通用版高考化学一轮复习课时突破练48　物质的分离和提纯

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练48　物质的分离和提纯
必备知识基础练
1.(2024·河北保定十校联考)下列除杂试剂的选择和除杂操作均正确的是(　　)
选项 物质(杂质) 除杂试剂 除杂操作
CO2(SO2) 饱和Na2CO3溶液 将气体通过足量的饱和Na2CO3溶液
Na2O固体 (Na2O2) O2 在纯氧气中加热
FeCl2溶液 (CuCl2) Fe粉 加入过量Fe粉,充分反应后过滤
Na2SO4溶液 (Na2CO3) 盐酸 加入盐酸至不再产生气泡
2.(2024·江西省九校联盟联考)提纯含杂质的有机化合物的基本方法是利用有机化合物与杂质物理性质的差异将它们分离,下列操作中所用方法或选择的仪器不正确的是(　　)
A.二氯甲烷(沸点40 ℃)、三氯甲烷(沸点62 ℃)和四氯化碳(沸点77 ℃),分离和提纯它们可选择丙装置
B.用酒精萃取溴水中的溴单质可选用丁装置
C.从食盐水中提取溶质可选择乙装置
D.除去粗苯甲酸中的少量氯化钠和泥沙,可用到甲装置
3.(2024·重庆沙坪坝区模拟)除去下列溶液中的杂质(括号内为杂质)所用的试剂或方法不正确的是 (　　)
A.FeCl3溶液(FeCl2):通入氯气
B.NaCl溶液(Na2SO4):用Ba(OH)2溶液
C.Na2CO3固体(NaHCO3):加热
D.铁粉(铝粉):用NaOH溶液
4.(2024·湖南长郡中学四模)粗盐中含有难溶性杂质(泥沙等)和多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙等)。某同学在粗盐提纯实验中,为把少量可溶性杂质CaCl2、MgCl2一并除去,设计了如下方案:
下列说法不正确的是(　　)
A.为了加快操作a的速率,可用玻璃棒搅拌
B.操作a为过滤
C.沉淀B的主要成分为Mg(OH)2、CaCO3
D.该方案实际得到的氯化钠比粗盐中含有的氯化钠要多
5.(2024·山东齐鲁名校联盟联考)下列实验的装置、试剂选用不合理的是(　　)
选项 实验目的 选用装置 选用试剂
除去Cl2中少量的HCl、H2O 甲 试剂a为饱和氯化钠溶液
除去NH3中少量的H2O 乙 试剂b为无水氯化钙
除去H2中少量的HCl、H2O 乙 试剂b为碱石灰
除去N2中少量的O2 丙 足量铜网
6.(2024·山东威海统考)八角油(主要成分茴香脑,结构简式:)具有温中、健胃的功效,医药上用于芳香调味等。实验室从八角茴香中提取茴香脑的操作流程如图所示:
已知:①茴香脑常温时是无色至淡黄色液体,低温时凝固为白色结晶,熔点22.5 ℃,沸点235 ℃,在307 Pa下沸点81~81.5 ℃,密度为0.98 g·cm-3。
②水蒸气蒸馏法是将含有挥发性成分的植物材料与水共热蒸馏,使待提取的有机物在低于100 ℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
下列说法错误的是(　　)
A.茴香脑不溶于水,易溶于乙醚
B.分液时先将水层从下口放出,再将有机层从分液漏斗上口倒出
C.向水层加入固体NaCl的目的是促进茴香脑的析出,有利于进一步萃取
D.蒸馏1、2均选用球形冷凝管,蒸馏2先蒸出的馏分主要成分为乙醚
关键能力提升练
7.(2020·山东卷)实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:
已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6 ℃)中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。下列说法错误的是(　　)
A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出
C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的
D.蒸馏时选用直形冷凝管
8.(2024·广东汕头一模)为除去物质中混有的杂质,所选试剂与方法均正确的是(　　)
选项 物质(杂质) 除杂试剂 方法
CO2(CO) O2 点燃
Na2O2(Na2O) O2 加热
Al2O3(Fe2O3) NaOH溶液 过滤
乙醇(H2O) 无水CuSO4 分液
9.(2023·湖北卷)利用如图所示的装置(夹持及加热装置略)制备高纯白磷的流程如下:
红磷(s)无色液体与P4(g)白磷(s)。下列操作错误的是(　　)
A.红磷使用前洗涤以除去表面杂质
B.将红磷转入装置,抽真空后加热外管以去除水和氧气
C.从a口通入冷凝水,升温使红磷转化
D.冷凝管外壁出现白磷,冷却后在氮气氛围下收集
10.(2024·湖北卷节选)铍用于宇航器件的构筑。一种从其铝硅酸盐[Be3Al2(SiO3)6]中提取铍的路径为
已知:Be2++4HABeA2(HA)2+2H+。
回答下列问题:
(1)为了从“热熔冷却”步骤得到玻璃态,冷却过程的特点是　　　　　。
(2)“萃取分液”的目的是分离Be2+和Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,观察到的现象是 　。
(3)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式
　。
“滤液2”可以进入　　　　　步骤再利用。
(4)电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用是 　。
(5)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物,4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶角,且每个Be的配位环境相同,Be与Be间通过CH3COO-相连,其化学式为　　　　　。
参考答案
1.C　解析 CO2、SO2都与饱和Na2CO3溶液反应,应选饱和碳酸氢钠溶液洗气,A错误;氧化钠与氧气反应生成过氧化钠,则在纯氧气中加热只能将Na2O转化为Na2O2,B错误;反应原理为Fe+CuCl2FeCl2+Cu,能除杂,C正确;碳酸钠与盐酸反应引入新杂质NaCl,应选稀硫酸,D错误。
2.B　解析 三种物质沸点不同,利用沸点的差异对混合物进行分离、提纯,应选择蒸馏法,A正确;酒精溶于水,不能作萃取剂,B错误;用蒸发结晶的方法从食盐水中提取溶质,C正确;除去粗苯甲酸中的少量氯化钠和泥沙,先加热溶解,再趁热过滤,最后冷却结晶,趁热过滤用到甲装置,D正确。
3.B　解析 氯气与氯化亚铁反应生成氯化铁,因此向含有FeCl2杂质的FeCl3溶液中通入氯气,A正确;硫酸钠和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,又引入氢氧化钠杂质,B错误;碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,因此用加热法除去Na2CO3固体中的NaHCO3固体杂质,C正确;铝与氢氧化钠溶液反应,铁与氢氧化钠溶液不反应,因此用氢氧化钠溶液除掉铁粉中的铝粉杂质,再过滤,D正确。
4.A　解析 过滤时,不能用玻璃棒搅拌,A错误;溶液A中加入NaOH生成氢氧化镁沉淀,加入碳酸钠生成碳酸钙沉淀,操作a为过滤,B正确;溶液A中加入NaOH生成氢氧化镁沉淀,加入碳酸钠生成碳酸钙沉淀,沉淀B的主要成分是氢氧化镁和碳酸钙,C正确;该方案中碳酸钠、氢氧化钠与盐酸反应均有NaCl生成,故实际得到的氯化钠比粗盐中含有的氯化钠要多,D正确。
5.B　解析 甲装置中饱和氯化钠溶液可除去HCl,浓硫酸可除去H2O,A正确;干燥管中的无水氯化钙在除去水的同时也吸收NH3,B错误;干燥管中的碱石灰的主要成分为生石灰与氢氧化钠,可除去HCl和H2O,C正确;在加热条件下,O2可与丙装置中的铜网反应而被除去,D正确。
6.D　解析 茴香脑中不含亲水基,与水也不能形成氢键,故不溶于水,与乙醚相似相溶,A正确;茴香脑的密度小于水,位于上层,故分液时先将水层从下口放出,再将有机层从分液漏斗上口倒出,B正确;向水层加入固体NaCl,盐溶液的浓度增加,降低茴香脑的溶解度,利于析出,C正确;蒸馏都选用直形冷凝管,不能选用球形冷凝管,D错误。
7.A　解析 萃取时,分液漏斗下口应向上倾斜,A错误;分液时,下层液体由下口放出,上层液体从上口倒出,B正确;萃取、分液后的水相是含Al3+的无色溶液,若含有[FeCl4]-,则水相呈现黄色,说明未分离完全,C正确;蒸馏时,为便于乙醚冷凝流出,应选用直形冷凝管,D正确。
8.B　解析 无法控制O2的用量,易引入新杂质,且CO2中混有少量CO不易燃烧,A错误;Na2O不稳定,与O2在加热条件下反应生成Na2O2,因此通入足量的O2,加热可以除杂,B正确;NaOH溶液能与Al2O3发生反应产生Na[Al(OH)4],将主要物质除去而不能除去杂质,C错误;除去乙醇中含有的水应该加入生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,乙醇不反应,氢氧化钙不挥发,加热蒸馏可以得到纯净的乙醇,若用无水CuSO4吸水效果不理想,吸水后受热还会脱水,D错误。
9.C　解析 洗去红磷表面杂质,有利于得到高纯度的白磷,A正确;为防止红磷在加热条件下与O2反应,可加热除去红磷表面的水,以及装置内的氧气,B正确;冷凝水从b口通入,才能使冷凝管中充满水,提高冷凝效果,C错误;白磷着火点低,为防止白磷自燃,可在N2气氛中收集,D正确。
10.答案 (1)快速冷却
(2)先出现白色浑浊,后白色浑浊迅速消失
(3)BeA2(HA)2+6NaOHNa2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O　反萃取分液
(4)电解出的钠单质将氯化铍还原为铍单质
(5)Be4O(CH3COO)6
解析 首先铝硅酸盐加热熔融,然后快速冷却到其玻璃态,再加入稀硫酸“酸浸过滤”,“滤渣”的成分为H2SiO3,“滤液1”中有Be2+和Al3+,加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中,“水相1”中含有Al3+,“有机相”为BeA2(HA)2,加入过量氢氧化钠反萃取Be2+使其转化为Na2[Be(OH)4]进入“水相2”中,分离出含NaA的煤油,最后对“水相2”加热,并过滤分离出Be(OH)2,通过系列操作得到金属铍,据此回答。
(1)熔融态物质冷却凝固时,缓慢冷却会形成晶体,快速冷却会形成非晶态,即玻璃态,所以从“热熔冷却”中得到玻璃态,其冷却过程的特点为快速冷却。
(2)“滤液1”中有Be2+和Al3+,加入含HA的煤油将Be2+萃取到有机相中,则“水相1”中含有Al3+,向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液,发生反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-,可观察到的现象为先出现白色浑浊,后白色浑浊迅速消失。
(3)反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式为
BeA2(HA)2+6NaOHNa2[Be(OH)4]+4NaA+2H2O;“滤液2”的主要成分为NaOH,可进入“反萃取分液”步骤再利用。
(4)氯化铍熔融态导电性弱,电解熔融氯化铍制备金属铍时,加入氯化钠的主要作用为电解出的钠单质将氯化铍还原为铍单质。
(5)由题意可知,该配合物中有4个Be位于四面体的4个顶角,四面体中心只有1个O,Be与Be之间总共有6个CH3COO-,则该配合物的化学式为Be4O(CH3COO)6。
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