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- 2021-07-02 发布
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第2讲 物质的分离和提纯
1.我国明代《本草纲目》中收载药物1 892种,其中“烧酒”条目下写道:“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。”这里所用的“法”是指( C )
A.萃取 B.渗析 C.蒸馏 D.干馏
解析:由信息可知,蒸令气上,则利用互溶混合物的沸点差异分离,则该法为蒸馏。
2.下列仪器:①普通漏斗;②容量瓶;③蒸馏烧瓶;④天平;⑤分液漏斗;⑥滴定管;⑦燃烧匙,常用于物质分离的是( C )
A.①③④ B.①②⑥
C.①③⑤ D.③④⑦
解析:①普通漏斗:用来过滤分离固液混合物。③蒸馏烧瓶:可用于液体蒸馏,分离沸点相差较大的液态混合物。⑤分液漏斗:萃取,分离互不相溶的液态混合物。
3.下列装置所示的分离、提纯方法和物质的溶解性无关的是( C )
解析:洗气法、冷却结晶、萃取及分液都与物质的溶解性有关,而蒸馏法分离液体混合物是利用各液体组分的沸点不同,与物质的溶解性
无关。
4.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( C )
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:KNO3中混有NaCl,提纯KNO3,将它们溶于热水,并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的升高而增大,NaCl的溶解度随温度的升高基本无明显变化。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。
5.为了将混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠提纯,并制得纯净的氯化钠溶液,某学生设计如下实验:
NaCl、Na2SO4、NH4HCO3残留物溶液悬浊液滤液纯净的NaCl溶液
请回答下列问题:
(1)操作② (填“能”或“不能”
)用硝酸钡溶液,说明理由:
。
(2)进行操作②后,判断S已除尽的方法是
。
(3)操作③的目的是 ;不先过滤就滴加碳酸钠溶液,其理由是
。
(4)此设计方案是否严密? (填“是”或“否”),说明理由:
。
解析:(1)操作②不能用硝酸钡溶液,因为硝酸根离子会成为新的杂质,而且很难除去。(2)判断S已除尽的方法是将滴加BaCl2溶液后的溶液静置,取少许上层清液,滴加BaCl2溶液,若无浑浊,则S已除尽。(3)操作③的目的是除去过量的Ba2+。加入的Na2CO3
溶液不会使已生成的沉淀溶解,且一次过滤可以节约药品和时间。(4)此设计方案是不严密的,为了除去过量的Ba2+,加入的Na2CO3溶液也必须过量,过量的C成为新的杂质,所以应该再加适量的盐酸将其除去。
答案:(1)不能 硝酸根离子会成为新的杂质,且很难除去
(2)将滴加BaCl2溶液后的溶液静置,取少许上层清液,滴加BaCl2溶液,若无浑浊,则S已除尽
(3)除去过量的Ba2+ 加入的Na2CO3溶液不会使已生成的沉淀溶解,且一次过滤可以节约药品和时间
(4)否 为了除去多余的Ba2+,加入的Na2CO3必须过量,过量的C成为新的杂质,应该再加适量的盐酸将其除去
6.下列有关仪器使用及实验操作正确且必要的是( A )
A.提纯混有少量乙酸的乙醇,可先加生石灰,然后过滤,最后蒸馏
B.做蓝矾结晶水的测定实验过程中,用镊子转移热的坩埚
C.做石油的分馏实验过程中,发现未加沸石,停止加热,立即加入沸石
D.用相互滴加的方法可以鉴别石灰水和NaHCO3溶液
解析:乙酸可以和生石灰反应,生成乙酸钙不挥发,乙醇的沸点较低,过滤,最后蒸馏,A项正确;转移热的坩埚用坩埚钳,B项错误;做石油的分馏实验过程中,发现未加沸石,停止加热,等冷却后再加入沸石,C项错误;石灰水和NaHCO3溶液反应生成白色沉淀碳酸钙,不能用相互滴加的方法鉴别石灰水和NaHCO3溶液,D项错误。
7.(2020·
云南昆明月考)实验室用溴和苯反应制溴苯,得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④10%NaOH溶液润洗。正确的操作顺序是( B )
A.①②③④② B.②④②③①
C.④②③①② D.②④①②③
解析:根据制溴苯的反应原理可知,得到的粗溴苯中含有溴化铁、溴、苯、溴化氢等杂质,本着节约药品的原则,应先用水洗去易溶于水的溴化铁、溴化氢,再用NaOH溶液将溴反应成可溶于水的物质,然后水洗除去,剩余苯和溴苯的混合物可根据两者沸点不同用蒸馏法将苯除去,蒸馏前还要先用干燥剂除去水洗时留下的少量水分,所以正确的操作顺序是②④②③①。
8.下列实验中,所选装置不合理的是( A )
A.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选④
B.用CCl4提取碘水中的碘,选③
C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选⑤
D.粗盐提纯,选①和②
解析:CH3COOC2H5难溶于Na2CO3
溶液,两者混合会分层,可以用分液法分离,选③,A项错误;用CCl4萃取碘水中的碘,选③,B项正确;⑤可以用作洗气瓶,可用于FeCl2溶液吸收Cl2,C项正确;粗盐提纯需要过滤、蒸发结晶,选①和②,D项正确。
9.(2020·云南昆明月考)下列除杂方法不能达到目的的是( D )
选
项
实验目的
熔点/℃
沸点/℃
除杂装置
及试剂
A
除去SO2中的SO3气体
SO3:16.8
SO3:44.8
SO2:-75.5
SO2:-10.0
B
除去Cl2中的Br2蒸气
Br2:-7.2
Br2:58.8
Cl2:-101.0
Cl2:-34.4
C
除去CO2中的H2C2O4蒸气
H2C2O4:
189.5
H2C2O4:157
(升华)
CO2:-78.5
(升华)
CO2:-56.6
D
除去CCl4中的CHCl3气体
CCl4:-22.6
CCl4:76.8
CHCl3:-63.5
CHCl3:61.3
解析:由装置图中的“冰水”可知,该题是冷凝除杂装置。当SO3和SO2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,SO3变为固体,SO2为气体,A项能达到目的;当Br2和Cl2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,
Br2变为液体,Cl2为气体,B项能达到目的;当H2C2O4和CO2的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,H2C2O4变为固体,CO2为气体,C项能达到目的;当CCl4和CHCl3
的混合气体通过盛放在冰水中的试管时,两者都冷凝液化为液体,D项不能达到目的。
10.实验室制取氧气并回收提纯KCl和MnO2的流程如下。下列说法错误的是( C )
A.步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都用到玻璃棒
B.步骤Ⅱ的操作有加热浓缩、冷却结晶
C.实验流程中所涉及的三个步骤均必须加热
D.步骤Ⅲ中用硝酸银溶液可验证MnO2是否洗涤干净
解析:固体A为KCl和MnO2,步骤Ⅰ为溶解、过滤;步骤Ⅱ为加热浓缩、冷却结晶、过滤等,步骤Ⅰ和步骤Ⅱ都要用到玻璃棒,A项正确;步骤Ⅱ由KCl溶液得到KCl固体,操作有加热浓缩、冷却结晶,B项正确;步骤Ⅰ为溶解、过滤,不需要加热,C项错误;步骤三中可以通过加AgNO3溶液检验最后一次洗涤液中是否含有KCl来判断MnO2是否洗涤干净,D项正确。
11.海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素,碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如图:
(1)实验室灼烧海带,需要下列仪器中的 (填字母)。
a.试管 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.铁三脚架 f.酒精灯
(2)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:① ,
③ 。
(3)提取碘的过程中,可选择的有机试剂是 。
A.甲苯、酒精 B.四氯化碳、苯
C.汽油、乙酸 D.汽油、甘油
(4)为使海藻灰中碘离子转化为碘的有机溶液,实验室有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网以及必要的夹持仪器、物品,尚缺少的玻璃仪器有 、 。
(5)小组用CCl4萃取碘水中的碘,在如图的分液漏斗中,下层液体呈
色;他们打开分液漏斗活塞,却未见液体流下,原因可能是
。
(6)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂,还须经过蒸馏,蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是
,最后晶态碘在 里聚集。
答案:(1)cdef (2)过滤 萃取分液 (3)B (4)分液漏斗 普通漏斗 (5)紫红 分液漏斗口上的玻璃塞没有打开或塞上的凹槽(或小孔)没有对准漏斗口上的小孔 (6)使蒸馏烧瓶受热均匀,控制加热温度不至过高 蒸馏烧瓶
12.如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案,请根据方案1和方案2指出下列说法中合理的是( D )
方案1:
方案2:
A.可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵
B.方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发
C.方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应
D.方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3
解析:A项,碳酸氢钠、氯化铵受热均易分解,故用方案1不能将两物质分离,错误;B项,方案1中的残留物应该具有受热时不挥发或难分解的性质,错误;C项,方案2中加入的试剂可能不与除X外的物质发生化学反应,如加水进行溶解分离,错误;D项,SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而分离,正确。
13.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157 ℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35 ℃,从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺如图所示:
(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是
。
(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、 ,
操作Ⅱ的名称是 。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是 (填字母)。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
(4)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如下:将28.2 g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置A、E、F中盛放的物质分别是 、 、
。
②G的作用是 。
解析:(1)根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿素与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。
(2)操作Ⅰ为过滤,需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒;操作Ⅱ的名称是蒸馏。
(3)根据题意,青蒿素几乎不溶于水,A错误;青蒿素易溶于乙醚,无法分液提取,C错误,B正确。
(4)为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O,实验前应通入除去CO2和H2O的空气,排除装置内的空气,防止干扰实验。E和F一个吸收生成的H2O,一个吸收生成的CO2,应先吸收水后吸收CO2,所以E内装的是无水CaCl2或P2O5,而F中为碱石灰,而G装置能防止外界空气中的CO2和H2O进入装置。
①装置A中盛放NaOH溶液,装置E中盛放的物质是无水CaCl2或P2O5,装置F中盛放的物质是碱石灰。
②在装置F后连接G装置,是防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置,造成测定误差。
答案:(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2)漏斗、玻璃棒 蒸馏 (3)B
(4)①NaOH溶液 无水CaCl2(或P2O5) 碱石灰
②防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置,造成测定误差