专项训练 无机物的分离提纯(解析版).docx
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1、专项训练 无机物的分离提纯(解析版)1NH4Al(SO4)212H2O俗称铵明矾,其性质稳定,是化学实验中常用的基准试剂,借助碳酸氢铵与硫酸钠可以制备纯净的铵明矾,制备过程如图所示。下列相关说法错误的是A为加快操作的速率,实验时采用抽滤,常用玻璃纤维替代滤纸B操作的基本过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥C滤液a中加稀硫酸调节pH=2的目的是抑制NH的水解D将气体a通入饱和纯碱溶液中会有晶体析出,该晶体与固体a成分相同【答案】C【分析】碳酸氢铵饱和溶液与硫酸钠反应,生成碳酸氢钠和硫酸铵,然后制成高温时的饱和溶液,进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作,可以得到碳酸氢钠固体,滤液a中
2、加稀硫酸调节pH=2的目的是除去没有反应的,气体a为二氧化碳,通入到饱和的纯碱溶液中会有产生碳酸纸钠晶体析出,以此分析;【详解】A操作为过滤,采用抽滤可以加快过滤速率,玻璃纤维性质稳定,且韧性比滤纸的韧性好,可以替代使用,A正确;B操作是从铵明矾溶液中得到铵明矾固体,采取蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作,B正确;C滤液a中加稀硫酸调节pH=2的目的是除去,C错误;D气体a为二氧化碳,通入饱和纯碱溶液中会有碳酸氢钠晶体析出,与固体a(碳酸氢钠)成分相同,D正确;故答案为:C。2用海水得到的粗盐中含有较多杂质(如不溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等),粗盐提纯的流程
3、如图所示。下列说法错误的是A步骤均会使用的仪器是玻璃棒B步骤所加X溶液和步骤所加Y溶液的顺序可以调换C步骤加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3D该提纯过程未涉及氧化还原反应【答案】B【详解】A步骤均会使用的仪器是玻璃棒,A正确;B步骤所加氯化钡溶液和步骤所加碳酸钠溶液的顺序不可以调换,会导致滤液中含有钡离子,B错误;C步骤加入盐酸的目的是除去过量的NaOH和Na2CO3,C正确;D该提纯过程涉及的均为复分解反应,不涉及氧化还原反应,D正确;故选B。3聚合硫酸铝铁(PFAS)是一种新型高效水处理剂。以粉煤灰(主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等)为铝源,利用硫铁矿烧渣(主要成分
4、为Fe3O4、FeO、SiO2等)为铁源,制备PFAS 的工艺流程如下:下列说法错误的是A“沉淀”时反应的离子方程式为B滤渣II的主要成分为SiO2C“氧化”时温度不宜过高是防止H2O2受热分解D为提高“酸溶”和“碱溶”的速率可适当升高温度【答案】A【分析】粉煤灰主要成分为Al2O3、Fe2O3、FeO等,用氢氧化钠“碱溶”,氢氧化钠和Al2O3反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,用硫酸溶解氢氧化铝生成硫酸铝溶液,蒸发结晶得硫酸铝晶体;硫铁矿烧渣主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等,用硫酸“酸溶”得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液,加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸
5、铁,蒸发结晶得硫酸铁晶体;硫酸铝和硫酸铁混合得聚合硫酸铝铁。【详解】A“沉淀”时偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为,故A错误;B硫铁矿烧渣主要成分为Fe3O4、FeO、SiO2等,用硫酸“酸溶”得到硫酸铁、硫酸亚铁溶液,SiO2和硫酸不反应,滤渣 II 的主要成分为SiO2,故B正确;C“氧化”时温度不宜过高是因为过氧化氢易分解,故 C 正确;D适当升高温度可提高反应速率,故 D正确;选A。4某化学兴趣小组模拟侯氏制碱法进行实验,流程如下图。下列说法正确的是A该流程中可循环的物质只有B生成的离子方程式为:C获得纯净晶体的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥
6、D用澄清石灰水可以鉴别和【答案】B【分析】侯氏制碱法是向饱和的氨、食盐水中通入二氧化碳,生成溶解度小的碳酸氢钠沉淀出来,氯化铵留在溶液中,过滤后对碳酸氢钠再加热分解得到纯碱碳酸钠,向母液中加入氯化钠固体,由于氯离子浓度增大会使氯化铵析出,母液可以循环使用。【详解】A流程中可以循环使用的物质有二氧化碳和氯化钠溶液,故A 错误;B生成的离子方程式为:方程式正确,故B正确;C由溶解度图可知,氯化铵溶解度随温度升高而增大,因此从溶液中得到氯化铵固体要用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故C错误;D和与石灰水都有白色沉淀,不能用石灰水鉴别两种物质,故D错误;答案选B。5实验室通过对市售85%磷酸溶液
7、进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸晶体,实验装置如图。已知:纯磷酸的熔点为42,沸点为261,易吸潮。纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于21易形成(熔点为30),高于100则发生分子间脱水生成焦磷酸。下列实验装置和操作不能达到实验目的的是A图甲中使用的、浓硫酸、的目的均为干燥气体B向图乙得到的过饱和磷酸溶液中加入磷酸晶体,可以促进其结晶C图丙中冷凝管的进水口是b,具支烧瓶中得到磷酸溶液D磷酸中少量的水极难除去的原因是磷酸可与水分子间形成氢键【答案】C【分析】空气通过氯化钙除水,经过安全瓶后通过浓硫酸除水,然后通过五氧化二磷,干燥的空气流入毛细管对烧瓶中的溶液进行搅拌,同时还具有加速水逸
8、出和防止溶液沿毛细管上升,可作为气化中心使减压蒸馏顺利进行,将85%磷酸溶液进行减压蒸馏除水、结晶除杂得到纯磷酸。【详解】A纯磷酸制备过程需要严格控制温度和水分,CaCl2、浓硫酸、P2O5的目的均为干燥气体,A正确;B过饱和溶液暂时处于亚稳态,当加入一些固体的晶体或晃动时可使此状态失去平衡,过多的溶质就会结晶,因此可向磷酸的过饱和溶液中加入磷酸晶种促进其结晶,B正确;C纯化过程中,在圆底烧瓶中放入磷酸并水浴加热得到磷酸晶体,蒸发水分,在蒸馏管中,冷凝水b进a出,具支烧瓶中得到水,C错误;D磷酸的结构式为,分子中含有羟基,可与水分间形成氢键,因此理论你是中少量的水难除去,D正确;故答案为:C。
9、6食盐补碘剂的工业生产流程如图所示:已知:“酸化氧化”后,溶液中主要含有、及少量氯气。下列说法错误的是A参与反应的和的物质的量之比为35B“逐氯”可采用加热的方法,原理是气体的溶解度随温度升高而降低C试剂X最适宜选用KOH溶液D实验室中进行过滤操作时,用到的硅酸盐仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒【答案】A【分析】KClO3溶液和I2经“酸化氧化”后,溶液中主要含有K+、H+、IO、Cl-及少量氯气。采用加热的方法“逐氯”后,经结晶、过滤可得KH(IO3)2晶体,将晶体热水溶解,加试剂X调节pH,为不引入杂质离子,选用KOH溶液,反应生成KIO3,降温结晶得到KIO3晶体,据此分析解答。【详解】A根据题
10、给已知信息,和恰好完全反应生成相应离子时,和的物质的量之比为3:5,有生成说明未被完全还原为,即参与反应的和物质的量之比小于3:5,A项错误;B去除溶液中的气体可采用加热的方法,利用了气体的溶解度随温度升高而降低的原理,B项正确;C试剂X与反应生成,应选用碱,为不引入杂质离子,选用KOH溶液最佳,C项正确;D在过滤过程中,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒,它们均属于硅酸盐材质,D项正确;故选A。7实验室从废定影液含和等中回收和的主要步骤:向废定影液中加入溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制;制取并通入滤液氧化,用苯萃取分液,最后蒸馏分离苯和溴。部分操作的装置如图,下列叙述正确的是A用装置甲
11、在通风橱中高温灼烧制取B用装置乙制备C用装置丙分液时,从下口放出有机相D用装置丁分离苯和溴【答案】B【分析】甲装置为蒸发结晶,乙不加热制备Cl2,丙为萃取分液,丁为蒸馏装置。【详解】AAg2S在高温灼烧时产生污染的气体SO2,需要在通风橱进行防止污染,灼烧选用坩埚,A项错误;B高锰酸钾将HCl氧化为Cl2,B项正确;C苯的密度小于水,苯和溴应该在上层,下口放出下层后从上口倒出苯层,C项错误;D溴和苯沸点不同,丁蒸馏利用物质沸点不同进行分离,但Br2易挥发污染环境不能敞口收集,D项错误;故选B。8一种制备高效漂白剂的实验流程如图所示,反应I中的反应为:,下列说法不正确的是A产品中可能含有B反应中
12、作氧化剂C的漂白原理与新制氯水、84消毒液相同D实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行【答案】B【分析】NaClO3和SO2在反应器I中发生氧化还原反应生成ClO2,3NaClO3+4SO2+3H2O=2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,ClO2在反应器中与双氧水、氢氧化钠反应发生氧化还原反应2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaClO2+2H2O+O2,生成亚氯酸钠,再经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤,洗涤,干燥得到其晶体。【详解】A在蒸发浓缩NaClO2溶液时,由于NaClO2不稳定,受热易分解,产品中可能含有NaCl,A正确;B反应:2ClO2+H2O2+2NaOH=2NaCl
13、O2+2H2O+O2,H2O2作还原剂,B错误;CNaClO2的漂白性是利用其强氧化性,新制氯水、84消毒液漂白也是利用其强氧化性,故三者漂白原理相同,C正确;D实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行,D正确;故选B。9室温时,实验室以含铬废液(主要离子含、)制取含溶液的流程如下:已知:室温时,“氧化”时转化为下列说法正确的是A“过滤”所得滤液中B“氧化”时的离子方程式为:C“酸化”时溶液pH越低,转化为的比例越低D将“含溶液”蒸干可得纯净的固体【答案】B【分析】含铬废液加入氢氧化钾调节pH,将三价铬转化为、将铁离子转化为氢氧化铁,过滤后滤渣加入过氧化氢、氢氧化钾将转化为,过滤分离出滤液,加入盐
14、酸酸化得到含有的溶液;【详解】A“过滤”所得滤液中pH=8,则pOH=6,A错误;B已知:“氧化”时转化为;过氧化氢具有强氧化性,“氧化”时过氧化氢在碱性条件下将氧化为,离子方程式为:,B正确;C,“酸化”时溶液pH越低,氢离子浓度越大,平衡逆向移动,使得转化为的比例越高,C错误;D在高温下会分解,将“含溶液”蒸干得不到纯净的固体,D错误;故选B。10某工厂用石膏、NH3、H2O、CO2制备(NH4)2SO4的工艺流程如图:下列说法正确的是A步骤反应的总离子方程式为CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+2NH+SOB通入NH3和CO2的顺序可以互换C操作2是将滤液蒸发结晶D为提高生
15、产效率,通入的CO2应过量,且CO2可循环利用【答案】A【分析】先通入氨气主要是形成碱性环境,便于二氧化碳的吸收,通入二氧化碳后发生的反应是CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3+(NH4)2SO4, 需要进行过滤操作,得到滤液和碳酸钙,对滤液进行加热浓缩、冷却结晶过滤洗涤干燥即可的打破较纯净的硫酸铵晶体,碳酸钙进行加热煅烧得到生石灰和二氧化碳,二氧化碳可以进行回收利用,二氧化碳的量需要控制变量,因此过量的二氧化碳与碳酸钙反应会溶解碳酸钙,以此解答。【详解】A硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀,步骤反应的总离子方程式为:CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaC
16、O3+2NH+SO,故A正确;B由于CO2微溶于水,NH3易溶于水,应先通入足量NH3,使溶液呈碱性,然后再通入适量CO2,通入NH3和CO2的顺序不可以互换,故B错误;C由分析可知,操作1过滤后得到(NH4)2SO4溶液,加热制成饱和溶液,再降温冷却,结晶析出,过滤,则可以使硫酸铵从溶液中结晶析出,操作2是溶液中得到溶质固体的过程,需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥等,故C错误;D反应过程中需通入适量二氧化碳,否则二氧化碳会和碳酸钙反应导致碳酸钙溶解,故D错误;故选A。11以工业废渣主要成分为,杂质为为原料制备的流程如图:氯化时控制温度在75左右进行,充分反应后过滤所得滤液为、的混合溶液。
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