2019年高考化學 考點一遍過 專題04 物質的分離和提純.doc

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專題04 物質的分離和提純 一、分離與提純 分離和提純的要求不同，設計操作步驟時一定要加以區(qū)別。 二、物質的分離與提純的基本方法 （一）物質的分離與提純的物理方法 1．蒸發(fā)——分離易溶性固體和溶劑。 2．過濾——分離不溶性固體和液體。 操作注意事項： 一貼：濾紙緊貼漏斗內壁。 二低：濾紙低于漏斗口，液面低于濾紙邊緣。 三靠：燒杯緊靠玻璃棒，玻璃棒輕靠三層濾紙，漏斗下端緊靠燒杯內壁。 3．萃取和分液 （1）萃取：利用溶質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同，用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑組成的溶液里提取出來并分液。 （2）分液：分離兩種互不相溶的液體。 ①萃取劑須具備的條件：溶質在萃取劑中的溶解度比在原溶劑中要大得多；萃取劑與原溶劑互不相溶；萃取劑與溶質不發(fā)生反應。 ②分液時，分液漏斗中的下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出。 4．蒸餾(或分餾)——分離沸點不同，且相互混溶的兩種(或幾種)液體。 5．升華——分離易升華與不升華的固體混合物。 6．滲析——用半透膜使離子或小分子從膠體中分離出來，如除去淀粉膠體中的NaCl。 將要提純的膠體裝入半透膜袋中，將袋系好，浸入蒸餾水中，并不斷更換蒸餾水，滲析時間要充分。 7．鹽析法(鹽析后過濾)——將膠體從混合物中分離。 實例：蛋白質溶液中加飽和(NH4)2SO4。 （二）物質的分離與提純的化學方法 方法 適用條件 舉例 加熱法 混合物中混有熱穩(wěn)定性差的物質時，可直接加熱，使熱穩(wěn)定性差的物質分解而分離出去 純堿中混有小蘇打 洗氣法 將氣體混合物通過洗氣裝置而除去雜質氣體 讓混合氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶除去Cl2中的少量HCl 沉淀法 在混合物中加入某試劑，使雜質離子以沉淀形式分離出去的方法 加適量AgNO3溶液除去KNO3溶液中的KCl 轉化法 不能通過一次反應達到分離的目的時，要經(jīng)過轉化為其他物質才能分離，然后將轉化物質恢復為原物質 分離Fe3+和Al3+時，可加入過量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3沉淀和Na[Al(OH)4]溶液，過濾后，向Fe(OH)3中加入鹽酸重新生成Fe3+，向Na[Al(OH)4]中通入過量CO2，生成Al(OH)3沉淀，過濾后向Al(OH)3中加入鹽酸重新生成Al3+ 酸堿法 被提純物質不與酸堿反應，而雜質可與酸堿發(fā)生反應 用鹽酸除去SiO2中的石灰石；用NaOH溶液除去鐵粉中的鋁粉 氧化還原法 ①對混合物中混有的還原性雜質，可加入適當?shù)难趸瘎┦蛊浔谎趸癁楸惶峒兾镔| ②對混合物中混有的氧化性雜質，可加入適當?shù)倪€原劑將其還原為被提純物質 將過量鐵粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中，振蕩、過濾，可除去FeCl3雜質 調節(jié)pH法 通過加入試劑來調節(jié)溶液的pH，使溶液中某種成分沉淀分離的方法 CaCl2溶液中含有FeCl3雜質，由于FeCl3水解，溶液呈酸性，可采用調節(jié)溶液pH的方法將Fe3+沉淀，為此可加CaO或Ca(OH)2或CaCO3等 電解法 利用電解原理來分離、提純物質 電解精煉銅 離子交換法 利用離子交換劑提純物質 軟化硬水 考向一 分離、提純的原理與方法 典例1 《煉丹秘訣》中的“抽汞法”有如下敘述：“朱砂不計多少。入沙鍋中以炭屑填平鍋口，剪蠣殼板如鍋大密鉆小竅蓋之，卻將空沙鍋一個與前鍋二口相合，鐵絲固濟(包括有用鐵絲纏和用鹽泥固濟二法)，地下掘一穴安埋空鍋，鍛煉之后候冷取出，大概銀朱一兩只有真汞三錢?！蔽闹猩婕暗牟僮鞣椒ㄊ? A．蒸餾 B．升華 C．干餾 D．萃取 【答案】A 1．下列實驗中，所采取的分離方法與對應原理都正確的是 選項 目的 分離方法 原理 A 除去KCl中的MnO2 蒸發(fā)結晶 溶解度不同 B 除去碘中的NaCl 加熱、升華 NaCl的熔點高，碘易升華 C 分離KNO3和NaCl 重結晶 KNO3的溶解度大于NaCl D 分離食用油和汽油 分液 食用油和汽油的密度不同 混合物分離、提純的物理方法歸納 考向二 分離儀器或裝置的識別和選擇 典例1 下列實驗的試劑、裝置選用不合理的是 選項 實驗目的 選用試劑 選用裝置 A 除去Cl2中少量的HCl、H2O 試劑a為飽和氯化鈉溶液 甲 B 除去NH3中少量的H2O 試劑b為無水氯化鈣 乙 C 除去H2中少量的HCl、H2O 試劑b為堿石灰 乙 D 除去N2中少量的O2 足量銅網(wǎng) 丙 【答案】B 2．下列實驗中，所選裝置不合理的是 A．分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5，選④ B．用CCl4提取碘水中的碘，選③ C．用FeCl2溶液吸收Cl2選⑤ D．粗鹽提純，選①和② 分離、提純的創(chuàng)新裝置 1．過濾裝置的創(chuàng)新——抽濾 由于水流的作用，使圖1裝置a、b中氣體的壓強減小，故使過濾速率加快。 2．蒸餾裝置的創(chuàng)新 圖2，由于冷凝管豎立，使液體混合物能冷凝回流，若以此容器作反應容器，可使反應物能循環(huán)利用，提高了反應物的轉化率。 3．洗氣裝置的創(chuàng)新——雙耳球吸收法 由于雙耳球上端球形容器的容積較大，能有效地防止倒吸。故該裝置既能除去氣體中的氣態(tài)雜質，又能防止倒吸。 考向三 分離提純試劑方法的選擇 典例1 下列除去雜質的方法中正確的是 ①除去乙烷中少量的乙烯：通入適量H2，加催化劑反應 ②除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用飽和碳酸鈉溶液洗滌、分液、干燥、蒸餾 ③除去硝基苯中少量的NO2：滴入適量的NaOH溶液后，過濾 ④除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸餾 ⑤除去蛋白質中少量離子：用半透膜，滲析 A．①②④ B．②③④ C．②④⑤ D．③④⑤ 【答案】C 3．如圖是用來干燥、收集并吸收多余氣體的裝置，下列方案正確的是 選項 X 收集氣體 Y A 堿石灰 氯化氫 水 B 堿石灰 氨氣 水 C 氯化鈣 二氧化硫 氫氧化鈉 D 氯化鈣 一氧化氮 氫氧化鈉 考向四 物質分離、提純的實驗方案及流程分析 典例1 正丁醇中混有少量正丁醛，設計如下提純路線： 已知：正丁醇和正丁醛(CH3CH2CH2CHO)常溫下為液體；CH3CH2CH2CHO+NaHSO3(飽和) CH3CH2CH2CH(OH)SO3Na↓。 下列說法不正確的是 A．操作（1）需要過濾裝置 B．操作（2）需要用到分液漏斗 C．操作（3）需要用到蒸發(fā)皿 D．操作（4）需要蒸餾裝置 【答案】C 4．如圖所示為從固體混合物中分離X的兩種方案，請根據(jù)方案1和方案2指出下列說法中合理的是 A．可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨 B．方案1中的殘留物應該具有的性質是受熱易揮發(fā) C．方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質發(fā)生化學反應 D．方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3 過濾操作中“三個”答題模板 （1）檢驗沉淀完全：靜置取上層液→加沉淀劑→有無沉淀→結論。 （2）沉淀洗滌：向漏斗內加蒸餾水至浸沒沉淀，靜置使水自然流出，重復操作2～3次。 （3）沉淀洗凈：取少量最后一次洗滌液于試管中，加入，若無現(xiàn)象，則證明離子已經(jīng)洗凈(或證明已經(jīng)洗滌干凈)。 1．下列裝置可用于固體和液體分離的是 A. B. C. D. 2．《本草綱目》中對燒酒的制作工藝有如下記載“自元時始刨其法，用濃酒和糟入甄，蒸令氣上……其清如水，味極濃烈，蓋酒露也”。文中涉及的操作方法最適用于分離 A. NH4Cl、I2 B. KNO3、Na2SO4 C. 丁醇、苯酚鈉 D. 氯化鉀、碳酸鈣 3．下列除雜操作可行的是 A.通過濃硫酸除去HCl中的H2O B.通過灼熱的CuO除去H2中的CO C.通過灼熱的鎂粉除去N2中的O2 D.通過水除去CO中的CO2 4．下列實驗操作中錯誤的是 A. 蒸發(fā)操作時，應使混合物中的水分少量剩余時，才能停止加熱 B. 蒸餾操作時，應使溫度計水銀球靠近蒸餾燒瓶的支管口處 C. 分液操作時，分液漏斗中下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出 D. 萃取操作時，應選擇有機萃取劑，且萃取劑的密度必須比水大 5．有下列三組混合物：①氯化鈉和水；②硫酸鋇和水；③煤油和水。分離以上混合物的正確方法依次是 A．分液、萃取、蒸餾 B．蒸發(fā)、過濾、分液 C．分液、蒸發(fā)、萃取 D．蒸餾、萃取、分液 6．在中學化學實驗中可用來分離或提純物質的方法很多，如蒸餾、過濾、結晶、滲析、鹽析等，分離或提純下列各組混合物所選用方法最合適的是 A．從FeCl3溶液得到FeCl3固體——加熱蒸干 B．除去Cu粉中混有的CuO——加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥 C．分離NaNO3和BaSO4的混合物——溶解、過濾 D．除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4——加入BaCl2溶液、過濾 7．湖北隨州安陸等地區(qū)盛產(chǎn)銀杏，銀杏葉具有斂肺平喘、活血化淤、止痛的作用，是一種珍貴的中藥材。對銀杏葉活性成分黃酮類物質的提取常用的技術有溶劑提取法、蒸餾法、升華法、結晶法、超聲波提取法等。下列關于分離提純實驗儀器和操作正確的是 A. 用裝置a分液，放出水相后再從分液漏斗下口放出有機相 B. 操作b：銀杏油粗產(chǎn)品從銀杏葉中分離后，用有機溶劑萃取其中的有效成分，振蕩過程中不時地旋開活塞使漏斗內氣體放出 C. 用裝置c進行蒸餾操作，將有機溶劑分離出去得到銀杏葉有效成分黃酮類物質 D. 結晶后利用裝置d將晶體與溶劑分離開 8．下列實驗中，所采取的分離方法與對應原理都正確的是 選項 目的 分離方法 原理 A 分離溶于水的碘 乙醇萃取 碘在乙醇中的溶解度較大 B 分離乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 C 除去KNO3固體中混雜的NaCl 重結晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 除去丁醇中的乙醚 蒸餾 丁醇與乙醚的沸點相差較大 9．下列實驗中，所選取的分離裝置與對應原理都正確的是 選項 目的 裝置 原理 A 氫氧化鐵膠體的純化 ① 膠體粒子不能通過濾紙，離子及小分子可以通過濾紙 B 分離苯中的溴苯 ③ 苯(0.88 g/mL)和溴苯(1.5 g/mL)的密度不同 C 粗鹽提純 ①② NaCl在水中的溶解度很大 D 除去環(huán)己醇中的環(huán)己烯 ④ 環(huán)己醇的沸點(161 ℃)與環(huán)己烯的沸點(83 ℃)相差較大 10．在一定條件下，萘可以被硝硫混酸硝化生成二硝基物，它是1，5二硝基萘()和1，8二硝基萘()的混合物。后者可溶于質量分數(shù)大于98%的硫酸，而前者不能。利用這個性質可以將這兩種異構體分離。將上述硝化產(chǎn)物放入適量的98% 硫酸中，充分攪拌，用耐酸漏斗過濾，欲從濾液中得到固體1，8二硝基萘，應采用的方法是 A．蒸發(fā)濃縮結晶 B．向濾液中加入水后過濾 C．用Na2CO3溶液處理濾液 D．將濾液緩緩加入水中后過濾 11．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流程： 根據(jù)上述流程回答下列問題： （1）混合①中發(fā)生反應的化學方程式為_______________。 （2）混合①中使用冰水的目的是____________________。 （3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名稱分別是________。操作Ⅲ一般適用于分離________混合物。(選填編號) 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②中加入Na2SO3的目的是_____________________。 （5）純凈的氫溴酸應為無色液體，但實際工業(yè)生產(chǎn)中制得的氫溴酸(工業(yè)氫溴酸)帶有淡淡的黃色。于是甲乙兩同學設計了簡單實驗加以探究： 甲同學假設工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為含F(xiàn)e3+，則用于證明該假設所用的試劑為______________，若假設成立可觀察到的現(xiàn)象為________________________。 乙同學假設工業(yè)氫溴酸呈淡黃色是因為________________，其用于證明該假設所用的試劑為________。 1．[2018新課標Ⅰ]磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊硫酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下： 下列敘述錯誤的是 A. 合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用 B. 從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li C. “沉淀”反應的金屬離子為Fe3+ D. 上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉 2．[2016北京]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 3．[2016北京]在一定條件下，甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有關物質的沸點、熔點如下： 對二甲苯 鄰二甲苯 間二甲苯 苯 沸點/℃ 138 144 139 80 熔點/℃ 13 ?25 ?47 6 下列說法不正確的是 A．該反應屬于取代反應 B．甲苯的沸點高于144 ℃ C．用蒸餾的方法可將苯從反應所得產(chǎn)物中首先分離出來 D．從二甲苯混合物中，用冷卻結晶的方法可將對二甲苯分離出來 4．[2016上海]實驗室提純含少量氯化鈉雜質的硝酸鉀的過程如圖所示。下列分析正確的是 A．操作Ⅰ是過濾，將固體分離除去 B．操作Ⅱ是加熱濃縮，趁熱過濾，除去雜質氯化鈉 C．操作Ⅲ是過濾、洗滌，將硝酸鉀晶體從溶液中分離出來 D．操作Ⅰ~Ⅲ總共需兩次過濾 變式拓展 1．【答案】B 2．【答案】A 【解析】Na2CO3溶液和CH3COOC2H5不互溶且分層應選裝置③進行分液，A不合理；用CCl4提取碘水中的碘應采用萃取和分液的方法，選裝置③，B合理；用FeCl2溶液吸收Cl2，應用洗氣瓶且“長進短出”，選⑤，C合理；粗鹽提純需要過濾和蒸發(fā)，D合理。 3．【答案】C 【解析】堿石灰能與氯化氫反應，A選項錯誤；氨氣應用向下排空氣法收集，B選項錯誤；二氧化硫的干燥和收集方法都正確，C選項正確；NO不能用排空氣法收集，D選項錯誤。 4．【答案】D 【解析】①加熱法分離提純固體混合物應滿足的條件：一種物質受熱易揮發(fā)或分解，另一物質受熱不揮發(fā)或難分解。②加試劑法分離(過濾)提純固體混合物應滿足的條件：所加試劑能達到讓一種物質形成溶液，而另一物質形成難溶物的狀態(tài)。A項中碳酸氫鈉、氯化銨受熱均易分解，故用方案1不能將兩物質分離開，錯誤；B項方案1中的殘留物應該具有受熱時不揮發(fā)或難分解的性質，錯誤；C項方案2中加入的試劑可能不與除X外的物質發(fā)生化學反應 ，如加水進行溶解分離，錯誤；D項中SiO2與NaOH溶液反應生成Na2SiO3溶解而分離，正確。 考點沖關 1．【答案】B 【解析】可用于固體和液體分離的是過濾，則A、該裝置是分液，A錯誤；B、該裝置是過濾，B正確；C、該操作是向容量瓶中轉移液體，C錯誤；D、該裝置是洗氣瓶，D錯誤，答案選B。 2．【答案】C 3．【答案】A 【解析】除去氯化氫中的水可以使用酸性干燥劑，如濃硫酸、五氧化二磷等，A操作可行;氫氣與一氧化碳均與氧化銅發(fā)生氧化還原反應而消耗掉，B操作不可行;鎂既能與氧氣反應生成氧化鎂又能與氮氣反應生成氮化鎂，C操作不可行;二氧化碳在水中溶解度不大，不能除去一氧化碳中的二氧化碳，可以通過堿石灰，D操作不可行。 4．【答案】D 【解析】A．在蒸發(fā)操作的過程中，當加熱到有少量液體剩余時停止加熱，此時剩下的少量液體可以利用余熱蒸發(fā)干，A正確；B．蒸餾操作時溫度計測量氣體溫度，溫度計水銀球應靠近蒸餾燒瓶的支管口處，B正確；C．活塞到漏斗管口還殘留一部分下層液體，如果將上層液體也從下口放出，殘留的下層液體會一起被放出，上層液體就不純凈了，故分液操作時，分液漏斗中下層液體從下口放出，上層液體從上口倒出，C正確；D．在萃取實驗中，萃取劑要求與原溶劑互不相溶，且溶質在萃取劑中的溶解度更大，不一定選擇有機萃取劑，且萃取劑的密度也不一定必須比水大，D錯誤，答案選D。 點睛：本題考查物質的分離、提純的基本方法選擇與應用，注意設計實驗時要根據(jù)混合物組分性質的差異性選擇分離的方法。 5．【答案】B 6．【答案】C 【解析】FeCl3在水溶液中發(fā)生水解反應，加熱蒸干最終得到的是氧化鐵，A錯；硝酸也會與銅反應，B錯；NaNO3易溶于水，而BaSO4不溶于水，可通過過濾分離，C正確；D項引入新的雜質Cl?，錯。 7．【答案】B 【解析】A．分液時，為避免液體重新混合而污染，下層液體從下口漏出，上層液體從上口倒出，選項A錯誤；B. 操作b：銀杏油粗產(chǎn)品從銀杏葉中分離后，用有機溶劑萃取其中的有效成分，振蕩過程中不時地旋開活塞使漏斗內氣體放出，選項B正確；C. 用裝置c進行蒸餾操作，溫度計測蒸氣的溫度，故應置于蒸餾燒瓶支氣管口中央，選項C錯誤；D、過濾時必須用玻璃棒引流，選項D錯誤。答案選B。 8．【答案】D 【解析】乙醇與水互溶，不能用作萃取劑，A項錯；乙醇和乙酸乙酯互溶，不能用分液方法分離，B項錯；除去KNO3中NaCl雜質是利用二者在不同溫度下溶解度變化差別很大，使用重結晶法，C項錯；分離兩種沸點差別較大的互溶液體，一般使用蒸餾操作，D項正確。 9．【答案】D 【解析】A選項錯誤，其分離裝置的選取和分離原理均錯誤，膠體粒子能通過濾紙，不能通過半透膜，普通過濾裝置不能達到純化膠體的目的；B選項錯誤，其分離裝置的選取和分離原理均錯誤，因為兩者互溶，所以可利用兩者的沸點不同采用蒸餾的方法進行分離；C選項錯誤，其分離原理描述錯誤，其原理是利用粗鹽中各成分的溶解度不同首先通過過濾除去不溶性雜質，再依次加入足量NaOH、BaCl2、Na2CO3溶液，再過濾除去雜質離子Mg2＋、、Ca2＋等。最后加入適量鹽酸并依據(jù)氯化鈉性質穩(wěn)定，通過蒸發(fā)結晶得到精鹽；D選項正確，利用兩種液體的沸點不同，采用蒸餾的方法進行分離。 10．【答案】D 【解析】1，8二硝基萘可溶于質量分數(shù)大于98%的硫酸，蒸發(fā)不會使1，8二硝基萘析出，A錯誤；因硫酸溶于水會放出大量的熱而導致液體飛濺，應將濾液加入水中，B錯誤、D正確；加入Na2CO3溶液處理濾液會造成原料的損耗，不利于循環(huán)利用，C錯誤。 11．【答案】（1）SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4 （2）降低體系溫度，防止溴蒸發(fā)，使反應完全 （3）過濾、蒸餾　d （4）除去粗品中未反應完的溴 （5）KSCN溶液　溶液變成血紅色　含有Br2　CCl4 直通高考 1．【答案】D 【解析】分析：正極片堿溶時鋁轉化為偏鋁酸鈉，濾渣中含有磷酸亞鐵鋰，加入硫酸和硝酸酸溶，過濾后濾渣是炭黑，得到含Li、P、Fe的濾液，加入堿液生成氫氧化鐵沉淀，濾液中加入碳酸鈉生成含鋰的沉淀，據(jù)此解答。 A、廢舊電池中含有重金屬，隨意排放容易污染環(huán)境，因此合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用，A正確； B、根據(jù)流程的轉化可知從正極片中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li，B正確； C、得到含Li、P、Fe的濾液，加入堿液生成氫氧化鐵沉淀，因此“沉淀”反應的金屬離子是Fe3＋，C正確； D、硫酸鋰能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D錯誤。答案選D。 2．【答案】C 【解析】A、冷水浸泡屬于物質的溶解，A錯誤；B、加熱煎制屬于加熱，B錯誤；C、箅渣取液屬于過濾操作，C正確；D、灌裝保存是液體轉移，D錯誤。答案選C。 3．【答案】B 【解析】A、甲苯變二甲苯是甲苯苯環(huán)上的氫原子被甲基代替，屬于取代反應，A正確；B、甲苯的相對分子質量比二甲苯小，故沸點比二甲苯低，B錯誤；C、苯的沸點與二甲苯的沸點相差較大，可以用蒸餾的方法分離，C正確；D、因為對二甲苯的熔點較高，冷卻后容易形成固體，所以能用冷卻結晶的方法分離出來，D正確。答案選B。 4．【答案】C