物质分离、提纯的实验方案设计试题及答案-高中化学-云返教育

现有四瓶丢失标签的NaOH、Na₂CO₃、A1C1₃． NH₄HSO₄溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A、B、C、D进行实验．实验过程和记录如图所示（无关物质已经略去）：请回答：

（1）写出各瓶溶液的化学式：A B　 C　 D　；
（2）A、W的溶液分别加热蒸干并灼烧最后所得固体为　、　（填化学式）．D溶液pH　 7（填“大于”、“小于”或“等于”），原因是（请用离子方程式表示）：　．
（3）等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是　．（用字母表示）
（4）等物质的量浓度的C溶液与NH₄Cl溶液相比较，c（NH₄⁺）：前者　后者（填“＜、＞”或“=”）．
（5）若B、C的稀溶液混合后（不加热）溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中

某化工厂为了综合利用生产过程中的副产品CaSO₄，与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备（NH₄）₂SO₄的工艺流程：
请回答以下问题：
（1）合成氨反应的化学方程式是

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中

现有含NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合物，选择适当的试剂除去溶液中的NaCl和Na₂SO₄，从而得到纯净的NaNO₃溶液．相应的实验过程可用如图表示：

请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X ，沉淀A　，沉淀B　．
（2）上述实验流程中加入过量的Na₂CO₃的目的是　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中

请选用适当的试剂和分离装置除去下列物质中所含的杂质（括号内为杂质），将所选的试剂及装置的编号填入表中．
试剂：a．水 b．NaOH溶液 c．溴的CCl₄溶液 d．饱和Na₂CO₃溶液
e．新制CaO f．饱和NaCl溶液 g．浓溴水
分离方法：A．分液 B．过滤 C．洗气 D．蒸馏

混合物	需加入的试剂	分离方法
1、苯（苯酚）
2、乙醇（水）
3、乙酸乙酯（乙酸）

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类型： 解答题 难度系数：中

欲制无水氯化铝并保存备用．现有仪器如下图所示，并有浓盐酸、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸、碱石灰（主要成分为CaO，NaOH）、食盐固体等八种试剂．
设计的制取过程是：制氯气→净化和干燥氯气→制氯化铝
查资料得知：无水AlCl₃极易与水作用而变质：AlCl₃易升华

请回答下列问题：
（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（可以重复使用）．
仪器编号、　、　、　、　、　．
（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式（任意2个）．　 MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中

某学生设计了如下实验：

回答下列问题：
（1）该同学的实验目的是；
（2）上图括号内的操作步骤均为　；
（3）按此实验方案得到的NaCl固体中肯定含有　（填化学式）杂质；为了解决这个问题可以向过滤得到的滤液中加入适量的　；
（4）写出生成B的离子方程式　．

答案解析

类型： 解答题 难度系数：中

某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl₂两种固体混合物，试回答下列问题：
（1）操作①的名称是，操作②的名称是　．
（2）试剂a是　，试剂b是　，固体B是　．（填化学式）
（3）加入试剂a所发生的离子方程式为：　．加入试剂b所发生的离子方程式为：　．

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类型： 解答题 难度系数：中

草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾，还含有少量氯化钾和硫酸钾．现从草木灰中提取钾盐，并用实验检验其中的 CO₃^2-、SO₄^2-和 Cl^-．
（1）从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下：
①称取样品，②溶解沉降，③ ，④　，⑤冷却结晶．
（2）用托盘天平称量样品时，若某同学把样品放在右盘，砝码放在左盘，当天平平衡时读为24.4g（1克以下用游码），则样品的实际质量为　．
（3）将制得的少量晶体放入试管，加入蒸馏水溶解并把溶液分成三份，分装在3支试管里．
①在第一支试管里加入稀盐酸，可观察有　生成，证明溶液中有碳酸根离子．
②在第二支试管里加入足量　后，再加入　，可观察到有白色沉淀生成，证明溶液中有硫酸根离子．（写物质名称）
③在第三支试管里加适量的硝酸银溶液，观察到有沉淀产生，由此证明溶液中一定含Cl^-．你认为该结论是否严密？　（填“严密”或“不严密”）为什么？　．

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类型： 解答题 难度系数：中

如果不慎将油汤洒到了衣服上，可以用什么方法除去？（用两种方法）．

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类型： 解答题 难度系数：中

某化学课外活动小组将氯化钠固体中混有的硫酸钠、碳酸氢铵杂质除去并得到氯化钠溶液，设计了如下方案：

（1）操作①的目的是：；
（2）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？　；
（3）进行操作②后，如何判断SO₄^2-已除尽，方法是：　；
（4）在操作③中为什么不在加Na₂CO₃溶液之前先过滤？理由是：　；
（5）操作④的目的是：　．

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类型： 解答题 难度系数：中

（1）选用方案I时，X应该具有的性质是，残留物应该具有的性质是　；
（2）选用方案Ⅱ从某黑色粉末（含有MnO₂和CuO）中分离X（MnO₂），加入的试剂是　；
王同学参照以上方案I和Ⅱ，设计以下实验方案除去AlCl₃固体中的FeCl₃．

（3）操作①所需的玻璃仪器为　；
（4）试剂a为　；试剂b为　；
（5）请描述操作②的步骤：　；
（6）李同学认为在溶液C中滴加适量的试剂b就能得到溶液E，从而得到AlCl₃固体，你　（填“赞同”或“不赞同”）李同学，理由是　．

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类型： 解答题 难度系数：中

现有NaC1、Na₂SO₄和NaNO₃的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实验C1-、

和

的相互分离，实验过程如下：

请回答下列问题：
（1）写出上述实验过程中所用试剂的名称：试剂1为，试剂2为　，试剂4为　
（2）加入过量试剂3的目的是　．
（3）在加入试剂4后，获得晶体D的实验操作④的名称是　．

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类型： 解答题 难度系数：中

减少SO₂的排放、回收利用SO₂成为世界性的研究课题．我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆（主要成分是MnO₂）吸收废渣高温焙烧产生的SO₂，制备硫酸锰的生产流程如下：

浸出液的pH＜2，其中的金属离子主要是Mn²⁺，还含有少量的Fe²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Pb²⁺等其他金属离子．
有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的pH见下表，阳离子吸附剂吸附金属离子的效果见下图．
离子离子半径（pm）开始沉淀时的pH完全沉淀时的pHFe²⁺747.69.7Fe³⁺642.73.7Al³⁺503.84.7Mn²⁺808.39.8Pb²⁺1218.08.8Ca²⁺99--已知PbO₂的氧化性大于MnO₂．请回答下列问题：
（1）写出浸出过程中主要反应的化学方程式，氧化过程中主要反应的离子方程式　．
（2）在氧化后的液体中加入石灰浆，用于调节pH，pH应调节至　．
（3）阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子．决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是　（填写序号）．
a．溶液的pH b．金属离子的电荷 c．金属离子的半径 d．吸附时间
（4）操作a包括　等过程．

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类型： 解答题 难度系数：中

某工业废液里含有FeCl₂、CuCl₂和FeCl₃．为回收铜并得到纯净的FeCl₃溶液，现设计如下综合利用的主要流程．

已知：A、B含同一种元素，试推断：
（1）方框内物质A和B的化学式：A ；B ．
（2）第③步通入B的化学方程式为．

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类型： 填空题 难度系数：中

（2014秋?崇川区校级月考）在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打（NaHCO₃），并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵．完成下列填空：
（1）写出上述制备小苏打的化学方程式
（2）滤出小苏打后，母液提取氯化铵有两种方法：
①通入氨，冷却、加食盐，过滤 ②不通氨，冷却、加食盐，过滤
对两种方法的评价正确的是          （选填编号）
a．①析出的氯化铵纯度更高 b．②析出的氯化铵纯度更高
c．①的滤液可直接循环使用 d．②的滤液可直接循环使用
（3）提取的NH₄Cl中含少量Fe²⁺、SO₄^2-．将产品溶解，加入H₂O₂，加热至沸，再加入BaCl₂溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵．
加热至沸的目的是          ；滤渣的主要成分是          ．
（4）称取1.840g小苏打样品（含少量NaCl），配成250ml溶液，取出25.00ml用0.1000mol/L盐酸滴定，消耗盐酸21.50ml．选甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是          ．
（5）将一定质量小苏打样品（含少量NaCl）溶于足量盐酸，蒸干后称量固体质量，也可测定小苏打的含量．若蒸发过程中有少量液体溅出，则测定结果          ．（选填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

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类型： 填空题 难度系数：中

（2014秋?东河区校级期中）现有含NaCl、Na₂SO₄和NaNO₃的混合物，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实现Cl^-、SO₄^2-、和NO₃^-的相互分离．相应的实验过程可用下图表示：

请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X：          ，沉淀A：          ，沉淀B：          ．
（2）写出①中发生反应的离子方程式：          ．
（3）上述实验流程中加入过量的Na₂CO₃的目的是          ．
（4）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有          （填化学式）杂质；为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的          ．

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类型： 填空题 难度系数：中

废旧物的回收利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料，将废旧电池含锌部分转化成ZnSO₄?7H₂O，含锰部分转化成纯度较高的MnO₂，将NH₄Cl溶液应用于化肥生产中，实验流程如下：

（1）操作②中所用的加热仪器应选（填“蒸发皿”或“坩埚”）．
（2）将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9，使其中的Fe³⁺和Zn²⁺ 沉淀，请写出氨水和Fe³⁺反应的离子方程式：．
（3）操作⑤是为了除去溶液中的Zn²⁺．已知25℃时，一些数据见下表：

NH₃?H₂O的Kb	Zn ²⁺完全沉淀的pH	Zn（OH）₂溶于碱的pH
1.8×10^-5	8.9	＞11

由上表数据分析应调节溶液pH最好为          （填字母）．
a.9　　　　　b.10　　　　　c.11
（4）MnO₂精处理的主要步骤：
步骤1：用3%H₂O₂和6.0mol?L^-1的H₂SO₄的混合液将粗MnO₂溶解，加热除去过量H₂O₂，得MnSO₄溶液（含少量Fe³⁺ ）．反应生成MnSO₄的离子方程式为          ．
步骤2：冷却至室温，滴加10%氨水调节pH为6，使Fe ³⁺ 沉淀完全，再加活性炭搅拌，抽滤．加活性炭的作用是          ．
步骤3：向滤液中滴加0.5mol?L^-1的Na₂CO₃溶液，调节pH至7，滤出沉淀、洗涤、干燥，并在空气中灼烧至黑褐色，生成MnO₂．灼烧过程中反应的化学方程式为2MnCO₃+O₂

△

2MnO₂+2CO₂ ．
（5）查文献可知，粗MnO₂的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡，然后制取MnCO₃固体．
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol?L^-1、体积相等和最佳浸泡时间下，浸泡温度对MnCO₃产率的影响如图1，由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在 ℃左右．
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下，酸的浓度对MnCO₃产率的影响如图2，由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol?L^-1左右．

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类型： 填空题 难度系数：难

某研究性学习小组在网上收集到如下信息：以贫软锰矿和有色金属冶炼厂的SO₂废气为原料制备高纯碳酸锰．已知，贫软锰矿的主要成分为MnO₂和少量Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃等杂质．工艺流程如图1：

已知：有关氢氧化物沉淀pH对应表

物质	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
氢氧化铁	2.7	3.7
氢氧化铝	3.3	5.2
氢氧化亚铁	7.6	9.6

请回答：
（1）在浸出液除杂过程中需通入适量空气并调节溶液的pH到5.0～5.5，沉淀部分杂质离子，此时滤渣I中主要含有（填化学式）．
（2）影响浸锰率的操作因素有多种，其中温度选择不合理时会产生杂质MnS₂O₆造成锰损失．温度对浸锰率的影响见图2、图3．

为了提高锰的浸出率，请选择合适的条件          ．（填序号）
a．30℃～120℃b．150℃～155℃c．180℃以上
（3）在滤液中加入NH₄HCO₃生成MnCO₃的同时还可以获得一种作为肥料的副产物，写出该过程的化学反应方程式          ，从废液中分离出该副产物的操作是蒸发浓缩、          ．若该分离过程在实验室进行，其中除了需要酒精灯、蒸发皿、玻璃棒外，还需要          ．
（4）现有含锰质量分数为20%的贫锰矿1吨，若按照上述工艺锰的产率为82.5%，最终获得碳酸锰的质量          ．

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类型： 填空题 难度系数：中

（2014秋?武昌区校级期末）石墨在材料领域有重要应用．某初级石墨中含SiO₂（7.8%）、Al₂O₃（5.1%）、Fe₂O₃（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质．设计的提纯与综合利用工艺如图：（注：SiCl₄的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）

（1）向反应器中通入Cl₂前，需通一段时间N₂，主要目的是          ．
（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物．气体Ⅰ中的碳氧化物主要为          ．由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为          ．
（3）步骤①为：搅拌、          ．所得溶液Ⅳ中的阴离子有          ．
（4）由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为AlO₂^-+CH₃COOCH₂CH₃+2H₂O

△

CH₃COO^-+CH₃CH₂OH+Al（OH）₃↓ ，100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为 kg．

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类型： 填空题 难度系数：中

水是人类赖以生存不可缺少的物质，水质优劣直接影响人体健康，为了探究水质优劣，某综合实验小组来自来水厂参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如图所示：

提供的试剂：饱和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、Ba（NO₃）₂溶液、75%的乙醇、生石灰、CCl₄、BaCl₂溶液
（1）天然水中溶解的气体主要有          、          ．硬度为1°的水是指每升水含10mg CaO或与之相当的物质（如7.1mg MgO）．某天然水中c（Ca²⁺）=1.2×10^-3mol?L^-1，c（Mg²⁺）=6×10^-4mol?L^-1，则此水的硬度为          ．
（2）为除去源水中含有Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^-、Cl^-、SO₄^2-等离子，选出a所代表的试剂，按加入的顺序依次为          （只填化学式）．
（3）天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是          ，其净水作用的原理是         :middle">Al（OH）₃+3H⁺或Fe³⁺+3H₂O

Fe（OH）₃+3H⁺，水中发生水解生成相应氢氧化物胶体，它可吸附天然水中悬浮物并破坏天然水中的其他带异电的胶体，使其聚沉，达到净化目的．
（4）金矿开采、冶炼和电镀工业会产生大量含氰化合物的污水，其中含氰化合物以HCN、CN^-和金属配离子M（CN）^m_n的形式存在于水中．测定污水中含氰化合物含量的实验步骤如下：

I．水样预处理：水样中加入磷酸和EDTA，在pH＜2的条件下加热蒸馏，蒸出所有的HCN，并用NaOH溶液吸收．
Ⅱ．滴定：将吸收液调节至pH＞ll．以“试银灵”作指示剂，用AgNO₃标准溶液滴定，终点时溶液由黄色变成橙红色，反应的离子方程式为：Ag⁺+2CN^-═[Ag（CN）₂]^-．
根据以上知识回答下列问题．
①水样预处理的目的是．
②水样预处理的装置如图所示，细导管插入吸收液中的目的是．蒸馏瓶比吸收液面要高，其原因是防止倒吸．
③准确移取某工厂污水100mL，经处理后用浓度为01000mol?L^-1的AgNO₃标准溶液滴定，终点时消耗
了21.00mL．此水样中含氰化合物的含量为109.2 mg?L^-1（以CN计，计算结果保留一位小数）．

答案解析

类型： 填空题 难度系数：中

物质分离、提纯的实验方案设计试题及答案-高中化学-云返教育

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