第2讲 物质的分离与提纯、检验与鉴别
【复习目标】
1.掌握常见物质的分离与提纯、检验与鉴别的方法;能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行分离和提纯。
2.了解常见离子、气体、有机物的检验方法,能对常见物质的组成进行鉴定、检验和分析。
3.了解常见物质的分离与提纯、鉴别方法或鉴别方案的评价等。
考点一 物质分离、提纯的常用物理方法
1.物质分离与提纯的区别
分离 将混合物各组分分开,获得几种纯净物的过程
提纯 将混合物中的杂质除去而得到 的过程,又叫物质的净化或除杂
2.物质分离、提纯的常用装置
(1)图1为 装置,适用于 与液体的分离。操作注意:一贴、二低、三靠。
(2)图2为 装置,溶解度随温度变化不大的易溶性固体溶质,采用 ;溶解度受温度变化较大的易溶性固体溶质,采用蒸发浓缩、 的方法。
[注意] 在蒸发结晶操作中,玻璃棒的作用为搅拌,防止液体局部过热而飞溅;当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干。
(3)图3为 装置,分离两种互不相溶且易分层的液体。
[注意] 下层液体从下口放出,上层液体由上口倒出。
(4)图4为 装置,分离 相差较大且互溶的液体混合物。
[注意] ①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸;③冷凝管水流方向为下口进,上口出。
(5)图5为 装置,适用于某种组分易升华的混合物的分离。
3.蒸馏装置与过滤装置的改进
(1)减压蒸馏与水蒸气蒸馏。
装置 说明
减压蒸馏 ①毛细管距瓶底1～2 mm,其在减压蒸馏时使极少量的空气进入液体而产生微小气泡,形成液体沸腾的汽化中心,防止液体暴沸,使蒸馏平稳发生。 ②克氏蒸馏头可使液体即使冲入弯管也不能进入冷凝管
水蒸气蒸馏 ①样品瓶斜放是为了缓冲气流,防止溅起的液体进入馏出气导出管。 ②实验结束时先打开弹簧夹K,再停止加热,最后关闭冷凝水
(2)减压过滤与热过滤。
装置 说明
减压过滤 ①安装装置时,注意布氏漏斗下端斜口要远离且面向吸滤瓶支管口,以免滤液被吸入支管而进入抽气系统。 ②安全瓶中导管应左短右长,防止操作不当引起倒吸。 ③停止抽滤时,先打开安全瓶上的橡胶塞,接通大气,使吸滤瓶内恢复常压状态,再关闭抽气系统
续 表
装置 说明
热过滤 保温漏斗中加入热水保持温度恒定,酒精灯外焰加热保温漏斗支管口,防止水温降低
[理解·辨析] 判断正误
(1)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体。( )
(2)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇。( )
(3)利用加热的方法分离NaCl和I2的固体混合物。( )
(4)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤。( )
(5)过滤和蒸发操作中均要用到3种玻璃仪器。( )
(6)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。( )
(7)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。( )
(8)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。( )
一、物质分离、提纯的物理方法
1.下列说法不正确的是( )
[A] 重结晶时,溶液冷却速率越小得到的晶体颗粒越大
[B] 萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大
[C] 抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成,工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压,导致装置内部的压强降低,使过滤的速率增大
[D] 硝酸钾饱和溶液冷却未出现结晶时,可以用玻璃棒充分摩擦器皿内壁,促使晶体析出
2.(2025·重庆期中)“海带提碘”中,下列所选实验装置与操作均正确的是( )
[A] 甲——灼烧碎海带
[B] 乙——过滤海带灰的浸泡液
[C] 丙——分离用CCl4萃取碘水后的有机层和水层
[D] 丁——蒸馏分离碘和有机溶剂
3.请选用适当的分离或提纯方法,将相应序号填入下表:
①过滤 ②蒸发 ③萃取 ④蒸馏 ⑤升华 ⑥分液 ⑦重结晶 ⑧盐析
描述操作 方法选择
从海水中获得粗食盐
从溴水中提取溴
除去氯化钠溶液中的泥沙
用自来水制取蒸馏水
油脂发生皂化反应后产物的分离
四氯化碳和水的分离
从鸡蛋清溶液中提取蛋白质
二、依据溶解度曲线确定物质的分离、提纯方法
4.如图是A、B、C三种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线,下列说法不正确的是( )
[A] t1℃时,A、C两种饱和溶液的溶质质量分数相等
[B] 物质A中含有少量杂质B,则可以通过蒸发浓缩、降温结晶的方法进行分离
[C] 物质C中含有少量杂质B,则可以通过蒸发结晶的方法进行分离
[D] 将t2℃时物质C的饱和溶液升温到t3℃时溶质的质量不变
5.回答下列问题。
(1)KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为 。
(2)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O、MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如图所示。
从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶、 ,使固体MnSO4·H2O与溶液分离, 、真空干燥。
(3)已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴固体中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤的原因是 。
考点二 物质分离、提纯的常用化学方法
物质分离、提纯的常用化学方法
方法 原理 杂质成分(或举例)
沉淀 法 将杂质离子转化为 Cl-、S、C及大部分能形成弱碱的阳离子
气化 法 将杂质离子转化为 C、HC、S、HS、S2-、N
杂转 纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)
氧化 还原 法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼热的铜网除去N2中的O2
热分 解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱 溶解 法 利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离 如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解 法 利用电解原理除去杂质 含杂质的金属(M)作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液
调节 pH法 加入试剂调节溶液pH,使溶液中某种成分生成沉淀而分离 如除去Cu2+中的Fe3+加入 或Cu2(OH)2CO3等,调节pH使Fe3+转化为 而除去
[示例] 选择合适的试剂除去括号中的杂质。
(1)N2(O2): 。
(2)CO2(CO): 。
(3)CO(CO2): 。
(4)CO2(HCl): 。
(5)CO2(SO2): 。
(6)SO2(HCl): 。
(7)NaHCO3溶液(Na2CO3): 。
(8)FeCl3溶液(FeCl2): 。
(9)MgCl2溶液(FeCl3): 。
(10)Cu(Fe、Zn、Ag、Pt等): 。
[理解·辨析] 判断正误
(1)除去食盐中混有的少量NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干。( )
(2)除去NO中混有的少量NO2:用水洗涤后再干燥。( )
(3)除去乙烷中的少量乙烯,可通过酸性KMnO4溶液洗气,再通过浓硫酸干燥。( )
(4)乙烯中混有的SO2可通过酸性KMnO4溶液或溴水除去。( )
(5)除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3:加入足量的Mg(OH)2并过滤。( )
(6)除去氯化钠固体中的少量纯碱:加入足量氯化钙溶液,过滤、蒸发结晶。( )
(7)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。( )
(8)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去。( )
(9)通过灼热的CuO除去H2中的CO。( )
(10)除去ZnCl2溶液中的少量Fe3+,可加入过量ZnO后过滤。( )
一、物质分离、提纯的化学方法
1.(2024·四川成都模拟)实验室中对下列气体洗气除杂的方法可行的是( )
选项 气体(杂质) 通过除杂试剂
[A] C2H4(SO2) 酸性高锰酸钾溶液
[B] NH3(H2O) 无水氯化钙
[C] Cl2(HCl) 饱和食盐水
[D] NO(HCl) 饱和NaHCO3溶液
2.(2025·辽宁抚顺期中)物质提纯与除杂,对学习研究化学非常重要,下列除杂方法正确的是( )
选项 物质(杂质) 除杂方法
[A] NaHCO3固体(Na2CO3) 加热
[B] Na2O2固体(Na2O) 通入氧气并加热
[C] CO2(CO) 通入氧气并点燃
[D] MnO2(KMnO4固体) 加热
3.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是( )
序号 物质 杂质 除杂质应选用的试剂或操作方法
① MgCl2溶液 AlCl3 在MgCl2溶液中加过量NaOH溶液搅拌、过滤
② FeSO4溶液 CuSO4 加入过量铁粉并过滤
续 表
序号 物质 杂质 除杂质应选用的试剂或操作方法
③ CO2 SO2 依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④ NaNO3 CaCO3 加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
[A] ② [B] ①②
[C] ②③ [D] ①②③④
化学方法分离、提纯物质的基本原则
二、工艺流程中物质的分离、提纯
4.(2024·江西南昌期中)某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如图。
下列说法错误的是( )
[A] 步骤1应先把无机相从分液漏斗的下口放出,再从上口倒出有机相
[B] 步骤2分离得到的苯可循环利用
[C] 步骤3可在如图装置中完成
[D] 步骤4为蒸发结晶,当有晶膜出现时,停止加热
5.(2024·山东菏泽模拟)正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1丁醇粗品,为提纯1丁醇设计如图路线。
已知:①1丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
②R—CHO+NaHSO3(饱和)R—CH(OH)SO3Na↓。
下列说法错误的是( )
[A] 试剂a为饱和NaHSO3溶液,试剂b为乙醚
[B] 操作Ⅰ和操作Ⅲ均为过滤
[C] 无水MgSO4的作用是干燥除水
[D] 蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入
6.(2024·湖北一模)已知Fe3+在一定条件下能和乙醚(Et2O,沸点34.5 ℃)生成缔合Et2O·H+·[FeCl4]-。实验室分离Fe3+和Al3+的流程如图所示,下列说法正确的是( )
[A] 反萃取操作时可加入NaOH溶液
[B] 分液操作时先倒出上层液体,再放出下层液体
[C] 蒸馏操作时需要的仪器有铁架台、分液漏斗、烧杯、玻璃棒
[D] 浓盐酸酸化的作用是生成配离子[FeCl4]-和抑制Fe3+、Al3+水解
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考点一 物质分离、提纯的常用物理方法
必备知识整合
1.纯净物
2.(1)过滤 不溶性固体 (2)蒸发 蒸发结晶 降温结晶 (3)分液 (4)蒸馏 沸点 (5)升华
[理解·辨析] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)× (8)×
关键能力提升
1.B 重结晶时,冷却速率越小时,可使溶液的过饱和度缓慢释放,使晶体有充足的时间生长,所以得到的晶体颗粒越大,故A正确;选取萃取剂的原则是与原溶剂互不相溶,且被萃取物质在其中的溶解度大于原溶剂,与密度无关,故B错误;抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成,工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压,导致装置内部的压强降低,使过滤的速率增大,故C正确;用玻璃棒摩擦器皿内壁,产生的玻璃微晶可以充当晶核,促使晶体析出,故D正确。
2.C 将碎海带烧成灰,需在坩埚中进行灼烧,装置甲所使用的仪器是蒸发皿,不能达到实验目的,A错误;过滤时需要用玻璃棒引流,且漏斗尖端需紧靠烧杯内壁,B错误;用CCl4萃取碘水后的有机层和水层不互溶,分层的液体可用分液漏斗分离,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,C正确;蒸馏时为了得到更好的冷凝效果,冷凝水应“下进上出”,装置丁中进水方向错误,D错误。
3.② ③⑥ ① ④ ⑧① ⑥ ⑧①
4.D 由图可知,t1℃时,A、C两种物质的溶解度相等,其饱和溶液的溶质质量分数都为×100%,故A正确;由图可知,物质A的溶解度受温度变化影响较大,物质B的溶解度受温度变化影响较小,除去物质A中少量物质B的方法是溶解、蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,故B正确;由图可知,温度较高时,物质B的溶解度比物质C大得多,物质B的溶解度受温度变化影响较小,物质C的溶解度随温度升高而减小,物质C中含有少量杂质B,则可以通过蒸发结晶的方法进行分离,故C正确;由图可知,物质C的溶解度随温度升高而减小,将t2℃时物质C的饱和溶液升温到t3℃时,溶质C会析出,溶质的质量减小,故D错误。
5.【答案】 (1)蒸发浓缩、降温结晶
(2)趁热过滤 用80~90 ℃的蒸馏水洗涤 MnSO4·H2O晶体2~3次
(3)防止因温度降低,CoCl2晶体析出
【解析】 (1)由溶解度曲线可知,KIO3的溶解度受温度影响较大,故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶。(2)根据溶解度曲线图,要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的 MnSO4·H2O 晶体,应在80~90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤,再用80~90 ℃的蒸馏水洗涤 MnSO4·H2O 晶体2~3次,最后真空干燥。(3)由CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以需趁热过滤,防止温度降低,CoCl2晶体析出。
考点二 物质分离、提纯的常用化学方法
必备知识整合
沉淀 气体 CuO、Cu(OH)2 Fe(OH)3
[示例] (1)灼热的铜网 (2)灼热的氧化铜 (3)NaOH溶液(或碱石灰) (4)饱和NaHCO3溶液 (5)饱和NaHCO3溶液(或酸性KMnO4溶液) (6)饱和 NaHSO3溶液
(7)CO2 (8)Cl2 (9)MgO[或Mg(OH)2或MgCO3] (10)精铜、CuSO4溶液
[理解·辨析] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
(6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√
关键能力提升
1.C C2H4和SO2都能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能除杂,故A不符合题意;NH3能与氯化钙反应,不能除杂,故B不符合题意;氯气在饱和食盐水中溶解度非常小,而氯化氢极易溶于水,因此可用饱和食盐水除去杂质HCl,故C符合题意;饱和碳酸氢钠溶液和氯化氢反应生成了二氧化碳气体,引入了新杂质,故D不符合题意。
2.B 碳酸钠受热难分解,碳酸氢钠受热易分解,故A不符合题意;氧化钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠,故B符合题意;通入氧气并点燃,虽然CO反应生成二氧化碳,但会引入氧气杂质,故C不符合题意;KMnO4固体受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,会引入新的杂质,故D不符合题意。
3.A ①MgCl2和AlCl3均能与氢氧化钠溶液反应,MgCl2会转化为Mg(OH)2沉淀,过量NaOH溶液不能用于除去MgCl2溶液中的AlCl3杂质,错误;②FeSO4与铁粉不反应,CuSO4能与铁粉反应生成单质铜和FeSO4,则加入过量铁粉并过滤可以除去FeSO4溶液中的CuSO4杂质,正确;③CO2和SO2均为酸性气体,二者都能与氢氧化钠溶液反应,不能达到除杂的目的,错误;④NaNO3易溶于水,CaCO3难溶于水,直接加水溶解,过滤,再蒸发结晶即可除杂,若加入稀盐酸,稀盐酸会与碳酸钙反应生成可溶于水的氯化钙,引入新杂质,不能达到除杂的目的,错误。
4.D 苯的密度比水小,故有机相在上层,分液时,先从下口放出下层无机相,再从上口倒出有机相,A正确;步骤2分离得到的苯可在步骤1中循环使用,B正确;受热时碘升华变为碘蒸气,遇到盛有冷水的烧瓶,会在烧瓶外壁凝华,从而达到提纯碘的目的,C正确;由于KNO3溶解度受温度变化影响较大,故制备KNO3晶体,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,而不是蒸发结晶,D错误。
5.D 由流程图可知,操作Ⅰ后得到滤液,则加入试剂a后有固体产生,由信息R—CHO+NaHSO3(饱和)R—CH(OH)SO3Na↓ 可推知,试剂a为饱和NaHSO3溶液,又因1丁醇微溶于水,易溶于乙醚,则试剂b为乙醚,故A正确;操作Ⅰ和操作Ⅲ均是分离固体和液体,均为过滤,故B正确;无水MgSO4的作用是干燥除水,干燥有机相,故C正确;为使冷凝管内的1丁醇蒸气得到充分冷却,在进行冷却时,应使冷却水从冷凝管的下方接口进入,故D错误。
6.D 加水进行反萃取操作后,铁元素在溶液中主要以Fe3+形式存在,若加入NaOH溶液会导致Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,故A错误;分液操作时应先放出下层液体,再倒出上层液体,故B错误;蒸馏操作时需要的仪器有酒精灯、铁架台、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶、温度计等,故C错误;加入浓盐酸可以提供H+和Cl-,前者抑制Fe3+、Al3+水解,后者与Fe3+生成[FeCl4]-,故D正确。(共178张PPT)
物质的分离与提纯、检验与鉴别
第2讲
1.掌握常见物质的分离与提纯、检验与鉴别的方法;能综合运用物质的不同性质对常见的物质进行分离和提纯。
2.了解常见离子、气体、有机物的检验方法,能对常见物质的组成进行鉴定、检验和分析。
3.了解常见物质的分离与提纯、鉴别方法或鉴别方案的评价等。
分离 将混合物各组分分开,获得几种纯净物的过程
提纯 将混合物中的杂质除去而得到 的过程,又叫物质的净化或除杂
1.物质分离与提纯的区别
纯净物
2.物质分离、提纯的常用装置
(1)图1为 装置,适用于 与液体的分离。操作注意:一贴、二低、三靠。
(2)图2为 装置,溶解度随温度变化不大的易溶性固体溶质,采用 ;溶解度受温度变化较大的易溶性固体溶质,采用蒸发浓缩、 的方法。
[注意] 在蒸发结晶操作中,玻璃棒的作用为搅拌,防止液体局部过热而飞溅;当有大量晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干而不能直接蒸干。
(3)图3为 装置,分离两种互不相溶且易分层的液体。
[注意] 下层液体从下口放出,上层液体由上口倒出。
过滤
不溶性固体
蒸发
蒸发结晶
降温结晶
分液
(4)图4为 装置,分离 相差较大且互溶的液体混合物。
[注意] ①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处;②蒸馏烧瓶中要加沸石或碎瓷片,目的是防止暴沸;③冷凝管水流方向为下口进,上口出。
(5)图5为 装置,适用于某种组分易升华的混合物的分离。
蒸馏
沸点
升华
3.蒸馏装置与过滤装置的改进
(1)减压蒸馏与水蒸气蒸馏。
装置 说明
减压蒸馏 ①毛细管距瓶底1～2 mm,其在减压蒸馏时使极少量的空气进入液体而产生微小气泡,形成液体沸腾的汽化中心,防止液体暴沸,使蒸馏平稳发生。
②克氏蒸馏头可使液体即使冲入弯管也不能进入冷凝管
水蒸气蒸馏 ①样品瓶斜放是为了缓冲气流,防止溅起的液体进入馏出气导出管。
②实验结束时先打开弹簧夹K,再停止加热,最后关闭冷凝水
(2)减压过滤与热过滤。
装置 说明
减压过滤 ①安装装置时,注意布氏漏斗下端斜口要远离且面向吸滤瓶支管口,以免滤液被吸入支管而进入抽气系统。
②安全瓶中导管应左短右长,防止操作不当引起倒吸。
③停止抽滤时,先打开安全瓶上的橡胶塞,接通大气,使吸滤瓶内恢复常压状态,再关闭抽气系统
热过滤 保温漏斗中加入热水保持温度恒定,酒精灯外焰加热保温漏斗支管口,防止水温降低
[理解·辨析] 判断正误
(1)过滤时,为加快过滤速度,应用玻璃棒不断搅拌漏斗中的液体。( )
(2)用乙醇萃取出溴水中的溴,再用蒸馏的方法分离溴与乙醇。( )
(3)利用加热的方法分离NaCl和I2的固体混合物。( )
(4)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤。( )
×
×
√
×
(5)过滤和蒸发操作中均要用到3种玻璃仪器。( )
(6)蒸发操作时,应使混合物中的水分完全蒸干后,再停止加热。( )
(7)根据食用油和汽油的密度不同,可选用分液的方法分离。( )
(8)提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。( )
×
×
×
×
一、物质分离、提纯的物理方法
1.下列说法不正确的是( )
[A] 重结晶时,溶液冷却速率越小得到的晶体颗粒越大
[B] 萃取操作时,应选择有机萃取剂,且萃取剂的密度必须比水大
[C] 抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成,工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压,导致装置内部的压强降低,使过滤的速率增大
[D] 硝酸钾饱和溶液冷却未出现结晶时,可以用玻璃棒充分摩擦器皿内壁,促使晶体析出
B
【解析】 重结晶时,冷却速率越小时,可使溶液的过饱和度缓慢释放,使晶体有充足的时间生长,所以得到的晶体颗粒越大,故A正确;选取萃取剂的原则是与原溶剂互不相溶,且被萃取物质在其中的溶解度大于原溶剂,与密度无关,故B错误;抽滤装置由布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶、抽气泵等仪器组成,工作的主要原理是抽气泵给吸滤瓶减压,导致装置内部的压强降低,使过滤的速率增大,故C正确;用玻璃棒摩擦器皿内壁,产生的玻璃微晶可以充当晶核,促使晶体析出,故D正确。
2.(2025·重庆期中)“海带提碘”中,下列所选实验装置与操作均正确的是( )
[A] 甲——灼烧碎海带
[B] 乙——过滤海带灰的浸泡液
[C] 丙——分离用CCl4萃取碘水后的有机层和水层
[D] 丁——蒸馏分离碘和有机溶剂
C
【解析】 将碎海带烧成灰,需在坩埚中进行灼烧,装置甲所使用的仪器是蒸发皿,不能达到实验目的,A错误;过滤时需要用玻璃棒引流,且漏斗尖端需紧靠烧杯内壁,B错误;用CCl4萃取碘水后的有机层和水层不互溶,分层的液体可用分液漏斗分离,下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出,C正确;蒸馏时为了得到更好的冷凝效果,冷凝水应“下进上出”,装置丁中进水方向错误,
D错误。
描述操作 方法选择
从海水中获得粗食盐
从溴水中提取溴
除去氯化钠溶液中的泥沙
用自来水制取蒸馏水
油脂发生皂化反应后产物的分离
四氯化碳和水的分离
从鸡蛋清溶液中提取蛋白质
3.请选用适当的分离或提纯方法,将相应序号填入下表:
①过滤 ②蒸发 ③萃取 ④蒸馏 ⑤升华 ⑥分液 ⑦重结晶 ⑧盐析
②
③⑥
①
④
⑧①
⑥
⑧①
二、依据溶解度曲线确定物质的分离、提纯方法
4.如图是A、B、C三种不含结晶水的固体物质的溶解度曲线,下列说法不正确的是( )
[A] t1℃时,A、C两种饱和溶液的溶质质量分数相等
[B] 物质A中含有少量杂质B,则可以通过蒸发浓缩、降温结晶的方法进行分离
[C] 物质C中含有少量杂质B,则可以通过蒸发结晶的方法进行分离
[D] 将t2℃时物质C的饱和溶液升温到t3℃时溶质的质量不变
D
5.回答下列问题。
(1)KIO3的溶解度曲线如图所示。由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为
。
蒸发浓缩、降温结晶
【解析】 (1)由溶解度曲线可知,KIO3的溶解度受温度影响较大,故由KIO3溶液得到KIO3晶体的方法为蒸发浓缩、降温结晶。
从过滤所得的滤液中获得较高纯度MnSO4·H2O的操作是控制温度在80～90 ℃之间蒸发结晶、 ,使固体MnSO4·H2O与溶液分离,
、真空干燥。
(2)硫酸锰在不同温度下结晶可分别得到MnSO4·7H2O、MnSO4·5H2O、MnSO4·H2O。硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如图所示。
趁热过滤
用80～90 ℃的
蒸馏水洗涤 MnSO4·H2O晶体2～3次
【解析】 (2)根据溶解度曲线图,要从过滤所得MnSO4溶液中获得较高纯度的 MnSO4·H2O 晶体,应在80～90 ℃之间进行蒸发结晶、趁热过滤,再用80～90 ℃的蒸馏水洗涤 MnSO4·H2O 晶体2～3次,最后真空干燥。
(3)已知CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴固体中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤的原因是
。
防止因温度降低,
【解析】 (3)由CoCl2的溶解度曲线可知,随温度的升高,CoCl2的溶解度增大,所以需趁热过滤,防止温度降低,CoCl2晶体析出。
CoCl2晶体析出
物质分离、提纯的常用化学方法
沉淀
气体
杂转 纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)
氧化 还原法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 如用酸性KMnO4溶液除去CO2中的SO2,用灼热的铜网除去N2中的O2
热分 解法 加热使不稳定的物质分解除去 如除去NaCl中的NH4Cl等
酸碱 溶解法 利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离 如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中的Al2O3
电解法 利用电解原理除去杂质 含杂质的金属(M)作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液
调节 pH法 加入试剂调节溶液pH,使溶液中某种成分生成沉淀而分离 如除去Cu2+中的Fe3+加入 或
Cu2(OH)2CO3等,调节pH使Fe3+转化为
而除去
CuO、Cu(OH)2
Fe(OH)3
[示例] 选择合适的试剂除去括号中的杂质。
(1)N2(O2): 。
(2)CO2(CO): 。
(3)CO(CO2): 。
(4)CO2(HCl): 。
(5)CO2(SO2): 。
灼热的铜网
灼热的氧化铜
NaOH溶液(或碱石灰)
饱和NaHCO3溶液
饱和NaHCO3溶液(或酸性KMnO4溶液)
(6)SO2(HCl): 。
(7)NaHCO3溶液(Na2CO3): 。
(8)FeCl3溶液(FeCl2): 。
(9)MgCl2溶液(FeCl3): 。
(10)Cu(Fe、Zn、Ag、Pt等): 。
饱和NaHSO3溶液
CO2
Cl2
MgO[或Mg(OH)2或MgCO3]
精铜、CuSO4溶液
[理解·辨析] 判断正误
(1)除去食盐中混有的少量NH4Cl:加过量的烧碱溶液后加热蒸干。( )
(2)除去NO中混有的少量NO2:用水洗涤后再干燥。( )
(3)除去乙烷中的少量乙烯,可通过酸性KMnO4溶液洗气,再通过浓硫酸干燥。
( )
(4)乙烯中混有的SO2可通过酸性KMnO4溶液或溴水除去。( )
×
√
×
×
(5)除去酸性MgCl2溶液中少量的FeCl3:加入足量的Mg(OH)2并过滤。( )
(6)除去氯化钠固体中的少量纯碱:加入足量氯化钙溶液,过滤、蒸发结晶。
( )
(7)将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2。( )
(8)SO2中混有少量SO3,可以将混合气体通过浓硫酸除去。( )
(9)通过灼热的CuO除去H2中的CO。( )
(10)除去ZnCl2溶液中的少量Fe3+,可加入过量ZnO后过滤。( )
√
×
×
√
×
√
一、物质分离、提纯的化学方法
1.(2024·四川成都模拟)实验室中对下列气体洗气除杂的方法可行的是( )
C
选项 气体(杂质) 通过除杂试剂
[A] C2H4(SO2) 酸性高锰酸钾溶液
[B] NH3(H2O) 无水氯化钙
[C] Cl2(HCl) 饱和食盐水
[D] NO(HCl) 饱和NaHCO3溶液
【解析】 C2H4和SO2都能与酸性高锰酸钾溶液反应,不能除杂,故A不符合题意;NH3能与氯化钙反应,不能除杂,故B不符合题意;氯气在饱和食盐水中溶解度非常小,而氯化氢极易溶于水,因此可用饱和食盐水除去杂质HCl,故C符合题意;饱和碳酸氢钠溶液和氯化氢反应生成了二氧化碳气体,引入了新杂质,故D不符合题意。
2.(2025·辽宁抚顺期中)物质提纯与除杂,对学习研究化学非常重要,下列除杂方法正确的是( )
B
选项 物质(杂质) 除杂方法
[A] NaHCO3固体(Na2CO3) 加热
[B] Na2O2固体(Na2O) 通入氧气并加热
[C] CO2(CO) 通入氧气并点燃
[D] MnO2(KMnO4固体) 加热
【解析】 碳酸钠受热难分解,碳酸氢钠受热易分解,故A不符合题意;氧化钠与氧气在加热条件下反应生成过氧化钠,故B符合题意;通入氧气并点燃,虽然CO反应生成二氧化碳,但会引入氧气杂质,故C不符合题意;KMnO4固体受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,会引入新的杂质,故D不符合题意。
3.为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是( )
A
序号 物质 杂质 除杂质应选用的试剂或操作方法
① MgCl2溶液 AlCl3 在MgCl2溶液中加过量NaOH溶液搅拌、过滤
② FeSO4溶液 CuSO4 加入过量铁粉并过滤
③ CO2 SO2 依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
④ NaNO3 CaCO3 加稀盐酸溶解、过滤、蒸发、结晶
[A] ② [B] ①②
[C] ②③ [D] ①②③④
【解析】 ①MgCl2和AlCl3均能与氢氧化钠溶液反应,MgCl2会转化为Mg(OH)2沉淀,过量NaOH溶液不能用于除去MgCl2溶液中的AlCl3杂质,错误;②FeSO4与铁粉不反应,CuSO4能与铁粉反应生成单质铜和FeSO4,则加入过量铁粉并过滤可以除去FeSO4溶液中的CuSO4杂质,正确;③CO2和SO2均为酸性气体,二者都能与氢氧化钠溶液反应,不能达到除杂的目的,错误;④NaNO3易溶于水,CaCO3难溶于水,直接加水溶解,过滤,再蒸发结晶即可除杂,若加入稀盐酸,稀盐酸会与碳酸钙反应生成可溶于水的氯化钙,引入新杂质,不能达到除杂的目的,错误。
练后归纳
化学方法分离、提纯物质的基本原则
二、工艺流程中物质的分离、提纯
4.(2024·江西南昌期中)某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如图。
下列说法错误的是( )
[A] 步骤1应先把无机相从分液漏斗的下口放出,再从上口倒出有机相
[B] 步骤2分离得到的苯可循环利用
[C] 步骤3可在如图装置中完成
[D] 步骤4为蒸发结晶,当有晶膜出现时,停止加热
D
【解析】 苯的密度比水小,故有机相在上层,分液时,先从下口放出下层无机相,再从上口倒出有机相,A正确;步骤2分离得到的苯可在步骤1中循环使用,
B正确;受热时碘升华变为碘蒸气,遇到盛有冷水的烧瓶,会在烧瓶外壁凝华,从而达到提纯碘的目的,C正确;由于KNO3溶解度受温度变化影响较大,故制备KNO3晶体,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,而不是蒸发结晶,D错误。
5.(2024·山东菏泽模拟)正丁醛经催化加氢可得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为提纯1-丁醇设计如图路线。
已知:①1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚;
②R—CHO+NaHSO3(饱和) R—CH(OH)SO3Na↓。
下列说法错误的是( )
[A] 试剂a为饱和NaHSO3溶液,试剂b为乙醚
[B] 操作Ⅰ和操作Ⅲ均为过滤
[C] 无水MgSO4的作用是干燥除水
[D] 蒸馏时冷却水应从球形冷凝管的上口进入
D
【解析】 由流程图可知,操作Ⅰ后得到滤液,则加入试剂a后有固体产生,由信息R—CHO+NaHSO3(饱和) R—CH(OH)SO3Na↓可推知,试剂a为饱和NaHSO3溶液,又因1-丁醇微溶于水,易溶于乙醚,则试剂b为乙醚,故A正确;操作Ⅰ和操作Ⅲ均是分离固体和液体,均为过滤,故B正确;无水MgSO4的作用是干燥除水,干燥有机相,故C正确;为使冷凝管内的1-丁醇蒸气得到充分冷却,在进行冷却时,应使冷却水从冷凝管的下方接口进入,故D错误。
6.(2024·湖北一模)已知Fe3+在一定条件下能和乙醚(Et2O,沸点34.5 ℃)生成缔合Et2O·H+·[FeCl4]-。实验室分离Fe3+和Al3+的流程如图所示,下列说法正确的是( )
[A] 反萃取操作时可加入NaOH溶液
[B] 分液操作时先倒出上层液体,再放出下层液体
[C] 蒸馏操作时需要的仪器有铁架台、分液漏斗、烧杯、玻璃棒
[D] 浓盐酸酸化的作用是生成配离子[FeCl4]-和抑制Fe3+、Al3+水解
D
【解析】 加水进行反萃取操作后,铁元素在溶液中主要以Fe3+形式存在,若加入NaOH溶液会导致Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,故A错误;分液操作时应先放出下层液体,再倒出上层液体,故B错误;蒸馏操作时需要的仪器有酒精灯、铁架台、蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管、锥形瓶、温度计等,故C错误;加入浓盐酸可以提供H+和Cl-,前者抑制Fe3+、Al3+水解,后者与Fe3+生成[FeCl4]-,故D正确。
要点剖析
2.粗盐的除杂原理和路线
(1)原理。
(2)路线。
3.粗盐提纯过程中涉及的主要操作:过滤;洗涤;蒸发。
沉淀洗涤的答题模板:
(1)洗涤方法:向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复操作2～3次。
(2)判断沉淀是否洗净的方法:取少许最后一次洗涤液于试管中,滴入少量××试剂,若不再产生沉淀,表示沉淀已经洗净。
(3)沉淀剂是否过量的判断方法:向上层清液中继续滴加少量沉淀剂,若无沉淀产生,则证明沉淀剂已过量。
1.粗盐提纯实验中,请写出加入过量Na2CO3溶液时涉及的离子方程式。
深度思考
2.在化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子实验中,需注意哪些问题
【提示】 ①去除多种杂质时,必须考虑加入试剂的顺序,BaCl2溶液必须在Na2CO3溶液之前。
②除杂时,每次所加试剂都要适当过量,是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
③过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。
1.(2023·全国甲卷,9)实验室将粗盐提纯并配制 0.100 0 mol·L-1 的NaCl溶液。下列仪器中,本实验必须用到的有( )
①天平 ②温度计 ③坩埚 ④分液漏斗 ⑤容量瓶 ⑥烧杯 ⑦滴定管 ⑧酒精灯
[A] ①②④⑥ [B] ①④⑤⑥
[C] ②③⑦⑧ [D] ①⑤⑥⑧
走向高考
D
【解析】 实验室将粗盐提纯时,需要将其溶于一定量的水中,然后将其中的硫酸根离子、钙离子、镁离子依次用稍过量的氯化钡溶液、碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液除去,该过程中有过滤操作,需要用到烧杯、漏斗和玻璃棒;将所得滤液加适量盐酸酸化后蒸发结晶得到较纯的食盐,该过程要用到玻璃棒、蒸发皿和酒精灯;用提纯后得到的精盐配制溶液的基本步骤有称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀等,需要用到天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。综上所述,本实验必须用到的仪器有①天平、⑤容量瓶、⑥烧杯、⑧酒精灯,故选D。
[A] Na2CO3、NaOH、HCl
[B] Na2CO3、HCl、KOH
[C] K2CO3、HNO3、NaOH
[D] Na2CO3、NaOH、HNO3
A
已知:KCl和NaCl的溶解度如图所示。
(1)步骤①中BaCl2要稍过量。请描述检验BaCl2是否过量的方法:
。
取少量该
步骤所得的上层清液于试管中,再滴入几滴稀硫酸,若溶液变浑浊,表明BaCl2已过量
(2)若加BaCl2后不先过滤就加氢氧化钠和碳酸钠,会导致 (填字母,下同)。
AD
(3)过滤操作中需要的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒外,还需要 。
A.分液漏斗 B.漏斗
C.容量瓶 D.蒸发皿
B
【解析】 (3)过滤操作中需要的玻璃仪器,除烧杯和玻璃棒外,还需要漏斗,故选B。
(4)步骤④中用盐酸调节pH至3～4,除去的离子有 。
(5)“一系列操作”是指 。
A.蒸发至晶膜形成后,趁热过滤
B.蒸发至晶膜形成后,冷却结晶
C.蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤
D.蒸发至大量晶体析出后,冷却结晶
C
【解析】 (5)由图可知,KCl的溶解度受温度影响较大,而NaCl的溶解度受温度影响较小,因此先蒸发至大量晶体析出后,趁热过滤,此时KCl在滤液中,可得到精盐,故选C。
(6)请用离子方程式表示加入盐酸后发生的反应:
。
另有两种方案进行粗盐提纯。
方案2:向粗盐水中加入石灰乳[主要成分为Ca(OH)2]除去Mg2+,再通入含NH3、CO2的工业废气除去Ca2+;
方案3:向粗盐水中加入石灰乳除去Mg2+,再加入碳酸钠溶液除去Ca2+。
(7)相比于方案3,方案2的优点是
。
提纯粗盐的同时,可变废为宝,将含NH3和
CO2的工业废气转化为氮肥,同时减少了废气的排放,有利于保护环境
(8)已知粗盐水中MgCl2含量为0.38 g·L-1,CaCl2含量为1.11 g·L-1,现用方案3提纯10 L该粗盐水,求需要加入石灰乳(视为CaO)和碳酸钠的物质的量为
。
0.04 mol、0.14 mol
Ⅰ.称取20.0 g粗盐样品,加入80 mL蒸馏水溶解。
Ⅱ.加入1 mol/L BaCl2溶液6 mL,产生白色沉淀,加热2 min,使沉淀颗粒长大以易于沉淀。沉淀完全后,趁热减压过滤,弃去沉淀,得到滤液1。
Ⅲ.将滤液1转移至200 mL烧杯中,并加热至近沸,边搅拌边滴加饱和Na2CO3溶液,直到不生成沉淀为止,再多加0.5 mL饱和Na2CO3溶液,静置。沉淀完全后,趁热减压过滤,弃去沉淀,得到滤液2。
Ⅳ.将滤液2转移至200 mL烧杯中,滴加6 mol/L HCl溶液,加热搅拌,调整溶液pH为3左右。
Ⅴ.将调整pH后的溶液蒸发到原体积的三分之一,冷却结晶,减压过滤,然后洗涤晶体、抽干。烘干产品,得到精盐。
回答下列问题。
(1)步骤Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 (填名称)和酒精灯。为保证充分溶解,采取的操作是 、搅拌。
量筒
加热
【解析】 (1)步骤Ⅰ称取20.0 g粗盐样品,加入 80 mL 蒸馏水溶解,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒和酒精灯,为保证充分溶解,采取的操作是加热、搅拌。
(2)步骤Ⅱ确定沉淀完全的方法是
。
取少量上层清液于试管中,滴加BaCl2溶液,
若不产生白色沉淀,确定沉淀完全
(3)步骤Ⅲ沉淀Fe3+的离子方程式为 ,
若检验到滤液2中Mg2+未除尽,可以继续滴加合适浓度的 溶液加以除去。
NaOH
(4)步骤Ⅳ中“加热搅拌”的目的是 。
(5)步骤Ⅴ洗涤晶体可选用下列 (填字母)试剂,采用冷却结晶而不采取蒸发结晶的原因是 。
a.无水乙醇 b.少量蒸馏水
c.四氯化碳 d.二硫化碳
b
【解析】 (5)步骤Ⅴ洗涤的晶体为氯化钠,可选用少量蒸馏水,洗去表面的盐酸。采用冷却结晶而不采取蒸发结晶的原因是蒸发结晶无法除去K+,可利用溶解性差异除去K+。
蒸发结晶无法除去K+,可利用溶解性差异除去K+
(6)减压过滤的装置如图所示,相比普通过滤的优点是
(写出两点)。
增大过滤速率、提高
固液分离效率(合理即可)
【解析】 (6)相比普通过滤,减压过滤可以增大过滤速率、提高固液分离效率、使滤出的固体更干燥、减少能源消耗等。
1.物质检验的原理和方法
(1)物理方法:依据物质的特有物理性质,如颜色、气味、溶解性、磁性等得出结论。
(2)化学方法:利用物质反应时产生的特征现象,如放出气体(颜色、气味)、生成沉淀(颜色)或生成特殊颜色的配离子而得出结论。
2.常见物质的检验方法
(1)常见离子的检验。
①检验方案。
方法 离子 检验试剂 特征现象 注意
沉 淀 法 Cl-、 Br-、 I- AgNO3溶液+ HNO3(稀) AgCl↓白色、 AgBr↓淡黄色、 AgI↓黄色 —
稀盐酸酸化的 BaCl2溶液 白色沉淀 须先用盐
酸酸化
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→ 灰绿色→ 红褐色沉淀 —
Fe3+ NaOH溶液 红褐色沉淀 —
Al3+ NaOH溶液 白色沉淀→ 溶解 不一定
是Al3+
显 色 法 I- 氯水(少量), CCl4 下层为 紫红色 —
Fe2+ KSCN溶液, 再滴氯水 先是无变化, 滴氯水后变 红色 —
Fe3+ KSCN溶液 红色 —
苯酚溶液 紫色 —
Na+、 K+ 铂丝和盐酸 火焰为黄色、 紫色 K+的焰色要透过
蓝色钴玻璃观察
②离子检验中干扰因素的排查。
先变浑浊后变澄清
(2)常见气体的检验。
①酸性气体的检验。
褪去
出现红色
白烟
②碱性气体的检验。
变蓝
Cu和H2O
③还原性气体的检验。
Cu和CO2
红棕色
复燃
④氧化性气体的检验。
黄绿
变蓝
红棕
变红
变蓝
(3)常见有机物的检验。
物质 检验方法及现象
CH4 燃烧火焰呈淡蓝色,且有水滴和使澄清石灰水变浑浊的气体产生
乙烯 或乙炔 使溴水或酸性KMnO4溶液褪色
含醛基的 有机物 ①碱性条件下与银氨溶液共热生成银镜;
②碱性条件下与新制的Cu(OH)2共热生成砖红色沉淀
含酚羟基 的物质 ①与FeCl3溶液发生显色反应;
②与浓溴水反应生成白色沉淀
卤代烃 与碱的水溶液共热,加稀硝酸酸化,然后加AgNO3溶液,有沉淀生成
蛋白质 ①含苯环的蛋白质遇浓硝酸显黄色;
②灼烧有类似烧焦羽毛气味
淀粉 遇I2变蓝色
3.物质的鉴别
(1)物质鉴别的方法。
物理 方法 观察法 抓住物质的特殊颜色、状态等差异性进行区分,如Fe和Cu的鉴别
气味法 抓住物质的特殊气味进行区分,如O2和NH3的鉴别
水溶法 抓住物质的溶解性及溶解后现象的差异进行区分,如NH4NO3和NaOH的鉴别
化学 方法 加热法 抓住物质热稳定性差异进行区分,如KClO3和KCl的鉴别
指示 剂法 抓住物质的水溶液酸碱性的差异,用酸碱指示剂、pH试纸来区分物质,如HCl、NaOH、NaCl三种无色溶液的鉴别
气体法 抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成气体的差异来区分,如Na2CO3和NaOH的鉴别
沉淀法 抓住所加试剂与待鉴别物质间反应生成沉淀的差异来区分,如 AgNO3 和KNO3的鉴别
(2)物质鉴别选择试剂的分析思路。
①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液的酸碱性,确定能否选用水或指示剂进行鉴别。如a.用水鉴别Na2CO3和CaCO3两种白色粉末;b.用水鉴别苯、CCl4、酒精三种无色液体;c.用pH试纸鉴别NH4Cl、NaCl、Na2CO3三种无色溶液。
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂。如a.用Ba(OH)2溶液鉴别NH4Cl、(NH4)2SO4、H2SO4三种无色溶液;b.用稀盐酸鉴别NaOH、Na2CO3、Na[Al(OH)4]三种无色溶液。
(3)不另加试剂的常见鉴别方法。
①两两混合法:对多种溶液鉴别时,通过溶液两两混合所得现象的差异,分析确定。如Na2CO3溶液、BaCl2溶液和HNO3溶液,根据两两混合所得现象可以鉴别,有沉淀和气体的为Na2CO3溶液,只有沉淀的为BaCl2溶液,只有气体的为HNO3溶液。
②顺序滴加法:当需鉴别的物质为两种时,可根据试剂滴加顺序得到的现象,鉴别两物质。如Na2CO3溶液与盐酸、AlCl3溶液与NaOH溶液、AgNO3溶液与氨水等。
[理解·辨析] 判断正误
×
×
√
×
(4)无色溶液加入CCl4后无现象,滴加氯水后CCl4层呈紫红色,则溶液中一定存在I-。( )
√
×
(6)验证Fe2(SO4)3溶液中含Fe2+的方法是加入酸性KMnO4溶液,紫色褪去。
( )
(7)用新制的氢氧化铜能够区别葡萄糖溶液和乙醛溶液。( )
×
一、无机物的检验与鉴别
1.(2024·黑龙江双鸭山模拟)下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是( )
D
2.鉴别下列各组气体时,所选用的试剂无法实现实验目的的是( )
B
选项 气体 试剂
[A] CO2、SO2 品红溶液
[B] NO2、溴蒸气 淀粉碘化钾溶液
[C] CH4、C2H4 溴的四氯化碳溶液
[D] HCl、H2S 硫酸铜溶液
【解析】 二氧化硫能使品红溶液褪色,二氧化碳不能,可以鉴别,A不符合题意;
NO2、溴蒸气均具有强氧化性,都能使淀粉碘化钾溶液变蓝色,不能鉴别,B符合题意;乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,甲烷不能,可以鉴别,C不符合题意;硫化氢通入硫酸铜溶液中产生黑色沉淀,氯化氢和硫酸铜不反应,可以鉴别,D不符合题意。
3.(2025·云南高考适应性考试)根据下列实验操作和现象所得结论错误的是( )
B
选项 实验操作和现象 结论
[A] 用激光笔照射某有色玻璃,看到一条光亮的“通路” 该有色玻璃是胶体
[B] 用铂丝蘸取溶液在酒精灯外焰上灼烧,观察到黄色 溶液中有钠盐
[C] 用惰性电极电解CuCl2溶液,将湿润的淀粉KI试纸靠近阳极,试纸变蓝 阳极有Cl2生成
[D] 向FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,一段时间后溶液变红 Fe2+被氧化为Fe3+
二、常见有机物的鉴别与检验
4.(2024·黑龙江佳木斯一模)下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是
( )
[A] 溴乙烷、丙酮、乙酸乙酯
[B] 苯酚溶液、乙醇、甘油
[C] 甲酸、乙醛、乙酸
[D] 苯、甲苯、硝基苯
B
【解析】 溴乙烷不溶于水,密度比水大,丙酮与水互溶,乙酸乙酯不溶于水,密度比水小,可以使用水来鉴别这三种物质,A不符合题意;苯酚与氯化铁溶液反应会生成紫色配合物,溶液会呈现紫色,甘油与新制的Cu(OH)2反应会生成深蓝色的配合物,溶液会变成深蓝色,乙醇与氯化铁溶液和新制的 Cu(OH)2 均不会发生显著的颜色变化,溶液的颜色基本保持不变,因此用一种试剂无法鉴别,B符合题意;
甲酸具有酸性,可以与新制的Cu(OH)2反应,使悬浊液变澄清,加入过量新制的Cu(OH)2后,加热可反应生成砖红色沉淀,乙醛在加热条件下可以与新制的Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,乙酸可以与新制的Cu(OH)2反应,使悬浊液变澄清,加入过量新制的Cu(OH)2后,加热无明显现象,可以使用新制的Cu(OH)2来鉴别这三种物质,C不符合题意;苯不溶于水,密度比水小,且不与酸性高锰酸钾溶液反应,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,硝基苯不溶于水,密度比水大,且不与酸性高锰酸钾溶液反应,可以使用酸性高锰酸钾溶液来鉴别这三种物质,D不符合题意。
5.关于有机物检测,下列说法不正确的是( )
[A] 用新制的氢氧化铜可鉴别甲苯、溴苯、乙醇、乙醛
[B] 用核磁共振氢谱可鉴别CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3
[C] 用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O的有机物氧化,通过测定有机物和产物的质量可计算出有机物的实验式
[D] 将1-溴丁烷和氢氧化钠的乙醇溶液加热所得到的气体通入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾溶液褪色,说明1-溴丁烷发生了消去反应
D
【解析】 加入新制的氢氧化铜,分层,有机层在下层的为溴苯,在上层的为甲苯,不分层且加热产生砖红色沉淀的为乙醛,无明显现象的为乙醇,现象不同,可鉴别,故A正确;CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3中均含有3种处于不同化学环境的氢原子,但核磁共振氢谱中氢原子信号的化学位移不同,则用核磁共振氢谱可鉴别,故B正确;用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O的有机物氧化,通过测定有机物和产物中二氧化碳与水的质量,根据有机物的物质的量和二氧化碳、水中C、H的个数比,确定O的个数,从而可计算出有机物的实验式,故C正确;将1-溴丁烷和氢氧化钠的乙醇溶液加热所得到的气体通入酸性高锰酸钾溶液,若酸性高锰酸钾溶液褪色,引起褪色的原因可能是1-溴丁烷发生消去反应生成的烯烃,也可能是挥发出的乙醇,故D不正确。
6.(2024·浙江金华三模)下列说法正确的是( )
[A] 用酸性KMnO4溶液可鉴别汽油、煤油和柴油
[B] 用NaOH溶液、硝酸银溶液可鉴别氯乙烷、溴乙烷和碘乙烷
[C] 用溴水可鉴别酒精、苯酚、己烯和甲苯
[D] 用饱和Na2CO3溶液可鉴别乙醇、乙醛、乙酸和乙酸乙酯
C
【解析】 汽油能使酸性高锰酸钾溶液褪色,煤油和柴油均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别,A错误;氯乙烷、溴乙烷和碘乙烷在碱性条件下可水解,应先加入稀硝酸中和碱后再加入硝酸银溶液,进行卤素离子的检验,B错误;溴水与酒精不反应,但是可以混溶,苯酚与溴水反应生成白色沉淀,乙烯与溴水发生加成反应使溴水褪色,甲苯可萃取溴水中的溴单质,可以鉴别,C正确;乙醇、乙醛均不与饱和Na2CO3溶液反应,且与饱和Na2CO3溶液互溶,乙酸与饱和Na2CO3溶液反应有气泡冒出,乙酸乙酯不溶于饱和Na2CO3溶液而分层,不能鉴别,D错误。
1.(2024·江西卷,3)“稀土之父”徐光宪先生提出了稀土串级萃取理论,其基本操作是利用有机络合剂把稀土离子从水相富集到有机相再进行分离。分离时可用的玻璃装置是( )
C
[A] [B] [C] [D]
【解析】 利用有机络合剂把稀土离子从水相富集到有机相再进行分离,有机相与水相分层,可通过分液分离。A.图中为蒸馏装置,不符合题意;B.图中为过滤装置,不符合题意;C.图中为分液装置,符合题意;D.图中为抽滤装置,不符合题意。
2.(2024·湖南卷,8)为达到下列实验目的,操作方法合理的是( )
D
选项 实验目的 操作方法
[A] 从含有I2的NaCl固体中提取I2 用CCl4溶解、萃取、分液
[B] 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用NaOH溶液洗涤、水洗、分液、干燥
[C] 用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定
[D] 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁
【解析】 从含有I2的NaCl固体中提取I2,宜用升华法,A错误;乙酸乙酯在碱性条件下可以发生水解反应,故提纯乙酸乙酯不能用氢氧化钠溶液洗涤,B错误;用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应到达终点时生成CH3COONa,溶液呈碱性,故不能用甲基橙作指示剂进行滴定,否则误差较大,应用酚酞作指示剂,C错误;从明矾过饱和溶液中快速析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁,产生微小的玻璃微晶来充当晶核,促进晶体析出,D正确。
3.(2024·湖北卷,3)关于物质的分离、提纯,下列说法错误的是( )
[A] 蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4
[B] 过滤法分离苯酚和NaHCO3溶液
[C] 萃取和柱色谱法从青蒿中提取分离青蒿素
[D] 重结晶法提纯含有少量食盐和泥沙的苯甲酸
B
【解析】 二氯甲烷和四氯化碳互溶,两者沸点不同,可以用蒸馏的方法将两者分离,A正确;苯酚和碳酸氢钠都可以溶解在水中,不能用过滤的方法将两者分离,B错误;将青蒿浸泡在有机溶剂中得到提取液,寻找合适的萃取剂可以利用萃取的方法将提取液中的青蒿素提取出来,也可以利用不同溶质在色谱柱上的吸附度不同将青蒿素固定在色谱柱上,再利用极性溶剂将青蒿素洗脱下来,得到纯净的青蒿素,C正确;食盐和苯甲酸的溶解度差异较大,可以利用重结晶的方式将低温下溶解度较小的苯甲酸分离出来,D正确。
4.(2024·浙江1月选考,6)为回收利用含I2的CCl4废液,某小组设计方案如图所示,下列说法不正确的是( )
[A] 步骤Ⅰ中,加入足量Na2CO3溶液充分反应后,上下两层均为无色
[B] 步骤Ⅰ中,分液时从分液漏斗下口放出溶液A
[C] 试剂X可用硫酸
[D] 粗I2可用升华法进一步提纯
B
【解析】 由题给流程可知,向碘的四氯化碳溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,分液得到四氯化碳和溶液A;向溶液A中加入硫酸溶液,碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘。由分析可知,步骤Ⅰ中,加入足量碳酸钠溶液后,碳酸钠溶液与碘反应得到含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,则充分反应后,上下两层均为无色,上层为含有碘化钠和碘酸钠的混合溶液,下层为四氯化碳,则分液时应从分液漏斗上口倒出溶液A,故A正确,B错误;由分析可知,向溶液A中加入硫酸溶液的目的是使碘化钠和碘酸钠在硫酸溶液中发生归中反应生成硫酸钠和碘,则试剂X可用硫酸,故C正确;碘受热会升华,所以实验制得的粗碘可用升华法进一步提纯,故D正确。
5.(2024·浙江1月选考,9)关于有机物检测,下列说法正确的是( )
[A] 用浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
[B] 用红外光谱可确定有机物的元素组成
[C] 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为C5H12
[D] 麦芽糖与稀硫酸共热后加NaOH溶液调至碱性,再加入新制氢氧化铜并加热,可判断麦芽糖是否水解
A
【解析】 溴乙烷可萃取浓溴水中的溴,出现分层,下层为有色层,溴水具有强氧化性、乙醛具有强还原性,乙醛能还原溴水,溶液褪色,苯酚和浓溴水发生取代反应生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,故浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚,A正确;红外吸收峰的位置与强度反映了分子结构的特点,红外光谱可确定有机物的化学键、官能团等,元素分析仪可以检测样品中所含有的元素,B错误;质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,不可据此推断其分子式为C5H12,相对分子质量为72的还可以是C4H8O、C3H4O2等,C错误;麦芽糖及其水解产物均具有还原性,均能和新制氢氧化铜在加热条件下反应生成砖红色沉淀Cu2O,若按方案进行该实验,不管麦芽糖是否水解,均可生成砖红色沉淀,故不能判断麦芽糖是否水解,D错误。
6.(2024·江西卷,14)白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部。在三个烧杯中各加入适量X。分别加入足量以下三种试剂并微热使之充分反应,实验记录为:
A
编号 试剂 反应后的不溶物 生成的气体
Ⅰ 蒸馏水 白色 无色、有刺激性气味
Ⅱ 稀盐酸 白色 无色、无味
Ⅲ NaOH溶液 无不溶物 无色、有刺激性气味
依据实验现象,下列说法正确的是( )
[A] 可能含Al2O3 [B] 含BaCl2
[C] 含Na2SO3 [D] 不含KCl
【解析】 白色固体样品X,可能含有AgNO3、NH4NO3、BaCl2、KCl、Na2SO3、Na2CO3、Al2O3之中的几种或全部,在三个烧杯中各加入适量X,分别加入足量蒸馏水、稀盐酸和NaOH溶液并微热使之充分反应。Ⅰ.加入蒸馏水,微热生成无色、有刺激性气味的气体,是微热条件下铵根离子和弱酸根离子发生相互促进的水解反应生成了氨,说明一定含NH4NO3,反应后的不溶物为白色,白色不溶物可能为氧化铝,也可能为AgNO3和Na2SO3或Na2CO3反应生成的Ag2SO3或Ag2CO3沉淀,还可能为BaCl2和Na2SO3或Na2CO3反应生成的BaSO3或BaCO3沉淀;
Ⅱ.加入稀盐酸,反应后的不溶物为白色,同时生成的气体为无色、无味气体,为二氧化碳气体,说明一定含Na2CO3,一定不含Na2SO3,白色不溶物为HCl与AgNO3反应生成的AgCl,说明一定含AgNO3;Ⅲ.加入NaOH溶液,无不溶物,有无色、有刺激性气味的气体生成,说明一定含NH4NO3。由分析可知,白色固体样品X中一定含AgNO3、NH4NO3、Na2CO3,一定不含Na2SO3,可能含Al2O3,无法确定是否含BaCl2、KCl,故A正确。
课时作业50 物质的分离与提纯
(时间:30分钟 满分:60分)
一、选择题(共9小题,每小题4分,共36分)
1.(2024·四川内江期末)分离和提纯下列有机物所用的方法正确的是( )
[A] 分离汽油和柴油:分馏
[B] 分离酒精和水:分液
[C] 除去乙烷中的乙烯:通入酸性高锰酸钾溶液中洗气
[D] 除去苯中混有的苯酚:加入足量饱和溴水,过滤
A
【解析】 汽油和柴油互溶,但沸点不同,可用分馏的方法分离,故A正确;酒精和水互溶,不能用分液的方法分离,故B错误;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳,即乙烷中引入了新的杂质,故C错误;苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚能溶于苯,不能用溴水除去苯中混有的苯酚,故D错误。
2.下列实验中采取的分离或提纯方法能达到实验目的的是( )
B
选项 实验目的 分离或提纯方法
[A] 分离碘的四氯化碳溶液中的碘 用苯萃取
[B] 除去乙酸乙酯中的乙酸 加入饱和Na2CO3溶液后分液
[C] 除去蛋白质溶液中少量NaCl 过滤
[D] 从高级脂肪酸钠和甘油的混合水溶液中分离出高级脂肪酸钠 加入乙醇和浓硫酸并加热,然后蒸馏
【解析】 苯与四氯化碳互溶,不能用作萃取剂分离溶于四氯化碳中的碘,A错误;乙酸与碳酸钠反应转化为易溶于水的盐,再通过分液即可提纯乙酸乙酯,B正确;蛋白质溶于水后形成了胶体,胶体粒子不能透过半透膜,而氯离子和钠离子能透过半透膜,因此应该用渗析的方法,C错误;油脂与氢氧化钠溶液反应后即得到高级脂肪酸钠与甘油的混合液,应该加入氯化钠颗粒,发生盐析,然后过滤,D错误。
3.下列有关气体除杂的试剂选择正确的是( )
[A] 除去CO2中的HCl:饱和食盐水
[B] 除去C2H2中的H2S:硫酸铜溶液
[C] 除去C3H8中的C2H4:酸性高锰酸钾溶液
[D] 除去CO2中的SO2:饱和碳酸钠溶液
B
【解析】 氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,则除去二氧化碳中的氯化氢杂质应选用饱和碳酸氢钠溶液,不能选用饱和食盐水,故A错误;H2S能与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸,而乙炔与硫酸铜溶液不反应,则除去乙炔中的硫化氢杂质可选择硫酸铜溶液,故B正确;乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成二氧化碳气体,引入新杂质二氧化碳,应选择溴水,故C错误;二氧化碳和二氧化硫都能与碳酸钠溶液反应,所以除去二氧化碳中的二氧化硫杂质不能选用饱和碳酸钠溶液,应选用饱和碳酸氢钠溶液,故D错误。
4.(2024·山西晋城第四次调研)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法正确的是( )
[A] Cl2(HCl):通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
[B] FeCl3(FeCl2):通入足量的氯气
[C] CO2(CO):用点燃的方法除去
[D] Na2CO3溶液(Na2SO4):加入过量Ba(OH)2溶液
B
【解析】 HCl会与饱和碳酸钠溶液反应产生新的杂质气体CO2,A错误;通入足量的氯气,可以将FeCl2氧化为FeCl3,B正确;除去CO2中的CO,不能用点燃的方法,应该将混合气体通过灼热的CuO,C错误;Na2CO3和Na2SO4都能与Ba(OH)2溶液反应,且引入新的杂质,D错误。
5.(2024·湖北一模)传统中药金银花的有效成分绿原酸具有抗菌消毒的作用,绿原酸是一种强极性有机化合物。实验室从金银花中提取绿原酸的装置
如图所示。将粉碎的干燥金银花放入滤纸套筒1中,烧瓶中装入无水乙醇。下列说法错误的是( )
[A] 与常规萃取相比,索氏提取器的优点是使用溶剂少,可连续萃取
[B] 萃取过程中,绿原酸的乙醇溶液经虹吸管流回烧瓶中
[C] 提取过程中不可选用明火直接加热
[D] 可用CCl4代替乙醇进行实验
D
【解析】 索氏提取器中2为蒸汽导管,3为虹吸管,无水乙醇受热蒸发,乙醇蒸气沿导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管3返回烧瓶,从而实现连续萃取。根据图示装置,与常规的萃取相比,索氏提取器中当萃取液液面达到虹吸管顶端时,经虹吸管返回烧瓶,萃取后萃取液可循环连续萃取,萃取液使用较少,萃取效率高,A正确;由分析可知,萃取过程中,绿原酸的乙醇溶液经虹吸管流回烧瓶中,B正确;无水乙醇沸点不高,受热易挥发,具有可燃性,所以提取过程中不可选用明火直接加热,宜用水浴加热法,C正确;绿原酸是一种强极性有机化合物,难溶于四氯化碳,故不适合用CCl4代替乙醇,D错误。
下列说法正确的是( )
[A] ①的主要目的是除去Mg2+
[B] ②加入的是Na2CO3溶液,③加入的是BaCl2溶液,④加入的是盐酸
[C] C中只有BaSO4,E中只有CaCO3
[D] F中只有OH-、Cl-、Na+三种离子
A
7.(2024·山东聊城三模)某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,25 ℃ 和75 ℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34 g和2.2 g)。下列说法不正确的是( )
[A] “过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出
[B] “溶解”“过滤”“洗涤”操作中均使用了玻璃棒
[C] “洗涤”时,选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥
[D] 将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称量
C
【解析】 粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,溶解、加热后需趁热过滤,除掉泥沙;对热的滤液进行冷却结晶,再次过滤得到苯甲酸固体,洗涤、干燥后得到苯甲酸晶体。由分析可知,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出,A正确;“溶解”需使用玻璃棒搅拌,“过滤”“洗涤”操作中用玻璃棒引流,B正确;常温下,苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇,洗涤时不宜用乙醇,应用冷水,C错误;洗涤后的苯甲酸晶体可以铺在干燥的滤纸上晾干,D正确。
8.(2025·福建泉州五校期中)实验室合成肉桂酸乙酯后,其提纯过程如下。
已知相关物质沸点、密度如下表。
物质 肉桂酸 肉桂酸乙酯 乙醇 环己烷 乙醚
沸点/℃ 300 271.5 78.3 80.8 34.5
密度/(g·cm-3) 1.248 1.049 0.789 0.79 0.71
下列说法错误的是( )
[A] 操作①为蒸馏
[B] 试剂a为饱和碳酸钠溶液,至气泡不再产生时停止加入
[C] 操作②为分液,使用的仪器是分液漏斗,有机层从上口倒出
[D] 操作③优先蒸出的是肉桂酸乙酯
D
【解析】 肉桂酸、肉桂酸乙酯、乙醇、环己烷混合物经过蒸馏,得到混合物1、2,混合物1先加入饱和碳酸钠溶液,然后加入乙醚,萃取分液,有机层加入MgSO4吸水,然后干燥、过滤,再蒸馏得到肉桂酸乙酯。根据分析,操作①为蒸馏,A正确;试剂a为饱和碳酸钠溶液,至气泡不再产生时停止加入,可以除去肉桂酸,B正确;操作②为分液,使用的仪器是分液漏斗,有机层密度小于水,从上口倒出,C正确;乙醚的沸点低于肉桂酸乙酯,操作③优先蒸出的是乙醚,D错误。
9.(2025·河北市级联考期中)卤代甲硅烷是一类重要的硅化合物,是合成其他硅烷衍生物的起始原料。三溴甲硅烷(SiHBr3,熔点-73.5 ℃、沸点111.8 ℃,易水解、易着火)的合成反应为Si+3HBr SiHBr3+H2,一种合成并提纯SiHBr3的装置如图所示。下列说法正确的是( )
[A] 合成阶段,装置2和6均需冷水浴;提纯阶段,装置6需加热
[B] 装置4的作用为吸收未反应的Br2
[C] 合成阶段,从装置8逸出的气体可直接排放;提纯阶段,装置9收集满产品后需将缩细处烧封
[D] 为提高冷凝效果,可将装置7更换为球形冷凝管
B
【解析】 合成阶段,装置2需热水浴使液溴挥发为溴蒸气,与氢气在装置3中发生化合反应,故A错误;装置4用于除去溴化氢中的溴蒸气,故B正确;合成阶段,从装置8逸出的气体含有溴化氢,不能直接排放,故C错误;蒸馏装置中不能使用球形冷凝管,容易造成液体残留,故D错误。
二、非选择题(共1小题,共24分)
10.(24分,每空3分)(2024·四川南充三诊)某实验小组采用氯化氢法对实验室NaCl粗品(含少量KNO3)进行提纯,并测定提纯产品中的NaCl纯度。实验装置及步骤如下,回答下列问题。
Ⅰ.NaCl粗品提纯
(1)装置A用于制取HCl气体利用了浓硫酸的性质为 (填字母),装置A中发生反应的化学方程式为
。
a.脱水性 b.高沸点
c.强氧化性 d.强酸性
b
(2)仪器a的名称是 ,仪器b的作用是
。
分液漏斗
防止装置B中溶液倒吸入
装置A中
【解析】 (2)由题干实验装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗。由分析可知,HCl极易溶于水,需要防止倒吸,即仪器b的作用是防止装置B中溶液倒吸入装置A中。
(3)B中析出NaCl晶体的原理是
。
待晶体不再析出后,停止通气,过滤、洗涤、干燥得到NaCl晶体。
溶液中c(Cl-)增加,使NaCl的溶解平衡
向析出NaCl晶体的方向移动
【解析】 (3)向B中溶液中通入HCl后,将导致溶液中c(Cl-)增加,使NaCl的溶解平衡向析出NaCl晶体的方向移动,B中析出NaCl晶体。
Ⅱ.NaCl晶体纯度测定
称取1.000 g干燥的NaCl晶体溶于烧杯中,转入100 mL容量瓶,定容、摇匀。
移取10.00 mL溶液于锥形瓶中,调节待测液的pH并滴加K2CrO4指示剂。
用0.100 0 mol/L AgNO3标准溶液在避光下滴定至终点。
(已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀)
(4)称取NaCl晶体质量 (填“能”或“不能”)使用托盘天平。
不能
【解析】 (4)托盘天平是一种粗略的称量仪器,只能精确到0.1 g,而题干要称量1.000 g干燥的NaCl晶体,故称取NaCl晶体质量不能使用托盘天平。
(5)终点时的实验现象为
。
当最后半滴AgNO3标准溶液滴入后,锥形瓶中出现
砖红色浑浊,且半分钟内砖红色浑浊不消失
【解析】 (5)由题干信息可知,本实验使用K2CrO4作指示剂,故当最后半滴AgNO3标准溶液滴入后,锥形瓶中出现砖红色浑浊,且半分钟内砖红色浑浊不消失,即到达滴定终点。
(6)平行滴定三次,消耗AgNO3标准溶液的平均体积为17.05 mL,所得产品中NaCl晶体纯度为 %(保留小数点后两位)。
99.74
课时作业51 物质的检验与鉴别
(时间:30分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,1～6小题每小题6分,7～10小题每小题7分,共64分)
1.下列各组物质中,只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是( )
[A] 无水硫酸铜、氢氧化钡、硫酸镁、碳酸钡
[B] 乙醇、硝基苯、甲苯
[C] 硫酸铝、氢氧化钠、碳酸氢钠、硝酸镁
[D] 碳酸钠、碳酸钾、硫酸钾、氯化钡
D
【解析】 加入蒸馏水,呈蓝色的是无水硫酸铜,不溶于水的是碳酸钡,用硫酸铜溶液可以检验出氢氧化钡溶液,剩下的是硫酸镁溶液,A不符合题意;加入蒸馏水,乙醇与水互溶,硝基苯在水的下层,甲苯在水的上层,B不符合题意;先加入蒸馏水配成溶液,互滴能检验出硫酸铝溶液、氢氧化钠溶液,利用硫酸铝溶液可以检验出碳酸氢钠溶液,剩下的是硝酸镁溶液,C不符合题意;加入蒸馏水,利用组内物质,只能检验出氯化钡,D符合题意。
2.下列有关常见气体成分检验的结论正确的是( )
A
选项 仪器或试剂 实验现象 结论
[A] 湿润的红色石蕊试纸 试纸变蓝 一定含NH3
[B] 灼热CuO 黑色固体变为红色 一定含H2
[C] 澄清石灰水 溶液中出现浑浊 一定含CO2
[D] 湿润的淀粉-KI试纸 试纸变蓝 一定含Cl2
【解析】 NH3的水溶液显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,故试纸变蓝,一定含NH3,故A正确;能还原氧化铜的气体也可能是一氧化碳等还原性气体,故B错误;二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故C错误;二氧化氯、二氧化氮等氧化性气体也能将碘离子氧化为碘单质,故D错误。
3.(2024·湖南祁东三模)下列各组物质的鉴别试剂选择错误的是( )
A
选项 物质 鉴别试剂
[A] 苯酚稀溶液和酒精溶液 Na2CO3溶液
[B] CaCO3粉末和CaO粉末 水
[C] 乙烯气体和乙烷气体 溴水
[D] 碳粉和氧化铜粉末 稀盐酸
【解析】 乙醇能与水以任意比混溶,苯酚与碳酸钠反应生成的苯酚钠属于钠盐,也是溶于水的,且反应过程中没有气体生成,无法通过Na2CO3溶液进行鉴别,故A错误;CaO与水反应放出大量热且生成的氢氧化钙微溶于水,
CaCO3难溶于水,可以鉴别,故B正确;乙烯与溴水发生加成反应导致溴水褪色,乙烷与溴水不反应,可以鉴别,故C正确;碳粉与稀盐酸不反应,氧化铜粉末与稀盐酸反应,溶液变为蓝色,可以鉴别,故D正确。
4.下列方案不能达到实验目的的是( )
[A] 用pH试纸鉴别NaCl溶液与HCl溶液
[B] 用焰色试验鉴别NaOH溶液和K2CO3溶液
[C] 用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
[D] 用丁达尔效应鉴别Al(OH)3胶体和K2SO4溶液
C
【解析】 NaCl溶液显中性,HCl溶液显酸性,故可用pH试纸鉴别NaCl溶液与HCl溶液,A不符合题意;钠元素和钾元素焰色试验的火焰颜色不同,钠元素为黄色,钾元素透过蓝色钴玻璃观察为紫色,故可用焰色试验鉴别NaOH溶液和K2CO3溶液,B不符合题意;CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,C符合题意;Al(OH)3胶体能产生丁达尔效应,而K2SO4溶液不能产生丁达尔效应,则可用丁达尔效应鉴别K2SO4溶液和Al(OH)3胶体,
D不符合题意。
5.下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是( )
C
6.(2023·辽宁卷,4)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是( )
[A] 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
[B] 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
[C] 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
[D] 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
A
【解析】 石灰水为Ca(OH)2溶液,与碳酸钠和碳酸氢钠均能反应生成白色的CaCO3沉淀,不能达到鉴别的目的,A符合题意;Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液检验,现象为溶液变成红色,可以达到检验的目的,B不符合题意;
Na2SO3被氧化后会生成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2溶液后可以产生白色沉淀,可以用来检验Na2SO3是否被氧化,C不符合题意;含有醛基的物质可以在加热条件下与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中是否混有乙醛,D不符合题意。
7.(2023·山东卷,6)鉴别浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是( )
[A] 测定溶液pH
[B] 滴加酚酞试剂
[C] 滴加0.1 mol·L-1KI溶液
[D] 滴加饱和Na2CO3溶液
C
【解析】 NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2(SO4)3溶液显酸性,则测定溶液pH是可以鉴别出来的,故A不符合题意;NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,滴入酚酞试剂,两种溶液颜色变化深浅不一样,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞试剂不变色,则滴加酚酞试剂是可以鉴别出来的,故B不符合题意;
NaClO溶液中滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振荡后会变成无色,而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液中滴入碘化钾溶液后,因KI不与两者反应而没有现象,则仅滴加0.1 mol·L-1KI溶液无法鉴别,故C符合题意;饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应,和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡沉淀,
和Al2(SO4)3溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,则滴入饱和Na2CO3溶液是可以鉴别出来的,故D不符合题意。
8.为达到相应目的,下列方案设计、现象与结论均正确的是( )
C
选项 目的 方案设计 现象与结论
[A] 检验食盐中是否含有碘元素 向某品牌的食盐水溶液中滴加淀粉溶液 溶液颜色不变,说明该食盐为无碘盐
[B] 检验葡萄酒中是否含有SO2 向葡萄酒中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液紫色褪去,证明葡萄酒中含SO2
[C] 检验菠菜中的铁元素 取少量菠菜叶,剪碎研磨后加水搅拌,取上层清液于试管中,加入新制氯水后再滴入KSCN溶液 若溶液变红,说明菠菜中含有铁元素
[D] 检验鸡皮中是否含有脂肪 取一小块鸡皮于表面皿上,滴几滴浓硝酸于鸡皮上 一段时间后鸡皮变黄,说明鸡皮中含有脂肪
【解析】 食盐中所加碘一般为碘酸钾,碘酸钾遇淀粉不变蓝色,因此实验设计不合理,故A错误;强还原性的物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不一定是二氧化硫,故B错误;加入新制氯水后再加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中存在Fe3+,从而可说明菠菜中含有铁元素,故C正确;加浓硝酸鸡皮变黄,是蛋白质的性质,不能证明脂肪存在,故D错误。
9.下列有机物的鉴别方法(必要时可加热),不能达到目的的是( )
[A] 用酸性KMnO4溶液鉴别苯、甲苯、四氯化碳
[B] 用新制的Cu(OH)2鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸
[C] 用溴水鉴别苯、甲苯、苯酚、己烯
[D] 用盐酸鉴别硝基苯、苯酚钠溶液、NaHCO3溶液、乙醇溶液
C
【解析】 甲苯使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯与酸性高锰酸钾溶液分层后有机层在上层,四氯化碳与酸性高锰酸钾溶液分层后有机层在下层,现象不同,可鉴别,A能达到目的;乙醇与新制的氢氧化铜互溶,无明显现象,乙醛与新制的氢氧化铜在加热条件下产生砖红色的沉淀,乙酸与新制的氢氧化铜产生蓝色溶液,甲酸与新制的氢氧化铜会产生蓝色溶液,加热时产生砖红色沉淀,故可以用新制的 Cu(OH)2鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸,B能达到目的;苯酚与溴水反应生成白色沉淀,己烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色,但是苯与甲苯都可以与溴水发生萃取,而且有色层都在上层,现象相同,无法鉴别,C不能达到目的;硝基苯不溶于水,密度比水大,与盐酸混合后出现分层,苯酚钠与盐酸反应生成苯酚,溶液变浑浊,碳酸氢钠与盐酸反应产生气体,乙醇溶液与盐酸不反应,乙醇易溶于水,不分层,现象不同,可鉴别,D能达到目的。
①第一份加入足量NaOH后加热,收集到气体1.12 L(标准状况下);
②第二份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27 g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余 2.33 g。
下列说法错误的是( )
D
二、非选择题(共2小题,共36分)
11.(18分,每空3分)某化学兴趣小组在课外活动中,对某溶液进行了多次检测,其中三次检测结果如下表所示:
检测次数 溶液中检测出的物质
第一次 KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl
第二次 KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3
第三次 Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl
请回答下列问题。
(1)三次检测结果中第 次检测结果肯定不正确。
二
【解析】 (1)第二次检测结果中的BaCl2与Na2SO4、K2CO3会发生化学反应,分别生成BaSO4、BaCO3沉淀而不能共存,则肯定不正确。
(2)在检测时,为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子
(不考虑其他酸根离子),进行如下实验:
HNO3
Ba(NO3)2
AgNO3
检验Cl-
12.(18分,每空3分)现有7瓶失去标签的液体,可能是①苯、②乙醇、③乙醛、④乙酸乙酯、⑤甲酸、⑥乙酸、⑦蔗糖溶液。现通过如下实验步骤来确定各试剂瓶中所装的液体名称。
实验步骤和方法 实验现象
ⅰ.给7瓶液体依次标号 A～G 后,闻气味 只有G液体没有气味,E的试管中闻到果香味
ⅱ.分别取少量7种液体于试管中,加水稀释 只有E、F两种液体不溶解而浮在水上层
ⅲ.分别取少量7种液体于试管中,加入稀NaOH溶液并水浴加热 只有F仍有分层现象
回答下列问题。
(1)试给以下试剂瓶重新贴上标签(填物质序号):E ,F ,G 。
④
【解析】 已知①苯为无色、有特殊气味、不溶于水的液体;②乙醇为无色、有特殊香味的液体,能与水以任意比互溶;③乙醛为无色、具有刺激性气味的液体,能与水互溶;④乙酸乙酯为无色、油状液体,有特殊果香味,不溶于水;⑤甲酸为无色、有刺激性气味的液体,易溶于水;⑥乙酸为无色、有刺激性气味的液体,易溶于水;⑦蔗糖溶液为无色、无特殊气味的液体。
(1)由实验ⅰ可知,E为④乙酸乙酯,F为①苯,G为⑦蔗糖溶液。
①
⑦
(2)选用下列一种试剂(必要时可以加热)就可以鉴别A、B、C、D四瓶液体的是 (填字母)。
A.碳酸钠溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.新制的Cu(OH)2 D.溴水
C
【解析】 (2)由分析可知,A、B、C、D四瓶液体分别是乙醇、乙醛、甲酸和乙酸中的一种。将碳酸钠溶液滴入四种液体中,只有甲酸和乙酸产生大量的气泡,故不能鉴别四种液体,A不符合题意;将酸性 KMnO4 溶液滴入四种液体中,乙醇、乙醛和甲酸均会使其褪色,故不能鉴别,B不符合题意;不加热时,甲酸和新制的Cu(OH)2发生中和反应产生蓝色溶液,加热时生成砖红色沉淀,乙酸和新制的Cu(OH)2发生中和反应产生蓝色溶液,乙醇和新制的Cu(OH)2不反应,乙醛和新制的Cu(OH)2共热生成砖红色沉淀,现象不同,可以鉴别,C符合题意;将溴水滴入四种液体中,乙醛和甲酸均会使其褪色,乙醇和乙酸均无明显现象,故不能鉴别,D不符合题意。
(3)写出乙醛发生银镜反应的化学方程式:
。
CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
(4)从 结构推测,下列错误的是 (填字母)。
A.该物质属于芳香族化合物
B.该物质能发生加成、取代反应
C.分子中不含有手性碳原子
D.分子中含有酰胺基
C课时作业50 物质的分离与提纯
(时间:30分钟 满分:60分)
一、选择题(共9小题,每小题4分,共36分)
1.(2024·四川内江期末)分离和提纯下列有机物所用的方法正确的是( )
[A] 分离汽油和柴油:分馏
[B] 分离酒精和水:分液
[C] 除去乙烷中的乙烯:通入酸性高锰酸钾溶液中洗气
[D] 除去苯中混有的苯酚:加入足量饱和溴水,过滤
2.下列实验中采取的分离或提纯方法能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 分离或提纯方法
[A] 分离碘的四氯化碳溶液中的碘 用苯萃取
[B] 除去乙酸乙酯中的乙酸 加入饱和Na2CO3溶液后分液
[C] 除去蛋白质溶液中少量NaCl 过滤
[D] 从高级脂肪酸钠和甘油的混合水溶液中分离出高级脂肪酸钠 加入乙醇和浓硫酸并加热,然后蒸馏
3.下列有关气体除杂的试剂选择正确的是( )
[A] 除去CO2中的HCl:饱和食盐水
[B] 除去C2H2中的H2S:硫酸铜溶液
[C] 除去C3H8中的C2H4:酸性高锰酸钾溶液
[D] 除去CO2中的SO2:饱和碳酸钠溶液
4.(2024·山西晋城第四次调研)为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法正确的是( )
[A] Cl2(HCl):通过盛有饱和碳酸钠溶液的洗气瓶
[B] FeCl3(FeCl2):通入足量的氯气
[C] CO2(CO):用点燃的方法除去
[D] Na2CO3溶液(Na2SO4):加入过量Ba(OH)2溶液
5.(2024·湖北一模)传统中药金银花的有效成分绿原酸具有抗菌消毒的作用,绿原酸是一种强极性有机化合物。实验室从金银花中提取绿原酸的装置如图所示。将粉碎的干燥金银花放入滤纸套筒1中,烧瓶中装入无水乙醇。下列说法错误的是( )
[A] 与常规萃取相比,索氏提取器的优点是使用溶剂少,可连续萃取
[B] 萃取过程中,绿原酸的乙醇溶液经虹吸管流回烧瓶中
[C] 提取过程中不可选用明火直接加热
[D] 可用CCl4代替乙醇进行实验
6.(2025·福建泉州五校期中)为除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、S等离子,以制得精食盐水。某同学设计如图方案:
下列说法正确的是( )
[A] ①的主要目的是除去Mg2+
[B] ②加入的是Na2CO3溶液,③加入的是BaCl2溶液,④加入的是盐酸
[C] C中只有BaSO4,E中只有CaCO3
[D] F中只有OH-、Cl-、Na+三种离子
7.(2024·山东聊城三模)某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下苯甲酸易溶于乙醇,25 ℃ 和75 ℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34 g和2.2 g)。下列说法不正确的是( )
[A] “过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出
[B] “溶解”“过滤”“洗涤”操作中均使用了玻璃棒
[C] “洗涤”时,选用乙醇作洗涤剂有利于快速干燥
[D] 将洗涤后的晶体铺在干燥的滤纸上,晾干后称量
8.(2025·福建泉州五校期中)实验室合成肉桂酸乙酯后,其提纯过程如下。
已知相关物质沸点、密度如下表。
物质 肉桂酸 肉桂酸 乙酯 乙醇 环己烷 乙醚
沸点/℃ 300 271.5 78.3 80.8 34.5
密度/(g·cm-3) 1.248 1.049 0.789 0.79 0.71
下列说法错误的是( )
[A] 操作①为蒸馏
[B] 试剂a为饱和碳酸钠溶液,至气泡不再产生时停止加入
[C] 操作②为分液,使用的仪器是分液漏斗,有机层从上口倒出
[D] 操作③优先蒸出的是肉桂酸乙酯
9.(2025·河北市级联考期中)卤代甲硅烷是一类重要的硅化合物,是合成其他硅烷衍生物的起始原料。三溴甲硅烷(SiHBr3,熔点-73.5 ℃、沸点111.8 ℃,易水解、易着火)的合成反应为Si+3HBrSiHBr3+H2,一种合成并提纯SiHBr3的装置如图所示。下列说法正确的是( )
[A] 合成阶段,装置2和6均需冷水浴;提纯阶段,装置6需加热
[B] 装置4的作用为吸收未反应的Br2
[C] 合成阶段,从装置8逸出的气体可直接排放;提纯阶段,装置9收集满产品后需将缩细处烧封
[D] 为提高冷凝效果,可将装置7更换为球形冷凝管
二、非选择题(共1小题,共24分)
10.(24分,每空3分)(2024·四川南充三诊)某实验小组采用氯化氢法对实验室NaCl粗品(含少量KNO3)进行提纯,并测定提纯产品中的NaCl纯度。实验装置及步骤如下,回答下列
问题。
Ⅰ.NaCl粗品提纯
(1)装置A用于制取HCl气体利用了浓硫酸的性质为 (填字母),装置A中发生反应的化学方程式为 。
a.脱水性 b.高沸点
c.强氧化性 d.强酸性
(2)仪器a的名称是 ,仪器b的作用是 。
(3)B中析出NaCl晶体的原理是 。
待晶体不再析出后,停止通气,过滤、洗涤、干燥得到NaCl晶体。
Ⅱ.NaCl晶体纯度测定
称取1.000 g干燥的NaCl晶体溶于烧杯中,转入100 mL容量瓶,定容、摇匀。
移取10.00 mL溶液于锥形瓶中,调节待测液的pH并滴加K2CrO4指示剂。
用0.100 0 mol/L AgNO3标准溶液在避光下滴定至终点。
(已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀)
(4)称取NaCl晶体质量 (填“能”或“不能”)使用托盘天平。
(5)终点时的实验现象为 。
(6)平行滴定三次,消耗AgNO3标准溶液的平均体积为17.05 mL,所得产品中NaCl晶体纯度为 %(保留小数点后两位)。
课时作业50 物质的分离与提纯
1.A 汽油和柴油互溶,但沸点不同,可用分馏的方法分离,故A正确;酒精和水互溶,不能用分液的方法分离,故B错误;乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳,即乙烷中引入了新的杂质,故C错误;苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚能溶于苯,不能用溴水除去苯中混有的苯酚,故D错误。
2.B 苯与四氯化碳互溶,不能用作萃取剂分离溶于四氯化碳中的碘,A错误;乙酸与碳酸钠反应转化为易溶于水的盐,再通过分液即可提纯乙酸乙酯,B正确;蛋白质溶于水后形成了胶体,胶体粒子不能透过半透膜,而氯离子和钠离子能透过半透膜,因此应该用渗析的方法,C错误;油脂与氢氧化钠溶液反应后即得到高级脂肪酸钠与甘油的混合液,应该加入氯化钠颗粒,发生盐析,然后过滤,D错误。
3.B 氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,则除去二氧化碳中的氯化氢杂质应选用饱和碳酸氢钠溶液,不能选用饱和食盐水,故A错误;H2S能与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀和硫酸,而乙炔与硫酸铜溶液不反应,则除去乙炔中的硫化氢杂质可选择硫酸铜溶液,故B正确;乙烯与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成二氧化碳气体,引入新杂质二氧化碳,应选择溴水,故C错误;二氧化碳和二氧化硫都能与碳酸钠溶液反应,所以除去二氧化碳中的二氧化硫杂质不能选用饱和碳酸钠溶液,应选用饱和碳酸氢钠溶液,故D错误。
4.B HCl会与饱和碳酸钠溶液反应产生新的杂质气体CO2,A错误;通入足量的氯气,可以将FeCl2氧化为FeCl3,B正确;除去CO2中的CO,不能用点燃的方法,应该将混合气体通过灼热的CuO,C错误;Na2CO3和Na2SO4都能与 Ba(OH)2溶液反应,且引入新的杂质,D错误。
5.D 索氏提取器中2为蒸汽导管,3为虹吸管,无水乙醇受热蒸发,乙醇蒸气沿导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管3返回烧瓶,从而实现连续萃取。根据图示装置,与常规的萃取相比,索氏提取器中当萃取液液面达到虹吸管顶端时,经虹吸管返回烧瓶,萃取后萃取液可循环连续萃取,萃取液使用较少,萃取效率高,A正确;由分析可知,萃取过程中,绿原酸的乙醇溶液经虹吸管流回烧瓶中,B正确;无水乙醇沸点不高,受热易挥发,具有可燃性,所以提取过程中不可选用明火直接加热,宜用水浴加热法,C正确;绿原酸是一种强极性有机化合物,难溶于四氯化碳,故不适合用CCl4代替乙醇,D错误。
6.A 粗食盐水中加过量氢氧化钠生成氢氧化镁沉淀,①的主要目的是除去Mg2+,故A正确;碳酸钠用于除Ca2+,BaCl2用于除S,为除去过量氯化钡,应该在加入氯化钡之后加碳酸钠,所以②加入的是BaCl2溶液,③加入的是Na2CO3溶液,④加入的是盐酸,故B错误;C中只有BaSO4,E中有CaCO3、BaCO3,故C错误;F中含有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠,含有OH-、Cl-、C、Na+等离子,故D错误。
7.C 粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,溶解、加热后需趁热过滤,除掉泥沙;对热的滤液进行冷却结晶,再次过滤得到苯甲酸固体,洗涤、干燥后得到苯甲酸晶体。由分析可知,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,“过滤1”需趁热,以减少苯甲酸的析出,A正确;“溶解”需使用玻璃棒搅拌,“过滤”“洗涤”操作中用玻璃棒引流,B正确;常温下,苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇,洗涤时不宜用乙醇,应用冷水,C错误;洗涤后的苯甲酸晶体可以铺在干燥的滤纸上晾干,D正确。
8.D 肉桂酸、肉桂酸乙酯、乙醇、环己烷混合物经过蒸馏,得到混合物1、2,混合物1先加入饱和碳酸钠溶液,然后加入乙醚,萃取分液,有机层加入MgSO4吸水,然后干燥、过滤,再蒸馏得到肉桂酸乙酯。根据分析,操作①为蒸馏,A正确;试剂a为饱和碳酸钠溶液,至气泡不再产生时停止加入,可以除去肉桂酸,B正确;操作②为分液,使用的仪器是分液漏斗,有机层密度小于水,从上口倒出,C正确;乙醚的沸点低于肉桂酸乙酯,操作③优先蒸出的是乙醚,D错误。
9.B 合成阶段,装置2需热水浴使液溴挥发为溴蒸气,与氢气在装置3中发生化合反应,故A错误;装置4用于除去溴化氢中的溴蒸气,故B正确;合成阶段,从装置8逸出的气体含有溴化氢,不能直接排放,故C错误;蒸馏装置中不能使用球形冷凝管,容易造成液体残留,故D错误。
10.【答案】 (1)b H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑[或H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑]
(2)分液漏斗 防止装置B中溶液倒吸入装置A中
(3)溶液中c(Cl-)增加,使NaCl的溶解平衡向析出NaCl晶体的方向移动
(4)不能
(5)当最后半滴AgNO3标准溶液滴入后,锥形瓶中出现砖红色浑浊,且半分钟内砖红色浑浊不消失
(6)99.74
【解析】 由实验装置图可知,装置A中NaCl与浓硫酸加热制得HCl是利用浓硫酸的高沸点的性质,化学方程式为H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑或H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑。由于HCl极易溶于水,需要防止倒吸,为防止造成空气污染,将尾气通入装置C的NaOH溶液中进行吸收。
(1)装置A制取HCl气体利用了浓硫酸的高沸点的性质,装置A中发生反应的化学方程式为 H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑或 H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑。
(2)由题干实验装置图可知,仪器a的名称是分液漏斗。由分析可知,HCl极易溶于水,需要防止倒吸,即仪器b的作用是防止装置B中溶液倒吸入装置A中。
(3)向B中溶液中通入HCl后,将导致溶液中c(Cl-)增加,使NaCl的溶解平衡向析出NaCl晶体的方向移动,B中析出NaCl晶体。
(4)托盘天平是一种粗略的称量仪器,只能精确到0.1 g,而题干要称量1.000 g干燥的NaCl晶体,故称取NaCl晶体质量不能使用托盘天平。
(5)由题干信息可知,本实验使用K2CrO4作指示剂,故当最后半滴AgNO3标准溶液滴入后,锥形瓶中出现砖红色浑浊,且半分钟内砖红色浑浊不消失,即到达滴定终点。
(6)根据平行滴定三次,消耗AgNO3标准溶液的平均体积为17.05 mL,结合反应Ag++Cl-AgCl↓可知,n(NaCl)=n(AgNO3)=0.100 0 mol/L×17.05×10-3L=1.705×10-3 mol,所得产品中NaCl晶体纯度为×100%≈99.74%。
(
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)课时作业51 物质的检验与鉴别
(时间:30分钟 满分:100分)
一、选择题(共10小题,1～6小题每小题6分,7～10小题每小题7分,共64分)
1.下列各组物质中,只用蒸馏水(可用组内物质)无法检验的是( )
[A] 无水硫酸铜、氢氧化钡、硫酸镁、碳酸钡
[B] 乙醇、硝基苯、甲苯
[C] 硫酸铝、氢氧化钠、碳酸氢钠、硝酸镁
[D] 碳酸钠、碳酸钾、硫酸钾、氯化钡
2.下列有关常见气体成分检验的结论正确的是( )
选项 仪器或试剂 实验现象 结论
[A] 湿润的红色石蕊试纸 试纸变蓝 一定含NH3
[B] 灼热CuO 黑色固体变为红色 一定含H2
[C] 澄清石灰水 溶液中出现浑浊 一定含CO2
[D] 湿润的淀粉KI试纸 试纸变蓝 一定含Cl2
3.(2024·湖南祁东三模)下列各组物质的鉴别试剂选择错误的是( )
选项 物质 鉴别试剂
[A] 苯酚稀溶液和酒精溶液 Na2CO3溶液
[B] CaCO3粉末和CaO粉末 水
[C] 乙烯气体和乙烷气体 溴水
[D] 碳粉和氧化铜粉末 稀盐酸
4.下列方案不能达到实验目的的是( )
[A] 用pH试纸鉴别NaCl溶液与HCl溶液
[B] 用焰色试验鉴别NaOH溶液和K2CO3溶液
[C] 用澄清石灰水鉴别SO2和CO2
[D] 用丁达尔效应鉴别Al(OH)3胶体和K2SO4溶液
5.下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是( )
[A] 取少量某溶液于试管中,向其中先滴加稀硝酸,再滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,说明该溶液中含有S
[B] 取少量某溶液于试管中,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,若溶液变红,说明该溶液中含有Fe3+
[C] 取少量某溶液于试管中,加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若红色石蕊试纸变蓝,说明该溶液中含有N
[D] 将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,说明该溶液中含有C
6.(2023·辽宁卷,4)下列鉴别或检验不能达到实验目的的是( )
[A] 用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3
[B] 用KSCN溶液检验FeSO4是否变质
[C] 用盐酸酸化的BaCl2溶液检验Na2SO3是否被氧化
[D] 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
7.(2023·山东卷,6)鉴别浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO、Ba(OH)2、Al2(SO4)3三种溶液,仅用下列一种方法不可行的是( )
[A] 测定溶液pH
[B] 滴加酚酞试剂
[C] 滴加0.1 mol·L-1KI溶液
[D] 滴加饱和Na2CO3溶液
8.为达到相应目的,下列方案设计、现象与结论均正确的是( )
选项 目的 方案设计 现象与结论
[A] 检验食盐中是否含有碘元素 向某品牌的食盐水溶液中滴加淀粉溶液 溶液颜色不变,说明该食盐为无碘盐
[B] 检验葡萄酒中是否含有SO2 向葡萄酒中滴加几滴酸性高锰酸钾溶液 高锰酸钾溶液紫色褪去,证明葡萄酒中含SO2
续 表
选项 目的 方案设计 现象与结论
[C] 检验菠菜中的铁元素 取少量菠菜叶,剪碎研磨后加水搅拌,取上层清液于试管中,加入新制氯水后再滴入KSCN溶液 若溶液变红,说明菠菜中含有铁元素
[D] 检验鸡皮中是否含有脂肪 取一小块鸡皮于表面皿上,滴几滴浓硝酸于鸡皮上 一段时间后鸡皮变黄,说明鸡皮中含有脂肪
9.下列有机物的鉴别方法(必要时可加热),不能达到目的的是( )
[A] 用酸性KMnO4溶液鉴别苯、甲苯、四氯化碳
[B] 用新制的Cu(OH)2鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸
[C] 用溴水鉴别苯、甲苯、苯酚、己烯
[D] 用盐酸鉴别硝基苯、苯酚钠溶液、NaHCO3溶液、乙醇溶液
10.(2024·吉林模拟)某水溶液中只可能含有下列离子中的若干种:K+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、N、Cl-、N、S和C。现每次取10 mL进行实验:
①第一份加入足量NaOH后加热,收集到气体1.12 L(标准状况下);
②第二份加入足量BaCl2溶液后得干燥沉淀6.27 g,沉淀经足量盐酸洗涤,干燥后剩余
2.33 g。
下列说法错误的是( )
[A] 原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+
[B] 无法确定原溶液中是否含有Cl-和N
[C] 原溶液中一定含有S和C,且浓度分别为1 mol·L-1、2 mol·L-1
[D] 要判断原溶液中是否含有K+,需再做焰色试验确定
二、非选择题(共2小题,共36分)
11.(18分,每空3分)某化学兴趣小组在课外活动中,对某溶液进行了多次检测,其中三次检测结果如下表所示:
检测次数 溶液中检测出的物质
第一次 KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl
第二次 KCl、BaCl2、Na2SO4、K2CO3
第三次 Na2SO4、KCl、K2CO3、NaCl
请回答下列问题。
(1)三次检测结果中第 次检测结果肯定不正确。
(2)在检测时,为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子(不考虑其他酸根离子),进行如下实验:
第一步:向溶液中滴加过量的 (填化学式)溶液,其目的是检验C并将其除去;
第二步:加入过量 (填化学式)溶液,其目的是 ;
第三步:过滤,再向滤液中加入 (填化学式)溶液,其目的是 。
12.(18分,每空3分)现有7瓶失去标签的液体,可能是①苯、②乙醇、③乙醛、④乙酸乙酯、⑤甲酸、⑥乙酸、⑦蔗糖溶液。现通过如下实验步骤来确定各试剂瓶中所装的液体名称。
实验步骤和方法 实验现象
ⅰ.给7瓶液体依次标号 A～G 后,闻气味 只有G液体没有气味,E的试管中闻到果香味
ⅱ.分别取少量7种液体于试管中,加水稀释 只有E、F两种液体不溶解而浮在水上层
ⅲ.分别取少量7种液体于试管中,加入稀NaOH溶液并水浴加热 只有F仍有分层现象
回答下列问题。
(1)试给以下试剂瓶重新贴上标签(填物质序号):E ,F ,G 。
(2)选用下列一种试剂(必要时可以加热)就可以鉴别A、B、C、D四瓶液体的是 (填字母)。
A.碳酸钠溶液 B.酸性KMnO4溶液
C.新制的Cu(OH)2 D.溴水
(3)写出乙醛发生银镜反应的化学方程式: 。
(4)从结构推测,下列错误的是 (填字母)。
A.该物质属于芳香族化合物
B.该物质能发生加成、取代反应
C.分子中不含有手性碳原子
D.分子中含有酰胺基
课时作业51 物质的检验与鉴别
1.D 加入蒸馏水,呈蓝色的是无水硫酸铜,不溶于水的是碳酸钡,用硫酸铜溶液可以检验出氢氧化钡溶液,剩下的是硫酸镁溶液,A不符合题意;加入蒸馏水,乙醇与水互溶,硝基苯在水的下层,甲苯在水的上层,B不符合题意;先加入蒸馏水配成溶液,互滴能检验出硫酸铝溶液、氢氧化钠溶液,利用硫酸铝溶液可以检验出碳酸氢钠溶液,剩下的是硝酸镁溶液,C不符合题意;加入蒸馏水,利用组内物质,只能检验出氯化钡,D符合题意。
2.A NH3的水溶液显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,故试纸变蓝,一定含NH3,故A正确;能还原氧化铜的气体也可能是一氧化碳等还原性气体,故B错误;二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊,故C错误;二氧化氯、二氧化氮等氧化性气体也能将碘离子氧化为碘单质,故D错误。
3.A 乙醇能与水以任意比混溶,苯酚与碳酸钠反应生成的苯酚钠属于钠盐,也是溶于水的,且反应过程中没有气体生成,无法通过Na2CO3溶液进行鉴别,故A错误;CaO与水反应放出大量热且生成的氢氧化钙微溶于水,CaCO3难溶于水,可以鉴别,故B正确;乙烯与溴水发生加成反应导致溴水褪色,乙烷与溴水不反应,可以鉴别,故C正确;碳粉与稀盐酸不反应,氧化铜粉末与稀盐酸反应,溶液变为蓝色,可以鉴别,故D正确。
4.C NaCl溶液显中性,HCl溶液显酸性,故可用pH试纸鉴别NaCl溶液与HCl溶液,A不符合题意;钠元素和钾元素焰色试验的火焰颜色不同,钠元素为黄色,钾元素透过蓝色钴玻璃观察为紫色,故可用焰色试验鉴别NaOH溶液和K2CO3溶液,B不符合题意;CO2和SO2都能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2,C符合题意;Al(OH)3胶体能产生丁达尔效应,而K2SO4溶液不能产生丁达尔效应,则可用丁达尔效应鉴别K2SO4溶液和 Al(OH)3胶体,D不符合题意。
5.C 酸性环境中的N具有强氧化性,可以将S氧化为S,故检验S不宜使用稀硝酸和硝酸钡溶液,可以先向溶液中加入稀盐酸,无现象,再滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明该溶液中含有S,A错误;先向溶液中加入少量新制氯水,若溶液中含有Fe2+,则Fe2+会被氧化为Fe3+,影响Fe3+的检验,故只需向溶液中加入KSCN溶液,若溶液变红,说明该溶液中含有Fe3+,B错误;向溶液中加入NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若红色石蕊试纸变蓝,说明该气体为NH3,则溶液中含有N,C正确;将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,则产生的气体为CO2或SO2,说明该溶液中含有C、HC、S或HS,D错误。
6.A 石灰水为Ca(OH)2溶液,与碳酸钠和碳酸氢钠均能反应生成白色的CaCO3沉淀,不能达到鉴别的目的,A符合题意;Fe2+变质后会生成Fe3+,可以利用KSCN溶液检验,现象为溶液变成红色,可以达到检验的目的,B不符合题意;Na2SO3被氧化后会生成Na2SO4,加入盐酸酸化的BaCl2溶液后可以产生白色沉淀,可以用来检验Na2SO3是否被氧化,C不符合题意;含有醛基的物质可以在加热条件下与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中是否混有乙醛,D不符合题意。
7.C NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,Al2(SO4)3溶液显酸性,则测定溶液pH是可以鉴别出来的,故A不符合题意;NaClO溶液显弱碱性,Ba(OH)2溶液显强碱性,滴入酚酞试剂,两种溶液颜色变化深浅不一样,Al2(SO4)3溶液显酸性,滴入酚酞试剂不变色,则滴加酚酞试剂是可以鉴别出来的,故B不符合题意;NaClO溶液中滴入碘化钾溶液,发生氧化还原反应生成碘,溶液会由无色变成黄色,振荡后会变成无色,而Ba(OH)2溶液、Al2(SO4)3溶液中滴入碘化钾溶液后,因KI不与两者反应而没有现象,则仅滴加0.1 mol·L-1KI溶液无法鉴别,故C符合题意;饱和Na2CO3溶液和NaClO溶液不反应,和Ba(OH)2溶液反应生成碳酸钡沉淀,和Al2(SO4)3溶液发生相互促进的水解反应生成沉淀和气体,则滴入饱和Na2CO3溶液是可以鉴别出来的,故D不符合题意。
8.C 食盐中所加碘一般为碘酸钾,碘酸钾遇淀粉不变蓝色,因此实验设计不合理,故A错误;强还原性的物质均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不一定是二氧化硫,故B错误;加入新制氯水后再加KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中存在Fe3+,从而可说明菠菜中含有铁元素,故C正确;加浓硝酸鸡皮变黄,是蛋白质的性质,不能证明脂肪存在,故D错误。
9.C 甲苯使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯与酸性高锰酸钾溶液分层后有机层在上层,四氯化碳与酸性高锰酸钾溶液分层后有机层在下层,现象不同,可鉴别,A能达到目的;乙醇与新制的氢氧化铜互溶,无明显现象,乙醛与新制的氢氧化铜在加热条件下产生砖红色的沉淀,乙酸与新制的氢氧化铜产生蓝色溶液,甲酸与新制的氢氧化铜会产生蓝色溶液,加热时产生砖红色沉淀,故可以用新制的 Cu(OH)2鉴别乙醇、乙醛、乙酸、甲酸,B能达到目的;苯酚与溴水反应生成白色沉淀,己烯与溴水发生加成反应而使溴水褪色,但是苯与甲苯都可以与溴水发生萃取,而且有色层都在上层,现象相同,无法鉴别,C不能达到目的;硝基苯不溶于水,密度比水大,与盐酸混合后出现分层,苯酚钠与盐酸反应生成苯酚,溶液变浑浊,碳酸氢钠与盐酸反应产生气体,乙醇溶液与盐酸不反应,乙醇易溶于水,不分层,现象不同,可鉴别,D能达到目的。
10.D 根据实验①现象可知,气体为NH3,则含有N,且 n(N)=n(NH3)===0.05 mol,且溶液中不含Mg2+。根据实验②现象判断,该溶液中含有S和C,经足量盐酸洗涤,干燥后剩余 2.33 g 的沉淀为BaSO4,计算出硫酸根离子的物质的量为=0.01 mol,碳酸根离子的物质的量为=0.02 mol;由于S和C与Ca2+、Ba2+不共存,则溶液中一定不含有Ca2+、Ba2+;由溶液呈电中性,且已知一定存在的阳离子N所带正电荷的物质的量为0.05 mol ×1=0.05 mol,阴离子所带负电荷的物质的量为 0.01 mol ×2+0.02 mol ×2=0.06 mol,则一定存在K+,Cl-、N不能确定。依据以上分析可知,原溶液中一定不含有Mg2+、Ba2+、Ca2+,故A正确;依据以上分析可知,无法确定原溶液中是否含有Cl-和N,故B正确;依据以上分析可知,原溶液中一定含有S和C,且浓度分别为c(S)==1 mol·L-1、c(C)==2 mol·L-1,故C正确;依据以上分析可知,原溶液中一定存在阳离子K+,故D错误。
11.【答案】 (1)二
(2)HNO3 Ba(NO3)2 检验S并将其除去 AgNO3 检验Cl-
【解析】 (1)第二次检测结果中的BaCl2与Na2SO4、K2CO3会发生化学反应,分别生成BaSO4、BaCO3沉淀而不能共存,则肯定不正确。
(2)检验并除去C应选择HNO3溶液,这样不会影响其他两种离子的检验;检验S需用 Ba(NO3)2 溶液,检验Cl-需用AgNO3溶液;由于Ag2SO4微溶于水,会干扰Cl-的检验,因而应先检验S,然后检验Cl-;第一步加入HNO3,第二步加入Ba(NO3)2,其目的是检验S并将其除去,第三步是加入AgNO3溶液,其目的是检验Cl-。
12.【答案】 (1)④ ① ⑦ (2)C (3)CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O (4)C
【解析】 已知①苯为无色、有特殊气味、不溶于水的液体;②乙醇为无色、有特殊香味的液体,能与水以任意比互溶;③乙醛为无色、具有刺激性气味的液体,能与水互溶;④乙酸乙酯为无色、油状液体,有特殊果香味,不溶于水;⑤甲酸为无色、有刺激性气味的液体,易溶于水;⑥乙酸为无色、有刺激性气味的液体,易溶于水;⑦蔗糖溶液为无色、无特殊气味的液体。
(1)由实验ⅰ可知,E为④乙酸乙酯,F为①苯,G为⑦蔗糖溶液。
(2)由分析可知,A、B、C、D四瓶液体分别是乙醇、乙醛、甲酸和乙酸中的一种。将碳酸钠溶液滴入四种液体中,只有甲酸和乙酸产生大量的气泡,故不能鉴别四种液体,A不符合题意;将酸性 KMnO4 溶液滴入四种液体中,乙醇、乙醛和甲酸均会使其褪色,故不能鉴别,B不符合题意;不加热时,甲酸和新制的Cu(OH)2发生中和反应产生蓝色溶液,加热时生成砖红色沉淀,乙酸和新制的Cu(OH)2发生中和反应产生蓝色溶液,乙醇和新制的Cu(OH)2不反应,乙醛和新制的Cu(OH)2共热生成砖红色沉淀,现象不同,可以鉴别,C符合题意;将溴水滴入四种液体中,乙醛和甲酸均会使其褪色,乙醇和乙酸均无明显现象,故不能鉴别,D不符合题意。
(3)乙醛发生银镜反应的化学方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O。
(4)题给物质结构中含有苯环,属于芳香族化合物,故A正确;含有碳碳双键和苯环,能发生加成反应,含有酯基、酰胺基,能发生水解(取代)反应,故B正确;分子中含有手性碳原子,如图(用 *标注),故C错误;结构中含有酰胺基(),故D正确。
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