第二單元 物質(zhì)的分離、提純與檢驗(yàn)課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)一、選擇題1(2016高考北京卷)下列中草藥煎制步驟中，屬于過濾操作的是()A.冷水浸泡B.加熱煎制C.箅渣取液D.灌裝保存解析：選C。過濾是常用的物質(zhì)分離方法，適用于固液分離，C項(xiàng)符合題意；A項(xiàng)和B項(xiàng)均為浸取，D項(xiàng)為溶液的轉(zhuǎn)移，A項(xiàng)、B項(xiàng)、D項(xiàng)均不符合題意。2(2016高考全國卷)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A用長頸漏斗分離出乙酸與乙醇反應(yīng)的產(chǎn)物B用向上排空氣法收集銅粉與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的NOC配制氯化鐵溶液時(shí)，將氯化鐵溶解在較濃的鹽酸中再加水稀釋D將Cl2與HCl混合氣體通過飽和食鹽水可得到純凈的Cl2解析：選C。長頸漏斗不能用來分液，A項(xiàng)錯(cuò)誤；NO能與O2反應(yīng)，不能用排空氣法收集，B項(xiàng)錯(cuò)誤；配制FeCl3溶液時(shí)，為防止Fe3的水解，應(yīng)將FeCl3溶解在較濃的鹽酸中，再加水稀釋，C項(xiàng)正確；將Cl2和HCl的混合氣體通過飽和食鹽水可除去其中的HCl，但引入了水蒸氣，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(2016高考上海卷)實(shí)驗(yàn)室提純含少量氯化鈉雜質(zhì)的硝酸鉀的過程如圖所示。下列分析正確的是()A操作是過濾，將固體分離除去B操作是加熱濃縮，趁熱過濾，除去雜質(zhì)氯化鈉C操作是過濾、洗滌，將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來D操作總共需兩次過濾解析：選C。提純混有NaCl雜質(zhì)的KNO3，應(yīng)將其溶于水，蒸發(fā)濃縮并降溫結(jié)晶，因?yàn)镵NO3的溶解度隨溫度的升高而升高，NaCl的溶解度隨溫度的升高而基本無明顯變化。操作是加水溶解，操作是蒸發(fā)濃縮，得到較高溫度下的KNO3飽和溶液，然后冷卻結(jié)晶，利用溶解度差異使KNO3結(jié)晶析出，操作是過濾、洗滌，將KNO3晶體從溶液中分離出來。故選C。4(2018開封高三模擬)下列除雜操作可行的是()A通過濃硫酸除去HCl中的H2OB通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2C制二氧化氮時(shí)，用水或NaOH溶液吸收尾氣D制氯氣時(shí)，用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體解析：選A。B項(xiàng)，鎂與N2加熱時(shí)反應(yīng)生成Mg3N2，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，用水吸收NO2生成NO，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，NaHCO3能與HCl反應(yīng)生成CO2，引入新雜質(zhì)，錯(cuò)誤。5下列鑒別方法不可行的是()A用水鑒別乙醇、甲苯和溴苯B用燃燒法鑒別乙醇、苯和四氯化碳C用碳酸鈉溶液鑒別乙醇、乙酸和乙酸乙酯D用酸性高錳酸鉀溶液鑒別苯、環(huán)己烯和環(huán)己烷解析：選D。A、B、C均可鑒別：A中，乙醇溶于水，甲苯密度比水小，溴苯密度比水大；B中，乙醇、苯燃燒火焰有明顯差別，而四氯化碳不燃燒；C中，乙醇溶于碳酸鈉溶液，乙酸與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，乙酸乙酯浮于碳酸鈉溶液表面。6茶葉中鐵元素的檢驗(yàn)可經(jīng)以下四個(gè)步驟完成，各步驟中選用的實(shí)驗(yàn)用品不能都用到的是()A將茶葉灼燒灰化，選用、和B用濃硝酸溶解茶葉灰并加蒸餾水稀釋，選用、和C過濾得到濾液，選用、和D檢驗(yàn)濾液中的Fe3，選用、和解析：選B。灼燒固體物質(zhì)一般使用坩堝，而坩堝加熱需用泥三角支撐然后放在三腳架上，三腳架的下面應(yīng)放酒精燈，選用的實(shí)驗(yàn)用品都能用到，選項(xiàng)A不符合題意。溶解固體并加蒸餾水稀釋，所需儀器為燒杯和玻璃棒，用不到容量瓶，選項(xiàng)B符合題意。過濾所需的實(shí)驗(yàn)用品為漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯和帶鐵圈的鐵架臺(tái)，選項(xiàng)C不符合題意。檢測(cè)Fe3的試劑為KSCN溶液，所需儀器為試管和膠頭滴管，選項(xiàng)D不符合題意。7(2016高考全國卷)下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)操作A制備Fe(OH)3膠體將NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中B由MgCl2溶液制備無水MgCl2將MgCl2溶液加熱蒸干C除去Cu粉中混有的CuO加入稀硝酸溶解，過濾、洗滌、干燥D比較水和乙醇中氫的活潑性分別將少量鈉投入到盛有水和乙醇的燒杯中解析：選D。NaOH濃溶液滴加到飽和FeCl3溶液中得到的是Fe(OH)3沉淀，并非Fe(OH)3膠體，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱能促進(jìn)MgCl2水解和HCl逸出，最終MgCl2完全水解生成Mg(OH)2，不能得到無水MgCl2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；加入稀硝酸，CuO和Cu均溶解，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)Na分別與水、乙醇反應(yīng)的劇烈程度或產(chǎn)生氣泡的快慢可比較水和乙醇中氫的活潑性，D項(xiàng)正確。8為提純下列物質(zhì)(括號(hào)內(nèi)的物質(zhì)是雜質(zhì))，所選用的除雜試劑和分離方法都正確的是()選項(xiàng)被提純的物質(zhì)除雜試劑分離方法A溴化鈉溶液(NaI)氯水、CCl4萃取、分液B氯化銨溶液(FeCl3)氫氧化鈉溶液過濾C二氧化碳(CO)氧化銅粉末通過灼熱的氧化銅粉末D乙酸乙酯(CH3COOH)乙醇、濃硫酸加熱蒸餾解析：選C。氯水也能與NaBr反應(yīng)，不符合除雜的要求；NH4Cl也能與NaOH反應(yīng)，不符合除雜的要求；除去乙酸乙酯中的CH3COOH可以先加入飽和Na2CO3溶液，然后分液。9(2017高考天津卷)以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)A除去NaHCO3固體中的Na2CO3將固體加熱至恒重B制備無水AlCl3蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液C重結(jié)晶提純苯甲酸將粗品水溶、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶D鑒別NaBr和KI溶液分別加新制氯水后，用CCl4萃取解析：選D。除去NaHCO3固體中的Na2CO3，可加水溶解制成飽和溶液，通入足量CO2氣體，結(jié)晶，過濾，A項(xiàng)錯(cuò)誤；制備無水AlCl3時(shí)，應(yīng)將AlCl3溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；重結(jié)晶提純苯甲酸時(shí)，應(yīng)將粗品制成其熱飽和溶液，趁熱過濾，再冷卻結(jié)晶，C項(xiàng)錯(cuò)誤；鑒別NaBr和KI溶液，分別加入新制氯水后，用CCl4萃取，Br2的CCl4溶液呈橙色，I2的CCl4溶液呈紫紅色，D項(xiàng)正確。二、非選擇題10某研究性學(xué)習(xí)小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液(富含K、Mg2、Br、SO、Cl等)來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴，他們?cè)O(shè)計(jì)了如下流程：回答以下問題：(1)操作的名稱為_；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(jì)外，還有_。(2)試劑Y的化學(xué)式為_；檢驗(yàn)SO已除盡的方法是_。(3)寫出操作的具體操作步驟：_。解析：(1)加入氧化劑，能夠?qū)⒖帑u中的Br氧化為Br2，加入CCl4萃取、分液可分離出溶液中的Br2。橙色液體為溴的CCl4溶液，可以用蒸餾的方法分離出溴，還需用到蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶等儀器。(2)溶液A中的離子為K、Mg2、SO、Cl，分別加入Ba(OH)2、K2CO3，除去其中的SO、Mg2以及過量的Ba2，則Y必須為K2CO3。檢驗(yàn)SO已除盡，可以取少量無色溶液D，加入BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生，也可以取少量無色溶液B，加入稀鹽酸酸化的BaCl2溶液，觀察是否有白色沉淀產(chǎn)生。(3)操作是由KCl溶液得到KCl晶體，實(shí)驗(yàn)操作為蒸發(fā)結(jié)晶。答案：(1)萃取、分液蒸餾燒瓶、冷凝管、牛角管、錐形瓶(2)K2CO3取少量無色溶液D，加入BaCl2溶液，若沒有白色沉淀生成，則SO已除盡(其他合理答案也可) (3)將溶液倒入蒸發(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，直到溶液出現(xiàn)較多晶體時(shí)，停止加熱，利用余熱蒸干11根據(jù)下列各組溶解度曲線圖，判斷分離提純方法。(1)根據(jù)圖1中Na2SO4和Na2SO410H2O的溶解度曲線，由Na2SO4溶液得到Na2SO4固體的操作為將溶液升溫結(jié)晶、_、用乙醇洗滌后干燥。用乙醇洗滌而不用水洗滌的原因是_。(2)根據(jù)圖2所示相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線，在實(shí)驗(yàn)室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)具體操作依次為將過硫酸鉀粗產(chǎn)品溶于適量水中，_，干燥。(3)根據(jù)圖1中紅礬鈉(Na2Cr2O72H2O)和Na2SO4的溶解度曲線，從Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取紅礬鈉的操作為先將混合溶液蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾。趁熱過濾的目的是_；然后將濾液_，從而析出紅礬鈉。解析：(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖巧蒒a2SO4，防止生成Na2SO410H2O，趁熱過濾、用乙醇洗滌都是為了達(dá)到這個(gè)目的。(2)根據(jù)各物質(zhì)的溶解度變化和過硫酸鉀的性質(zhì)，應(yīng)運(yùn)用重結(jié)晶法進(jìn)行提純分離。(3)根據(jù)溶解度曲線可知，隨著溫度升高，Na2SO4的溶解度降低，而Na2Cr2O72H2O溶解度升高，趁熱過濾，有利于Na2SO4結(jié)晶析出，又能防止Na2Cr2O72H2O結(jié)晶析出。蒸發(fā)濃縮、趁熱過濾后只需將濾液冷卻結(jié)晶即可得紅礬鈉。答案：(1)趁熱過濾防止形成Na2SO410H2O(2)在不超過80 的條件下蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，用冷水洗滌(3)有利于Na2SO4結(jié)晶析出，又能防止Na2Cr2O72H2O結(jié)晶析出冷卻結(jié)晶12氫溴酸在醫(yī)藥和石化工業(yè)上有廣泛用途。下圖是模擬工業(yè)制備氫溴酸粗品并精制的流程：根據(jù)上述流程回答下列問題：(1)混合中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)混合中使用冰水的目的是_。(3)操作和的名稱分別是_、_。操作一般適用于分離_混合物(填編號(hào))。a固體和液體b固體和固體c互不相溶的液體 d互溶的液體(4)混合中加入Na2SO3的目的是_。(5)純凈的氫溴酸應(yīng)為無色液體，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中制得的氫溴酸(工業(yè)氫溴酸)常帶有淡淡的黃色。于是甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)加以探究：甲同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)楹現(xiàn)e3，則用于證明該假設(shè)所用的試劑為_，若假設(shè)成立可觀察到的現(xiàn)象為_。乙同學(xué)假設(shè)工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因?yàn)開，其用于證明該假設(shè)所用的試劑為_。解析：(1)SO2和Br2 用冰水混合，二者反應(yīng)生成H2SO4和HBr。(2)由于Br2具有揮發(fā)性，使用冰水能降低體系溫度，防止溴的揮發(fā)，使反應(yīng)更充分。(3)用Ba(OH)2能將SO沉淀，即操作是過濾，得到的濾液中含有氫溴酸等物質(zhì)，由于氫溴酸沸點(diǎn)較低，可以采用蒸餾法分離，蒸餾法適用于分離互溶且沸點(diǎn)不同的液體。(4)加入Na2SO3可以除去少量未反應(yīng)的Br2。(5)檢驗(yàn)Fe3可以用KSCN溶液(或苯酚溶液)，溶液變成血紅色(或紫色)；溶液中含有少量單質(zhì)溴也能使溶液呈現(xiàn)淡黃色，可以用CCl4萃取檢驗(yàn)。答案：(1)SO2Br22H2O=2HBrH2SO4(2)降低體系溫度，防止Br2和HBr揮發(fā)(3)過濾蒸餾d(4)除去粗品中未反應(yīng)完的Br2(5)KSCN溶液(或苯酚溶液)溶液變成血紅色(或紫色)含有Br2CCl413鋰離子電池的廣泛應(yīng)用使回收利用鋰資源成為重要課題。某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)廢舊鋰離子電池正極材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在鋁箔上)進(jìn)行資源回收研究，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下：(1)第步反應(yīng)得到的沉淀X的化學(xué)式為_。(2)第步反應(yīng)的離子方程式是_。(3)第步反應(yīng)后，過濾Li2CO3所需的玻璃儀器有_。若過濾時(shí)發(fā)現(xiàn)濾液中有少量渾濁，從實(shí)驗(yàn)操作的角度給出兩種可能的原因：_。(4)若廢舊鋰離子電池正極材料含LiMn2O4的質(zhì)量為18.1 g，第步反應(yīng)中加入20.0 mL 3.0 molL1的H2SO4溶液，假定正極材料中的鋰經(jīng)反應(yīng)和完全轉(zhuǎn)化為Li2CO3，則至少有_g Na2CO3參加了反應(yīng)。解析：(1)鋰離子電池正極材料中的鋁箔與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2，在濾液中通入過量CO2時(shí)，NaAlO2與CO2反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀。(2)第步為LiMn2O4在酸性條件下與氧氣反應(yīng)，該反應(yīng)中氧氣是氧化劑，反應(yīng)生成硫酸鋰、二氧化錳和水。(3)過濾所用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。若濾液渾濁，則可能是漏斗中液面高于濾紙邊緣，或者是玻璃棒緊靠的不是三層濾紙?zhí)帲瑢?dǎo)致濾紙破損。(4)LiMn2O4的物質(zhì)的量為0.1 mol，最終生成0.05 mol Li2CO3；加入H2SO4一共0.06 mol，與LiMn2O4反應(yīng)后剩余0.01 mol H2SO4；加入的Na2CO3先與剩余的硫酸反應(yīng)，再與Li反應(yīng)生成Li2CO3，故至少有0.06 mol(即6.36 g)Na2CO3參加反應(yīng)。答案：(1)Al(OH)3(2)4LiMn2O44HO2=8MnO24Li2H2O(3)燒杯、漏斗、玻璃棒玻璃棒下端靠在濾紙的單層處，導(dǎo)致濾紙破損；漏斗中液面高于濾紙邊緣(其他合理答案均可)(4)6.36