2018版高考化学一轮复习第36讲物质的分离和提纯练习新人教版20171101166.doc

第36讲物质的分离和提纯【考纲要求】1.掌握物质分离和提纯常用的物理方法和化学方法。2.能综合运用物质的不同性质对常见物质进行分离和提纯。3.能识别典型的物质分离、提纯的实验仪器装置图。考点一|物质分离和提纯的常用物理方法(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第176页巩固教材知识1物质分离、提纯的区别(1)物质的分离：将混合物的各组分分离开来，获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯：将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程，又叫物质的净化或除杂。2物质分离、提纯的常用物理方法(1)图装置名称：过滤适用范围：固液分离(2)图装置名称：蒸发结晶适用范围：组分的溶解度受温度影响差距大的混合物分离注意事项(3)图装置名称：分液适用范围注意事项(4)图装置名称：蒸馏适用范围：分离沸点相差较大的液体混合物注意事项(5)图装置名称：升华适用范围：某种组分易升华的混合物，利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。3正误判断，正确的打“”，错误的打“×”。(1)分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。()(2)蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处。()(3)蒸馏中，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出。()(4)蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热。()(5)用乙醇萃取溴水中的溴，再用蒸馏的方法分离溴与乙醇。()(6)为了加快过滤速度，可用玻璃棒搅拌漏斗中的浊液。()(7)制取无水乙醇可向乙醇中加入CaO之后过滤。()答案：(1)(2)(3)(4)×(5)×(6)×(7)×练透基础小题 题点一物质分离、提纯仪器的选择及注意事项1下列仪器：普通漏斗；容量瓶；蒸馏烧瓶；天平；分液漏斗；滴定管；燃烧匙。常用于物质分离的是()ABC D答案：C2下列实验操作错误的是()A分液时，分液漏斗下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出B蒸馏操作时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处C蒸馏中，冷却水应从冷凝管的下口通入，上口流出D蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，再停止加热答案：D题点二物质分离、提纯装置的识别3下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是()A利用图1装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体B利用图2装置可分离石油，得到汽油、煤油和柴油等各种馏分C利用图3装置可分离CH3CH2OH和CH3COOC2H5D利用图4和图1可进行粗盐提纯答案：D4从海带中提取碘要经过灼烧、浸取、过滤、氧化、萃取、分液、蒸馏等操作，下列对应的装置合理、操作规范的是()答案：D备考提醒熟记常见物质分离操作中的注意事项1过滤中的“三要求”：一贴二低三靠。2蒸发中的“两注意”：玻璃棒搅拌和不能蒸干。3萃取分液中的“四步操作”：加萃取剂振荡放气静置分层分液。4蒸馏中的“三注意”：温度计水银球的位置，冷却水的进出方向，加沸石防暴沸。考点二|物质分离、提纯方法的选择(重点保分型师生共研)授课提示：对应学生用书第178页核心知识大通关1依据物理性质选择分离、提纯的方法(1)“固固”混合物的分离(提纯)(2)“固液”混合物的分离(提纯)(3)“液液”混合物的分离(提纯)2依据化学性质选择分离、提纯的方法方法原理杂质成分沉淀法将杂质离子转化为沉淀Cl、SO、CO及能形成沉淀的阳离子气化法将杂质离子转化为气体CO、HCO、SO、HSO、S2、NH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(用酸、酸酐或碱)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除去CO2中的SO2，用热的铜粉除去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混合后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做阳极、纯金属(M)做阴极，含M的盐溶液做电解质溶液小题热身左栏为物质分离、提纯常用方法，右栏为待分离的混合物，请用线将左、右两栏间的对应关系连起来。答案：cabedghf考向精练提考能考向一物质分离提纯方法的选择1(2016·全国高考卷)下列实验操作能达到实验目的的是()A用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物B用向上排空气法收集铜粉与稀硝酸反应产生的NOC配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释D将Cl2与HCl混合气体通过饱和食盐水可得到纯净的Cl2解析：A项在浓硫酸、加热条件下，乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯，并用饱和Na2CO3溶液吸收，由于乙酸乙酯难溶于Na2CO3溶液，吸收液中出现分层现象，最后用分液漏斗进行分液。B项NO易与空气中的O2反应生成NO2，故不能用向上排空气法收集NO，应用排水法收集。C项FeCl3易发生水解反应，故配制FeCl3溶液时，应将其固体溶于较浓的盐酸中再加水稀释，以抑制FeCl3的水解反应。D项将Cl2和HCl的混合气体通过饱和食盐水，可除去其中的HCl，但同时会混入水蒸气，欲得到纯净的Cl2，应先通过饱和食盐水，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶进行干燥。答案：C2下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固体中混杂的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大解析：A中乙醇与水互溶，不能用作萃取剂；B中乙醇与乙酸乙酯互溶，不能用分液法分离；C中NaCl溶解度受温度影响较小，而KNO3溶解度受温度影响较大，用结晶或重结晶的方法可除去杂质NaCl；D中丁醇沸点与乙醚相差较大，故可用蒸馏法除去乙醚，D正确。答案：D3(1)除去下列气体中的杂质气体，括号内为杂质气体，填写表格中的空白：混合气体除杂试剂分离方法H2(NH3)Cl2(HCl)CO2(HCl)CO2(CO)CO(CO2)N2(O2)(2)除去下列常见物质中的杂质，括号内为杂质，填写表格中的空白：无机混合物除杂试剂分离方法Na2CO3(NaHCO3)NaHCO3(Na2CO3)NaCl(NH4Cl)FeCl2(FeCl3)FeCl3(FeCl2)I2(SiO2)Fe2O3(Al2O3)NH4Cl(FeCl3)KNO3(NaCl)炭粉(CuO)Mg粉(Al粉)答案：(1)浓H2SO4洗气饱和NaCl溶液洗气饱和NaHCO3洗气灼热CuONaOH溶液洗气灼热铜网(2)加适量NaOH或加热CO2和H2O加热分解过量Fe粉过滤通Cl2加热升华加过量NaOH溶液过滤适量氨水过滤水结晶、重结晶稀盐酸过滤加过量NaOH溶液过滤考向二对分离、提纯操作的考查1判断沉淀是否完全的方法取沉淀后的上层清液少量于试管中，继续加入沉淀剂，若有沉淀产生，说明沉淀不完全，反之说明已经沉淀完全。2洗涤沉淀的一般方法把需要洗涤的沉淀放置在一个干净的过滤器中，向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，蒸馏水自然流下，这样反复操作23次，直至沉淀洗涤干净。3判断沉淀是否洗涤干净的方法可根据沉淀中可能存在的物质，向最后一次洗涤液中加入适宜的试剂，来检验洗涤程度。4指出下面实验装置图中的错误之处：_；_；_。答案：缺石棉网温度计插到了液体中冷凝管进出水的方向颠倒5酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH，有关数据如下表所示：溶解度/(g/100 g水)温度/化合物020406080100NH4Cl29.337.245.855.365.677.3ZnCl2343395452488541614废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有ZnCl2和NH4Cl，二者可通过_分离回收；滤渣的主要成分是MnO2、_和_，欲从中得到较纯的MnO2，最简便的方法为_，其原理是_。解析：从表格数据看出，相同温度下，ZnCl2的溶解度远远大于NH4Cl的，则可采用加热浓缩、冷却结晶的方法分离二者。答案：加热浓缩、冷却结晶碳粉MnOOH在空气中加热碳粉转变为CO2，MnOOH氧化为MnO26从海带中提取碘，另制海带浸取原液甲、乙两种实验方案如下：已知：3I26NaOH=5NaINaIO33H2O。请回答：(1)分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为_。(2)步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是_。(3)下列有关步骤Y的说法，正确的是_。a应控制NaOH溶液的浓度和体积b将碘转化成离子进入水层c主要是除去海带浸取原液中的有机杂质dNaOH溶液可以由乙醇代替(4)操作Z的名称是_。(5)方案甲中采用蒸馏不合理，理由是_。答案：(1)向分液漏斗中加入少量水，检查旋塞处是否漏水；将漏斗倒转过来，检查玻璃塞是否漏水(2)液体分上下两层，下层呈紫红色(3)ab(4)过滤(5)碘易升华，会导致碘的损失真题发掘·知识串联串线索固双基回扣关键知识以化学化工流程为载体串联物质分离、提纯授课提示：对应学生用书第180页高考载体(2015·全国高考课标卷节选)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如下所示：知识串联高考还可以这样考(1)利用_的磁性，可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是_(写化学式)。(2)“净化除杂”需先加H2O2溶液，作用是_。然后再调节溶液的pH约为5，目的是_。(3)在实验室里，“蒸发浓缩”用到的用品为_。(4)“粗硼酸”中的主要杂质是_(填名称)。答案：(1)Fe3O4SiO2和CaSO4(2)将Fe2氧化为Fe3使Fe3、Al3形成氢氧化物沉淀除去(3)酒精灯、铁架台(带铁圈)、蒸发皿、玻璃棒(4)硫酸镁课时作业(授课提示：对应学生用书第315页)1(2016·北京高考卷)下列中草药煎制步骤中，属于过滤操作的是()A.冷水浸泡B.加热煎制C.箅渣取液D.灌装保存解析：冷水浸泡属于物质的溶解，A错误；加热煎制属于加热操作，B错误；箅渣取液属于过滤，C正确；灌装保存属于液体的转移，D错误。答案：C2下列分离物质的方法中，利用了物质的沸点的是()A蒸馏B萃取C重结晶 D蒸发解析：萃取、重结晶是利用物质溶解度的不同而分离，蒸发是通过加热将溶剂蒸发掉；蒸馏则是利用物质沸点不同将物质进行分离。答案：A3现有三组实验：除去混在植物油中的水；回收碘的CCl4溶液中的CCl4；用食用酒精浸泡中草药提取其中的有效成分。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：植物油和水互不相溶，应采用分液法分离；碘易溶于CCl4，故用蒸馏法分离；用酒精浸取中草药中的有效成分，利用萃取原理。答案：C4下列装置所示的分离提纯方法和物质的溶解性无关的是()解析：蒸馏与物质的沸点有关，与物质的溶解性无关，A正确；洗气与气体的溶解性有关，B错误；晶体的析出与物质的溶解性有关，C错误；萃取与物质的溶解性有关，D错误。答案：A5(2017·河北冀州中学质检)为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3，可在加热搅拌的条件下加入一种试剂，过滤后，再加入适量的HCl，这种试剂是()ANH3·H2O BNaOHCNa2CO3 DMgCO3解析：加入NH3·H2O可生成氢氧化铁和氢氧化镁沉淀，同时引入了铵根离子，A错误；加入NaOH，可生成氢氧化铁和氢氧化镁沉淀，同时引入了钠离子，B错误；加入Na2CO3，生成了碳酸镁沉淀和氢氧化铁沉淀，还会引入钠离子，C错误；加入MgCO3，与氢离子反应，起到调节溶液pH的作用，促进铁离子水解生成氢氧化铁沉淀，且不引入新的杂质，D正确。答案：D6为提纯下列物质(括号中为杂质)，所选除杂试剂和分离方法都正确的是()选项被提纯的物质(杂质)除杂试剂分离方法ANH3(H2O)浓硫酸洗气BH2O(Br2)CCl4萃取分液CKCl固体(I2)KOH溶液加热D氯化镁溶液(氯化亚铁)氢氧化钠溶液过滤解析：将混有少量水蒸气的氨气通过足量浓硫酸时，浓硫酸不但吸收了混合气体中的水，还与氨气反应生成硫酸铵，A错误；溴在四氯化碳中的溶解度大于溴在水中的溶解度，四氯化碳和水不互溶，且四氯化碳和Br2不反应，B正确；无法从KCl中除去KOH与I2反应生成的KI，引入了新的杂质，C错误；氯化镁溶液中含有氯化亚铁，加入氢氧化钠溶液，可以与两种物质反应，也除去了氯化镁，不能达到除去杂质的目的，D错误。答案：B7下列实验操作正确的是()A蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热B蒸馏操作时，应使温度计的水银球插入蒸馏烧瓶溶液中C分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出D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解析：蒸发操作时，当在蒸发皿中出现较多固体时停止加热，利用余热将溶液蒸干；蒸馏操作时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处；萃取操作时，有机萃取剂应与水互不相溶，其密度可大于水也可以小于水。答案：C8(2017·浙江金丽衢十二校联考)实验室从含Br的废液中提取溴单质，下列说法中能达到实验目的的是()A用装置甲氧化废液中的BrB用装置乙分离CCl4层和水层C用装置丙分离CCl4和液溴D用仪器丁长期贮存液溴解析：为使物质充分发生反应，导气管应“长进短出”，故不能用装置甲氧化废液中的溴离子，A错误；由于水的密度比四氯化碳小，二者是互不相溶的两种液体物质，因此可以用分液的方法分离，B正确；用蒸馏的方法进行物质分离时，应该把温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口附近，因此不能用装置丙分离四氯化碳和液溴，C错误；液溴容易挥发，在保存时常加些水形成水封，由于溴会与橡胶发生反应，所以应该使用玻璃塞，D错误。答案：B9按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是()A步骤(1)需要过滤装置B步骤(2)需要用到分液漏斗C步骤(3)需要用到坩埚D步骤(4)需要蒸馏装置解析：A项，步骤(1)，由于得到不溶性物质和滤液，所以应采取过滤的方法，正确。B项，步骤(2)，由于得到有机层和水层，所以应用分液漏斗分离，正确。C项，从水溶液中获得固体，应采取蒸发结晶或浓缩冷却结晶的方法，应用蒸发皿，错误。D项，从有机层中获得甲苯，根据沸点不同，应采用蒸馏装置，正确。答案：C10如图所示为从固体混合物中分离X的两种方案，请根据方案1和方案2指出下列说法合理的是()A可以选用方案1分离碳酸氢钠中含有的氯化铵B方案1中的残留物应该具有的性质是受热易挥发C方案2中加入的试剂一定能够与除X外的物质发生化学反应D方案2中加入NaOH溶液可以分离出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3答案：D11氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌含有Fe()、Mn()、Ni()等杂质的流程如下：提示：在本实验条件下，Ni()不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。回答下列问题：(1)反应中除掉的杂质离子是_，加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是_。(2)反应的反应类型为_，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有_。(3)反应形成的沉淀要用水洗，检验沉淀是否洗涤干净的方法是_。答案：(1)Fe2和Mn2铁离子和锰离子不能生成沉淀，从而无法除去铁和锰杂质(2)置换反应镍(3)取少量最后一次水洗液于试管中，滴入12滴稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净12工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：试回答下列问题：(1)滤液X中含有的金属阳离子是_(填离子符号)。(2)步骤中可选用_调节溶液的pH(填字母)。a稀硫酸 b氨水c氢氧化钠溶液 d高锰酸钾溶液(3)步骤中，FeCO3沉淀完全后，溶液中含有少量Fe2，检验Fe2的方法是_。(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下，其目的是_。(5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为_。解析：(1)硫铁矿烧渣主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等，酸浸后铁的氧化物和酸反应，二氧化硅不与酸反应，氧化铁与酸反应后生成铁离子，氧化亚铁与酸反应后生成亚铁离子。(2)由步骤加入过量铁粉可知滤液X中阳离子为亚铁离子和三价铁离子，步骤加入试剂调节溶液pH至56.5，所加试剂不能氧化亚铁离子，也不能沉淀亚铁离子。稀硫酸不能调节溶液的pH至56.5；氨水是弱碱，可以调节溶液pH至56.5；氢氧化钠溶液是强碱溶液，会沉淀亚铁离子；高锰酸钾溶液具有强氧化性，能氧化亚铁离子。(3)亚铁离子具有还原性，能被氧化为铁离子，则检验亚铁离子的实验方法是向待检液中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2。(4)步骤的温度过高会导致碳酸氢铵分解，还会促进亚铁离子的水解。(5)在空气中煅烧碳酸亚铁，碳酸亚铁会和氧气反应生成氧化铁和二氧化碳，由原子守恒和得失电子守恒可知，配平后的化学反应方程式为4FeCO3O22Fe2O34CO2。答案：(1)Fe2、Fe3(2)b(3)向待检液中先滴加KSCN溶液，无变化，再滴加新制的氯水，溶液显红色，说明含Fe2(4)防止NH4HCO3分解，减少Fe2的水解(5)4FeCO3O22Fe2O34CO213(2016·全国高考卷)过氧化钙微溶于水，溶于酸，可用作分析试剂、医用防腐剂、消毒剂。以下是一种制备过氧化钙的实验方法。回答下列问题：(一)碳酸钙的制备(1)步骤加入氨水的目的是_。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于_。(2)如图是某学生的过滤操作示意图，其操作不规范的是_(填标号)。a漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁b玻璃棒用作引流c将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁d滤纸边缘高出漏斗e用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度(二)过氧化钙的制备CaCO3滤液白色结晶(3)步骤的具体操作为逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，此时溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)。将溶液煮沸，趁热过滤。将溶液煮沸的作用是_。(4)步骤中反应的化学方程式为_，该反应需要在冰浴下进行，原因是_。(5)将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是_。(6)制备过氧化钙的另一种方法是：将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。该工艺方法的优点是_，产品的缺点是_。解析：(1)石灰石中含少量铁的氧化物，加入盐酸后生成CaCl2及铁的氯化物，加入双氧水可将Fe2氧化成Fe3，加入氨水的目的是中和剩余盐酸，调节溶液的pH，使Fe3转化为Fe(OH)3沉淀，再通过过滤除去杂质。小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大，有利于过滤分离。(2)过滤操作中要求“一贴、二低、三靠”，图中漏斗末端颈尖未紧靠烧杯壁，a错误；过滤时，玻璃棒用作引流，b正确；将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁，防止存在气泡，c正确；滤纸边缘要低于漏斗边缘，液面要低于滤纸边缘，d错误；用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动，容易使滤纸破损，e错误。(3)步骤中逐滴加入稀盐酸，至溶液中尚存有少量固体，该固体为CaCO3，溶液中含有CaCl2，由于溶解了生成的CO2，溶液呈弱酸性。将溶液煮沸，可排出溶解的CO2，防止与后续加入的氨水及生成的CaO2反应。(4)滤液中含有CaCl2，加入氨水和双氧水在冰浴条件下反应，经过滤得到白色晶体(CaO2)，结合元素守恒推知步骤中反应还生成NH4Cl和H2O，化学方程式为CaCl22NH3·H2OH2O26H2O=CaO2·8H2O2NH4Cl或CaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O。H2O2不稳定，受热易分解生成H2O和O2，故该反应在冰浴条件下进行，其目的是防止H2O2受热分解。(5)过氧化钙微溶于水，能溶于酸，白色结晶(CaO2)可依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是去除结晶表面水分。(6)将石灰石煅烧后，直接加入双氧水反应，过滤后可得到过氧化钙产品。与第一种方法相比，其优点是工艺简单、操作方便；产品的缺点是纯度较低。答案：(1)调节溶液pH使Fe(OH)3沉淀过滤分离(2)ade(3)酸除去溶液中的CO2(4)CaCl22NH3·H2OH2O26H2O=CaO2·8H2O2NH4Cl或CaCl22NH3·H2OH2O2=CaO22NH4Cl2H2O温度过高时双氧水易分解(5)去除结晶表面水分(6)工艺简单、操作方便纯度较低- 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