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跟蹤檢測（二十九） 物質的檢驗、分離和提純 1．下列每組中各有三對混合物，它們都能用分液漏斗分離的是(　　) A．乙酸乙酯和水，酒精和水，乙酸和水 B．溴苯和水，甲苯和苯，油酸和水 C．硬脂酸和水，乙酸和水，乙酸和乙醇 D．乙酸乙酯和水，甲苯和水，苯和水 解析：選D　A項，乙酸乙酯和水不溶，能用分液漏斗進行分離，酒精和水互溶，乙酸和水互溶，二者均不能用分液漏斗進行分離，錯誤；B項，溴苯和水、油酸和水均不互溶，都能用分液漏斗進行分離，甲苯和苯互溶，不能用分液漏斗分離，錯誤；C項，硬脂酸和水不互溶，能用分液漏斗進行分離，乙酸和水、乙酸和乙醇互溶，不能用分液漏斗進行分離，錯誤；D項，乙酸乙酯和水、甲苯和水、苯和水均不互溶，都能用分液漏斗進行分離，正確。 2．下列各物質含少量雜質，除去這些雜質應選用的試劑或操作方法正確的是(　　) 序號 物質 雜質 除雜應選用的試劑或操作方法 ① KNO3溶液 KOH 加入FeCl3溶液，并過濾 ② FeSO4溶液 CuSO4 加入過量鐵粉，并過濾 ③ H2 CO2 通過盛NaOH溶液的洗氣瓶，再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶 ④ NaNO3固體 CaCO3 溶解、過濾、蒸發(fā) A.①②③④　　　　　　　 B．①③④ C．②③④ D．①②③ 解析：選C?、偌尤隖eCl3溶液，生成KCl，引入新雜質，應加入硝酸除雜，錯誤；②鐵可置換出銅，可除去雜質，正確；③CO2與NaOH溶液反應，可除去雜質，干燥后得到純凈的H2，正確；④CaCO3不溶于水，可用過濾的方法除去，正確。 3．東晉葛洪《肘后備急方》中“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”。下列操作與“漬”和“絞”原理相近的是(　　) A．煮沸、研碎 B．浸泡、過濾 C．萃取、剪斷 D．蒸餾、搗碎 解析：選B　以水二升漬，可知加水溶解，絞取汁，可知過濾分離出液體，則與“漬”和“絞”原理相近的操作是浸泡、過濾。 4．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．粗鹽提純，選①和② C．用CCl4提取碘水中的碘，選③ D．用FeCl2溶液吸收Cl2，選⑤ 解析：選A　A項，Na2CO3溶液和CH3COOC2H5分層，應選擇裝置③，不能利用蒸餾分離，錯誤；B項，粗鹽提純，可溶解后過濾、蒸發(fā)，則選擇裝置①和②，正確；C項，用CCl4提取碘水中的碘，選擇萃取裝置，即裝置③，正確；D項，用FeCl2溶液吸收Cl2，選擇洗氣裝置，即裝置⑤，導管長進短出，正確。 5．對于溶液中某些離子的檢驗及結論一定正確的是(　　) A．加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀，再加鹽酸沉淀消失，一定有Ba2＋ 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SO C．加入足量稀鹽酸，再加入氯化鋇溶液后有白色沉淀產(chǎn)生，一定有SO D．加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，一定有CO 解析：選C　碳酸鋇和碳酸鈣等沉淀都可溶于鹽酸，可能含有Ca2＋，A錯誤；加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生，再加鹽酸，沉淀不消失，生成的沉淀也可能為AgCl，若檢驗SO，應先加入鹽酸酸化，如無現(xiàn)象，再加入氯化鋇溶液，如生成沉淀則可說明含有SO，B錯誤，C正確；加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體，說明含有HCO或CO或HSO或SO，D錯誤。 6．已知NH3、HCl極易溶于水，Cl2能溶于水。下列各裝置不能達到實驗目的是(　　) A．利用①吸收多余的氨氣 B．裝置②可用于除去CO2中的HCl C．裝置③可用于干燥氨氣 D．裝置④可用于排空氣法收集H2、CO2、Cl2、HCl等氣體 解析：選B　A項，氨氣極易溶于水，可用水吸收，采用倒扣漏斗防止倒吸，正確；B項，CO2和HCl都可以與氫氧化鈉反應，錯誤；C項，氨氣為堿性氣體，可以用堿性干燥劑堿石灰干燥氨氣，正確；D項，氫氣的密度小于空氣，可短進長出的方式連接，即為向下排空氣法收集，CO2、Cl2、HCl的密度比空氣大，可長進短出的方式連接，即為向上排空氣法收集，正確。 7．在證明海帶中存在碘元素的實驗操作中，主要儀器選用錯誤的是(　　) 選項 操作 主要儀器 A 稱取3.0 g干海帶 托盤天平 B 灼燒干海帶至完全變成灰燼 蒸發(fā)皿 C 過濾煮沸后的海帶灰與水的混合液 漏斗 D 用四氯化碳從氧化后的海帶灰浸取液中提取碘 分液漏斗 解析：選B　A項，一般用托盤天平稱取藥品的質量，正確；B項，灼燒固體藥品，所用儀器應耐高溫，應在坩堝中進行，錯誤；C項，過濾的主要儀器是漏斗，正確；D項，碘易溶于四氯化碳，選用萃取的方法進行分離，所用儀器為分液漏斗，正確。 8．現(xiàn)有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物，已知它們的性質如表，據(jù)此，將乙二醇和丙三醇互相分離的最佳方法是(　　) 物質 分子式 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/(gcm－3) 溶解性 乙二醇 C2H6O2 －11.5 198 1.11 易溶于水和乙醇 丙三醇 C3H8O3 17.9 290 1.26 能跟水、酒精以任意比互溶 A．萃取法 B．結晶法 C．分液法 D．蒸餾法 解析：選D　根據(jù)題表中數(shù)據(jù)知，乙二醇和丙三醇的溶解性相同，密度相近，但沸點相差較大，可以利用其沸點的不同將兩種物質分離，該方法稱為蒸餾法。 9．有氯化鈉、氯化鐵、氯化亞鐵、氯化鎂、氯化鋁五種溶液，用一種試劑就可把它們鑒別開來，這種試劑是(　　) A．鹽酸 B．燒堿溶液 C．氨水 D．硫氰化鉀溶液 解析：選B　A項，加入鹽酸，與五種物質都不反應，不能鑒別，錯誤；B項，加入NaOH溶液，NaCl不反應，F(xiàn)eCl3生成紅褐色沉淀，F(xiàn)eCl2生成白色沉淀，然后迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，MgCl2生成白色沉淀，AlCl3先生成白色沉淀，后沉淀溶解，現(xiàn)象各不相同，可鑒別，正確；C項，加入氨水，不能鑒別MgCl2、AlCl3，錯誤；D項，加入KSCN只能鑒別FeCl3，不能鑒別其他物質，錯誤。 10．實驗室用有機含碘(主要以I2和IO的形式存在)廢水制備單質碘的實驗流程如圖： 已知：Ⅰ.碘的熔點為113 ℃，但固態(tài)的碘可以不經(jīng)過熔化直接升華； Ⅱ.粗碘中含有少量的Na2SO4雜質。 下列說法正確的是(　　) A．操作①和③中的有機相從分液漏斗上端倒出 B．操作②中發(fā)生反應的離子方程式為IO＋3SO===I－＋3SO C．操作④為過濾 D．操作⑤可用如圖所示的水浴裝置進行 解析：選D　A項，CCl4的密度比水大，有機相在分液漏斗的下層，應該從下端放出，錯誤；B項，根據(jù)流程圖，操作②中IO被Na2SO3還原為碘單質，然后用CCl4萃取，錯誤；C項，操作④為分離碘和CCl4的過程，應該采用蒸餾的方法分離，錯誤；D項，碘容易升華，可以通過水浴加熱的方式使碘升華后，在冷的燒瓶底部凝華，正確。 11．實驗室現(xiàn)有一包粉末狀藥品，可能由NaCl、FeCl3、Al2(SO4)3中的一種或多種組成，某同學為確定其組成，進行如圖實驗(所加試劑均為過量)。請回答下列問題： (1)操作Ⅰ的名稱是________。 (2)生成沉淀B的離子方程式為________________________________________________。 (3)純凈物E是________(填化學式，下同)。 (4)通過以上實驗，確定該藥品中一定含有____________，可能含有________。 解析：(1)從溶液中得到沉淀B的操作應該是過濾。(2)能與BaCl2反應生成沉淀的是Al2(SO4)3，則生成沉淀B的離子方程式為Ba2＋＋SO===BaSO4↓。(3)溶液A中加入過量NaOH溶液產(chǎn)生沉淀D，D加熱得到純凈物E，由于一定存在Al2(SO4)3，所以沉淀D只能是Fe(OH)3，則純凈物E是Fe2O3。(4)通過以上實驗可確定該藥品中一定含有FeCl3、Al2(SO4)3，可能含有NaCl。 答案：(1)過濾　(2)Ba2＋＋SO===BaSO4↓ (3)Fe2O3　(4)FeCl3、Al2(SO4)3　NaCl 12．海洋資源的利用具有廣闊前景。 (1)如圖是從海水中提取鎂的簡單流程。 工業(yè)上常用于沉淀Mg2＋的試劑A是________________________ (填物質名稱)，Mg(OH)2轉化為MgCl2的離子方程式是__________________________________。 (2)海帶灰中富含以I－形式存在的碘元素。實驗室提取I2的途徑如下所示： 干海帶海帶灰濾液 I2 ①灼燒海帶至灰燼時所用的主要儀器名稱是________。 ②向酸化的濾液中加H2O2溶液，寫出該反應的離子方程式： ________________________________________________________________________。 ③反應結束后，加入CCl4作萃取劑，采用萃取—分液的方法從碘水中提取碘，主要操作步驟如圖： 甲、乙、丙3步實驗操作中，不正確的是________(填“甲”“乙”或“丙”)。 解析：(1)工業(yè)上常用石灰乳或氧化鈣沉淀Mg2＋；氫氧化鎂和鹽酸反應生成氯化鎂和水，離子方程式為Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。(2)①灼燒固體時所用的主要儀器為坩堝。②加入H＋和H2O2起的作用為氧化劑，將I－轉化為單質碘，離子方程式為2H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O。③振蕩、靜置分層操持合理，而分離時分離下層液體后倒出上層液體，則丙圖不合理。 答案：(1)石灰乳(或氧化鈣)　Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O (2)①坩堝?、?H＋＋2I－＋H2O2===I2＋2H2O?、郾? 13．工業(yè)生產(chǎn)需要大量原料，消耗大量能源，在得到所需產(chǎn)品的同時產(chǎn)生了大量廢氣、廢水、廢渣。某工廠排放的廢水中含有Cu2＋、Fe2＋、Hg2＋、H＋等離子，某化學小組為了充分利用資源和保護環(huán)境，準備回收廢水中的銅和汞，同時得到綠礬。他們設計了如圖實驗方案： (1)現(xiàn)有儀器：酒精燈、玻璃棒、坩堝、蒸發(fā)皿、蒸餾燒瓶、燒杯、鐵架臺等，完成步驟Ⅳ的實驗操作還需要選擇的玻璃儀器是________。設計簡單實驗檢驗綠礬是否變質，簡述你的操作：_________________________________________________________________。 (2)步驟Ⅰ中加入過量鐵粉的目的是________________，步驟Ⅱ中________(填“能”或“不能”)用鹽酸代替硫酸。 (3)步驟Ⅴ利用氧化銅制取銅有如下四種方案： 方案甲：利用氫氣還原氧化銅； 方案乙：利用一氧化碳還原氧化銅； 方案丙：利用炭粉還原氧化銅； 方案?。合葘⒀趸~溶于稀硫酸，然后加入過量的鐵粉，過濾，再將濾渣溶于過量的稀硫酸，再過濾、洗滌、烘干。 從安全角度考慮，方案________不好；從產(chǎn)品純度考慮，方案________不好。 (4)寫出步驟Ⅱ中涉及反應的離子方程式：_______________________________； 步驟Ⅳ得到綠礬的操作是蒸發(fā)濃縮、________、_________。 解析：(1)濾液中硫酸亞鐵的濃度較低，先蒸發(fā)水到熱飽和溶液，然后降溫結晶，最后過濾得到硫酸亞鐵晶體，過濾還需要漏斗；綠礬變質生成＋3價鐵，檢驗Fe3＋用硫氰化鉀溶液，即取少量晶體溶于水，滴加硫氰化鉀溶液，若溶液變紅色，說明綠礬已變質。(2)加入過量的鐵粉，將Cu2＋和Hg2＋全部轉化成相應單質得到銅和汞；若用稀鹽酸代替稀硫酸，制得的綠礬中會混有氯化亞鐵雜質。(3)氫氣和一氧化碳易燃燒，且一氧化碳有毒，用二者還原氧化銅存在不安全因素，即易發(fā)生爆炸，所以從安全方面考慮甲、乙不好；用炭粉還原氧化銅，所得銅中易混有炭粉，即從純度方面考慮，丙不好。(4)根據(jù)框圖知濾渣成分為Cu、Fe、Hg，步驟Ⅱ加入稀硫酸只有Fe能與酸反應，所以反應的離子方程式為2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑。步驟Ⅳ是由硫酸亞鐵溶液得到綠礬的操作，需要經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶和過濾即可。 答案：(1)漏斗　取少量晶體溶于水，加入KSCN溶液，如溶液變紅色，則產(chǎn)品變質 (2)將Cu2＋、Hg2＋全部置換出來　不能　(3)甲、乙　丙　(4)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　冷卻結晶　過濾 14．(2019唐山模擬)磷酸鐵鋰是鋰電池的電極材料，其成分為LiFePO4、碳粉和鋁箔。對該材料進行資源回收研究，設計實驗流程如圖所示： 已知溶解度表： Li2CO3 LiOH LiI 0 ℃ 1.54 g 12.7 g 151 g 100 ℃ 0.72 g 13.6 g 179 g 回答下列問題： (1)由濾液1到沉淀1反應的離子方程式為_____________________________________。 (2)向濾渣1加入H2SO4、H2O2混合溶液時，磷酸鐵鋰溶解，反應的離子方程式為_________________________________________________________________________。 (3)對濾渣1酸浸操作，下列實驗條件控制正確的是______(填標號)。 a．加入H2O2溶液適當過量，有利于濾渣1的轉化 b．適當提高硫酸溶液濃度并攪拌 c．用HNO3代替所加H2SO4和H2O2，節(jié)約藥品更環(huán)保 (4)濾液2加氨水時，調節(jié)pH＝3，此時溶液中c(Fe3＋)＝__________________________{常溫下，Ksp[Fe(OH)3]＝4.010－38}。 (5)向濾液3中加入物質X，根據(jù)溶解度表判斷X可能是______________(填“Na2CO3”“NaOH”或“NaI”)。 (6)對沉淀3進行洗滌操作，應選擇____________(填“冷水”或“熱水”)進行洗滌。 (7)磷酸鐵鋰電池的工作原理為LiFePO4＋6CLi1－xFePO4＋LixC6，電池中的電解質可傳導Li＋。放電時正極的電極反應式為________________________________________________________________________。 解析：(1)由濾液1到沉淀1反應的離子方程式為AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。(2)向濾渣1加入H2SO4、H2O2混合溶液時，H2O2作氧化劑將Fe2＋氧化為Fe3＋，根據(jù)得失電子守恒寫出反應的離子方程式為2LiFePO4＋H2O2＋8H＋===2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O。(3)加入H2O2溶液適當過量，保證Fe2＋被完全氧化，a正確；從加快化學反應速率角度考慮，適當提高硫酸溶液濃度并攪拌，有利于濾渣1的轉化，b正確；用HNO3代替所加H2SO4和H2O2，會生成氮的氧化物，對環(huán)境有污染，c錯誤。(4)Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)c3(OH－)＝4.010－38，pH＝3，c(H＋)＝10－3 molL－1，則c(OH－)＝10－11 molL－1，此時溶液中c(Fe3＋)＝molL－1＝410－5 molL－1。(5)根據(jù)溶解度表知，Li2CO3的溶解度最小，故X可能是Na2CO3。(6)由溶解度表知，Li2CO3在100 ℃時的溶解度小于0 ℃時的，所以對沉淀3進行洗滌操作，應選擇熱水洗滌。(7)放電時正極發(fā)生還原反應，反應式為Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4。 答案：(1)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (2)2LiFePO4＋H2O2＋8H＋===2Li＋＋2Fe3＋＋2H3PO4＋2H2O (3)ab　(4)410－5molL－1　(5)Na2CO3　(6)熱水 (7)Li1－xFePO4＋xe－＋xLi＋===LiFePO4