高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 主題27 物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純5含解析

主題27:物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純李仕才B卷最新模擬滾動訓(xùn)練1.設(shè)NA 表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法正確的是()。A.T 時(shí),1 L pH=6的純水中,含10-8NA個(gè)OH-B.15.6 g Na2O2與過量CO2反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4NAC.1 mol SiO2中含有30NA個(gè)電子D.14 g分子式為CnH2n的(n2)鏈烴中含有的CC鍵的數(shù)目一定為NA【解析】H2O的電離方程式為H2OH+OH-,T 時(shí)純水的pH=6,c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1,即含有OH-的物質(zhì)的量為10-6 mol,故A項(xiàng)錯誤;反應(yīng)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2中,2 mol Na2O2轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol,因此15.6 g Na2O2參與此反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為15.678 mol=0.2 mol,故B項(xiàng)錯誤;1 mol SiO2中含有電子的物質(zhì)的量為(14+28) mol=30 mol,故C項(xiàng)正確;CnH2n為鏈烴,即CnH2n為單烯烴,1 mol單烯烴中含有1 mol碳碳雙鍵,即14 g單烯烴中含有碳碳雙鍵的物質(zhì)的量為1414n mol,即含有碳碳雙鍵的物質(zhì)的量為1n mol,故D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緾2.下列反應(yīng)的離子方程式書寫正確的是()。A.等物質(zhì)的量的 MgCl2、Ba(OH)2和 HCl溶液混合:Mg2+2OH- Mg(OH)2B.向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀:Ba2+OH-+H+SO42-BaSO4+H2OC.向 Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI 溶液:2NO3-+8H+6I-3I2+2NO+4H2OD.(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量的 NaOH 溶液反應(yīng)制 Fe(OH)2:Fe2+2OH-Fe(OH)2【解析】等物質(zhì)的量的 MgCl2、Ba(OH)2和 HCl溶液混合,除發(fā)生反應(yīng)Mg2+2OH-Mg(OH)2外,還會發(fā)生反應(yīng)H+OH-H2O,故A項(xiàng)錯誤;向NaHSO4溶液中滴加Ba(OH)2溶液至不再產(chǎn)生沉淀,即NaHSO4與Ba(OH)2按11反應(yīng),故B項(xiàng)正確;向 Fe(NO3)3溶液中加入過量的HI 溶液,過量的碘離子還會與Fe3+發(fā)生反應(yīng)2Fe3+2I-I2+2Fe2+,故C項(xiàng)錯誤;(NH4)2Fe(SO4)2溶液與過量的 NaOH 溶液反應(yīng),N、Fe2+均與OH反應(yīng),故D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緽3.下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的分離方法與對應(yīng)原理都正確的是()。選項(xiàng)目的分離方法原理A分離溶于水中的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度較大B分離乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同(續(xù)表)選項(xiàng)目的分離方法原理C除去KNO3固體中混有的NaCl重結(jié)晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸餾丁醇與乙醚的沸點(diǎn)相差較大【解析】分離兩種沸點(diǎn)差別較大的互溶液體,一般采用蒸餾的方法,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緿4.將體積均為V0的三種溶液分別加水稀釋至體積為V時(shí),pH與V0V的關(guān)系如圖所示:下列說法正確的是()。A.酸性:HX>HY B.HX溶液滴定NaOH溶液時(shí),用甲基橙作指示劑產(chǎn)生的誤差比用酚酞小C.HX與NaX混合溶液中,V0V=10-1時(shí),c(HX)<c(X-)D.V0V在10-110-3時(shí),HX與NaX混合溶液隨V0V的減小,X-的水解程度與HX的電離程度始終保持不變【解析】HY每稀釋10倍,pH增大1,所以HY是強(qiáng)酸,HX稀釋10倍,pH的增大小于1,所以HX是弱酸,A項(xiàng)錯誤;由于滴定終點(diǎn)時(shí)NaX溶液呈堿性,用酚酞作指示劑產(chǎn)生的誤差小,B項(xiàng)錯誤;由于起始時(shí)HX與NaX的物質(zhì)的量濃度相同,而溶液顯酸性,說明HX的電離程度大于NaX的水解程度,C項(xiàng)正確;稀釋時(shí)X-的水解程度與HX的電離程度均增大,前者水解顯堿性,后者電離顯酸性,一定范圍內(nèi)兩者增加的H+及OH-大致相等,故pH幾乎不變,D項(xiàng)錯誤?！敬鸢浮緾5.“碳呼吸電池”是一種新型能源裝置,其工作原理如圖所示。下列有關(guān)說法中錯誤的是()。A.該裝置將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B.利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2C.該裝置工作時(shí),正極上的電極反應(yīng)式為2CO2-2e-C2O42-D.該裝置工作時(shí),理論上每生成1 mol草酸鋁,電路中通過6 mol電子【解析】“碳呼吸電池”為原電池裝置,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A項(xiàng)正確;利用該技術(shù)可捕捉大氣中的CO2,作為原電池的正極材料,B項(xiàng)正確;該裝置工作時(shí),正極上的電極反應(yīng)式為2CO2+2e-C2O42-,正極應(yīng)得電子發(fā)生還原反應(yīng),C項(xiàng)錯誤;根據(jù)工作原理圖,金屬鋁是負(fù)極,失電子生成草酸鋁,所以每得到1 mol草酸鋁,電路中轉(zhuǎn)移6 mol電子,D項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾6.某無色溶液X由Na+、Ag+、Ba2+、Al3+、AlO2-、MnO4-、CO32-、SO42-中的若干種離子組成,取少許溶液進(jìn)行如下連續(xù)實(shí)驗(yàn):(1)氣體A的成分是(填化學(xué)式,下同),氣體B的成分是。(2)X溶液中一定存在的離子是。(3)寫出步驟中發(fā)生反應(yīng)的所有離子方程式:。(4)寫出步驟中形成白色沉淀的離子方程式:。(5)通過上述實(shí)驗(yàn),溶液X中不能確定是否存在的離子是;只要設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的后續(xù)實(shí)驗(yàn)就可以確定該離子是否存在,該方法是?！窘馕觥咳芤篨是無色的,MnO4-不存在。溶液中加入過量鹽酸有氣體生成,說明溶液中含有CO32-,生成的氣體A為CO2。溶液X中含有CO32-,則Ag+、Ba2+、Al3+均不存在。第步繼續(xù)向反應(yīng)后的溶液中加入過量碳酸氫銨溶液,反應(yīng)既生成氣體,又生成沉淀,說明溶液X中含有AlO2-,AlO2-在第步加入過量鹽酸時(shí)發(fā)生反應(yīng)AlO2-+4H+Al3+2H2O,生成的Al3+和HCO3-發(fā)生雙水解反應(yīng):Al3+3HCO3-Al(OH)3+3CO2。第步繼續(xù)加入過量Ba(OH)2溶液,生成的氣體B為NH3,白色沉淀乙中含有BaCO3,還可能含有BaSO4。【答案】(1)CO2NH3(2)CO32-、AlO2-、Na+(3)CO32-+2H+H2O+CO2、AlO2-+4H+Al3+2H2O(4)Al3+3HCO3-Al(OH)3+3CO2(5)SO42-在沉淀乙中加入足量鹽酸,若白色沉淀能完全溶解,則X中不存在SO42-;若不完全溶解,則X中存在SO42-7.工業(yè)品MnCl2溶液中含有雜質(zhì),利用錳粉、草酸、硫酸錳分別除去Pb2+、Ca2+、Mg2+制得純凈的MnCl2,工藝流程如下:回答下列問題:(1)過濾所需的玻璃儀器主要有,加熱攪拌的作用是。(2)棄渣、的主要成分分別為、。反應(yīng)的離子方程式為。(3)利用草酸(H2C2O4,弱酸)除去Ca2+的離子方程式為。(4)加入氯化鋇溶液主要是為了除去,檢驗(yàn)該離子是否被除盡的方法為。(5)已知MnCl2溶液呈弱酸性,操作X為(填字母)。A.蒸發(fā)結(jié)晶B.降溫結(jié)晶C.滲析D.鹽析【答案】(1)漏斗、燒杯、玻璃棒加快反應(yīng)速率(2)鉛(或Pb)硫酸鎂(或MgSO4)硫酸鋇(或BaSO4)Mn+Pb2+Mn2+Pb(3)H2C2O4+Ca2+CaC2O4+2H+(4)SO42-取少量上層澄清溶液于試管中,滴加BaCl2溶液,若無沉淀出現(xiàn),則說明SO42-已除盡,反之則沒有除盡(5)B8.茶是我國人民喜愛的飲品。某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)來定性檢驗(yàn)茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素?！静殚啿糠仲Y料】草酸銨(NH4)2C2O4屬于弱電解質(zhì)。草酸鈣(CaC2O4)難溶于水。Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為Ca(OH)2:pH13;Al(OH)3:pH5.5;Fe(OH)3:pH4.1。請根據(jù)上述過程及信息填空:(1)步驟加鹽酸的作用是。(2)寫出檢驗(yàn)Ca2+的離子方程式:。(3)寫出沉淀C所含主要物質(zhì)的化學(xué)式:。(4)寫出步驟加A試劑生成紅色溶液的離子方程式:。(5)步驟的作用是。(6)稱取400 g茶葉樣品灼燒得灰粉后,加入過量鹽酸后過濾,將所得濾液加入過量的(NH4)2C2O4溶液,再過濾、洗滌、干燥、稱量得到5.12 g沉淀,原茶葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?！窘馕觥勘緦?shí)驗(yàn)?zāi)康氖嵌ㄐ詸z驗(yàn)茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素,故步驟加入鹽酸的目的是使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出,進(jìn)入溶液,由Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH可知,加入濃氨水調(diào)pH 67,加熱煮沸30分鐘,Al3+、Fe3+形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,過濾,濾液中含Ca2+,加入(NH4)2C2O4的目的是使Ca2+生成沉淀,檢驗(yàn)Ca2+,因?yàn)椴菟徜@(NH4)2C2O4屬于弱電解質(zhì),故離子方程式為Ca2+(NH4)2C2O4CaC2O4+2N。沉淀C為Al(OH)3、Fe(OH)3的混合物,加鹽酸后溶解,Al3+、Fe3+進(jìn)入溶液,加入試劑A,溶液變紅,試劑A為KSCN溶液,目的是檢驗(yàn)Fe3+,離子反應(yīng)為Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為45,目的是使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀與Al3+分離,再加入B試劑形成玫瑰紅物質(zhì),以檢驗(yàn)Al3+。CaC2O4的物質(zhì)的量n(CaC2O4)=n(Ca)=5.12g128gmol-1=0.04 mol,原茶葉中鈣元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=0.4%?！敬鸢浮?1)使Ca2+、Al3+、Fe3+浸出(或使Ca2+、Al3+、Fe3+溶解)(2)Ca2+(NH4)2C2O4CaC2O4+2N(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(4)Fe3+3SCN-Fe(SCN)3(寫成其他正確的絡(luò)合離子形式也可)(5)使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀(6)0.4%9.青蒿素是烴的含氧衍生物,為無色針狀晶體,易溶于丙酮、氯仿和苯中,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中幾乎不溶,熔點(diǎn)為156157 ,熱穩(wěn)定性差,青蒿素是高效的抗瘧藥。已知:乙醚的沸點(diǎn)為35 ,從青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理為基礎(chǔ)的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工藝流程如圖所示:(1)對青蒿進(jìn)行干燥、破碎的目的是。(2)操作需要的玻璃儀器主要有燒杯、,操作的名稱是。(3)操作的主要過程可能是(填字母)。A.加水溶解,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶B.加95%的乙醇,濃縮、結(jié)晶、過濾C.加入乙醚進(jìn)行萃取分液(4)用下列實(shí)驗(yàn)裝置測定青蒿素分子式的方法如下:將28.2 g青蒿素樣品放在硬質(zhì)玻璃管C中,緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后,再充分燃燒,精確測定裝置E和F實(shí)驗(yàn)前后的質(zhì)量,根據(jù)所測數(shù)據(jù)計(jì)算。裝置A、E、F中盛放的物質(zhì)分別是、。裝置G的作用是。裝置實(shí)驗(yàn)前/g實(shí)驗(yàn)后/gE22.642.4F80.2146.2則測得青蒿素的最簡式是,欲確定其分子式,則還需要的物理量為?！窘馕觥?1)根據(jù)乙醚浸取法的工藝流程圖可知,對青蒿進(jìn)行干燥、破碎,可以增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素的浸取率。(2)根據(jù)上面的分析,操作為過濾,需要的玻璃儀器主要有燒杯、漏斗、玻璃棒;操作的名稱是蒸餾。(3)根據(jù)題意可知,青蒿素幾乎不溶于水,A項(xiàng)錯誤;青蒿素易溶于乙醚,無法萃取分液提取,B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯誤。(4)為了能準(zhǔn)確測量青蒿素燃燒生成的CO2和H2O,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)通入除去CO2和H2O的空氣,防止干擾實(shí)驗(yàn)。E和F一個(gè)吸收生成的H2O,一個(gè)吸收生成的CO2,應(yīng)先吸水后吸收CO2,所以E內(nèi)裝的是CaCl2或P2O5,而F中為堿石灰,而裝置G能防止外界空氣中的CO2和H2O進(jìn)入裝置。由數(shù)據(jù)可知,m(H2O)=42.4 g-22.6 g=19.8 g,所以n(H2O)=1.1 mol,n(H)=2.2 mol。m(CO2)=146.2 g-80.2 g=66.0 g,所以n(CO2)=1.5 mol,所以青蒿素中氧原子的質(zhì)量m(O)=28.2 g-(2.2 mol1 gmol-1)-(1.5 mol12 gmol-1)=8.0 g,所以n(O)=0.5 mol,n(C)n(H)n(O)=1.52.20.5=15225,所以其實(shí)驗(yàn)式為C15H22O5。根據(jù)青蒿素的相對分子質(zhì)量或摩爾質(zhì)量結(jié)合其實(shí)驗(yàn)式可計(jì)算其分子式?！敬鸢浮?1)增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素的浸取率(2)漏斗、玻璃棒蒸餾(3)B(4)NaOH溶液CaCl2(或P2O5)堿石灰防止空氣中的CO2和水蒸氣進(jìn)入F裝置C15H22O5相對分子質(zhì)量(或摩爾質(zhì)量)10.聚合氯化鋁晶體是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機(jī)高分子聚合物,其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣鋁灰,它主要含Al2O3、Al,還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝流程如下:(1)操作1為。(2)升高pH至4.04.5的目的是。(3)生產(chǎn)過程中可回收使用的物質(zhì)是(寫物質(zhì)名稱)。(4)為使得到的晶體較純凈,生產(chǎn)過程中使pH升高的C物質(zhì)可選用(填字母)。a.NaOHb.Alc.氨水d.Al2O3e.NaAlO2(5)通過該法得到一種化學(xué)式為Al2(OH)2Cl45H2O(M=320 gmol-1)的聚合氯化鋁晶體,為測定產(chǎn)品純度,進(jìn)行如下操作:稱取1.600 g樣品,用適量鹽酸溶解后配成100.00 mL溶液;取25.00 mL溶液,控制pH=3.5,加入過量40 mL 0.1 molL-1 EDTA(Na2H2Y2H2O)標(biāo)準(zhǔn)液滴定(Al3+H2Y2-AlY-+2H+),加熱煮沸510分鐘,使Al3+與EDTA結(jié)合穩(wěn)定(EDTA與Al3+結(jié)合無色)。待上一步結(jié)束后,調(diào)節(jié)溶液pH至56,加入二甲酚橙作指示劑,用0.1 molL-1標(biāo)準(zhǔn)Zn2+溶液滴定多余的EDTA(Zn2+H2Y2-ZnY2-+2H+),消耗標(biāo)準(zhǔn)液20.00 mL(已知:二甲酚橙與Zn2+形成的配合物是紅紫色的溶液),滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是;產(chǎn)品的純度為?！窘馕觥?1)氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水,鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁與氫氣,二氧化硅與鹽酸不反應(yīng),過濾即可實(shí)現(xiàn)分離。(2)由于最終得到聚合氯化鋁晶體,因此升高pH至4.04.5的目的是促進(jìn)Al3+水解,使聚合氯化鋁晶體析出。(3)加熱時(shí)HCl會揮發(fā),用水噴淋就可以吸收HCl,得到鹽酸,可循環(huán)使用。(4)用氫氧化鈉、偏鋁酸鈉和氨水調(diào)節(jié)pH,會引入新的雜質(zhì)鈉離子和銨根離子,所以可以加入Al和氧化鋁進(jìn)行處理,過量可以過濾掉,從而可以得到較純凈的晶體。(5)二甲酚橙與Zn2+形成的配合物是紅紫色的溶液,所以滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液恰好變?yōu)闇\紅紫色,且半分鐘內(nèi)不褪色;根據(jù)離子方程式可知多余的EDTA的物質(zhì)的量為0.002 mol,則與鋁離子反應(yīng)的EDTA的物質(zhì)的量為0.004 mol-0.002 mol=0.002 mol,所以25 mL溶液中鋁離子的物質(zhì)的量是0.002 mol,則原溶液中鋁離子的物質(zhì)的量是0.008 mol,根據(jù)鋁原子守恒可知,產(chǎn)品的物質(zhì)的量是0.004 mol,質(zhì)量是0.004 mol320 gmol-1=1.28 g,所以產(chǎn)品的純度為100%=80%。【答案】(1)過濾(2)促進(jìn)Al3+水解,使聚合氯化鋁晶體析出(3)鹽酸(4)bd(5) 溶液恰好變?yōu)闇\紅紫色且半分鐘內(nèi)不褪色80%6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375