课时作业2物质的分离和提纯

课时作业(二)物质的分离和提纯1.下列实验操作正确的是()A．蒸发操作时，应使混合物中的水分完全蒸干后，才能停止加热B．蒸馏操作时，应使温度计的水银球插入蒸馏烧瓶溶液中C．分液操作时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出D．萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大答案：C解析：蒸发操作时，当在蒸发皿中出现较多固体时停止加热；蒸馏操作时，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处；萃取操作时，有机萃取剂应与水互不相溶，其密度可大于水也可以小于水。2．按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。下列说法错误的是()A．步骤(1)需要过滤装置B．步骤(2)需要用到分液漏斗C．步骤(3)需要用到坩埚D．步骤(4)需要蒸馏装置答案：C解析：A项，从流程图可知，经过操作(1)，混合体系一分为二(滤液和不溶性物质)，所以该步骤为过滤；B项，经过操作(2)，混合体系一分为二(水层和有机层)，则该步骤为分液，用到的主要仪器为分液漏斗；C项，从得到的物质可知，该步骤为蒸发结晶过程，用到的仪器是蒸发皿、玻璃棒和酒精灯等，不用坩埚；D项，从有机层分离出甲苯，依据甲苯和甲醇二者沸点差别较大，采取蒸馏法进行分离。3．分离或提纯下列各组混合物所选用的方法最合理的是()A．除去C2H6中的C2H4——高温、高压、催化剂作用下通入氢气B．除去O2中的N2——通过灼热的Cu网C．除去CO2中的SO2——通入饱和Na2CO3溶液，洗气D．分离NaNO3和BaSO4的混合物——溶解、过滤答案：D解析：由于通入的氢气的量难以控制，A错；除去N2中的O2可通过灼热的Cu网，B错；二氧化碳可与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，C错；NaNO3易溶于水，BaSO4难溶于水，根据这一性质，采用溶解、过滤的方法可将NaNO3和BaSO4的混合物分离，D正确。4．(2016·四川自贡模拟)下列有关除杂的实验操作合理的是()A．除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳：通入适量氧气后点燃B．除去氧气中少量氮气：使气体通过炽热的铜粉C．除去石英中少量碳酸钙：用稀盐酸溶解后过滤D．除去氯化钠固体中少量的纯碱：加入足量氯化钙，过滤、蒸发、结晶答案：C解析：二氧化碳中通入适量氧气，少量一氧化碳不能燃烧；将氧气和氮气通过炽热的铜粉，氧气与铜粉反应而除去；碳酸钙与稀盐酸反应，石英即二氧化硅不与稀盐酸反应，再过滤，这样就可以除掉石英中的碳酸钙。5．(2016·秦皇岛模拟)化学实验中的很多气体是用盐酸来制取的，这就导致了制取的气体中往往含有HCl杂质，要除去HCl杂质而得到纯净的目标气体，可用图示装置。如果广口瓶盛装的是饱和NaHCO3溶液，则可以用于下列哪种气体的除杂装置()A．H2B．Cl2C．SO2D．CO2答案：D解析：要用该装置来得到纯净的目标气体，一是目标气体不能被吸收，二是不能引入新的杂质。A、B、C都能混入杂质气体CO2，同时SO2也会溶解在水中。6．(2016·武威模拟)对下列各组物质：①NaNO3和NaCl；②CaCl2和CaCO3；③MnO2和KCl；④BaSO4和AgCl，可按照溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序，将它们相互分离的是()A．只有①B．③④C．②③D．②④答案：C解析：要将两种固体按溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序分离，必需的条件是其中一种固体难溶于水，另一种固体易溶于水。对于所给出的物质组：①两者都易溶；④两者都难溶，均不能用指定的方法分离。②CaCl2易溶，CaCO3难溶；③MnO2难溶，KCl易溶，可用指定方法分离。7．下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是()选项目的分离方法原理A分离溶于水的碘乙醇萃取碘在乙醇中的溶解度较大B分离乙酸乙酯和乙醇分液乙酸乙酯和乙醇的密度不同C除去KNO3固体中混有的NaCl重结晶NaCl在水中的溶解度很大D除去丁醇中的乙醚蒸馏丁醇与乙醚的沸点相差较大答案：D解析：分离溶于水的碘用萃取方法，但不能用乙醇做萃取剂，因乙醇和水混溶，A项错误。分离互不相溶的液体混合物用分液法，乙酸乙酯和乙醇是相溶的，不能用分液法分离，B项错误。除去KNO3固体中混有的NaCl，用重结晶的方法，原理是硝酸钾的溶解度随温度的变化较大，题中所述原理有误，C项错误。除去丁醇中的乙醚，利用沸点不同用蒸馏法进行分离，D项正确。8．下列混合物的除杂方法与发生反应的类型均正确的是()混合物加入试剂或方法反应类型A除去O2中的CO通入炽热的CuO中化合反应B除去CO2中的HCl通入饱和NaHCO3溶液中中和反应C除去CaCO3中的Na2CO3溶解、加入BaCl2溶液复分解反应D除去NaCl中的Na2CO3加入适量盐酸、蒸发复分解反应答案：D解析：A项中，CO会转化为新的杂质CO2；B项中，NaHCO3与盐酸发生复分解反应；C项中，溶解后过滤得到CaCO3和BaCO3的混合物。9．为了将混有K2SO4、MgSO4的KNO3固体提纯，并制得纯净的KNO3溶液，某学生设计如下实验方案：KNO3K2SO4MgSO4――→①――――――――――→加入溶液②―――――――――→加入溶液③――――――――→加入溶液④悬浊液――→过滤滤液―――――――→加入适量盐酸调节pH――→加热煮沸KNO3(1)操作①为________。(2)操作②～④加入的试剂依次可以为_____________________________。(3)如何判断SO2－4已除尽？____________________________________。(4)实验过程中产生的多次沉淀________(填“需要”或“不需要”)多次过滤，其理由是_______________________________________________。(5)该同学的实验设计方案是否严密？请说明理由：_______________________________________________________________________________。答案：(1)加水溶解(2)Ba(NO3)2、K2CO3、KOH或KOH、Ba(NO3)2、K2CO3或Ba(NO3)2、KOH、K2CO3(3)静置，在上层澄清溶液中再加入少量Ba(NO3)2溶液，若不变浑浊，表明SO2－4已除尽(4)不需要几个沉淀反应互不干扰，因此最后只过滤一次，可减少操作程序(5)不严密；因为加入盐酸调节溶液的pH会引入新杂质Cl－，应加入稀硝酸调节pH解析：沉淀反应必须在溶液中进行，以便充分反应，并使杂质完全沉淀，所以首先应当将固体配制成溶液。除去SO2－4、Mg2＋的方法一般是使它们分别形成BaSO4和Mg(OH)2沉淀，所以需要加入稍过量的Ba(NO3)2和KOH溶液，过量的Ba2＋可用K2CO3溶液除去，因此实验时必须先加入Ba(NO3)2溶液，后加入K2CO3溶液，同时要注意不可加入BaCl2、Na2CO3和NaOH溶液进行除杂，也不可用稀盐酸调节溶液的pH，否则会引进杂质Na＋和Cl－。10．已知废旧干电池中的填充物主要有二氧化锰、炭黑、氯化锌、氯化铵、淀粉糊、Mn2O3、ZnO、FeO、汞的化合物等。某实验小组的同学拟回收废旧电池中的成分，主要操作流程如下图：试回答下列问题。(1)步骤①用玻璃棒搅拌的目的是_________________________；步骤②过滤后，滤液中的主要溶质有________(填化学式)；步骤③中灼烧的目的是_______________________________________________。(2)经过步骤③得到的是粗制二氧化锰，要得到精制的二氧化锰还需将粗制二氧化锰用稀硝酸洗涤和蒸馏水洗涤，稀硝酸的作用是_____________________________________________________________________________________。(3)写出步骤④中发生反应的化学方程式：________________________，经过步骤②得到的固体干燥后，用氯酸钾与之混合加热的实验________(填“能”或“不能”)代替实验④。(4)已知NH4Cl和ZnCl2的溶解度(g/100g水)如下表：温度(℃)2030406080NH4Cl37.231.445.865.677.3ZnCl2396437452541614从滤液中分离NH4Cl和ZnCl2的方法是___________________________。(5)从有害物质必须特殊处理的角度考虑，上述设计不合理的地方是________。答案：(1)促进废干电池筒中的可溶性物质溶解ZnCl2、NH4Cl除去其中的炭黑和有机物(2)除去其中的低价锰的氧化物和其他金属化合物(3)2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑不能(4)结晶(重结晶)(5)没有回收有害物质汞，在实验过程中会产生汞蒸气污染解析：(1)溶解时用玻璃棒搅拌的主要目的是加速其中的电解质溶解于水；废干电池中的氯化铵和氯化锌可溶于水；灼烧的目的是除去滤渣中的炭黑和淀粉等有机物。(2)Mn2O3及其中的其他金属氧化物能溶于稀硝酸，MnO2不溶于稀HNO3从而分离。(3)二氧化锰能催化过氧化氢分解放出氧气，从而间接检验二氧化锰，直接用含有机物的不纯二氧化锰与氯酸钾作用会引起爆炸。(4)由溶解度数据知，两者溶解度相差很大，先蒸发溶剂然后冷却结晶就可得较纯净的氯化铵晶体。11．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制的流程：根据上述流程回答下列问题：(1)混合①中发生反应的化学方程式为___________________________。(2)混合①中使用冰水的目的是________________________________。(3)操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是________、________。操作Ⅲ一般适用于分离________混合物(选填编号)。a．固体和液体B．固体和固体c．互不相溶的液体D．互溶的液体(4)混合②中加入Na2SO3的目的是________。(5)纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色，于是甲、乙两位同学设计了简单实验加以探究：甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为________，若假设成立，可观察到的现象为________。乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为________，其用于证明该假设所用的试剂为________。答案：(1)SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4(2)降低体系温度，防止溴挥发，使反应完全(3)过滤蒸馏d(4)除去粗品中未反应完的溴(5)KSCN溶液溶液变成红色含有Br2CCl4解析：(1)SO2具有还原性，Br2具有氧化性，能发生反应SO2＋Br2＋2H2O===2HBr＋H2SO4。(2)降低体系温度，可以增大SO2气体在水中的溶解性，同时防止溴挥发。(3)操作Ⅱ是分离固体和溶液，采用过滤；操作Ⅲ是分离相互溶解的液体，采用蒸馏的方法。(4)Na2SO3具有还原性，可以将溴单质还原为溴离子，从而除去粗品中未反应完的溴。(5)Fe3＋、Br2的检验方法。