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主题27:物质的检验、分离和提纯李仕才A卷最新模拟基础训练1.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是()。A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+B.在溶液中先加盐酸,无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含SO42-C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+D.某气体可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,证明该气体是Cl2【解析】滴加KSCN 溶液,溶液呈红色,则证明存在Fe3+,但并不能证明无Fe2+,A项错误;在溶液中先加盐酸,无现象,再加BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明原溶液中含SO42-,B项正确;灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,但并不能证明无K+,因为黄光可掩盖紫光,K+焰色需透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后观察,C项错误;某气体可使湿润的淀粉-KI试纸变蓝,该气体可能是二氧化氮等具有氧化性的气体,D项错误。【答案】B2.下列关于某些离子的检验及结论一定正确的是()。A.加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,一定有CO32-B.加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有SO42-C.加入氢氧化钠溶液并加热,产生的气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,一定有ND.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸,白色沉淀消失,一定有Ba2+【解析】除CO32-能与稀盐酸反应产生无色气体外,HCO3-、HSO3-或SO32-也能与稀盐酸反应产生无色气体,气体通入澄清石灰水,也能使溶液变浑浊,A项错误;若溶液中含有Ag+,加入BaCl2溶液,也能产生不溶于稀盐酸的白色沉淀,B项错误;若溶液中含有Ca2+,加入Na2CO3溶液也能产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,D项错误。【答案】C3.下列除杂试剂或方法错误的是()。选项原物质所含杂质除杂试剂主要操作方法AHNO3溶液H2SO4BaCl2溶液过滤BCO2SO2酸性KMnO4溶液、浓硫酸洗气、干燥CSiO2Al2O3稀盐酸过滤DC2H5OHCH3COOHCaO蒸馏【解析】硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡和盐酸,引入新杂质,A项错误;二氧化硫与高锰酸钾发生反应,而二氧化碳不能,则利用酸性KMnO4溶液、浓硫酸试剂洗气、干燥可除杂,B项正确;氧化铝能与盐酸反应,而二氧化硅不能,则加足量稀盐酸、过滤可除杂,C项正确;乙酸与CaO反应后生成醋酸钙,与乙醇沸点差异增大,则加CaO后蒸馏可除去C2H5OH中的CH3COOH,D项正确。【答案】A4.在某澄清、透明的浅黄色溶液中,可能含有H+、N、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、I-八种离子中的几种,在检验方案设计时初步分析其溶液中最多可含有的离子(不包括OH-)有()。A.5种B.6种C.7种D.8种【解析】溶液呈浅黄色,说明溶液中含有Fe3+,HCO3-、I-与Fe3+反应,不能共存,可判断溶液中不含I-、HCO3-,根据溶液呈电中性可知,一定含有SO42-,则溶液中不含Ba2+,可能含有H+、N、Al3+,故溶液中最多可含有5种离子,A项正确。【答案】A5.下列实验不能获得成功的是()。A.用NaOH除去溴苯中混有的溴单质B.淀粉与稀H2SO4充分反应后,加入适量新制的Cu(OH)2悬浊液,加热产生红色沉淀C.只用一种试剂就可鉴别Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液D.用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸【解析】NaOH能与Br2反应,可用NaOH除去溴苯中混有的溴,A项实验可以成功;淀粉在稀H2SO4催化作用下水解,水解后的溶液呈酸性,应先加碱调节溶液显碱性后,再加新制的Cu(OH)2悬浊液,B项实验不能成功;可用盐酸鉴别Na2S溶液、NaCl溶液、Na2SiO3溶液、Na2CO3溶液,C项实验可以成功;Na2CO3能与乙酸反应,乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中溶解度较小,可用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸,D项实验可以成功。【答案】B6.某同学设计了如下方法对X盐进行鉴定:由此分析,下列结论中正确的是()。A.X中一定有Fe3+B.X一定为FeBr2溶液C.Y为AgI沉淀D.Z中一定有Fe3+【解析】加入AgNO3溶液产生浅黄色沉淀,说明Y为AgBr,Z溶液中加入KSCN溶液,生成血红色溶液W,说明Z中一定含有Fe3+,C项错误,D项正确;X中加入适量酸化的AgNO3溶液,得到的Z中含有Fe3+,说明X中可能含有Fe3+,也可能含有Fe2+,也可能同时含有Fe2+和Fe3+,可推知X为FeBr2或FeBr3或FeBr2和FeBr3的混合溶液,A、B两项错误。【答案】D7.固体粉末X中可能含有Fe、FeO、CuO、MnO2、KCl和K2CO3中的若干种。为确定该固体粉末的成分,某同学依次进行了如下实验:将X加入足量水中,得到不溶物Y和溶液Z取少量Y加入足量浓盐酸,加热,产生黄绿色气体,并有少量红色不溶物向Z溶液中滴加AgNO3溶液,生成白色沉淀用玻璃棒蘸取溶液Z于广泛pH试纸上,试纸呈蓝色分析以上实验现象,下列结论正确的是()。A.X中一定不存在FeOB.不溶物Y中一定含有Fe和CuOC.Z溶液中一定含有KCl、K2CO3D.Y中不一定存在MnO2【解析】由实验知不溶物能与浓盐酸反应产生黄绿色的Cl2,红色不溶物为Cu,说明不溶物Y中含有MnO2、Fe和CuO,不能确定是否含有FeO,A、D两项错误,B项正确;由实验可知溶液Z中可能含有KCl或K2CO3,由实验可知溶液Z呈碱性,一定含有K2CO3,不能确定是否含有KCl,C项错误。【答案】B8.某固体粉末甲中可能含有K2CO3、KNO3、K2SO3、Na2SO4、FeO、Fe2O3中的若干种,某同学为确定该固体粉末的成分,取甲进行连续实验,实验过程及现象如下:该同学得出的结论正确的是()。A.根据现象1可推出该固体粉末中含有钠元素,但不含有钾元素B.根据现象2可推出该固体粉末中可能含KNO3C.根据现象3可推出该固体粉末中一定含有Na2SO4D.根据现象4和现象5可推出该固体粉末中一定含有FeO和Fe2O3【解析】钠的焰色为黄色,故一定含钠元素,观察钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃,故无法确定是否含钾元素,A项错误;红棕色气体为NO2,则原混合物中一定含有硝酸钾,B项错误;K2SO3在酸性条件下与KNO3发生氧化还原反应生成SO42-,加入氯化钡生成硫酸钡沉淀,则不一定含硫酸钠,可能含有K2SO3,故C项错误;溶液B加KSCN溶液呈红色,说明含有Fe3+,加铁氰化钾产生蓝色沉淀,证明含Fe2+,所以该固体粉末中含有FeO和Fe2O3,故D项正确。【答案】D9.1000 mL某待测溶液中除含有0.2 molL-1的Na+外,还可能含有下列离子中的一种或多种:阳离子K+、N、Fe3+、Ba2+阴离子Cl-、Br-、CO32-、HCO3-、SO32-、SO42-现进行如下实验操作(每次实验所加试剂均过量):(1)写出生成白色沉淀B的离子方程式:。(2)待测液中肯定不存在的阳离子是。(3)若无色气体D是单一气体,判断原溶液中是否存在K+,(填“是”或“否”);若存在,求其物质的量浓度的最小值,若不存在,请说明理由:。(4)若无色气体D是混合气体:待测液中一定含有的阴离子是。沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是(填化学式)。【解析】待测液和氯化钡溶液反应得到沉淀A,则溶液中可能含有CO32-、SO32-、SO42-,向沉淀中加入稀硝酸生成气体,且有部分沉淀不溶解,则溶液中存在CO32-,可能存在SO32-、SO42-中的一种或两种,根据离子共存可知,原溶液中不存在Ba2+。溶液A中有Ba2+,加入过量的NaOH溶液得到气体B、白色沉淀B,则溶液中一定含有N、HCO3-,一定不存在Fe3+,气体B为NH3,白色沉淀B为BaCO3。溶液B中通入氯气,得浅黄绿色溶液,溶液中一定没有Br-,溶液B中加入硝酸银、硝酸溶液得到白色沉淀C,C为AgCl,说明溶液B中含有Cl-,由于开始加入了氯化钡溶液,故不能确定原溶液中是否含有Cl-。(1)由上述分析可知,白色沉淀B为碳酸钡,是由HCO3-、Ba2+、OH-反应生成的,反应的离子方程式为HCO3-+Ba2+OH-BaCO3+H2O。(2)由上述分析可知,溶液中一定没有的阳离子是Fe3+和Ba2+。(3)若无色气体D是单一气体,则气体D为CO2,原溶液中不含SO32-,一定含有SO42-。则溶液中一定含有的阴离子有SO42-、CO32-、HCO3-,阳离子一定有Na+、N。沉淀D为BaSO4,则n(SO42-)=0.05 mol;沉淀E为CaCO3,则n(CO32-)=0.1 mol;气体B为NH3,则n(N)=0.1 mol;沉淀B为BaCO3,则n(HCO3-)=0.1 mol。阳离子Na+、N所带正电荷的物质的量为0.3 mol,阴离子SO42-、CO32-、HCO3-所带负电荷的物质的量为0.4 mol,根据电荷守恒,则阳离子一定还含有K+,由于溶液中阴离子还可能含有Cl-,则K+物质的量最少为0.1 mol,c(K+)最小为0.1 molL-1。(4)若无色气体D是混合气体,只能为CO2、NO混合气体,白色沉淀D只能为BaSO4,溶液中一定含有SO32-,不能确定是否含有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)CO32-、HCO3-、SO32-BaCO3、BaSO310.芳香酸是分子中羧基与苯环直接相连的一类有机物,通常用芳香烃的氧化来制备。反应原理如下:+KOH+2MnO2+H2O+HCl反应试剂、产物的物理常数如下表:名称相对分子质量性状熔点()沸点()密度(gcm-3)水中的溶解性甲苯92无色液体、易燃、易挥发-95110.60.8669不溶苯甲酸122白色片状或针状晶体122.42481.2659微溶主要实验装置和流程如下:实验方法:将一定量的甲苯和KMnO4溶液加入图1所示装置中,在90 时,反应一段时间后,停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。(1)白色固体B中主要成分的分子式为。操作为。(2)如果滤液呈紫色,需加入亚硫酸氢钾,用离子方程式表示其原因:。(3)下列关于仪器的组装或使用正确的是。A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触C.图1所示回流搅拌装置应采用直接加热的方法D.冷凝管中水的流向是上进下出(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入,分液,然后再向水层中加入,抽滤,洗涤,干燥即可得到苯甲酸。(5)纯度测定:称取2.440 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL 溶液进行滴定,消耗KOH的物质的量为4.510-3 mol。产品中苯甲酸的质量分数为。【解析】(1)白色固体是苯甲酸,分子式为C7H6O2;有机层中物质互溶且沸点不同,所以可以采用蒸馏的方法分离。(2)如果滤液呈紫色,说明高锰酸钾过量,要先加亚硫酸氢钾,除去未反应的高锰酸钾,发生反应的离子方程式为2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2+5SO42-+3H2O。(3)抽滤时,瓶中压强较小,可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀,故A项正确;为了防止搅拌棒下端打坏三颈烧瓶底或温度计,因此不能与它们接触,故B项正确;沸水浴加热便于控制温度和使容器受热均匀,图1回流搅拌装置应采用水浴加热的方法,故C项错误;冷凝管中水的流向与蒸汽的流向相反,则冷凝管中水的流向是下进上出,故D项错误。(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液,甲苯与NaOH不反应,苯甲酸与NaOH反应生成苯甲酸钠,分液,苯甲酸钠溶液中加盐酸可以制得苯甲酸。(5)设苯甲酸的物质的量浓度为x molL-1,则25 mL苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量为0.025x mol。C6H5COOH+KOHC6H5COOK+H2O1 mol1 mol0.025x mol4.5010-3 mol1mol1mol=x=0.18则100 mL该溶液中苯甲酸的质量为0.18 molL-10.1 L122 gmol-1=2.196 g,其质量分数为100%=90%。【答案】(1)C7H6O2蒸馏(2)2MnO4-+5HSO3-+H+2Mn2+5SO42-+3H2O(3)AB(4)NaOH溶液硫酸或盐酸酸化(5)90%
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