9 .物质的分离、提纯与检验---高中化学一轮复习全套教学案详细解析

1 【专题九】物质的检验、分离、提纯 【考点突破】 考点 1 物质的分离和提纯 1.分离和提纯的区别 (1)分离：通过一定的方法，把混合物中的几种物质分离开的操作。 (2)提纯：通过适当方法，把混合物中的杂质 除去以得到纯净物质的操作。 2.物理方法分离和提纯物质 (1)过滤:过滤是除去溶液中不溶于溶剂的杂质的方法。过滤时应注意： ①一贴：滤纸紧贴漏斗内壁,中间不留有气泡，否则会降低过滤速率。 ②二低：滤纸边缘低于漏斗边缘,防止液面高于漏斗边缘而溢出；漏斗中的液面低于滤纸边缘，防止过滤液 从滤纸和漏斗之间流下，造成过滤出的液体不纯。 ③三接触：烧杯应与玻璃棒接触,防止过滤液溢出漏斗；玻璃棒与滤纸的三层相接触，防止液体冲破滤纸； 漏斗的下端与接受过滤的烧杯内壁接触，加快过滤速率。 (2)蒸发和结晶 ①蒸发结晶:把溶液中的溶剂蒸干得到溶质晶体，如蒸发饱和食盐水得到 NaCl 晶体。 ②冷却结晶:根据混合物中各成分在某种溶剂中随温度变化，溶解度改变不同，制成某种溶质的热饱和溶液 后，降温使其中一种溶质大部分析出，而余下的溶质仍留在溶液中的分离方法。如冷却结晶的方法分离 NaCl 和 KNO3 的混合物。 蒸发液体时，要用玻璃棒搅拌，防止由于局部过热液体溅出，当蒸发过程中出现较多固体时，应停止 加热，用余热使剩下的溶剂蒸干，如果后期仍加热，固体会从容器中溅出。 (3)蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。 用蒸馏原理分离几种成分的混合液体叫分馏。分馏时注意：在蒸馏烧瓶中加入碎瓷片，防止液体暴沸。 温度计水银球应与蒸馏烧瓶支管下沿在同一水平线上。 (4)分液和萃取 分液是把两种互不相溶的密度不同的液体分离开的方法。2 萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶 液中提取出来的方法。 萃取剂的选择应符合以下要求： ①萃取剂与原溶剂不能互溶(如用酒精从碘水中萃取 I2 的方法不妥)； ②溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度； ③萃取剂不能挥发(如用乙醚从溴水中萃取 Br2 的方法不妥)。 萃取分液时，先把下层液体从分液漏斗下端放出，后把 上层液体从分液漏斗口倒出。 (5)升华：利用某些物质具有升华的特性，使其和其他不具有升华性质的物质分离开来，如分离 I2 和 SiO2 的混合物。 (6)渗析：利用半透膜(如羊皮纸、 玻璃纸等)使胶体与混在一起的分子、离子分离的方法。如从淀粉葡萄糖 的溶液中提纯淀粉胶体。 3.化学方法分离和提纯物质 (1)用化学方法分离和提纯物 质注意点 ①不增：不引进新的物质； ②不减：不能损耗或减少被提纯的物质； ③易分：易使杂质与被提纯的物质分离。 (2)具体方法 ①生成沉淀法:如除去 K2SO4 溶液中少量的 MgSO4 杂质：向混合液中加入过量 KOH 溶液，过滤出 Mg(OH)2 沉淀后，向滤液中加入适量硫酸即可得 K2SO4 溶液。 ②生成气体：例如除去 Na2SO4 溶液中少量的 Na2CO3：加入适量稀硫酸，将 转变为 CO2 即可。 ③氧化还原法：如除去 FeCl3 溶液中的少量 FeCl2 杂质，可先通入适量 Cl2 将 FeCl2 氧化成 FeCl3；除去 FeCl2 溶液中的少量 FeCl3 杂质，可加入适量铁粉将 FeCl3 还原即可。 ④正盐、酸式盐相互转化 除去 Na2CO3 中含有的 NaHCO3 杂质，可将固体加热使 NaHCO3 分解成 Na2CO3 即可；除去 NaHCO3 溶 液中含有的 Na2CO3 杂质，向溶液中通入 CO2 使 Na2CO3 转化成 NaHCO3 即可。 4.有机物的分离和提纯 有机物的分离和提纯应具体问题具体分析,下表为常见方法： 混合物 试剂 分离方法 主要仪器 苯(苯甲酸) NaOH 溶液 分液 分液漏斗 苯(苯酚) NaOH 溶液 分液 分液漏斗 乙酸乙酯(乙酸) 饱和 NaHCO3 溶液 分液 分液漏斗 溴苯(溴) NaOH 溶液 分液 分液漏斗 硝基苯(混酸) NaOH 溶液 分液 分液漏斗 方法点击 一般用化学方法除杂，就是在混合物中加入除杂剂与杂质反应，再用相应的方法除去杂质。但 有时需逆推，利用被提纯的物质使加入的除杂剂与被提纯的物质反应，从而达到目的。例如:除去 Al2O3 固 体中 Fe2O3 固体可采用以下方法： 向固体中加入过量 NaOH 溶液充分反应后，过滤出 Fe2O3 固体，向滤液中通入过量 CO2 气体充分反应 后过滤得 Al(OH)3 固体，加热该固体可得 Al2O3 固体。 考点 2 物质的鉴别 鉴别通常是指对于某一种物质的定性检验，根据物质的化学特征，分别检出阴离子、阳离子，鉴别是 指对存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认。 1.几种重要阳离子的检验 ①Ba2+能使稀硫酸或可溶性硫酸盐产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。 ②Mg2+能使澄清的石灰水变浑浊，反应生成白色 Mg(OH)2 沉淀,该沉淀能溶于盐酸。 ③Al3+能与适量的 NaOH 溶液反应，生成白色 Al(OH)3 沉淀,该沉淀能溶于盐酸或 NaOH 溶液。 −2 3CO3 ④Ag+能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色 AgCl 沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，但溶于氨水，生成银氨 溶液。 ⑤ 铵盐(或浓溶液)与 NaOH 溶液反应，加热，放出无色有有刺激性气味的气体能使湿润的红色石蕊 试纸变蓝；用蘸有浓 HCl 的玻璃棒靠近时冒白烟。 ⑥Fe2+ 能与少量 NaOH 溶液反应，先生成白色的 Fe(OH)2 的沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红棕色的 Fe(OH)3 沉淀，或向亚铁盐的溶液中加入 KSCN 溶液，不显红色,加入少量新制氯水后，立即显红色。 ⑦Fe3+加入 KSCN 溶液，立即显红色，能与 NaOH 溶液反应，生成红棕色的 Fe(OH)3 沉淀。 2.几种重要阴离子的检验 ①Br- 能与 AgNO3 或可溶性银盐反应，生成淡黄色 AgBr 沉淀，沉淀不溶于稀硝酸。 ②I-能与 AgNO3 或可溶性银盐反应，生成黄色 AgI 沉淀， 沉淀不溶于稀硝酸。 ③ 浓溶液与强酸反应，产生无色有刺激性气味的气体。能使品红褪色，加热后又显红色。能使 KMnO4 酸性溶液褪色。能与 BaCl2 反应生成白色 BaSO3 沉淀，该沉淀溶于盐酸, 产生无色有刺激性气味的气体。 3.几种有机物的检验 ①乙醇：灼热的 CuO 反应，使其表面黑色的 CuO 变成光亮的红色，并产生有刺激性气味的乙醛；乙醇、 乙酸与浓硫酸的混合物加热反应，将生成的气体通入饱和 Na2CO3 溶液，有水果味的乙酸乙酯生成。 ②苯酚：能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀，能与 FeCl3 溶液反应生成紫色溶液。 ③甲醛：能发生银镜反应，或与新制 Cu(OH)2 加热生成红色的 Cu2O 沉淀。 4.用一种试剂或不同试剂鉴别物质 用一种试剂或不同试剂鉴别物质时，所选的试剂必须能和大多数的鉴别物质发生反应，而且产生不同 的实验现象，常用的鉴别试剂有 FeCl3 溶液、稀硫酸、NaOH 溶液等。 不用其他试剂鉴别物质时，一般从以下方面考虑： ①某些物质的特殊性(颜色、气味、溶解性等)。 ②采用一种试剂与其他物质反应产生不同的现象，进行综合分析鉴别。 方法点击 除掉饱和气态烃中的不饱和气态烃(如除去 C2H6 中的 C2H2)通常只能用溴水而不能用 KMnO4 酸 性溶液，原因是 KMnO4 酸性溶液能把 C2H2 氧化成气体 CO2，C2H6 中又增加了新的杂质。但在鉴别饱和气 态烃和不饱和气态烃时，既可以用溴水，又可以用 KMnO4 酸性溶液，饱和气态烃既不与溴水反应，又不 与 KMnO4 酸性溶液反应，而不饱和气态烃既可以与溴水反应，又与 KMnO4 酸性溶液反应。 所以我们在做题时，一定要看准题目要求，是鉴别还是除杂。在叙述实验过程时，要注意细节，如在 鉴别时不答取少量试剂的不给分，实验现象中有试剂名称的要扣分。 【精题精讲】 例 1 运用化学知识可以解决日常生活中遇到的许多问题，下列说法不正确的是( ) A.食用 松花蛋时蘸些食醋可以去除氨味 B.用双氧水的稀溶液清洗伤口可以杀菌消毒 C.用淀粉溶液检验食盐中是否是加碘盐 D.用稀硝酸回收利用破碎热水瓶胆内的银 答案：C 解析：食醋中含有醋酸，呈酸性，能与氨发生中和反应，所以可以去除氨味。双氧水具有强氧化性，可以 杀菌消毒。加碘盐中的碘元素是以 KIO3 的形式存在，而淀粉只有遇到单质状态的碘时，才显蓝色，所以 淀粉不能检验出碘盐中碘的存在。稀硝酸能与银反应，生成硝酸银，再用另外的金属，比如铁即可把银还 原出来。 例 2 为确定下列置于空气中的物质是否变质，所选检验试剂(括号内物质)不能达到目的的是( ) A.NaOH 溶液〔Ba(OH)2 溶液〕 B.FeSO4 溶液(KSCN 溶液) C.KI 溶液(淀粉溶液) D.Na2SO3 溶液(BaCl2 溶液) 答案：D + 4NH −2 3SO4 解析：A 选项中，若 NaOH 变质，必为吸收空气中的 CO2 生成 Na2CO3，滴加 Ba(OH)2 溶液，生成白色沉 淀。B 选项中，若 FeSO4 变质，则被空气中的氧气氧化，生成 Fe2(SO4)3，滴加 KSCN 溶液，溶液立即变为 红色。C 选项中，若 KI 变质，则被空气中的氧气氧化为 I2，滴加淀粉，溶液立即变蓝色。而 D 选项中， 不管 Na2SO3 是否变质，滴加 BaCl2 溶液，都会生成白色沉淀。所以只有 D 选项不能达到目的。 例 3 下列是除去括号内杂质的有关操作，其中正确的是( ) A.Fe2+(Fe3+)——加 KSCN 溶液后过滤 B.Cl2(HCl)——通过饱和氯化钠水溶液洗涤后收集 C.CO(H2)——让气体通过赤热的氧化铜 D.C2H4(C2H2)——与 H2 加成 答案：B 解析：三价铁离子与硫氰根离子结合生成络合物，过滤时通过滤纸达不到分离的目的；氢气和一氧化碳都 能与炽热的氧化铜反应，达不到除杂的目的；乙烯也能与氢气加成。C2H4、C2H2 都与 H2 加成达不到除杂 的目的；只有 B 正确：Cl2(HCl) ——通过饱和氯化钠水溶液洗涤除去 HCl 后收集。 例 4 某无色待检溶液 A 中含有 K+、Cl-、OH-、 、 ，为检验确认其中所含的各阴离子，可选用 的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、高锰酸钾溶液和酚酞试液。检验其中 OH-的实验方法 从略,检验其他阴离子的过程如图所示。 (1)图中试剂①④⑤的化学式分别为：①___________，④___________，⑤___________。 (2)图中现象 a、b、c 表明检验出的离子分别是：a.___________，b.___________，c.___________。 (3)无色溶液 A 中加试剂③的主要目的是____________________________________________。 (4)白色沉淀 A 中若加试剂③,而不加试剂②对实验的影响是___________________________。 答案：(1)Ba(NO3)2 KMnO4 AgNO3 (2) Cl- (3)中和 OH-,防止对 Cl-的检验产生干扰 (4)会使 对 的检验产生干扰,不能确认 是否存在 解析：本题是实验推断题。从气体+试剂溶液褪色，确定 B 为 SO2，试剂④是高锰酸钾溶液，由此向左推 可知试剂①是硝酸钡溶液，试剂②为盐酸，那么 A 中有 BaSO3 沉淀，还有 BaSO4 沉淀(B)。溶液中含有 OH-，验 Cl-时用硝酸银溶液，为防止 OH-的干扰，应先用硝酸酸化，所以试剂③为硝酸，试剂⑤是硝酸银 溶液，白色沉淀 C 为 AgCl。 由此可得溶液中一定含有 、 、Cl-。由于硝酸的氧化性，可将 氧化成 ，会使 对 的检验产生干扰,不能确认 是否存在。 例 5 某化学探究性实验小组的同学对铜与硝酸反应的实验进行了下列几方面的研究。 (1) 用 铜 屑 与 稀 硝 酸 反 应 的 实 验 反 应 速 率 较 慢 ， 为 加 快 反 应 的 速 率 ， 可 采 取 的 措 施 是 _______________________________________。 (2)铜与稀硝酸反应的离子方程式：_____________________________； 在 做 铜 与 稀 硝 酸 反 应 的 实 验 时 ， 常 观 察 到 试 管 内 生 成 的 气 体 先 为 浅 红 棕 色 ， 其 原 因 是 −2 3SO −2 4SO −2 3SO −2 4SO −2 3SO −2 4SO −2 4SO −2 3SO −2 4SO −2 3SO −2 4SO −2 3SO −2 4SO −2 4SO5 _____________________________； 为了能直接观察到生成的气体的颜色，可在往稀硝酸中加入铜的同时，加入少量碳酸盐即可达目的。那么 加入碳酸盐的作用是_____________________________。 (3)在做铜与浓硝酸反应的实验时，实验小组为了减少污染，设计了以下四种装置，希望既能观察到反应现 象，又能在不拆卸、不增加仪器的情况下使 NO2 被吸收(注：NaOH 溶液可吸收 NOx)以避免污染环境。他 们设计的装置能达到目的的是___________。(填序号) (4)实验小组利用上图中的___________装置(填序号)，可以在不拆卸、不增加仪器的情况下，用同一装置先 后连续完成铜与浓、稀硝酸的反应。要达到此目的，棉球 a 蘸的物质是___________ ，液体 b 为 ___________。 答案：(1)微热(或加热)，用铜粉替代铜屑(答任意一点即给分) (2)3Cu+2 +8H+====3Cu2++2NO↑+4H2O 试 管 内 有 空 气 存 在 ， 将 生 成 的 NO 氧 化 为 NO2( 或 2NO+O2====2NO2) 碳酸盐与硝酸反应速率快，生成的 CO2 排走了试管内的空气 (3)①③ (4)③ NaOH 溶液 蒸馏水 解析：(1)影响化学反应速率的内因是反应物本身的性质，外因是反应的温度、接触面积等。由于反应物已 经确定，要加快反应速率，只能通过升高温度或增大接触面积的方法加以实现。 (2)起初制一氧化氮时，由于装置内有一定量的空气，空气中有氧气，所以起初生成的一氧化氮总要与氧气 反应而使气体呈浅红棕色。要使气体不带有颜色，就要想法去除氧气，常见的为加入少量碳酸盐用产生的 气体排除，因为酸与盐的反应比氧化还原反应更容易进行。 (3)四套装置都能完成铜与浓硝酸的反应，并能观察实验现象，但②和④中反应生成的气体无法去除，所以 正确答案为①③。 (4)铜与浓、稀硝酸的反应中铜是相同的，但酸中一个为浓硝酸，一个为稀硝酸，要求“不拆卸、不增加仪 器”，浓硝酸变为稀硝酸时，只能通过加水来完成，所以只有③可以完成此操作，因为用注射器抽气就可 使实验试管内水的倒流。氮的氧化物的吸收，通常用 NaOH 溶液。 【专题演练】 (时间 90 分钟，满分 100 分) 第Ⅰ卷 　(选择题，共 48 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分) 1. 观察下图，若用 1 L 水来代表地球上的总水量，要比较精确地量取地球上的淡水量，应选择的仪器 是 (　　) − 3NO6 A．100 mL 烧杯　　　　　　B．50 mL 烧杯 C．100 mL 量筒 D．50 mL 量筒 解析：此题以实验题面目出现，考查了烧杯和量筒两种常见仪器，对学生的能力要求不高，但有教育 学生珍惜水资源的寓意．A 和 B 两选项都是烧杯，它不能较精确地测量液体体积；要较精确地测量出 1000×3%mL 水的体积，应选 50 mL 量筒，即 D. 答案：D 2．某溶液中含有 Fe2＋、Al3＋、Ag＋、Cu2＋，为了分别得到各含一种金属阳离子的沉淀，可采取：① 通入 H2S；②通入 CO2，③加 HCl 溶液，④加 NaOH 溶液 4 个步骤，设试剂均过量，且每次都把所生成的 沉淀过滤出来．其正确的操作顺序是 (　　) A．③①④② B．①③④② C．④②①③ D．④②③① 解析：四种粒子形成的沉淀分别为 Fe(OH)2 、Al(OH)3、AgCl、CuS. 答案：A 3．300 mL Al2(SO4)3 溶液中，含 Al3＋为 1.62 g，在该溶液中加入 0.1 mol/L Ba(OH)2 溶液 300 mL，反 应后溶液中 SO 2－4 的物质的量浓度为 (　　) A．0.4 mol/L B．0.3 mol/L C．0.2 mol/L D．0.1 mol/L 解析：n(Al3＋)＝1.62 g/27 g/mol＝0.06 mol，n(SO2－4 )＝0.09 mol.加入 Ba(OH)2 溶液中含 Ba2＋0.03 mol， 剩余 SO2－4 0.06 mol，此时溶液的体积为 600 mL，c(SO2－4 )＝0.1 mol/L. 答 案 ： D7 4.下列装置或操作能达到实验目的的是 (　　) 解析：A 项中集气瓶口塞有塞子，会发生爆炸危险，A 错误；B 项不符合构成原电池的条件，错误；C 项中关闭止水夹，利用注水法检查装置气密性，正确；D 项中 CO2 比空气重，应长管进气，短管出气，D 错误. 答案：C 5．若 NA 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 (　　) A．1 mol Cl2 作为氧化剂得到的电子数为 NA B．在 0℃、101 kPa 时，22.4 L 氢气中含有 NA 个氢原子 C．14 g 氮气中含有 7NA 个电子 D．NA 个一氧化碳分子和 0.5 mol 甲烷的质量比为 7∶4 解析：Cl2 作氧化剂时，还原产物为 Cl－，所以 1 mol Cl2 得到 2 mol 电子，A 错误；标准状况下，22.4 L H2 是 1 mol，氢原子为 2NA 个，B 错误；14 g N2 分子中含有的电子数为 14 g 28 g/mol×14 NA＝7NA，正确；NA 个 CO 分子的质量为 1 mol×28 g/mol＝28 g,0.5 mol CH4 的质量为 0.5 mol×16 g/mol＝8 g，所以二者的质量 比为 28 g∶8 g＝7∶2，D 错误． 答案：C 6．用过量的 H2SO4、NaOH、NH3·H2O、NaCl 等溶液，按下图所示步骤分开五种离子，则溶液①、 ②、③、④是 (　　)8 A．①NaCl　②NaOH　③NH3·H2O　④H2SO4 B．①H2SO4　②NaOH　③NH3·H2O　④NaCl C．①H2SO4　②NH3·H2O　③NaOH　④NaCl D．①NaCl　②NH3·H2O　③NaOH　④H2SO4 解析：Fe3＋、Al3＋都能与过量的 NH3·H2O 和 NaOH 溶液反应产生沉淀，Ba2＋和 Ag＋均能与过量的 H2SO4 产生沉淀，因此要将 5 种离子彻底分离，应先加入 NaCl，使 Ag＋沉淀，再加氨水，使 Fe3＋和 Al3＋ 沉淀，然后在沉淀中加 NaOH 溶液，使 Al(OH)3 溶解而与 Fe(OH)3 分离，在操作之后的溶液中加入 H2SO4， 使 Ba2＋产生 BaSO4 沉淀与 K＋分离，故答案为 D. 答案：D 7．下列各组溶液中，用括号内的试剂及物质间相互反应不能鉴别的一组是(　　) A．Ba(OH)2　KSCN　NaCl　Mg(NO3)2　(FeCl3 溶液) B．NaNO3　NaHCO3　(NH4)2SO3　Na2SiO3　(H2SO4 溶液) C．NH4Br　K2CO3　NaI　CaCl2　(AgNO3 溶液) D．(NH4)3PO4　NaBr　CuSO4　AlCl3　(KOH 溶液) 解析：A 项先用 FeCl3 溶液鉴别出 Ba(OH)2、KSCN，再用 Ba(OH)2 溶液可鉴别 N aCl、Mg(NO3)2; B 项 中现象依次是无现象、有无色无味气体产生，有无色刺激性气味的气体产生，产生白色沉淀，可直接鉴别； C 项无法区别 K2CO3 和 CaCl2(与 AgNO3 溶液反应均产生白色沉淀；D 项将 KOH 溶液加入 4 种溶液中，现 象依次是：产生刺激性气体、无现象、产生蓝色沉淀、产生白色沉淀然后逐渐溶解，可直接鉴别． 答案：C 8．下列叙述正确的是 (　　) A．相同条件下，N2 和 O3 的混合气体与等体积的 N2 所含原子数相等 B．等物质的量的甲基(—CH3)与羟基(—OH)所含电子数相等 C．常温常压下 28 g CO 与 22.4 L O2 所含分子数相等 D．16 g CH4 与 18 g NH ＋4 所含质子数相等 解析：1 个 N2 分子含有 2 个氮原子，1 个 O3 分子有 3 个氧原子，故相同条件下，等体积的 N2 和 O3 的 混合气体与 N2 所含的原子数不相等，A 错误；1 个甲基含 9 个电子，1 个羟基含 9 个电子，因此，等物质 的量的甲基与羟基所含的电子数相等，B 正确；常温常压下 22.4 L O2 不是 1 mol，C 错误；16 g CH4 含质9 子数为 16 g 16 g/mol×10×NA＝10NA,18 g NH ＋4 所含质子数为 18 g 18 g/mol×11×NA＝11NA，D 错误． 答案：B 9．为了除去粗盐中的 Ca2＋、Mg2＋、SO 2－4 及泥沙，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作．其中 正确的操作顺序是 (　　) ①过滤　②加过量的 NaOH 溶液　③加适量盐酸　④加过量 Na2CO3 溶液　⑤加过量 BaCl2 溶液 A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．④②⑤①③ D．⑤②④①③ 解析：OH－与 Mg2＋反应产生难溶的 Mg(OH)2 沉淀，Ba2＋与 SO 2－4 生成 BaSO4 沉淀，这两个过程互不 影响，可以颠倒；加入 CO 2－3 可以除去 Ca2＋和过量的 Ba2＋；过滤，防止加酸使 Mg(OH)2 和 CaCO3 溶解； 最后加酸中和过量的碱及除去 CO2－3 ，故只有 D 正确． 答案：D 10．如下图所示，集气瓶内充满某混合气体，置于光亮处，将滴管内的水挤入集气瓶后，烧杯中的水 会进入集气瓶，集气瓶内气体是 (　　) ①CO、O2　②Cl2、CH4　③NO2、O2　④N2、H2 A．①②　　 B．②④　　 C．③④　　 D．②③ 解析：在光照条件下，CH4 与 Cl2 发生化学反应，产物中有 HCl 生成，因 HCl 易溶于水，使集气瓶中 压强减小，水会倒吸其中，②正确；当滴入水时，反应 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3 也会使集气瓶内压强 减小，发生水倒吸入集气瓶中的现象，③正确；①中 CO、O2 均不溶于水，①错误；④中 N2、H2 也不溶于 水，光照时也不发生反应，④错误，故 D 正确． 答案：D 11．在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别(NH4)2SO4、KCl、MgCl2、Al2(SO4)3 和 Fe2(SO4)3 溶液，这种试剂是 (　　) A．NaOH B．NH3·H2O C．AgNO3 D．BaCl2 解析：加入 NaOH 溶液，有刺激性气味产生的是(NH4)2SO4，无明显现象的是 KCl，产生白色沉淀的 是 MgCl2，先生成白色沉淀后来沉淀又溶解消失的是 Al2(SO4)3，产生红褐色沉淀的是 Fe2(SO4)3；加入 NH3·H2O、(NH4)2SO4 和 KCl 无法鉴别开，MgCl2 与 Al2(SO4)3 均会产生白色沉淀，也鉴别不开；五种盐溶 液中，有 2 种氯化物，3 种硫酸盐，因此利用 Ag＋、Ba2＋无法鉴别，故只有 A 正确．10 答案：A 12．工业上以 CaO 和 HNO3 为原料制备 Ca(NO3)2·4H2O 晶体．为了确保制备过程中既不补充水，也 无多余水分，所用硝酸溶液溶质的质量分数应为 (　　) A．30% B．63% C．70% D．无法确定 解析：反应方程式为： CaO＋2HNO3＋3H2O===Ca(NO3)2·4H2O， 硝酸质量分数为 63 × 2 63 × 2＋18 × 3×100%＝70%. 答案：C 13．实验是研究化学的基础，下图中所示的实验方法、装置或操作完全正确的是 (　　) 解析：A 中气体应长进短出；B 中有两处错误，一是不能在量筒中稀释浓硫酸，二是不能将水倒入浓 H2SO4 中；D 中称量 NaOH 固体不能放在纸片上，应放在烧杯中称量；C 中所用原料、方法、装置均正 确． 答案：C 14．下列叙述中正确的是 (　　) ①标准状况下，1 L HCl 和 1 L H2O 的物质的量相同； ②标准状况下，1 g H2 和 14 g N2 的体积相同； ③28 g CO 的体积为 22.4 L； ④两种物质的物质的量相同，则它们在标准状况下的体积也相同； ⑤在同温同体积时，气体物质的物质的量越大，则压强越大； ⑥同温同压下，气体的密度与气体的相对分子质量成正比． A．①②③ B．②⑤⑥ C．②③⑥ D．④⑤⑥ 解析：标准状况下 H2O 不是气体，而 HCl 为气体，所以虽然二者等体积，但物质的量不相同，① 错11 误；同样在④中所指的物质不一定是气体，所以④错误；标准状况下，1 g H2 和 14 g N2 的物质的 量均为 0.5 mol，故体积相同，②正确；③中 28 g CO 的物质的量是 1 mol，但条件不确定，所以不一定是 22.4 L，③错误；在同温同体积时，气体的压强与物质的量成正比，所以物质的量越大，则压强越大，⑤正确； 同温同压下，气体的密度 与其相对分子质量成正比，⑥正确，故选 B. 答案：B 15．用 CuSO4·5H2O 配制 0.1 mol/L CuSO4 水溶液，下面所列的方法正确的是 (　　) A．取 25 g CuSO4·5H2O 溶于 1 L 水中 B．将 CuSO4·5H2O 干燥去掉结晶水，取 16 g 溶于水制成 1 L 溶液 C．将 25 g CuSO4·5H2O 溶于水制成 1 L 溶液 D．取 12.5 g CuSO4·5H2O 溶于 500 mL 水中 解析：CuSO4·5H2O 的摩尔质量是 250 g/mol,25g CuSO4·5H2O 的物质的量是 0.1 mol.将其溶解到水中， 配成 1 L 溶液，即得 0.1 mol/L 的 CuSO4 溶液．将 25 g CuSO4·5H2O 溶在 1 L 水中或将 12.5 g CuSO4·5H2O 溶在 500 mL 水中，溶液的体积都不是 1 L 或 500 mL，所得溶液浓度不是 0.1 mol/L.将 CuSO4·5H2O 干燥去 掉结晶水后得 CuSO4，但由于 CuSO4·5H2O 干燥去掉结晶水时不知何时结晶水完全去掉，无法保证所取固 体为纯 CuSO4，此法不正确，且此法不符合最简单原则． 答案：C 16.下列叙述正确的是 (　　) A．为提醒人们在使用浓 H2S O4 时要注意安全，贮存浓 H2SO4 的容器上贴有右图标识 B．实验室可通过蒸馏的方法除去自来水中含有的 Cl－等杂质制蒸馏水 C．做焰色反应实验时，应先将铂丝(或铁丝)用稀硫酸洗净后，在酒精灯外焰上灼烧至没有颜色时，再 蘸取待检溶液进行实验 D．由于碱金属单质化学性质活泼，实验室中的各种碱金属单质均保存在煤油中 解析：浓 H2SO4 具有强腐蚀性，而非剧毒品，A 错误；通过蒸馏可以得到纯净的蒸馏水，B 正确；做 焰色反应实验时，铂丝应用稀 HCl 清洗，不能用稀 H2SO4，C 错误；碱金属中锂比煤油的密度小，应用石 蜡密封，D 错误． 答案：B 第Ⅱ卷 　(非选择题，共 52 分) 二、非选择题(本题包括 6 小题，共 52 分) 17．(6 分)请简要叙述下图所 示的实验装置、方法、操作中存在的错误．12 (1)________________________________； (2) ________________________________； (3)________________________________； (4)________________________________； (5)________________________________； (6)________________________________． 解析：(1)向试管中滴加液体时，试管要竖直，滴管要垂直悬空． (2)给试管中液体加热时，液体体积不能超过试管容积的1 3，加热时，应用酒精灯的外焰加热． (3)蒸馏时，温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处． (4)过滤时玻璃棒下端放在三层滤纸处． (5)NO 不能用排空气法收集，只能用排水法． (6)铁丝在氧气中燃烧时，应在瓶底铺层细沙或瓶中放少量水． 答案：(1)试管没竖直；滴管口接触管壁 (2)试管底部放在酒精灯焰芯上；试管内液体体积不能超过试管容积的 1/3 (3)温度计的水银球插在乙醇溶液中 (4)玻璃棒没有接触滤纸三层的一边 (5)不能用排空气法收集 NO (6)瓶底没有铺一层细沙或瓶里没有加少量水 18．(8 分)某研究性学习小组成员在讨论鉴别食盐水和蒸馏水的方案时，设计如下方案： 实验方法 结论 甲 加 AgNO3 溶液 有白色沉淀产生者为食盐水 乙 利用焰色反应 焰色为黄色者为食盐水 丙 加入无水 CuSO4 白色粉末 溶液变蓝者为蒸馏水 丁 加入稀硫酸和 MnO2，加热 有黄绿色气体产生者为食盐水 (1)其中可行的方法是____________________． (2)说明其中不可行的方法的原因____________________________．13 (3)请给出 另外一种鉴别方法(不可以用尝味道，闻气味方法). 实验方法 结论 解析：据 NaCl 溶液中阴离子为 Cl－，可加入 AgNO3 溶液，会产生白色沉淀 AgCl，根据阳离子为 Na ＋，可用焰色反应来鉴别，故甲、乙均可行；把无水 CuSO4 白色粉末加入食盐水中，溶液也变成蓝色，丙 方案不可行，而在食盐水中加入稀 H2SO4 和 MnO2，加热不发生化学反应，丁方案不可行．鉴别食盐水和 蒸馏水还可通过加热蒸发或测溶液的导电性． 答案：(1)甲、乙 (2)丙方法中食盐水中的水也能使无水 CuSO4 变蓝，丁方法中采用稀硫酸、食盐水和 MnO2 加热不反应 (3)加热蒸发　有白色固体析出的是食盐水 (或测两种液体的导电性，导电能力强的为食盐水) 19．(11 分)水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是 CO 和 H2，还有 CO2 和水蒸气等．请用 下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气体中有 CO 和 H2.(加热装置和导管 等在图中略去) 回答下列问题： (1)盛浓 H2SO4 的装置用途是________，盛 NaOH 溶液的装置用途是________． (2) 仪 器 B 中 需 加 入 试 剂 的 名 称 ( 或 化 学 式 ) 是 ________ ， 所 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ____________________． (3)仪器 C 中需加入试剂的名称(或化学式)是________，其目的是__________________． (4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：g—ab—___________________. (5)能证明混合气体中含有 CO 的实验依据是__________________________________． (6)能证明混合气体中含有 H2 的实验依据是____________________________． 解析：本题关键是应明确实验目的(证明混合气体中有 CO 和 H2)，要想达到目的，只能利用它们的还 原性将之转化为 CO2 和 H2O 来检验，同时又要防止原混合气体中 CO2 和水蒸气的干扰，所以，用 CO、H2 还原 CuO 之前，必须首先除去 CO2 和水蒸气．本题应首先解决第(4)问． 答案：(1)除去水蒸气　除去 CO2 (2)氧化铜(CuO) CuO＋H2 =====△ Cu＋H2O、CuO＋CO =====△ Cu＋CO2 (3)无水硫酸铜(CuSO4)　检验 H2O (4)(g—ab)—kj—hi—cd(或 dc)—fe—lm (5)原混合气体中的 CO2 已被除去，其中 CO 与 CuO 反应生成的 CO2 使澄清石灰水变浑浊14 (6)原混合气体中的 H2O 已被除去，其中 H2 与 CuO 反应生成的 H2O 使无水硫酸铜由白色变为蓝色 20．(10 分)实验室需要 480 mL 0.4 mol/L 的 NaCl 溶液，有如下操作步骤： ①把称量好的 NaCl 晶体放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解． ②把①所得溶液小心转入一定容积的容量瓶中． ③继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线 1 cm～2 cm 处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹 液面与刻度线相切． ④用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 2～3 次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀． ⑤将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀． 请填写下列空白： (1)操作步骤的正确顺序为(填序号)________． (2) 实验室有如下规格的容量瓶：①100 mL ，②250 mL ，③500 mL ，④1000 mL ，本实验选用 ________． (3)本实验用到的基本实验仪器除容量瓶、玻璃棒外还有__________________． (4)需要使用玻璃棒的操作有________(填序号)，其作用为________________________． (5)误差分析：(填“偏高”、“偏低”或“无影响”) ①称量 NaCl 时，物码倒置(1 g 以下用游码)____________________． ②容量瓶用 1 mol/L 的 NaCl 溶液润洗________． 解析：(1)实验操 作步骤为称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀． (2)容量瓶的规格相对固定，当所配溶液的体积与容量瓶规格不符时，应选择规格稍大的． (3)选择仪器时特别注意不能遗漏特别小的仪器，如药匙、胶头滴管等． (4)溶液配制过程中玻璃棒有两种用途：搅拌和引流． (5)进行误差分析时，应结合公式 c＝n V分别分析错误操作对 n 和 V 的影响，进而确定对实验结果的影 响． 答案：(1)①②④③⑤　(2)③ (3)天平、药匙、烧杯、胶头滴管、量筒 (4)①②③④　①：搅拌，促进溶解；②③④：引流 (5)①偏低　②偏高 21． (9 分)菠菜营养丰富，素有“蔬菜之王”之称，是一种高效的补铁剂，长期以来民间流传有“菠 菜不能与豆腐同食”、“菠菜根比菠菜茎叶更有营养”等说法．某学校化学兴趣小组的同学拟通过实验探 究以下问题： ①菠菜是否含有丰富的铁？ ②菠菜是否含有草酸类物质？ ③菠菜根中铁的含量是否比菠菜茎和叶的高？ 该组同学通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强 的还原性，其中草酸钙不溶于水．15 他们设计的实验步骤如下： Ⅰ. Ⅱ.取菠菜根 a g 使用相同仪器、试剂，重复Ⅰ中实验，观察实验现象． Ⅲ.将菠菜在少量开水中煮沸 2～3 min，冷却后滤去菠菜，得滤液．向滤液中加入足量 Ca(OH)2 溶液， 然后再加入足量试剂 X，观察现象． 请回答以下问题： (1)操作①中使用的仪器除三脚架、酒精灯、玻璃棒外还需要________，操作②的名称是________． (2)可以说明菠菜根中 Fe 元素含量要比菠菜茎叶中多的现象是_____________________． (3)菠菜中的 Fe 是＋2 价还是＋3 价？________. (4)通过步骤Ⅲ可以确定菠菜中含有草酸类物质．由于滤液中含有 CO2－3 ，故需加入试剂 X 排除 CO 2－3 的干扰．则 X 是________(写化学式)，加入试剂 X 后观察到的现象是__________． 解析：(1)加热固体物质时通常用坩埚，相应仪器还有坩埚钳、泥三角、三角架、酒精灯及玻璃棒，在 除去难溶物时用过滤的方法． (2)Fe3＋与 KSCN 溶液作用会生成红色络合物，红色越深说明 Fe3＋的含量越高． (3)据题目知菠菜中含有草酸类物质，而该物质有较强的还原性，故菠菜中的 Fe 不是＋3 价而是＋2 价． (4)由题给信息可知酸性：草酸>乙酸>碳酸，所以可用乙酸来除去 CO 2－3 的干扰，加入 CH3COOH 后， CaCO3 可以溶解，但草酸钙不与 CH3COOH 反应． 答案：(1)坩埚、坩埚钳、泥三角　过滤 (2)步骤Ⅱ中得到溶液的红色比步骤Ⅰ中得到溶液的红色深 (3)＋2 价　(4)CH3COOH　沉淀部分溶解 22．(8 分)已知达喜是常用的中和胃酸的药物，其化学成分是铝和镁的碱式盐． (1)取该碱式盐 3.01 g，加入 2.0 mol/L 盐酸使其溶解，当加入盐酸 42.5 mL 时开始产生 CO2，加入盐酸 至 45.0 mL 时正好反应完全，计算该碱式盐样品中氢氧根与碳酸根的物质的量之比． (2)在上述碱式盐溶于盐酸后的溶液中加入过量氢氧化钠，过滤，沉淀物进行干燥后重 1.74 g，若该碱 式 盐中氢元素的质量分数为 0.040，试推测该碱式盐的化学式． 解析：(1)由题意可知：当加到 HCl 的物质的量为 2.0 mol/L×42.5 mL×10－3L·mL －1＝0.085 mol 时开 始产生 CO2；而当加到 2.0 mol/L×45.0 mL×10－3 L·mL －1＝0.090 mol 时正好反应完全．所以 n(CO2－3 )＝ 0.090 mol－0.085 mol＝0.005 mol.又由于达喜为铝和镁的碱式盐，所以 n(OH －)＝0.085 mol－0.005 mol＝ 0.08 mol. 所以n(OH－) n(CO2－3 )＝ 0.08 mol 0.005 mol＝16 116 (2)由已知得 1.74 g 沉淀为 Mg( OH)2，得碱式盐中含 n(Mg2＋)＝ 1.74 g 58 g/mol＝0.03 mol，利用 Cl 守恒得： 含 n(Al3＋)＝2.0 mol/L × 45 mL × 10－3L·mL－1－0.03 mol × 2 3 ＝0.01 mol，又由(1)得 n(OH－)＝0.08 mol、n(CO2－3 )＝0.005 mol.因为 0.03 mol×24 g/mol＋0.01 mol×27 g/mol＋0.08 mol×17 g/mol＋0.005 mol×60 g/mol＝2.65g