專題01物質(zhì)的分離與提純（原卷版）2

專題01物質(zhì)的分離與提純【解題技巧】混合物的分離：（1）可溶性與難溶性物質(zhì)的混合物——常用溶解、過濾、蒸發(fā)三步操作加以分離，分別得到純凈物。如：粗鹽的提純；BaSO4和Na2SO4的混合物。（2）兩種物質(zhì)均溶于水，但兩種物質(zhì)的溶解度一種隨溫度變化大，另一種變化不大時，可考慮——結(jié)晶法。即冷卻熱飽和溶液的方法加以分離。如：NaCl和KNO3的混合物。（3）兩種物質(zhì)均溶于水時，可考慮用化學方法分離。如BaCl2和NaCl的混合物?？蓪⒒旌衔锵热苡谒?，加入適量Na2CO3溶液，得到BaCO3和NaCl溶液。BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl。將沉淀過濾出，洗凈后在沉淀中加入適量鹽酸溶液，又得到BaCl2溶液，CO2逸出。BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。最后分別將NaCl溶液和BaCl2溶液蒸發(fā)，分別得到純凈的NaCl固體和BaCl2固體。除雜題：解答除雜質(zhì)一類的題目時，要注意三原則；三要領(lǐng)；五種常用的方法。三原則：①不引入新雜質(zhì)；②不減少被提純物質(zhì)的質(zhì)量；③雜質(zhì)便于分離。三要領(lǐng)：①根據(jù)物理性質(zhì)或化學性質(zhì)的差異；②確定除雜質(zhì)方法；③選擇適宜試劑。除雜質(zhì)思路分析方法：（1）沉淀法：加入一種試劑將被除去的雜質(zhì)變?yōu)槌恋?，再用過濾法除去。（2）化氣法：加熱或加入一種試劑將雜質(zhì)變?yōu)闅怏w逸出。（3）置換法：利用置換反應的原理將雜質(zhì)除去。（4）轉(zhuǎn)純法：將被除去的雜質(zhì)變?yōu)樘峒兊奈镔|(zhì)。（5）吸收法：常用于氣體的提純。在掌握了以上除雜質(zhì)的原則、要領(lǐng)、方法后，解答題目時要審清題目要求，分析理順思路且與題目要求吻合，才能準確解題。【例題精析】一．物質(zhì)除雜或凈化的探究1．物質(zhì)除雜是化學實驗中經(jīng)常遇到的問題．【方法探究】為了除去二氧化碳氣體中混有的少量一氧化碳，小明設計了三種方案．實驗方案方案A方案B方案C上述方案中有兩個是合理的，寫出合理方案中任意一個反應的化學方程式

；【方法提煉】上述兩種合理方案體現(xiàn)了物質(zhì)除雜的不同思路：思路一：將雜質(zhì)直接轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)；思路二：將所需物質(zhì)轉(zhuǎn)化為中間物質(zhì)，在將中間物質(zhì)轉(zhuǎn)化為所需物質(zhì)．【方法運用】運用思路一：除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇，先加足量的水溶解，再向溶液中加入適量的硫酸鎂溶液，過濾、蒸發(fā)，即得氯化鎂固體．運用思路二：除去氯化鎂粉末中混有的少量氯化鋇、氯化鈉和硫酸鉀．步驟①中反應的化學方程式是，濾液B中一定含有的溶質(zhì)是；步驟②中反應的化學方程式是，濾液C中一定含有的陰離子是；步驟③中乙溶液是（填化學式）溶液．2．某?；瘜W課外小組用硫酸亞鐵廢液（含少量硫酸銅和稀硫酸），制備硫酸亞鐵晶體并進行如下實驗．制備硫酸亞鐵晶體主要的操作流程如下：請根據(jù)題目要求回答下列問題：（1）上述操作1的名稱是．操作2，先要將濾液加熱濃縮，再等，過程中用到的玻璃儀器有：①燒杯、②玻璃棒、③酒精燈、④溫度計、⑤．（2）加入過量A的目的是．判斷A過量的方法是．（3）草酸亞鐵常用作照相顯影劑，用于制藥工業(yè)．實驗室利用硫酸亞鐵溶液和草酸銨[（NH4）2C2O4]溶液反應生成草酸亞鐵沉淀來制備草酸亞鐵．請寫出硫酸亞鐵溶液與草酸銨溶液反應的化學方程式．（4）草酸亞鐵晶體（相對分子質(zhì)量180）受熱易分解，某課外小組設計如圖的實驗裝置來檢驗其分解產(chǎn)物．①該裝置中最不合理的部分（填字母），原因是．②改用正確裝置實驗開始后，B處變藍，C處有白色沉淀，E處部分黑色粉末變?yōu)榧t色，說明草酸亞鐵晶體分解產(chǎn)生（填化學式）．3．某二氧化錳樣品中含有雜質(zhì)炭，為測定該樣品中二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)，某興趣小組設計了如下實驗方案：在一定量的樣品中通入干燥純凈的氧氣，使雜質(zhì)炭在加熱條件下反應生成CO2來進行分析測定（測定均為安全范圍內(nèi)）．（1）儀器①的名稱是．如果該實驗選擇圖㈠裝置來制取氧氣，則該裝置中發(fā)生反應的方程式為．（2）用圖㈡裝置可收集和干燥氧氣：若燒瓶充滿水來收集氧氣，氣體應從（填“a”或“b”，下同）端通入；若在燒瓶內(nèi)裝入濃硫酸進行干燥氣體，氣體應從端通入．（3）為驗證圖㈢中裝置②己將CO2吸收完全，可在裝置②與③之間加入圖㈣裝置進行證明，則圖㈣裝置中加入的試劑為（填字母）．A．NaOH溶液B．澄清石灰水C．濃硫酸（4）圖㈢是用干燥純凈的O2與樣品反應來測定二氧化錳質(zhì)量分數(shù)的裝置，裝置③中裝有堿石灰（即氧化鈣和氫氧化鈉固體混合物），其作用是．（5）稱取5.0g二氧化錳樣品進行實驗，圖㈢中裝置②反應前后的質(zhì)量差為1.1g，則樣品中二氧化錳的質(zhì)量分數(shù)為（填計算結(jié)果）．4．海水是一種取之不盡、用之不竭的資源寶庫。請圍繞科學利用海水資源，填寫空格：（1）用海水“曬鹽”的方法得到的粗鹽中，除氯化鈉外，還含有氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉等雜質(zhì)。將此粗鹽提純的部分實驗方案如下：①加入氫氧化鈉溶液的目的是。②過濾后得到的沉淀成分有：氫氧化鎂、碳酸鈣、。③請設計實驗，能通過清晰可見的現(xiàn)象，準確控制在少量濾液樣品中加入稀鹽酸，至恰好完全反應：。（2）如圖是海水“制堿”①將氨氣通入飽和食鹽水中，可制成飽和氨鹽水（氨氣極易溶于水）。氨鹽水比食鹽水更容易吸收二氧化碳的原因是：。②請寫出氯化銨溶液與熟石灰反應的化學方程式：。二．混合物的分離方法5．我國科技部制定發(fā)布了《“十二五”國家碳捕集利用與封存科技發(fā)展專項規(guī)劃》，碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)可實現(xiàn)大規(guī)模二氧化碳減排．常利用NaOH溶液來“捕捉”CO2，工藝過程如圖所示（部分條件及物質(zhì)未標出）．（1）將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2含量高的氣體吹入足量NaOH溶液來“捕捉”CO2，則“捕捉室”中發(fā)生反應的化學方程式為．（2）在“分離室”中，分離NaOH溶液與CaCO3采用過濾方法，實驗室里進行該實驗操作要使用玻璃棒，其作用是．（3）該流程圖所標出的物質(zhì)中，氧化物溶于水放出大量熱，將該氧化物加入到x溶液中，x溶液可循環(huán)利用，則其中的溶質(zhì)是（填寫化學式）．（4）“碳捕捉”技術(shù)所捕捉到的CO2進行儲存和利用，如制備的干冰常用于．但是該碳捕捉技術(shù)存在的一大缺點是．（5）若把CO2含量高的氣體吹入飽和的K2CO3溶液中，再利用生成的KHCO3受熱易分解的性質(zhì)，然后把CO2提取出來．碳酸鉀俗稱鉀堿，其水溶液顯堿性，則pH7（填“＜”、“＞”或“＝”）．6．廢舊電池處理起來相當麻煩：1個20g的電池可污染3個標準游泳池容積的水，若廢棄在土地上，可使1平方公里土地污染50年左右，如圖是對某種廢舊鋰電池正極材料的回收流程圖，請回答有關(guān)問題：（1）該正極材料試樣中含有的元素有、（寫兩種元素符號）等等。（2）從流程圖中可看出，回收的產(chǎn)物除了Al（OH）3，還有（寫一種即可）。（3）以上步驟中，需要多次對難溶性沉淀物和液體進行分離，該操作的名稱是，請寫出步驟②中生成Al（OH）3沉淀的化學方程式。7．俗話說：開門七件事，柴米油鹽醬醋茶．請回答下列有關(guān)問題（1）柴米油鹽，柴為第一，當然現(xiàn)在普遍使用的不再是木柴，而是液化氣（俗稱煤氣）、天然氣或電能．天然氣的主要成分是甲烷（CH4），甲烷中碳元素的化合價為．（2）為了提高水稻產(chǎn)量，科學家將某抗蟲基因轉(zhuǎn)移到水稻體內(nèi)，水稻就具有某抗蟲病的特征，此現(xiàn)象說明基因與性狀之間的關(guān)系是．（3）下列物質(zhì)①食用油②醬油③食鹽水中，容易導電的有（填序號）．（4）某品牌牛奶，常壓下的沸點是107℃，但這樣的高溫會破壞牛奶的部分營養(yǎng)成分，所以，人們制造了一種“低壓鍋”．用這種鍋煮牛奶，可以使該品牌牛奶不到107℃就沸騰，這種“低壓鍋”的原理是．（5）茶葉中含有的茶多酚有益人體健康，茶多酚是一種白色晶體，易溶于水，實驗室從茶葉中提取茶多酚的步驟如下：據(jù)以上信息可知，操作②的名稱及操作②中玻璃棒的作用是．三．氯化鈉與粗鹽提純8．20℃時，NaCl的溶解度為36g，現(xiàn)有100gNaCl飽和溶液中混有NaOH，Na2SO4，Na2CO3的二種或者三種，已知硫酸鈉溶液為中性，某興趣小組欲提純得到氯化鈉溶液，實驗過程如下（實驗過程中溫度不變）：下列說法中不正確的是（）A．操作1和操作2均為過濾 B．加入一定量Y溶液的目的是除去過量的X C．溶液C含有的氯化鈉質(zhì)量與原100g溶液中氯化鈉質(zhì)量相等 D．原溶液與溶液B均為堿性溶液9．提純含少量泥沙的粗鹽樣品，實驗過程和氯化鈉的溶解度數(shù)據(jù)如下：溫度（℃）溶解度（g/100g水）2036.04036.66037.3①20℃時氯化鈉的溶解度是g/100g水。②該實驗是利用泥沙難溶于水而氯化鈉的性質(zhì)進行提純，操作Ⅲ的名稱是。③關(guān)于蒸發(fā)敘述正確的是（選填編號）。a、蒸發(fā)是通過加熱的方法將水汽化除去b、所需儀器為酒精燈、蒸發(fā)皿、溫度計c、攪拌可以防止蒸發(fā)過程中食鹽飛濺d、加熱過程中用試管夾夾住蒸發(fā)皿移動，使其均勻受熱④溶解時，加入水的合適的量約為（選填“15”、“30”或“60”）mL，理由是。10．化學實驗是科學探究的重要途徑，請根據(jù)下列實驗圖示回答相關(guān)問題：（1）若用圖甲①的操作測得某溶液的pH＝3，則該溶液實際的pH（選填“大于”“等于”或“小于”）3．向甲圖②中的導管通入氣體，裝置不漏氣的現(xiàn)象是。（2）圖乙為是同學們做粗鹽提純實驗的操作示意圖，請回答問題：圖中操作有一處明顯的錯誤，該步驟是（填操作序號，下同），操作中玻璃棒攪拌的作用是。（3）圖丙為同學們探究金屬化學性質(zhì)時所做的實驗。小黃同學進行了有關(guān)金屬活動性順序的實驗探究，其實驗過程及實驗現(xiàn)象如圖所示。則下列有關(guān)分析判斷中，正確的是。A．濾液中可能含有Ag+B．濾渣中可能含有單質(zhì)鋅C．濾液中金屬陽離子只含有Zn2+D．濾渣質(zhì)量一定大于原混合粉末質(zhì)量11．我國擁有豐富的海洋資源，我們可以從海水中提取食鹽，并以此為原料制得具有廣泛用途的產(chǎn)品。（1）海水曬鹽是利用了的方法使食鹽晶體析出，得到粗鹽。（2）某制堿工廠以粗鹽為原料制純堿，部分工藝流程如圖：①流程I中為了除去雜質(zhì)，依次加入過量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液，下列說法正確的是（填字母編號）；A．加入三種溶液的順序不能調(diào)整B．加入三種溶液可將粗鹽水中的SO42﹣、Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為沉淀C．按流程I所加溶液的順序除雜，過濾后得到四種沉淀②在流程Ⅰ中，加入氫氧化鈉溶液時發(fā)生反應的化學方程式是；③流程Ⅰ中Na2CO3溶液的作用是；④寫出流程Ⅲ中發(fā)生反應的化學方程式。（3）將已配制好的100g質(zhì)量分數(shù)為6%的氯化鈉溶液變成質(zhì)量分數(shù)為20%的氯化鈉溶液，需要再加入NaCl的質(zhì)量是g。12．食鹽是一種重要的化工原料．請回答下列問題．（1）如圖1是實驗室除去粗鹽中泥沙等難溶性雜質(zhì)的實驗步驟．①過濾所用的玻璃儀器有：燒杯、漏斗和，該儀器的作用是．②在蒸發(fā)過程中，待時，停止加熱，利用余熱將濾液蒸干．應使用（填儀器名稱）取下熱的蒸發(fā)皿，放于石棉網(wǎng)上．（2）由于粗鹽中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等雜質(zhì)，不能滿足化工生產(chǎn)的要求，因此必須將粗鹽進行精制．流程如圖2．①加入稍過量的Na2CO3溶液除了能除去粗鹽中的CaCl2外，它還有一個作用是

（用化學方程式表示）．②加入的氫氧化鈉溶液要過量的目的是．③操作Ⅲ的名稱是，通過操作Ⅲ所得濾液中的溶質(zhì)有

（用化學式表示）．四．海水曬鹽的原理和過程13．海水是種寶貴資源。①“海水曬鹽”所采用的方法是（填寫編號）。Ⅰ．冷卻結(jié)晶Ⅱ．蒸發(fā)結(jié)晶Ⅲ．過濾②海上航行缺乏飲用水時可采用右圖裝置獲得淡水。用該裝置將2000g含氯化鈉3%的海水暴曬4小時后，剩余海水中氯化鈉的質(zhì)量分數(shù)為4%，則收集到的可飲用水為500g。③海水中的硼酸（化學式為H3BO3）可用于玻璃行業(yè)，下表為硼酸的部分溶解度數(shù)據(jù)。溫度（℃）020406080溶解度（g/100g水）3591523Ⅰ．由表可知，硼酸的溶解度隨著溫度的升高而（填“增大”或“減小”或“不變”）。Ⅱ.60℃時100g硼酸飽和溶液中含有硼酸g（保留整數(shù)）。14．二十一世紀是海洋開發(fā)與利用的世紀，海洋化學資源的綜合利用將是重點發(fā)展領(lǐng)域之一。（1）海水曬鹽：將海水引入蒸發(fā)池，經(jīng)日曬蒸發(fā)到一定程度時，導入結(jié)晶池，繼續(xù)日曬，海水就會成為食鹽的飽和溶液，再曬就會逐漸析出粗鹽，剩余的液體稱為母液（也稱鹵水）。海水曬鹽是（選填“物理”或“化學”）變化，包含蒸發(fā)、等過程。（2）海水制鎂：海水曬鹽后，以其母液（鹵水）和貝殼（主要成分是CaCO3）為原料制鎂，其工藝流程如圖所示：I、步驟①所加的堿應該是（選填“氫氧化鈉”或“石灰乳”），步驟②反應的化學方程式是；II、Mg（OH）2加熱分解生成MgO和H2O，MgO是高熔點的化合物，某些阻燃劑（阻礙燃燒的物質(zhì)）的有效成分是Mg（OH）2．你認為Mg（OH）2能夠阻燃的原因可能是

（選填序號）A．Mg（OH）2分解需要吸收大量的熱，降低了可燃物的著火點B．生成的氧化鎂覆蓋在可燃物表面，隔絕了空氣C．生成的水蒸氣降低了可燃物周圍氧氣濃度D．反應因吸熱降低了環(huán)境溫度，使可燃物不易達到著火點。15．氯化鈉是一種重要的資源，在海水中儲量很豐富．（1）海水曬鹽是海水在常溫下蒸發(fā)得到氯化鈉的過程，實驗室用氯化鈉溶液模擬該過程：已知B溶液