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專題49 物質(zhì)的分離與提純 （滿分60分 時(shí)間30分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．制燒堿所用鹽水需兩次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗鹽水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42－等離子，過(guò)程如下： Ⅰ．向粗鹽水中加入過(guò)量BaCl2溶液，過(guò)濾 Ⅱ．向所得濾液中加入過(guò)量Na2CO3溶液，過(guò)濾 Ⅲ．濾液用鹽酸調(diào)節(jié)pH，獲得一次精制鹽水 （1）過(guò)程Ⅰ除去的離子是________________ （2）過(guò)程Ⅰ、Ⅱ生成的部分沉淀及其溶解度（20℃/g）如下表： CaSO4 Mg2(OH)2CO3 CaCO3 BaSO4 BaCO3 2.610－2 2.510－4 7.810－4 2.410－4 1.710－3 ①檢測(cè)Fe3+是否除盡的方法是_____________________。 ②過(guò)程Ⅰ選用BaCl2而不選用CaCl2，運(yùn)用表中數(shù)據(jù)解釋原因：________________。 ③除去Mg2+的離子方程式是_______________。 ④檢測(cè)Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除盡時(shí)，只需檢測(cè)Ba2+ 即可，原因是：_____________。 （3）第二次精制要除去微量的I－、IO3－、NH4+、Ca2+、Mg2+，流程示意如下： ①過(guò)程Ⅳ除去的離子是____________________ ②鹽水b中含有SO42－。Na2S2O3將IO3－還原為I2的離子方程式是：________________。 ③過(guò)程VI中，在電解槽的陰極區(qū)生成NaOH，結(jié)合化學(xué)平衡原理解釋：____________。 【答案】SO42－取少量過(guò)程II后的濾液于試管中，滴加幾滴KSCN 溶液，若溶液不變紅，說(shuō)明Fe3+已除盡；反之沒(méi)除盡BaSO4的溶解度比CaSO4的小，可將SO42－沉淀更完全2Mg2+ + 2CO32－+ H2O===Mg2(OH)2CO3↓+ CO2↑在BaCO3、CaCO3、Mg2(OH)2CO3中，BaCO3的溶解度最大，若Ba2+沉淀完全，則說(shuō)明Mg2+和Ca2+也沉淀完全NH4+、I－5S2O32－+ 8IO3－+ 2OH－== 4I2 + 10SO42－+ H2OH+在陰極上得電子變成H2逸出，使H2OH+ + OH－電離平衡向右移動(dòng)，OH－在陰極區(qū)濃度增大，Na+向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成 【解析】 【詳解】 （1）向粗鹽水中加入過(guò)量BaCl2溶液，硫酸根離子與氯化鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，通過(guò)過(guò)濾除去硫酸鋇，從而除去雜質(zhì)SO42-，故答案為：SO42-； NH4+、I-； ②鹽水b中含有SO42-，Na2S2O3將IO3-還原為I2，Na2S2O3被氧化成硫酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為：5S2O32-+8IO3-+2OH-═4I2+10SO42-+H2O，故答案為：5S2O32-+8IO3-+2OH-═4I2+10SO42-+H2O； ③電解過(guò)程中，H+在陰極上得電子變成H2逸出，使H2O?H++OH-電離平衡向右移動(dòng)，OH-在陰極區(qū)濃度增大，Na+向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成，故答案為：H+在陰極上得電子變成H2逸出，使H2O?H++OH-電離平衡向右移動(dòng)，OH-在陰極區(qū)濃度增大，Na+向陰極區(qū)移動(dòng)，最后NaOH在陰極區(qū)生成。 【點(diǎn)睛】本題考查了粗鹽的提純、難溶電解質(zhì)的沉淀平衡及轉(zhuǎn)化、電解原理等，掌握粗鹽的提純方法、物質(zhì)的分離與提純?cè)瓌t是解題的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為（2）④和（3）②，（2）④要注意根據(jù)溶度積分析解答；（3）②要注意離子方程式的配平方法的使用。 2．海洋植物如海帶、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘離子的形式存在。實(shí)驗(yàn)室里從海藻中提取碘的流程如下圖： （1）實(shí)驗(yàn)室焙燒海帶，需要下列儀器中的_________(填字母)。 a．試管 b．燒杯 c．坩堝 d．泥三角 e．鐵三腳架 f．酒精燈 （2）指出提取碘的過(guò)程中有關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作名稱：①________，③________。 （3）提取碘的過(guò)程中，可選擇的有機(jī)試劑是________(填字母)。 A．甲苯、酒精 B．四氯化碳、苯 C．汽油、乙酸 D．汽油、甘油 （4）小組用CCl4萃取碘水中的碘，在如圖的分液漏斗中，下層液體呈________色；打開(kāi)分液漏斗活塞，卻未見(jiàn)液體流下，原因可能是___________________； （5）實(shí)驗(yàn)室制取Fe(OH)3膠體化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________。 【答案】cdef過(guò)濾萃取分液B 紫紅分液漏斗上口活塞小孔未與空氣相通FeCl3+3H2O(g) Fe(OH)3(膠體)+3HCl 【解析】 【詳解】 （4）四氯化碳的密度大于水且和水不互溶，四氯化碳能萃取碘，所以有機(jī)層在下方、水在上方，碘的四氯化碳溶液呈紫紅色；如果分液漏斗上口活塞小孔未與空氣相通，則液體不會(huì)流出，故答案為：紫紅；分液漏斗上口活塞小孔未與空氣相通； （5）加熱燒杯中的水至沸騰，向沸水滴加幾滴飽和氯化鐵溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，即停止加熱，可以制得膠體，原理方程式為：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl，故答案為：FeCl3+3H2OFe(OH)3(膠體)+3HCl。 3．對(duì)于混合物的分離或提純，常采用的方法有：過(guò)濾、蒸發(fā)、蒸餾、萃取、滲析、加熱分解等。請(qǐng)你判斷下列各組混和物的分離或提純應(yīng)采用什么方法： （1）實(shí)驗(yàn)室中的石灰水久置，液面上常懸浮有CaCO3微粒，可采用________的方法除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3微粒。 （2）實(shí)驗(yàn)室中采用水解法制取的Fe(OH)3膠體中常常含有雜質(zhì)Cl－離子，可采用________的方法除去Fe(OH)3膠體中混有的雜質(zhì)Cl－離子。 （3）除去乙醇中溶解的微量食鹽可采用________的方法。 （4）粗鹽水中含有不溶性的泥沙、可溶性的氯化鈣、氯化鎂及一些硫酸鹽。對(duì)粗鹽水中的這些雜質(zhì)可依次加入合適沉淀劑、并采用________和________的方法得到精鹽。 （5）除去氧化鈣中的碳酸鈣可采用________的方法。 【答案】過(guò)濾滲析蒸餾過(guò)濾蒸發(fā)加熱分解 【解析】 4．某實(shí)驗(yàn)小組采用刻蝕廢液(主要含CuCl2、FeCl3、FeCl2、HCl)制取Cu和Cu2Cl2，實(shí)驗(yàn)流程如下： 已知：Cu2Cl2是白色固體，微溶于水，難溶于乙醇，受潮后在空氣中易被迅速氧化。 （1）“預(yù)處理"時(shí)，需用Na2CO3調(diào)節(jié)溶被至微酸性而不是堿性，其原因是_____ （2）“還原Ⅰ”需在80℃條件下進(jìn)行，適宜的加熱方式為_(kāi)______ （3）“還原Ⅱ”中，Cu2+參與反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____ （4）“攪拌”時(shí)加入NaCl粉末的作用是________ （5）“過(guò)濾Ⅱ”得到的Cu2Cl2需用無(wú)水乙醇洗滌，并在真空干燥機(jī)內(nèi)于70℃干燥2小時(shí)，冷卻，密封包裝。于70℃真空干燥的目的是_________ （6）①請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從“過(guò)濾Ⅰ”所得濾渣中獲取Cu的實(shí)驗(yàn)方案:_______(實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑：稀硫酸、稀硝酸、蒸餾水)。 ②現(xiàn)欲測(cè)定途徑a、b回收銅元素的回收率比，請(qǐng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案：_______________，分別按途徑a、b制取Cu和Cu2Cl2，測(cè)得Cu的質(zhì)量為m1g，Cu2Cl2的質(zhì)量為m2g，則途徑a、b銅素的回收率比為_(kāi)_______(銅元素回收率=產(chǎn)品中銅元素質(zhì)量/廢液中銅元素的質(zhì)量100%) 【答案】 防止Cu形成沉淀 水浴加熱 2Cu2++SO32-+2C1-+H2O=Cu2C12↓+SO42-+2H+ Cu2Cl2微溶于水，增大Cl-濃度，有利于Cu2Cl2析出(沉淀) 加快乙醇和水的揮發(fā)，防止Cu2Cl2被空氣氧化 稀硫酸加到濾渣中，攪拌，充分反應(yīng)至無(wú)氣體產(chǎn)生為止，過(guò)濾并用蒸餾水洗滌2~3次，低溫烘干 取兩份相同體積的預(yù)處理后的水樣 199m1/128m2 【解析】（1）如果調(diào)節(jié)溶液至弱堿性，就有可能形成氫氧化銅沉淀，造成銅元素的損失。 解度，有利于其析出。 （5）加熱到70℃是為了使乙醇和水快速氣化，加快干燥的速率，同時(shí)已知：Cu2Cl2受潮后在空氣中易被迅速氧化，干燥時(shí)為了避免其被空氣氧化，選擇了真空干燥。 （6）①過(guò)濾Ⅰ得到的固體是Fe和Cu，Cu不與稀硫酸反應(yīng)，而Fe會(huì)與硫酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵溶于水，所以實(shí)驗(yàn)方案為：稀硫酸加到濾渣中，攪拌，充分反應(yīng)至無(wú)氣體產(chǎn)生為止，過(guò)濾并用蒸餾水洗滌2~3次，低溫烘干（避免Cu被氧化）。