第2章 物质转化与材料利用 专题分类突破（物质的分离和除杂）练习

专题分类突破四　物质的分离和除杂
(见B本23页)
类型　1　常规除杂、分离
【例1】　下列各组物质进行分离提纯，与除去粗盐中不溶性杂质实验步骤均相同的是(　D　)
A. 从空气中分离出氧气
B．从医用酒精中提纯酒精
C．从双氧水制取氧气的废液中回收二氧化锰
D．从草木灰中提取碳酸钾(不考虑其他可溶性杂质)
变式　下列实验中，固体质量变化符合如图所示变化规律的是(　B　)
A. 加热蒸发混有少量NaCl的KNO3溶液，提纯KNO3
B．加热饱和氢氧化钙溶液
C．将氯酸钾和二氧化锰混合加热
D．将碳和氧化铜混合物在高温下反应
类型　2　工艺流程类除杂、分离
【例2】　为了减少空气中的温室气体，并且充分利用二氧化碳资源，科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。烧碱溶液捕捉和封存二氧化碳法如图：
①喷雾反应器中，发生反应的化学方程式为__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__，NaOH溶液
喷成雾状的目的是　增大反应物间接触面积，使反应更充分　。
②过滤环节中所得滤渣的主要成分是__CaCO3__，请用化学方程式说明原因：__CaO＋H2O===Ca(OH)2__，__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。
③在整个流程中，循环利用的物质有__CaO、NaOH__。
变式1　2016年12月22日发射的碳卫星是我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星，科学家认为，人类不仅要努力减少CO2的排放，更重要的是将CO2转化为有用物质。利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，流程如图(部分条件及物质未标出)，下列有关该过程的叙述正确的是(　C　)
A. 该过程可实验CO2零排放
B．该过程只有1种物质可以循环利用
C．分离室中分离物质的操作是过滤
D．该过程发生了3个化学反应
变式2　Na2SO4是制造纸张、药品、染料稀释剂等的重要原料。某Na2SO4样品中含有少量CaCl2和MgCl2，实验室提纯Na2SO4的流程如图所示。
(1)操作a的名称是__过滤__。
(2)加入NaOH溶液可除去的是__MgCl2__，其反应的化学方程式为__2NaOH＋MgCl2===2NaCl＋Mg(OH)2↓__。若添加的NaOH溶液和Na2CO3溶液过量，可加入适量__稀硫酸__(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)除去。
1．下列各组物质可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序将它们分离的是(　D　)
A. 氧化铜和炭粉　　　B．氯化钠和氯化钙
C．水和酒精 D．碳酸钠和碳酸钙
2．把 CaCO3、NaCl、MgCl2三种固体物质组成的混合物逐一分离所需要的试剂依次是(　A　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. H2O　 NaOH　HCl
B．H2O　KOH　HCl
C．H2O　NaOH　H2SO4
D．H2O　KOH　H2SO4
3．下列物质的分离方法或操作，均错误的是(　C　)
A. 分离KCl和MnO2的混合物：加入足量的水，溶解、过滤、蒸发
B．分离过氧化氢制取氧气的剩余物，回收二氧化锰：蒸发
C．分离KNO3和NaCl的混合物：溶于热水制成热饱和溶液，降温结晶后过滤
D．分离CO和CO2的混合气体：先通过足量氢氧化钠溶液，后滴加足量稀硫酸
第4题图
4．实验室有一包含有少量氯化钠杂质的硝酸钾固体，某校化学兴趣小组的同学为了得到纯净的硝酸钾，设计了如图所示的操作，下列有关分析中正确的是(　D　)
A. 操作Ⅰ～Ⅲ分别是溶解、加热蒸发、过滤
B．操作Ⅰ是过滤，将氯化钠固体从溶液中分离除去
C．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠
D．操作Ⅲ是过滤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来
5．提纯某KCl样品(含有少量的MgCl2和K2SO4)的方案(所加试剂均过量)如下：
样品溶液浊液滤液
根据题意，回答下列问题：
(1)步骤①和③的实验操作均用到的玻璃仪器有玻璃棒和__烧杯__。
(2)步骤②试剂A可以同时除去样品中的两种杂质，写出生成BaSO4的化学方程式：__Ba(OH)2＋K2SO4===BaSO4↓＋2KOH__。如果不用试剂A，可以用__KOH__、__BaCl2__两种试剂替换试剂A。
(3)确定步骤③所加的K2CO3是否过量的方法是：在加入K2CO3后的浊液中取少量上层清液于试管，然后滴加稀盐酸，若__有气泡产生__(现象)，则说明所加K2CO3过量。
(4)步骤④得到的溶液的溶质除了 KCl外，还含有__HCl__(填化学式)。若要得到KCl晶体，还要进行如下操作：将溶液倒入__蒸发皿__(填仪器名称)中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到__出现较多固体__(填现象)时，停止加热，用余热使水分蒸干。
6．分离混合物常用的方法有：①沉降；②过滤；③吸附；④蒸发；⑤蒸馏。选择合理的方法分离下列混合物。a.食盐和沙__②__(填数字序号，下同)；b.有异味和颜色的水__③__； c．从海水中获取食盐__④__； d．用海水制蒸馏水__⑤__。
7．某氯化钾样品含有杂质氯化钙和氯化镁，设计提纯的流程图如图：
第7题图
请认真分析流程中各步骤的信息作答：
(1)溶剂X是__水(或H2O)__；Y溶液中溶质的化学式为：__K2CO3__。
(2)蒸发操作的目的是除去(填物质的化学式)__HCl、H2O__。
(3)写出加入过量KOH溶液反应的化学方程式：__MgCl2＋2KOH===Mg(OH)2↓＋2KCl__。
8．在实验室用如图所示装置进行CO和CO2的分离和干燥。现只有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液，按要求填写下列空白。
操作过程：应先关闭b，再打开a，乙中排出__CO__气体。若获得另一种气体，丙中盛放的溶液为__稀盐酸__，操作为　关闭a，打开b　，此刻甲中反应的化学方程式为__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。
第8题图
9．某学校研究小组从废干电池筒内的物质(含有C、MnO2、ZnCl2、NH4Cl等)进行回收MnO2实验，过程如图1所示：
第9题图
(1)操作②后要进行洗涤，判断洗净的方法是：取最后一次洗涤液，加入__硝酸银__溶液，如果不生成白色沉淀，则说明已洗净。操作③中发生反应的化学方程式为__C＋O2CO2__。
(2)为检验获得的MnO2，可在试管中加入获得的MnO2和适量5%的过氧化氢溶液混合，并在试管口用__带火星的木条__检验生成的气体。
(3)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解，既可高效制备合成气(CO＋H2)，又可实现CO2的减排，其工作原理如图2。
(Ⅰ)在c极上反应分两步进行：首先水电解产生氢气，然后氢气与CO2反应产生CO。写出电极c上发生第二步反应的化学方程式：__CO2＋H2===CO＋H2O__(反应条件略)。
(Ⅱ)该反应中将电能转化为__化学__能。
专题分类突破四　物质的分离和除杂
(见B本23页)
类型　1　常规除杂、分离
【例1】　下列各组物质进行分离提纯，与除去粗盐中不溶性杂质实验步骤均相同的是(　D　)
A. 从空气中分离出氧气
B．从医用酒精中提纯酒精
C．从双氧水制取氧气的废液中回收二氧化锰
D．从草木灰中提取碳酸钾(不考虑其他可溶性杂质)
变式　下列实验中，固体质量变化符合如图所示变化规律的是(　B　)
A. 加热蒸发混有少量NaCl的KNO3溶液，提纯KNO3
B．加热饱和氢氧化钙溶液
C．将氯酸钾和二氧化锰混合加热
D．将碳和氧化铜混合物在高温下反应
类型　2　工艺流程类除杂、分离
【例2】　为了减少空气中的温室气体，并且充分利用二氧化碳资源，科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。烧碱溶液捕捉和封存二氧化碳法如图：
①喷雾反应器中，发生反应的化学方程式为__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__，NaOH溶液
喷成雾状的目的是　增大反应物间接触面积，使反应更充分　。
②过滤环节中所得滤渣的主要成分是__CaCO3__，请用化学方程式说明原因：__CaO＋H2O===Ca(OH)2__，__Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH__。
③在整个流程中，循环利用的物质有__CaO、NaOH__。
变式1　2016年12月22日发射的碳卫星是我国首颗用于监测全球大气二氧化碳含量的科学实验卫星，科学家认为，人类不仅要努力减少CO2的排放，更重要的是将CO2转化为有用物质。利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，并将CO2储存或利用，流程如图(部分条件及物质未标出)，下列有关该过程的叙述正确的是(　C　)
A. 该过程可实验CO2零排放
B．该过程只有1种物质可以循环利用
C．分离室中分离物质的操作是过滤
D．该过程发生了3个化学反应
变式2　Na2SO4是制造纸张、药品、染料稀释剂等的重要原料。某Na2SO4样品中含有少量CaCl2和MgCl2，实验室提纯Na2SO4的流程如图所示。
(1)操作a的名称是__过滤__。
(2)加入NaOH溶液可除去的是__MgCl2__，其反应的化学方程式为__2NaOH＋MgCl2===2NaCl＋Mg(OH)2↓__。若添加的NaOH溶液和Na2CO3溶液过量，可加入适量__稀硫酸__(填“稀盐酸”或“稀硫酸”)除去。
1．下列各组物质可按溶解、过滤、蒸发的操作顺序将它们分离的是(　D　)
A. 氧化铜和炭粉　　　B．氯化钠和氯化钙
C．水和酒精 D．碳酸钠和碳酸钙
2．把 CaCO3、NaCl、MgCl2三种固体物质组成的混合物逐一分离所需要的试剂依次是(　A　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. H2O　 NaOH　HCl
B．H2O　KOH　HCl
C．H2O　NaOH　H2SO4
D．H2O　KOH　H2SO4
3．下列物质的分离方法或操作，均错误的是(　C　)
A. 分离KCl和MnO2的混合物：加入足量的水，溶解、过滤、蒸发
B．分离过氧化氢制取氧气的剩余物，回收二氧化锰：蒸发
C．分离KNO3和NaCl的混合物：溶于热水制成热饱和溶液，降温结晶后过滤
D．分离CO和CO2的混合气体：先通过足量氢氧化钠溶液，后滴加足量稀硫酸
第4题图
4．实验室有一包含有少量氯化钠杂质的硝酸钾固体，某校化学兴趣小组的同学为了得到纯净的硝酸钾，设计了如图所示的操作，下列有关分析中正确的是(　D　)
A. 操作Ⅰ～Ⅲ分别是溶解、加热蒸发、过滤
B．操作Ⅰ是过滤，将氯化钠固体从溶液中分离除去
C．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠
D．操作Ⅲ是过滤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来
5．提纯某KCl样品(含有少量的MgCl2和K2SO4)的方案(所加试剂均过量)如下：
样品溶液浊液滤液
根据题意，回答下列问题：
(1)步骤①和③的实验操作均用到的玻璃仪器有玻璃棒和__烧杯__。
(2)步骤②试剂A可以同时除去样品中的两种杂质，写出生成BaSO4的化学方程式：__Ba(OH)2＋K2SO4===BaSO4↓＋2KOH__。如果不用试剂A，可以用__KOH__、__BaCl2__两种试剂替换试剂A。
(3)确定步骤③所加的K2CO3是否过量的方法是：在加入K2CO3后的浊液中取少量上层清液于试管，然后滴加稀盐酸，若__有气泡产生__(现象)，则说明所加K2CO3过量。
(4)步骤④得到的溶液的溶质除了 KCl外，还含有__HCl__(填化学式)。若要得到KCl晶体，还要进行如下操作：将溶液倒入__蒸发皿__(填仪器名称)中，加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌，直到__出现较多固体__(填现象)时，停止加热，用余热使水分蒸干。
6．分离混合物常用的方法有：①沉降；②过滤；③吸附；④蒸发；⑤蒸馏。选择合理的方法分离下列混合物。a.食盐和沙__②__(填数字序号，下同)；b.有异味和颜色的水__③__； c．从海水中获取食盐__④__； d．用海水制蒸馏水__⑤__。
7．某氯化钾样品含有杂质氯化钙和氯化镁，设计提纯的流程图如图：
第7题图
请认真分析流程中各步骤的信息作答：
(1)溶剂X是__水(或H2O)__；Y溶液中溶质的化学式为：__K2CO3__。
(2)蒸发操作的目的是除去(填物质的化学式)__HCl、H2O__。
(3)写出加入过量KOH溶液反应的化学方程式：__MgCl2＋2KOH===Mg(OH)2↓＋2KCl__。
8．在实验室用如图所示装置进行CO和CO2的分离和干燥。现只有稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液，按要求填写下列空白。
操作过程：应先关闭b，再打开a，乙中排出__CO__气体。若获得另一种气体，丙中盛放的溶液为__稀盐酸__，操作为　关闭a，打开b　，此刻甲中反应的化学方程式为__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__。
第8题图
9．某学校研究小组从废干电池筒内的物质(含有C、MnO2、ZnCl2、NH4Cl等)进行回收MnO2实验，过程如图1所示：
第9题图
(1)操作②后要进行洗涤，判断洗净的方法是：取最后一次洗涤液，加入__硝酸银__溶液，如果不生成白色沉淀，则说明已洗净。操作③中发生反应的化学方程式为__C＋O2CO2__。
(2)为检验获得的MnO2，可在试管中加入获得的MnO2和适量5%的过氧化氢溶液混合，并在试管口用__带火星的木条__检验生成的气体。
(3)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解，既可高效制备合成气(CO＋H2)，又可实现CO2的减排，其工作原理如图2。
(Ⅰ)在c极上反应分两步进行：首先水电解产生氢气，然后氢气与CO2反应产生CO。写出电极c上发生第二步反应的化学方程式：__CO2＋H2===CO＋H2O__(反应条件略)。
(Ⅱ)该反应中将电能转化为__化学__能。