2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版核心素养测评 三十八物质的分离、提纯和检验 14页

温馨提示： ‎ ‎ 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。‎ 核心素养测评 三十八 物质的分离、提纯和检验 一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)‎ ‎1.中国传统文化对人类文明贡献巨大。下列各文献中所记载的古代化学研究过程或成果不涉及分离提纯操作的是 (　　)‎ A.《本草衍义》“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”‎ B.《齐民要术》“凡酿酒失所味者,或初好后动未压者,皆宜廻作醋。”‎ C.《开宝本草》“(消石)所在山泽,冬月地上有霜扫取,以水淋汁,后乃煎炼而成。”‎ D.《本草纲目》“(烧酒)自元时创始,其法用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承取滴露。”‎ ‎【解析】选B。A、“将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳”,属于固体直接转化为气体,类似于碘的升华,因此涉及的操作方法是升华,涉及分离提纯操作,选项A不选;B、酒精在醋酸菌的作用下氧化可以转化成醋酸和水,涉及化学反应但没有涉及分离提纯操作,选项B选;C、包含溶解,蒸发结晶,涉及分离提纯操作,选项C不选;D、描述的是酒的蒸馏,涉及分离提纯操作,选项D不选。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　(2020·张家口模拟)用分液漏斗可以分离的一组混合物是 (　　)‎ A.碘和CCl4‎ B.甲醛和水 C.乙酸乙酯和饱和碳酸钠溶液 D.苯和溴苯 ‎【解析】选C。A、B、D中混合物均互溶,应蒸馏分离,只有C中混合物分层,可选分液漏斗分离,故选C。‎ ‎2.(2019·全国卷Ⅲ)离子交换法净化水过程如图所示。下列说法中错误的是 (　　)‎ A.经过阳离子交换树脂后,水中阳离子的总数不变 B.水中的N、S、Cl-通过阴离子树脂后被除去 C.通过净化处理后,水的导电性降低 D.阴离子树脂填充段存在反应H++OH-H2O ‎【解析】选A。本题为信息题,注意从题目信息中提取有用信息。根据示意图,水经过阳离子交换树脂后,Ca2+、Na+、 Mg2+均被H+交换,因为Ca2+、Mg2+是+2价阳离子,H+是+1价阳离子,根据电荷守恒与Ca2+、Mg2+交换的H+数目应为Ca2+、Mg2+总数的2倍,因此水中阳离子总数增加,A错误。根据示意图,N、S、Cl-‎ 经过阴离子交换树脂后被OH-替换,B正确。水经过净化后溶液中离子浓度减小,水的导电性降低,纯水几乎不导电,C正确。经过阳离子交换树脂后溶液中的阳离子全部是H+,经过阴离子交换树脂后溶液中的阴离子被OH-替换,所以在阴离子树脂填充段存在反应H++ OH-H2O,D正确。‎ ‎3.(双选)下列设计的实验方案能达到实验目的的是 (　　)‎ A.检验乙烯是否具有还原性:向乙醇中加入少量浓硫酸并加热,将所得的气体通入酸性KMnO4溶液 B. 除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3:向含有Na2CO3的NaHCO3溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤 C. 检验海带中是否含有碘元素:将干海带剪碎、灼烧成灰,用蒸馏水浸泡后过滤,向滤液中加入2～3滴淀粉溶液,再滴加少量新制氯水 D. 比较水和乙醇分子中羟基氢原子的活泼性:相同温度下,取等体积水、乙醇,向其中分别加入相同大小的金属钠 ‎【解析】选C、D。 A.乙醇及乙烯均使高锰酸钾褪色,由溶液褪色不能说明乙烯的还原性,故A错误; B.碳酸钠与氯化钙反应生成NaCl,引入新杂质,故B错误; C.氯水可氧化碘离子生成碘,则操作合理,可检验碘元素,故C正确; D.乙醇与Na反应不如Na与水反应剧烈,可比较羟基氢的活泼性,故D正确。‎ ‎4.某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如下:‎ 下列说法正确的是 (　　)‎ A.步骤1中有机相应从分液漏斗下端放出,无机相从上口倒出 B.步骤2使用的玻璃仪器有蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、球形冷凝管、锥形瓶 C.步骤3可在如图装置中完成 D.步骤4中,将溶液蒸发至只剩少量水时,用余热将晶体蒸干 ‎【解析】选C。步骤1为萃取分液操作,苯的密度比水小,故有机相应从分液漏斗上口倒出,A项错误;步骤2为蒸馏,应选用直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流,B项错误;步骤3为升华,用图中装置能较好地控制温度,C项正确;步骤4为蒸发结晶,由于KNO3的溶解度随温度变化比较大,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,因此加热至有少量晶体出现就可停止加热,D项错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共26分)‎ ‎5.(10分)有一瓶无色澄清的溶液,可能由以下离子中的几种组成:S、I-、C、Cl-、S、Fe2+、Na+、Mn,请根据以下实验步骤及现象回答问题:‎ 步骤一:取适量待测液,加入足量稀盐酸,产生有刺激性气味的气体A和溶液B 步骤二:往B中加入足量BaCl2溶液,得白色沉淀和溶液C 步骤三:往C溶液中通入足量Cl2,得黄褐色溶液D ‎(1)该溶液中一定存在的离子是__________。 ‎ ‎(2)该溶液中可能存在的阴离子是__________。 ‎ ‎(3)步骤三中溶液变黄褐色是因为生成了某种物质,确认该物质的实验操作与现象是取适量D溶液于试管中,________________________。 ‎ ‎【解析】由无色溶液可知一定不含Fe2+、Mn,由电荷守恒可知一定含阳离子为Na+;‎ 步骤一:取适量待测液,加入足量稀盐酸,产生有刺激性气味的气体A和溶液B,则气体A为二氧化硫,一定含S;‎ 步骤二:往B中加入足量BaCl2溶液,得白色沉淀和溶液C,白色沉淀为硫酸钡,可知一定含S;‎ 步骤三:往C溶液中通入足量Cl2,得黄褐色溶液D,D中含碘单质,则原溶液一定含I-;‎ ‎(1)由上述分析可知,一定存在的离子为S、I-、S、Na+;(2)该溶液中可能存在的阴离子是C、Cl-;(3)淀粉遇碘单质变蓝,则步骤三中溶液变黄褐色是因为生成了某种物质,确认该物质的实验操作与现象是取适量D溶液于试管中,加入淀粉溶液,溶液变蓝。‎ 答案:(1)S、I-、S、Na+‎ ‎(2)C、Cl-‎ ‎(3)加入淀粉溶液,溶液变蓝 ‎6.(16分)实验室以菱镁矿(主要成分MgCO3,少量的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料生产高纯MgO,其主要实验流程如图:‎ ‎(1)写出用热的NH4Cl溶液浸出镁元素的离子方程式: __。  ‎ ‎(2)在温度、搅拌时间一定的情况下,搅拌转速对Mg(OH)2的沉淀量的影响如图1所示。搅拌转速大于500转/分,Mg(OH)2沉淀量降低的原因是 __。 ‎ ‎(3)灼烧Ⅱ所用装置如图2所示,仪器A的名称是__。 ‎ 为提高MgO的纯度,需充分灼烧,通过“称量”确定灼烧已经完全的方法是 __。  ‎ ‎(4)将用NH4Cl浸出所得溶液直接蒸干、灼烧也能制得MgO,该方法的缺点是 __。  ‎ ‎(5)补充完整由滤渣(SiO2、Al2O3、Fe2O3)制备纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体的实验步骤:向一定量滤渣中加入足量的稀硫酸,充分反应后过滤,向滤液中滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再减少,过滤,__, 抽干,装瓶。(实验中须使用的试剂:CO2气体、稀硫酸、蒸馏水、无水乙醇、NaOH)‎ ‎【解析】灼烧菱镁矿(主要成分MgCO3,少量的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3),MgCO3分解生成MgO和CO2,加入NH4Cl溶液发生反应MgO+2NMg2++2NH3↑+H2O浸出镁离子,过滤除去杂质SiO2、Al2O3、Fe2O3,再加入10%氨水生成氢氧化镁沉淀,灼烧氢氧化镁沉淀得到MgO,据此解答。‎ ‎(1)铵根离子水解溶液呈酸性,氢离子可溶解MgO,则用热的NH4Cl溶液浸出镁元素的离子方程式为MgO+2NMg2++2NH3↑+H2O; ‎ ‎(2)搅拌转速大于500转/分后,搅拌转速过快,Mg(OH)2颗粒变小,不易沉降,导致Mg(OH)2沉淀量降低; ‎ ‎(3)仪器A为灼烧固体的仪器,其名称为坩埚;当连续两次灼烧后称得(坩埚和固体的)质量相同时,可认为灼烧已经完全; ‎ ‎(4)将用NH4Cl浸出所得溶液直接蒸干、灼烧也能制得MgO,但直接灼烧生成的NH3、HCl污染环境、生成MgO纯度不高、能耗更高; ‎ ‎(5)由滤渣(SiO2、Al2O3、Fe2O3)制备纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体的实验步骤:向一定量滤渣中加入足量的稀硫酸,可溶解氧化铝和氧化铁,充分反应后过滤除去二氧化硅,滤液中含有铝离子和铁离子,向滤液中滴加NaOH溶液至生成的沉淀不再减少,铝离子转化成四羟基合铝酸根离子,铁离子转化成氢氧化铁沉淀,过滤,向所得滤液中通入二氧化碳气体至沉淀不再增多,将四羟基合铝酸根离子转化成氢氧化铝沉淀,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀2～3次,加入稀硫酸至沉淀完全溶解,得到硫酸铝溶液,将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤晶体2～3次,抽干,装瓶,从而获得纯净的Al2(SO4)3·18H2O晶体。‎ 答案:(1)MgO+2NMg2++2NH3↑+H2O　(2)搅拌转速过快,Mg(OH)2颗粒变小,不易沉降　(3)坩埚　连续两次灼烧后称得(坩埚和固体的)质量相同　(4)直接灼烧生成的NH3、HCl污染环境、生成MgO纯度不高、能耗更高　‎ ‎(5)向所得滤液中通入二氧化碳气体至沉淀不再增多,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀2～3次,加入稀硫酸至沉淀完全溶解,将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤晶体2～3次 一、选择题(本题包括3小题,每题6分,共18分)‎ ‎1.(2020·厦门模拟)‎2019年6月17日,屠呦呦团队宣布青蒿素应用取得科研新进展。已知:青蒿素难溶于水、易溶于乙醚。实验室模拟从青蒿中提取青蒿素流程如图,该提取过程不需要用到的仪器或装置是 (　　)‎ ‎【解析】选B。研磨需要A,过滤需要D,蒸馏需要C,则该过程不需要装置B。‎ ‎2.某无色溶液含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤S、⑥S 离子中的若干种,依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象如下:‎ 步骤 操作 现象 ‎(1)‎ 用pH试纸检验 溶液的pH大于7‎ ‎(2)‎ 向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置 CCl4层呈橙色 ‎(3)‎ 向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生 ‎(4)‎ 过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸 有白色沉淀产生 下列结论正确的是 (　　)‎ A.肯定含有的离子是①④⑤‎ B. 肯定没有的离子是②⑥‎ C. 不能确定的离子是①‎ D. 不能确定的离子是③⑤‎ ‎【解析】选A。由于溶液是无色混合溶液,则有色离子不存在,测得溶液pH大于7,溶液呈碱性,说明一定有弱酸根离子,则含有S,一定没有Ba2+;溶液中滴加氯水后萃取,萃取层呈橙色证明原溶液含Br-;分液后加入Ba(NO3)2溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,说明溶液中可能含硫酸根离子,过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸,有白色沉淀生成,证明是氯离子,但步骤(2)加入氯水引入了氯离子,不能确定是否含氯离子;根据以上分析溶液中一定含有S、Br-,无Ba2+;依据电荷守恒,溶液中一定含Na+;所以溶液中一定存在的离子是①④⑤,故A正确。‎ ‎3.(2020·长沙模拟)镍常用作有机合成的催化剂和用于制造硬币。以废镍料(含少量铁)为原料回收镍的一种流程如图: ‎ 下列说法错误的是 (　　)‎ A.“酸浸”中为提高反应速率,最好用浓硫酸代替稀硫酸 B.滤渣A可以用于制造铁红,从滤液A中可提取Na2SO4‎ C.“电解”时在阴极上析出镍,废液可以作“酸浸”液循环利用 D.“氧化”过程中使用双氧水的好处是反应过程中不产生有害物质及杂质离子 ‎【解析】选A。浓硫酸具有强氧化性,可使铁发生钝化,不能除去,故A错误;A为氢氧化铁沉淀,可用于制造铁红,滤液A含有硫酸钠,故B正确;电解时,镍离子在阴极得电子生成镍,电解液含有硫酸,可循环使用,故C正确;加入过氧化氢氧化亚铁离子,为绿色氧化剂,不产生有害物质及杂质离子,故D正确。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎4.(14分)某透明的X溶液中可能含有下列离子中的几种,100 mL溶液中的每种阴离子的物质的量均为0.2 mol,每种阳离子的物质的量均为0.1 mol。取100 mL该溶液进行如下连续实验,操作①反应中消耗 N为0.1 mol。‎ 阴离子 Mn、Si、C、I-、ClO-、Cl-、S 阳离子 Fe2+、Fe3+、N、Ag+、Al3+‎ 根据以上信息,回答下列问题:‎ ‎(1)沉淀C、G的化学式分别为____________、________; ‎ ‎(2)X溶液中肯定含有的离子是__________; ‎ ‎(3)写出操作①中产生气体A的离子方程式: __; ‎ ‎(4)写出操作②发生的离子方程式: __。 ‎ ‎【解析】取100 mL该溶液进行如下连续实验,操作①反应中消耗 N为0.1 mol,说明含有还原性离子,流程分析溶液B中加入四氯化碳下层呈紫红色证明一定含有I-,一定不含Mn、ClO-、Fe3+,Ag+,上层清液中加入过量的氢氧化钠溶液,生成气体F为NH3,说明原溶液中含N,溶液H中通入过量二氧化碳生成沉淀I说明原溶液中含有Al3+,在过量氢氧化钠溶液中生成的四羟基合铝酸钠溶液,四羟基合铝酸钠溶液和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀I和碳酸氢钠溶液J,‎ 生成沉淀G只有氢氧化铁沉淀,证明原溶液中含有Fe2+,判断一定不含有Si、C,X溶液中加入过量硝酸钡和盐酸反应生成沉淀C,判断为BaSO4,综上所述原溶液中一定含有I-、Fe2+、N、Al3+、S;‎ ‎(1)上述分析可知,C为BaSO4,G为Fe(OH)3;‎ ‎(2)X溶液中肯定含有的离子是I-、Fe2+、N、Al3+、S;‎ ‎(3)操作①中产生气体A为NO,是稀硝酸和碘离子、亚铁离子发生氧化还原反应生成,反应的离子方程式6I-+2N+8H+3I2+2NO↑+4H2O,3Fe2++N+4H+‎ ‎3Fe3++NO↑+2H2O;‎ ‎(4)操作②发生四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,发生的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC。‎ 答案:(1)BaSO4　Fe(OH)3 ‎ ‎(2)I-、Fe2+、N、Al3+、S ‎(3)6I-+2N+8H+3I2+2NO↑+4H2O,3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O ‎(4)[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC ‎5.(18分)硫酸镍是电镀工业必不可少的化工原料。从不锈钢废渣(主要含Fe 42.35%、Cr 9.67%、Ni 5.1%、C 4.7%、Si 3.39%等)中制取硫酸镍晶体的工艺流程如图:‎ 已知:①Cr3+与氨水反应时有少量Cr3+生成[Cr(NH3)6]3+,但加热时该络合物易分解。Ni2+与氨水反应生成[Ni(NH3)6]2+,该络合物加热时稳定,用硫酸酸化时生成相应的硫酸盐。‎ ‎②Na2CrO4溶液中加酸调节pH为3.5时,Cr转化为Cr2。‎ ‎③相关物质在不同温度时溶解度如下表:‎ ‎(1)“酸浸”后得到的溶液中主要含有FeSO4、NiSO4、Cr2(SO4)3,生成NiSO4的化学方程式为______________。“酸浸”时需控制温度为‎90℃‎左右,可以采用的加热方式是____________。  ‎ ‎(2)“过滤”前,适当加热的目的是____________。  ‎ ‎(3)对“过滤”所得的滤渣进行洗涤,检验滤渣已洗涤干净的方法是____________________。  ‎ ‎(4)“过滤”时产生的滤渣可用于制备Na2Cr2O7晶体。‎ ‎①滤渣经干燥后与Na2CO3混合在空气中煅烧生成Na2CrO4和CO2,此反应的化学方程式为____________。 ‎ ‎②请补充完整上述煅烧后混合物制备Na2Cr2O7晶体(橙红色)的实验方案:水浸,过滤,  __, 得Na2Cr2O7晶体(必须使用的试剂有:硫酸,蒸馏水)。‎ ‎【解析】(1)生成NiSO4的化学方程式为Ni+H2SO4NiSO4+H2↑,“酸浸”时需控制温度为‎90℃‎左右,可以采用的加热方式是‎90℃‎水浴加热; ‎ ‎(2)“过滤”前,适当加热的目的是使[Cr(NH3)6]3+分解生成Cr(OH)3沉淀;‎ ‎(3)对“过滤”所得的滤渣进行洗涤,检验滤渣已洗涤干净的方法是取少量最后一次洗涤过滤液于试管中,先用盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无沉淀生成,则已洗净;‎ ‎(4)①滤渣经干燥后与Na2CO3混合在空气中煅烧生成Na2CrO4和CO2,此反应的化学方程式为4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O;‎ ‎②制备Na2Cr2O7晶体(橙红色)的实验方案:水浸,过滤,向滤液中加入硫酸调节pH至3.5,将溶液加热到‎90℃‎(以上)蒸发结晶,有大量无色晶体析出,至有少量橙红色晶体析出时趁热过滤,滤液降温至‎40℃‎结晶,过滤,用蒸馏水洗涤,干燥,得Na2Cr2O7晶体。‎ 答案:(1)Ni+H2SO4NiSO4+H2↑　‎90℃‎水浴加热 ‎ ‎(2)使[Cr(NH3)6]3+分解生成Cr(OH)3沉淀 ‎(3)取少量最后一次洗涤过滤液于试管中,先用盐酸酸化,再加入BaCl2溶液,若无沉淀生成,则已洗净 ‎(4)①4Cr(OH)3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2+6H2O　②向滤液中加入硫酸调节pH至3.5,将溶液加热到‎90℃‎(以上)蒸发结晶,有大量无色晶体析出,至有少量橙红色晶体析出时趁热过滤,滤液降温至‎40℃‎结晶,过滤,用蒸馏水洗涤,干燥 关闭Word文档返回原板块