内容正文:
专题特训 物质的分离与除杂
类型一 物质分离的实验设计与评价
1. N2中混有一定量的H2、CO2、CO和水蒸气,欲得干燥纯净的N2,可将混合气体通过下列试剂∶① 浓硫酸;② 灼热的CuO;③ NaOH溶液;④ 澄清石灰水。气体通过试剂的最佳顺序是( B )
A. ①②③④ B. ②③④①
C. ④③②① D. ①③②④
B
② 取少许所配溶液,向其中滴加氯化钙溶液,观察到的现象是 有白色沉淀生 。
③ 另取少许所配溶液,逐滴加入稀盐酸并振荡,观察到开始无气泡产生,一段时间后产生气泡,原因是在实验过程中,先发生K2CO3+HClKHCO3+KCl,后发生 KHCO3+HClKCl+H2O+CO2↑ (填化学方程式)。
有白色沉淀生成
KHCO3+HClKCl+H2O+CO2↑
2. (2022·泸州)碳酸钾可用于脱除工业气体中的二氧化碳。请你结合下列实验探究,回答相关问题。
(1) 猜想与证明。从物质的类别看,预测K2CO3具有盐类的性质,实验证明如下∶
① 称取0.3g碳酸钾,加入10mL蒸馏水使其溶解。
(2) 思考与拓展。用如图所示的装置模拟工业吸收CO2,其中用多孔球泡(内空球体,球面有许多小孔能通气)比直接用导管插入K2CO3溶液的吸收效果好,原因是 多孔球泡可以增大二氧化碳和碳酸钾溶液的接触面积,使得反应更充分 。
实验中,需要监测K2CO3溶液是否还有较强的吸收CO2的能力。方法之一∶取适量溶液于试管中, 滴入少量稀硫酸,观察现象,若立刻产生大量气泡,则碳酸钾溶液吸收二氧化碳的能力已经很小;若没有立刻产生大量气泡,则说明碳酸钾溶液还有较强的吸收二氧化碳的能力 (补充操作、现象及结论;可供选择的试剂∶NaOH溶液、KCl溶液、稀硫酸)。
(第2题)
多孔球泡可以增大二氧化碳和碳酸钾溶液的接触面积,使得反应更充分
滴入少量稀硫酸,观察现象,若立刻产生大量气泡,则碳酸钾溶
液吸收二氧化碳的能力已经很小;若没有立刻产生大量气泡,则说明碳酸钾溶液还
有较强的吸收二氧化碳的能力
类型二 物质分离与提纯的模型分析
3. (2022·福建)我国古代提纯焰硝(含KNO3和少量NaCl、CaCl2等)工艺的主要流程如图甲所示。请回答下列问题∶
(1) 步骤Ⅰ中,“搅拌”的作用是 加快溶解(或均匀受热) (写一种)。
(2) 步骤Ⅲ加小灰水(含K2CO3)时,发生反应的化学方程式为 CaCl2+K2CO3CaCO3↓+2KCl 。
加快溶解(或均匀受热)
CaCl2+
K2CO3CaCO3↓+2KCl
(3) 如图乙所示为硝酸钾、氯化钠的溶解度曲线。步骤Ⅳ在较高温度下过滤的目的是 防止硝酸钾析出 。
(第3题乙)
(4) 步骤Ⅴ析出硝酸钾晶体的过程称之为 结晶 。
(5) “溶液2”一定含有的溶质有KCl、 KNO3 (填化学式,下同)和 NaCl 。
防止硝酸钾析出
结晶
KNO3
NaCl
4. ★已知Fe(OH)2是白色絮状沉淀,并极易被空气中的氧气氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀。如图所示为Fe(OH)2制备实验的改进装置,使用该装置能在较长的时间内观察到生成的Fe(OH)2沉淀。
(1) 写出试管A中发生反应的化学方程式∶ Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ 。
(2) 试管A中的反应开始时,打开止水夹,在试管B中看到的现象是 导管口有气泡产生 。
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
导管口有气
泡产生
(4) 写出该装置中生成Fe(OH)2的化学方程式∶ 2NaOH+FeSO4Na2SO4+Fe(OH)2↓ 。
2NaOH+FeSO4Na2SO4
+Fe(OH)2↓
(3) 若要在该装置中得到Fe(OH)2白色絮状沉淀,并在一段时间内防止被氧化为Fe(OH)3红褐色沉淀,下一步的实验操作是 关闭止水夹 。
关闭止水夹
类型三 物质分离与除杂的综合应用
5. 某KCl固体样品中含有少量CaCl2杂质,实验室提纯氯化钾的流程如图所示。(氯化钾的溶解度受温度的影响较小)
(1) 沉淀a是 碳酸钙(或CaCO3) 。
(2) 操作Ⅰ是 ② (填序号)。
碳酸钙(或CaCO3)
②
① 冷却热饱和溶液 ② 蒸发结晶
(3) 若KCl固体样品中还含有少量杂质K2SO4,则小科认为提纯该样品只要在上述方案的基础上增加一步实验∶在“加过量K2CO3溶液”与“过滤”操作之间,加过量的硝酸钡溶液。小江认为这种方案不合理,会导致所得KCl固体中含有新的杂质,新杂质是 硝酸钾和硝酸钡[或KNO3和Ba(NO3)2] 。
硝酸钾和硝酸钡[或KNO3和Ba(NO3)2]
6. 工业上可以以