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跟蹤檢測（三十） 物質的檢驗和制備 1．下表是Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋被OH－完全沉淀時溶液的pH。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋雜質，為制得純凈的ZnSO4，應加入的試劑是(　　) 金屬離子 Fe2＋ Fe3＋ Zn2＋ 完全沉淀時的pH 7.7 4.5 6.5 A.H2O2、ZnO B．氨水 C．KMnO4、ZnCO3 D．NaOH溶液 解析：選A　要使Fe2＋和Fe3＋全部除去，由題給信息可知，需將Fe2＋全部氧化成Fe3＋，再調節(jié)溶液pH范圍為4.5≤pH<6.5，即可將Fe3＋完全轉化為Fe(OH)3沉淀，且保證Zn2＋不沉淀。氧化Fe2＋時不能引入新的雜質，只能用H2O2，調pH時也不能引入新的雜質，用ZnO能促進Fe3＋的水解。 2．僅用下表提供的玻璃儀器(非玻璃儀器任選)或實驗裝置就能達到相應實驗目的的是(　　) 選項 A B C D 實驗目的 除去KCl中少量MnO2 用10 molL－1鹽酸配制100 mL 0.1 molL－1鹽酸 用NaCl溶液制備NaCl晶體 除去乙烯中少量SO2 實驗儀器或裝置 燒杯、玻璃棒、分液漏斗 100 mL容量瓶、玻璃棒、燒杯 解析：選C　A項，MnO2難溶于水，KCl易溶于水，故采用過濾法，應該用普通漏斗而不是分液漏斗，錯誤；B項，缺少量取鹽酸的儀器，如酸式滴定管或移液管等，錯誤；D項，SO2和乙烯均能與酸性KMnO4溶液反應，故不能達到除雜的目的，錯誤。 3．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 實驗目的 分離方法 原理 A 除去CO2中的HCl 通入飽和Na2CO3溶液洗氣 HCl與Na2CO3溶液反應生成CO2 B 除去乙醇中少量的乙酸 加入足量生石灰蒸餾 乙醇和乙酸鈣的沸點相差較大 C 除去KNO3固體中的NaCl 冷卻熱飽和溶液重結晶 NaCl在水中的溶解度很大 D 分離乙酸乙酯和乙醇 分液 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 解析：選B　飽和Na2CO3溶液可吸收CO2，A項錯誤；用重結晶法除去KNO3固體中的NaCl是因為KNO3在水中的溶解度受溫度的影響大，C項錯誤；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能直接采取分液的方法分離，應先加入飽和Na2CO3溶液，然后分離，D項錯誤。 4．可用如圖所示裝置干燥、收集及尾氣處理的氣體是(　　) ①H2S?、贖Cl?、跱H3?、蹸l2?、軸O2?、轓O A．①和②　　　　　　　　 B．②和⑤ C．③和④ D．⑤和⑥ 解析：選B　H2S和NH3不能用濃H2SO4干燥，NO不能用排空氣法收集，Cl2不能用水吸收。 5．從海帶中提取碘的實驗過程中，下列操作正確的是(　　) 解析：選B　A項，碘的苯溶液在上層，應從分液漏斗的上口倒出；C項，灼燒海帶應在坩堝中進行；D項，過濾時應用玻璃棒引流。 6．某無色溶液中可能含有Na＋、K＋、Fe3＋、NH、Cu2＋、SO、SO、CO、Cl－、Br－這幾種離子中的若干種，依次進行下列實驗，觀察到的現(xiàn)象記錄如下： ①pH試紙檢驗，溶液的pH>7； ②取少量原溶液，向溶液中加入過量的BaCl2和鹽酸的混合溶液，無白色沉淀生成； ③另取少量原溶液，向溶液中滴加足量氯水，無氣體產生，再加入CCl4振蕩，靜置后CCl4層呈橙色，用分液漏斗分液； ④向分液后的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和HNO3溶液，有白色沉淀產生，過濾； ⑤在濾液中加入AgNO3和HNO3的混合溶液，有白色沉淀產生。 下列關于原溶液的判斷不正確的是　(　　) A．肯定存在的離子是Na＋、K＋、SO、Br－ B．肯定不存在的離子是Fe3＋、Cu2＋、NH、SO、CO C．無法確定原溶液中是否存在Cl－ D．若步驟④改用BaCl2溶液和鹽酸的混合溶液，對溶液中離子的判斷也無影響 解析：選A　根據(jù)溶液無色和溶液顯堿性，可知一定不含F(xiàn)e3＋、Cu2＋、NH；根據(jù)②可以判斷一定不含SO；根據(jù)③可以判斷一定不含CO，但一定含有Br－；根據(jù)④可以判斷該沉淀為BaSO4，由于一定不含SO，故可判斷一定含有SO；根據(jù)⑤無法判斷是否含有Cl－，因為③中加入氯水時引入了Cl－，C正確；根據(jù)電荷守恒，原溶液中Na＋、K＋至少含有一種，因此肯定存在的離子是SO、Br－，A錯誤；肯定不存在的離子是Fe3＋、Cu2＋、CO、SO、NH，B正確；若步驟④改用BaCl2和鹽酸，因③中SO已被氧化為SO，則仍會產生BaSO4沉淀，故仍能確定含有SO，D正確。 7．下列各組混合物的分離和提純方法正確的是(　　) A．用萃取法分離汽油和水的混合液 B．用結晶法提純NaCl和KNO3混合物中的KNO3 C．直接蒸餾酒精溶液得到無水乙醇 D．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，加入足量的鐵屑，充分反應后，過濾 解析：選B　汽油和水互不相溶，應使用分液的方法進行分離，A項錯誤；NaCl的溶解度隨溫度變化較小，而KNO3的溶解度隨溫度變化較大，故可用結晶法提純NaCl和KNO3混合物中的KNO3，B項正確；酒精和水都容易揮發(fā)，直接蒸餾酒精溶液得不到無水乙醇，應在酒精中加入CaO再蒸餾，C項錯誤；除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，應通入足量的Cl2，D項錯誤。 8．下列實驗方案不能達到實驗目的的是(　　) A．圖甲裝置用Cu和濃硝酸可制取NO B．圖乙裝置可用于實驗室制備Cl2 C．圖丙裝置可用于實驗室制取乙酸乙酯 D．圖丁裝置可用于實驗室分離CO和CO2 解析：選C　Cu和濃硝酸反應生成NO2，NO2可以與水反應生成NO，故可以用甲裝置制取NO，A正確；KMnO4具有強氧化性，在常溫下就可以把濃鹽酸氧化為Cl2，故乙裝置可用于實驗室制備Cl2，B正確；乙酸乙酯在強堿性溶液中可以完全水解，故不能用燒堿溶液吸收，C錯誤；CO2可以先被堿液吸收，在球膽中收集CO氣體，再通過分液漏斗向試劑瓶中加入酸液，CO2即可放出，故丁裝置可用于實驗室分離CO和CO2，D正確。 9．用如圖裝置進行實驗，將液體a逐滴加入到固體b中，下列敘述正確的是(　　) A．若a為濃鹽酸，b為MnO2，c中盛石蕊試液，則c中溶液先變紅后褪色 B．若a為濃氨水，b為生石灰，c中盛AlCl3溶液，則c中先產生白色沉淀后沉淀又溶解 C．若a為濃硫酸，b為炭，c中盛有苯酚鈉溶液，則c中出現(xiàn)白色渾濁 D．若a為濃硝酸，b為金屬銅，c中盛有淀粉KI溶液，則c中溶液變藍 解析：選D　濃鹽酸和MnO2、濃硫酸和炭反應都需要加熱，選項A、C錯誤；選項B中白色沉淀不溶解，錯誤。 10．下列實驗操作能達到實驗目的的是(　　) 解析：選C　氯化鋁在水中水解，最終得到氫氧化鋁，A項不能達到目的；鹽酸易揮發(fā)，收集的氯氣中混有氯化氫和水蒸氣，B項不能達到目的；水和乙醇的沸點不同，二者互溶，采用蒸餾操作分離，C項能達到目的；D項，銅與稀硝酸反應生成NO，NO不能用排空氣法收集，D項不能達到目的。 11．某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同學用15.0 g該廢催化劑為原料，回收其中的鋅和銅。采用的實驗方案如下： 回答下列問題： (1)在下列裝置中，第一次浸出必須用________，第二次浸出應選用________。(填標號) (2)第二次浸出時，向盛有濾渣1的反應器中先加入稀硫酸，后滴入過氧化氫溶液。若順序相反，會造成__________________。濾渣2的主要成分是__________________。 (3)濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液使用的器皿名稱是________________________________。 (4)某同學在實驗完成之后，得到1.5 g CuSO45H2O，則銅的回收率為____________。 解析：(1)根據(jù)題給化學工藝流程知第一次浸出發(fā)生反應ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S，有有毒氣體H2S生成，必須用氫氧化鈉溶液進行尾氣處理，選D裝置，第二次浸出時發(fā)生反應：CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O，不產生有毒氣體，可選用A裝置。(2)第二次浸出時，向盛有濾渣1的反應器中加入稀硫酸，后滴入過氧化氫溶液。若順序相反，會造成H2O2與固體顆粒接觸分解。濾渣2的主要成分是SiO2(SiO2和S)。(3)濃縮硫酸鋅、硫酸銅溶液使用的器皿名稱是蒸發(fā)皿。(4)15.0 g廢催化劑中含有銅的物質的量為＝0.02 mol,1.5 g CuSO45H2O中銅的物質的量為＝0.006 mol，則銅的回收率為100%＝30%。 答案：(1)D　A (2)H2O2與固體顆粒接觸分解　SiO2(SiO2和S) (3)蒸發(fā)皿　(4)30% 12．如圖所示是一個制取氯氣并以氯氣為原料進行特定反應的裝置。請回答下列問題： (1)裝置A分液漏斗與燒瓶中分別盛裝濃鹽酸、MnO2，反應的化學方程式為___________________________________________________________________，A中g管的作用是_______________________________________________________。 (2)裝置D可以實現(xiàn)用純凈的氯氣和鐵粉反應制取少量氯化鐵固體，已知氯化鐵熔、沸點較低，易水解。 ①裝置B內盛裝的試劑為________，作用是___________________________________。 ②裝置F內盛裝的試劑為________，作用是___________________。 ③該實驗設計存在一個明顯的缺陷，改進的措施是________________________________________________________________。 (3)若裝置B、C、D、E、F內分別盛有氫硫酸、水、炭粉、紫色石蕊試液、氫氧化鈉溶液。已知B中有黃色固體生成，D中發(fā)生氧化還原反應，其產物為二氧化碳和氯化氫。 ①寫出裝置B中反應的離子方程式___________________________________________， D中反應的化學方程式____________________________________________________。 ②在裝置E處，紫色石蕊試液的顏色由紫色變?yōu)榧t色，再變?yōu)闊o色，其原因是_______________________________________________________。 ③若將裝置E處洗氣瓶中的溶液改為澄清石灰水，反應過程中的現(xiàn)象為________(填標號)。 a．有白色沉淀　　　　　　　　　b．無明顯實驗現(xiàn)象 c．先生成白色沉淀而后消失 解析： (1)實驗室制備Cl2的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，g管可平衡分液漏斗與燒瓶中的氣體壓強，利于向燒瓶中加入濃鹽酸。(2)A中制備的Cl2中含有HCl、H2O(g)，故B中盛裝飽和食鹽水，用于除去HCl，C中盛裝濃硫酸，用于除去H2O(g)，氯化鐵易水解，所以F中裝濃硫酸，防止空氣中的H2O(g)進入E與FeCl3發(fā)生反應。Cl2有毒，需要進行尾氣處理，防止污染空氣。(3)Cl2與H2S反應的離子方程式為Cl2＋H2S===2H＋＋2Cl－＋S↓，Cl2與C加熱反應的化學方程式為2Cl2＋2H2O＋C4HCl＋CO2，D中產生的HCl、CO2能使E中紫色石蕊試液變紅，過量的Cl2與H2O反應產生的HClO能漂白石蕊試液。通入E中的氣體有CO2，但同時又有HCl，所以CO2不能使澄清石灰水變渾濁。 答案：(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　平衡分液漏斗與燒瓶內的氣體壓強，利于向燒瓶中加入濃鹽酸 (2)①飽和食鹽水　除去Cl2中含有的HCl?、跐釮2SO4 防止空氣中的水蒸氣進入裝置E　③在裝置F后面添加一個盛NaOH溶液的洗氣瓶 (3)①Cl2＋H2S===2H＋＋2Cl－＋S↓ 2Cl2＋2H2O＋C4HCl＋CO2?、贒中產生的HCl、CO2等能使紫色石蕊試液變?yōu)榧t色，過量的Cl2與H2O反應產生的HClO能使石蕊試液褪色?、踒 13．高氯酸銨可用于火箭推進劑，實驗室可由NaClO3等原料制取(部分物質溶解度如下圖)，其實驗流程如下： (1)氯酸鈉受熱分解生成高氯酸鈉和氯化鈉的化學方程式為________________________________________________________________________。 (2)80 ℃時浸取液冷卻至0 ℃過濾，濾渣的主要成分為________(寫化學式)。 (3)反應器中加入氯化銨飽和溶液發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (4)已知：2NH4ClO4N2↑＋2O2↑＋Cl2↑＋4H2O，現(xiàn)可提供下列試劑： a．飽和食鹽水　　　b．濃H2SO4　　　c．NaOH溶液 d．Mg e．Cu f．Fe 利用下圖裝置對高氯酸銨熱分解產生的三種氣體進行分別吸收或收集。 ①E中收集到的氣體可能是________(填化學式)。 ②A、B、C中盛放的藥品依次是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 Ⅰ.a、b、d Ⅱ.c、b、e Ⅲ.b、c、f (5)過濾用到的主要玻璃儀器是_______________________________________________。 解析：(2)由圖可知，NaClO4的溶解度受溫度影響很大，NaCl溶解度受溫度影響不大，80 ℃時浸取液冷卻至0 ℃過濾，NaClO4的溶解度迅速降低，析出晶體，但是NaCl的溶解度受溫度的影響不大，不會析出晶體，故濾渣主要為NaClO4。(3)反應器中加入氯化銨飽和溶液，反應向著生成溶解度更小的物質方向轉化，根據(jù)物質的溶解度大小可知，會析出NH4ClO4，故發(fā)生的離子反應為NH＋ClO===NH4ClO4↓。(4)Cl2能被NaOH吸收，水可以被濃硫酸吸收，O2可以被熱的Cu吸收，N2可以用排水法收集。NaOH溶液中含有水，應先吸收Cl2，再將水吸收，最后吸收O2，所以A、B、C中盛放的藥品依次是NaOH溶液、濃H2SO4、Cu，最后用排水法收集N2。 答案：(1)4NaClO33NaClO4＋NaCl　(2)NaClO4 (3)NH＋ClO===NH4ClO4↓　(4)①N2?、冖? (5)玻璃棒、漏斗、燒杯