
?專題二十二 物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純
考點(diǎn)1 物質(zhì)的分離與提純
考法1 物質(zhì)的分離與提純
命題角度1 氣體混合物的分離與提純
例1 下列實(shí)驗(yàn)裝置不能達(dá)到目的的是
A.制備并收集NO氣體 B.除去CO2氣體中 的HCl氣體
C.除去CO2中的CO D.除去Cl2中的Br2蒸氣
【解析】銅和濃硝酸反應(yīng)可生成NO2,其中混有HNO3,通入水中,NO2轉(zhuǎn)化為NO,同時(shí)除去混合氣體中的HNO3,NO 不溶于水,能用排水法收集,A正確;飽和Na2CO3溶液與CO2能反應(yīng),所以應(yīng)用飽和NaHCO3溶液洗氣,B錯(cuò)誤;CO與CuO反應(yīng)可生成CO2,C正確;與Cl2相比,Br2蒸氣的沸點(diǎn)較低,可冷凝成液體而被除去,D正確。
【答案】 B
命題角度2 固—固(液)或液—液混合物的分離與提純
例2 廢舊的鍍鋅鐵皮可用來制備皓礬(ZnSO4·7H2O),某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)如下流程進(jìn)行制備。
相關(guān)信息如下:
①金屬離子形成氫氧化物沉淀的相關(guān)pH范圍。
②ZnSO4的溶解度(物質(zhì)在100 g水中溶解的質(zhì)量)隨溫度變化曲線。
金屬離子
pH
開始沉淀
完全沉淀
Fe3+
1.5
2.8
Fe2+
5.5
8.3
Zn2+
5.4
8.2
下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是
A.鍍鋅鐵皮先用熱的純堿溶液浸泡,目的是除去表面的油污
B.步驟Ⅲ最好選用ZnO、Zn(OH)2或ZnCO3調(diào)節(jié)溶液pH
C.步驟Ⅳ加熱到有大量晶體出現(xiàn)后停止加熱
D.步驟Ⅳ也可以用來提純含有少量NaCl雜質(zhì)的KNO3
【解析】 金屬表面的油污在堿性條件下可水解,用熱的純堿溶液浸泡可除去油污,A正確;根據(jù)信息①可知,先加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)pH除去Fe3+,調(diào)節(jié)pH時(shí)選用ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3可以避免引入新的雜質(zhì),B正確;根據(jù)硫酸鋅的溶解度曲線可知,析出ZnSO4·7H2O的過程為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,所以加熱到出現(xiàn)晶膜就可以停止加熱,C錯(cuò)誤;由于NaCl的溶解度隨溫度變化不大,而KNO3的溶解度隨溫度變化很大,所以可用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法提純KNO3,D正確。
【答案】 C
【拓展訓(xùn)練】1. 下列敘述正確的是( )
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A.用裝置Ⅰ分離乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液
B.用裝置Ⅱ蒸干硫酸亞鐵溶液制備FeSO4·7H2O
C.用裝置Ⅲ將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,得到膽礬晶體
D.用裝置Ⅳ分離Cl2與KI溶液反應(yīng)生成的I2
考點(diǎn)2 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別
考法2 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別
命題角度1 氣態(tài)物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別
氣態(tài)物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別,主要涉及O2、NH3、SO2、CO2、乙烯等常見物質(zhì)的檢驗(yàn),考查氣體檢驗(yàn)的相關(guān)操作及試劑選擇,或通過現(xiàn)象判斷氣體的種類。
例3 用如圖所示裝置進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到目的的是
選項(xiàng)
Ⅰ中試劑
Ⅱ中試劑
目的
裝置
A
澄清石灰水
足量酸性KMnO4溶液
檢驗(yàn)SO2中是否混有CO2氣體
B
溴水
NaOH溶液
檢驗(yàn)CH4中是否混有CH2CH2氣體
C
飽和Na2CO3溶液
濃硫酸
除去CO2中混有的HCl氣體
D
澄清石灰水
CuSO4溶液
證明混合氣體中含有CO2和水蒸氣
【解析】 SO2、CO2都能與澄清石灰水反應(yīng),應(yīng)先通過酸性KMnO4溶液除去SO2再檢驗(yàn)CO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;乙烯與溴水發(fā)生加成反應(yīng),溴水褪色,可用溴水檢驗(yàn)乙烯,B項(xiàng)正確;CO2和HCl都能與飽和Na2CO3溶液反應(yīng),應(yīng)用飽和NaHCO3溶液除雜,C項(xiàng)錯(cuò)誤;不能用CuSO4溶液檢驗(yàn)混合氣體中是否含有水蒸氣,正確的檢驗(yàn)方法是先將混合氣體通過盛有無水硫酸銅的干燥管,然后將氣體通入澄清石灰水中,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】 B
【歸納總結(jié)】
檢驗(yàn)物質(zhì)時(shí),根據(jù)“現(xiàn)象”推出的結(jié)論應(yīng)該具有“唯一性”。當(dāng)由實(shí)驗(yàn)的“現(xiàn)象”得出的檢驗(yàn)結(jié)果呈現(xiàn)“多樣性”時(shí),可通過其他“差異性”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn),這就需要用鑒別的思想選出最佳的檢驗(yàn)方法。如A項(xiàng)中,CO2和SO2兩種無色氣體的檢驗(yàn),若把氣體通入澄清石灰水中,兩者均會(huì)生成白色沉淀,所以不能確定SO2中是否含有CO2。所以檢驗(yàn)時(shí)為確保檢驗(yàn)結(jié)果的“唯一性”,可采用將一種氣體除去再通入澄清石灰水的方法。
命題角度2 液體(或溶液中離子)的檢驗(yàn)和鑒別
溶液中的離子檢驗(yàn)主要考查金屬離子(如Fe3+、Fe2+、Ag+、Na+等)及非金屬元素組成的離子(如SO42-、CO32-、NH4+、Cl-、I-等)。
例4 下列有關(guān)敘述正確的是
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
A
取少量食鹽溶于水,滴加少量淀粉溶液
食鹽溶液不變藍(lán)
該食鹽中一定不含碘元素
B
取少量待測(cè)液于試管中,滴加氯水,然后滴加KSCN溶液
溶液變紅
待測(cè)液中一定含有Fe3+
C
取少量待測(cè)液于試管中,滴加NaOH溶液,加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口
紅色石蕊試紙變藍(lán)
該溶液中一定含有NH4+
D
取少量待測(cè)液于試管中,滴加BaCl2溶液,再加入稀硝酸
產(chǎn)生不溶于稀硝酸的白色沉淀
該溶液中一定含有SO42-
【解析】 因?yàn)榧拥馐雏}中的碘元素以化合態(tài)形式存在,所以食鹽溶液中加入淀粉不會(huì)變藍(lán),A項(xiàng)錯(cuò)誤。若原溶液中只含有Fe2+時(shí),滴加氯水后Fe2+被氧化為Fe3+,滴加KSCN溶液也會(huì)變紅,B項(xiàng)錯(cuò)誤。NH4+與NaOH溶液(加熱)反應(yīng)產(chǎn)生NH3,NH3可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),C項(xiàng)正確。若原溶液中含有SO32-,滴加BaCl2溶液生成的BaSO3可被稀硝酸氧化成BaSO4白色沉淀;若原溶液中含有Ag+時(shí),滴加BaCl2溶液,再加入稀硝酸也會(huì)產(chǎn)生AgCl白色沉淀,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】 C
【歸納總結(jié)】
物質(zhì)檢驗(yàn)時(shí),用語言描述實(shí)驗(yàn)過程一般分三部分,即實(shí)驗(yàn)操作→實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
命題角度3 固體物質(zhì)的檢驗(yàn)
例5已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì),選用下列試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行檢驗(yàn):
試劑:稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
實(shí)驗(yàn)步驟
現(xiàn)象
①取少量樣品,加入除氧蒸餾水
②固體完全溶解得無色澄清溶液
③ ?
④ ,有刺激性氣體產(chǎn)生?
⑤靜置, ?
⑥ ?
【解題思路】由已知中兩者的Ksp可知,不能向待測(cè)液中直接滴加BaCl2溶液,需要在除去硫代硫酸鈉之后,再滴加BaCl2溶液,形成不溶性沉淀方能達(dá)到檢驗(yàn)?zāi)康摹?br />
【解析】
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
檢驗(yàn)市售硫代硫酸鈉中的硫酸根雜質(zhì)
實(shí)驗(yàn)原理
原理一:Na2S2O3+2HCl2NaCl+SO2↑+S↓+H2O原理二:Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl
實(shí)驗(yàn)步驟
除去水中的O2:加熱。
溶解:固體完全溶解得到無色透明溶液。
除Na2S2O3:加稀鹽酸(不能加入稀硫酸)。
檢驗(yàn)SO42-:取上層清液于試管中,滴加BaCl2溶液
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
由原理一可知,硫代硫酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)的現(xiàn)象為“出現(xiàn)乳黃色渾濁(S)”和“放出有刺激性氣味的氣體(SO2)”。
由原理二可知,靜置后,加入BaCl2溶液的現(xiàn)象為“產(chǎn)生白色沉淀(BaSO4)”
【答案】③加入過量稀鹽酸?、艹霈F(xiàn)乳黃色渾濁?、?吸)取上層清液,滴入BaCl2溶液?、蕻a(chǎn)生白色沉淀
命題角度4 物質(zhì)的鑒別
例6 下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
A.將CuSO4與Na2SO4分別加入水中可鑒別這兩種物質(zhì)
B.通過稱量灼燒前后固體的質(zhì)量可檢驗(yàn)Na2CO3固體中是否含有NaHCO3
C.環(huán)己烷與苯可用酸性KMnO4溶液鑒別
D.利用焰色反應(yīng)可鑒別NaNO3中是否含有KNO3
【解析】 CuSO4與Na2SO4均能溶于水,但前者溶于水后溶液呈藍(lán)色,后者溶于水后溶液呈無色,A項(xiàng)正確;Na2CO3受熱不分解,而NaHCO3受熱分解產(chǎn)生氣體,若Na2CO3中含有NaHCO3,則灼燒后固體質(zhì)量會(huì)減少,B項(xiàng)正確;環(huán)己烷與苯都不能與酸性KMnO4溶液反應(yīng),所以不能用酸性KMnO4溶液鑒別環(huán)己烷與苯,C項(xiàng)錯(cuò)誤;透過藍(lán)色鈷玻璃觀察焰色反應(yīng),如果出現(xiàn)紫色,則NaNO3中含有KNO3,D項(xiàng)正確。
【答案】 C
模型3 基于核心素養(yǎng)下的物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)思維模型
例7 用題給所示裝置制備氣體,不能達(dá)到目的的是
選項(xiàng)
試劑與制備氣體
反應(yīng)裝置
A
二氧化錳與濃鹽酸制Cl2
B
二氧化錳與過氧化氫溶液制O2
C
濃硝酸與銅片反應(yīng)制NO2
D
Na2SO3固體與70%濃硫酸制SO2
【解析】二氧化錳與濃鹽酸需要在加熱條件下反應(yīng)制Cl2,A項(xiàng)不能達(dá)到目的。過氧化氫在二氧化錳的催化作用下常溫時(shí)即可分解制取O2,B項(xiàng)能達(dá)到目的。濃硝酸與銅在常溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)可制得NO2,Na2SO3與70%濃硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)可制得SO2,C、D項(xiàng)能達(dá)到目的。
【答案】 A
例8 亞硝酸鈉(NaNO2)是一種常用的食品添加劑,使用時(shí)需嚴(yán)格控制用量。實(shí)驗(yàn)室以2NO+Na2O22NaNO2為原理,利用下列裝置制取NaNO2(夾持和加熱儀器已略去)。
已知:①酸性KMnO4溶液可將NO及NO2-氧化為NO3-,MnO4-被還原為Mn2+。
②HNO2具有不穩(wěn)定性:2HNO2NO2↑+NO↑+H2O。
回答下列問題:
(1)按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)椤 ?填接口字母)。?
(2)實(shí)驗(yàn)過程中C裝置內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是 。?
(3)Na2O2充分反應(yīng)后,測(cè)定NaNO2含量:稱取反應(yīng)后B裝置中固體樣品3.45 g溶于蒸餾水,冷卻后用0.50 mol· L-1酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液滴定。重復(fù)三次,標(biāo)準(zhǔn)液平均用量為20.00 mL。
①該測(cè)定實(shí)驗(yàn)需要用到下列儀器中的 (填標(biāo)號(hào))。?
a.錐形瓶 b.容量瓶 c.膠頭滴管 d.酸式滴定管 e.堿式滴定管 f.玻璃棒
②假定其他物質(zhì)不與KMnO4反應(yīng),則固體樣品中NaNO2的純度為 。?
③樣品中含有的主要雜質(zhì)為 (填化學(xué)式)。為提高產(chǎn)品純度,對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)是在B裝置之前加裝盛有 (填藥品名稱)的 (填儀器名稱)。?
(4)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明酸性條件下NaNO2具有氧化性:
。(提供的試劑:NaNO2溶液、KMnO4溶液、KI溶液、淀粉溶液、稀硝酸、稀硫酸)?
【解析】
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
氣固反應(yīng)制固體:用NO和Na2O2制備NaNO2
實(shí)驗(yàn)原理
主反應(yīng)為2NO+Na2O22NaNO2,其中NO的來源:A裝置中濃硝酸與木炭反應(yīng)生成NO2,NO2通入C裝置中與水反應(yīng)生成NO和HNO3,稀HNO3與Cu反應(yīng)也生成NO
實(shí)驗(yàn)裝置
(1)裝置連接順序:制備NO2→制備NO→制備目標(biāo)產(chǎn)物NaNO2→尾氣處理,所以各儀器接口的連接順序?yàn)閍debc(或cb)f
現(xiàn)象分析
(2)NO2與水反應(yīng)生成HNO3和NO,稀硝酸與Cu反應(yīng)可生成Cu(NO3)2和NO,故C裝置中的現(xiàn)象為固體逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{(lán)色,有無色氣泡產(chǎn)生
純度測(cè)定
(3)①用氧化還原滴定法測(cè)純度:酸性KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液有強(qiáng)氧化性,能腐蝕橡膠,應(yīng)用酸式滴定管盛裝,錐形瓶用來盛放待測(cè)液,玻璃棒在配制待測(cè)液時(shí)進(jìn)行攪拌,因而純度測(cè)定實(shí)驗(yàn)需要用到adf。
②KMnO4與NaNO2反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5NO2-+6H+2Mn2++5NO3-+3H2O,n(NO2-)=0.50 mol·L-1×20.00×10-3L ×52=0.025 mol,m(NaNO2)=0.025 mol×69 g·mol-1=1.725 g,則固體樣品中NaNO2的純度為1.725 g3.45 g×100%=50%
誤差分析
(3)③C和濃硝酸反應(yīng)的生成物之一是CO2,題中缺少除CO2和水蒸氣的裝置,CO2和水蒸氣與Na2O2反應(yīng)可得到Na2CO3和NaOH,故樣品中的雜質(zhì)主要是Na2CO3、NaOH。為除去雜質(zhì)CO2和水蒸氣,可選取堿石灰或NaOH固體,固體干燥劑一般裝在干燥管或U形管內(nèi)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
與評(píng)價(jià)
(4)驗(yàn)證NaNO2在酸性條件下具有氧化性,需要制造酸性條件,并選取還原性試劑。取少量KI溶液和NaNO2溶液于試管中,滴加幾滴淀粉溶液,溶液不變色,然后滴加一定量稀硫酸,溶液變藍(lán),證明酸性條件下NaNO2具有氧化性(或取少量KI溶液和稀硫酸于試管,然后滴加幾滴淀粉溶液,溶液不變色,滴加NaNO2溶液,溶液變?yōu)樗{(lán)色,證明酸性條件下NaNO2具有氧化性)
【答案】 (1)adebc(或cb)f
(2)固體逐漸溶解,溶液變?yōu)樗{(lán)色,有無色氣泡產(chǎn)生
(3)①adf?、?0% ③Na2CO3、NaOH 堿石灰(或氫氧化鈉固體) 干燥管(或U形管)
(4)見解析
【拓展訓(xùn)練】2. 高鐵酸鉀(K2FeO4)是很好的凈水劑。已知:K2FeO4為暗紫色有光澤粉末,極易溶于水,微溶于KOH溶液,在酸性或中性溶液中能分解產(chǎn)生O2,在堿性溶液中較穩(wěn)定;在堿性溶液中,K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4。某化學(xué)興趣小組欲制取“84”消毒液,進(jìn)而制取少量K2FeO4。請(qǐng)回答下列問題:
【實(shí)驗(yàn)一】從圖1中選擇合適的裝置制取氯氣,進(jìn)而制取“84”消毒液。
圖1
(1)若選用MnO2為氧化劑,則所選儀器導(dǎo)管接口的正確連接順序?yàn)椤 ?裝置C中用冷水浴的目的是避免發(fā)生副反應(yīng): (填離子方程式)。?
【實(shí)驗(yàn)二】用“84”消毒液制取K2FeO4。
實(shí)驗(yàn)步驟:①用如圖2所示裝置(夾持儀器已略去)使反應(yīng)物充分反應(yīng);②用砂芯漏斗對(duì)燒瓶中的溶液進(jìn)行抽濾,向?yàn)V液中慢慢加入KOH溶液;③再用砂芯漏斗對(duì)步驟②中反應(yīng)后的混合物進(jìn)行抽濾,并用苯、乙醚洗滌沉淀,真空干燥后得K2FeO4。
圖2
(2)寫出步驟①中物質(zhì)在20 ℃水浴中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。?
(3)步驟②中反應(yīng)能夠發(fā)生的原因是 ,步驟③中不用水,而用苯、乙醚洗滌沉淀的目的是 。?
疑難10 尾氣處理中的常見裝置
例9 用如圖所示裝置制取氣體,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
試劑a
尾氣處理
A
制O2
KMnO4晶體
不需要處理
B
制NH3
NH4Cl晶體與Ca(OH)2固體
連接倒置的漏斗,用水吸收
C
制CO2
Na2CO3粉末
不需要處理
D
制CO
炭粉與CuO
點(diǎn)燃或用氣球收集
【解析】 NH3為堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,B項(xiàng)錯(cuò)誤。在酒精燈加熱條件下Na2CO3不分解,C項(xiàng)錯(cuò)誤。炭粉與CuO在加熱條件下反應(yīng),產(chǎn)生的氣體可能為CO2或CO2、CO的混合物,而且收集CO的方法也不正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】 A
【基礎(chǔ)鞏固】
考點(diǎn)1 物質(zhì)的分離與提純
1.南宋張世南《游宦紀(jì)聞》記載了民間制取花露水的方法:“錫為小甑,實(shí)花一重,香骨一重,常使花多于香。竅甑之傍,以泄汗液,以器貯之”。古代常用如圖所示裝置來制花露水等。該裝置利用的實(shí)驗(yàn)操作方法是( )
A.蒸餾 B.過濾 C.灼燒 D.升華
2.下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A.用經(jīng)水潤濕的pH試紙測(cè)量溶液的pH
B.將4.0 g NaOH固體置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L-1 NaOH溶液
C.用裝置甲蒸干AlCl3溶液制無水AlCl3固體
D.用裝置乙除去實(shí)驗(yàn)室所制乙烯中的少量SO2
3.下列除雜方案不正確的是( )
被提純
的物質(zhì)
雜質(zhì)
除雜試劑
除雜方法
A
CO(g)
CO2(g)
NaOH溶液、濃H2SO4
洗氣
B
NH4Cl(aq)
Fe3+(aq)
NaOH溶液
過濾
C
Cl2(g)
HCl(g)
飽和食鹽水、濃H2SO4
洗氣
D
Na2CO3(s)
NaHCO3(s)
加熱
4.下列實(shí)驗(yàn)中,所采取的方法及其原理均正確的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)原理
A
除去NO中的NO2
通過盛有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶
NO2能與NaOH溶液反應(yīng)而NO不反應(yīng)
B
除去乙醇中的水
加入無水硫酸銅,然后蒸餾
無水硫酸銅能結(jié)合水形成晶體
C
除去KNO3中的NaCl
冷卻熱飽和溶液,重結(jié)晶
NaCl的溶解度隨溫度變化而改變較大
D
除去鐵粉中混有的鋁粉
加入過量NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾
鋁能與NaOH溶液反應(yīng)而鐵不能
5.工業(yè)碳酸鈉(純度約為98%)中含有Mg2+、Fe2+、Cl-和SO42-等雜質(zhì),提純工藝流程如下,下列說法不正確的是( )
① ?、凇 ? ?、邸 ? ?、?br />
A.步驟①,通入熱空氣可以將Fe2+氧化
B.步驟②,濾渣的主要成分為Mg(OH)2和 Fe(OH)3
C.步驟③,趁熱過濾時(shí)若溫度控制不當(dāng)會(huì)使Na2CO3·H2O中混有Na2CO3·10H2O等雜質(zhì)
D.步驟④,在瓷坩堝中灼燒Na2CO3·H2O
6.已知反應(yīng)2KIO3+5SO2+4H2OI2+3H2SO4+2KHSO4(KIO3過量) ,利用下列裝置回收I2和KHSO4。下列說法錯(cuò)誤的是( )
甲 乙 丙 丁
A.可用甲裝置制取SO2
B.可用乙裝置還原IO3-
C.可用丙裝置從溶液中分離出I2
D.可用丁裝置提純KHSO4
7.某興趣小組依據(jù)所學(xué)知識(shí),在實(shí)驗(yàn)室制得了含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品,現(xiàn)擬分離該粗產(chǎn)品,下圖是分離操作步驟流程圖。
請(qǐng)回答:
(1)試劑a的名稱是 ,操作Ⅰ需使用一種用于分離的儀器,其名稱為 ,操作Ⅱ和操作Ⅲ均用到的同一種分離方法是 。?
(2)在得到的產(chǎn)品A中加入無水碳酸鈉粉末,振蕩,目的是 。?
(3)CD的化學(xué)方程式為 。?
考點(diǎn)2 物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別
8.有X、Y、Z、M、N五種物質(zhì),進(jìn)行的有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象如表所示。
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①氣體X和氣體Y混合
氣體變成紅棕色
②Y、M、N分別與氫硫酸反應(yīng)
都產(chǎn)生淡黃色固體
③用玻璃棒蘸取Z和M的濃溶液,相互靠近
產(chǎn)生白煙
④Z和N分別通入少量溴水中
溴水都變成無色透明的液體
X、Y、Z、M、N依次可能是( )
A.NO、O2、NH3、HNO3、SO2 B.O2、NO、NH3、HCl、SO2
C.O2、NO、HCl、NH3、CO2 D.NO、O2、NH3、HCl、CH4
9.某溶液X中可能含有下列離子中的若干種:Cl-、SO42-、SO32-、HCO3-、Na+、Mg2+、Fe3+。為了確定該溶液的組成,某同學(xué)取100 mL溶液X,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是( )
A.氣體A可能是CO2或SO2
B.溶液X中一定存在SO42-
C.溶液X中一定不存在Fe3+和Mg2+,可能存在Na+
D.向溶液A中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液可能生成白色沉淀
10.下列化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正確的是( )
A.用氨水鑒別AlCl3溶液與AgNO3溶液
B.用酸性高錳酸鉀溶液區(qū)分HCOOH和HCHO
C.除去CO2氣體中的SO2氣體,將混合氣體通入BaCl2溶液中洗氣
D.一定量的稀HNO3與足量的Cu反應(yīng),尾氣直接用NaOH溶液吸收
11.某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,取少量樣品加入適量水中產(chǎn)生少量氣泡和少量黃色不溶物,再向其中加入足量鹽酸,固體不溶解;將上述懸濁液過濾,濾渣中加入濃硝酸并加熱,固體全部溶解。則可推得該白色粉末可能為( )
A.Na2S2O3、NaHSO4
B.NaHCO3、KAl(SO4)2·12H2O
C.Na2SiO3、(NH4)2SO4
D.(NH4)2SO4、Ba(OH)2
12.利用待測(cè)樣品和指定的試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
待測(cè)樣品
試劑
A
檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑硫酸亞鐵片是否部分氧化
硫酸亞鐵片的水溶液
鐵氰化鉀溶液
B
檢驗(yàn)潔廁劑的主要成分是鹽酸
潔廁劑
硝酸銀溶液
C
檢驗(yàn)是否患糖尿病
患者尿液
硫酸銅溶液、純堿溶液
D
檢驗(yàn)海帶中的碘元素
海帶灰浸出液
氯水、淀粉溶液
13.下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到預(yù)期目的的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)方案
預(yù)期目的
A
將石蠟油蒸氣通過熾熱的碎瓷片使其分解,產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液中
檢驗(yàn)分解產(chǎn)物中含有不飽和烴
B
將潔凈的鐵釘在飽和食鹽水中浸泡一段時(shí)間
證明鐵發(fā)生析氫腐蝕
C
將木炭與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體依次通過無水CuSO4、澄清石灰水和品紅溶液
檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中含有H2O、CO2、SO2
D
向某溶液中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液
檢驗(yàn)該溶液中是否含有SO42-
14.某工業(yè)廢水中僅含如表所示離子中的5種(不考慮水的電離及離子的水解),且各種離子的物質(zhì)的量濃度相等,均為0.1 mol/L。
陽離子
K+、Cu2+、Fe3+、Al3+、Fe2+
陰離子
Cl-、CO32-、NO3-、SO42-、SiO32-
甲同學(xué)欲探究廢水的組成,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
Ⅰ.用干凈的鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)。
Ⅱ.取少量溶液,加入KSCN溶液無明顯變化。
Ⅲ.另取少量溶液,加入過量鹽酸,有無色氣體生成,該無色氣體遇空氣變成紅棕色,此時(shí)溶液依然澄清,且溶液中陰離子種類不變。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判斷,溶液中一定不含有的陽離子是 (寫離子符號(hào))。?
(2)Ⅲ中加入過量鹽酸生成無色氣體的離子方程式是 。?
(3)收集一試管Ⅲ中的紅棕色氣體(標(biāo)況下),然后倒扣入水中(假設(shè)溶質(zhì)不擴(kuò)散),最終所得溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol/L(保留3位小數(shù))。?
(4)甲同學(xué)最終確定原溶液中所含陽離子是 (寫離子符號(hào),下同),陰離子是 。?
(5)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體為 (寫化學(xué)式),質(zhì)量為 g。?
【能力提升】
一、選擇題(每小題6分,共30分)
1.下列有關(guān)氣體的檢驗(yàn)或鑒別的說法錯(cuò)誤的是( )
A.鑒別CO和CH4兩種氣體時(shí)可分別將其在O2中點(diǎn)燃,然后將所得產(chǎn)物通過無水硫酸銅
B.某氣體可分別使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色,則該氣體一定屬于不飽和烴
C.鑒別NO2和Br2蒸氣時(shí)可分別將其通入水中,根據(jù)所得溶液顏色進(jìn)行判斷
D.蔗糖加入濃硫酸中產(chǎn)生的氣體可使溴水褪色,則該氣體中含有SO2
2.用如圖所示裝置(部分夾持裝置已略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A.用裝置①分離乙酸乙酯和飽和碳酸鈉溶液
B.用裝置②分離碘單質(zhì)與氯化銨的混合物
C.用裝置③除去氨氣中的水蒸氣
D.用裝置④從苯和溴苯的混合溶液中分離出溴苯
3.某陽離子為鈉離子的溶液中,可能含有SO42-、CO32-、Cl-中的一種或幾種,只取原溶液一次,便能一一檢驗(yàn)出其中存在的陰離子。下列加入試劑的順序最合理的是( )
A.HNO3、Ba(NO3)2、AgNO3
B.Ba(NO3)2、AgNO3、HNO3
C.酚酞、Ba(NO3)2、AgNO3
D.HCl、BaCl2、AgNO3
4.錸(Re)廣泛用于航空航天領(lǐng)域。從含ReO4-廢液中提取錸的流程如下:
下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.萃取、反萃取的目的是富集錸元素
B.操作A和B使用的主要儀器是分液漏斗
C.可回收利用NH4ReO4制備Re2O7的副產(chǎn)物
D.在H2還原Re2O7的過程中共消耗7 mol H2,可制得 2 mol Re
5.下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A
向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2
紫色褪去
KMnO4在酸性條件下具有氧化性
B
向溶有SO2的BaCl2溶液中通入氣體X
產(chǎn)生白色沉淀
X具有強(qiáng)氧化性
C
向未知液中先后加入足量氯水和幾滴KSCN溶液
未知液變紅
不能證明未知液中含有Fe3+
D
鹵代烴Y與NaOH水溶液共熱后,加入足量稀硝酸,再滴入AgNO3溶液
產(chǎn)生白色沉淀
Y中含有氯原子
二、非選擇題(共28分)
6.(14分)乙胺(CH3CH2NH2)極易揮發(fā),溶于水、乙醇、乙醚等,可用于生產(chǎn)染料、醫(yī)藥和離子交換樹脂等。
Ⅰ.氨氣的制備
(1)用如圖1所示裝置制備NH3。
①儀器A的名稱是 。?
②試劑X可能是CaO或 (填試劑名稱),選擇CaO時(shí),能產(chǎn)生NH3的原因是 。?
Ⅱ.乙胺的制備與提純
(2)乙胺的制備:將乙醇與氨氣置于溫度為350~400 ℃、壓強(qiáng)為2.45~2.94 MPa和催化劑為氧化鋁的條件下反應(yīng)。除生成乙胺外,還會(huì)產(chǎn)生二乙胺、三乙胺、乙醚、乙腈和乙烯。生成二乙胺(CH3CH2—NH—CH2CH3)的化學(xué)方程式為 。(可不寫反應(yīng)條件)?
(3)已知:
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
溶解性
乙胺
-80.6
16.6
溶于水、乙醇、乙醚等
二乙胺
-49.8
55.5
溶于水、乙醇、乙醚和大多數(shù)有機(jī)溶劑
三乙胺
-115.3
89.7
溶于水、乙醇、乙醚
乙醚
-116.2
34.5
溶于低碳醇、苯、氯仿、石油醚和油類,微溶于水
乙腈
-45
81.6
溶于水、乙醇、乙醚和大多數(shù)有機(jī)溶劑
乙醇
-114.1
78.5
能與水混溶,可混溶于乙醚、氯仿、甘油、甲醇等多種有機(jī)溶劑
用如圖2所示裝置提純乙胺。
圖2
①提純乙胺裝置中的一處錯(cuò)誤是 。?
②冷凝管的冷水(10 ℃)由 (填“M”或“N”)口流出。?
③錯(cuò)誤糾正后,蒸餾出乙胺時(shí),控制溫度范圍為 。?
④冰水浴的作用是 。?
(4)乙醇的密度為0.789 g·cm-3,若取230.00 mL無水乙醇,與過量氨氣反應(yīng)后,經(jīng)提純后得到142.02 g乙胺,則乙胺的產(chǎn)率為 。?
7.(14分)無水四氯化錫(SnCl4)常用作有機(jī)合成的氯化催化劑。實(shí)驗(yàn)室可用熔融的錫(熔點(diǎn)231.9 ℃)與Cl2反應(yīng)制備SnCl4,裝置如圖所示(部分夾持裝置已略)。
已知:①SnCl2、SnCl4的有關(guān)物理性質(zhì)如表所示。
物質(zhì)
顏色、狀態(tài)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
SnCl2
無色晶體
247
623
SnCl4
無色液體
-33
114
②SnCl4在空氣中極易水解生成SnO2·xH2O。
回答下列問題:
(1)導(dǎo)管a的作用是 ,裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。?
(2)當(dāng)觀察到裝置F液面上方出現(xiàn) 時(shí)才開始點(diǎn)燃酒精燈,待錫熔化后適當(dāng)增大氯氣流量,繼續(xù)加熱。此時(shí)繼續(xù)加熱的目的是 、 。?
(3)若上述裝置中缺少裝置C(其他均相同),則裝置D中具支試管中發(fā)生的主要副反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。?
(4)若制得的產(chǎn)品中含有少量Cl2,則可采用下列 (填字母)措施除去。?
A.加入NaOH溶液萃取分液
B.加入足量錫再加熱蒸餾
C.加入碘化鉀溶液冷凝過濾
D.加入飽和食鹽水萃取
(5)可用碘量法測(cè)定最后產(chǎn)品的純度,發(fā)生反應(yīng):Sn2++I2 Sn4++2I-。準(zhǔn)確稱取該樣品m g放于錐形瓶中,用少量濃鹽酸溶解,再加水稀釋,淀粉溶液作指示劑,用0.1 mol·L-1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,則產(chǎn)品中SnCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 (用含m的代數(shù)式表示);即使此法測(cè)定的操作均正確,但測(cè)得的SnCl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍偏高,其原因可能是 (用離子方程式表示)。?
【答案與解析】
【拓展訓(xùn)練】
1.A 乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液分層,可以采用分液法進(jìn)行分離(用分液漏斗),A項(xiàng)正確。FeSO4·7H2O易被氧化,且蒸干易分解,應(yīng)該采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法來分離,B項(xiàng)錯(cuò)誤。硫酸銅溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶可得到CuSO4·5H2O,但儀器應(yīng)選用蒸發(fā)皿,C項(xiàng)錯(cuò)誤。生成的I2也能溶于水,不會(huì)分層,應(yīng)采用萃取、分液、蒸餾的方法得到I2,用過濾的方法不行,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.(1)ahicdg 3Cl2+6OH-5Cl-+ClO3-+3H2O
(2)3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O
(3)相同條件下K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4的溶解度 避免K2FeO4與水反應(yīng),減少K2FeO4的溶解損失,便于K2FeO4的干燥
【解析】 (1)若選用MnO2為氧化劑,則是利用濃鹽酸與MnO2固體在加熱條件下反應(yīng)制備氯氣,應(yīng)選用裝置A作反應(yīng)發(fā)生裝置, Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制取“84”消毒液時(shí),Cl2中不能含HCl,但含有的水蒸氣不影響反應(yīng),所以Cl2的制備裝置應(yīng)連接盛有飽和食鹽水的裝置F(除去HCl),再連接盛有NaOH溶液且含有冷水浴的裝置C,最后連接裝置E,防止剩余的Cl2污染環(huán)境,故正確的接口連接順序是ahicdg。裝置C用冷水浴是因?yàn)榉磻?yīng)放熱,而溫度較高時(shí),氯氣與NaOH反應(yīng)可生成氯酸鈉,降低產(chǎn)品純度。
(2)題圖2所示裝置是固液加熱(熱水浴)裝置的變式應(yīng)用,“84”消毒液與Fe(NO3)3·9H2O晶體在恒溫20 ℃條件下反應(yīng),NaClO具有氧化性,能夠?qū)e(NO3)3中的三價(jià)鐵氧化為六價(jià)鐵,生成Na2FeO4:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O。
(3)根據(jù)題干中已知物質(zhì)的溶解性情況知,步驟②中的反應(yīng)為Na2FeO4+2KOHK2FeO4↓+2NaOH,抽濾后得K2FeO4固體。若用水洗滌產(chǎn)物,部分K2FeO4與水反應(yīng),會(huì)降低產(chǎn)物的量;用苯或乙醚洗滌,可減少K2FeO4的溶解損失,且兩種物質(zhì)均易揮發(fā),有利于K2FeO4的干燥。
【基礎(chǔ)鞏固】
1.A 根據(jù)“以泄汗液,以器貯之”以及題圖裝置可知該操作方法為蒸餾,A項(xiàng)正確。
2.D 使用pH試紙測(cè)溶液的pH時(shí),試紙不能潤濕,A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?容量瓶不能用來溶解物質(zhì),B項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?氯化鋁水解生成氫氧化鋁和HCl,加熱時(shí)HCl揮發(fā),促進(jìn)氯化鋁水解得到氫氧化鋁,氫氧化鋁加熱分解得到氧化鋁,C項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?SO2可與氫氧化鈉溶液反應(yīng),乙烯不與氫氧化鈉溶液反應(yīng),故用裝置乙可除去乙烯中的二氧化硫,D項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br />
3.B 先用氫氧化鈉溶液除去CO2,再用濃H2SO4干燥,A項(xiàng)正確;氫氧化鈉與NH4Cl反應(yīng),且引入新雜質(zhì)Na+,B項(xiàng)錯(cuò)誤;用飽和食鹽水可除去HCl,再用濃H2SO4干燥,C項(xiàng)正確;NaHCO3不穩(wěn)定,加熱易分解生成碳酸鈉,故D正確。
4.D NO、NO2的混合氣體通過盛有NaOH溶液的洗氣瓶會(huì)發(fā)生反應(yīng):NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O,欲除去NO中的NO2,應(yīng)將氣體通過盛有水的洗氣瓶,再干燥,A項(xiàng)錯(cuò)誤;除去乙醇中的水,應(yīng)加入生石灰,然后蒸餾,B項(xiàng)錯(cuò)誤;KNO3的溶解度隨溫度變化而改變較大,NaCl的溶解度隨溫度變化而改變較小,除去KNO3中的NaCl時(shí),冷卻熱飽和溶液,KNO3結(jié)晶析出,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鋁能與NaOH溶液反應(yīng),而鐵與NaOH溶液不反應(yīng),除去鐵粉中的鋁粉,加入NaOH溶液,過濾后得到鐵粉,D項(xiàng)正確。
5.D A項(xiàng),步驟①,通入熱空氣,能夠把亞鐵離子氧化為鐵離子,正確。B項(xiàng), 步驟②,在堿性環(huán)境下,鎂離子、鐵離子分別與OH-反應(yīng)生成Mg(OH)2和 Fe(OH)3沉淀,因此濾渣的主要成分為Mg(OH)2和 Fe(OH)3,正確。C項(xiàng),步驟③,趁熱過濾時(shí),若溫度控制不當(dāng),則會(huì)析出Na2CO3·10H2O等雜
質(zhì),正確。D項(xiàng), 步驟④,高溫下Na2CO3能與瓷坩堝中的二氧化硅反應(yīng),故應(yīng)在鐵坩堝中進(jìn)行灼燒,錯(cuò)誤。
6.D 亞硫酸鈉和H2SO4反應(yīng)可生成SO2,A正確;SO2與KIO3溶液反應(yīng)可生成I2,且倒扣的漏斗能防止倒吸,用乙裝置可以還原IO3-,B正確;四氯化碳和水不互溶,而I2溶于四氯化碳中,可以用四氯化碳萃取分離溶液中的I2,C正確;可采用蒸發(fā)結(jié)晶的方法提純硫酸氫鉀,應(yīng)該用蒸發(fā)皿蒸發(fā)溶液,而坩堝常用于灼燒固體物質(zhì),D錯(cuò)誤。
7.(1)飽和碳酸鈉溶液(1分) 分液漏斗(1分) 蒸餾(1分) (2)除去乙酸乙酯中混有的少量水(1分) (3)2CH3COONa+H2SO4 Na2SO4+2CH3COOH(合理即可)(2分)
【解析】 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯時(shí)的除雜方法可知,試劑a為飽和碳酸鈉溶液。因乙酸乙酯難溶于水,而乙醇、乙酸易溶于水,故加入飽和碳酸鈉溶液后,混合物分層,上層為乙酸乙酯,通過分液(操作Ⅰ)可分離出乙酸乙酯,分液時(shí)用到的分離儀器是分液漏斗。因乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成了高沸點(diǎn)的乙酸鈉,故可通過蒸餾(操作Ⅱ)分離出乙醇,即E為乙醇,C為乙酸鈉溶液,加酸(試劑b)可得到乙酸,經(jīng)操作Ⅲ(蒸餾)使乙酸從溶液中分離出來,故操作Ⅱ和操作Ⅲ都采用了蒸餾操作。(2)無水碳酸鈉可吸收乙酸乙酯中的少量水分。(3)由C生成D是乙酸鈉生成乙酸的過程,故反應(yīng)的化學(xué)方程式可以是2CH3COONa+H2SO42CH3COOH+Na2SO4,注意所加酸溶液不能是揮發(fā)性的鹽酸、硝酸溶液,否則不利于后續(xù)的分離提純。
8.A?、僭摷t棕色氣體為NO2,故X為O2或NO,Y為NO或O2;②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明Y、M、N均具有氧化性;③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明Z、M的濃溶液均具有揮發(fā)性;④實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明Z、N均具有還原性;綜上所述,X為NO,Y為O2,排除B和C項(xiàng),因D項(xiàng)中N為CH4不能滿足實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④,故答案為A。
9.C 溶液X與足量Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成白色沉淀,則溶液X中一定不含F(xiàn)e3+,且產(chǎn)生的白色沉淀A與足量鹽酸反應(yīng),沉淀A部分溶解且產(chǎn)生氣體,則白色沉淀B一定為BaSO4,溶液X中一定含有SO42-;白色沉淀A與HCl反應(yīng)得到氣體A,則白色沉淀A中含有BaCO3和BaSO3中的至少一種,氣體A含有CO2和SO2中的至少一種,A、B項(xiàng)正確。①若氣體A是CO2,則溶液X中一定存在SO42-、HCO3-,可能還含有Cl-、Na+、Mg2+(Na+、Mg2+至少存在一種);②若氣體A是SO2,則溶液X中一定存在SO42-、SO32-,由于SO32-和Mg2+不共存,則溶液中一定存在SO42-、SO32-、Na+,可能還含有Cl-;③若氣體A是CO2、SO2的混合氣體,則溶液X中一定存在SO42-、SO32-、HCO3-、Na+,可能還含有Cl-。由上述分析可知,溶液X中可能含有Cl-,所以向溶液A中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液可能生成AgCl白色沉淀,C項(xiàng)錯(cuò)誤、D項(xiàng)正確。
10.A 向AlCl3溶液中滴加氨水,生成白色Al(OH)3沉淀,而向AgNO3溶液中滴加氨水,先生成白色沉淀,后沉淀溶解得到Ag(NH3)2OH溶液,故可以用氨水鑒別AlCl3溶液與AgNO3溶液,A項(xiàng)正確;HCOOH和HCHO均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能用酸性高錳酸鉀溶液區(qū)分HCOOH和HCHO,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2、SO2與BaCl2溶液均不反應(yīng),除去CO2氣體中的SO2氣體,應(yīng)將混合氣體通入飽和NaHCO3溶液中洗氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤;稀HNO3與足量的Cu反應(yīng),生成NO氣體,NO氣體不能直接用NaOH溶液吸收,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
11.A Na2S2O3與NaHSO4溶于水發(fā)生反應(yīng):S2O32-+2H+S↓+SO2↑+H2O,S不溶于鹽酸,但與熱的濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),選項(xiàng)A正確;NaHCO3與KAl(SO4)2·12H2O溶于水,發(fā)生反應(yīng):Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑,Al(OH)3可溶于鹽酸,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;Na2SiO3與(NH4)2SO4溶于水發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng),生成H2SiO3沉淀,H2SiO3不溶于鹽酸和熱的濃硝酸,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;(NH4)2SO4和Ba(OH)2溶于水生成BaSO4沉淀,硫酸鋇不溶于鹽酸和熱的濃硝酸,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
12.D 鐵氰化鉀可以與亞鐵離子發(fā)生反應(yīng):3Fe2++2(Fe(CN)6)3-Fe3(Fe(CN)6)2↓,生成藍(lán)色沉淀,但不能檢驗(yàn)Fe3+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;用硝酸銀溶液只能檢驗(yàn)溶液中的Cl-,但無法檢驗(yàn)潔廁劑的主要成分是鹽酸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;糖尿病人的尿液中含有葡萄糖,可用新制氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn),所用試劑應(yīng)為硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤;氯水具有強(qiáng)氧化性,可將碘離子氧化為I2,I2遇淀粉變藍(lán),D項(xiàng)正確。
13.A 石蠟油的分解產(chǎn)物中含有烯烴,烯烴中含有碳碳雙鍵,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,A項(xiàng)正確;飽和食鹽水為中性溶液,鐵發(fā)生吸氧腐蝕,不能發(fā)生析氫腐蝕,B項(xiàng)錯(cuò)誤;木炭與濃硫酸反應(yīng)生成H2O、SO2、CO2,應(yīng)依次檢驗(yàn)H2O、SO2、CO2,需依次通過無水CuSO4、品紅溶液、溴水、品紅溶液、澄清石灰水,C項(xiàng)錯(cuò)誤;向某溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,生成的白色沉淀可能為AgCl,不能確定原溶液中是否含有SO42-,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
14.(除標(biāo)明外,每空2分)(1)K+、Fe3+(1分) (2)3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O (3)0.045 (4)Fe2+、Cu2+ Cl-、NO3-、SO42- (5)CuO、Fe2O3 1.6
【解析】 (1)用干凈的鉑絲蘸取少量溶液,在火焰上灼燒,無紫色火焰(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察),說明溶液中沒有K+;加入KSCN溶液無明顯變化,說明沒有Fe3+,則溶液中一定不含有的陽離子是K+、Fe3+。(2)由Ⅲ知Fe2+與NO3-和H+反應(yīng)生成NO,即溶液中有Fe2+、NO3-,離子方程式為3Fe2++NO3-+4H+3Fe3++NO↑+2H2O;加入鹽酸溶液中陰離子種類不變,說明原溶液中含有Cl-,無CO32-;溶液依然澄清,說明沒有SiO32-。由Ⅳ知原溶液中含有SO42-。(3)將一充滿NO2氣體的試管倒扣于水中,至液面不再升高時(shí),最后得到的是硝酸溶液:3NO2+H2O2HNO3+NO,設(shè)試管容積為V L,最終試管中所得溶液的體積為23 V L,生成的硝酸的物質(zhì)的量為VL22.4 L/mol×23=2V3×22.4 mol,因此所得溶液的物質(zhì)的量濃度=2V3×22.4mol23VL≈0.045 mol/L。(4)綜上所述,溶液中一定不含有的離子是K+、Fe3+、SiO32-、CO32-;一定含有的離子是Fe2+、NO3-、Cl-、SO42-,且各為0.1 mol/L,由電荷守恒知,一定還含有另外一種陽離子,且該陽離子所帶電荷數(shù)為2,因此一定含有Cu2+,一定不含Al3+。(5)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2,Cu2+轉(zhuǎn)化為Cu(OH)2,充分反應(yīng)后過濾,洗滌,灼燒至恒重,得到的固體為Fe2O3和CuO;根據(jù)質(zhì)量守恒知,n(CuO)=n(Cu2+)=0.1 mol/L×0.1 L=0.01 mol,n(Fe2O3)=12n(Fe2+)=12×0.1 mol/L×0.1 L=0.005 mol,所以固體質(zhì)量=0.01 mol×80 g/mol+0.005 mol×160 g/mol=1.6 g。
【能力提升】
1.B CO在O2中的燃燒產(chǎn)物只有CO2,而CH4在O2中的燃燒產(chǎn)物除了CO2外還有H2O,無水硫酸銅遇H2O變藍(lán),A項(xiàng)正確;酸性高錳酸鉀溶液和溴水具有強(qiáng)氧化性,能使其褪色的除了一些不飽和烴外還有還原性氣體(如SO2、H2S等)等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NO2通入水中得到無色溶液,Br2蒸氣通入水中得到橙色溶液,C項(xiàng)正確;能使溴水褪色,說明蔗糖加入濃硫酸中生成了還原性氣體,根據(jù)原子守恒可推知該氣體中含有SO2,D項(xiàng)正確。
2.A 乙酸乙酯與飽和碳酸鈉溶液互不相溶,可用分液漏斗進(jìn)行分離,選項(xiàng)A正確;加熱時(shí)碘單質(zhì)升華,NH4Cl分解為NH3和HCl,遇冷水時(shí),碘凝
華,NH3和HCl又化合形成NH4Cl,碘單質(zhì)與氯化銨仍混在一起,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;無水氯化鈣與氨氣可形成CaCl2·8NH3,不能用來干燥氨氣,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;蒸餾時(shí)溫度計(jì)的液泡應(yīng)位于蒸餾燒瓶的支管口處,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3.A ①先加入過量的HNO3,若有氣體產(chǎn)生,說明原溶液中有CO32-,否則沒有;②繼續(xù)加入過量的Ba(NO3)2,若有白色沉淀生成,說明原溶液中有SO42-,否則沒有;③向②的上層清液中再加入AgNO3,若有白色沉淀生成,說明原溶液中有Cl-,否則沒有。B、C項(xiàng)中加入Ba(NO3)2后,Ba2+與SO42-、CO32-都會(huì)反應(yīng)形成白色沉淀,無法判斷SO42-、CO32-的存在,D項(xiàng)中加入HCl后引入了Cl-,無法判斷原溶液中是否有Cl-,因此A項(xiàng)正確,B、C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。
4.D 結(jié)合流程圖知,通過萃取可將ReO4-從廢液中提取出來,通過反萃取可將ReO4-與有機(jī)相分離,故萃取和反萃取的目的是富集錸元素,A項(xiàng)正確;操作A和B均為分液,使用的主要儀器為分液漏斗,B項(xiàng)正確;高錸酸銨(NH4ReO4)在加熱條件下可分解生成Re2O7,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH4ReO42NH3↑+H2O+Re2O7,由流程圖可知,生成的氨氣可回收利用制成氨水用于反萃取,C項(xiàng)正確;該過程中,氫氣除作還原劑外,還作保護(hù)氣,用于排盡裝置內(nèi)的空氣,避免錸被氧化,故實(shí)際生成的錸的量小于理論量,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
5.B 酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去,說明KMnO4與H2O2發(fā)生了氧化還原反應(yīng),KMnO4在酸性條件下具有氧化性,A項(xiàng)正確;白色沉淀可能為亞硫酸鋇,則X可能為氨氣,若白色沉淀為硫酸鋇,則X可能為氯氣等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若未知液中含有Fe2+,氯水可以將Fe2+氧化成Fe3+,加KSCN溶液后未知液會(huì)變?yōu)榧t色,不能證明未知液中是否含有Fe3+,C項(xiàng)正確;鹵代烴Y與NaOH水溶液共熱后,發(fā)生水解反應(yīng),加入足量稀硝酸,再滴加AgNO3溶液,產(chǎn)生白色沉淀,可知溶液中含氯離子,則Y中含有氯原子,D項(xiàng)正確。
6.(1)①圓底燒瓶(1分)?、趬A石灰(或其他合理答案)(1分) CaO會(huì)與濃氨水中的水反應(yīng)并且放熱,促使反應(yīng)NH3·H2ONH3+H2O向右進(jìn)行,有利于NH3逸出(2分) (2)2CH3CH2OH+NH3CH3CH2—NH—CH2CH3+2H2O(2分) (3)①溫度計(jì)液泡插入了液面以下(1分)?、贛(1分) ③16.6~34.5 ℃(2分)?、芾鋮s乙胺,防止乙胺揮發(fā)(2分) (4)80%(2分)
【解析】 (1)①儀器A的名稱是圓底燒瓶。②常溫下,用濃氨水與試劑X制備NH3時(shí),試劑X可以是CaO、堿石灰、NaOH等;CaO與濃氨水反應(yīng)能產(chǎn)生NH3是因?yàn)镃aO與濃氨水中的水反應(yīng)并且放熱,促使反應(yīng)NH3·H2ONH3+H2O向右進(jìn)行,有利于NH3逸出。(2)由原子守恒可知乙醇與氨氣反應(yīng)生成二乙胺的化學(xué)方程式為2CH3CH2OH+NH3CH3CH2—NH—CH2CH3+2H2O。(3)①蒸餾時(shí)溫度計(jì)測(cè)量的是蒸氣的溫度,溫度計(jì)的液泡應(yīng)處于蒸餾燒瓶的支管口處。②通過冷凝管的冷凝水應(yīng)由下口(N口)進(jìn),上口(M口)出,這樣可使冷凝管中充滿水,使冷凝水與熱蒸氣充分接觸,提高熱交換效率。③由題表數(shù)據(jù)可知,蒸餾出乙胺時(shí),溫度應(yīng)控制在16.6~34.5 ℃。④由題表數(shù)據(jù)知,乙胺的沸點(diǎn)較低,易揮發(fā),所以要用冰水浴冷卻乙胺。(4)230.00 mL無水乙醇的物質(zhì)的量為0.789×230.0046 mol=3.945 mol,乙醇與NH3反應(yīng)生成乙胺的化學(xué)方程式為CH3CH2OH+NH3CH3CH2NH2+H2O(反應(yīng)條件略),故理論上生成乙胺的質(zhì)量為3.945×45 g=177.525 g,產(chǎn)率為142.02177.525×100%=80%。
7.(1)使分液漏斗內(nèi)的液體順利流下(1分) 2MnO4-+16H++10Cl- 2Mn2++5Cl2↑+8H2O(2分) (2)黃綠色氣體(1分) 加快氯氣與錫反應(yīng)(1分) 使SnCl4汽化,利于從混合物中分離出來(1分) (3)SnCl4+(x+2)H2O SnO2·xH2O+4HCl (2分) (4)B(2分) (5)38m%(2分) 4I-+O2+4H+ 2I2+2H2O(2分)
【解析】 (1)導(dǎo)管a將分液漏斗與燒瓶連通,保持二者內(nèi)壓強(qiáng)相同,可以使分液漏斗內(nèi)的液體順利流下。裝置A為氯氣的發(fā)生裝置,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+16H+ +10Cl- 2Mn2+ +5Cl2↑+8H2O。(2)制備SnCl4是用熔融的錫與Cl2反應(yīng),而錫加熱熔融時(shí)能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),且SnCl4在空氣中極易水解,因此先要用制得的氯氣排盡裝置中的空氣。當(dāng)觀察到裝置F液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體時(shí)才開始點(diǎn)燃酒精燈,待錫熔化后適當(dāng)增大氯氣流量,繼續(xù)加熱,其目的是加快氯氣與錫反應(yīng),同時(shí)使SnCl4汽化,從而從混合物中分離出來。(3)裝置C的作用是干燥氯氣,若缺少裝置C,則制得的SnCl4會(huì)發(fā)生水解,化學(xué)方程式為SnCl4+(x+2)H2O SnO2·xH2O+4HCl。(4)SnCl4極易水解,因此制得的SnCl4產(chǎn)品中含有少量Cl2時(shí),不能使用溶液進(jìn)行分離除雜,應(yīng)加入足量錫再加熱蒸餾得到純凈的SnCl4。(5)根據(jù)Sn2++I2 Sn4++2I-,則n(SnCl2)=n(I2)=0.1 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,產(chǎn)品中SnCl2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為190 g·mol-1×0.002 mol÷m g×100%=38m%。操作均正確,但測(cè)得的SnCl4質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍偏高,說明消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液偏少,可能的原因是空氣中的氧氣將生成的I-氧化為I2。
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