④锌粉与碘的混合物中滴入水会生紫烟(反应放热使碘升华)
8.白色世界
(1)基态:
Pb(蓝白色)、Hg、铝粉、大多数块状金属、PbSO4、BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、Fe(OH)2(不稳定)、Mg(OH)2、Al(OH)3、ZnS
(2)化学变化:
①H2在Cl2中燃烧呈现苍白色火焰,
②NH3遇HCl产生白烟,
③Mg、Al在氧气中燃烧发出耀眼的白光
④红磷在氯气中燃烧时产生白色烟雾,
⑤红磷在氧气中燃烧时产生白烟。
[例2]只用一种试剂即可区别NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等八种无色溶液,这种试剂为()
A.硫酸B.氨水C.FeCl3溶液D.盐酸
[解析]FeCl3溶液与NaBr不反应,与NaI反应生成I2产生紫色沉淀,与NaOH生成Fe(OH)3红褐色沉淀,与Na2CO3产生沉淀和气体,与NaSCN生成血红色溶液,与H2S产生淡黄色S沉淀、与AgNO3产生白色沉淀,与C6H5OH显紫色。
答案C
【考点3】特殊的除杂方法
特别提醒:
在使用常规的方法无法进行除杂操作时,即根据物理方法或化学反应不能将杂质直接除去,可突破定势思维,“一反常规”,将被提纯的物质先转化为其他物质,然后再利用化学反应将其重新还原为被提纯物质,在此过程中杂质即被除去。
[例3](09届盐城高三联考)七水硫酸镁(MgSO4·7H2O)在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用,利用化工厂生产硼砂的废渣-一硼镁泥可制取七水硫酸镁。
硼镁泥的主要成分是MgCO3,还含有其他杂质(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH
沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Mg(OH)2
pH值
5.2
3.2
9.7
10.4
11.2
表2两种盐的溶解度(单位为g/100g水)
温度/℃
10
30
40
50
60
CaSO4
0.19
0.21
0.21
0.20
0.19
MgSO4·7H2O
30.9
35.5
40.8
45.6
/
硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
根据以上流程图并参考表格pH数据和溶解度数据,试回答下列问题:
(1)过滤I的滤液中加入硼镁泥,调节溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加热煮沸,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子反应方程式为_______。
加热煮沸的主要目的是________。
(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外还含有_______(填化学式)等物质。
(3)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验方法是_______;
(4)沉淀C的化学式是_______。
过滤II需趁热过滤的理由是_______
[解析]向硼镁泥中加硫酸时MnO2、SiO2不溶解,PH=5~6时Fe(OH)3、Al(OH)3也会沉淀,加热煮沸的主要目的是促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2,由于MgSO4的溶解度不大,温度低时结晶析出,所以过滤II需趁热过滤。
答案:
(1)Mn2++ClO-+H2O=MnO2↓+2H++Cl-
促进Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2
(2)Fe(OH)3Al(OH)3
(3)取过滤II后的滤液1~2ml于试管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不显红色,证明滤液中无Fe3+
(4)CaSO4·2H2O或CaSO4以防MgSO4在温度低时结晶析出。
【热点解析】
【热点1】物质的鉴别
[真题1](2005广东高考)下列各组物质仅有蒸镏水不能鉴别出的是()A.苯、酒精、硝基苯B.食盐、烧碱、硝酸铵
C.蔗糖、硫酸铜粉末、碳酸钙粉末D.氧化铜、二氧化锰、活性炭
[思路分析]解答本题可以从每项中各物质加入水后物理、化学变化及试验现象的异同着手。
[解析]A中酒精溶于水,苯在水上层,硝基苯在下层;B中的烧碱溶于水放热,硝酸铵溶于水吸热;C中硫酸铜溶于水为蓝色,碳酸钙粉末不溶于水;D中都为黑色不溶于水的物质。
答案:
D
[名师指引]本题主要考查利用物理、化学性质的差别鉴别不同物质的方法。
[新题导练]1(2007年高考广东文基,实验)下列实验可行的是()
(A)用澄清石灰水检验CO中含有的CO2
(B)用BaCl2除去NaOH溶液中混有的少量Na2SO4
(C)用KSCN溶液检验溶液中含有的Fe2+
(D)用溶解、过滤的方法分离CaCl2和NaCl固体混合物
答案:
A[解析]B会引入过量的BaCl2杂质;C中KSCN溶液只能检验溶液中的Fe3+;D中CaCl2和NaCl都溶解于水,不能用溶解、过滤的方法分离。
【热点2】混合物检验的实验设计
[真题2](2008四川卷)某固体混合物可能含有MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3和CuSO4。
将该混合物进行如下实验,根据所给实验现象完成表格(对于能确定的物质在相应位置写化学式,暂不能确定的物质在相应位置填“无”):
(1)将少许混合物放入水中得到无色溶液和白色沉淀。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(2)取溶液进行焰色反应,火焰呈黄色;
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(3)取白色沉淀加入稀盐酸,沉淀完全溶解并放出气体。
肯定存在的物质
肯定不存在的物质
理由
(4)通过上述实验仍无法确定的物质是______________。
[思路分析]本题主要考查离子的检验和共存,解题的关键在于熟悉常见物质、离子的特征,然后结合题意解决问题。
[解析]
(1)混合物放入水中得到无色溶液,肯定无CuSO4,因为CuSO4溶液是蓝色的。
因为BaCO3、BaSO4、MgCO3等都是不溶于水的白色沉淀,所以无法确定存在哪些物质。
(2)焰色反应呈黄色,说明存在钠盐,即混合物中肯定含有Na2SO4。
不能确定哪种物质肯定不存在。
(3)在
(2)中通过焰色反应,确定混合物中含有Na2SO4,则混合物中一定不含Ba(NO3)2溶液,否则和Na2SO4生成BaSO4,不溶于盐酸;另外混合物中也一定不含AgNO3溶液,否则加入盐酸生成白色AgCl沉淀。
白色沉淀溶于盐酸,并放出气体,则一定为MgCO3。
(4)通过上述试验仍无法确定是否含有Al2(SO4)3。
无
CuSO4
溶液无色,而CuSO4溶液为蓝色
答案:
(l)
(2)
Na2SO4
无
钠的焰色反应呈黄色
(3)
MgCO3
Ba(NO3)2AgNO3
MgCO3沉淀溶于盐酸,有气体放出;如有Ba(NO3)2,生成的BaSO4沉淀不溶于盐酸;如有AgNO3,生成的沉淀在盐酸中不消失。
(4)Al2(SO4)3
[名师指引]本题将物质、离子检验的方法与阅读分析相结合,即要求考生掌握离子检验的基础知识,又要求考生能正确获取信息。
[新题导练]2.某无色溶液,其中可能存在如下离子:
Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2―、S2―、CO32―、SO32―、SO42―,现取该溶液进行有关实验,结果与下图所示。
试回答下列问题:
(1)生成沉淀甲的离子方程式为 。
(2)由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式 。
(3)沉淀丙是 。
如何用一化学实验来确定其成分 。
(4)气体甲的成分有哪几种可能 。
(5)综合上述信息,可以肯定存在的离子有 ,
一定不存在的离子是 ,可能存在的离子是 。
答案:
(1)2S2―+SO32―+6H+=3S↓+3H2O
(2)Al3++3HCO3―=Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)BaCO3或BaCO3与BaSO4的混合物;在所得沉淀丙中加入稀盐酸,若沉淀全部溶解,说明沉淀丙是BaCO3,若沉淀仅部分溶解,说明沉淀是BaCO3和BaSO4的混合物。
(4)气体甲有5种可能:
①H2S②SO2③CO2④CO2和H2S⑤CO2和SO2
(5)Na+、S2―、SO32―、AlO2―;Ag+、Ba2+、Al3+;CO32―、SO42―
【热点3】分离提纯在化工生产中的运用
[真题3](2008广东卷)碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。
工业碳酸钠(钝度约98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO
等杂质,提纯工艺路线如下:
已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示:
回答下列问题:
(1)滤渣的主要成分为 。
(2)“趁热过滤”的原因是 。
(3)若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是 (写出1种)。
(4)若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是 。
(5)已知:
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH1=+473.63kJ·mol-1
写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 。
[思路分析]本题首先要根据图弄清生产流程,然后据具体解决各个小题所涉及的问题。
[解析]
(1) 因工业碳酸钠中含有Mg2+,Fe3+,Ca2+,所以“除杂”中加入过量的NaOH溶液,可生成Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(OH)2沉淀。
(2) 观察坐标图,温度减少至313K时发生突变,溶解度迅速减少,弱不趁热过滤将析出晶体。
(3) 思路方向:
1.减少过滤的时间2.保持过滤时的温度。
(4) 思路:
分析“母液”中存在的离子,若参与循环,将使离子浓度增大,对工业生产中哪个环节有所影响。
(5)通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3·H2O(S)====Na2CO3(s)+H2O(g)。
答案:
(1) 滤渣的主要成分为Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3。
(2) “趁热过滤”的原因是使析出的晶体为Na2CO3·H2O,防止因温度过低而析出Na2CO3·10H20晶体,令后续的加热脱水耗时长。
(3) 若在实验室进行“趁热过滤”,可采取的措施是用已预热的布氏漏斗趁热抽滤。
(4) 若“母液”循环使用,可能出现的问题及其原因是问题:
溶解时有大量沉淀生成,使Na2CO3损耗且产物Na2CO3混有杂质;原因:
“母液”中,含有的离子有Ca2+,Na+,Cl-,SO42-,OH-,CO32-,当多次循环后,使用离子浓度不断增大,溶解时会生成CaSO4,Ca(OH)2,CaCO3等沉淀。
(5) 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式
Na2CO3·H2O(S)====Na2CO3(s)+H2O(g)&8710;H=+58.73kJ/mol
[名师指引]本题主要以元素化合物为背景,以化学工业原理为基础,将分离提纯、物质制备及基本操作等内容融为一体,形成综合实验题。
[新题导练]3(2009深圳东方书院第二次模拟)Ⅰ.下列实验操作的结果偏高的是()
A.配制溶液时,容量瓶中原有少量蒸馏水
B.配制溶液操作中,转移溶解的溶液后,玻璃棒、烧杯未洗涤
C.配制溶液时,定容时仰视观察液面
D.用固体NaOH配制其溶液时,溶解后直接将溶液转移至容量瓶并定容
E.用标准酸溶液滴定未知浓度的碱液时,酸式滴定管终点读数时俯视
F.用标准酸溶液滴定未知浓度的碱液时,用碱式滴定管量取碱液时尖嘴气泡前无后有
Ⅱ.氯化铜晶体中常含FeCl2杂质,为制得纯净氯化铜晶体(CuC12·2H2O),首先将其溶于稀盐酸中,然后按下面所示操作步骤进行提纯。
Cu2+、Fe2+、Cl-
Ⅰ过程
加入X
Ⅱ溶液
蒸发
结晶
CuCl2·2H2O
(晶体)
Z
加入Y
操作Ⅲ
W
已知:
氢氧化物开始沉淀时的pH
氢氧化物沉淀完全时的pH
Cu2+
4.7
6.7
Fe2+
7.6
9.6
Fe3+
1.9
3.2
(1)下列物质中,在Ⅰ中加入的X最适合的是(填序号)
A.FeB.KMnO4C.H2O2D.NaOH
一定条件
(2)加入的物质Y可以是,操作Ⅲ的名称是。
(3)某同学利用反应Cu+2H+Cu2++H2↑设计实验来制取氯
化铜溶液。
该同学设计