全国近年高考化学一轮复习第11章化学实验第2节物质的检验、分离和提纯学案(2021-2022学年)9290.pdf
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1、第 2 节 物质的检验、分离和提纯 考试说明.了解常见离子的检验方法,能对常见的物质的组成进行检验和分析。2.了解常见气体的检验方法。3了解过滤、蒸发、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用方法,能对常见物质进行分离与提纯。命题规律 物质的检验、分离与提纯方法属于化学实验的基础知识与技能,是高考的重点与热点内容之一.主要考点有四个:一是离子的检验,如e、NH错误!未定义书签。等;二是气体的检验,如 NH、S2等;三是物质分离与提纯的方法,如过滤、蒸馏等;四是综合运用化学知识设计实验方案对离子、气体、有机物等进行检验、分离与提纯。考点 1 物质的分离和提纯 1物质分离、提纯的区别(1)物质的分离 将混
2、合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。(2)物质的提纯 将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫混合物的净化或除杂。.物质分离、提纯的常用方法 续表 方法、装置 适用范围 注意事项 分离溶于溶剂中溶解度随温度变化较小的物质(1)玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部温度过高造成飞溅()当出现较多固体时,停止加热,用余热蒸干 (1)萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来(2)分液:两种液体互不相溶(1)溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大()萃取剂与原溶剂不互溶(3)萃取剂与溶质不反应()分液时,分液漏斗中的下层液体从下口流出,上
3、层液体从上口倒出 续表 .气体的净化(1)气体净化的装置与方法 易溶于水或能与水反应不生成其他气体杂质的用水吸收。如 H2(l)、N2(H)、N(N2)(括号内为杂质气体,下同),可将混合气体通过盛水的 a 装置来除去杂质气体。酸性杂质用碱性吸收剂、碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如O(C2),可将混合气体通过盛NOH 溶液的 a 装置,也可用盛碱石灰的 b 装置或 c 装置或 d 装置来除去杂质。还原性杂质,可用氧化性较强的物质来吸收或转化;氧化性杂质,可用还原性较强的物质来吸收。例如 CO2(CO),可将混合气体通过盛灼热uO 的 e 装置来除去杂质。选用能与气体中杂质反应生成难溶性物质或可溶
4、性物质的试剂作吸收剂来除去杂质。如2(H2S),可将混合气体通过盛有 CuSO4溶液的 a 装置除去杂质.(2)常见干燥装置与干燥剂的选择 (1)物质分离、提纯的一般原则“四原则:不增(提纯过程中不增加新的杂质);不减(不减少被提纯的物质);易分离(被提纯物质与杂质容易分离);易复原(被提纯物质转化后要易复原)。“四必须”:除杂试剂必须过量;过量试剂必须除尽(因为过量试剂带入新的杂质);选最佳除杂途径;除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。(2)物质分离、提纯常用的化学方法 方法 原理 杂质成分 沉淀法 将杂质离子转化为沉淀-、错误!、C错误!、B2、Ca2+、e3、气化法 将杂质离子转化为气
5、体 CO错误!未定义书签。、HCO错误!、SO错误!、HSO错误!、S2-、NH错误!未定义书签。杂转纯法 将杂质转化为需要提纯的物质 杂质中含不同价态的相同元素(用氧化剂或还原剂)、同一种酸的正盐与酸式盐(用对应的酸或碱)氧化还原法 用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质 如用酸性MnO4溶液除去CO2中的 S2,用热的铜粉除去 N2中的 O2 如除去al 中的4Cl等 热分解法 加热使不稳定的物质分解除去 酸碱溶解法 利用物质与酸或碱溶液反应的差异进行分离 如用过量的 NaOH 溶液可除去2O3中的2O3【基础辨析】判断正误,正确的画“”,错误的画“。(1)SO中混有少量O,可以
6、将混合气体通过浓硫酸除去。()(2)除去 S2中的少量Cl,可将混合气体通过饱和2SO3溶液。()(3)乙烯中混有的 SO2可以通过溴水除去。()(4)金属铜中含有的少量银和锌可以通过电解精炼法除去.()(5)e3溶液中混有 FeCl2,可加入双氧水除去。()(6)Fl溶液中混有eC3可加入铜粉除去.()题组一 分离、提纯装置及操作过程 下列图示实验不能达到预期目的的是()A分离胶体和溶液 B。蒸发海水制备粗盐 实验室制取少量蒸馏水。用4提 取溴水中的 B2 答案 A 解析 胶体和溶液均能透过滤纸,应该用渗析法分离胶体和溶液,A 错误;蒸发海水制备粗盐在蒸发皿中进行,B 正确;实验室利用蒸馏法
7、制备蒸馏水,C 正确;溴易溶于四氯化碳,用四氯化碳提取溴水中的溴,萃取分液即可实现分离,D 正确。2.下列有关实验装置进行的相应实验,能达到实验目的的是()A.利用图 1 装置可从氯化铁溶液中直接蒸发结晶获得氯化铁晶体.利用图装置可分离石油,得到汽油、煤油和柴油等各种馏分 C.利用图 3 装置可分离HH2OH 和H3COOC2H5混合液 利用图 4 和图 1 装置可进行粗盐提纯 答案 D 解析 加热 FeCl3溶液,促进盐类水解,直接蒸干得到的是 Fe(OH),错误;石油分馏时,温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,B 错误;乙醇和乙酸乙酯互溶,不能用分液法分离,C 错误。题组二 除杂试剂及
8、方法的选择 3.为提纯下列物质(括号内的物质是杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是()序号 被提纯的物质 除杂试剂 分离方法 氯化钠溶液(碘化钠)氯水、四氯化碳 萃取、分液 氯化铵溶液(氯化铁)氢氧化钠溶液 调节 p4,过滤 二氧化碳(一氧化碳)氧化铜粉末 加热 2(HC)饱和碳酸钠溶液 洗气 A.B C.D.答案 C 解析 Cl2氧化-生成 I2,I2 易溶于四氯化碳,萃取、分液可得碘的四氯化碳溶液,正确;中引入了杂质 Na+,选取的除杂试剂错误;O 在加热条件下与 CuO 反应生成 CO2,正确;C2与碳酸钠也能反应,除去 C2中的HCl,应该选用饱和碳酸氢钠溶液,错误,故 C 正
9、确 4.除去下列物质中所含的杂质,选用的试剂正确的是()选项 物质(杂质)试剂 A Al2O3(SiO2)NaOH 溶液 B C(S2)Na2CO3溶液 C NO(NO2)水 D NaHCO(a2CO3)Ca(OH)2溶液 答案 C 解析 Al2O3、SO均可与 NOH 溶液反应,A 错误;CO、SO2均能与 Na2溶液反应,错误;NO2能与水反应生成O,而 N不能与水反应,C 正确;NaHCO3、NaC均可与 Ca(O)2溶液反应,D 错误。题组三 气体的净化 5可用如图装置制取、净化、收集的气体是()选项 气体 N3 浓氨水 生石灰 浓硫酸 B C2 浓盐酸 MnO2 2O C N2 浓硝
10、酸 铜屑 H2O S2 硫酸 Na2SO3 浓硫酸 答案 D 解析 NH能被浓硫酸吸收,A 错误;Cl2能与 H反应,应用饱和食盐水净化 Cl2,B 错误;NO2能被水吸收,应用浓硫酸洗气,错误;硫酸与a2SO3固体反应生成 SO2,用浓硫酸洗气,D 正确.6利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是()选项 实验目的 X 中试剂 Y 中试剂 用 MO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的l2 饱和食盐水 浓硫酸 B 用 Cu 与稀硝酸制取并收集纯净干燥的 NO 水 浓硫酸 C 用 CaO 与浓氨水制取并收NaH 溶液 碱石灰 集纯净干燥的H CO和稀盐酸制取并收集纯净干燥的 CO2 饱和 NaHC
11、O3 溶液 浓硫酸 答案 D 解析 用 Mn2和浓盐酸制取 C需要加热,故 A 错误;不能使用排空气法收集O,故 B 错误;碱石灰呈固态,不能使用装置盛放碱石灰,且密度比空气小,集气瓶的导气管应“长进短出”,故 C 错误;CCO和稀盐酸制取的 C含有 HCl 和水蒸气,饱和 NHCO溶液可以除去 HCl,浓硫酸可以干燥CO2,所以可以制取并收集纯净干燥的 CO2,故 D 正确。物质分离提纯的物理方法 考点 2 物质的检验 1.常见离子的检验()阳离子的检验 常见阳离子 试剂或方法 实验现象 a 焰色反应 黄色火焰 K 焰色反应 紫色火焰(透过蓝色钴玻璃)g2+NaH 溶液 白色沉淀,不溶于过量
12、的碱 l3 NaH 溶液 白色沉淀,溶于过量的强碱 Fe2 NOH 溶液 白色沉淀灰绿色红褐色 先加 KSC溶液,再加氯水 先无明显现象,再变红色 NO溶液 生成红褐色沉淀 KCN 溶液 溶液呈红色 苯酚溶液 溶液呈紫色 Cu2+NOH 溶液 蓝色沉淀,加热则沉淀变黑 续表 (2)阴离子的检验 常见阴离子 试剂或方法 现象 Cl 硝酸银溶液与稀 HN3 白色沉淀,不溶于稀硝酸 B-硝酸银溶液与稀 HNO3 浅黄色沉淀,不溶于稀硝酸 氯水和四氯化碳 溶液分层,下层为橙红色 I-硝酸银溶液与稀 HNO3 黄色沉淀,不溶于稀硝酸 氯水和四氯化碳 溶液分层,下层为紫色 氯水和淀粉溶液 淀粉溶液变成蓝色
13、 SO错误!先加盐酸,再加氯化钡溶液 开始无现象,后产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 续表 常见气体的检验 气体 检验方法 有关反应的方 程式或说明 C2 使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝 2KI+l2=2KCI2(淀粉遇 I2变蓝)NH3 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟 NH+H2O NHH2NH错误!未定义书签。OH-3HCl=H4Cl S2 使品红溶液褪色,加热,又变红色 O2有漂白性 O2 能使燃着的木条熄灭 能使澄清的石灰水变浑浊 a22OH+C=CaCOHO N 无色气体,在空气中变为红棕色 2NO+2=2O2 NO2 红棕色、有刺激性气味的气体 3NO2+HO=
14、能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 溶于水后生成无色气体和无色溶液 2NOO 3.物质鉴别的方法 鉴别方法 适用范围 举例 物理方法 观察法 被鉴别物质的状态、颜色等不同 如 Cul2、eCl3与NaCl 溶液;2与l2等 水溶法 被鉴别物质在水中的溶解情况不同 如 Na2CO3与 CaCO 焰色反应法 某些金属或金属离子 如钾盐、钠盐的鉴别 续表 鉴别方法 适用范围 举例 化学方法 加热法 易分解的物质 如含 HCO错误!未定义书签。、NH错误!未定义书签。的盐类;结晶水合物失水等 显色法 某些离子在特定试剂中显示特殊颜色 如用石蕊、酚酞、pH 试纸检验 H或 OH-;利用 Fe3+遇CN-呈红色等
15、 水溶法 被鉴别物质加水后有特殊现象 如无水 CuSO4加水变蓝,C加水产生气体 点燃法 可燃物的燃烧现象、产物不同 如2在 C2中燃烧呈苍白色火焰 指定试 剂法 待鉴别物质性质存在差异性 如(H4)2O4、Na2SO、4Cl、Nal 四种无色溶液,可选择a(O)2来鉴别 (1)鉴别对两种或两种以上的物质进行定性辨别。方法:根据一种物质的某些性质区别于另一种或另几种物质(2)鉴定对于一种物质的定性检验。方法:根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子或组成元素,鉴定实验要比鉴别实验更全面,更复杂.(3)不能原瓶操作:鉴别的目的是为了以后的使用,若原瓶操作,试剂污染,“别而无用”,所以要有“各取
16、少许”字样。()不能“指名道姓”:结论的得出来自实验现象,在加入试剂之前,该物质是未知的,叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质的字样。【基础辨析】判断正误,正确的画“,错误的画“”.(1)能使品红褪色的气体一定是 SO2.()(2)使湿润的淀粉 K试纸变蓝的气体一定是 Cl2。()()某溶液做焰色反应时呈黄色,该溶液中一定只含 Na+,不含 K+。()(4)某溶液中加入盐酸后,能产生使澄清石灰水变浑浊的气体,该溶液中一定含有 CO错误!未定义书签。()(5)某溶液中加入 Bl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀不消失,则一定含有 SO错误!。()(6)加入浓 NaO溶液加热产生能使湿润的红色
17、石蕊试纸变蓝的气体,说明该溶液中一定含有 NH错误!。()题组一 离子的检验 1某含 N的溶液中可能含有H错误!未定义书签。、Fe3、Br-、O错误!、I-、SO错误!未定义书签。取样,滴加足量氯水,有气泡产生,溶液呈橙色;向橙色溶液中加 BaC2溶液和淀粉均无现象。为确定该溶液的组成,还需进行的实验有()A.取样,滴加硫氰化钾溶液 B.取样,加氯水和 CC4,振荡.取样,加足量盐酸加热,湿润的品红试纸检验气体 D.取样,加足量的熟石灰加热,湿润的红色石蕊试纸检验气体 答案 D 解析 滴加足量氯水有气泡产生,说明有 CO错误!未定义书签。,根据互斥性原则,则无 F3+;溶液呈橙色,说明有 Br
18、;向橙色溶液中加 BC2溶液和淀粉均无现象,说明没有 SO错误!(若有,则被氯水氧化为 S错误!未定义书签。,加 BaCl2溶液有白色沉淀)、I(若有,则被氯水氧化为 I2,加淀粉变蓝色);N错误!未定义书签。无法判断;NH错误!的检验需要加碱加热,若有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体产生,说明有 NH错误!。2.某溶液只含有K+、Fe、Cl-、Mg2、I、O错误!、S错误!未定义书签。中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述不正确的是()A该溶液中一定有 I-、CO错误!、SO错误!、K B试剂为硝酸钡 C.通过在黄色溶液中加入
19、硝酸银可以检验原溶液中是否存在l D.试剂一定为盐酸 答案 C 解析 由实验可知,试剂为硝酸钡溶液,生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡,试剂为盐酸,沉淀减少,硫酸钡不溶于盐酸,则原溶液中一定存在O错误!未定义书签。、SO错误!未定义书签。,则不含e3+、Mg2;加试剂过滤后的滤液中,再加试剂盐酸,H+、NO错误!未定义书签。、I-发生氧化还原反应生成,溶液变黄色,由于溶液呈电中性,则溶液中一定含有的阳离子为 K+.由上述分析可知,该溶液中一定有、CO错误!、SO错误!、K+,故正确;由上述分析可知,试剂为硝酸钡溶液,故正确;加入足量盐酸会引入 Cl,故无法判断原溶液中是否存在 Cl,故 C 错误;由
20、上述分析可知,试剂一定为盐酸,不能为硫酸,因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加,不符合题意,故正确。题组二 气体的检验 3某混合气体中可能含有 C2、2、O2、N、N中的两种或多种气体。现将此无色透明的混合气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,把剩余气体排入空气中,很快变为红棕色。对于原混合气体成分的判断中正确的是()A肯定有 SO和 N或O2中的至少一种 B肯定只有 NO C可能有 Cl2和 O2.肯定没有 Cl2、O和 N2 答案 D 解析 无色透明的混合气体,说明不存在 C2和O2,气体通过品红溶液后,品红溶液褪色,因此气体中存在 SO2,剩余气体排入空气中,很快变为红棕色,说明剩
21、余气体中有O,由于 N能和 O2反应生成有色的 NO2,因此原气体中不存在 O2,则气体中肯定存在 SO2和 N,一定不存在l2、NO2、O 题组三 物质的鉴别方法 47 瓶分别含有 Cu+、F3、A+、Mg2、Fe、H错误!、Na等离子的溶液,只用一种试剂即可鉴别,该试剂是()A.KMnO4溶液 B.KC溶液 C.Na溶液 D32O 溶液 答案 解析 含 Cu2+的溶液呈蓝色,含 Fe3+的溶液呈黄色,含 Fe2的溶液呈绿色.KMnO4溶液、CN 溶液与剩余的 4 种离子均不反应,无法鉴别,故 A、错误;分别向 4 种溶液中逐渐加入 NaOH 溶液,含 A3+的溶液先产生白色沉淀,后沉淀溶解
22、,含 Mg的溶液产生白色沉淀,且白色沉淀不溶解,含 NH错误!未定义书签。的溶液加热时产生有刺激性气味的气体,含 Na的溶液无明显现象,C 正确;NH3H2O 溶液无法鉴别 M和 A3、H错误!未定义书签。和 Na,D 错误。5.某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:取少量样品加入足量稀盐酸,固体全部溶解,再加入过量烧碱溶液,有白色沉淀产生;取少量样品加入足量水,固体全部溶解;再加入稀硫酸,有白色沉淀产生。该白色粉末可能为()A.BaCl、l(N3)3 BaCO3、MgCl CMgSO4、l3 DBa(NO3)2、M(NO3)2 答案 解析 Bal2、l(O3)都能溶于水,与稀盐
23、酸不反应,但溶于稀盐酸后滴加过量 NaO溶液无沉淀产生,故错误;BaCO3不溶于水,故 B 错误;MgO与lCl都能溶于水,但再滴加稀硫酸无沉淀产生,故 C 错误;a(N3)2与(NO)符合题意,故 D 正确。1高考集萃判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)017天津高考将固体加热至恒重以除去 NaHC3固体中的a2CO3。()(2)01天津高考将苯甲酸粗品水溶、过滤、蒸发、结晶来提纯苯甲酸。()(3)2016全国卷用长颈漏斗分离出乙酸与乙醇反应的产物。()()2016浙江高考蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置。()()2015浙江高考提纯混有少量硝酸钾的氯
24、化钠,应采用在较高温度下制得浓溶液再冷却结晶、过滤、干燥的方法。()(6)2015浙江高考在未知液中滴加 Bal溶液出现白色沉淀,加稀硝酸,沉淀不溶解,说明该未知液中存在 SO错误!或 S错误!。()(7)215江苏高考提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和 Na2CO溶液,振荡后静置分液,并除去有机相的水。()(8)205江苏高考检验溶液中是否含有 F:取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加 KSCN 溶液,观察实验现象。()答案(1)(2)(3)(4)(5)()(7)(8)解析(1)NaHCO比aCO3更容易分解,加热至恒重得到的是 NCO3,错误;(
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