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课时作业33 物质的分离、提纯与检验、常见物质的制备
[授课提示：对应学生用书第363页]
[基础题组]
1．(2017·沈阳质检)下列除去杂质的方法，正确的是( )
A．除去乙烷中少量的乙烯：催化剂条件下通入H2
B．乙醇中含有乙酸杂质：加入碳酸钠溶液，分液
C．FeCl3溶液中含有CuCl2杂质：加入过量铁粉，过滤
D．CO2中含有HCl杂质：通入饱和NaHCO3溶液，洗气
解析：通入氢气过少无法除净乙烯，通入氢气过量会引入杂质氢气，A项错误；乙醇和乙酸钠都溶于水，不能分层，不能用分液法进行分离，B项错误；加入过量铁粉，发生反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu,2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，C项错误；碳酸氢钠与HCl反应放出CO2，而CO2不与饱和碳酸氢钠溶液反应，D项正确。
答案：D
2．(2017·丹东一模)下列分离或提纯方法正确的是( )
选项
待提纯物质
杂质
除杂试剂及主要操作方法
A
乙烷
乙烯
酸性KMnO4溶液、洗气
B
MgCl2溶液
FeCl3
MgO，过滤
C
HCl气体
Cl2
饱和食盐水，洗气
D
乙醇
水
生石灰，过滤
解析：酸性KMnO4溶液能将乙烯氧化，但除去乙烯的同时会引入CO2，A项错误；除去MgCl2溶液中的FeCl3，加入MgO后，促进Fe3＋水解，Fe3＋转化为Fe(OH)3，过滤后可得MgCl2溶液，B项正确；HCl易溶于饱和食盐水，而Cl2不易溶于饱和食盐水，故C项错误；除去乙醇中的水，加入生石灰，然后进行蒸馏，D项错误。
答案：B
3．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是( )
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A．用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl
B．用图2所示装置蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体
C．用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体
D．用图4所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层
解析：A项，Cl2也能与NaOH溶液反应，故不能用NaOH溶液除去Cl2中含有的少量HCl；B项，NH4Cl晶体受热易分解，故不能通过蒸干NH4Cl饱和溶液的方法制备NH4Cl晶体；C项，纯碱易溶于水，利用图示装置不能达到使反应随时发生或停止的目的；D项，碘在CCl4中的溶解度远大于在水中的溶解度，且CCl4与水不相溶，密度大于水的密度，故可用图中所示装置分离CCl4萃取碘水后已分层的有机层和水层。
答案：D
4．(2017·洛阳联考)下列实验操作能实现符合题中要求的是( )
A．能证明制取HBr的现象是烧杯中红色褪去
B．实验室可用此装置制取氨气
C．可以用于实验室制取氧气
D．用KMnO4溶液滴定H2C2O4
解析：浓硫酸具有较强的氧化性，能把Br－氧化为Br2，溴蒸气也能使滴有酚酞的NaOH溶液褪色，A项错误；碱石灰能吸收CO2和H2O，可用此装置制取NH3，B项正确；Na2O2易溶于水，且与水反应剧烈，此装置不能随意控制反应的进行，C项错误；石蕊试液由于颜色变化不明显，不易辨别，在滴定过程中不宜做指示剂，D项错误。
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答案：B
5．下列各组混合物的分离和提纯方法正确的是( )
A．用萃取法分离汽油和水的混合液
B．用结晶法提纯NaCl和KNO3混合物中的KNO3
C．直接蒸馏酒精溶液得到无水乙醇
D．除去FeCl3溶液中少量的FeCl2，加入足量的铁屑，充分反应后，过滤
解析：汽油和水互不相溶，用分液的方法分离，A项错误；NaCl和KNO3混合物中提纯KNO3，可以采用蒸发浓缩，降温结晶的方式提纯KNO3，B项正确；蒸馏酒精时，水也挥发，所以得不到无水乙醇，C项错误；足量铁屑与Fe3＋反应，D项错误。
答案：B
6．(2017·保定测试)除去下列物质中所含的少量杂质的方法正确的是( )
物质
杂质
试剂
提纯方法
A
Fe
Si
NaOH溶液
溶解、过滤
B
CO2
SO2
饱和Na2CO3溶液
洗气
C
溴苯
溴
水
萃取
D
BaSO4
BaCO3
水
溶解、过滤、洗涤
解析：Si能溶于NaOH溶液，而Fe不溶，过滤得Fe，A项正确；CO2也能被Na2CO3溶液吸收：CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3，B项错误；溴易溶于溴苯，C项错误；BaSO4、BaCO3均不溶于水，D项错误。
答案：A
7．四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛(部分夹持仪器已略去)。
资料表明：室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：－25 ℃
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，沸点：136.4 ℃。在空气中发烟生成二氧化钛固体。在650～850 ℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。回答下列问题：
(1)检查该装置气密性的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)A处分液漏斗上方的胶皮管的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验中B装置中选用的试剂为________，该装置的作用是________________________________________________________________________。
(4)写出D中物质制备的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)E处球形冷凝管的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
该装置冷却水应从________(填“c”或“d”)口通入。
(6)仪器F中盛装的物质是________。
(7)该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
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(1)检查装置气密性时可以在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好。(2)A处分液漏斗上方的胶皮管的作用是平衡气压，有利于液体顺利滴下。(3)装置B中选用的试剂为饱和食盐水，其作用是洗去Cl2中的HCl气体，并用作安全瓶。(4)在D中制备TiCl4，反应的化学方程式为TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO。四氯化钛在空气中发烟生成二氧化钛，化学方程式为TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑。(5)冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从c口通入。(6)F的作用是避免空气中的水蒸气进入反应装置，所盛装的物质是碱石灰。(7)该实验设计的不足之处为没有对CO进行尾气处理。
答案：(1)在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好(或在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F处连接导气管并将尾端放在水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好)
(2)平衡气压，有利于液体顺利滴下
(3)饱和食盐水 洗去Cl2中的HCl气体，并用作安全瓶(或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置)
(4)TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑
(5)冷凝回流 c
(6)碱石灰
(7)没有对CO进行尾气处理
[能力题组]
1．下列鉴别方法不可行的是( )
A．仅用氨水即可鉴别NaCl、AlBr3、AgNO3三种溶液
B．用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳
C．用新制氯水鉴别碘的淀粉溶液、含石蕊的烧碱溶液、硫酸铜溶液等三种蓝色溶液
D．用烧碱溶液鉴别地沟油、甘油和石油
解析：向NaCl溶液中加入氨水，无任何现象；向AlBr3溶液中加入氨水，有白色沉淀生成，氨水过量，沉淀也不能溶解；向AgNO3溶液中加入少量氨水，产生白色沉淀，当氨水过量时，沉淀溶解，变为澄清的银氨溶液，三种溶液中加入氨水的现象各不相同，可以鉴别，A可行；乙醇、苯都能燃烧，苯含碳量大，有浓烈的黑烟，二者现象不同，四氯化碳不能燃烧，因此能鉴别这三种物质，B可行；向含碘的淀粉溶液中加入氯水，发生反应：I2＋5Cl2＋6H2O===2HIO3
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＋10HCl，溶液蓝色褪去，向含石蕊的烧碱溶液加入氯水，溶液蓝色会褪去，向硫酸铜溶液中加入氯水，不发生反应，溶液颜色没变化，因此不能鉴别三种物质，C不可行；地沟油属于酯，在碱性溶液中水解产生可溶性物质，而甘油与NaOH溶液混溶，石油不能与NaOH发生反应，密度比水小，发生分层现象，油层在上层，三种物质现象各不相同，可以鉴别，D可行。
答案：C
2．(2017·银川模拟)某兴趣小组用下图装置制备气体(酒精灯可以根据需要选择)，对应说法正确的是( )
解析：MnO2和浓盐酸在加热条件下生成Cl2，用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，用浓硫酸干燥，用NaOH溶液尾气吸收，A项正确；NO不能用排空气法收集，B项错误；CO2中的HCl不能用饱和Na2CO3溶液除去，因为CO2也能被Na2CO3溶液吸收，C项错误；H2的密度小于空气，收集应“短进长出”，D项错误。
答案：A
3．(2017·吉安检测)下图所示为固体混合物中分离出X的两种方案，请根据方案甲和方案乙指出下列说法中合理的是( )
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A．方案甲适合分离碳酸钠和碳酸钾的混合物
B．方案甲中加入试剂KOH溶液可以分离出SiO2和Fe3O4混合物中的Fe3O4
C．方案乙中的残留物应具有的性质是受热易挥发
D．方案乙适合分离碳酸氢钾和碘的混合物
解析：Na2CO3和K2CO3均含有CO，无法通过甲方案分离，A项错误；SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O，Fe3O4不溶于KOH溶液，过滤得Fe3O4和K2SiO3溶液，向滤液中加入足量稀盐酸，过滤可得H2SiO3沉淀，将H2SiO3加热得SiO2，B项正确；方案乙中的残留物可以具有受热易挥发的性质，X具有受热不分解、难挥发的性质，残留物也可以具有受热不挥发的性质，如NaCl，X可以是NH4Cl，NH4ClNH3↑＋HCl↑，NH3和HCl遇冷又化合为NH4Cl，从而将NaCl和NH4Cl分离，C项错误；KHCO3受热易分解，I2易升华，D项错误。
答案：B
4．(2017·洛阳期末)实验是化学研究的基础，关于下列各实验装置图的叙述中，正确的是( )
A．装置①可用于石油的分馏
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B．装置②可用于酒精提取溴水中的Br2
C．装置③可用于吸收HCl气体，并能防止倒吸
D．装置④验证乙烯的生成
解析：①是蒸馏装置，可用于石油的分馏，A项正确；因为酒精易溶于水，与溴水互溶，故不能用酒精提取溴水中的Br2，B项错误；HCl极易溶于水，导气管的出口在水中，所以会引起倒吸，应将苯换为CCl4，C项错误；温度计测得的是溶液的温度，水银球应该放在液面以下，并且制得的乙烯气体中可能混有挥发出的乙醇也能使KMnO4酸性溶液褪色，对乙烯的检验造成干扰，D项错误。
答案：A
5．某无色溶液中含有：①Na＋、②Ba2＋、③Cl－、④Br－、⑤SO、⑥SO中的一种或几种，依次进行下列实验，且每步所加的试剂均过量，观察到的现象如下表所示。
步骤
操作
现象
①
用pH试纸检验
溶液的pH大于7
②
向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振荡，静置
CCl4层呈橙色
③
向②所得溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
④
过滤，向滤液中加入AgNO3溶液和稀HNO3
有白色沉淀产生
下列实验结论正确的是( )
A．肯定含有的离子是①④⑤
B．肯定没有的离子是②⑤
C．可能含有的离子是①②⑥
D．不能确定的离子是①③⑥
解析：本题主要考查对化学实验方案的分析推理能力。实验①说明原溶液中有能水解的SO；实验②说明原溶液中一定含有Br－；实验③说明步骤③所得溶液中有SO，则原溶液中至少含有SO、SO中的一种；实验④说明溶液中有Cl－，由于步骤②中加入氯水引入了Cl－，则不能确定原溶液中是否含有Cl－；结合①，可知原溶液中一定含有SO；则SO则无法确定；由于Ba2＋不能与SO、SO共存，则原溶液中一定不含Ba2＋；根据电荷守恒，则原溶液中一定含有Na＋。因此肯定含有的离子是①④⑤，肯定没有的离子是②，不能确定的离子是③⑥。
答案：A
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6．(2017·兰州模拟)(1)实验室常见的几种气体发生装置如下图A、B、C所示：
①实验室可以用B和C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是________。检查C装置气密性是否良好的操作方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号，下同)
a．密度 b．颜色 c．溶解性 d．热稳定性 e．与氧气反应
③若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的________。
a．CO2 b．NO c．Cl2 d．H2
(2)取化学式为MZ的黄色粉末状化合物进行如下实验。将MZ和足量的碳粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛有足量澄清石灰水。
按图连接仪器。实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生剧烈反应，并有熔融物生成，同时，b瓶中的溶液出现白色浑浊。待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却，此时，管中的熔融物凝固成银白色金属。根据以上叙述回答：
①元素Z是________；
②停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③
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本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①利用装置C来制取氨气，不需要加热，则可选用浓氨水、CaO固体(NaOH固体或碱石灰)；装置C气密性的检查方法为：把导管与另一导管通过橡胶管连接，并将其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞，用手(或热毛巾)捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手(或热毛巾)，若导管末端产生一段水柱，且一段时间内保持不变，则装置的气密性良好；②收集气体时，要依据气体的密度的大小(如H2、Cl2)、是否溶解于水(如H2、HCl)、是否与氧气反应(如NO)等来选择收集方法；③利用装置A制取的气体需要加热，利用装置D收集的气体是密度比空气大的且不与浓H2SO4和O2反应的气体，则依据这此条件，只有c符合。
(2)①反应管中存在C，生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体是CO2。故Z元素为O。②是说停止加热后，反应管中的温度降低，压强减小，但有N2的不断通入，不会产生倒吸，故不需要断开a和b的连接处。③因为反应过程中可能产生CO，CO有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的硬质玻璃管。
答案：(1)①浓氨水、CaO固体(NaOH固体或碱石灰) 将导管与另一导管通过橡胶管连接，并将其末端放入水中，关闭分液漏斗活塞，用手(或热毛巾)捂住烧瓶，若导管末端有气泡产生，移开手(或热毛巾)，若导管末端产生一段水柱，且一段时间内保持不变，则装置的气密性良好 ②bd ③c
(2)①氧 ②不需要，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中 ③需处理，因为可能生成一氧化碳，一氧化碳有毒，应该进行尾气处理，处理的方法是将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的硬质玻璃管
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