【走向高考】2023高考化学一轮总复习 12-2物质的检验 分离和提纯 新人教版（必修部分）

12-2物质的检验　分离和提纯一、选择题1．(2012·太原五中高三第一学期月考)下列物质的提纯方法可能属于化学变化的是(　　)A．蒸馏B．过滤C．分液D．洗气解析：本题考查化学实验基本方法，难度较小。洗气过程要除去杂质气体，某些气体，如CO2应用化学方法除去。答案：D2．(2011·全国Ⅰ)下列叙述错误的是(　　)A．用金属钠可区分乙醇和乙醚B．用高锰酸钾酸性溶液可区分己烷和3－己烯C．用水可区分苯和溴苯D．用新制的银氨溶液可区分甲酸甲酯和乙醛解析：A选项说法正确，乙醇含有—OH，醇羟基上的氢可被钠置换产生氢气，而在乙醚(C2H5—O—C2H5)中不含有羟基，不能产生氢气；B选项正确，己烷是饱和烃，不与酸性高锰酸钾溶液反应，溶液只是分层，3－己烯是不饱和烃，含碳碳双键，能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色；C正确，苯和溴苯都是无色油状不溶于水的液体，但是苯的密度小于水，在上层，溴苯密度大于水，在下层；D错误，甲酸甲酯和乙醛都含有醛基，与新制的银氨溶液共热，都能出现银镜，故无法区分。答案：D3．下列各组物质的无色溶液，不用其他试剂即可鉴别的是(　　)①KOH　Na2SO4　AlCl3　②NaHCO3　Ba(OH)2　H2SO4③盐酸　NaAlO2　NaHSO4　④Ca(OH)2　Na2CO3　BaCl2A．①②B．②③C．①③④D．①②④解析：①中KOH和AlCl3互滴现象不同，另一种是Na2SO4，可以鉴别；②中H2SO4和NaHCO3生成气体，且二者和Ba(OH)2均生成白色沉淀，BaCO3遇H2SO4又能产生气体；③中盐酸、NaHSO4分别与NaAlO2反应的现象相同；④中Ca(OH)2、BaCl2分别与Na2CO3反应现象相同，无法区分开Ca(OH)2与BaCl2。答案：A4．(2012·湖北省部分重点中学高三第一次联考)下列对物质的检验、鉴别、分离、提纯方法不合理的是(　　)10\nA．用氨水和稀盐酸分离溶液中的Mg2＋和Al3＋B．用氯水和KSCN溶液检验溶液中的Fe2＋C．用焰色反应鉴别NaCl与KCl固体D．用渗析法除去Fe(OH)3胶体中的FeCl3解析：本题考查物质的检验、鉴别、分离和提纯方法。难度较小。A项，氨水与Mg2＋和Al3＋反应生成的Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀混在一起，再加盐酸，两种沉淀又被溶解，生成Mg2＋和Al3＋，无法分开，错；B项，向溶液中先加KSCN无现象，再加氯水出现血红色溶液，则说明原溶液中含有Fe2＋；C项，Na＋，K＋的焰色反应分别为黄色和紫色(透过钴玻璃)，可以鉴别；D项，溶液可通过半透膜渗析出来，故可以将两者分离，正确。举一反三：氨水为弱碱，只能与Al3＋生成Al(OH)3沉淀，不能将其溶解，若将A项中的氨水换成NaOH，则正确。答案：A5．(2011·华东师大附属周浦中学)常温下，以下根据实验现象的推断，正确的是(　　)A．在潮湿的空气中能形成白雾的气态氢化物，一定是氯化氢B．溶于水能形成无色溶液的红棕色气体，一定是二氧化氮C．某物质燃烧后的产物既能使白色硫酸铜粉末变蓝，又能使澄清的石灰水变浑浊，该物质一定是碳氢化合物D．灼烧某织物纤维，可闻到烧焦羽毛气味，说明该织物是棉织物解析：A项中凡是容易溶解在水中的气体都能形成白雾，比如氨气；C项中只能说明该物质一定含有碳、氢元素，既可能为碳氢化合物，也可能为碳氢氧化合物；D项中烧焦羽毛气味说明含有蛋白质，该织物为丝织物。答案：B6．(2012·北京市东城区高三第一学期期末教学统一检测)除去下列和物质中所含的杂质，选用的试剂正确的是(　　)选项物质(杂质)试剂AAl2O3(SiO2)NaOH溶液BCO2(SO2)Na2CO3溶液CFeCl2溶液(FeCl3)Fe粉DNaHCO3溶液(Na2CO3)Ca(OH)2溶液解析：本题考查化学除杂知识，考查考生实验基本操作的能力。难度较小。Al2O3，SiO2都能溶于NaOH溶液，A项错误；CO2也能被Na2CO3溶液吸收，B项错误；加入铁粉可以将FeCl3转化为FeCl2，C项正确；NaHCO3也能和石灰水反应而被消耗，D项错误。10\n答案：C7．(2011·上海交大附中摸底试卷)下列三种含杂质的气体(括号内为杂质)：①CO2(HCl)　②H2(HCl)　③NH3(水蒸气)。某学生欲除去以上气体中的杂质依次选用了三种试剂，该学生选用的试剂均正确的是(　　)A．NaHCO3溶液、NaOH溶液、碱石灰B．Na2CO3溶液、浓硫酸、碱石灰C．NaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸D．NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰解析：B项中Na2CO3溶液与CO2发生反应生成NaHCO3，浓硫酸不能除去HCl气体；C项中浓H2SO4能吸收NH3；D项NaOH溶液与CO2反应，浓H2SO4不能除去HCl气体，B、C、D选项错误。答案：A8．(2013·山东省师大附中高三上学期期中)下列除杂质的操作方法正确的是(　　)A．CO2中有少量的SO2——通入酸性高锰酸钾溶液洗气后再干燥B．NaCl溶液中有少量的Na2SO4——加过量的BaCl2再过滤C．NO2中有少量的NO——通入足量的氧气D．除去NaHCO3固体中少量的Na2CO3——加热答案：A9．(2011·浙江十二校联考)将空气缓慢通过如下图所示装置后，在试管中收集到少量稀有气体。空气在通过a～d装置时，依次除去的气体是(　　)A．O2、N2、H2O、CO2B．CO2、H2O、O2、N2C．H2O、CO2、N2、O2D．N2、O2、CO2、H2O解析：氢氧化钠显碱性，吸收二氧化碳，带出水蒸气，浓硫酸吸收水分，铜除去氧气，镁粉除去氮气。答案：B10\n10．(2012·济南市2月高考模拟考试)下列有关离子检验的操作和实验结论都正确的是(　　)选项实验操作及现象实验结论A向某溶液中加入氯化钡溶液，有白色沉淀生成，再加盐酸酸化，沉淀不溶解该溶液中一定含有SOB向某溶液中同时加入几滴KSCN溶液和少量新制的氯水，溶液变为红色该溶液中一定含有Fe2＋C向某溶液中加入稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体该溶液中一定含有COD向某溶液中加入NaOH并微热，产生能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体该溶液中一定含有NH解析：本题考查实验操作和实验结论的科学性评价，主要考查考生对离子检验的掌握。难度较大。加盐酸可能生成AgCl沉淀，A选项错；Fe2＋也可被新制氯水氧化而使溶液变红，B选项错；产生使石灰水变浑浊的无色气体的离子可能是HCO，SO等，C选项错误。答案：D11．下列4组溶液，不用其他试剂就能鉴别开来的是(　　)①AgNO3溶液、稀氨水　②NaAlO2溶液和盐酸③NaHCO3、NaHSO4、Ba(NO3)2、CuCl2　④NaNO3、FeCl3、NaCl、AgNO3A．只有①B．①②C．①②③D．全部解析：①②滴加顺序不同，现象也不同，③首先由溶液颜色鉴别CuCl2溶液，再由CuCl2溶液鉴别NaHCO3溶液，用NaHCO3溶液鉴别NaHSO4溶液，最后鉴别出Ba(NO3)2溶液；④先观察溶液颜色找出FeCl3，然后用FeCl3作试剂可鉴别出AgNO3，再用AgNO3作试剂可鉴别出NaCl。答案：D12．(2011·兰州模拟)a、b、c、d是HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO3四种溶液中的一种，现将它们两两混合，现象如下表所示：反应物a＋bc＋da＋da＋cb＋d现明白色沉淀白色沉淀白色沉淀白色沉淀无色气体由上述现象可推知a、b、c、d依次是(　　)A．HCl、BaCl2、AgNO3、Na2CO310\nB．AgNO3、HCl、Na2CO3、BaCl2C．BaCl2、Na2CO3、AgNO3、HClD．AgNO3、HCl、BaCl2、Na2CO3解析：根据表格中d与b、a、c的实验现象，结合Na2CO3溶液与HCl、BaCl2、AgNO3溶液反应产生无色气体、白色沉淀、白色沉淀，则d为Na2CO3溶液，b为HCl溶液。根据表格中a与b的实验现象，结合HCl溶液只与AgNO3溶液产生白色沉淀，则a为AgNO3溶液，故c为BaCl2溶液。答案：D13．(2011·杭州质检)下列除去杂质的实验方法正确的是(　　)A．除去K2CO3固体中少量NaHCO3：置于坩埚中加热B．除去FeCl3酸性溶液中少量的FeCl2：加入稍过量双氧水后放置C．除去乙烷中混有的少量乙烯：在一定条件下加入适量氢气充分反应D．除去蛋白质溶液中混入的少量氯化钠：加入AgNO3溶液后过滤解析：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，除去NaHCO3后，固体中混有Na2CO3，A项错；有机反应不能完全进行，C项错；AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3，溶液中会引入NaNO3、AgNO3杂质，且Ag＋使蛋白质变性，所以应采用渗析的方法将胶体溶液精制，D项错。答案：B14．(2012·辽宁省重点中学协作校高三期末考试)某溶液中只可能含有下列离子中的几种(不考虑溶液中含的较少的H＋和OH－)Na＋，NH，SO，CO，NO。取200mL该溶液，分为等体积的二等份做下列实验。实验1：第一份加入足量的烧碱并加热，产生的气体在标准状况下为224mL。实验2：第二份先加入足量的盐酸，无现象，再加足量的BaCl2溶液，得固体2.33g。下列说法正确的是(　　)A．该溶液中可能含有Na＋B．该溶液中肯定含有NH，SO，CO，NOC．该溶液中一定不会含NOD．该溶液中一定含Na＋，且c(Na＋)≥0.1mol·L－1解析：本题考查离子检验、化学计算，考查考生知识运用能力、计算能力。难度较大。已知取溶液100mL进行试验，由实验1知含有NH，产生0.01molNH3，由N元素守恒知NH也为0.01mol，由实验2知溶液中没有CO，有SO，由所得固体BaSO42.33g，结合S元素守恒知溶液中SO为0.01mol，又由电荷守恒知：此时溶液还要有阳离子Na＋，且c(Na＋)＝0.01mol，NO可能有，也可能没有D项正确。答案：D15．为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH、Fe2＋、SO10\n和H2O，下列实验叙述中不正确的是(　　)A．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水B．硫酸亚铁铵晶体溶于水，得淡绿色溶液，滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明晶体的成分中含有Fe2＋C．硫酸亚铁铵晶体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SOD．取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加浓NaOH溶液，加热，试管中湿润的蓝色石蕊试纸变红，则可证明晶体的成分中含有NH解析：D项中检验NH时，加入NaOH溶液，加热，能产生NH3，NH3可使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝色，因为氨气遇水能生成显碱性的NH3·H2O。故D不正确。答案：D二、非选择题16．(2012·北京市东城区高三第一学期期末检测)某同学用苯甲醛和氢氧化钾溶液制得苯甲醇和一种钾盐(用X表示)的混合溶液。资料显示，苯甲醇易溶于乙醚(无色液体，微溶于水)、乙醇等有机溶剂，在水中溶解度较小。请回答：(1)从混合溶液中分离出X溶液的实验方法是__________(写出一种即可)。(2)X溶液用盐酸酸化并冷却后得酸Y的粗产品，进而用水重结晶得Y。由此可知，下列说法正确的是________(填序号)。a．Y在水中的溶解度温度影响较大b．杂质氯化钾在水中的溶解度较大，易于除去c．Y在冷的溶液中溶解度大，在热的溶液中溶解度小(3)质谱图显示Y的相对分子质量是122。该同学称取12.2gY并将其完全氧化，测得生成0.3molH2O和0.7molCO2，则Y的化学式是________。红外光谱分析表明Y属于芳香族化合物，Y的名称是__________。(4)Y的属于芳香族化合物且能发生银镜反应的同分异构体有________种。解析：本题考查有机物的结构和性质，考查考生综合处理问题的能力。难度中等。(1)钾盐属于离子化合物，易溶于水，而苯甲醇沸点较低，可采用蒸馏法分离或用苯、四氯化碳等有机溶剂萃取。(2)根据题干信息“盐酸酸化并冷却后得酸Y的粗产品”，说明Y在冷的溶液中溶解度较小，进而说明Y在水中的溶解度受温度影响较大；而氯化钾低温时在水中的溶解度也较大，故可通过过滤得到Y的晶体。(3)通过计算得知，0.1mol的Y分子中含0.7molC和0.6molH；再由质量守恒定律确认含0.2molO。综合求得其分子式为C7H6O。Y分子中一定含一个苯环、一个羧基，所以只能是苯甲酸。(4)符合题意的异构体至少含一个苯环、一个醛基。因此可列举三种羟基苯甲醛，以及甲酸酚酯，共四种。10\n易错点拨：受到思维定式的影响，在列举Y的同分异构体时，容易忽略苯酚与甲酸生成的甲酸酚酯。答案：(1)萃取或蒸馏(2)ab(3)C7H6O2　苯甲酸(4)417．(2010·济宁模拟)某无色溶液X，由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO、MnO、CO、SO中的若干种离子组成，取溶液进行如下连续实验：(1)气体A的成分是(填化学式，下同)________，气体B的成分是________。(2)X溶液中一定存在的离子是____________________________。(3)写出步骤①发生反应的所有离子方程式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)写出步骤②形成白色沉淀甲的离子方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)通过上述实验，溶液X中还有未完全确定的离子是________；只要设计一个简单的后续实验就可以确定该离子是否存在，该方法是______________________________(简述所加试剂及理由)。解析：该无色溶液中一定不含MnO；加入过量盐酸生成气体，说明溶液中肯定有CO，则肯定无Ag＋、Ba2＋、Al3＋，气体A为CO2；溶液Ⅰ含有NaCl、HCl，可能含有AlCl3、SO，再加入过量碳酸氢铵溶液，产生白色沉淀应为Al(OH)3，说明X中含有AlO，溶液Ⅱ加过量氢氧化钡溶液，放出的气体为NH3，产生的白色沉淀应为BaCO3，可能含有BaSO4。再加入足量盐酸，看沉淀是否完全溶解，便可确定X中是否有SO。答案：(1)CO2　NH3　(2)CO、AlO、Na＋10\n(3)CO＋2H＋===H2O＋CO2↑、AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O(4)Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑(5)SO　在沉淀乙中过量稀盐酸，若白色沉淀能完全溶解，则X中不存在SO，若不完全溶解，则存在SO18．(2012·湖南省十二校高三第一次联考)A，B，C，D，E五种物质均是由两种离子组成，它们均可溶于水并完全电离，电离出的所有离子如下表所示：阳离子Na＋，Al3＋，Mg2＋，Ba2＋，Fe3＋阴离子Cl－，OH－，NO，CO，X(1)某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是__________，__________(填化学式)；若将此两种物质记为A和B，含X的物质记为C，当C的溶液与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味的气味；当C的溶液与A的溶液混合时也产生沉淀，向该沉淀中滴入过量的稀HNO3时，沉淀部分溶解，但最后留下白色的固体，则离子X的符号为____________。(2)将0.02molA与0.01molC同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后最后得到的沉淀质量为______________________(精确到0.1g)。(3)利用上述已经确定的物质，可以检测出D，E中的阳离子，请简述实验的操作步骤、现象及结论：__________________________。解析：本题考查离子推断，意在考查考生对离子间反应的实质的理解以及推理分析能力。难度中等。(1)CO只能与Na＋结合，与其他离子均会产生沉淀；OH－与Al3＋，Mg2＋，Fe3＋会产生沉淀，所以只能与Ba2＋结合成Ba(OH)2。C与B混合后产生红褐色沉淀以及气体，显然为CO与Fe3＋发生的双水解反应，所以C中含有Fe3＋。C与Ba(OH)2反应有沉淀，再加入稀HNO3，沉淀部分溶解，则沉淀中不溶解的部分应为BaSO4，所以C中含有SO。(2)0.02molBa(OH)2与0.01molFe2(SO4)3反应，由量知，生成0.02molBaSO4和molFe(OH)3，质量为0.02mol×233g·mol－1＋mol×107g·mol－1＝6.1g。(3)检验Al3＋与Mg2＋可利用Al(OH)3的两性，或利用Al3＋与CO发生双水解反应的现象进行鉴别。答案：(1)Na2CO3　Ba(OH)2　SO(2)6.1g(3)往D的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量，若先出现白色沉淀后沉淀又逐渐溶解，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋(或往D的溶液中加入适量的Na2CO3溶液，若产生了白色沉淀和无色无味的气味，则D中含有Al3＋，E中含有Mg2＋，其他合理答案亦可)10\n19．某同学用废干电池内的黑色固体(可能含有MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质)进行如下图所示实验：(1)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、________、________。(2)操作④的试管加入③中所得滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体，由此推测滤渣含有MnO2，试管中发生反应的化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________。(3)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，由此推测滤渣中除含有MnO2外，还存在的物质为__________________________________________________________。(4)已知氯化锌与稀氨水反应生成Zn(OH)2白色沉淀，Zn(OH)2可以溶于稀氨水生成可溶性的[Zn(NH3)4](OH)2；下列是该同学对操作②的滤液主要成分进行探究的过程：(一)[猜想Ⅰ]　主要成分为氯化铵；[验证(操作)过程]取少量滤液加入NaOH固体，并加热；[实验现象]闻到有轻微的氨味；[判断猜想]________(填“猜想Ⅰ成立”或“猜想Ⅰ不成立”)；(二)[猜想Ⅱ]　主要成分为氯化锌；[验证(操作)过程]___________________________________________________________________________________________________[实验现象]_______________________________________________________________________________________________________；[判断猜想]猜想Ⅱ成立；由上述实验得出的结论是：滤液中的主要成分：________________________________________________________________________。解析：灼烧是在坩埚中进行，所以还需要的仪器有三脚架、坩埚。操作④能产生使带火星的木条复燃的气体，是使H2O2分解，所以滤渣中含有MnO2。答案：(1)坩埚　三脚架(泥三角)10\n(2)2H2O22H2O＋O2↑(3)炭(或C)(4)(一)[判断猜想]猜想Ⅰ不成立(二)[验证(操作)过程]取少量滤液逐滴滴入稀氨水[实验现象]先有白色沉淀、滴入过量稀氨水后白色沉淀溶解[判断猜想]结论：主要成分为氯化锌，其中含有少量的氯化铵10