（三年模擬一年創(chuàng)新）高考化學 專題二十二 物質的檢驗、分離和提純（全國通用）-人教版高三全冊化學試題

專題二十二物質的檢驗、分離和提純A組專項基礎訓練一、選擇題1．(2015·北京四十所示范校聯(lián)考，9)下列裝置或操作能達到實驗目的的是()解析A項，夾緊止水夾，從長頸漏斗注水，在長頸漏斗下端能形成穩(wěn)定的水柱，說明氣密性良好，可以實現(xiàn)；B項，碘的CCl4溶液不分層，不能用分液的方法分離，可以采用蒸餾的方法；C項，CH4從洗氣瓶中出來會帶出溴，引入新雜質；D項，分餾時，溫度計應在支管口附近(測的是餾分的溫度)。答案A2．(2015·雅安診斷)除去下列物質中混有的少量雜質(括號中的物質為雜質)，以得到純凈物質(除水外)，其中方法不正確的是()A．N2(NO2)：通過水洗滌B．NO(NH3)：通過水洗滌C．Na2CO3(NaHCO3)：用加熱法D．NH4Cl溶液(I2)：用CCl4萃取解析NO2氣體溶于水后，又生成NO氣體，仍然得不到純凈的N2，A項不正確；NH3極易溶于水而NO不溶于水，B項正確；NaHCO3受熱分解生成Na2CO3，而Na2CO3受熱不分解，C項正確；I2易溶于CCl4，NH4Cl易溶于水而不溶于CCl4，D項正確。答案A3．(2015·沈陽質檢)下列實驗中，為實現(xiàn)實驗目的而必須除雜的是()實驗除雜試劑實驗目的①電石與水反應CuSO4溶液用KMnO4酸性溶液檢驗乙炔的還原性②CH3CH2Br與NaOH溶液共熱HNO3溶液用AgNO3溶液檢驗CH3CH2Br中的Br③淀粉與稀H2SO4水浴共熱NaOH溶液用銀氨溶液檢驗水解產(chǎn)物的還原性④C2H5OH與濃H2SO4加熱至170℃NaOH溶液用Br2的CCl4溶液證明該反應為消去反應A．只有①②③ B．只有①②④C．只有②③④ D．①②③④解析①電石與水反應有雜質H2S生成，H2S具有還原性，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，應用CuSO4溶液將H2S氣體除去，正確；②CH3CH2Br與NaOH溶液共熱生成乙醇和NaBr，而AgNO3溶液會與NaOH溶液反應生成AgOH沉淀，干擾Br－的檢驗，應先用HNO3溶液中和NaOH溶液，再進行Br－的檢驗，正確；③銀鏡反應必須在堿性條件下進行，故要用NaOH溶液中和除去稀硫酸，正確；④CH3CH2OHeq\o(→,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(170℃))CH2=CH2↑＋H2O，在生成乙烯的同時還可能發(fā)生氧化還原反應，生成SO2，SO2也能使Br2的CCl4溶液褪色，故需用氫氧化鈉溶液先除去SO2，再用Br2的CCl4溶液檢驗生成物中有CH2=CH2存在，從而證明該反應為消去反應，故D正確。答案D4．(2015·湖南四校聯(lián)考)對于某些離子的檢驗及結論一定正確的是()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COeq\o\al(2－,3)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SOeq\o\al(2－,4)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，一定有NHeq\o\al(＋,4)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＋解析A項還可能為HCOeq\o\al(－,3)、HSOeq\o\al(－,3)或SOeq\o\al(2－,3)，B項還可能為Ag＋，D項還可能為Ca2＋。答案C5．(2014·石家莊質檢)下列對實驗現(xiàn)象及操作、物質的用途解釋合理的是()實驗現(xiàn)象及操作、物質的用途 解釋A 在一定濃度的氨水中加入少量氯化銨固體，溶液的pH減小 只有NHeq\o\al(＋,4)的水解所致B 取少量某溶液滴加用鹽酸酸化的氯化鋇溶液，生成白色沉淀 該溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,4)C 用鐵或鋁制的容器來盛裝冷的濃硫酸或濃硝酸 鐵、鋁表面被鈍化D 向Na2O2與水反應后的溶液中加入酚酞，溶液不變紅 溶液中沒有OH－解析A項是由于加入NH4Cl固體，溶液中c(NHeq\o\al(＋,4))增大，使NH3·H2O的電離平衡逆向移動，溶液中c(OH－)減小，pH減??；B項當溶液中含有Ag＋時，也會產(chǎn)生白色沉淀；D項是由于過氧化鈉具有漂白性。答案C6．(2013·廣東梅州一模，11)在中學化學實驗中可用來分離或提純物質的方法很多，如蒸餾、過濾、結晶、滲析、鹽析等，分離或提純下列各組混合物所選用方法最合適的是()A．FeCl3溶液得到FeCl3固體——加熱蒸干B．除去Cu粉中混有的CuO——加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥C．分離NaNO3和BaSO4的混合物——溶解、過濾、蒸發(fā)D．除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4——加入BaCl2溶液、過濾解析A選項，F(xiàn)eCl3溶液會發(fā)生水解，加熱蒸干最后得到Fe2O3，錯誤；B選項，稀硝酸與Cu反應，錯誤；NaNO3溶于水，BaSO4不溶于水，正確；D選項，摻入了新的雜質Cl－，錯誤。答案C二、非選擇題7．(2015·河南商丘統(tǒng)考)某研究性學習小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液(富含K＋、Mg2＋、Br－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－等)來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴，他們設計了如下流程：回答以下問題：(1)操作Ⅰ的名稱：____________；要從橙色液體中分離出溴，所采取的操作需要的主要玻璃儀器除酒精燈和溫度計外，還需要__________________________________________________________________。(2)試劑Z的化學式為____________；檢驗SOeq\o\al(2－,4)已除盡的方法是__________________________________________________________________。(3)寫出操作Ⅲ的具體操作步驟：________________________________________________________________________________________________________。(4)某同學用如圖所示的實驗裝置制取氧化劑并將其通入鹽湖苦鹵中。裝置b在實驗中的作用是_____________________________________________；若把上述裝置中的a、b作為氣體的發(fā)生、收集裝置，裝置c可任意改進，則根據(jù)下列提供的藥品，用這套裝置還可以制取的氣體是________。①制NH3：濃氨水和堿石灰②制SO2：Cu片和濃硫酸③制NO：Cu片和稀硝酸④制O2：MnO2和雙氧水若用上述裝置中的a、b制取并收集NO，應將裝置b如何改進：__________________________________________________________________。解析本題綜合考查實驗基本操作、儀器的選擇、離子的檢驗、物質的除雜、實驗設計等。(1)由操作流程圖可知，苦鹵加入氧化劑Cl2后，加入CCl4萃取、分液即可得橙色的Br2的CCl4溶液，欲將Br2從CCl4中分離出來，應采用蒸餾裝置進行蒸餾。蒸餾裝置涉及到的主要玻璃儀器有酒精燈、蒸餾燒瓶、溫度計、冷凝管、牛角管(接引管)、錐形瓶。(2)無色溶液A主要含有的離子有K＋、Cl－、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，從后續(xù)流程設計可知，加入X、Y、Z的目的是除去Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，除去SOeq\o\al(2－,4)應選擇使用稍過量的BaCl2，除去Mg2＋應選擇使用稍過量的KOH，最后應加入K2CO3以除去多余的Ba2＋，故Z應為K2CO3。檢驗SOeq\o\al(2－,4)已除盡的方法是：取無色溶液D少許，向其中加入BaCl2溶液，若沒有沉淀出現(xiàn)，說明SOeq\o\al(2－,4)已除盡。(3)操作Ⅲ為蒸發(fā)。蒸發(fā)需用到蒸發(fā)皿，蒸發(fā)過程中要用玻璃棒不斷攪拌，以防液體局部過熱而暴沸，當出現(xiàn)較多晶體時應停止加熱，利用余熱將溶液蒸干。(4)從裝置圖中可看出，裝置b是一個安全瓶，可防止c中液體倒吸進入裝置a。若將裝置中的a和b作為氣體的發(fā)生和收集裝置，則所收集的氣體密度應小于空氣，且不與空氣中的各成分發(fā)生反應，題給所制取的四種氣體中，只有NH3符合條件。NO難溶于水，極易與O2反應，收集時只能采用排水法，故b瓶中必須裝滿水。答案(1)萃取、分液蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管(接引管)、錐形瓶(2)K2CO3取無色溶液D少許，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀，則SOeq\o\al(2－,4)已除盡(其他合理答案均可)(3)將無色溶液D倒入蒸發(fā)皿中并置于三腳架上，加熱并用玻璃棒不斷攪拌蒸發(fā)皿中的液體，直到出現(xiàn)較多晶體時，停止加熱，利用余熱蒸干(4)防止倒吸①將b中裝滿水B組專項能力訓練一、選擇題1．(2015·山東日照聯(lián)考，15)下列根據(jù)實驗操作和現(xiàn)象所得出的結論正確的是()選項實驗操作實驗現(xiàn)象結論A向某鈉鹽溶液中滴加稀硫酸產(chǎn)生能使石灰水變渾濁的氣體該溶液一定含有COeq\o\al(2－,3)或HCOeq\o\al(－,3)BKIO3溶液中加入HI溶液，并加入淀粉溶液變藍色KIO3的氧化性比I2強C向Na2S溶液中滴加鹽酸產(chǎn)生臭雞蛋氣味的氣體氯的非金屬性比硫的強DCO還原Fe2O3得到的黑色固體加入鹽酸溶解后，再加入KSCN溶液溶液不顯紅色黑色固體中無Fe3O4解析A項，能使石灰水變渾濁的氣體有CO2和SO2，所以該溶液中可能有COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)等，錯誤；B項，KIO3＋6HI=KI＋3I2＋3H2O，正確；C項，不能用氣態(tài)氫化物酸性的強弱來判斷非金屬性的強弱，錯誤；D項，黑色固體中也可能含有Fe3O4，加入鹽酸后發(fā)生Fe3O4＋8H＋=2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，其中的鐵單質也可能把Fe3＋還原為Fe2＋，錯誤。答案B2．(2015·衡水質檢)某無色溶液中含有：①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SOeq\o\al(2－,3)、⑥SOeq\o\al(2－,4)中的一種或幾種，依次進行下列實驗，且每步所加的試劑均過量，觀察到的現(xiàn)象如下表所示。步驟操作 現(xiàn)象① 用pH試紙檢驗 溶液的pH大于7② 向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振蕩，靜置CCl4層呈橙色③ 向②所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀NO3有白色沉淀產(chǎn)生④ 過濾，向濾液中加入AgNO3溶液和稀HNO3有白色沉淀產(chǎn)生下列實驗結論正確的是()A．肯定含有的離子是①④⑤B．肯定沒有的離子是②⑤C．可能含有的離子是①②⑥D．不能確定的離子是①③⑥解析本題主要考查對化學實驗方案的分析推理能力。實驗①說明原溶液中有能水解的SOeq\o\al(2－,3)；實驗②說明原溶液中一定含有Br－；實驗③說明步驟③所得溶液中有SOeq\o\al(2－,4)，則原溶液中至少含有SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)中的一種；實驗④說明溶液中有Cl－，由于步驟②中加入氯水引入了Cl－，則不能確定原溶液中是否含有Cl－；結合①，可知原溶液中一定含有SOeq\o\al(2－,3)；則SOeq\o\al(2－,4)則無法確定；由于Ba2＋不能與SOeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)共存，則原溶液中一定不含Ba2＋；根據(jù)電荷守恒，則原溶液中一定含有Na＋。因此肯定含有的離子是①④⑤，肯定沒有的離子是②，不能確定的離子是③⑥。答案A3．(2015·成都診斷)下列各組物質的無色溶液，不用其他試劑就能鑒別的是()①KOHNa2SO4AlCl3②NaHCO3Ba(OH)2H2SO4③HClNaAlO2NaHSO4④Ca(OH)2Na2CO3BaCl2A．①②B．②③ C．①③④ D．①②④解析將各組溶液兩兩混合后，現(xiàn)象各不相同，即可鑒別，否則不能鑒別。①中KOH溶液和AlCl3溶液滴加順序不同，現(xiàn)象不同；②中Ba(OH)2溶液和NaHCO3溶液與H2SO4溶液均生成沉淀，再向沉淀中交叉滴加NaHCO3溶液與H2SO4溶液，一種沉淀中產(chǎn)生氣體，但仍有白色沉淀存在，另一種沉淀不溶解，無新現(xiàn)象產(chǎn)生；③中HCl溶液和NaHSO4溶液分別與NaAlO2溶液混合時，現(xiàn)象相同；④中Ca(OH)2溶液、BaCl2溶液分別與Na2CO3溶液混合時現(xiàn)象相同，因此答案為A。答案A4．(2014·北京西城期末)下列實驗用酸性KMnO4溶液不能達到預期目的的是()A．區(qū)別SO2和CO2B．檢驗硫酸鐵溶液中是否有硫酸亞鐵C．區(qū)別苯和甲苯D．檢驗CH2=C(CH3)CHO中含碳碳雙鍵解析碳碳雙鍵和—CHO均能使酸性KMnO4溶液褪色，實際檢驗時要先將—CHO轉化為—COOH，然后再檢驗碳碳雙鍵。答案D5．(2013·臨沂模擬)下列各組物質中，只用一種試劑就能區(qū)別的是()①FeCl2、Al(NO3)3、MgSO4、NH4NO3四種溶液②MnO2、FeS、CuO、C四種黑色固體③鹽酸、Na2SO4、NaOH三種溶液④NaCl、AlCl3、Ba(OH)2、HCl四種溶液A．①③B．①②④ C．①②③D．全部解析鑒別FeCl2、Al(NO3)3、MgSO4、NH4NO3四種溶液可以用NaOH溶液；鑒別MnO2、FeS、CuO、C四種黑色固體可以用濃鹽酸；鑒別鹽酸、Na2SO4、NaOH三種溶液可用紫色石蕊溶液；鑒別NaCl、AlCl3、Ba(OH)2、HCl四種溶液可以用碳酸鈉溶液。答案D二、非選擇題6．(2014·河南名校聯(lián)考，26)溴乙烷是一種重要的化工合成原料。實驗室合成溴乙烷的反應和實驗裝置如下：反應：CH3CH2OH＋HBrCH3CH2Br＋H2O裝置：實驗中可能用到的數(shù)據(jù)如下表：物質相對分子質量沸點/℃密度g·cm－3/水溶性CH3CH2OH4678.40.79互溶CH3CH2Br10938.41.42難溶CH3CH2OCH2CH37434.80.71微溶CH2=CH228－1040.38不溶H2SO4(濃硫酸)98338.01.38易溶①合成反應：在儀器B中加入適量NaBr、濃硫酸和50mL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52mL溴乙烷?；卮鹣铝袉栴}：(1)儀器B的名稱是________。(2)儀器C為直形冷凝管，冷卻水進口是________(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，其結構中的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)該實驗所得溴乙烷的產(chǎn)率為________。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口是b；(3)溴乙烷的沸點為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)由于乙醇的沸點為78.4℃，在加熱時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%)7．(2013·遼寧撫順模擬)茶是我國人民喜愛的飲品。某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素。查閱部分資料：草酸銨[(NH4)2C2O4]可溶于水；草酸鈣(CaC2O4)難溶于水；Ca2＋、Al3＋、Fe3＋Ca(OH)2pH≥13；Al(OH)310≥pH≥5；Fe(OH)3pH≥3.7。試根據(jù)上述過程及信息填空：(1)步驟③操作中，需要用到鐵架臺、鐵圈、鐵夾、燒杯、________、________等儀器。(2)步驟②加鹽酸的作用是___________________________________________。(3)步驟④的目的是_________________________________________________。(4)寫出沉淀C所含主要物質的化學式：___________________________________________________________________________________________________。(5)寫出步驟⑧發(fā)生反應的離子方程式：____________________________________________________________________________________________________。(6)寫出步驟⑨發(fā)生反應的離子方程式：____________________________________________________________________________________________________。解析(1)步驟③的操作是過濾，還需要漏斗、玻璃棒等儀器。(2)向茶葉灰中加鹽酸的作用是將其中的Ca2＋、Al3＋、Fe3＋溶解。(3)步驟④可使Al3＋、Fe3＋轉化成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀。(5)步驟⑧是檢驗Fe3＋。(6)步驟⑨使Fe3＋轉化為Fe(OH)3沉淀，步驟⑩的目的是檢驗Al3＋(或鋁元素)的存在。答案(1)漏斗玻璃棒(2)使茶葉灰中的鈣、鐵、鋁等難溶化合物轉化成可溶性氯化物(3)使鐵、鋁離子以氫氧化物形式完全沉淀(4)Fe(OH)3、Al(OH)3(5)Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(6)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓熱點一物質的檢驗(2014·福建理綜8，2014·重慶理綜2，2013·廣東理綜10，2013·江蘇化學13，2013·海南化學7)【演練1】考查物質的檢驗根據(jù)下列實驗得出的結論正確的是()選項實驗內容結論A某物質的水溶液能使紅色石蕊試紙變藍該物質中一定含有OH－，而且一定是堿B某氣體能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{該氣體一定是氯氣C某物質的水溶液中加入鹽酸能產(chǎn)生無色無味氣體該溶液中一定含有COeq\o\al(2－,3)D0.84g鐵和50.00mL1.00mol·L－1的稀硝酸反應反應后的溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋解析該題考查了OH－、COeq\o\al(2－,3)和Fe3＋等離子的檢驗方法。顯堿性的鹽溶液也能使紅色石蕊試紙變藍，如Na2CO3溶液，A錯；O3、NO2等都能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{，B錯；C項，若該溶液中含有碳酸氫根離子，加入鹽酸也能產(chǎn)生無色無味氣體，C錯；由方程式3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O可知，當eq\f(1,4)<eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)<eq\f(3,8)時，反應后的溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋，n(Fe)＝eq\f(0.84g,56g·mol－1)＝0.015mol，n(HNO3)＝0.05mol，由于eq\f(1,4)<eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)＝eq\f(0.015,0.05)<eq\f(3,8)，D正確。答案D【演練2】考查物質的鑒別有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五種溶液，用一種試劑就可把它們鑒別開來，這種試劑是()A．鹽酸 B．燒堿溶液C．氨水 D．KSCN溶液解析燒堿溶液可以使FeCl2先出現(xiàn)白色沉淀，然后轉化為灰綠色，最后生成紅褐色沉淀；使FeCl3生成紅褐色沉淀；使MgCl2出現(xiàn)白色沉淀；使AlCl3先出現(xiàn)白色沉淀，燒堿過量時白色沉淀溶解。答案B【演練3】物質的推斷有一無色溶液，其中可能含有Fe3＋、Al3＋、Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NHeq\o\al(＋,4)、K＋、COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,4)等離子的幾種，如此溶液分別進行四個實驗，其操作和有關現(xiàn)象如下圖所示：請根據(jù)上圖推斷：(1)原溶液中一定存在的離子有________________________________________。(2)寫出實驗④中沉淀量在A→B過程中所發(fā)生反應的離子方程式：__________________________________________________________________。(3)實驗③中產(chǎn)生無色無味氣體所發(fā)生的化學方程式為______________________________________________________________________________________。解析該溶液無色，則不含有Fe3＋