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主題27:物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純 李仕才 A卷　最新模擬基礎(chǔ)訓(xùn)練 1.下列關(guān)于物質(zhì)或離子檢驗(yàn)的敘述正確的是(　　)。 A.在溶液中加KSCN,溶液顯紅色,證明原溶液中有Fe3+,無Fe2+ B.在溶液中先加鹽酸,無現(xiàn)象,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含SO42- C.灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,無K+ D.某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán),證明該氣體是Cl2 【解析】滴加KSCN 溶液,溶液呈紅色,則證明存在Fe3+,但并不能證明無Fe2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在溶液中先加鹽酸,無現(xiàn)象,再加BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,證明原溶液中含SO42-,B項(xiàng)正確;灼燒白色粉末,火焰呈黃色,證明原粉末中有Na+,但并不能證明無K+,因?yàn)辄S光可掩蓋紫光,K+焰色需透過藍(lán)色的鈷玻璃濾去黃光后觀察,C項(xiàng)錯(cuò)誤;某氣體可使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán),該氣體可能是二氧化氮等具有氧化性的氣體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】B 2.下列關(guān)于某些離子的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是(　　)。 A.加入稀鹽酸產(chǎn)生無色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO32- B.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸,沉淀不消失,一定有SO42- C.加入氫氧化鈉溶液并加熱,產(chǎn)生的氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán),一定有N D.加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸,白色沉淀消失,一定有Ba2+ 【解析】除CO32-能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體外,HCO3-、HSO3-或SO32-也能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體,氣體通入澄清石灰水,也能使溶液變渾濁,A項(xiàng)錯(cuò)誤;若溶液中含有Ag+,加入BaCl2溶液,也能產(chǎn)生不溶于稀鹽酸的白色沉淀,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若溶液中含有Ca2+,加入Na2CO3溶液也能產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】C 3.下列除雜試劑或方法錯(cuò)誤的是(　　)。 選項(xiàng) 原物質(zhì) 所含雜質(zhì) 除雜試劑 主要操作方法 A HNO3溶液 H2SO4 BaCl2溶液 過濾 B CO2 SO2 酸性KMnO4 溶液、濃硫酸 洗氣、干燥 C SiO2 Al2O3 稀鹽酸 過濾 D C2H5OH CH3COOH CaO 蒸餾 　　【解析】硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇和鹽酸,引入新雜質(zhì),A項(xiàng)錯(cuò)誤;二氧化硫與高錳酸鉀發(fā)生反應(yīng),而二氧化碳不能,則利用酸性KMnO4溶液、濃硫酸試劑洗氣、干燥可除雜,B項(xiàng)正確;氧化鋁能與鹽酸反應(yīng),而二氧化硅不能,則加足量稀鹽酸、過濾可除雜,C項(xiàng)正確;乙酸與CaO反應(yīng)后生成醋酸鈣,與乙醇沸點(diǎn)差異增大,則加CaO后蒸餾可除去C2H5OH中的CH3COOH,D項(xiàng)正確。 【答案】A 4.在某澄清、透明的淺黃色溶液中,可能含有H+、N、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、I-八種離子中的幾種,在檢驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)初步分析其溶液中最多可含有的離子(不包括OH-)有(　　)。 A.5種　　　B.6種　　　C.7種　　　D.8種 【解析】溶液呈淺黃色,說明溶液中含有Fe3+,HCO3-、I-與Fe3+反應(yīng),不能共存,可判斷溶液中不含I-、HCO3-,根據(jù)溶液呈電中性可知,一定含有SO42-,則溶液中不含Ba2+,可能含有H+、N、Al3+,故溶液中最多可含有5種離子,A項(xiàng)正確。 【答案】A 5.下列實(shí)驗(yàn)不能獲得成功的是(　　)。 A.用NaOH除去溴苯中混有的溴單質(zhì) B.淀粉與稀H2SO4充分反應(yīng)后,加入適量新制的Cu(OH)2懸濁液,加熱產(chǎn)生紅色沉淀 C.只用一種試劑就可鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液 D.用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸 【解析】NaOH能與Br2反應(yīng),可用NaOH除去溴苯中混有的溴,A項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以成功;淀粉在稀H2SO4催化作用下水解,水解后的溶液呈酸性,應(yīng)先加堿調(diào)節(jié)溶液顯堿性后,再加新制的Cu(OH)2懸濁液,B項(xiàng)實(shí)驗(yàn)不能成功;可用鹽酸鑒別Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液,C項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以成功;Na2CO3能與乙酸反應(yīng),乙酸乙酯在飽和Na2CO3溶液中溶解度較小,可用飽和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,D項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可以成功。 【答案】B 6.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方法對X鹽進(jìn)行鑒定: 由此分析,下列結(jié)論中正確的是(　　)。 A.X中一定有Fe3+ B.X一定為FeBr2溶液 C.Y為AgI沉淀 D.Z中一定有Fe3+ 【解析】加入AgNO3溶液產(chǎn)生淺黃色沉淀,說明Y為AgBr,Z溶液中加入KSCN溶液,生成血紅色溶液W,說明Z中一定含有Fe3+,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確;X中加入適量酸化的AgNO3溶液,得到的Z中含有Fe3+,說明X中可能含有Fe3+,也可能含有Fe2+,也可能同時(shí)含有Fe2+和Fe3+,可推知X為FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合溶液,A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】D 7.固體粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干種。為確定該固體粉末的成分,某同學(xué)依次進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn): ①將X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z ②取少量Y加入足量濃鹽酸,加熱,產(chǎn)生黃綠色氣體,并有少量紅色不溶物 ③向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀 ④用玻璃棒蘸取溶液Z于廣泛pH試紙上,試紙呈藍(lán)色 分析以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,下列結(jié)論正確的是(　　)。 A.X中一定不存在FeO B.不溶物Y中一定含有Fe和CuO C.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3 D.Y中不一定存在MnO2 【解析】由實(shí)驗(yàn)②知不溶物能與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色的Cl2,紅色不溶物為Cu,說明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能確定是否含有FeO,A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確;由實(shí)驗(yàn)③可知溶液Z中可能含有KCl或K2CO3,由實(shí)驗(yàn)④可知溶液Z呈堿性,一定含有K2CO3,不能確定是否含有KCl,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】B 8.某固體粉末甲中可能含有K2CO3、KNO3、K2SO3、Na2SO4、FeO、Fe2O3中的若干種,某同學(xué)為確定該固體粉末的成分,取甲進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象如下: 該同學(xué)得出的結(jié)論正確的是(　　)。 A.根據(jù)現(xiàn)象1可推出該固體粉末中含有鈉元素,但不含有鉀元素 B.根據(jù)現(xiàn)象2可推出該固體粉末中可能含KNO3 C.根據(jù)現(xiàn)象3可推出該固體粉末中一定含有Na2SO4 D.根據(jù)現(xiàn)象4和現(xiàn)象5可推出該固體粉末中一定含有FeO和Fe2O3 【解析】鈉的焰色為黃色,故一定含鈉元素,觀察鉀的焰色必須透過藍(lán)色鈷玻璃,故無法確定是否含鉀元素,A項(xiàng)錯(cuò)誤;紅棕色氣體為NO2,則原混合物中一定含有硝酸鉀,B項(xiàng)錯(cuò)誤;K2SO3在酸性條件下與KNO3發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO42-,加入氯化鋇生成硫酸鋇沉淀,則不一定含硫酸鈉,可能含有K2SO3,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;溶液B加KSCN溶液呈紅色,說明含有Fe3+,加鐵氰化鉀產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,證明含F(xiàn)e2+,所以該固體粉末中含有FeO和Fe2O3,故D項(xiàng)正確。 【答案】D 9.1000 mL某待測溶液中除含有0.2 molL-1的Na+外,還可能含有下列離子中的一種或多種: 陽離子 K+、N、Fe3+、Ba2+ 陰離子 Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42- 現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作(每次實(shí)驗(yàn)所加試劑均過量): (1)寫出生成白色沉淀B的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)待測液中肯定不存在的陽離子是　　　　。 (3)若無色氣體D是單一氣體,判斷原溶液中是否存在K+,　　　　(填“是”或“否”);若存在,求其物質(zhì)的量濃度的最小值,若不存在,請說明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若無色氣體D是混合氣體: ①待測液中一定含有的陰離子是　。 ②沉淀A中能與稀硝酸反應(yīng)的成分是　　　　　　(填化學(xué)式)。 【解析】待測液和氯化鋇溶液反應(yīng)得到沉淀A,則溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成氣體,且有部分沉淀不溶解,則溶液中存在CO32-,可能存在SO32-、SO42-中的一種或兩種,根據(jù)離子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入過量的NaOH溶液得到氣體B、白色沉淀B,則溶液中一定含有N、HCO3-,一定不存在Fe3+,氣體B為NH3,白色沉淀B為BaCO3。溶液B中通入氯氣,得淺黃綠色溶液,溶液中一定沒有Br-,溶液B中加入硝酸銀、硝酸溶液得到白色沉淀C,C為AgCl,說明溶液B中含有Cl-,由于開始加入了氯化鋇溶液,故不能確定原溶液中是否含有Cl-。 (1)由上述分析可知,白色沉淀B為碳酸鋇,是由HCO3-、Ba2+、OH-反應(yīng)生成的,反應(yīng)的離子方程式為HCO3-+Ba2++OH-BaCO3↓+H2O。 (2)由上述分析可知,溶液中一定沒有的陽離子是Fe3+和Ba2+。 (3)若無色氣體D是單一氣體,則氣體D為CO2,原溶液中不含SO32-,一定含有SO42-。則溶液中一定含有的陰離子有SO42-、CO32-、HCO3-,陽離子一定有Na+、N。 沉淀D為BaSO4,則n(SO42-)=0.05 mol; 沉淀E為CaCO3,則n(CO32-)=0.1 mol; 氣體B為NH3,則n(N)=0.1 mol; 沉淀B為BaCO3,則n(HCO3-)=0.1 mol。 陽離子Na+、N所帶正電荷的物質(zhì)的量為0.3 mol,陰離子SO42-、CO32-、HCO3-所帶負(fù)電荷的物質(zhì)的量為0.4 mol,根據(jù)電荷守恒,則陽離子一定還含有K+,由于溶液中陰離子還可能含有Cl-,則K+物質(zhì)的量最少為0.1 mol,c(K+)最小為0.1 molL-1。 (4)若無色氣體D是混合氣體,只能為CO2、NO混合氣體,白色沉淀D只能為BaSO4,溶液中一定含有SO32-,不能確定是否含有SO42-,沉淀A中一定含有BaCO3、BaSO3。 【答案】(1)Ba2++HCO3-+OH-BaCO3↓+H2O (2)Fe3+和Ba2+ (3)是　0.1 molL-1 (4)①CO32-、HCO3-、SO32- ②BaCO3、BaSO3 10.芳香酸是分子中羧基與苯環(huán)直接相連的一類有機(jī)物,通常用芳香烴的氧化來制備。反應(yīng)原理如下: +KOH+2MnO2↓+H2O +HCl 反應(yīng)試劑、產(chǎn)物的物理常數(shù)如下表: 名稱 相對分 子質(zhì)量 性狀 熔點(diǎn) (℃) 沸點(diǎn) (℃) 密度 (gcm-3) 水中的 溶解性 甲苯 92 無色液體、易燃、易揮發(fā) -95 110.6 0.8669 不溶 苯甲酸 122 白色片狀或針狀晶體 122.4 248 1.2659 微溶 主要實(shí)驗(yàn)裝置和流程如下: 實(shí)驗(yàn)方法:將一定量的甲苯和KMnO4溶液加入圖1所示裝置中,在90 ℃時(shí),反應(yīng)一段時(shí)間后,停止反應(yīng),按如下流程分離出苯甲酸并回收未反應(yīng)的甲苯。 (1)白色固體B中主要成分的分子式為　　　　。操作Ⅱ?yàn)椤　　　　? (2)如果濾液呈紫色,需加入亞硫酸氫鉀,用離子方程式表示其原因:　　　　　　　　　　　　　　。 (3)下列關(guān)于儀器的組裝或使用正確的是　　　　。 A.抽濾可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀 B.安裝電動(dòng)攪拌器時(shí),攪拌器下端不能與三頸燒瓶底、溫度計(jì)等接觸 C.圖1所示回流攪拌裝置應(yīng)采用直接加熱的方法 D.冷凝管中水的流向是上進(jìn)下出 (4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入　　　　,分液,然后再向水層中加入　　　　,抽濾,洗滌,干燥即可得到苯甲酸。 (5)純度測定:稱取2.440 g產(chǎn)品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL 溶液進(jìn)行滴定,消耗KOH的物質(zhì)的量為4.510-3 mol。產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　。 【解析】(1)白色固體是苯甲酸,分子式為C7H6O2;有機(jī)層中物質(zhì)互溶且沸點(diǎn)不同,所以可以采用蒸餾的方法分離。 (2)如果濾液呈紫色,說明高錳酸鉀過量,要先加亞硫酸氫鉀,除去未反應(yīng)的高錳酸鉀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5SO42-+3H2O。 (3)抽濾時(shí),瓶中壓強(qiáng)較小,可以加快過濾速度,得到較干燥的沉淀,故A項(xiàng)正確;為了防止攪拌棒下端打壞三頸燒瓶底或溫度計(jì),因此不能與它們接觸,故B項(xiàng)正確;沸水浴加熱便于控制溫度和使容器受熱均勻,圖1回流攪拌裝置應(yīng)采用水浴加熱的方法,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;冷凝管中水的流向與蒸汽的流向相反,則冷凝管中水的流向是下進(jìn)上出,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (4)除去殘留在苯甲酸中的甲苯應(yīng)先加入NaOH溶液,甲苯與NaOH不反應(yīng),苯甲酸與NaOH反應(yīng)生成苯甲酸鈉,分液,苯甲酸鈉溶液中加鹽酸可以制得苯甲酸。 (5)設(shè)苯甲酸的物質(zhì)的量濃度為x molL-1,則25 mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物質(zhì)的量為0.025x mol。 C6H5COOH+KOHC6H5COOK+H2O 1 mol　　　 1 mol 0.025x mol　　 4.5010-3 mol 1mol1mol= x=0.18 則100 mL該溶液中苯甲酸的質(zhì)量為0.18 molL-10.1 L122 gmol-1=2.196 g,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=90%。 【答案】(1)C7H6O2　蒸餾 (2)2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2++5SO42-+3H2O (3)AB (4)NaOH溶液　硫酸或鹽酸酸化 (5)90%