高考化学考点必练专题21物质的制备分离与提纯补差专练.docx
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高考化学考点必练专题21物质的制备分离与提纯补差专练
考点二十一物质的制备、分离与提纯补差专练
1．（2019届广东省中山市第一中学高三上学期第二次统测）化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。
下列有关说法不正确的是（）
A．“天宫二号”使用的碳纤维，是一种新型无机高分子材料
B．2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获诺贝尔化学奖，使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。
利用此类光学显微镜可以观察活细胞内蛋白质等大分子
C．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化
D．“霾尘积聚难见路人”，雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应
【答案】C
2．（2019届黑龙江省鹤岗市第一中学高三上学期第一次月考）除去下列物质中含有的少量杂质（括号中的物质）的方法中错误的是
A．H2（HCl）:
通过水洗涤B．NO2（NO）:
通入过量氧气
C．NO（NH3）:
通过水洗涤D．NH4Cl溶液（I2）:
用CC14萃取并分液
【答案】B
【解析】A．HCl极易溶于水，而氢气不能，则通过水洗涤可除杂，故A正确；B．通入过量氧气，会引入新杂质氧气，故B错误；C．氨气极易溶于水，而NO不能，则通过水洗涤可除杂，故C正确；D．碘易溶于四氯化碳，而氯化铵不能，则用CCl4萃取可分离，故D正确。
3．（2019届齐鲁名校教科研协作体湖北、山东部分重点中学高三第一次联考）下列实验操作与装置均正确的是（）
A．用甲装置从青蒿中提取对治疗疟疾有特效的青蒿素
B．用乙装置配制酸碱中和滴定的标准液（0.1000mol/LHCl）
C．用丙装置从海带灰中提取碘单质
D．用丁装置将含等物质的量的K2SO4和Al2（SO4）3的混合溶液蒸干得到明矾晶体
【答案】A
4．（天津市2017-2018学年第二学期高三化学模拟试题）除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是
【答案】B
【解析】A．因乙烷易溶于四氯化碳，不可用溴水除杂应该改用溴水，选项A错误；B．铁粉可与氯化铁反应生成氯化亚铁，可除去杂质，选项B正确；C．二者均与氢氧化钠反应，不能除杂，应选盐酸、过滤，故C错误；D、乙酸与碳酸钠溶液反应，乙酸乙酯不溶于水，且在饱和碳酸钠溶液上层，不互溶，则分液、干燥、蒸馏可得纯净的乙酸乙酯，选项D错误。
5．（2019届宁夏银川一中高三第二次月考）下列除杂试剂的选择或除杂操作正确的是
选项
括号内为杂质
除杂试剂
除杂操作
A
CO2（SO2）
Na2CO3溶液．
将气体通过足量的Na2CO3溶液
B
Na2O2（Na2O）固体
O2
在纯氧气中加热
C
FeCl3溶液（CuCl2）
Fe粉
加入过量Fe粉，充分反应后过滤
D
Na2SO4溶液（Na2CO3）
盐酸
加入盐酸至不再产生气泡为止
【答案】B
6．（2018届宁夏六盘山高级中学高三上学期第一次月考）下列说法正确的是（）
A．淀粉和纤维素的分子式不同，所含的碳、氢、氧元素的质量比也不同
B．苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳气体，生成苯酚和碳酸钠
C．鉴别地沟油和矿物油，可以加入足量的氢氧化钠溶液共热，不分层的是地沟油
D．分离四氯化碳和甲苯的方法与分离汽油和水的方法一样
【答案】C
【解析】A、淀粉和纤维素的分子式为（C6H10O5）n，虽然n值不同，但所含C、H、O的质量比是相同的，故A错误；B、苯酚钠溶液中通入少量的CO2，生成苯酚和碳酸氢钠，故B错误；C、地沟油属于油脂，在NaOH溶液中发生水解，其产物是高级脂肪酸钠和甘油，都溶于水，不出现分层，矿物油属于烃，不与NaOH溶液发生反应，出现分层，故C正确；D、甲苯和四氯化碳互溶，分离时常采用蒸馏方法，汽油不溶于水，采用分液方法进行分离，故D错误。
7．（2019届湖南省醴陵市第二中学高三上学期第二次月考）下列除杂方案错误的是（）
选项
被提纯的物质
杂质
除杂试剂或方法
A
FeCl3（aq）
Al3+（aq）
NaOH溶液、盐酸
B
Cl2（g）
HCl
饱和NaCl溶液、浓H2SO4
C
NH4Cl（aq）
Fe3+（aq）
NaOH溶液
D
Na2CO3（s）
NaHCO3（s）
加热
【答案】C
【解析】A、氢氧化钠溶液与Fe3+生成Fe（OH）3沉淀，而Al3+可溶于过量的氢氧化钠溶液，过滤得到Fe（OH）3，加盐酸调节酸度，重新生成FeCl3，故正确；B、HCl气体极易溶于水，Cl2在饱和食盐水中溶解度很小，所以可以通过饱和食盐水和浓硫酸通过洗气的方法除去HCl气体，从而达到提纯的目的，故B正确；C、，氢氧化钠溶液与Fe3+生成Fe（OH）3沉淀，可用除杂除去，但是氢氧化钠溶液也会和NH4+反应生成弱碱NH3⋅H2O，不符合除杂的规则，故C错误；D、Na2CO3灼烧无变化，NaHCO3灼烧会分解生成Na2CO3、H2O和CO2，后二者以气体形式逸出，所以可通过灼烧除去NaHCO3，故D正确。
8．（2019届宁夏育才中学高三上学期第一次月考）下列实验设计方案中，可行的是（）
A．用加入适量铜粉的方法除去Cu（NO3）2溶液中混有的AgNO3
B．用洗气瓶中的NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体
C．向某无色未知溶液中仅加入BaCl2溶液，以检验未知溶液中的SO42－
D．用加热的方法提纯含有少量碳酸钠的碳酸氢钠
【答案】A
9．（2019届湖南省醴陵市第二中学高三上学期第一次月考）如图是氯化钠、氯化铵和碳酸氢钠三种物质的溶解度曲线，分析曲线得到的以下说法中，正确的是（）
①冷却含有Na+、Cl-、NH4+、HCO3-的浓热的溶液，可得到碳酸氢钠晶体
②在20℃时，三种物质饱和溶液的溶质质量分数为NH4Cl＞NaCl＞NaHCO3
③在30℃时，氯化钠和氯化铵固体各20g分别溶于50g水，所得溶液都是饱和溶液
④利用结晶法从氯化钠、氯化铵混合物中分离出氯化铵的最佳温度在10℃以下
A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④
【答案】B
10．（2019届河北省武邑中学高三上学期第二次调研考试）观察下列实验装置图，试回答下列问题：
①②③④
（1）图中③实验操作的名称是__________________；
（2）写出装置④中所用玻璃仪器的名称____________________，____________________；
（3）下列实验需要在哪套装置中进行（填序号）：
a、从海水中提取蒸馏水：
____________，
b、分离氯化钠和水：
________________，
c、分离碳酸钙和水：
________________，
d、分离植物油和水：
________________；
（4）装置①中玻璃棒的作用是__________________________________。
【答案】蒸馏分液漏斗烧杯③①②④搅拌，加快蒸发速率，防止液体暴沸导致飞溅
【解析】
（1）①装置是用来分离易溶性的物质和液体混合物的操作，属于蒸发；②装置是用来分离固液混合物的，是过滤；③装置是用来分离互溶的液体混合物，属于蒸馏；④装置是用来分离互不相溶的液体混合物，属于分液；
（2）由装置图可知，装置④中所用玻璃仪器有分液漏斗和烧杯；
（3）a、从海水中提取蒸馏水，用蒸馏方法，即选择③；b、分离氯化钠和水，用蒸发的方法，即选择①；c、分离碳酸钙和水，碳酸钙难溶于水，用过滤的方法，即选择②；d、分离植物油和水，植物油不溶于水，会分层，用分液的方法，即选择④；
（4）装置①为过滤，其中玻璃棒起到搅拌，加快蒸发速率，防止液体暴沸导致飞溅的作用。
11．（四川成都七中（高新校区八）2018届高三理科综合化学测试）某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质，为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯（过滤操作已略去）。
下列说法不正确的是
A．起始滤液常温下pH﹥7B．试剂Ⅰ为BaCl2溶液
C．上图过程必须经2次过滤D．步骤③目的是除去CO32-
【答案】C
12．（2019届广东省中山市第一中学高三上学期第二次统测化）金属钛（Ti）因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。
以钛铁矿（主要成分钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。
请回答下列问题。
（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑，钛酸亚铁的化学式为_______________；钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_____________________________________。
（2）上述生产流程中溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。
常温下，其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。
氢氧化物
Fe（OH）2
TiO（OH）2
Mg（OH）2
Ksp
8.0×10-16
1.0×10-29
1.8×10-11
①常温下，若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L，当溶液的pH等于_______时，Mg（OH）2开始沉淀。
②若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为___________________________________________________________。
（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为______________。
Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_________。
【答案】FeTiO3FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O10TiO2++2H2O═TiO（OH）2↓（或H2TiO3）+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO隔绝空气
c（OH-）=
mol/L=10-4mol/L，则溶液中的氢离子浓度为10-10mol/L，则溶液的pH=10；②TiO（OH）2的溶度积最小，溶液加水稀释析出的白色沉淀为TiO（OH）2，该反应的离子方程式为TiO2++2H2O═TiO（OH）2↓（或H2TiO3）+2H+；（3）.乙为TiO2，与氯气和过量的碳高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳，反应方程式为：
TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO，镁能与空气中氧气、氮气反应，需要隔绝空气进行。
13．（2019届北京市中央民族大学附属中学高三10月月考）用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2（SO4）3·18H2O，工艺流程如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ．向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤;
Ⅱ．向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
Ⅲ．加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色;
Ⅳ．加入MnSO4至紫红色消失，过滤;
Ⅴ．浓缩、结晶、分离，得到产品。
（1）H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_________________________________________。
（2）将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整：
MnO4-＋_______Fe2+＋_______＝Mn2+＋_______Fe3+＋________。
（3）已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al（OH）3
Fe（OH）2
Fe（OH）3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注：
金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：
____________________________________________。
（4）己知:
一定条件下，MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,
①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是_____________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是___________________________________________。
【答案】Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O58H+54H2O将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH值使铁完全沉淀生成有黄绿色气体加入MnSO4，除去过量的MnO4-
（4）①联想Cl2的实验室制法，很容易分析实验设计的意图，即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。
能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成有黄绿色气体；②操作Ⅳ中加入MnSO4，紫红色消失，说明过量的MnO4—因加入MnSO4而被转化成沉淀，然后过滤，以除去MnO4—，保证产品的纯度。
14．（江苏省启东中学2018-2019高三年级上学期第一次月考）胆矾是一种常见的化合物，工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。
现有废铜（主要杂质为Fe）来制备胆矾。
有人设计了如下流程：
pH值控制可参考下列数据
物质
开始沉淀时的pH值
完全沉淀时的pH值
氢氧化铁
2.7
3.7
氢氧化亚铁
7.6
9.6
氢氧化铜
5.2
6.4
请根据上述流程回答下列问题：
（1）A物质可选用_____（填字母）。
a．稀H2SO4b．浓H2SO4/△c．浓FeCl3溶液d．浓HNO3
（2）I中加H2O2的离子方程式________________________________________。
（3）II中加Cu2（OH）2CO3的目的是________________________；其优点是__________。
（4）III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为________________________。
（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了____________________________________________。
（6）V到VI的操作是_________________________________
（7）某同学认为上述流程中所加的A物质并不理想，需作改进，其理由是__________。
如何改进___________________。
【答案】b2H++H2O2+2Fe2+=2H2O+2Fe3+中和过量的硫酸，调节溶液的pH，使Fe3+水解完全而沉淀不引入新的杂质Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+抑制Cu2+的水解蒸发浓缩，冷却结晶，过滤产生污染环境的二氧化硫，硫酸利用率低加热，并在稀硫酸中通入氧气
（2）H2O2与Fe2+发生氧化还原反应，Fe2+被氧化为Fe3+后，调节pH，更容易除去，所以Ⅰ中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子，离子反应为：
2H++H2O2+2Fe2+=2H2O+2Fe3+；
（3）在III中调节溶液pH值，在这个过程中加了Cu2（OH）2CO3，这里加Cu2（OH）2CO3中和过量的硫酸，控制好溶液的pH值为3.7，刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe（OH）3，并且不引入新的杂质；
（4）Ⅲ加热煮沸时，促进铁离子水解，可以得到氢氧化铁沉淀，发生的化学反应的离子方程式为：
Fe3++3H2O
Fe（OH）3↓+3H+；
（5）V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2+的水解；
（6）从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体可以经过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤的方法；
（7）Cu与浓硫酸反应过程中会产生SO2，会对污染环境，这样会使硫酸的利用率低，所以可以向稀硫酸中不断通氧气（或者加H2O2）并加热。
15．（2019届江苏省盐城市阜宁中学高三上学期第一次月考）以电镀污泥[主要成分为Cu（OH）2、Cu2（OH）2CO3、Fe（OH）3和SiO2等]为原料制备纳米铜等的工艺流程如下：
（1）“浸取”时，工业上采用3mol·L－1H2SO4溶液在室温下浸取1h。
①Cu2（OH）2CO3被浸取的化学方程式为______________________________________；
②下列措施可提高铜和铁的浸取率的是________（填字母）。
a.将电镀污泥浆化处理b.适当增大液、固质量比
c.浸取时间缩短一半d.控制浸取终点pH＞3
（2）“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。
当pH＞1.7时，pH越大金属离子萃取率越低，其中Fe3＋萃取率降低的原因是______________________。
（3）“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时，Cu2＋的还原率随温度的变化如图乙所示。
①该反应的离子方程式为____________________________________________；
②在20～75℃区间内，温度越高Cu2＋的还原率也越高，其原因是____________。
（4）在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经_____________等操作可得到Fe2O3产品。
【答案】Cu2（OH）2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2OabFe3＋的水解程度随pH的升高而增大2Cu2＋＋N2H4＋4OH－===2Cu↓＋N2↑＋4H2O温度越高，N2H4的还原性越强过滤、洗涤、干燥、煅烧
（2）Fe3＋的水解程度随着pH的升高而增大，萃取率越低；
（3）①在碱性条件下，Cu2＋与N2H4反应生成氮气和铜，反应为：
2Cu2＋+N2H4+4OH－=2Cu+N2↑+4H2O；
②在20-75℃区间内，温度升高，N2H4的还原性增强，Cu2＋的还原率也越高；
（4）萃取后的“水相”中含有铁离子，加入氨水，反应生成氢氧化铁沉淀，煅烧氢氧化铁可得到氧化铁，故方法为：
在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，过滤，洗涤，干燥，煅烧可得到Fe2O3产品；
16．（2019届辽宁省沈阳市东北育才学校高三上学期第一次模拟考试）工业上以铬铁矿（主要成分为FeO和Cr2O3，含有Al2O3、SiO2等杂质）为主要原料生产化工原料红矾钠（主要成分为:
Na2Cr2O7·2H2O），其主要工艺流程如下：
查阅相关资料得知:
i.常温下，NaBiO3不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr3+转化为CrO42－，自身被还原为Bi（OH）3固体。
ii.
物质
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
Fe（OH）3
2.7
3.7
Al（OH）3
3.4
4.4
Cr（OH）3
4.6
5.9
Fe（OH）2
7.5
9.7
Bi（OH）3
0.7
4.5
回答下列问题:
（1）将铬铁矿矿石粉碎的目的是________________________________________。
（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和___________（填仪器名称）。
（3）写出④反应的化学方程式_____________________________________________。
（4）⑤中酸化是使CrO42－转化为Cr2O72－
写出该反应的离子方程式______。
（5）将溶液H经下列操作：
蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。
（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为_________，固体D中含Fe化合物的物质的量为___________。
【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率，提高浸出率漏斗、烧杯3NaBiO3+Cr2（SO4）3+7NaOH+H2O=2Na2CrO4+3Na2SO4+3Bi（OH）32CrO42－+2H+
Cr2O72－+H2O冷却结晶2.5mol·L－10.10mol
酸过量，首先发生酸碱中和。
当沉淀不再发生变化时需要氢氧化钠是180mL。
继续加入氢氧化钠沉淀开始减小，即氢氧化铝开始溶解，溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是40mol，则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是120mL，所以与铁离子反应的氢氧化钠溶液体积是60ml，物质的量是0.06mol/L×5mol/L＝0.3mol，所以根据方程式Fe3＋＋3OH—＝Fe（OH）3↓，所以铁离子是0.1mol。
沉淀达到最大值时溶液中的溶质是硫酸钠，则根据原子守恒可知硫酸钠的物质的量是
＝0.5mol，则硫酸的浓度是
＝2.5mol/L。
17．（2018年河南省信阳高级中学普通高等学校招生全国统一考试）天宫二号空间实验室已于2016年9月15日22时04分在酒泉卫星发射中心发射成功。
请回答下列问题：
（1）耐辐照石英玻璃是航天器姿态控制系统的核心元件。
石英玻璃的成分是______（填化学式）
（2）“碳纤维复合材料制品”应用于“天宫二号”的推进系统。
碳纤维复合材料具有重量轻、可设计强度高的特点。
碳纤维复合材料由碳纤维和合成树脂组成，其中合成树脂是高分子化合物，则制备合成树脂的反应类型是_____________。
（3）太阳能电池帆板是“天宫二号”空间运行的动力源泉，其性能直接影响到“天宫二号”的运行寿命和可靠性。
①天宫二号使用的光伏太阳能电池，该电池的核心材料是_____，其能量转化方式为_____。
②下图是一种全天候太阳能电池的工作原理：
太阳照射时的总反应为V3++VO2++H2O=V2++VO2++2H+，则负极反应式为__________；夜间时，电池正极为______（填“a”或“b”）。
（4）太阳能、风能发电逐渐得到广泛应用，下列说法中，正确的是______（填字母序号）。
a.太阳能、风能都是清洁能源
b.太阳能电池组实现了太阳能到电能的转化
c.控制系统能够控制储能系统是充电还是放电
d.阳光或风力充足时，储能系统实现由化学能到电能的转化
（5）含钒废水会造成水体污染，对含钒废水（除VO2+外，还含有Al3+，Fe3+等）进行综合处理可实现钒资源的回收利用，流程如下:
已知溶液pH范围不同时，钒的存在形式如下表所示:
钒的化合价
pH<2
pH>11
+4价
VO2+，VO（OH）+
VO（OH）3-
+5价
VO2+
VO43-
①加入NaOH调节溶液pH至13时，沉淀1达最大量，并由灰白色转变为红褐色，用化学用语表示加入NaOH后生成沉淀1的反应过程为_______、_______；所得滤液1中，铝元素的存在形式为__________。
②向碱性的滤液1（V的化合价为+4）中加入H2O2的作用是_______（用离子方程式表示）。
【答案】SiO2聚合反应Si（或答“晶体硅”）太阳能转化为电能VO2++H2O-e-=VO2++2H+babcFe2++2OH-
Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+2H2O+O2
4Fe（OH）3AlO2-2VO（OH）3-+H2O2+4OH-
2VO43-+6H2O
（4）a．太阳能、风能都是新
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