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1、
主題27:物質(zhì)的檢驗、分離和提純
李仕才
A卷 最新模擬基礎(chǔ)訓(xùn)練
1.下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗的敘述正確的是( )。
A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+
B.在溶液中先加鹽酸,無現(xiàn)象,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含SO42-
C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無K+
D.某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍,證明該氣體是Cl2
【解析】滴加KSCN 溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3+,但并不能證明無Fe2+,A項錯誤;在溶液中先加鹽酸,無現(xiàn)象,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含SO42
2、-,B項正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,但并不能證明無K+,因為黃光可掩蓋紫光,K+焰色需透過藍色的鈷玻璃濾去黃光后觀察,C項錯誤;某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍,該氣體可能是二氧化氮等具有氧化性的氣體,D項錯誤。
【答案】B
2.下列關(guān)于某些離子的檢驗及結(jié)論一定正確的是( )。
A.加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO32-
B.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸,沉淀不消失,一定有SO42-
C.加入氫氧化鈉溶液并加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍,一定有N
D.加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸,白色沉
3、淀消失,一定有Ba2+
【解析】除CO32-能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體外,HCO3-、HSO3-或SO32-也能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體,氣體通入澄清石灰水,也能使溶液變渾濁,A項錯誤;若溶液中含有Ag+,加入BaCl2溶液,也能產(chǎn)生不溶于稀鹽酸的白色沉淀,B項錯誤;若溶液中含有Ca2+,加入Na2CO3溶液也能產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,D項錯誤。
【答案】C
3.下列除雜試劑或方法錯誤的是( )。
選項
原物質(zhì)
所含雜質(zhì)
除雜試劑
主要操作方法
A
HNO3溶液
H2SO4
BaCl2溶液
過濾
B
CO2
SO2
酸性KMnO4
溶液、濃硫酸
4、
洗氣、干燥
C
SiO2
Al2O3
稀鹽酸
過濾
D
C2H5OH
CH3COOH
CaO
蒸餾
【解析】硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和鹽酸,引入新雜質(zhì),A項錯誤;二氧化硫與高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng),而二氧化碳不能,則利用酸性KMnO4溶液、濃硫酸試劑洗氣、干燥可除雜,B項正確;氧化鋁能與鹽酸反應(yīng),而二氧化硅不能,則加足量稀鹽酸、過濾可除雜,C項正確;乙酸與CaO反應(yīng)后生成醋酸鈣,與乙醇沸點差異增大,則加CaO后蒸餾可除去C2H5OH中的CH3COOH,D項正確。
【答案】A
4.在某澄清、透明的淺黃色溶液中,可能含有H+、N、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO4
5、2-、HCO3-、I-八種離子中的幾種,在檢驗方案設(shè)計時初步分析其溶液中最多可含有的離子(不包括OH-)有( )。
A.5種 B.6種 C.7種 D.8種
【解析】溶液呈淺黃色,說明溶液中含有Fe3+,HCO3-、I-與Fe3+反應(yīng),不能共存,可判斷溶液中不含I-、HCO3-,根據(jù)溶液呈電中性可知,一定含有SO42-,則溶液中不含Ba2+,可能含有H+、N、Al3+,故溶液中最多可含有5種離子,A項正確。
【答案】A
5.下列實驗不能獲得成功的是( )。
A.用NaOH除去溴苯中混有的溴單質(zhì)
B.淀粉與稀H2SO4充分反應(yīng)后,加入適量新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱
6、產(chǎn)生紅色沉淀
C.只用一種試劑就可鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液
D.用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸
【解析】NaOH能與Br2反應(yīng),可用NaOH除去溴苯中混有的溴,A項實驗可以成功;淀粉在稀H2SO4催化作用下水解,水解后的溶液呈酸性,應(yīng)先加堿調(diào)節(jié)溶液顯堿性后,再加新制的Cu(OH)2懸濁液,B項實驗不能成功;可用鹽酸鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液,C項實驗可以成功;Na2CO3能與乙酸反應(yīng),乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中溶解度較小,可用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,D項實驗可
7、以成功。
【答案】B
6.某同學(xué)設(shè)計了如下方法對X鹽進行鑒定:
由此分析,下列結(jié)論中正確的是( )。
A.X中一定有Fe3+ B.X一定為FeBr2溶液
C.Y為AgI沉淀 D.Z中一定有Fe3+
【解析】加入AgNO3溶液產(chǎn)生淺黃色沉淀,說明Y為AgBr,Z溶液中加入KSCN溶液,生成血紅色溶液W,說明Z中一定含有Fe3+,C項錯誤,D項正確;X中加入適量酸化的AgNO3溶液,得到的Z中含有Fe3+,說明X中可能含有Fe3+,也可能含有Fe2+,也可能同時含有Fe2+和Fe3+,可推知X為FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合溶液,A、B兩項錯誤。
【答案】
8、D
7.固體粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干種。為確定該固體粉末的成分,某同學(xué)依次進行了如下實驗:
①將X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z
②取少量Y加入足量濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體,并有少量紅色不溶物
③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀
④用玻璃棒蘸取溶液Z于廣泛pH試紙上,試紙呈藍色
分析以上實驗現(xiàn)象,下列結(jié)論正確的是( )。
A.X中一定不存在FeO
B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO
C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3
D.Y中不一定存在MnO2
【解析】由實驗②知不溶物能與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色的Cl
9、2,紅色不溶物為Cu,說明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能確定是否含有FeO,A、D兩項錯誤,B項正確;由實驗③可知溶液Z中可能含有KCl或K2CO3,由實驗④可知溶液Z呈堿性,一定含有K2CO3,不能確定是否含有KCl,C項錯誤。
【答案】B
8.某固體粉末甲中可能含有K2CO3、KNO3、K2SO3、Na2SO4、FeO、Fe2O3中的若干種,某同學(xué)為確定該固體粉末的成分,取甲進行連續(xù)實驗,實驗過程及現(xiàn)象如下:
該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是( )。
A.根據(jù)現(xiàn)象1可推出該固體粉末中含有鈉元素,但不含有鉀元素
B.根據(jù)現(xiàn)象2可推出該固體粉末中可能含KNO3
C.根據(jù)現(xiàn)
10、象3可推出該固體粉末中一定含有Na2SO4
D.根據(jù)現(xiàn)象4和現(xiàn)象5可推出該固體粉末中一定含有FeO和Fe2O3
【解析】鈉的焰色為黃色,故一定含鈉元素,觀察鉀的焰色必須透過藍色鈷玻璃,故無法確定是否含鉀元素,A項錯誤;紅棕色氣體為NO2,則原混合物中一定含有硝酸鉀,B項錯誤;K2SO3在酸性條件下與KNO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO42-,加入氯化鋇生成硫酸鋇沉淀,則不一定含硫酸鈉,可能含有K2SO3,故C項錯誤;溶液B加KSCN溶液呈紅色,說明含有Fe3+,加鐵氰化鉀產(chǎn)生藍色沉淀,證明含F(xiàn)e2+,所以該固體粉末中含有FeO和Fe2O3,故D項正確。
【答案】D
9.1000 mL某待測
11、溶液中除含有0.2 molL-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或多種:
陽離子
K+、N、Fe3+、Ba2+
陰離子
Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-
現(xiàn)進行如下實驗操作(每次實驗所加試劑均過量):
(1)寫出生成白色沉淀B的離子方程式: 。
(2)待測液中肯定不存在的陽離子是 。
(3)若無色氣體D是單一氣體,判斷原溶液中是否存在K+, (填“是”或“否”);若存在,求其物質(zhì)的量濃度的最小值,若不存在,請說明理由: 。
(4)
12、若無色氣體D是混合氣體:
①待測液中一定含有的陰離子是 。
②沉淀A中能與稀硝酸反應(yīng)的成分是 (填化學(xué)式)。
【解析】待測液和氯化鋇溶液反應(yīng)得到沉淀A,則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成氣體,且有部分沉淀不溶解,則溶液中存在CO32-,可能存在SO32-、SO42-中的一種或兩種,根據(jù)離子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B,則溶液中一定含有N、HCO3-,一定不存在Fe3+,氣體B為NH3,白色沉淀B為BaCO3。溶液B中通入氯氣,得淺黃綠色溶液,溶液中一定沒有Br-,溶液B
13、中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C,C為AgCl,說明溶液B中含有Cl-,由于開始加入了氯化鋇溶液,故不能確定原溶液中是否含有Cl-。
(1)由上述分析可知,白色沉淀B為碳酸鋇,是由HCO3-、Ba2+、OH-反應(yīng)生成的,反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O。
(2)由上述分析可知,溶液中一定沒有的陽離子是Fe3+和Ba2+。
(3)若無色氣體D是單一氣體,則氣體D為CO2,原溶液中不含SO32-,一定含有SO42-。則溶液中一定含有的陰離子有SO42-、CO32-、HCO3-,陽離子一定有Na+、N。
沉淀D為BaSO4,則n(SO42-)=0.05
14、mol;
沉淀E為CaCO3,則n(CO32-)=0.1 mol;
氣體B為NH3,則n(N)=0.1 mol;
沉淀B為BaCO3,則n(HCO3-)=0.1 mol。
陽離子Na+、N所帶正電荷的物質(zhì)的量為0.3 mol,陰離子SO42-、CO32-、HCO3-所帶負電荷的物質(zhì)的量為0.4 mol,根據(jù)電荷守恒,則陽離子一定還含有K+,由于溶液中陰離子還可能含有Cl-,則K+物質(zhì)的量最少為0.1 mol,c(K+)最小為0.1 molL-1。
(4)若無色氣體D是混合氣體,只能為CO2、NO混合氣體,白色沉淀D只能為BaSO4,溶液中一定含有SO32-,不能確定是否含有SO42-
15、,沉淀A中一定含有BaCO3、BaSO3。
【答案】(1)Ba2++HCO3-+OH-BaCO3↓+H2O
(2)Fe3+和Ba2+
(3)是 0.1 molL-1
(4)①CO32-、HCO3-、SO32-
②BaCO3、BaSO3
10.芳香酸是分子中羧基與苯環(huán)直接相連的一類有機物,通常用芳香烴的氧化來制備。反應(yīng)原理如下:
+KOH+2MnO2↓+H2O
+HCl
反應(yīng)試劑、產(chǎn)物的物理常數(shù)如下表:
名稱
相對分
子質(zhì)量
性狀
熔點
(℃)
沸點
(℃)
密度
(gcm-3)
水中的
溶解性
甲苯
92
無色液體、易燃、易揮發(fā)
-95
11
16、0.6
0.8669
不溶
苯甲酸
122
白色片狀或針狀晶體
122.4
248
1.2659
微溶
主要實驗裝置和流程如下:
實驗方法:將一定量的甲苯和KMnO4溶液加入圖1所示裝置中,在90 ℃時,反應(yīng)一段時間后,停止反應(yīng),按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應(yīng)的甲苯。
(1)白色固體B中主要成分的分子式為 。操作Ⅱ為 。
(2)如果濾液呈紫色,需加入亞硫酸氫鉀,用離子方程式表示其原因: 。
(3)下列關(guān)于儀器的組裝或使用正確的是 。
A.抽濾可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀
B.安裝電動攪拌器時,攪拌
17、器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸
C.圖1所示回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法
D.冷凝管中水的流向是上進下出
(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入 ,分液,然后再向水層中加入 ,抽濾,洗滌,干燥即可得到苯甲酸。
(5)純度測定:稱取2.440 g產(chǎn)品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL 溶液進行滴定,消耗KOH的物質(zhì)的量為4.510-3 mol。產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為 。
【解析】(1)白色固體是苯甲酸,分子式為C7H6O2;有機層中物質(zhì)互溶且沸點不同,所以可以采用蒸餾的方法分離。
(2)如果濾液呈紫色,說明高錳酸鉀過量,要先加亞硫酸氫鉀,除去未反應(yīng)
18、的高錳酸鉀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5SO42-+3H2O。
(3)抽濾時,瓶中壓強較小,可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀,故A項正確;為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計,因此不能與它們接觸,故B項正確;沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻,圖1回流攪拌裝置應(yīng)采用水浴加熱的方法,故C項錯誤;冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反,則冷凝管中水的流向是下進上出,故D項錯誤。
(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入NaOH溶液,甲苯與NaOH不反應(yīng),苯甲酸與NaOH反應(yīng)生成苯甲酸鈉,分液,苯甲酸鈉溶液中加鹽酸可以制得苯甲酸。
(5)設(shè)苯甲酸的物質(zhì)
19、的量濃度為x molL-1,則25 mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物質(zhì)的量為0.025x mol。
C6H5COOH+KOHC6H5COOK+H2O
1 mol 1 mol
0.025x mol 4.5010-3 mol
1mol1mol=
x=0.18
則100 mL該溶液中苯甲酸的質(zhì)量為0.18 molL-10.1 L122 gmol-1=2.196 g,其質(zhì)量分數(shù)為100%=90%。
【答案】(1)C7H6O2 蒸餾
(2)2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5SO42-+3H2O
(3)AB
(4)NaOH溶液 硫酸或鹽酸酸化
(5)90%
6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375