高考化學一輪復習 主題27 物質的檢驗、分離和提純4含解析

主題27:物質的檢驗、分離和提純李仕才A卷最新模擬基礎訓練1.下列關于物質或離子檢驗的敘述正確的是()。A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+B.在溶液中先加鹽酸,無現象,再加BaCl2溶液,產生白色沉淀,證明原溶液中含SO42-C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無K+D.某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍,證明該氣體是Cl2【解析】滴加KSCN 溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3+,但并不能證明無Fe2+,A項錯誤;在溶液中先加鹽酸,無現象,再加BaCl2溶液,產生白色沉淀,證明原溶液中含SO42-,B項正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,但并不能證明無K+,因為黃光可掩蓋紫光,K+焰色需透過藍色的鈷玻璃濾去黃光后觀察,C項錯誤;某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍,該氣體可能是二氧化氮等具有氧化性的氣體,D項錯誤?！敬鸢浮緽2.下列關于某些離子的檢驗及結論一定正確的是()。A.加入稀鹽酸產生無色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO32-B.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產生,再加鹽酸,沉淀不消失,一定有SO42-C.加入氫氧化鈉溶液并加熱,產生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍,一定有ND.加入碳酸鈉溶液產生白色沉淀,再加鹽酸,白色沉淀消失,一定有Ba2+【解析】除CO32-能與稀鹽酸反應產生無色氣體外,HCO3-、HSO3-或SO32-也能與稀鹽酸反應產生無色氣體,氣體通入澄清石灰水,也能使溶液變渾濁,A項錯誤;若溶液中含有Ag+,加入BaCl2溶液,也能產生不溶于稀鹽酸的白色沉淀,B項錯誤;若溶液中含有Ca2+,加入Na2CO3溶液也能產生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,D項錯誤?！敬鸢浮緾3.下列除雜試劑或方法錯誤的是()。選項原物質所含雜質除雜試劑主要操作方法AHNO3溶液H2SO4BaCl2溶液過濾BCO2SO2酸性KMnO4溶液、濃硫酸洗氣、干燥CSiO2Al2O3稀鹽酸過濾DC2H5OHCH3COOHCaO蒸餾【解析】硫酸與氯化鋇反應生成硫酸鋇和鹽酸,引入新雜質,A項錯誤;二氧化硫與高錳酸鉀發(fā)生反應,而二氧化碳不能,則利用酸性KMnO4溶液、濃硫酸試劑洗氣、干燥可除雜,B項正確;氧化鋁能與鹽酸反應,而二氧化硅不能,則加足量稀鹽酸、過濾可除雜,C項正確;乙酸與CaO反應后生成醋酸鈣,與乙醇沸點差異增大,則加CaO后蒸餾可除去C2H5OH中的CH3COOH,D項正確?！敬鸢浮緼4.在某澄清、透明的淺黃色溶液中,可能含有H+、N、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、I-八種離子中的幾種,在檢驗方案設計時初步分析其溶液中最多可含有的離子(不包括OH-)有()。A.5種B.6種C.7種D.8種【解析】溶液呈淺黃色,說明溶液中含有Fe3+,HCO3-、I-與Fe3+反應,不能共存,可判斷溶液中不含I-、HCO3-,根據溶液呈電中性可知,一定含有SO42-,則溶液中不含Ba2+,可能含有H+、N、Al3+,故溶液中最多可含有5種離子,A項正確?！敬鸢浮緼5.下列實驗不能獲得成功的是()。A.用NaOH除去溴苯中混有的溴單質B.淀粉與稀H2SO4充分反應后,加入適量新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱產生紅色沉淀C.只用一種試劑就可鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液D.用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸【解析】NaOH能與Br2反應,可用NaOH除去溴苯中混有的溴,A項實驗可以成功;淀粉在稀H2SO4催化作用下水解,水解后的溶液呈酸性,應先加堿調節(jié)溶液顯堿性后,再加新制的Cu(OH)2懸濁液,B項實驗不能成功;可用鹽酸鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液,C項實驗可以成功;Na2CO3能與乙酸反應,乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中溶解度較小,可用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,D項實驗可以成功?！敬鸢浮緽6.某同學設計了如下方法對X鹽進行鑒定:由此分析,下列結論中正確的是()。A.X中一定有Fe3+B.X一定為FeBr2溶液C.Y為AgI沉淀D.Z中一定有Fe3+【解析】加入AgNO3溶液產生淺黃色沉淀,說明Y為AgBr,Z溶液中加入KSCN溶液,生成血紅色溶液W,說明Z中一定含有Fe3+,C項錯誤,D項正確;X中加入適量酸化的AgNO3溶液,得到的Z中含有Fe3+,說明X中可能含有Fe3+,也可能含有Fe2+,也可能同時含有Fe2+和Fe3+,可推知X為FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合溶液,A、B兩項錯誤。【答案】D7.固體粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干種。為確定該固體粉末的成分,某同學依次進行了如下實驗:將X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z取少量Y加入足量濃鹽酸,加熱,產生黃綠色氣體,并有少量紅色不溶物向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀用玻璃棒蘸取溶液Z于廣泛pH試紙上,試紙呈藍色分析以上實驗現象,下列結論正確的是()。A.X中一定不存在FeOB.不溶物Y中一定含有Fe和CuOC.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3D.Y中不一定存在MnO2【解析】由實驗知不溶物能與濃鹽酸反應產生黃綠色的Cl2,紅色不溶物為Cu,說明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能確定是否含有FeO,A、D兩項錯誤,B項正確;由實驗可知溶液Z中可能含有KCl或K2CO3,由實驗可知溶液Z呈堿性,一定含有K2CO3,不能確定是否含有KCl,C項錯誤?！敬鸢浮緽8.某固體粉末甲中可能含有K2CO3、KNO3、K2SO3、Na2SO4、FeO、Fe2O3中的若干種,某同學為確定該固體粉末的成分,取甲進行連續(xù)實驗,實驗過程及現象如下:該同學得出的結論正確的是()。A.根據現象1可推出該固體粉末中含有鈉元素,但不含有鉀元素B.根據現象2可推出該固體粉末中可能含KNO3C.根據現象3可推出該固體粉末中一定含有Na2SO4D.根據現象4和現象5可推出該固體粉末中一定含有FeO和Fe2O3【解析】鈉的焰色為黃色,故一定含鈉元素,觀察鉀的焰色必須透過藍色鈷玻璃,故無法確定是否含鉀元素,A項錯誤;紅棕色氣體為NO2,則原混合物中一定含有硝酸鉀,B項錯誤;K2SO3在酸性條件下與KNO3發(fā)生氧化還原反應生成SO42-,加入氯化鋇生成硫酸鋇沉淀,則不一定含硫酸鈉,可能含有K2SO3,故C項錯誤;溶液B加KSCN溶液呈紅色,說明含有Fe3+,加鐵氰化鉀產生藍色沉淀,證明含Fe2+,所以該固體粉末中含有FeO和Fe2O3,故D項正確。【答案】D9.1000 mL某待測溶液中除含有0.2 molL-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或多種:陽離子K+、N、Fe3+、Ba2+陰離子Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-現進行如下實驗操作(每次實驗所加試劑均過量):(1)寫出生成白色沉淀B的離子方程式:。(2)待測液中肯定不存在的陽離子是。(3)若無色氣體D是單一氣體,判斷原溶液中是否存在K+,(填“是”或“否”);若存在,求其物質的量濃度的最小值,若不存在,請說明理由:。(4)若無色氣體D是混合氣體:待測液中一定含有的陰離子是。沉淀A中能與稀硝酸反應的成分是(填化學式)。【解析】待測液和氯化鋇溶液反應得到沉淀A,則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成氣體,且有部分沉淀不溶解,則溶液中存在CO32-,可能存在SO32-、SO42-中的一種或兩種,根據離子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B,則溶液中一定含有N、HCO3-,一定不存在Fe3+,氣體B為NH3,白色沉淀B為BaCO3。溶液B中通入氯氣,得淺黃綠色溶液,溶液中一定沒有Br-,溶液B中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C,C為AgCl,說明溶液B中含有Cl-,由于開始加入了氯化鋇溶液,故不能確定原溶液中是否含有Cl-。(1)由上述分析可知,白色沉淀B為碳酸鋇,是由HCO3-、Ba2+、OH-反應生成的,反應的離子方程式為HCO3-+Ba2+OH-BaCO3+H2O。(2)由上述分析可知,溶液中一定沒有的陽離子是Fe3+和Ba2+。(3)若無色氣體D是單一氣體,則氣體D為CO2,原溶液中不含SO32-,一定含有SO42-。則溶液中一定含有的陰離子有SO42-、CO32-、HCO3-,陽離子一定有Na+、N。沉淀D為BaSO4,則n(SO42-)=0.05 mol;沉淀E為CaCO3,則n(CO32-)=0.1 mol;氣體B為NH3,則n(N)=0.1 mol;沉淀B為BaCO3,則n(HCO3-)=0.1 mol。陽離子Na+、N所帶正電荷的物質的量為0.3 mol,陰離子SO42-、CO32-、HCO3-所帶負電荷的物質的量為0.4 mol,根據電荷守恒,則陽離子一定還含有K+,由于溶液中陰離子還可能含有Cl-,則K+物質的量最少為0.1 mol,c(K+)最小為0.1 molL-1。(4)若無色氣體D是混合氣體,只能為CO2、NO混合氣體,白色沉淀D只能為BaSO4,溶液中一定含有SO32-,不能確定是否含有SO42-,沉淀A中一定含有BaCO3、BaSO3?！敬鸢浮?1)Ba2+HCO3-+OH-BaCO3+H2O(2)Fe3+和Ba2+(3)是0.1 molL-1(4)CO32-、HCO3-、SO32-BaCO3、BaSO310.芳香酸是分子中羧基與苯環(huán)直接相連的一類有機物,通常用芳香烴的氧化來制備。反應原理如下:+KOH+2MnO2+H2O+HCl反應試劑、產物的物理常數如下表:名稱相對分子質量性狀熔點()沸點()密度(gcm-3)水中的溶解性甲苯92無色液體、易燃、易揮發(fā)-95110.60.8669不溶苯甲酸122白色片狀或針狀晶體122.42481.2659微溶主要實驗裝置和流程如下:實驗方法:將一定量的甲苯和KMnO4溶液加入圖1所示裝置中,在90 時,反應一段時間后,停止反應,按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應的甲苯。(1)白色固體B中主要成分的分子式為。操作為。(2)如果濾液呈紫色,需加入亞硫酸氫鉀,用離子方程式表示其原因:。(3)下列關于儀器的組裝或使用正確的是。A.抽濾可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀B.安裝電動攪拌器時,攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計等接觸C.圖1所示回流攪拌裝置應采用直接加熱的方法D.冷凝管中水的流向是上進下出(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應先加入,分液,然后再向水層中加入,抽濾,洗滌,干燥即可得到苯甲酸。(5)純度測定:稱取2.440 g產品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL 溶液進行滴定,消耗KOH的物質的量為4.510-3 mol。產品中苯甲酸的質量分數為?！窘馕觥?1)白色固體是苯甲酸,分子式為C7H6O2;有機層中物質互溶且沸點不同,所以可以采用蒸餾的方法分離。(2)如果濾液呈紫色,說明高錳酸鉀過量,要先加亞硫酸氫鉀,除去未反應的高錳酸鉀,發(fā)生反應的離子方程式為2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2+5SO42-+3H2O。(3)抽濾時,瓶中壓強較小,可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀,故A項正確;為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計,因此不能與它們接觸,故B項正確;沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻,圖1回流攪拌裝置應采用水浴加熱的方法,故C項錯誤;冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反,則冷凝管中水的流向是下進上出,故D項錯誤。(4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應先加入NaOH溶液,甲苯與NaOH不反應,苯甲酸與NaOH反應生成苯甲酸鈉,分液,苯甲酸鈉溶液中加鹽酸可以制得苯甲酸。(5)設苯甲酸的物質的量濃度為x molL-1,則25 mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物質的量為0.025x mol。C6H5COOH+KOHC6H5COOK+H2O1 mol1 mol0.025x mol4.5010-3 mol1mol1mol=x=0.18則100 mL該溶液中苯甲酸的質量為0.18 molL-10.1 L122 gmol-1=2.196 g,其質量分數為100%=90%?！敬鸢浮?1)C7H6O2蒸餾(2)2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2+5SO42-+3H2O(3)AB(4)NaOH溶液硫酸或鹽酸酸化(5)90%6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375