高考化学 黄金易错点专题汇编 专题26 物质的分离 提纯和物质的检验.docx
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高考化学黄金易错点专题汇编专题26物质的分离提纯和物质的检验
2014年高考化学黄金易错点专题汇编专题26物质的分离提纯和物质的检验
1.下列物质提纯的方法正确的是( )
A.除去混在NO2气体中的NO:
将气体与过量O2混合
B.除去混在CO2气体中的SO2:
将气体依次通过足量酸性KMnO4溶液和浓硫酸
C.除去KCl溶液中的K2CO3:
加入过量的BaCl2溶液后过滤
D.除去乙酸中混有的乙醇:
向混合液中加入生石灰后蒸馏
2.物质的鉴别有多种方法。
下列能达到鉴别目的的是( )
①用水鉴别苯、乙醇、溴苯
②用相互滴加的方法鉴别Ca(OH)2和NaHCO3溶液
③点燃鉴别甲烷和乙烯
A.①②B.①③
C.②③D.①②③
3.某无色溶液中可能含有①Na+、②Ba2+、③Cl-、④Br-、⑤SO32-、⑥SO42-中的若干种(忽略水电离出的H+、OH-),依次进行下列实验,且每步所加试剂均过量,观察到的现象或得出的结论如表所示。
步骤
操作
现象或结论
(1)
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
(2)
向溶液中滴加氯水,再加入CCl4振荡,静置
CCl4层呈橙色
(3)
向所得的水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
(4)
过滤,向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
下列结论正确的是( )
A.肯定含有的离子是③④⑤
B.肯定没有的离子是②⑤
C.可能含有的离子是①⑥
D.不能确定的离子是③⑥
4.某混合气体中可能含有H2、CO、CO2、HCl、NH3和H2O(g)中的两种或多种,当混合气体依次通过:
①澄清石灰水(无浑浊现象);②氢氧化钡溶液(有浑浊现象);③浓硫酸(无明显现象);④灼热的氧化铜(变红);⑤无水硫酸铜(变蓝)。
对该混合气体成分的判断正确的是( )
A.一定没有CO2,肯定有H2
B.一定有CO、CO2和H2O(g)
C.可能有CO2、NH3、和H2O(g)
D.一定有H2、CO2、HCl
5.下列鉴别方法可行的是( )
A.用氨水鉴别Al3+、Mg2+和Ag+
B.用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl-、SO42-和CO32-
C.用核磁共振氢谱鉴别1-溴丙烷和2-溴丙烷
D.用KMnO4酸性溶液鉴别CH3CH===CHCH2OH和CH3CH2CH2CHO
6.下列除去杂质的方法正确的是( )
A.除去CO2中混有的CO:
用澄清石灰水洗气
B.除去BaCO3固体中混有的BaSO4:
加过量盐酸后,过滤、洗涤
C.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:
加入过量铁粉,过滤
D.除去Cu粉中混有的CuO:
加适量稀硝酸后,过滤、洗涤
7.下列实验装置不适用于物质分离的是( )
8.能鉴别MgI2、AgNO3、Na2CO3、NaAlO2四种溶液的试剂是( )
A.HNO3 B.KOH
C.BaCl2D.NaClO
9.下列鉴别方法可行的是( )
A.用氨水鉴别Al3+、Mg2+和Ag+
B.用Ba(NO3)2溶液鉴别Cl-、SO42-和CO32-
C.加入澄清石灰水,能产生白色沉淀,则原溶液中一定含有CO32-
D.检验某溶液中是否含有SO42-时,应取少量该溶液,依次加入稀盐酸和BaCl2溶液
10.一瓶澄清透明的溶液,可能含有下列离子中的一种或几种:
Fe2+、Fe3+、Ba2+、Al3+、NH4+、SO42-、HCO3-、NO3-和Cl-。
对此溶液进行如下实验:
①溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸呈红色。
②取少量溶液浓缩后加入铜片和浓硫酸共热,有红棕色气体生成。
③取少量溶液,加入用硝酸酸化的氯化钡溶液,产生白色沉淀。
④另将③中的沉淀过滤出来,向滤液中加入硝酸银溶液,生成白色沉淀。
⑤另取少量原溶液,逐滴加入氢氧化钠溶液至过量,先看到生成沉淀,随之该沉淀部分溶解,并呈红褐色。
根据上述实验现象推断:
(1)溶液中肯定存在
的离子有
________________
________________________________________________________。
(2)溶液中肯定不存在的离子有
________________________________________________________________________。
(3)溶液中不能确定是否存在的离子有
____________________________________________________
____________________。
(4)对上述实验操作如何改进,才能确定(3)中的离子是否存在:
________________________________________________________________________。
3.【错因分析】 对题目要求理解不透彻,限制条件被忽视等造成错误。
如:
①对括号内的说明视而不见;②对用“化学方法鉴别”忽视;③对“依次”还是“分别”等词语注意不到。
10.解析:
由操作①可知溶液呈酸性,溶液中不存在HCO3-,由操作②可知溶液中一定含有NO3-,由操作③可知溶液一定含有SO42-,因此不存在Ba2+,由于操作③中加入了氯化钡溶液,操作④无法确定Cl-是否存在,操作⑤中沉淀部分溶解,且呈红褐色,溶液中一定存在Fe3+、Al3+,
由于酸性条件下NO3-具有氧化性,一定不存在Fe2+。
答案:
(1)Fe3+、Al3+、NO3-、SO42-
易错起源1、物质的分离和提纯的常用化学方法
例1.除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是( )
A.HNO3溶液(H2SO4),适量BaCl2溶液,过滤
B.CO2(SO2),酸性KMnO4溶液、浓硫酸,洗气
C.KNO3晶体(NaCl),蒸馏水,结晶
D.C2H5OH(CH3CO
OH),加足量CaO,蒸馏
1.加热法
混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出去。
例如:
食盐中混有氯化铵,纯碱中混有小苏打等均可直接加热除去杂质。
2.沉淀法
在混合物中加入某试剂,使其中一种以沉淀形式分离出去的方法。
使用该方法一定要注意不能引入新的杂质。
若使用多种试剂将溶液中不同微粒逐步沉淀时,应注意后加试剂能将前面所加试剂的过量部分除去,最后加的试剂不引入新的杂质。
例如,加适量BaCl2溶液可除去NaCl中混有的Na2SO4。
3.转化法
不能通过一次反应达到分离的目的,要经过转化为其他物质才能分离,然后再将转化物质恢复为原物质。
例如:
分离Fe3+和Al3+时,可加入过量的NaOH溶液,生成Fe(OH)3和NaAlO2,过滤后,再加盐酸重新生成Fe3+和Al3+。
注意转化过程中尽量减少被分离物质的损失,而且转化物质要易恢复为原物质。
4.酸碱法
被提纯物质不与酸碱反应,而杂质可与酸碱发生反应,用酸碱作除杂试剂。
例如:
用盐酸除去SiO2中的石灰石,用氢氧化钠溶液除去铁粉中的铝粉等。
5.氧化还原法
(1)对混合物中混有的还原性杂质,可加入适当的氧化剂使其被氧化为被提纯物质。
例如:
将氯水滴入混有FeCl2的FeCl3溶液中,除去FeCl2杂质。
(2)对混合物中混有的氧化性杂质,可加入适当还原剂将其还原为被提纯物质。
例如:
将过量铁粉加入混有FeCl3的FeCl2溶液中,振荡过滤,即可除去FeCl3杂质。
6.调节pH法
通过加入试剂来调节溶液的pH,使溶液中某组分沉淀而分离的方法。
一般加入相应的难溶或微溶物来调节。
例如:
在CaCl2溶液中含有FeCl3杂质,由于三氯化铁的水解,溶液是酸性溶液,就可采用调节溶液pH的办法将Fe3+沉淀出去,为此,可向溶液中加氧化钙或氢氧化钙或碳酸钙等。
7.电解法
此法利用电解原理来分离、提纯物质,如电解精炼铜,将粗铜作阳极,精铜作阴极,电解液为含铜离子的溶液,通直流电,粗铜及比铜活泼的杂质金属失电子,在阴极只有铜离子得电子析出,从而提纯了铜。
除气体中的杂质可用溶液进行洗气,如除CO中的CO2,可用盛有NaOH溶液的洗气瓶;也可用固体转化法,如除CO2中的CO可通过灼热的CuO。
但不能用气体转化法,如除CO2中的CO不能通过2CO+O2=2CO2除杂,因为O2用量不易控制,容易混入新的杂质O2。
易错起源2、物质的检验与鉴别
例2.某钠盐溶液中可能含有NO2-、SO42-、SO32-、CO32-、Cl-、I-等阴离子。
某同学取5份此溶液样品,分别进行了如下实验:
①用pH计测得溶液的pH大于7
②加入盐酸,产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO3溶液产生白色沉淀,且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,该沉淀溶于稀硝酸且放出气体,将气体通入品红溶液,溶液不褪色
⑤加足量BaCl2溶液,产生白色沉淀,在滤液中加入酸化的(NH4)2Fe(SO4)2溶液,再滴加KSCN溶液,显红色
该同学最终确定在上述六种离子中仅含NO2-、CO32-、Cl-三种阴离子。
请分析,该同学只需要完成上述哪几个实验,即可得出此结论( )
A.①②④⑤ B.③④
C.③④⑤D.②③⑤
根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。
1.检验方法
(1)若是固体,一般应先用蒸馏水溶解
(2)若同时检验多种物质,应将试管编号
(3)要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验
(4)叙述顺序应是:
实验(操作)→现象→结论→原理(写方程式)
2.物质鉴定的一般步骤
→
→
→
→
鉴别题的特殊类型及方法
(1)不用试剂鉴别一组物质:
解题方法有特征现象法、加热法、列表优选法、逐
一检出法、互滴法。
①特征现象法:
先借用待鉴别物质中的特殊颜色、特殊气味、挥发出雾状气体等特征现象鉴别出个别物质,再借用这种物质去鉴别其他各物质。
⑤互滴法
化学反应原理:
两种物质相互反应,量不同,则反应产物不同,互滴时现象不同。
(2)只用一种试剂鉴别一组物质:
这类题多数是根据被检物质的特性,选择一种试剂能与(n-1)种被检物质分别发生作用产生不同现象达到鉴别的目的。
1.下列分离物质的方法中,利用了物质的沸点的是( )
A.蒸馏B.萃取C.重结晶D.蒸发
2.以下实验装置一般不用于分离物质的是( )
3.下列实验装置图所示的实验操作,不能达到相应的实验目的的是( )
4.对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测正确的是( )
A.实验Ⅰ:
液体分层,下层呈无色
B.实验Ⅱ:
烧杯中先出现白色沉淀,后溶解
C.实验Ⅲ:
试管中溶液颜色变为红色
D.实验Ⅳ:
放置一段时间后,饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体
5.制备高纯MnCO3固体:
已知MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;Mn(OH)2开始沉淀的pH=7.7。
请补充由MnSO4溶液制备高纯MnCO3的操作步骤[实验中可选用的试剂:
Ca(OH)2、NaHCO3、Na2CO3、C2H5OH]。
①______________________________________________________________;
②__________________________________________
____________________;
③_______________________________________________________________;
④_____________________________________________________________;
⑤低于100℃干燥。
6.溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
苯
溴
溴苯
密度/g·cm-3
0.88
3.10
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。
在b中小心加入4.0mL液态溴。
向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了__________气体。
继续滴加至液溴滴完。
装置d的作用是____________。
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。
NaOH溶液洗涤的作用是______________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。
加入氯化钙的目的是________。
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为__________,要进一步提纯,下列操作中必须的是__________(填入正确选项前的字母)。
A.重结晶B.过滤C.蒸馏D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是________(填入正确选项前的字母)。
A.25mLB.50mLC.250mLD.500mL
7.废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。
实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下:
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是________________________(用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。
除去H2O2的简便方法是__________。
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。
下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Fe2+
5.8
8.8
Zn2+
5.9
8.9
实验中可选用的试剂:
30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:
①_______________________________________________________________;
②_________________________________________________________________;
③过滤;
④_______________________________________________________________;
⑤过滤、洗涤、干燥;
⑥900℃煅烧。
8.下列是制备CuO的流程图:
工业CuSO4
CuSO4溶液
CuSO4·5H2O―→……―→CuO
(1)步骤Ⅰ的目的是除去不溶性杂质。
操作是________________________________。
(2)步骤Ⅱ的目的是除铁。
操作是:
滴加H2O2溶液,稍加热;当Fe2+转化完全后,慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末,搅拌,以控制溶液pH=3.5;加热煮沸一段时间,过滤,用稀硫酸酸化滤液至pH=1。
控制溶液pH=3.5的原因是_________________
_______________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。
操作是_____________________________
______________________________________________________________________,过滤,水浴加热烘干。
水浴加热的特点是
__________________________________
_。
9.有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液,它们都是中学化学中常用的无机试剂。
纯E为无色油状液体;B、C、D和F是盐溶液,且它们的阴离子均不同。
现进行如下实验:
①A有刺激性气味,用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾;
②将A分别加入其他五种溶液中,只有D、F中有沉淀生成;继续加入过量A时,D中沉淀无变化,F中沉淀完全溶解;
③将B分别加入C、D、E、F中,C、D、F中产生沉淀,E中有无色、无味气体逸出;
④将C分别加入D、E、F中,均有沉淀生成,再加入稀HNO3,沉淀均不溶。
根据上述实验信息,请回答下列问题:
(1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式):
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(2)不能确定的溶液,写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法:
________________________________________________________________________
__________________________________________
______________________________
________________________________________________________________________。
10.锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为
________________________________________________________________________。
(2)第③步反应的离子方程式是
________________________________________________________________________。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:
_______
_________________________________________________________________
__________________________________________
______________________________。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有________gNa2CO3参加了反应。
子洗干净,故需要检验SO
是否除尽;④由题已知条件可知,潮湿的MnCO3易被空气氧化,所以在SO
被除去之后,用少量乙醇再次洗涤,乙醇沸点低,易挥发,易带走MnCO3沉淀表面的水分,可有效防止MnCO3被氧化;⑤当温度高于100℃时,MnCO3开始分解,所以在干燥MnCO3过程中,须将温度控制在100℃以下。
(3)将CuSO4溶液加热蒸发至有大量晶体出现时,停止加热 受热均匀,温度易于控制在100℃以下
解析
(1)不溶性杂质由于不溶于水,采用过滤的方法除去。
(2)步骤Ⅱ操作:
向含有CuSO4、FeSO4的溶液中滴加H2O2,发生反应:
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O,此时溶液的pH<3.5,而pH=3.5时,Fe(OH)3沉淀易形成,故此时要加入Cu2(OH)2CO3粉末,以中和H+,控制pH=3.5,同时加热煮沸,使Fe3+水解趋于
完全,生成Fe(OH)3沉淀,同时抑制Cu2+的水解,过滤除去Fe(OH)3沉淀,再加稀硫酸酸化
得到CuSO4溶液。
(3)通过蒸发溶剂、冷却结晶的方法析出硫酸铜晶体,加热烘干时温度不能超过100℃,且需温度恒定,以防温度过高使硫酸铜分解,因此采用水浴加热。