2020年高考化学一轮复习精讲 第二讲 物质的分离和提纯(对点练习 ) 含解析

专题一从实验学化学

第二讲物质的分离和提纯

1.以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例，运用化学知识对其进行的分析不合理的是() A．四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中只发生水解反应

B．商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品

C．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土

D．屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素，该过程包括萃取操作

【答案】A

【解析】A错：用谷物酿造酒和醋的过程是淀粉在酶的作用下水解生成葡萄糖，葡萄糖在酶的作用下发生分解反应生成乙醇，乙醇被氧化生成乙酸(醋的主要成分)；B对：后(司)母戊鼎是青铜器，属于铜合金制品；C对：烧制陶瓷的主要原料是黏土；D对：屠呦呦利用萃取原理将青蒿中的有机物青蒿素提取出来。

2.以下实验设计能达到实验目的的是()

【答案】D

【解析】A项，NaHCO3固体受热分解生成Na2CO3，达不到除去Na2CO3的目的，错误；B项，蒸干AlCl3溶液，最终得到Al(OH)3而不能制备无水AlCl3，错误；C项，苯甲酸在热水中的溶解度大，重结晶提纯苯甲酸的步骤为①加热溶解、②趁热过滤、③冷却结晶、④洗涤晶体，错误；D项，NaBr和NaI与氯水反应离子方程式分别为：2Br －＋Cl2===2Cl－＋Br2和2I－＋Cl2===2Cl－＋I2，反应得到的溶液分别用CCl4萃取，溶液均分层，下层为紫红色的为I2的CCl4溶液，下层为橙红色的为Br2的CCl4溶液，故可鉴别，正确。

3.欲使混合物中的CuSO4·5H2O、NH4Cl、SiO2分离开，其必要的实验操作是()

A．升华溶解过滤蒸发B．溶解过滤萃取分液

C．加热溶解过滤结晶D．溶解过滤分馏结晶

【答案】C

【解析】混合物中，只有SiO2不溶于水，只有NH4Cl受热分解后在冷处化合生成氯化铵，利用结晶法得到CuSO4·5H2O，以此来解答。

4.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()

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

【答案】D

【解析】①加热法分离提纯固体混合物应满足的条件：一种物质受热易挥发或分解，另一物质受热不挥发或难分解。

②加试剂法分离(过滤)提纯固体混合物应满足的条件：所加试剂能达到让一种物质形成溶液，而另一物质形成难溶物的状态。A项中碳酸氢钠、氯化铵受热均分解，故用方案1不能将两物质分离开，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项中SiO2与NaOH溶液反应生成Na2SiO3溶解而除去，正确。

5.海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是()

A．向苦卤中通入Cl2是为了提取溴

B．粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯

C．工业生产常选用NaOH作为沉淀剂

D．富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收

【答案】C

【解析】A项，氯气具有强氧化性，能把溴离子氧化为单质溴，则向苦卤中通入Cl2是为了提取溴，正确；B项，粗盐可采用除杂和重结晶等过程提纯，正确；C项，工业生产常选用石灰乳作为沉淀剂，用氢氧化钠不经济，错误；D项，富集溴一般先用空气和水蒸气吹出单质溴，再用SO2将其还原吸收，正确。

6.按以下实验方案可以从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。

下列说法错误的是()

A．步骤(1)需要过滤装置

B．步骤(2)需要用到分液漏斗

C．步骤(3)需要用到坩埚

D．步骤(4)需要蒸馏装置

【答案】C

【解析】A项，步骤(1)，由于得到不溶性物质，所以应采取过滤的方法，正确；B项，步骤(2)，由于得到有机层和水层，所以应用分液漏斗分离，正确；C项，从水溶液中获得固体，应采取蒸发结晶或浓缩冷却结晶的方法，应用蒸发皿，错误；D项，从有机层中获得甲苯，应根据沸点不同，采用蒸馏装置，正确。

7.用过量的H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl等溶液，按下列步骤分开五种离子，则溶液①、②、③、④是()

A．①NaCl、②NaOH、③NH3·H2O、④H2SO4

B．①NaCl、②NH3·H2O、③NaOH、④H2SO4

C．①H2SO4、②NH3·H2O、③NaOH、④NaCl

D．①H2SO4、②NaOH、③NH3·H2O、④NaCl

【答案】B

【解析】①为NaCl溶液，所得沉淀为AgCl；②是NH4·H2O溶液，所得沉淀为Fe(OH)3和Al(OH)3；③为NaOH溶液，所得沉淀为Fe(OH)3，溶液为NaAlO2溶液；④为H2SO4溶液，所得沉淀为BaSO4。B项符合题意。

8.某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：①加适量H2SO4溶液

②加金属Na③结晶④加过量NaOH溶液⑤加强热脱结晶水⑥过滤

正确的操作步骤是()

A．②⑥③B．④⑥①③C．④⑥③⑤D．②⑥①③⑤

【答案】B

【解析】解题的基点：首先需要分析除去杂质的性质，然后选择适当的试剂除杂，最后根据需要得到的物质选择适当的顺序。根据Na2SO4含有Fe2(SO4)3，铁离子对于硫酸钠来说属于杂质，所以先要除杂质，除去铁离子常用加入

过量氢氧化钠溶液进行沉淀、过滤，过量的氢氧化钠通过适量H2SO4溶液来除，最后溶液加热得到Na2SO4·10H2O。

9.从海带中提取碘的实验过程中，涉及到下列操作，其中正确的是()

【答案】C

【解析】A项，将海带灼烧成灰要在坩埚中进行，错误；B项，过滤得含I－溶液应用玻璃棒引流，错误；C项，由于CCl4的密度比水大，所以萃取后放出碘的CCl4溶液应在下层，正确；D项，碘与CCl4是互溶的物质，二者由于沸点不同，因此分离碘和CCl4应该使用蒸馏的方法，温度计的水银球应在支管口附近，错误。

10.为了除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列六步操作：①过滤，②加稍过量的NaOH溶液，③向滤液中加适量盐酸，④加稍过量的Na2CO3溶液，⑤加稍过量的BaCl2溶液，⑥将滤液蒸发结晶。下列各组操作顺序合理的是()

A．②④⑤①③⑥B．⑤②④①③⑥C．④②⑤①③⑥D．②⑤④③①⑥

【答案】B

【解析】除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO及泥沙，盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠；要先加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠除去过量的钡离子；过滤后在滤液中加入盐酸到不再生成气体；最后结晶析出。

11.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：

相关金属离子[c0(M n＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

回答下列问题：

(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________________。

(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是_______________________，

若不通入氧气，其后果是________________________________________________。

(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为________________________。

(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。

【答案】(1)2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2

(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2＋

(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋(4)Zn2＋＋2e－===Zn溶浸

【解析】(1)闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。

(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4===CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4===PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2＋。

(3)溶液中的Cd2＋与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。

(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2＋和H＋。因为溶液中的Zn2＋浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn2＋＋2e－===Zn，阳极放电的是OH－，电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。

12.工业制备氯化铜时，将浓盐酸加热至80 ℃左右，慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO)，充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液，采用以下步骤[参考数据：pH≥9.6时，Fe2＋完全水解成Fe(OH)2；pH≥6.4时，Cu2＋完全水解成Cu(OH)2；pH≥3.7时，Fe3＋完全水解成Fe(OH)3]。请回答以下问题：

(1)第一步，如果直接调整pH＝9.6，不能将Cu2＋和Fe2＋分离除去，理由是：________________。

现有下列几种常用的氧化剂，可用于氧化除去混合溶液中Fe2＋，其中最好选：_________(填序号)。

①KMnO4②H2O2③NaClO④浓HNO3

(2)除去溶液中Fe3＋的方法是调整溶液的pH＝3.7，现有下列试剂均可以使强酸性溶液的pH调整到3.7，可选用的有____________(填序号)。

①Cu(OH)2②氨水③Cu2(OH)2CO3④NaOH

(3)直接加热溶液，蒸干____________(选填“能”或“不能”)得到氯化铜晶体(CuCl2·2H2O)。

【答案】(1)Cu2＋也被完全沉淀了②(2)①③不能

【解析】(1)除去Fe2＋时，应避免Cu2＋生成沉淀；加入氧化剂时，不能引入新的杂质。

(2)使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，应调节溶液的pH，所加物质能与酸反应，注意不能引入新杂质。

(3)铜离子水解生成盐酸易挥发，不能得到氯化铜。

13.某学生用如图装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥。其中a为弹簧夹(控制气体通过)，b为分液漏斗的活塞(该活塞作用是用于控制分液漏斗内液体的流出与否)。

(1)从氢氧化钠、稀硫酸、浓硫酸几种物质中选择合适的物质填入下列空格中，便可达到实验目的，甲瓶内盛________溶液，乙瓶内盛________溶液，分液漏斗内盛________溶液。

(2)实验时先分离出CO，方法是先关闭________(填a或b，下同)，打开________，写出此时发生反应的离子方程式：__________________________________________________________。

(3)分离完CO后，再收集CO2，方法是先关闭________，再打开________，写出此时产生CO2反应的离子方程式：____________________________________________________________。

【答案】(1)氢氧化钠浓硫酸稀硫酸

(2)b a2OH－＋CO2===CO＋H2O

(3)a b CO＋2H＋===CO2↑＋H2O

【解析】用如图装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥，甲是用以吸收CO2的，因此甲、乙应分别装NaOH溶液和浓H2SO4，实验时先分离出CO，可先打开a，关闭b，氢氧化钠吸收二氧化碳，浓硫酸干燥气体，分离完CO 后，关闭a打开b，b分液漏斗中稀硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，用乙中浓硫酸干燥，可得到纯净的二氧化碳，以此解答该题。