考点21 物质的制备、分离与提纯 备战2020高考化学优选名校好题分项版汇编1(解析版)
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1、1(2019届广东省中山市第一中学高三上学期第二次统测)化学与社会、生产、生活和科技都密切相关。下列有关说法不正确的是( )A “天宫二号”使用的碳纤维,是一种新型无机高分子材料B 2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获诺贝尔化学奖,使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。利用此类光学显微镜可以观察活细胞内蛋白质等大分子C “青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,屠呦呦对青蒿素的提取属于化学变化D “霾尘积聚难见路人”,雾霾所形成的气溶胶有丁达尔效应【答案】C2(2019届黑龙江省鹤岗市第一中学高三上学期第一次月考)除去下列物质中含有的少量杂质(括号中的物质)的方法中错误的是A H2(HCl):通过
2、水洗涤 B NO2(NO):通入过量氧气C NO(NH3):通过水洗涤 D NH4Cl溶液(I2):用CC14萃取并分液【答案】B【解析】AHCl极易溶于水,而氢气不能,则通过水洗涤可除杂,故A正确;B通入过量氧气,会引入新杂质氧气,故B错误;C氨气极易溶于水,而NO不能,则通过水洗涤可除杂,故C正确;D碘易溶于四氯化碳,而氯化铵不能,则用CCl4萃取可分离,故D正确。3(2019届齐鲁名校教科研协作体湖北、山东部分重点中学高三第一次联考)下列实验操作与装置均正确的是( )A 用甲装置从青蒿中提取对治疗疟疾有特效的青蒿素B 用乙装置配制酸碱中和滴定的标准液(0.1000mol/L HCl)C
3、用丙装置从海带灰中提取碘单质D 用丁装置将含等物质的量的K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液蒸干得到明矾晶体【答案】A4(天津市2017-2018学年第二学期高三化学模拟试题)除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是【答案】B【解析】A因乙烷易溶于四氯化碳,不可用溴水除杂应该改用溴水,选项A错误;B铁粉可与氯化铁反应生成氯化亚铁,可除去杂质,选项B正确;C二者均与氢氧化钠反应,不能除杂,应选盐酸、过滤,故C错误;D、乙酸与碳酸钠溶液反应,乙酸乙酯不溶于水,且在饱和碳酸钠溶液上层,不互溶,则分液、干燥、蒸馏可得纯净的乙酸乙酯,选项D错误。5(2019届宁夏银川一中高三第二次月考)下列除
4、杂试剂的选择或除杂操作正确的是选项括号内为杂质除杂试剂除杂操作ACO2(SO2)Na2CO3溶液将气体通过足量的Na2CO3溶液BNa2O2(Na2O)固体O2在纯氧气中加热CFeCl3溶液(CuCl2)Fe粉加入过量Fe粉,充分反应后过滤DNa2SO4溶液(Na2CO3)盐酸加入盐酸至不再产生气泡为止【答案】B6(2018届宁夏六盘山高级中学高三上学期第一次月考)下列说法正确的是( )A 淀粉和纤维素的分子式不同,所含的碳、氢、氧元素的质量比也不同B 苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳气体,生成苯酚和碳酸钠C 鉴别地沟油和矿物油,可以加入足量的氢氧化钠溶液共热,不分层的是地沟油D 分离四氯化碳和甲
5、苯的方法与分离汽油和水的方法一样【答案】C【解析】A、淀粉和纤维素的分子式为(C6H10O5)n,虽然n值不同,但所含C、H、O的质量比是相同的,故A错误;B、苯酚钠溶液中通入少量的CO2,生成苯酚和碳酸氢钠,故B错误;C、地沟油属于油脂,在NaOH溶液中发生水解,其产物是高级脂肪酸钠和甘油,都溶于水,不出现分层,矿物油属于烃,不与NaOH溶液发生反应,出现分层,故C正确;D、甲苯和四氯化碳互溶,分离时常采用蒸馏方法,汽油不溶于水,采用分液方法进行分离,故D错误。7(2019届湖南省醴陵市第二中学高三上学期第二次月考)下列除杂方案错误的是()选项被提纯的物质杂质除杂试剂或方法AFeCl3(aq
6、)Al3+(aq)NaOH溶液、盐酸BCl2(g)HCl饱和NaCl溶液、浓H2SO4CNH4Cl(aq)Fe3+(aq)NaOH溶液DNa2CO3(s)NaHCO3(s)来源:Zxxk.Com加热【答案】C【解析】A、氢氧化钠溶液与Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,而Al3+可溶于过量的氢氧化钠溶液,过滤得到Fe(OH)3,加盐酸调节酸度,重新生成FeCl3,故正确;B、HCl气体极易溶于水,Cl2在饱和食盐水中溶解度很小,所以可以通过饱和食盐水和浓硫酸通过洗气的方法除去HCl气体,从而达到提纯的目的,故B正确;C、,氢氧化钠溶液与Fe3+生成Fe(OH)3沉淀,可用除杂除去,但是氢氧化钠溶液
7、也会和NH4+反应生成弱碱NH3H2O,不符合除杂的规则,故C错误;D、Na2CO3灼烧无变化,NaHCO3灼烧会分解生成Na2CO3、H2O和CO2,后二者以气体形式逸出,所以可通过灼烧除去NaHCO3,故D正确。8(2019届宁夏育才中学高三上学期第一次月考)下列实验设计方案中,可行的是( )A 用加入适量铜粉的方法除去Cu(NO3)2溶液中混有的AgNO3B 用洗气瓶中的NaOH溶液除去CO2中混有的HCl气体C 向某无色未知溶液中仅加入BaCl2溶液,以检验未知溶液中的SO42D 用加热的方法提纯含有少量碳酸钠的碳酸氢钠【答案】A9(2019届湖南省醴陵市第二中学高三上学期第一次月考)
8、如图是氯化钠、氯化铵和碳酸氢钠三种物质的溶解度曲线,分析曲线得到的以下说法中,正确的是()冷却含有Na+、Cl-、NH4+、HCO3-的浓热的溶液,可得到碳酸氢钠晶体在20时,三种物质饱和溶液的溶质质量分数为NH4ClNaClNaHCO3在30时,氯化钠和氯化铵固体各20g分别溶于50g水,所得溶液都是饱和溶液利用结晶法从氯化钠、氯化铵混合物中分离出氯化铵的最佳温度在10以下A B C D 【答案】B10(2019届河北省武邑中学高三上学期第二次调研考试)观察下列实验装置图,试回答下列问题: (1)图中实验操作的名称是_;(2)写出装置中所用玻璃仪器的名称_,_;(3)下列实验需要在哪套装置中
9、进行(填序号): a、从海水中提取蒸馏水:_, b、分离氯化钠和水:_, c、分离碳酸钙和水:_, d、分离植物油和水:_;(4)装置中玻璃棒的作用是_。【答案】蒸馏 分液漏斗烧杯搅拌,加快蒸发速率,防止液体暴沸导致飞溅【解析】(1)装置是用来分离易溶性的物质和液体混合物的操作,属于蒸发;装置是用来分离固液混合物的,是过滤;装置是用来分离互溶的液体混合物,属于蒸馏;装置是用来分离互不相溶的液体混合物,属于分液; (2)由装置图可知,装置中所用玻璃仪器有分液漏斗和烧杯; (3)a、从海水中提取蒸馏水,用蒸馏方法,即选择;b、分离氯化钠和水,用蒸发的方法,即选择;c、分离碳酸钙和水,碳酸钙难溶于水
10、,用过滤的方法,即选择;d、分离植物油和水,植物油不溶于水,会分层,用分液的方法,即选择;(4)装置为过滤,其中玻璃棒起到搅拌,加快蒸发速率,防止液体暴沸导致飞溅的作用。11(四川成都七中(高新校区八)2018届高三理科综合化学测试)某KCl样品中含有少量K2CO3、K2SO4和不溶于水的杂质,为了提纯KCl,先将样品溶于适量水中,搅拌、过滤,再将滤液按下图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法不正确的是A 起始滤液常温下pH7 B 试剂为BaCl2溶液C 上图过程必须经2次过滤 D 步骤目的是除去CO32-【答案】C12(2019届广东省中山市第一中学高三上学期第二次统测化)金属钛(T
11、i)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。请回答下列问题。(1)钛酸亚铁(用R表示)与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C2Fe+2TiO2+CO2,钛酸亚铁的化学式为_;钛酸亚铁和浓H2SO4反应的产物之一是TiOSO4,反应中无气体生成,该反应的化学方程式为_。(2)上述生产流程中溶液中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等阳离子。常温下,其对应氢氧化物的Ksp如下表所示。来源:Z+xx+k.Com氢氧化物Fe(OH)2TiO(OH)2Mg(OH)2Ksp8.0
12、10-161.010-291.810-11常温下,若所得溶液中Mg2+的物质的量浓度为0.0018mol/L,当溶液的pH等于_时,Mg(OH)2开始沉淀。若将含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀释,立即析出大量白色沉淀,该反应的离子方程式为_。(3)中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl4的方程式为_。Mg还原TiCl4过程中必须在1070K的温度下进行,你认为还应该控制的反应条件是_。【答案】FeTiO3 FeTiO3+2H2SO4TiOSO4+FeSO4+2H2O10 TiO2+2H2OTiO(OH)2(或H2TiO3)+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+
13、2CO隔绝空气c(OH-)=mol/L=10-4mol/L,则溶液中的氢离子浓度为10-10mol/L,则溶液的pH=10;TiO(OH)2的溶度积最小,溶液加水稀释析出的白色沉淀为TiO(OH)2,该反应的离子方程式为TiO2+2H2OTiO(OH)2(或H2TiO3)+2H+; (3). 乙为TiO2,与氯气和过量的碳高温加热反应生成TiCl4和一氧化碳,反应方程式为:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO,镁能与空气中氧气、氮气反应,需要隔绝空气进行。13(2019届北京市中央民族大学附属中学高三10月月考)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4
14、)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;加入MnSO4至紫红色消失,过滤;浓缩、结晶、分离,得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是_。(2)将MnO4 - 氧化Fe2+的离子方程式补充完整:MnO4 -_Fe2+_Mn2+_Fe3+_。(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3开始沉淀时3.46.31.5完全沉淀时4.78.32.8注:金属离子的起始浓度为0.1 molL-1根据表中数据解释步骤的目
15、的:_。(4)己知:一定条件下,MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2,向的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是_。中加入MnSO4的目的是_。【答案】Al2O36H=2Al33H2O58H+54H2O将Fe2+氧化为Fe3+,调节pH值使铁完全沉淀生成有黄绿色气体加入MnSO4,除去过量的MnO4-(4)联想Cl2的实验室制法,很容易分析实验设计的意图,即通过是否产生Cl2来判断沉淀中有无MnO2。能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成有黄绿色气体;操作中加入MnSO4,紫红色消失,说明过量的MnO4因加入MnSO4而被转化成沉淀,然后过滤,以除去MnO4,保证产品的
16、纯度。14(江苏省启东中学2018-2019高三年级上学期第一次月考)胆矾是一种常见的化合物,工业上它也是一种制取其它含铜化合物的原料。现有废铜(主要杂质为Fe)来制备胆矾。有人设计了如下流程:pH值控制可参考下列数据物 质开始沉淀时的pH值完全沉淀时的pH值氢氧化铁2.73.7氢氧化亚铁7.69.6氢氧化铜5.26.4请根据上述流程回答下列问题:(1)A物质可选用_(填字母)。a稀H2SO4 b浓H2SO4/ c浓FeCl3溶液 d浓HNO3 (2)I中加H2O2的离子方程式_。(3)II中加Cu2(OH)2CO3的目的是_;其优点是_。(4)III加热煮沸时发生的化学反应的离子方程式为_。
17、来源:Zxxk.Com(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了_。(6)V到VI的操作是_(7)某同学认为上述流程中所加的A物质并不理想,需作改进,其理由是_。如何改进_。【答案】b2H+ +H2O2+2Fe2+=2H2O+2Fe3+中和过量的硫酸,调节溶液的pH,使Fe3+水解完全而沉淀不引入新的杂质Fe3+3H2O=Fe(OH)3+3H+抑制Cu2+的水解蒸发浓缩,冷却结晶,过滤产生污染环境的二氧化硫,硫酸利用率低加热,并在稀硫酸中通入氧气(2)H2O2与Fe2+发生氧化还原反应,Fe2+被氧化为Fe3+后,调节pH,更容易除去,所以中加H2O2的目的将亚铁离子氧化为铁离子,离子反应为:2
18、H+ +H2O2+2Fe2+=2H2O+2Fe3+;(3)在III中调节溶液pH值,在这个过程中加了Cu2(OH)2CO3,这里加Cu2(OH)2CO3中和过量的硫酸,控制好溶液的pH值为3.7,刚好此时溶液中三价铁正全转化为Fe(OH)3,并且不引入新的杂质;(4)加热煮沸时,促进铁离子水解,可以得到氢氧化铁沉淀,发生的化学反应的离子方程式为:Fe3+3H2O Fe(OH)3+3H+;(5)V中加H2SO4调节pH=1是为了抑制Cu2+的水解;(6)从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体可以经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤的方法;(7)Cu与浓硫酸反应过程中会产生SO2,会对污染环境,这样会使硫酸的利用率
19、低,所以可以向稀硫酸中不断通氧气(或者加H2O2)并加热。15(2019届江苏省盐城市阜宁中学高三上学期第一次月考)以电镀污泥主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等为原料制备纳米铜等的工艺流程如下:(1)“浸取”时,工业上采用3 molL1H2SO4溶液在室温下浸取1 h。Cu2(OH)2CO3被浸取的化学方程式为_;下列措施可提高铜和铁的浸取率的是_(填字母)。a.将电镀污泥浆化处理 b.适当增大液、固质量比c.浸取时间缩短一半 d.控制浸取终点pH3(2)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。当pH1.7时,pH越大金属离子萃取率越低,
20、其中Fe3萃取率降低的原因是_。(3)“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时,Cu2的还原率随温度的变化如图乙所示。该反应的离子方程式为_;在2075 区间内,温度越高Cu2的还原率也越高,其原因是 _。(4)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静置,再经_等操作可得到Fe2O3产品。【答案】Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2OabFe3的水解程度随pH的升高而增大2Cu2N2H44OH=2CuN24H2O温度越高,N2H4的还原性越强过滤、洗涤、干燥、煅烧(2)Fe3的水解程度随着pH的升高而增大,萃取率越低;(3)在碱性条件下,Cu2与N2H4反应生成氮气和铜,
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