)全國Ⅱ，26)酸性鋅錳干電池是一種一次性電池，外殼為金屬鋅，中間是碳棒，其周圍是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等組成的糊狀填充物。該電池放電過程產(chǎn)生MnOOH?；厥仗幚碓搹U電池可得到多種化工原料。有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示 溶解度/(g/100g水) 　溫度/℃ 化合物　　　 0 20 40 60 80 100 NH4Cl 29.3 37.2 45.8 55.3 65.6 77.3 ZnCl2 343 395 452 488 541 614 化合物 Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Ksp近似值 10－17 10－17 10－39 回答下列問題： (1)該電池的正極反應(yīng)式為_________________________________， 電池反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。 (2)維持電流強(qiáng)度為0.5 A，電池工作5分鐘，理論上消耗鋅________g。(已知F＝96 500 Cmol－1) (3)廢電池糊狀填充物加水處理后，過濾，濾液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通過________分離回收；濾渣的主要成分是MnO2、________和________，欲從中得到較純的MnO2，最簡便的方法為________，其原理是__________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用廢電池的鋅皮制備ZnSO47H2O的過程中，需除去鋅皮中的少量雜質(zhì)鐵，其方法是：加稀H2SO4和H2O2溶解，鐵變?yōu)開_______，加堿調(diào)節(jié)至pH為________時(shí)，鐵剛好沉淀完全(離子濃度小于110－5 molL－1時(shí)，即可認(rèn)為該離子沉淀完全)；繼續(xù)加堿至pH為________時(shí)，鋅開始沉淀(假定Zn2＋濃度為0.1molL－1)。若上述過程不加H2O2后果是_________________________________________， 原因是____________________________________________。 6．(xx課標(biāo)全國Ⅰ，27)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示： 回答下列問題： (1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有___________________________________________ ________________________________________________________________________(寫出兩條)。 (2)利用________的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是______________________________________(寫化學(xué)式)。 (3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是________________________________。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是____________________________________________。 (4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是________(填名稱)。 (5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4)，它是有機(jī)合成中的重要還原劑，其電子式為________。 (6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼，用化學(xué)方程式表示制備過程________________________________________________________________________。  考點(diǎn)專練32　物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn) 一年模擬試題精練 1.(xx北京檢測)下表中根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得出的結(jié)論正確的是(　　) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 A 某溶液W進(jìn)行焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 焰色為黃色 W一定是鈉鹽溶液 B 蘸有濃氨水的玻璃棒靠近溶液X 有白煙產(chǎn)生 X可能是濃鹽酸 C 強(qiáng)酸性溶液Y中加入Ba(NO3)2溶液，靜置后再加入KSCN溶液 先有白色沉淀，后溶液又變紅 Y中一定含有SO和Fe3＋ D 氣態(tài)炔烴Z通入pH＝a的溴水中 溴水褪色，溶液的pH＞a Z與溴發(fā)生了取代反應(yīng) 2.(xx長沙模擬)下列除去雜質(zhì)(試樣中括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì))時(shí)，選用的試劑正確的是(　　) A B C D 試樣 Na2CO3 (NaHCO3) FeCl2 (FeCl3) Fe(Al) CO2(SO2) 除雜 試劑 澄清石灰水 NaOH溶液 NaOH溶液 飽和NaHSO3溶液 3.(xx昆明質(zhì)檢)對于某些離子的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是(　　) A．加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，將氣體通入澄清石灰水中，溶液變渾濁，一定有CO B．加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，沉淀不消失，一定有SO C．加入氫氧化鈉溶液并加熱，產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)，一定有NH D．加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加鹽酸白色沉淀消失，一定有Ba2＋ 4．(xx大連模擬)用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A．用圖1所示裝置除去Cl2中含有的少量HCl B．用圖2所示裝置蒸干NH4Cl飽和溶液制備NH4Cl晶體 C．用圖3所示裝置制取少量純凈的CO2氣體 D．用圖4所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機(jī)層和水層 5．(xx河南豫東名校聯(lián)考)溴乙烷是一種重要的化工合成原料。實(shí)驗(yàn)室合成溴乙烷的反應(yīng)和實(shí)驗(yàn)裝置如下： 反應(yīng)：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O 裝置： 實(shí)驗(yàn)中可能用到的數(shù)據(jù)如下表： 物質(zhì) 相對分子質(zhì)量 沸點(diǎn)/℃ 密度/ gcm－3 水溶性 CH3CH2OH 46 78.4 0.79 互溶 CH3CH2Br 109 38.4 1.42 難溶 CH3CH2OCH2CH3 74 34.8 0.71 微溶 CH2===CH2 28 －104 0.38 不溶 H2SO4(濃硫酸) 98 338.0 1.38 易溶 ①合成反應(yīng)：在儀器B中加入適量NaBr、濃硫酸和50 mL乙醇，安裝好儀器，緩緩加熱，收集餾出物。 ②分離提純：將餾出物加水后振蕩，再加入適量酸除去乙醚，分液，最后得到52 mL溴乙烷。 回答下列問題： (1)儀器B的名稱是________。 (2)儀器C為直形冷凝管，冷卻水進(jìn)口是________(填“a”或“b”)。 (3)儀器D置于盛有________的燒杯中，目的是____________________。 (4)裝置A的名稱為牛角管，其結(jié)構(gòu)中的c支管的作用是 ________________________________________________________________________。 (5)溴乙烷粗產(chǎn)品分離、提純階段，加水的目的是____________________。 (6)該實(shí)驗(yàn)所得溴乙烷的產(chǎn)率為________。 參考答案 考點(diǎn)專練32　物質(zhì)的分離、提純和檢驗(yàn) 【兩年高考真題演練】 1.B　[A項(xiàng)，在溶液中加KSCN，溶液顯紅色，說明一定含有Fe3＋ ，還可能含有Fe2＋，因?yàn)镕e2＋遇KSCN不變紅，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍(lán)，是因?yàn)榘咨臒o水硫酸銅與水反應(yīng)生成了藍(lán)色的CuSO45H2O，所以可證明原氣體中含有水蒸氣，正確；C項(xiàng)，灼燒白色粉末，火焰呈黃色，說明原粉末中一定含有Na＋ ，不能確認(rèn)有無K＋，若要進(jìn)一步確認(rèn)可透過藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃光后進(jìn)行觀察，如果火焰呈紫色，則含有K＋ ，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若為SO2 氣體也有相同的現(xiàn)象，所以不能確定該氣體一定是CO2 ，錯(cuò)誤。] 2.C　[A項(xiàng)，SO3(g)和SO2均能與KOH反應(yīng)且沒有明顯的現(xiàn)象；B項(xiàng)，Br2(g)和NO2均具有氧化性，均能使?jié)駶櫟饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)；C項(xiàng)，CO2與NaAlO2溶液反應(yīng)生成白色沉淀Al(OH)3，CO2與CH3COONa不反應(yīng)；D項(xiàng)，AgNO3溶液和K2SO4溶液與BaCl2溶液反應(yīng)均生成白色沉淀，錯(cuò)誤。] 3.D　[A項(xiàng)，氨水與NaCl和Na2SO4不反應(yīng)，均沒有明顯現(xiàn)象，與AlCl3和MgCl2均產(chǎn)生白色沉淀，故無法鑒別，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，將NH4Cl溶液蒸干后，NH4Cl固體發(fā)生分解得不到NH4Cl固體，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，酒精和水互溶，無法用萃取分液的方法除去酒精中的水，應(yīng)該用先加CaO后蒸餾的方法除去水分，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，膠體具有“丁達(dá)爾效應(yīng)”而溶液沒有，可以區(qū)別，正確。] 4.A　[A項(xiàng)，H2O能溶于濃H2SO4，而HCl不能溶于濃H2SO4；B項(xiàng)，H2和CO均能在加熱條件下和CuO反應(yīng)；C項(xiàng)，在加熱的條件下O2和N2均能和鎂粉反應(yīng)；D項(xiàng)，CO2在水中的溶解度較小，通過水不能完全除去CO中的CO2。] 5.解析　(1)根據(jù)酸性鋅錳干電池的構(gòu)造可知，放電時(shí)，負(fù)極Zn失去電子生成Zn2＋，正極MnO2得到電子生成MnOOH，從而可寫出正極和負(fù)極的電極反應(yīng)式，然后在遵循電子守恒的前提下將兩極反應(yīng)式加合可得電池反應(yīng)的離子方程式。(2)電池工作5分鐘，通過的電量Q＝0.5 A5 min60 s/min＝150 C，因此通過電子的物質(zhì)的量n(e－)＝＝＝1.55410－3 mol，則理論消耗Zn的質(zhì)量是m(Zn)＝65 g/mol＝0.05 g。 (3)由于ZnCl2的溶解度受溫度影響較大，而NH4Cl的溶解度受溫度影響較小，所以可采用加熱濃縮、冷卻結(jié)晶的方法分離氯化鋅和氯化銨混合物；根據(jù)廢電池糊狀填充物中碳粉和MnO2及正極放電產(chǎn)生的MnOOH都不溶于水，可確定濾渣的主要成分；碳粉在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH在足量氧氣中燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)镸nO2，因此得到較純的二氧化錳最簡便的方法是在足量空氣或氧氣中燃燒濾渣。(4)鐵溶于稀硫酸生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被雙氧水氧化為Fe3＋。Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝10－39，則鐵剛好完全沉淀時(shí)，c(OH－)＝≈510－12 (mol/L)，則c(H＋)＝＝＝210－3 (mol/L)，pH＝2.7； Ksp[Zn(OH)2]＝c(Zn2＋)c2(OH－)＝10－17，鋅開始沉淀時(shí)，c(OH－)＝＝10－8 (mol/L)，則，c(H＋)＝＝＝10－6 (mol/L)，pH＝6；Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp相近，若不加雙氧水，沉淀Zn2＋的同時(shí)Fe2＋也會(huì)沉淀，從而使Zn2＋和Fe2＋不能分離。 答案　(1)MnO2＋e－＋H＋===MnOOH　Zn＋2MnO2＋2H＋===Zn2＋＋2MnOOH (2)0.05 (3)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶　碳粉　MnOOH　在足量的空氣或氧氣中加熱　碳粉轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2，MnOOH氧化為MnO2 (4)Fe3＋　2.7　6　Zn2＋和Fe2＋不能分離　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近 6.解析　(1) Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)生成H3BO3、MgSO4，配平即可。為提高浸出速率，可以從溫度(升高溫度)、濃度、增大接觸面積(將礦石粉碎)等角度分析。(2)Fe3O4具有磁性，可以利用鐵塊將其從“浸渣”中吸出。SiO2不溶于H2SO4，CaO與H2SO4生成CaSO4微溶于水，所以“浸渣”中還有SiO2和CaSO4。此時(shí)溶液中除H3BO3外還有MgSO4(由(1)中反應(yīng)生成)、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3。(3) “凈化除雜”先加H2O2的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后再通過調(diào)節(jié)pH促進(jìn)Fe3＋、Al3＋水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而除去。(4) “粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是沒有除去的MgSO4。(5)NaBH4由Na＋和BH組成。其中的氫顯－1價(jià)，－1價(jià)的H具有較強(qiáng)的還原性。(6)以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼的過程是：H3BO3分解生成B2O3，B2O3與金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)B。 答案　(1)Mg2B2O5H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3　提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑 (2)Fe3O4　SiO2和CaSO4 (3)將Fe2＋氧化為Fe3＋　使Al3＋和Fe3＋形成氫氧化物沉淀而除去 (4)硫酸鎂 (5) (6)2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg 2B＋3MgO 【一年模擬試題精練】 1.B　[A項(xiàng)，只能說明一定含有Na＋，也可能為NaOH，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，X可能為濃鹽酸，也可能為濃硝酸，正確；C項(xiàng)，在強(qiáng)酸性溶液中NO具有強(qiáng)氧化性，可以將SO氧化為SO、將Fe2＋氧化為Fe3＋，無法判斷，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若發(fā)生取代反應(yīng)，應(yīng)有HBr生成，溶液的pH減小，錯(cuò)誤。] 2.C　[A項(xiàng)中Na2CO3與NaHCO3均與澄清石灰水反應(yīng)，均產(chǎn)生沉淀，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)二者都與NaOH反應(yīng)生成沉淀，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)中Fe不與NaOH反應(yīng)，雜質(zhì)Al與NaOH反應(yīng)，符合除雜原則，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)二者均不與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)，故D項(xiàng)錯(cuò)。] 3.C　[A項(xiàng)還可能為HCO、HSO或SO，B項(xiàng)還可能為Ag＋，D項(xiàng)還可能為Ca2＋。] 4.D　[A項(xiàng)，Cl2也能與NaOH溶液反應(yīng)，故不能用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HCl；B項(xiàng)，NH4Cl晶體受熱易分解，故不能通過蒸干NH4Cl飽和溶液的方法制備NH4Cl晶體；C項(xiàng)，純堿易溶于水，利用圖示裝置不能達(dá)到使反應(yīng)隨時(shí)發(fā)生或停止的目的；D項(xiàng)，碘在CCl4中的溶解度遠(yuǎn)大于在水中的溶解度，且CCl4與水不相溶，密度大于水的密度，故可用圖中所示裝置分離CCl4萃取碘水后已分層的有機(jī)層和水層。] 5.解析　(1)儀器B的名稱是蒸餾燒瓶；(2)為了使冷凝效果更好，直形冷凝管的冷卻水進(jìn)口是b；(3)溴乙烷的沸點(diǎn)為38.4 ℃，為了收集產(chǎn)品，要把儀器D置于盛有冰水混合物的燒杯中，以冷卻溴乙烷；(5)由于乙醇的沸點(diǎn)為78.4 ℃，在加熱時(shí)容易隨著溴乙烷蒸出，乙醇與水混溶，而溴乙烷不能溶解于水，所以在溴乙烷粗產(chǎn)品分離、提純階段，加水可以除去溶解在溴乙烷中的乙醇。 答案　(1)蒸餾燒瓶 (2)b (3)冰水混合物　冷卻溴乙烷 (4)平衡裝置D、裝置B中的氣壓，便于裝置D接受餾出液 (5)除去溶解在溴乙烷中的乙醇 (6)78.9%或79%或78.89%