2013高考化学 教材回归练习 必修 122物质的检验 分离和提纯 9页

12-2 物质的检验 分离和提纯 一、选择题 1．(2012·太原五中高三第一学期月考)下列．．物质的提纯方法可能属于化学变化的是( ) A．蒸馏 B．过滤 C．分液 D．洗气 解析：本题考查化学实验基本方法，难度较小。 洗气过程要除去杂质气体，某些气体，如 CO2 应用化学方法除去。 答案：D 2．(2011·全国Ⅰ)下列叙述错误的是( ) A．用金属钠可区分乙醇和乙醚 B．用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和 3－己烯 C．用水可区分苯和溴苯 D．用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛 解析：A 选项说法正确，乙醇含有—OH，醇羟基上的氢可被钠置换产生氢气，而在乙醚(C2H5—O—C2H5) 中不含有羟基，不能产生氢气；B 选项正确，己烷是饱和烃，不与酸性高锰酸钾溶液反应，溶液只是分层， 3－己烯是不饱和烃，含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色；C 正确，苯 和溴苯都是无色油状不溶于水的液体，但是苯的密度小于水，在上层，溴苯密度大于水，在下层；D 错误， 甲酸甲酯和乙醛都含有醛基，与新制的银氨溶液共热，都能出现银镜，故无法区分。 答案：D 3．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是( ) ①KOH Na2SO4 AlCl3 ②NaHCO3 Ba(OH)2 H2SO4 ③盐酸 NaAlO2 NaHSO4 ④Ca(OH)2 Na2CO3 BaCl2 A．①② B．②③ C．①③④ D．①②④ 解析：①中 KOH 和 AlCl3 互滴现象不同，另一种是 Na2SO4，可以鉴别；②中 H2SO4 和 NaHCO3 生成 气体，且二者和 Ba(OH)2 均生成白色沉淀，BaCO3 遇 H2SO4 又能产生气体；③中盐酸、NaHSO4 分别与 NaAlO2 反应的现象相同；④中 Ca(OH)2、BaCl2 分别与 Na2CO3 反应现象相同，无法区分开 Ca(OH)2 与 BaCl2。 答案：A 4．(2012·湖北省部分重点中学高三第一次联考)下列对物质的检验、鉴别、分离、提纯方法不合理的 是( ) A．用氨水和稀盐酸分离溶液中的 Mg2＋和 Al3＋ B．用氯水和 KSCN 溶液检验溶液中的 Fe2＋ C．用焰色反应鉴别 NaCl 与 KCl 固体 D．用渗析法除去 Fe(OH)3 胶体中的 FeCl3 解析：本题考查物质的检验、鉴别、分离和提纯方法。难度较小。 A 项，氨水与 Mg2＋和 Al3＋反应生成的 Mg(OH)2 和 Al(OH)3 沉淀混在一起，再加盐酸，两种沉淀又被 溶解，生成 Mg2＋和 Al3＋，无法分开，错；B 项，向溶液中先加 KSCN 无现象，再加氯水出现血红色溶液， 则说明原溶液中含有 Fe2＋；C 项，Na＋，K＋的焰色反应分别为黄色和紫色(透过钴玻璃)，可以鉴别；D 项， 溶液可通过半透膜渗析出来，故可以将两者分离，正确。 举一反三：氨水为弱碱，只能与 Al3＋生成 Al(OH)3 沉淀，不能将其溶解，若将 A 项中的氨水换成 NaOH， 则正确。 答案：A 5．(2011·华东师大附属周浦中学)常温下，以下根据实验现象的推断，正确的是( ) A．在潮湿的空气中能形成白雾的气态氢化物，一定是氯化氢 B．溶于水能形成无色溶液的红棕色气体，一定是二氧化氮 C．某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清的石灰水变浑浊，该物质一定是碳 氢化合物 D．灼烧某织物纤维，可闻到烧焦羽毛气味，说明该织物是棉织物 解析：A 项中凡是容易溶解在水中的气体都能形成白雾，比如氨气；C 项中只能说明该物质一定含有 碳、氢元素，既可能为碳氢化合物，也可能为碳氢氧化合物；D 项中烧焦羽毛气味说明含有蛋白质，该织 物为丝织物。 答案：B 6．(2012·北京市东城区高三第一学期期末教学统一检测)除去下列和物质中所含的杂质，选用的试剂 正确的是( ) 选项 物质(杂质) 试剂 A Al2O3(SiO2) NaOH 溶液 B CO2(SO2) Na2CO3 溶液 C FeCl2 溶液(FeCl3) Fe 粉 D NaHCO3 溶液(Na2CO3) Ca(OH)2 溶液 解析：本题考查化学除杂知识，考查考生实验基本操作的能力。难度较小。 Al2O3，SiO2 都能溶于 NaOH 溶液，A 项错误；CO2 也能被 Na2CO3 溶液吸收，B 项错误；加入铁粉可 以将 FeCl3 转化为 FeCl2，C 项正确；NaHCO3 也能和石灰水反应而被消耗，D 项错误。 答案：C 7．(2011·上海交大附中摸底试卷)下列三种含杂质的气体(括号内为杂质)：①CO2(HCl) ②H2(HCl) ③NH3(水蒸气)。某学生欲除去以上气体中的杂质依次选用了三种试剂，该学生选用的试剂均正确的是 ( ) A．NaHCO3 溶液、NaOH 溶液、碱石灰 B．Na2CO3 溶液、浓硫酸、碱石灰 C．NaHCO3 溶液、NaOH 溶液、浓硫酸 D．NaOH 溶液、浓硫酸、碱石灰 解析：B 项中 Na2CO3 溶液与 CO2 发生反应生成 NaHCO3，浓硫酸不能除去 HCl 气体；C 项中浓 H2SO4 能吸收 NH3；D 项 NaOH 溶液与 CO2 反应，浓 H2SO4 不能除去 HCl 气体，B、C、D 选项错误。 答案：A 8．(2013·山东省师大附中高三上学期期中)下列除杂质的操作方法正确的是( ) A．CO2 中有少量的 SO2——通入酸性高锰酸钾溶液洗气后再干燥 B．NaCl 溶液中有少量的 Na2SO4——加过量的 BaCl2 再过滤 C．NO2 中有少量的 NO——通入足量的氧气 D．除去 NaHCO3 固体中少量的 Na2CO3——加热 答案：A 9．(2011·浙江十二校联考)将空气缓慢通过如下图所示装置后，在试管中收集到少量稀有气体。空气 在通过 a～d 装置时，依次除去的气体是( ) A．O2、N2、H2O、CO2 B．CO2、H2O、O2、N2 C．H2O、CO2、N2、O2 D．N2、O2、CO2、H2O 解析：氢氧化钠显碱性，吸收二氧化碳，带出水蒸气，浓硫酸吸收水分，铜除去氧气，镁粉除去氮气。 答案：B 10．(2012·济南市 2 月高考模拟考试)下列有关离子检验的操作和实验结论都正确的是( ) 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向某溶液中加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，再加盐酸 酸化，沉淀不溶解 该溶液中一定含有 SO2－ 4 B 向某溶液中同时加入几滴 KSCN 溶液和少量新制的氯水， 溶液变为红色 该溶液中一定含有 Fe2＋ C 向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无 色气体 该溶液中一定含有 CO2－ 3 D 向某溶液中加入 NaOH 并微热，产生能够使湿润的红色 石蕊试纸变蓝的无色气体 该溶液中一定含有 NH＋ 4 解析：本题考查实验操作和实验结论的科学性评价，主要考查考生对离子检验的掌握。难度较大。 加盐酸可能生成 AgCl 沉淀，A 选项错；Fe2＋也可被新制氯水氧化而使溶液变红，B 选项错；产生使石 灰水变浑浊的无色气体的离子可能是 HCO－ 3 ，SO 2－ 3 等，C 选项错误。 答案：D 11．下列 4 组溶液，不用其他试剂就能鉴别开来的是( ) ①AgNO3 溶液、稀氨水 ②NaAlO2 溶液和盐酸 ③NaHCO3、NaHSO4、Ba(NO3)2、CuCl2 ④NaNO3、FeCl3、NaCl、AgNO3 A．只有① B．①② C．①②③ D．全部 解析：①②滴加顺序不同，现象也不同，③首先由溶液颜色鉴别 CuCl2 溶液，再由 CuCl2 溶液鉴别 NaHCO3 溶液，用 NaHCO3溶液鉴别 NaHSO4 溶液，最后鉴别出 Ba(NO3)2溶液；④先观察溶液颜色找出 FeCl3， 然后用 FeCl3 作试剂可鉴别出 AgNO3，再用 AgNO3 作试剂可鉴别出 NaCl。 答案：D 12．(2011·兰州模拟)a、b、c、d 是 HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO3 四种溶液中的一种，现将它们两两 混合，现象如下表所示： 反应物 a＋b c＋d a＋d a＋c b＋d 现明 白色沉 淀 白色沉 淀 白色沉 淀 白色沉 淀 无色气 体 由上述现象可推知 a、b、c、d 依次是( ) A．HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO3 B．AgNO3、HCl、Na2CO3、BaCl2 C．BaCl2、Na2CO3、AgNO3、HCl D．AgNO3、HCl、BaCl2、Na2CO3 解析：根据表格中 d 与 b、a、c 的实验现象，结合 Na2CO3 溶液与 HCl、BaCl2、AgNO3 溶液反应产生 无色气体、白色沉淀、白色沉淀，则 d 为 Na2CO3 溶液，b 为 HCl 溶液。根据表格中 a 与 b 的实验现象， 结合 HCl 溶液只与 AgNO3 溶液产生白色沉淀，则 a 为 AgNO3 溶液，故 c 为 BaCl2 溶液。 答案：D 13．(2011·杭州质检)下列除去杂质的实验方法正确的是( ) A．除去 K2CO3 固体中少量 NaHCO3：置于坩埚中加热 B．除去 FeCl3 酸性溶液中少量的 FeCl2：加入稍过量双氧水后放置 C．除去乙烷中混有的少量乙烯：在一定条件下加入适量氢气充分反应 D．除去蛋白质溶液中混入的少量氯化钠：加入 AgNO3 溶液后过滤 解析：2NaHCO3===== △ Na2CO3＋H2O＋CO2↑，除去 NaHCO3 后，固体中混有 Na2CO3，A 项错；有机 反应不能完全进行，C 项错；AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，溶液中会引入 NaNO3、AgNO3 杂质，且 Ag＋使蛋白质变性，所以应采用渗析的方法将胶体溶液精制，D 项错。 答案：B 14．(2012·辽宁省重点中学协作校高三期末考试)某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中 含的较少的 H＋和 OH－)Na＋，NH＋ 4 ，SO2－ 4 ，CO2－ 3 ，NO－ 3 。取 200 mL 该溶液，分为等体积的二等份做下列 实验。实验 1：第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为 224 mL。实验 2：第二份先加 入足量的盐酸，无现象，再加足量的 BaCl2 溶液，得固体 2.33 g。下列说法正确的是( ) A．该溶液中可能含有 Na＋ B．该溶液中肯定含有 NH＋ 4 ，SO2－ 4 ，CO2－ 4 ，NO－ 3 C．该溶液中一定不会含 NO－ 3 D．该溶液中一定含 Na＋，且 c(Na＋)≥0.1 mol·L－1 解析：本题考查离子检验、化学计算，考查考生知识运用能力、计算能力。难度较大。 已知取溶液 100 mL 进行试验，由实验 1 知含有 NH＋ 4 ，产生 0.01 mol NH3，由 N 元素守恒知 NH ＋ 4 也为 0.01 mol，由实验 2 知溶液中没有 CO2－ 3 ，有 SO2－ 4 ，由所得固体 BaSO4 2.33 g，结合 S 元素守恒知溶液中 SO 2－ 4 为 0.01 mol，又由电荷守恒知：此时溶液还要有阳离子 Na＋，且 c(Na＋)＝0.01 mol，NO － 3 可能有，也 可能没有 D 项正确。 答案：D 15．为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有 NH＋ 4 、Fe2＋、SO 2－ 4 和 H2O，下列实 验叙述中不正确的是( ) A．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水 B．硫酸亚铁铵晶体溶于水，得淡绿色溶液，滴入 2 滴 KSCN 溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制 氯水，溶液变为红色，则可证明晶体的成分中含有 Fe2＋ C．硫酸亚铁铵晶体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成，则 可证明晶体的成分中含有 SO2－ 4 D．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加浓 NaOH 溶液，加热，试管中湿润的蓝色石蕊试纸变红，则 可证明晶体的成分中含有 NH＋ 4 解析：D 项中检验 NH ＋ 4 时，加入 NaOH 溶液，加热，能产生 NH3，NH3 可使试管口湿润的红色石蕊 试纸变蓝色，因为氨气遇水能生成显碱性的 NH3·H2O。故 D 不正确。 答案：D 二、非选择题 16．(2012·北京市东城区高三第一学期期末检测)某同学用苯甲醛和氢氧化钾溶液制得苯甲醇和一种钾 盐(用 X 表示)的混合溶液。资料显示，苯甲醇易溶于乙醚(无色液体，微溶于水)、乙醇等有机溶剂，在水 中溶解度较小。请回答： (1)从混合溶液中分离出 X 溶液的实验方法是__________(写出一种即可)。 (2)X 溶液用盐酸酸化并冷却后得酸 Y 的粗产品，进而用水重结晶得 Y。由此可知，下列说法正确的是 ________(填序号)。 a．Y 在水中的溶解度温度影响较大 b．杂质氯化钾在水中的溶解度较大，易于除去 c．Y 在冷的溶液中溶解度大，在热的溶液中溶解度小 (3)质谱图显示 Y 的相对分子质量是 122。该同学称取 12.2 g Y 并将其完全氧化，测得生成 0.3 mol H2O 和 0.7 mol CO2，则 Y 的化学式是________。红外光谱分析表明 Y 属于芳香族化合物，Y 的名称是 __________。 (4)Y 的属于芳香族化合物且能发生银镜反应的同分异构体有________种。 解析：本题考查有机物的结构和性质，考查考生综合处理问题的能力。难度中等。 (1)钾盐属于离子化合物，易溶于水，而苯甲醇沸点较低，可采用蒸馏法分离或用苯、四氯化碳等有机 溶剂萃取。(2)根据题干信息“盐酸酸化并冷却后得酸 Y 的粗产品”，说明 Y 在冷的溶液中溶解度较小， 进而说明 Y 在水中的溶解度受温度影响较大；而氯化钾低温时在水中的溶解度也较大，故可通过过滤得到 Y 的晶体。(3)通过计算得知，0.1 mol 的 Y 分子中含 0.7 mol C 和 0.6 mol H；再由质量守恒定律确认含 0.2 mol O。综合求得其分子式为 C7H6O。Y 分子中一定含一个苯环、一个羧基，所以只能是苯甲酸。(4)符合 题意的异构体至少含一个苯环、一个醛基。因此可列举三种羟基苯甲醛，以及甲酸酚酯，共四种。 易错点拨：受到思维定式的影响，在列举 Y 的同分异构体时，容易忽略苯酚与甲酸生成的甲酸酚酯。 答案：(1)萃取或蒸馏 (2)ab (3)C7H6O2 苯甲酸 (4)4 17．(2010·济宁模拟)某无色溶液 X，由 Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO－ 2 、MnO－ 4 、CO2－ 3 、SO 2－ 4 中的若 干种离子组成，取溶液进行如下连续实验： (1)气体 A 的成分是(填化学式，下同)________，气体 B 的成分是________。 (2)X 溶液中一定存在的离子是____________________________。 (3)写出步骤①发生反应的所有离子方程式_________________ ___________________________________________________________________________________________ _________________________。 (4)写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式_______________ ___________________________________________________________________________________________ _________________________。 (5)通过上述实验，溶液 X 中还有未完全确定的离子是________；只要设计一个简单的后续实验就可以 确定该离子是否存在，该方法是______________________________(简述所加试剂及理由)。 解析：该无色溶液中一定不含 MnO－ 4 ；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有 CO2－ 3 ，则肯定无 Ag＋、Ba2＋、Al3＋，气体 A 为 CO2；溶液Ⅰ含有 NaCl、HCl，可能含有 AlCl3、SO2－ 4 ，再加入过量碳酸氢铵 溶液，产生白色沉淀应为 Al(OH)3，说明 X 中含有 AlO－ 2 ，溶液Ⅱ加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为 NH3， 产生的白色沉淀应为 BaCO3，可能含有 BaSO4。再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定 X 中是 否有 SO2－ 4 。 答案：(1)CO2 NH3 (2)CO2－ 3 、AlO－ 2 、Na＋ (3)CO2－ 3 ＋2H＋===H2O＋CO2↑、 AlO－ 2 ＋4H＋===Al3＋＋2H2O (4)Al3＋＋3HCO－ 3 ===Al(OH)3↓＋3CO2↑ (5)SO2－ 4 在沉淀乙中过量稀盐酸，若白色沉淀能完全溶解，则 X 中不存在 SO2－ 4 ，若不完全溶解，则 存在 SO2－ 4 18．(2012·湖南省十二校高三第一次联考)A，B，C，D，E 五种物质均是由两种离子组成，它们均可 溶于水并完全电离，电离出的所有离子如下表所示： 阳离子 Na＋，Al3＋，Mg2＋，Ba2＋，Fe3＋ 阴离子 Cl－，OH－，NO－ 3 ，CO2－ 3 ，X (1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是__________，__________(填 化学式)；若将此两种物质记为 A 和 B，含 X 的物质记为 C，当 C 的溶液与 B 的溶液混合时，产生红褐色 沉淀和无色无味的气味；当 C 的溶液与 A 的溶液混合时也产生沉淀，向该沉淀中滴入过量的稀 HNO3 时， 沉淀部分溶解，但最后留下白色的固体，则离子 X 的符号为____________。 (2)将 0.02 mol A 与 0.01 mol C 同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后最后得到的沉淀质量为 ______________________(精确到 0.1 g)。 (3)利用上述已经确定的物质，可以检测出 D，E 中的阳离子，请简述实验的操作步骤、现象及结论： __________________________。 解析：本题考查离子推断，意在考查考生对离子间反应的实质的理解以及推理分析能力。难度中等。 (1)CO 2－ 3 只能与 Na＋结合，与其他离子均会产生沉淀；OH－与 Al3＋，Mg2＋，Fe3＋会产生沉淀，所以只 能与 Ba2＋结合成 Ba(OH)2。C 与 B 混合后产生红褐色沉淀以及气体，显然为 CO 2－ 3 与 Fe3＋发生的双水解反 应，所以 C 中含有 Fe3＋。C 与 Ba(OH)2 反应有沉淀，再加入稀 HNO3，沉淀部分溶解，则沉淀中不溶解的 部分应为 BaSO4，所以 C 中含有 SO2－ 4 。(2)0.02 mol Ba(OH)2 与 0.01 mol Fe2(SO4)3 反应，由量知，生成 0.02 mol BaSO4 和0.04 3 mol Fe(OH)3，质量为 0.02 mol×233 g·mol－1＋0.04 3 mol×107 g·mol－1＝6.1 g。(3)检验 Al3 ＋与 Mg2＋可利用 Al(OH)3 的两性，或利用 Al3＋与 CO 2－ 3 发生双水解反应的现象进行鉴别。 答案：(1)Na2CO3 Ba(OH)2 SO2－ 4 (2)6.1 g (3)往 D 的溶液中逐滴加入 Ba(OH)2 溶液至过量，若先出现白色沉淀后沉淀又逐渐溶解，则 D 中含有 Al3＋，E 中含有 Mg2＋(或往 D 的溶液中加入适量的 Na2CO3 溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气味，则 D 中含有 Al3＋，E 中含有 Mg2＋，其他合理答案亦可) 19．某同学用废干电池内的黑色固体(可能含有 MnO2、NH4Cl、ZnCl2 等物质)进行如下图所示实验： (1)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、________、________。 (2)操作④的试管加入③中所得滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，由此推测滤渣含 有 MnO2，试管中发生反应的化学方程式：_______________________________________________ __________________________________________________________。 (3)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中除含有 MnO2 外，还存在的物质为__________________________________________________________。 (4)已知氯化锌与稀氨水反应生成 Zn(OH)2 白色沉淀，Zn(OH)2 可以溶于稀氨水生成可溶性的 [Zn(NH3)4](OH)2；下列是该同学对操作②的滤液主要成分进行探究的过程： (一)[猜想Ⅰ] 主要成分为氯化铵； [验证(操作)过程]取少量滤液加入 NaOH 固体，并加热； [实验现象]闻到有轻微的氨味； [判断猜想]________(填“猜想Ⅰ成立”或“猜想Ⅰ不成立”)； (二)[猜想Ⅱ] 主要成分为氯化锌； [验证(操作)过程]________________________________________ ___________________________________________________________ [实验现象]_____________________________________________ __________________________________________________________； [判断猜想]猜想Ⅱ成立； 由上述实验得出的结论是：滤液中的主要成分：_______________ _________________________________________________________。 解析：灼烧是在坩埚中进行，所以还需要的仪器有三脚架、坩埚。操作④能产生使带火星的木条复燃 的气体，是使 H2O2 分解，所以滤渣中含有 MnO2。 答案：(1)坩埚 三脚架(泥三角) (2)2H2O2===== MnO2 2H2O＋O2↑ (3)炭(或 C) (4)(一)[判断猜想]猜想Ⅰ不成立 (二)[验证(操作)过程]取少量滤液逐滴滴入稀氨水 [实验现象]先有白色沉淀、滴入过量稀氨水后白色沉淀溶解 [判断猜想]结论：主要成分为氯化锌，其中含有少量的氯化铵