资源描述
从实验学化学物质的分离和提纯物质的分离与提纯，从高考的内容和形式上看，主要特点有三个：一是选取适当的试剂及其分离方法，除去被提纯物质中指定的杂质；二是确定除去被提纯物质中指定杂质所需加入试剂的先后顺序；三是将分离提纯与物质制备、混合物成分的确定等内容融为一体，形成综合实验题。解答该类题目要注意以下几个方面：(1)了解常见物质分离和提纯的方法；(2)了解分离方法的适用范围和注意事项；(3)能设计和评价简单的分离提纯实验方案。考题印证1(2012江苏高考)用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是()A用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HClB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，氢氧化钠溶液既可以吸收HCl，又可以吸收Cl2，故不能达到实验目的，应该用饱和食盐水；B项，氯化铵受热会加速水解，且蒸干时氯化铵还会分解，故不能用图2装置制备NH4Cl晶体，B错；C项，纯碱是易溶于水的固体，不适宜用启普发生器的简易装置制取少量CO2，应用大理石，且盐酸易挥发，得不到纯净的二氧化碳气体，反应后应进行除杂和干燥，C错；D项，正确。答案：D2某同学设计如下实验方案，以分离KCl和BaCl2两种固体混合物：试回答下列问题：(1)B物质的化学式为_。(2)该方案的明显失误是因某一步设计不当而使分离产物不纯，该步正确的方案应是_。(3)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是_的质量。解析：(1)据已设计的分离路线知，加入过量K2CO3溶液使BaCl2中的Ba2完全转化成BaCO3沉淀。将沉淀洗涤后与盐酸反应，经蒸发干燥得到固体B为BaCl2。(2)加入过量K2CO3溶液后所得的滤液中有KCl和K2CO3，直接加热蒸发、结晶所得的固体C中有KCl和少量的K2CO3，因此步骤之前应先在滤液中加入过量盐酸，使K2CO3转化为KCl后，再蒸发、结晶得到纯净的KCl。(3)固体B(BaCl2)中的所有钡离子全部于原混合物，因此只要测得固体B或沉淀A的质量，据“钡量”守恒可确定BaCl2的质量分数。答案：(1)BaCl2(2)步骤之前应先在滤液中加过量盐酸，然后再蒸发、结晶得固体C(3)沉淀A或固体B阿伏加德罗常数及其应用对阿伏加德罗常数的考查是高考考查物质的量的“主题”，命题形式以选择题为主。该类题目涵盖的知识面较广，常与气体摩尔体积的使用条件、氧化还原反应中电子转移数目等问题联系在一起，可以说一直是高考的热点，也是考生易错的地方。但是，只要仔细审题，理解阿伏加德罗常数的含义，经常进行强化训练并注意挖掘题目的“隐含条件”，就能轻松作答。考题印证3(2012新课标全国卷，有改动)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是()A分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NAB1 L 1 mol/L NaCl溶液含有NA个NaC常温常压下，92 g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NAD常温常压下，22.4 L氯气与足量镁粉充分反应，转移的电子数为2NA解析：选项A，分子总数为NA的NO2和CO2混合气体的物质的量为1 mol，其中含有2 mol氧原子，A正确；选项B,1 L溶液中含有溶质NaCl 1 mol，故含有Na 1 mol，即有NA个Na，B正确；选项C，无论是92 g NO2还是92 g N2O4中均含有6 mol原子，则92 g混合气体中必定含有6 mol原子，C正确；选项D,1 mol氯气与足量镁粉充分反应，转移2 mol电子，但常温常压下22.4 L氯气不是1 mol，所以转移的电子不是2 mol，D错误。答案：D4(2012江苏高考有改动)设NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A标准状况下，0.1 mol Cl2溶于水，转移的电子数目为0.1NAB常温常压下，18 g H2O中含有的原子总数为3NAC标准状况下，2.24 L SO3中含有的分子数目为0.1NAD常温常压下，2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数目为0.1NA解析：A项，氯气与水的反应是一个可逆反应，0.1 mol氯气与水反应，转移的电子数小于0.1NA，A错；B项，正确；C项，标准状况下SO3不是气体，C错；D项不是标准状况，常温常压下2.24 L CO和CO2混合气体中含有的碳原子数小于0.1NA，D错。答案：B以物质的量为中心的相关计算物质的量是七大基本物理量之一，是贯穿整个中学化学的重要基本概念。在高考中，虽然对计算能力的要求有所降低，但对物质的量及其相关计算的考查每年必不可少，它以各种形式渗透到各种题型中，与多方面的知识融合在一起进行考查。顺利解答关于物质的量的化学计算，需明确物质的量与其他化学计量之间的联系，并注意构建网络化体系。考题印证5有硫酸镁溶液500 mL，它的密度是1.20 g/cm3，其中镁离子的质量分数是4.8%，则有关该溶液的说法不正确的是()A溶质的质量分数是24.0%B溶质的物质的量浓度是2.4 mol/LC溶质和溶剂的物质的量之比是140D硫酸根离子的质量分数是19.2%解析：由Mg2的质量分数知MgSO4质量分数为4.8%24%，其浓度为c2.4 mol/L，溶质与溶剂物质的量之比为121，SO的质量分数为4.8%19.2%。答案：C6根据下列各题所给出的数据，可分别求出其“溶质的质量分数”或“溶质的物质的量浓度”，试判断并求解。(1)设NA表示阿伏加德罗常数的数值，若某氢氧化钠溶液V L中含有n个OH，则可求出此溶液中_为_。(2)已知某氢氧化钠溶液中Na与H2O的个数之比为1a，则可求出此溶液中_为_。(3)已知标准状况下1体积水能溶解500体积的氯化氢，则可求出标准状况下氯化氢饱和溶液中_为_。解析：(1)不知溶液的密度，只能计算物质的量浓度，c mol/L。(2)NaOH与H2O的物质的量之比为1a，可计算溶质的质量分数，w100%。(3)不知溶液的密度，不能计算物质的量浓度，可求其质量分数100%44.9%。答案：(1)NaOH的物质的量浓度 mol/L(2)氢氧化钠的质量分数%(3)HCl的质量分数44.9%(时间：90分钟，满分100分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)1化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是化学学习的重要内容。根据你掌握的知识判断，下列实验操作的描述中，正确的是()A从试剂瓶中取出的任何药品，若有剩余不能再放回原试剂瓶B用稀盐酸洗涤盛放过石灰水的试剂瓶C酒精灯不慎碰倒起火时可用水扑灭D各放一张质量相同的滤纸于天平的两托盘上，将NaOH固体放在左盘纸上称量解析：实验中剩余的钠、钾等试剂，应放回原试剂瓶；盛放过石灰水的试剂瓶常附有CaCO3，可以用稀盐酸除去；少量酒精失火应用湿抹布盖灭，大量酒精失火可用沙子盖灭，水与酒精互溶，若用水会加大着火面积；NaOH固体有很强的吸水性，不能放在纸上称量。答案：B2下列分离方法不正确的是()A用过滤的方法除去食盐水中的泥沙B用蒸馏的方法将自来水制成蒸馏水C用酒精萃取碘水中的碘D用分液的方法分离食盐水和汽油的混合物解析：过滤是分离固体和液体混合物的方法，A正确；蒸馏是分离沸点不同液体的混合物的方法，B正确；酒精能溶于水，不能用于萃取碘水中的碘，可以用与水互不相溶的CCl4或苯，C错误；汽油与水互不相溶，可以用分液的方法分离，D正确。答案：C3如果你家里的食用花生油不小心混入了部分水，利用你所学的知识，采用最简便的分离方法是()解析：花生油与水互不相溶，可以利用分液的方法分离。答案：B4下列有关气体摩尔体积的说法中正确的是()A在标准状况下，0.5 mol任何气体的体积都必定是11.2 LB在标准状况下，1 mol任何物质的体积都约是22.4 LC常温、常压下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 LD在标准状况下，0.5 mol CO2所占有的体积约是11.2 L解析：对于气体来讲，其体积与温度、压强有关，标准状况下，1 mol任何气体的体积都约是22.4 L，故A、C两项不正确。固体与液体的体积不适用气体的摩尔体积，故B项不正确。答案：D5用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列有关说法正确的是()A在常温、常压下，11.2 L O2含有的分子数为0.5NAB在常温、常压下，1 mol氦气含有的原子数为2NAC71 g Cl2所含原子数为2NAD标准状况下，1 mol H2O和1 mol H2的体积都约为22.4 L解析：A项中，标准状况下，11.2 L O2含有的分子数为0.5NA；氦是单原子分子，1 mol氦气含有的原子数为NA；C项正确；标准状况下，水是液体。答案：C6常温、常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是()解析：质量相等时，物质的物质的量与摩尔质量成反比，所以，等质量的CH4、CO2、O2、SO2，物质的量关系为SO2CO2O221，D项错。答案：C10除去某溶液里溶解的少量杂质，下列做法中不正确的是(括号内的物质为杂质)()ANaCl溶液(BaCl2)：加过量Na2CO3溶液，过滤，再加适量盐酸并加热BKNO3溶液(AgNO3)：加过量KCl溶液，过滤CNaCl溶液(Br2)：加CCl4，分液DKNO3溶液(NaCl)：加热蒸发得浓溶液后，降温解析：除去KNO3溶液中的AgNO3杂质时，应加适量的KCl溶液，然后过滤，如果加过量KCl溶液，会引进新的杂质KCl。答案：B11某氯化镁溶液的密度为1.18 g/cm，其中镁离子的质量分数为5.1%。300 mL该溶液中Cl的物质的量约为()A0.37 molB0.63 molC0.74 mol D1.5 mol解析：由物质的量浓度和质量分数的换算关系式可知：c(MgCl2)2.51 mol/L，所以n(MgCl2)2.51 mol/L0.3 L0.75 mol。因此Cl的物质的量等于0.75 mol21.5 mol。答案：D12双选题有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：则甲、乙、丙三种溶液可能是()ABaCl2、H2SO4、MgCl2 BCaCl2、HNO3、AgNO3CCaCl2、HNO3、NaCl DBaCl2、HCl、Na2SO4解析：Na2CO3CaCO3白色沉淀Ca(NO3)2，再加AgNO3后，Ag与原溶液Cl又生成不溶于HNO3的白色沉淀；Na2CO3BaCO3白色沉淀BaCl2BaSO4白色沉淀，故B、D正确。答案：BD13下列说法正确的是()A同温、同压下甲烷和氧气的密度之比为21B1 g甲烷和1 g氧气的原子数之比为51C等物质的量的甲烷和氧气的质量之比为21D在标准状况下等质量的甲烷和氧气的体积之比为12解析：同温同压下，气体密度比等于摩尔质量比，A错误；等物质的量的气体质量比等于摩尔质量比，C错误；标准状况下，等质量气体体积比等于物质的量之比，等于摩尔质量反比，D错误；求原子数之比，先计算物质的量，再乘以分子所含的原子数，1 g甲烷中原子的物质的量1 g/16 gmol15,1 g氧气中氧原子的物质的量1 g/32 gmol12，比值为51，故B正确。答案：B14双选题设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于0.2 mol/L Ba(NO3)2溶液不正确的说法是()A2 L溶液中有阴、阳离子总数为0.8NAB500 mL溶液中NO浓度为0.2 mol/LC500 mL溶液中Ba2浓度为0.2 mol/LD500 mL溶液中NO总数为0.2NA解析：由Ba(NO3)2=Ba22NO知，n(Ba2)nBa(NO3)2，n(NO)2nBa(NO3)2。所以c(Ba2)0.2 mol/L，c(NO)0.4 mol/L，而溶液的浓度与溶液的体积无关。则A项，阴、阳离子共有：(0.2 mol/L0.4 mol/L)2 L1.2 mol；B项，c(NO)0.4 mol/L；C项正确；D项，NO的物质的量为0.4 mol/L0.5 L0.2 mol，故所含离子数为0.2NA，D项也正确。答案：AB15配制100 mL 1.0 mol/L Na2CO3溶液，下列操作正确的是()A称取10.6 g无水碳酸钠，加入100 mL容量瓶中，加水溶解、定容B称取10.6 g无水碳酸钠，加入100 mL蒸馏水，搅拌、溶解C转移Na2CO3溶液时，未用玻璃棒引流，直接倒入容量瓶中D定容后，塞好瓶塞，反复倒转、摇匀解析：10.6 g无水碳酸钠应加入烧杯中，加适量水，用玻璃棒搅拌溶解，不能直接加入100 mL容量瓶中。溶解后的溶液要用玻璃棒引流转移到容量瓶中。然后要用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒23次，并把洗涤液都转移到容量瓶中。溶解及洗涤所用水的总体积不能超过100 mL。答案：D16把V L含有MgSO4和K2SO4的混合溶液分成两等份，一份加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁；另一份加入含b mol BaCl2的溶液，恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡。则原混合溶液中钾离子的浓度为()A. mol/L B. mol/LC. mol/L D. mol/L解析：由题意知V/2 L溶液中加入含a mol NaOH的溶液，恰好使镁离子完全沉淀为氢氧化镁，说明该溶液中Mg2的物质的量为a/2 mol，故原溶液中Mg2的物质的量为a mol，即MgSO4的物质的量为a mol；加入含b mol BaCl2的溶液恰好使硫酸根离子完全沉淀为硫酸钡，则原溶液中SO的物质的量为2b mol。由以上分析可知混合溶液中K2SO4的物质的量为(2ba) mol，所以K的物质的量为2(2ba)mol，其浓度为 mol/L。答案：D二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17(6分)工业酒精是含水约4%的液态乙醇。向工业酒精中加入生石灰，会发生如下化学反应：CaOH2O=Ca(OH)2，且生成物不溶于乙醇。(1)要在实验室中将工业酒精转化为无水乙醇，下列做法中最佳的是_(填字母编号)。A加入过量的生石灰过滤B加入过量的生石灰蒸馏C加入过量的生石灰后分液(2)在你选择的需要加热的实验方法中，需要用到的玻璃仪器，除酒精灯外，还有_。在该方法的实验步骤里，在加热之前的操作是_，并且对此要注意的问题是_。(3)用酒精灯作热源在加热过程中要适时调整酒精灯的上下或左右位置，目的是_。解析：(1)CaO、Ca(OH)2是不溶于酒精、难挥发的固体，酒精是易挥发的液体。由蒸馏的原理可知，采用蒸馏的方法最佳。(2)蒸馏操作中，用到的玻璃仪器，除了酒精灯外，还有蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶。为了确保馏出的蒸气及时得到冷却，要先向冷凝管中通冷却水，然后才能加热。冷却水一般从下口进，从上口出。(3)进行蒸馏操作时，要根据组分沸点，使蒸馏烧瓶内的支管口保持恒温。温度的显示靠温度计，温度的调节可通过控制热源的强弱来实现。答案：(1)B(2)蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、尾接管、锥形瓶向冷凝管内通冷却水使水从冷凝管的下口进，上口出(3)使蒸馏烧瓶内的支管口处保持某一恒温 18.(6分)(1)用14.2 g无水硫酸钠配制成500 mL溶液，其物质的量浓度为_ mol/L。(2)若从中取出50 mL，其物质的量浓度为_ mol/L；溶质的质量为_g。(3)若将这50 mL溶液用水稀释到100 mL，所得溶液中Na的物质的量浓度为_ mol/L，SO的物质的量浓度为_ mol/L。解析：(1)n(Na2SO4)0.1 mol，c(Na2SO4)0.2 mol/L。(2)从中取出50 mL溶液，浓度仍为0.2 mol/L，溶质的质量为：mnMcVM0.2 mol/L0.05 L142 g/mol1.42 g。(3)50 mL溶液用水稀释到100 mL，据c(浓)V(浓)c(稀)V(稀)，Na2SO4的浓度变为原来的，即0.1 mol/L，故Na浓度为0.2 mol/L，SO浓度为0.1 mol/L。答案：(1)0.2(2)0.21.42(3)0.20.1 19.(8分)O2和O3是氧元素的两种单质，根据其分子式完成下列各题：(1)等质量的O2和O3所含分子个数比为_，原子个数比为_，分子的物质的量之比为_。(2)等温、等压下，等体积的O2和O3所含分子个数比为_，原子个数比为_，质量比为_。(3)设NA为阿伏加德罗常数的数值，如果a g氧气中含有的分子数为b，则c g氧气在标准状况下的体积约是_(用含NA的式子表示)。(4)配制100 mL 1 mol/L的稀H2SO4溶液，需要用量筒量取浓H2SO4(密度为1.84 gmL1，质量分数为98%)的体积为_ mL。解析：(1)等质量的O2和O3的物质的量之比为32，则所含分子个数之比为32，原子个数之比为11。(2)据阿伏加德罗定律可知，同温同压下，等体积的气体含有相同数目的分子数，即O2和O3所含分子数之比为11，则原子个数比为23，质量比为23。(3)氧气的摩尔质量为：M g/mol，则c g O2在标准状况下体积为：VVm22.4 L/mol L。(4)该浓H2SO4的物质的量浓度为：c mol/L18.4 mol/L。据稀释定律得：100 mL1 mol/L18.4 mol/LV，解之得V5.4 mL。答案：(1)321132(2)112323(3) L(4)5.4 20.(10分)用18 mol/L浓硫酸配制100 mL 3.0 mol/L稀硫酸的实验步骤如下：计算所用浓硫酸的体积量取一定体积的浓硫酸稀释转移、洗涤定容、摇匀完成下列问题：(1)所需浓硫酸的体积是_ mL，量取浓硫酸所用的量筒的规格是_(从下列中选用)。A10 mL B25 mLC50 mL D100 mL(2)第步实验的操作是_。(3)第步实验的操作是_。(4)下列情况对所配制的稀硫酸浓度有何影响(用“偏大”、“偏小”或“无影响”填写)?A所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中_。B容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水_。C所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤_。D定容时俯视溶液的凹液面_。解析：(1)稀释前后溶质的物质的量相等，由V(H2SO4)18 mol/L100 mL1033.0 mol/L，得V(H2SO4)16.7 mL，量筒大小尽量与所盛的液体的体积相近，故选用B。(2)第步是浓硫酸的稀释，由于其溶于水时放出大量的热，故在溶解浓硫酸时要沿烧杯内壁缓慢倒入水中，并用玻璃棒搅拌。(3)定容时的关键是加入的蒸馏水不能超过容量瓶颈上的刻度线，否则就必须重配。故在接近刻度线1 cm2 cm 处，改用胶头滴管向容量瓶滴加至凹液面与刻度线相切为止；塞紧瓶塞，倒转摇匀。(4)选项A由于浓硫酸变稀，故所配制的稀硫酸的浓度偏小；选项B容量瓶中残留有少量的水，对配制的稀硫酸的浓度无影响；选项C由于烧杯、玻璃棒未洗涤，上面粘有的硫酸没有转移到容量瓶中，故所配制的稀硫酸的浓度偏小；选项D定容时俯视溶液的凹液面，溶液体积偏小，故所配制的稀硫酸的浓度偏大。答案：(1)16.7B(2)先向烧杯中加入30 mL蒸馏水，然后将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入烧杯中，并用玻璃棒搅拌(3)继续向容量瓶注入蒸馏水至刻度线下1 cm2 cm处，改用胶头滴管向容量瓶滴加至凹液面与刻度线相切为止；塞紧瓶塞，倒转摇匀(4)A.偏小B无影响C偏小D偏大 21.(10分)草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾，还含有少量氯化钾和硫酸钾。现从草木灰中提取钾盐，并用实验检验其中的CO、SO和Cl。(1)从草木灰中提取钾盐的实验操作顺序如下：称量样品，溶解沉降，_，_，冷却结晶。(2)用托盘天平(指针向上的)称量样品时，若指针偏向右边，则表示_(填选项的标号)。A左盘重，样品轻 B左盘轻，砝码重C右盘重，砝码轻 D右盘轻，样品重(3)在进行、操作时，都要用到玻璃棒，其作用分别是：_；_；_。(4)将制得的少量晶体放入试管，加蒸馏水溶解并把溶液分成三份，分装在3支试管里。在第一支试管里加入稀盐酸，可观察有_产生，证明溶液中有_。在第二支试管里加入足量稀盐酸后，再加入BaCl2溶液，可观察到有_生成，证明溶液中有_。在第三支试管里加入足量Ba(NO3)2溶液，过滤后，再向滤液中加入足量稀硝酸后，再加入AgNO3溶液，可观察到有_生成，证明溶液中有_。解析：SO检验除加BaCl2溶液外，还需加稀HCl，排除CO的干扰，同样，Cl的检验需加稀HNO3酸化的AgNO3。答案：(1)过滤蒸发(2)B(3)搅拌，加速样品溶解引流，防止滤液溅到漏斗外搅拌，使溶液受热均匀，防止滤液飞溅(4)气泡CO白色沉淀SO白色沉淀Cl 22.(12分)欲用含有少量氯化钙的氯化钠固体，配制100 mL a mol/L的氯化钠溶液，设计了下面的操作方案。根据方案操作步骤回答下列问题：(1)称量粗盐样品m g，在托盘天平左盘上放_，右盘上放_。(2)过滤时，漏斗下端管口应_，漏斗里液面应_。(3)蒸发操作时应将液体放在_中加热，等加热至_时即停止加热。(4)在样品的溶液中加入过量的Na2CO3溶液，作用是_，反应的化学方程式是_。(5)在滤液中加入盐酸的作用是_，反应的化学方程式是_。(6)配制100 mL a mol/L的NaCl溶液时，应从W g固体中称取NaCl的质量为_，配制时应在_中进行定容。解析：(1)称量时左物右码；(2)过滤时“一贴”、“二低”、“三靠”；(3)蒸发在蒸发皿中进行，当加热到剩有少量液体时停止加热用余热蒸干；(4)Na2CO3是除杂试剂，加入过量的目的是把杂质除得更干净；(5)盐酸也是除杂试剂，用于除去所加的过量碳酸钠；(6)用W g NaCl配制100 mL a mol/L的NaCl溶液应称取NaCl的质量为：100 mL103 L/mLa mol/L58.5 g/mol5.85a g，配制溶液时应在100 mL容量瓶中进行定容。答案：(1)粗盐(放在称量纸上)砝码(放在称量纸上)(2)靠在烧杯内壁上低于滤纸的边缘(3)蒸发皿剩余较少液体(4)使钙离子完全形成沉淀而除去CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl(5)除去过量的Na2CO3Na2CO32HCl=2NaClH2OCO2(6)5.85a g100 mL容量瓶13
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