1、专题二十三 物质的检验、分离和提纯,高考化学 (北京市专用),考点一 物质的检验 A组 自主命题北京卷题组 1.(2012北京理综,10,6分)用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是 ( ),五年高考,答案 A 浓硝酸具有挥发性和强氧化性,所以在中可能发生反应6I-+8H+2N 3I2+ 2NO+4H2O,而使中液体变为蓝色。,2.(2017课标,13,6分)由下列实验及现象不能推出相应结论的是 ( ),B组 统一命题、省(区、市)卷题组,答案 C FeCl3溶液与足量铁粉发生反应:Fe+2Fe3+ 3Fe2+,Fe为还原剂,还原产物为Fe2+,还 原剂的还原性强于还原产物
2、的还原性,A项不符合题意;根据实验现象可推知,钠在CO2气体中 燃烧生成的黑色颗粒为C, O2 ,则CO2作氧化剂,表现出氧化性,B项不符合题意;NH4HCO3 受热分解生成NH3、H2O、CO2,其中NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,根据现象无法得出 NH4HCO3显碱性的结论,C项符合题意;相同浓度的银氨溶液中,分别加入相同浓度的Cl-和I-,产 生AgI沉淀而没有产生AgCl沉淀,说明Ksp(AgI)Ksp(AgCl),D项不符合题意。,关联知识 CO2作氧化剂的反应 CO2+2Mg 2MgO+C CO2+4Na 2Na2O+C CO2+C 2CO,3.(2016课标,12,6分)某白色
3、粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验: 取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶 解; 取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为 ( ) A.NaHCO3、Al(OH)3 B.AgCl、NaHCO3 C.Na2SO3、BaCO3 D.Na2CO3、CuSO4,答案 C A项,加入足量稀硫酸后,固体全部溶解;B项,加入足量稀盐酸时有气泡产生,但仍有 固体存在;D项,加入足量稀硫酸并振荡后,固体全部溶解。故A、B、D均不符合题意。,思路梳理 根据题中给出的实验现象,对照各选项逐一分析判断,即可找出正确选项。,4.(2
4、015课标,13,6分)用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实 际相符的是 ( ),答案 D 稀盐酸滴入Na2CO3和NaOH的混合溶液中,NaOH优先发生反应,不会立即产生气泡, A项错误;常温下,铝遇浓硝酸发生钝化,不会产生红棕色气体,B项错误;AlCl3溶液滴加到浓 NaOH溶液中发生反应:Al3+4OH- Al +2H2O,不会产生沉淀,C项错误;H2C2O4与高锰酸钾 酸性溶液发生氧化还原反应,而使KMnO4溶液褪色,D项正确。,5.(2015天津理综,2,6分)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是 ( ) A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3
5、+,无Fe2+ B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气 C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+ D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2,答案 B A项,在溶液中加KSCN可检验Fe3+的存在,但不能证明原溶液中无Fe2+;B项,无水 CuSO4遇水蒸气生成蓝色的CuSO45H2O晶体,常用无水CuSO4证明水分的存在;C项,灼烧白色粉 末,火焰呈黄色,只能证明原粉末中有Na+,不能证明原粉末中无K+;D项,能使澄清石灰水变浑浊 的气体有CO2、SO2。,评析 本题考查常见物质或离子的检验,学生需要全面掌握物质和离子检验的基础知识。,6
6、.(2015浙江理综,8,6分)下列说法正确的是 ( ) A.为测定新制氯水的pH,用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,与标准比色卡对照即可 B.做蒸馏实验时,在蒸馏烧瓶中应加入沸石,以防暴沸。如果在沸腾前发现忘记加沸石,应立即 停止加热,冷却后补加 C.在未知液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在S 或S D.提纯混有少量硝酸钾的氯化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥 的方法,答案 B 氯水有漂白性,无法用pH试纸测其pH,A项不正确;B项正确;若溶液中有Ag+,也可产 生同样的现象,C项不正确;提纯混有少量KNO3的NaCl应该用蒸发结
7、晶法,提纯混有少量NaCl 的KNO3才能采用D项中所述方法,D项不正确。,7.(2014四川理综,4,6分)下列实验方案中,不能达到实验目的的是 ( ),答案 B 将Fe(NO3)2溶于稀H2SO4后,Fe2+会被氧化成Fe3+,故无论Fe(NO3)2是否变质,滴加 KSCN溶液后溶液都会变红,B项错误。,8.(2014浙江理综,13,6分)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可 溶性无机离子:Na+、N 、Mg2+、Al3+、S 、N 、Cl-。某同学收集了该地区的雾霾,经必 要的预处理后得试样溶液,设计并完成了如下实验:已知:3N +8Al+5OH-+2H2O 3NH
8、3+8Al 根据以上的实验操作与现象,该同学得出的结论不正确的是 ( ) A.试样中肯定存在N 、Mg2+、S 和N B.试样中一定不含Al3+ C.试样中可能存在Na+、Cl- D.该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4,答案 B 气体1和气体2都是NH3,气体1来自N 与Ba(OH)2的反应,气体2来自N 与Al在碱 性条件下的反应;沉淀1来自试样与Ba(OH)2的反应,且在酸性条件下能部分溶解,所以沉淀1是 BaSO4和Mg(OH)2;沉淀2来自碱性滤液与CO2的反应,沉淀2中一定有BaCO3,也可能有Al(OH)3。 由上述分析可知,N 、N 、Mg2+、S 一定存在,Na
9、+、Cl-、Al3+可能存在。,评析 本题以试样分析为载体,考查了元素化合物的性质、离子反应等知识。综合性较强,难 度适中。,9.(2018课标,26节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O,M=248 gmol-1)可用作定影剂、还原 剂。 回答下列问题: (1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaS2O3)=4.110-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选 用下列试剂设计实验方案进行检验: 试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液,答案 (1)加入过量稀盐酸 出现乳黄色浑浊 (吸)取上层清液,滴入BaCl2 产生白色沉淀,解析
10、 (1)设计离子检验实验方案时注意排除杂质离子的干扰。检验市售硫代硫酸钠中含有 硫酸根时,先加酸除去S2 ,再加入Ba2+观察实验现象。实验过程为:取少量样品,加入除氧蒸 馏水,固体完全溶解得无色澄清溶液;向溶液中加入过量稀盐酸,澄清溶液中出现乳黄色浑浊, 有刺激性气体产生;静置,取少量上层清液于试管中,向试管中滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,说 明样品中含有S 。,审题方法 设计离子检验实验方案时,要注意排除杂质离子的干扰。,答题模板 设计离子检验实验方案模板:取少量待测试样于试管中,加入蒸馏水,向试管中加入 试剂,产生现象,说明含有离子。,10.(2014浙江理综,26,15分)某研究小
11、组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性 质,设计并完成了如下实验:另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40 g固体1。请回答如下问题: (1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图 ,写出气体甲的电子式 。 (2)X的化学式是 ,在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为 。 (3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是 (用化学 反应方程式表示)。 (4)一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反 应方程式 ,并设计实验方案验证该反应的产物,。,答案 (1) (2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2 C
12、aO+FeO+2CO2 (3)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 (4)2FeO+CO2 Fe2O3+CO 检测Fe2O3:将固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,表明产物中有Fe();检测CO:将气 体通过灼热CuO,黑色固体变为红色,解析 无氧条件下溶液3中加入OH-产生白色沉淀2,白色沉淀2在空气中被氧化为红褐色沉淀 即Fe(OH)3,则溶液3中含Fe2+,则固体2可能为FeO。溶液1中通入气体甲先生成白色沉淀1,继 续通气体甲白色沉淀1又溶解,溶液1可能为Ca(OH)2,气体甲可能为CO2,则固体1可能为FeO和 CaO的混合物,结合10.80 g X分解得到6.
13、40 g固体1,可推知X为CaFe(CO3)2,固体1为CaO和FeO 的混合物。(2)在惰性气流中加热主要是为了防止Fe2+被氧化。(3)Fe(OH)2在空气中易被O2氧 化为Fe(OH)3。(4)CO2与CaO反应不是氧化还原反应,只能为CO2将FeO氧化为Fe2O3或Fe3O4。 检验Fe2O3:将固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,表示产物中有Fe();检验CO:将气 体通过灼热CuO,黑色固体变为红色。若CO2将FeO氧化为Fe3O4:3FeO+CO2 Fe3O4+CO,则 Fe3O4的检验方法为:取样品于试管中,加硫酸溶解,分为两份,一份滴加KSCN溶液,另一份滴加 KMn
14、O4溶液,若前者溶液变红,后者溶液紫红色褪去,证明产物中有Fe3O4;CO检验方法同上。,11.(2014天津理综,9,18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。 .制备Na2S2O35H2O,反应原理:Na2SO3(aq)+S(s) Na2S2O3(aq) 实验步骤: 称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润 湿,加入上述溶液中。 安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。 趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O35H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。 回答
15、问题: (1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是 。 (2)仪器a的名称是 ,其作用是 。 (3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。检验是否 存在该杂质的方法是 。 (4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子反应方程式表示其原因: 。,.测定产品纯度 准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 molL-1碘的标准溶液滴定。 反应原理为:2S2 +I2 S4 +2I- (5)滴定至终点时,溶液颜色的变化: 。,(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为 mL。产品的纯度为 (设Na2S2O35H2O相对分子质
16、量为M) 。 .Na2S2O3的应用 (7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成S ,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为,。,答案 (1)使硫粉易于分散到溶液中 (2)冷凝管 冷凝回流 (3)Na2SO4 取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中 含有Na2SO4 (4)S2 +2H+ S+SO2+H2O (5)由无色变蓝色 (6)18.10 100% (7)S2 +4Cl2+5H2O 2S +8Cl-+10H+,解析 (1)硫粉难溶于水,反应前用乙醇润湿硫粉,可使硫粉易于分散到溶液中,从而增大硫粉 与Na2SO3溶液的接触面积,有利于反应
17、进行。(2)仪器a是球形冷凝管,其作用是冷凝回流。(3) Na2SO3可被空气中的O2氧化生成Na2SO4,可用BaCl2和稀盐酸检验Na2SO4是否存在,具体操作见 答案。(4)产品发黄是因为含杂质硫,生成硫的离子方程式为S2 +2H+ S+SO2+H 2O。(5)终点时,S2 消耗完全,I2与淀粉作用,溶液由无色变为蓝色。(6)消耗标准溶液的体积 为18.10 mL-0.00 mL=18.10 mL。产品的纯度为 100%= 100%。(7)根据题给信息,结合质量守恒、电荷守恒及得失电子守恒,可写出Cl2氧化S2 的离 子方程式为S2 +4Cl2+5H2O 2S +8Cl-+10H+。,1
18、2.(2015课标,26,14分)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.410-2,K2=5.410-5。草 酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色,熔点为101 ,易 溶于水,受热脱水、升华,170 以上分解。 回答下列问题: (1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的 现象是 ,由此可知草酸晶体分解的产物中有 。 装置B的主要作用是 。,C组 教师专用题组,(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下 图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。,乙组同学的
19、实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、 。装置H反应管 中盛有的物质是 。 能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是 。 (3)设计实验证明: 草酸的酸性比碳酸的强 。,草酸为二元酸 。,答案 (1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置 C反应生成沉淀,干扰CO2的检验(1分,1分,2分,共4分) (2)F、D、G、H、D、I CuO(3分,1分,共4分) H中黑色粉末变为红色,其后的D中澄清石灰水变浑浊(2分) (3)向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液,有气泡产生(2分) 用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍(2
20、分),解析 (1)草酸分解产生CO2,则装置C中观察到的现象是有气泡逸出,澄清石灰水变浑浊;装置 B的主要作用是冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验。 (2)为验证产物中有CO,需除去CO2并干燥后通过灼热的CuO,通过检验还原CuO后的产物中 有CO2即可。CO有毒,要注意尾气处理,故装置的连接顺序为A、B、F、D、G、H、D、I。装 置H反应管中盛有的物质为CuO。CO能还原CuO,故H中的现象应为黑色的固体粉末变红, H后的D中的现象为澄清石灰水变浑浊。(3)依据强酸制弱酸的原理,可将草酸加入到碳酸 氢钠溶液中,若产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则证明
21、草酸的酸性强于碳酸。欲证明草 酸是二元酸,需证明一个草酸分子中有两个羧基,用NaOH溶液滴定即可。,评析 此题从草酸的性质出发,考查相关的实验操作,试题难度较小。,13.(2014浙江理综,28,14分)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通 过以下反应制得: C6H12O6(葡萄糖)+Br2+H2O C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr 2C6H12O7+CaCO3 Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸钙)+H2O+CO2 相关物质的溶解性见下表:,实验流程如下: C6H12O6溶液 悬浊液 Ca(C6 H11O7)2 请回答下列问题: (1)第步中溴水氧化葡萄糖时,下列装置
22、中最适合的是 。,制备葡萄糖酸钙的过程中,葡萄糖的氧化也可用其他试剂,下列物质中最适合的是 。 A.新制Cu(OH)2悬浊液 B.酸性KMnO4溶液 C.O2/葡萄糖氧化酶 D.Ag(NH3)2OH溶液 (2)第步充分反应后CaCO3固体需有剩余,其目的是 ;本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是 。 (3)第步需趁热过滤,其原因是 。 (4)第步加入乙醇的作用是 。,(5)第步中,下列洗涤剂最合适的是 。 A.冷水 B.热水 C.乙醇 D.乙醇-水混合溶液,答案 (1)B C (2)提高葡萄糖酸的转化率;便于后续分离 氯化钙难以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙 (3)葡萄糖酸钙冷却后
23、会结晶析出,如不趁热过滤会损失产品 (4)可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度,有利于葡萄糖酸钙析出 (5)D,解析 (1)水浴加热只要控制水浴的温度即可,所以温度计插入水浴中。恒压漏斗使反应物容 易流出,故选用B装置。A、D的氧化性较弱,反应速率较慢;B的氧化能力很强,会将葡萄糖氧化 成其他物质;因酶是一种高效的催化剂,所以O2/葡萄糖氧化酶是最合适的氧化剂。(2)过量的 CaCO3能将葡萄糖酸全部转化为葡萄糖酸钙,同时过量的CaCO3可通过过滤除去,不会进入葡 萄糖酸钙溶液中。(4)第步过滤后的滤液中除葡萄糖酸钙外,还有溴化钙,加入乙醇后,溴化 钙溶于乙醇,而葡萄糖酸钙在乙醇中的溶解度较小,然
24、后通过抽滤将葡萄糖酸钙提取出来。(5) 用乙醇-水混合溶液作洗涤剂,既可除去溴化钙杂质又可减少葡萄糖酸钙的溶解损失。,考点二 物质的分离和提纯 A组 自主命题北京卷题组 1.(2016北京理综,7,6分)下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是 ( ),答案 C A项属于溶解;B项属于溶解和浓缩;D项则属于液体的转移。,审题技巧 认真观察中草药煎制的步骤,明确每个步骤的目的。,思路分析 过滤操作用于分离难溶性固体和液体,据此可知C属于过滤操作。,评析 该题贴近生活,贴近实际,符合“用所学知识来解决实际问题”的能力要求。,2.(2012北京理综,8,6分)下列实验中,所选装置不合理的是 ( ),A
25、.分离Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,选 B.用CCl4提取碘水中的碘,选 C.用FeCl2溶液吸收Cl2,选 D.粗盐提纯,选和,答案 A Na2CO3溶液与CH3COOC2H5互不相溶,故应用分液的方法进行分离,选装置。,3.(2016北京理综,27,12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等) 和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:(1)过程中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 。 (2)过程中,Fe2+催化过程可表示为: :2Fe2+PbO2+4H+S 2Fe3+PbSO4+2H
26、2O : 写出的离子方程式: 。 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。 a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。 b. 。,(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如下 图所示。过程的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程中重复使用,其目的是 (选填序 号)。 A.减少PbO的损失,提高产品的产率 B.重复利用NaOH,提高原料的利用率 C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率 过程的目的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程的操作: 。,答案 (1)Pb+PbO2
27、+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (2)2Fe3+Pb+S 2Fe2+PbSO4 b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去 (3)A、B 向PbO粗品中加入一定量的35% NaOH溶液,加热至110 ,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶, 过滤得到PbO固体,解析 (2)Fe2+作催化剂,Fe3+是中间产物,在反应中Fe3+应被还原成Fe2+,Pb作还原剂被氧化 成Pb2+,Pb2+与S 结合成PbSO4沉淀,所以的离子方程式为Pb+2Fe3+S PbSO4+2Fe2+。 a对应反应,目的是证明PbO2能将Fe2+氧化成Fe3+,则b对应反应,目的是证明Pb能把Fe3+ 还原成Fe2+
28、,所以在实验中应加铅粉。 (3)C项,S 浓度越大,脱硫的效率越低。PbO在35% NaOH溶液中的溶解度随温度升高 变化大,且在110 时PbO的溶解度较大,所以在35% NaOH溶液中进行溶解,加热至110 ,充 分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤可得到纯净的PbO。,审题技巧 审题是解题的重要环节,审题时要将所有的信息都挖掘出来,我们不仅要注意明显 信息,同时要注意隐含信息,如(1)中“在Fe2+催化下”,明确告诉我们Fe2+作催化剂;在“Pb和 PbO2反应生成PbSO4”中就隐含着“H2SO4也是反应物”这一信息。,4.(2017课标,10,6分)实验室用H2还原WO3制备金属W的装
29、置如图所示(Zn粒中往往含有硫等 杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是 ( )A.、中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度 C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热 D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,B组 统一命题、省(区、市)卷题组,答案 B 中应盛KMnO4溶液(除去H2S等还原性气体),中应盛焦性没食子酸溶液(吸收少 量O2),中应盛浓H2SO4(干燥H2),A项错误;氢气与空气的混合气体加热易爆炸,加热管式炉之 前必须检验H2的纯度,B项正确;结束反应时
30、应先停止加热,再通一段时间的H2,待固体冷却至室 温后停止通氢气,可防止生成的W再被氧化,还可以防止倒吸,C项错误;粉末状的二氧化锰与浓 盐酸反应制取氯气需要加热,而启普发生器用于块状固体与液体在常温下反应制取气体,D项 错误。,知识拓展 启普发生器的使用条件 (1)块状固体和液体反应,且反应较平稳; (2)生成的气体微溶于水或难溶于水; (3)反应不需要加热。,5.(2014广东理综,9,4分)下列叙述和均正确并有因果关系的是 ( ),答案 B A项,因为KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响不大,故可用重 结晶法除去KNO3中混有的NaCl,A项错误。B项,往待测溶液中
31、先加稀盐酸若无沉淀产生,再加 BaCl2溶液,若出现白色沉淀,证明有S ,B项正确。C项,NH3可用于设计喷泉实验是因为NH3 极易溶于水,C项错误。D项,Ca(OH)2是微溶物,不可配制2.0 molL-1的溶液,且叙述和叙述 不存在因果关系,D项错误。,6.(2018课标,26,14分)醋酸亚铬(CH3COO)2Cr2H2O为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在 气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价 铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示。回答 下列问题:(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是 。仪
32、器a的名称是 。,(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置。打开K1、K2,关闭 K3。 c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为 。 同时c中有气体产生,该气体的作用是 。 (3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是 ;d中析 出砖红色沉淀。为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是 、 、洗 涤、干燥。 (4)指出装置d可能存在的缺点 。,答案 (1)去除水中溶解氧 分液(或滴液)漏斗 (2)Zn+2Cr3+ Zn2+2Cr2+ 排除c中空气 (3)c中产生H2使压强大于大气压 (冰浴)冷却 过滤 (4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接
33、触,解析 (1)为防止水中溶解的氧气氧化Cr2+或(CH3COO)2Cr,需将蒸馏水煮沸并迅速冷却,以除 去溶解氧。 (2)由溶液颜色变化可知,Zn将Cr3+还原为Cr2+,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+ Zn2+ 2Cr2+。 c中产生的气体为氢气,可排除c中空气,防止Cr2+被氧化。 (3)打开K3,关闭K1、K2,c中产生的氢气聚集在溶液上方,气体压强增大,将c中液体经长导管压 入d中;(CH3COO)2Cr难溶于冷水,可将d置于冰水浴中冷却,(CH3COO)2Cr充分结晶后,经过滤、 洗涤、干燥得砖红色晶体。 (4)由于装置d为敞开体系,与大气直接接触,故空气中的氧气可能会氧化(C
34、H3COO)2Cr。,审题方法 本题解题的关键是题干中指出醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明醋酸 亚铬具有强还原性。,方法技巧 Cr2+、(CH3COO)2Cr的强还原性与Fe2+、Fe(OH)2相似。(CH3COO)2Cr的制取实验与 Fe(OH)2制取的改进实验相似。,7.(2015课标,26,14分)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。回 收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示: 溶解度/(g/100 g水),回答下列问题: (1)该电池的正极反应
35、式为 ,电池反应的离子方程式为 。 (2)维持电流强度为0.5 A,电池工作5分钟,理论上消耗锌 g。(已知F=96 500 Cmol-1) (3)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 。 (4)用废电池的锌皮制备ZnSO47H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀H2 SO4和H2O2溶解,铁变为 ,加碱调节至pH为 时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于 110-5 molL-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为 时,锌开始沉
36、淀(假定Zn2+ 浓度为0.1 molL-1)。若上述过程不加H2O2后果是 ,原因是 。,答案 (1)MnO2+H+e- MnOOH 2MnO2+Zn+2H+ 2MnOOH+Zn2+(每空1分,共2分)注:式中Zn2+可写为Zn(NH3 、Zn(NH3)2 Cl2等,H+可写为N (2)0.05(2分) (3)加热浓缩、冷却结晶 碳粉 MnOOH 空气中加热 碳粉转变为CO2,MnOOH氧化为MnO2(每空1分,共5分) (4)Fe3+ 2.7 6 Zn2+和Fe2+分离不开 Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近(每空1分,共5分),解析 (1)该电池为酸性锌锰干电池,电极反应式为负极
37、:Zn-2e- Zn2+,正极:2MnO2+2e-+2H+2MnOOH。(2)电量Q=It=0.5 A560 s=150 C,则m(Zn)= 65 gmol-1 0.05 g。(3)由表格中信息可知,ZnCl2的溶解度受温度影响较大,NH4Cl的溶解度受温度影响较小, 故可通过加热浓缩、冷却结晶的方法分离。(4)KspFe(OH)3=c(Fe3+)c3(OH-)=110-5c3(OH-)=1 10-39,c(OH-)=10-11.3molL-1,pOH=11.3,则pH=2.7。KspZn(OH)2=c(Zn2+)c2(OH-)=0.1c2(OH-)=1 10-17,c(OH-)=10-8 m
38、olL-1,pOH=8,则pH=6。因Zn(OH)2和Fe(OH)2的Ksp接近,若不用H2O2将Fe2+氧 化为Fe3+,沉淀Zn2+时,Fe2+也可转化为Fe(OH)2沉淀,而使制得的ZnSO47H2O不纯净。,评析 本题考查原电池及物质的分离与提纯,同时又涉及沉淀溶解平衡的内容,综合性较强。,8.(2015浙江理综,29,15分)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制 取。 实验(一) 碘含量的测定取0.010 0 molL-1的AgNO3标准溶液装入滴定管,取100.00 mL海带浸取原液至滴定池,用电势 滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(I-)的变化,
39、部分数据如下表:,实验(二) 碘的制取 另制海带浸取原液,甲、乙两种实验方案如下:,已知:3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O。 请回答: (1)实验(一)中的仪器名称:仪器A ,仪器B 。 (2)根据表中数据绘制滴定曲线:,该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为 mL,计算得海带中碘的百分含量为 %。 (3)分液漏斗使用前须检漏,检漏方法为 。 步骤X中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是 。,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 D.NaOH溶液可以由乙醇代替 实验(二)中操作
40、Z的名称是 。 (4)方案甲中采用蒸馏不合理,理由是 。,答案 (1)坩埚 500 mL容量瓶 (2)20.00 0.635 (3)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 液体分上下两层,下层呈紫红色 AB 过滤 (4)主要由于碘易升华,会导致碘的损失,解析 (2)根据表中数据绘制出滴定曲线,由滴定曲线可知,当V(AgNO3)=20.00 mL时,即为滴定 终点,则n(I-)=n(AgNO3)=0.010 0 molL-120.0010-3L5=110-3 mol,则海带中碘的百分含量为1 10-3 mol127 gmol-120 g100%=0.635
41、%。 (3)用CCl4萃取,(CCl4)(H2O),萃取后上层为水层,下层为CCl4层,因此上层接近无色,下层为 紫红色。 I2单质与NaOH反应时适当控制NaOH溶液的浓度和用量,有利于NaI和NaIO3生成,将碘转化 为离子进入水层。 (4)I2单质易升华,用蒸馏法从I2的CCl4溶液中分离I2,会导致碘的损失。,9.(2014山东理综,32,12分)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液(含少量杂质Fe3+)生产重 铬酸钾(K2Cr2O7),工艺流程及相关物质溶解度曲线如图:,(1)由Na2Cr2O7生产K2Cr2O7的化学方程式为 。通过冷 却结晶析出大量K2Cr2O7的原因
42、是 。 (2)向Na2Cr2O7母液中加碱液调pH的目的是 。 (3)固体A主要为 (填化学式)。固体B主要为 (填化学式)。 (4)用热水洗涤固体A,回收的洗涤液转移到母液 (填“”“”或“”)中,既能 提高产率又可使能耗最低。,答案 (1)Na2Cr2O7+2KCl K2Cr2O7+2NaCl 低温下K2Cr2O7溶解度远小于其他组分,随温度的降低,K2Cr2O7溶解度明显减小(合理即得分) (2)除去Fe3+ (3)NaCl K2Cr2O7 (4),解析 依据质量守恒定律,分析工艺流程图不难写出化学方程式:Na2Cr2O7+2KCl K2Cr2O7 +2NaCl;依据题中所示三种物质的溶
43、解度曲线,可看出K2Cr2O7的溶解度在温度较低时明显偏 小,NaCl的溶解度受温度的影响变化小,分析可得出冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因和固体A 的成分;洗涤固体A时洗涤液中应含有NaCl和K2Cr2O7,所以洗涤液回收后应转移到母液中。,10.(2013课标,13,6分)下列实验中,所采取的分离方法与对应原理都正确的是 ( ),C组 教师专用题组,答案 D 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的溶解度受温度影响较小而KNO3的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中丁醇的沸点与乙醚相差较大,故可用蒸馏法
44、除去乙醚,D正确。,11.(2014大纲全国,10,6分)下列除杂方案错误的是 ( ),答案 B A项,先用NaOH溶液除去CO2,再用浓H2SO4干燥,A正确。B项,NaOH溶液会与NH4Cl 溶液反应,B错误。C项,先用饱和食盐水除去HCl,再用浓H2SO4干燥,C正确。D项,NaHCO3(s)灼 烧后剩余固体为Na2CO3,D正确。,12.(2013大纲全国,10,6分)下列操作不能达到目的的是( ),答案 A 25 g CuSO45H2O的物质的量为 =0.1 mol,溶于100 mL水后溶液的体积大 于100 mL,所得溶液中CuSO4的物质的量浓度小于1.0 molL-1,A项错误
45、;KNO3的溶解度受温度 的影响变化大,NaCl的溶解度受温度的影响变化小,采取冷却热的饱和溶液的方法可使KNO3 结晶析出从而与NaCl分离,B项正确;2Mn +5H2O2+6H+ 2Mn2+5O2+8H2O,C项正确;Ca2+ +C CaCO3,D项正确。,13.(2013课标,36,15分)锌锰电池(俗称干电池)在生活中的用量很大。两种锌锰电池的构造 如图(a)所示。图(a)两种干电池的构造示意图 回答下列问题: (1)普通锌锰电池放电时发生的主要反应为: Zn+2NH4Cl+2MnO2 Zn(NH3)2Cl2+2MnOOH,该电池中,负极材料主要是 ,电解质的主要成分是 ,正极发生的主
46、要反 应是 。 与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池的优点及其理由是 。 (2)图(b)表示回收利用废旧普通锌锰电池的一种工艺(不考虑废旧电池中实际存在的少量其他 金属)。,图(b)一种回收利用废旧普通锌锰电池的工艺 图(b)中产物的化学式分别为A ,B 。 操作a中得到熔块的主要成分是K2MnO4。操作b中,绿色的K2MnO4溶液反应后生成紫色溶 液和一种黑褐色固体,该反应的离子方程式为 。,采用惰性电极电解K2MnO4溶液也能得到化合物D,则阴极处得到的主要物质是 (填化学式)。,答案 (1)Zn NH4Cl(每空1分,共2分) MnO2+N +e- MnOOH+NH3(2分) 碱性电池不易发
47、生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池的内部;碱性电池使用寿命较 长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的稳定性提高(答对一条即可,其他合理 答案也给分)(2分) (2)ZnCl2 NH4Cl(每空2分,共4分) 3Mn +2CO2 2Mn +MnO2+2C (3分) H2(2分),解析 (1)该电池中,负极材料是较活泼的金属Zn,电解质的主要成分是NH4Cl,正极发生还原 反应,电极反应为MnO2+N +e- MnOOH+NH3。 与普通锌锰电池相比,碱性锌锰电池不易发生电解质的泄漏,因为消耗的负极改装在电池内 部;碱性电池使用寿命较长,因为金属材料在碱性电解质中比在酸性电解质中的
48、稳定性提高。 (2)黑色固体混合物的主要成分为MnO2、NH4Cl、Zn(NH3)2Cl2、MnOOH,经水浸、过滤,滤 液中的主要成分为Zn(NH3)2Cl2、NH4Cl,加稀盐酸并浓缩结晶、过滤,得到的固体的主要成分 为ZnCl2和NH4Cl,加热,所得固体的主要成分为ZnCl2,故化合物A为ZnCl2;加热后NH4Cl分解为 NH3和HCl,再冷却得化合物B,即B为NH4Cl。 操作b中,K2MnO4发生歧化反应,一部分锰元素转化为Mn ,一部分锰元素转化为MnO2,反应 的离子方程式为3Mn +2CO2 2Mn +MnO2+2C 。 采用惰性电极电解K2MnO4溶液时,阳极是Mn 失电子变为Mn ,阴极是H+得电子变为H2, 阴极的电极反应式为2H+2e- H2。,
