高二化学知能训练（鲁科版选修6）：主题1 物质的分离综合检测

主题综合检测(一)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列实验仪器不宜直接用来加热的是(　　)
A．试管　　　　　　　　 B．坩埚
C．蒸发皿 D．烧杯
解析：选D。试管、坩埚、蒸发皿为三种可以直接加热的仪器，烧杯、烧瓶、锥形瓶为三种可以间接加热的玻璃仪器，为使受热均匀以防破裂，要垫上石棉网。
2．下列家庭小实验中不涉及化学变化的是(　　)
A．用熟苹果催熟青香蕉
B．用少量食醋除去水壶中的水垢
C．用糯米、酒曲和水制成甜酒酿
D．用鸡蛋壳膜和蒸馏水除去沉淀胶体中的食盐
解析：选D。熟苹果会产生乙烯，乙烯催熟青香蕉的变化属于化学变化；食醋除去水垢、糯米酿酒分别包含CH3COOH与CaCO3、淀粉→葡萄糖→乙醇等化学变化。D项是胶体的渗析，是物理变化。
3．(2011年莱芜高二检测)以下实验装置一般不用于分离物质的是(　　)
解析：选C。A是简易的洗气装置，常用于气体混合物的分离；B是过滤装置，用于分离难溶性固体和液体混合物；D是分液装置，常用于互不相溶的液体混合物的分离；只有C装置是用于中和热测定，它不用于物质分离。
4．下列有关实验的叙述正确的是(　　)
A．少量液溴、白磷和金属钠的保存均需用水封
B．容量瓶、滴定管在使用前均需用所装试剂润洗
C．苯和酒精、乙醇和乙酸均可使用分液漏斗分离
D．除去氯化钠固体中的碘、除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠，均可用加热的方法
解析：选D。金属钠能与水剧烈反应，A选项错误；容量瓶如果在使用前用所装试剂润洗，会使所配制的溶液浓度偏高，B选项错误；苯和酒精、乙醇和乙酸均互溶，不能用分液漏斗分离，C选项错误；碘受热可升华、NaHCO3 受热分解生成Na2CO3，D选项正确。
5．下列物质与水的混合物用分液漏斗分离时，该物质应从分液漏斗下端流出来的是(双选)(　　)
A．硝基苯 B．溴苯
C．苯 D．己烷
解析：选AB。用分液漏斗进行分离时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。苯、己烷的密度比水小，故分液时从上口倒出；硝基苯、溴苯的密度比水大，分液时从分液漏斗的下口放出。
6．下列各组中，影响叶绿体色素分离效果的关键步骤是(　　)
①选植物绿叶　②研磨　③过滤　④点试样斑点　⑤层析时不要让滤液斑点触及展开剂　⑥观察色素带
A．①④⑤ B．①②③
C．②③④ D．②③⑥
解析：选A。为保证展开剂平行上升，需使试样斑点不可过大，浓度不可太低且不可造成色素溶解。
7．实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置的叙述中，正确的是(　　)
A．装置①常用于分离互不相溶的液体混合物
B．装置②可用于吸收HCl气体，并防止倒吸
C．以NH4HCO3为原料，装置③可用于实验室制备少量NH3
D．装置④b口进气可收集CO2、NO等气体
解析：选C。A为蒸馏操作，常用于分离互溶液体且沸点相差较大的混合物；B中装置②将苯改为四氯化碳则可用于吸收HCl气体，并防止倒吸；D中短进长出可以收集密度小于空气的气体，另外NO不能够用排气法收集。
8．(2011年济南高二检测)已知气体的摩尔质量越小，扩散速度越快。如图所示为气体扩散速度的实验，两种气体扩散相遇时形成白色烟环。下列关于甲、乙的判断正确的是(　　)
A．甲是浓氨水，乙是浓硫酸
B．甲是浓盐酸，乙是浓氨水
C．甲是浓氨水，乙是浓盐酸
D．甲是浓硝酸，乙是浓氨水
解析：选C。由于浓硫酸不具有挥发性，所以首先排除A选项。根据题意NH3的摩尔质量小于HCl和HNO3，所以NH3应在甲处产生，HCl和HNO3气体应在乙处产生。
9．在提取、分离菠菜中叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等色素的实验中，要先用溶剂将菠菜中的色素溶解，下列溶剂中合适的是(　　)
A．乙醇—蒸馏水 B．乙醇—石油醚
C．石油醚—蒸馏水 D．石油醚—苯
解析：选B。胡萝卜素和叶绿素易溶于石油醚等非极性溶剂，在乙醇等极性溶剂中溶解度较小；叶黄素易溶于乙醇等极性溶剂，在石油醚等非极性溶剂中溶解度较小；石油醚与乙醇能混溶，因此，乙醇—石油醚混合溶剂是溶解菠菜中色素的最佳溶剂。
10．现有三组混合液：①乙酸乙酯和乙酸钠溶液、②乙醇和丁醇、③溴化钠和单质溴的水溶液，分离以上各混合液的正确方法依次是(　　)
A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液
C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏、萃取、分液
解析：选C。本题是考查实验操作中混合物的分离方法。分液是分离互不相溶的混合液体的操作；蒸馏是利用液体混合物中各成分的沸点不同，加热使之分别汽化达到分离的目的；萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度的不同，用一种溶剂把它从与另一种溶剂组成的溶液中提取出来的操作方法。第一组的两种物质为互不相溶的液体，用分液法分离；第二组的两种液体互溶但沸点不同，可用蒸馏法使之分离；第三组可利用Br2易溶于有机溶剂这一特点，用萃取法分离。
11．从混合物中分离出其中的一种成分所采取的分离方法正确的是(　　)
A．由于碘在酒精中的溶解度大，故可用酒精把碘水中的碘萃取出来
B．水的沸点是100 ℃，酒精的沸点是78.5 ℃，所以可用加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精
C．氯化钠的溶解度随温度下降而减小，所以可用冷却法从热的含有少量氯化钾的氯化钠溶液中得到纯净的氯化钠晶体
D．由于胶粒的直径比离子大，所以淀粉中混有的碘化钾可用渗析法分离
解析：选D。A项碘在酒精中的溶解度远大于在水中的溶解度，但酒精与水能互溶，液体不分层，无法用分液漏斗分离。B项将酒精与水组成的混合物蒸馏，只能得到含少量水的酒精，应该先加入新制的生石灰[CaO＋H2O===Ca(OH)2]，再加热蒸馏才能得到无水酒精。C项氯化钠的溶解度随温度下降，减小的幅度很小，而氯化钾的溶解度随温度下降，减小的幅度较大，用冷却结晶法，随着NaCl晶体的析出，同时也有KCl晶体析出，达不到分离的目的。
12．下列物质的分离、提纯和鉴别的方法中可行的是(必要时可加热)(　　)
A．用NaOH溶液、蒸馏水和红色石蕊试纸检验溶液中是否含有NH
B．用升华法分离碘和氯化铵的混合物
C．以粗铜为阴极，精铜为阳极，CuSO4溶液为电解液，精炼铜
D．用AgNO3溶液和稀盐酸检验溶液中是否含有Cl－
解析：选A。本题考查化学基本实验的知识(分离与提纯)。A项正确，加热时生成的氨气可使红色石蕊试纸变蓝；B项错误，加热时，氯化铵也要分解，不能分离；C项错误，粗铜应做阳极，否则精铜溶解，粗铜无变化；D项错误，盐酸遇硝酸银也会生成白色沉淀。
13．(2011年泉州高二检测)海带中提取碘的实验方法：①称取3 g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净。②将海带剪碎，用酒精润湿(便于灼烧)后，放在坩埚中。③用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。④将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10 mL蒸馏水，搅拌，煮沸2～3 min，使可溶物溶解，过滤。⑤向滤液中滴入几滴硫酸，再加入约1 mL H2O2溶液，观察现象。下列说法正确的是(　　)
A．步骤①中也可以用水洗涤除去海带表面的附着物
B．步骤④过滤操作需要两种玻璃仪器
C．步骤⑤所得的溶液中加入淀粉可看到蓝色现象
D．通过以上①～⑤步骤即可得到纯度高的I2
解析：选C。因为海带中的I－能溶解在水中，所以海带不要用水洗涤。过滤需要玻璃棒、烧杯、漏斗三种玻璃仪器。步骤⑤发生的反应为：2KI＋H2O2＋H2SO4===I2＋K2SO4＋2H2O，生成的I2与淀粉反应生成蓝色物质。通过步骤①～⑤所得的溶液中含有I2、K2SO4等，常用如CCl4等萃取剂进行萃取，然后经过蒸馏等操作除去萃取剂从而得到纯度较高的I2。
色谱分析法是现代分离实验技术中的一种，试回答14～15两题。
14．已知两种有机色素A与B混合在一起，经测定A的极性比B强，则下列说法正确的是(　　)
A．用溶解过滤法，B不溶，A溶于水
B．用重结晶法，A在水中的溶解度比B大
C．用蒸馏法，因为A的熔、沸点高
D．用纸层析法，丙酮为展开剂，下端为A，上端为B
解析：选D。可用纸层析法来分离色素A和B。由于A的极性比B强，故A与极性分子H2O(固定相)的相互吸引力较强，流动性较差，当用丙酮展开时，A在下B在上。
15．纸层析法的原理是(　　)
A．萃取原理 B．毛细现象、相似相溶原理
C．蒸馏原理 D．分液原理
解析：选B。纸层析法的主要原理是由于各组分在水或有机溶剂中的溶解能力各不相同，各组分会在两相之间产生不同的分配现象，亲脂性强的成分在流动相中分配得多一些，随流动相移动的速度就快一些；反之亲水性强的成分流动速度就慢一些。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(6分)对某有机物应用重结晶法纯化，首先要正确地选择溶剂。请判断某溶剂的下列各项性质中是否适合于有机物的重结晶，适合的在括号内画“√”，不适合的在括号内画“×”。
(1)与被提纯的有机物不起化学反应。(　　)
(2)对被提纯的有机物应具有热溶、冷不溶的性质。(　　)
(3)对杂质和被提纯的有机物，一个热溶、一个热不溶。(　　)
(4)对要提纯的有机物能在其中形成较整齐的晶体。(　　)
(5)沸点不太低也不太高。(　　)
(6)毒性低或无毒性。(　　)
解析：以上六种情况均符合正确选择试剂的要求，故全对。
答案：√　√　√　√　√　√
17．(12分)Ⅰ.试回答下列中学化学实验室中常见仪器的有关问题。
(1)在仪器①分液漏斗、②试剂瓶、③集气瓶、④滴瓶、⑤滴定管、⑥容量瓶、⑦量筒、⑧托盘天平中，标有“0”刻度的是(填序号，下同)________；标有使用温度的仪器是________。
(2)“磨砂”是增加玻璃仪器密封性的一种处理工艺。在仪器①试管、②分液漏斗、③细口试剂瓶、④广口试剂瓶、⑤集气瓶、⑥滴瓶、⑦酸式滴定管、⑧碱式滴定管中，用到“磨砂”的有________。
(3)在仪器①漏斗、②容量瓶、③蒸馏烧瓶、④分液漏斗、⑤烧杯、⑥蒸发皿中，可用于粗盐提纯实验的有________；可用于分离两种沸点接近且互不相溶的液态混合物的有________。
Ⅱ.化学实验中，经常需要分离和提纯物质。请根据实验要求，选择适合的实验操作填写到下列空格中。
(1)根据沸点的不同，分离互溶的两种液体：________。
(2)根据两种物质在水中溶解度的不同，提纯物质：________。
(3)根据物质在不同溶剂中溶解度的不同，将物质从溶解度较小的溶剂中提取到溶解度较大的溶剂中：________。
解析：Ⅰ.本题是对常见仪器的名称、结构特点、主要用途的考查。(1)是考查常见仪器的结构特点，其中标有“0”刻度的是滴定管、托盘天平，其中注意量筒无“0”刻度；标有使用温度的是滴定管、量筒、容量瓶。(2)用到“磨砂”的仪器一定是与气密性有关的，所以选分液漏斗、细口试剂瓶、广口试剂瓶、集气瓶、滴瓶、酸式滴定管。(3)是考查常见仪器的主要用途，用于粗盐提纯的有漏斗、烧杯、蒸发皿；用于分液的仪器有分液漏斗、烧杯。熟悉高中化学实验中使用的每件仪器，明确它们的构造原理，是避免这类问题出错的关键。
Ⅱ.蒸馏：根据物质的沸点不同，将物质由液态变成气态加以分离。结晶：根据溶质的溶解度随温度或溶剂量的改变而改变，将溶质从溶液中析出。萃取：根据物质在不同溶剂中溶解度的不同，将物质从溶解度较小的溶剂中提取到溶解度较大的溶剂中。
答案：Ⅰ.(1)⑤⑧　⑤⑥⑦
(2)②③④⑤⑥⑦
(3)①⑤⑥　④⑤
Ⅱ.(1)蒸馏　(2)结晶　(3)萃取
18．(10分)在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采取下面的工艺流程生产单质碘。
依据提取碘的过程，试回答下列问题。
(1)第③步操作中的主要反应的离子方程式是________(填写字母编号)。
A．Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag
B．Fe＋3Ag＋===Fe3＋＋3Ag
C．Fe＋2AgI===Fe2＋＋2Ag＋2I－
D．Fe＋3AgI===Fe3＋＋3Ag＋3I－
(2)第⑤步操作的反应原理：3Ag＋4HNO3===3AgNO3＋NO↑＋2H2O，其中HNO3的作用是________。
A．氧化性 B．还原性
C．酸性 D．催化剂
(3)第⑦步操作可供提纯I2的两种方法是________和________(不要求写具体步骤)。
解析：题目联系生产实际中从富碘卤水里提取碘的操作过程。其中，在富碘卤水里加入硝酸银溶液生成碘化银沉淀后，接着加入铁屑，置换出Ag，生成碘化亚铁；第⑤步操作的反应中部分HNO3中N的化合价降低，说明做氧化剂，同时生成了盐(AgNO3)，体现了其酸性。根据碘单质的特点可使用升华法、萃取法提纯I2。
答案：(1)C　(2)AC　(3)升华法　萃取法
19．(15分)(2011年高考浙江卷)二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂，可由二苯基羟乙酮氧化制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下：
在反应装置中，加入原料及溶剂，搅拌下加热回流。反应结束后加水煮沸，冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出，用70%乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程：
加热溶解―→活性炭脱色―→趁热过滤―→冷却结晶―→抽滤―→洗涤―→干燥
请回答以下问题：
(1)写出装置图中玻璃仪器的名称：a________，b________。
(2)趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体：________。
A．缓慢冷却溶液　　　　　 B．溶液浓度较高
C．溶质溶解度较小 D．缓慢蒸发溶剂
如果溶液发生过饱和现象，可采用________、________等方法促进晶体析出。
(3)抽滤所用的滤纸应略________(填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径，将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时，杯壁上往往还粘有少量晶体，需选用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗，下列液体最合适的是________。
A．无水乙醇 B饱和氯化钠溶液
C．70%乙醇水溶液 D．滤液
(4)上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质：______________________。
(5)某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类同)跟踪反应进程，分别在反应开始、回流15 min、30 min、45 min和60 min时，用毛细管取样、点样，薄层色谱展开后的斑点如下图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是________。
A．15 min B．30 min
C．45 min D．60 min
解析：本题考查有机物的制备实验，意在考查学生对基本实验操作的掌握情况。(1)a为三颈瓶，b为冷凝管。(2)缓慢冷却溶液、缓慢蒸发溶剂，有利于得到较大的晶体。(3)抽滤所用滤纸应小于布氏漏斗内径，选择滤液，能够将烧杯壁上的晶体冲洗下来。(4)重结晶过程中趁热过滤可除去不溶性杂质。(5)根据图示，比较合适的回流时间为45 min。
答案：(1)三颈瓶　球形冷凝管(或冷凝管)　(2)AD　用玻璃棒摩擦容器内壁　加入晶种　(3)小于　D　(4)趁热过滤　(5)C
20．(12分)以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：
氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：
(1)欲制备10.7 g NH4Cl，理论上需NaCl________g。
(2)实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有________、玻璃棒、酒精灯、铁架台(或三脚架)等。
(3)“冷却结晶”过程中，析出NH4Cl晶体的合适温度为________。
(4)不用其他试剂，检查NH4Cl产品是否纯净的方法及操作是
________________________________________________________________________。
(5)若NH4Cl产品中含有硫酸钠杂质，进一步提纯产品的方法是________。
解析：(1)根据氯元素守恒，理论上需m(NaCl)＝×58.5 g·mol－1＝11.7 g。
(2)根据蒸发实验要求，除所给的仪器外还应有蒸发皿。
(3)从所给溶解度曲线可以看出析出NH4Cl晶体的合适温度应在33 ℃～40 ℃范围内，最好为35 ℃。
(4)根据NH4Cl受热易分解的特点，可以通过加热使其完全分解，看仪器内是否有剩余物即可。
(5)因NH4Cl和Na2SO4都溶于水，且溶解度不同，因此可以通过重结晶的方法进一步提纯产品。
答案：(1)11.7　(2)蒸发皿
(3)35 ℃(33～40 ℃都算正确)
(4)加热法，取少量氯化铵产品于试管底部，加热，若试管底部无残留物，表明氯化铵产品纯净
(5)重结晶