内容正文:
跟踪练(55) 物质的分离和提纯
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.实验室欲从含MgBr2的水中提取Br2,下列操作未涉及的是( )
B 解析:欲从含MgBr2的水中提取Br2,首先氯气与溴化镁溶液反应生成氯化镁和Br2,即发生反应:Cl2+MgBr2===MgCl2+Br2,通过装置A完成;因为Br2溶于水,更易溶于有机溶剂,所以再加入苯或四氯化碳进行萃取,使液体分层,然后分液,通过装置C完成;因为Br2与有机物的沸点不同,可再进行蒸馏操作,可得到溴单质,通过装置D完成。根据以上分析没有用到过滤操作。
2.下列有关流程的说法错误的是( )
A.步骤①需要过滤装置
B.步骤②需要用到分液漏斗
C.步骤③需要用到坩埚
D.步骤④需要蒸馏装置
C 解析:通过步骤①得到滤液和不溶性物质,则步骤①为过滤操作,需要用到过滤装置,A正确;通过步骤②得到水层和有机层,则步骤②为分液操作,需要用到分液装置,B正确;步骤③由溶液得到固体,需要用到蒸发装置,C错误;步骤④由有机层得到甲苯,则步骤④为蒸馏操作,需要用到蒸馏装置,D正确。
3.除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是( )
物质
杂质
试剂
方法
A
二氧化碳
二氧化硫
饱和碳酸
钠溶液
洗气
B
苯
苯酚
氢氧化钠
溶液
分液
C
氯化钠
溶液
碘化钠
氯水、
酒精
萃取、
分液
D
BaSO4
BaCO3
水
过滤
B 解析:二氧化碳和二氧化硫均与饱和碳酸钠溶液反应,无法用饱和碳酸钠溶液除去CO2中的SO2,A错误;苯酚与NaOH溶液反应生成苯酚钠,苯酚钠溶于水,与苯分层,通过分液可分离,B正确;氯水虽与碘化钠反应,但酒精与水互溶,无法萃取生成的碘,C错误;BaSO4、BaCO3均难溶于水,无法过滤分离,D错误。
4.由钛精矿(主要成分为TiO2,含镁、铁、硅等氧化物)制备纯TiCl4的流程示意图及各物质熔、沸点如下,下列说法不正确的是( )
钛精矿粗TiCl4纯TiCl4
化合物
SiCl4
TiCl4
FeCl3
MgCl2
沸点/ ℃
58
136
316
1 412
熔点/ ℃
-69
-25
304
714
A.将进入沸腾炉中的钛精矿粉碎可以提高氯化反应速率
B.氯化过程得到的气体产物经冷却到室温、过滤得到粗TiCl4混合液
C.蒸馏塔中的精制,主要是为了除去粗TiCl4中含有的FeCl3、MgCl2
D.氯化过程产生的尾气含有氯气,需要经过处理后才能排放
C 解析:矿石粉碎可以增大接触面积,增大反应速率,A正确;由表中数据分析可知,气体产物经冷却到室温过滤得到粗TiCl4混合液,可能混有反应物中固体物质,B正确;主要是为了除去粗TiCl4中的SiCl4,C错误;氯气有毒污染空气,不能排放到空气中,D正确。
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题目要求。
5.某化学兴趣小组从含有KI、KNO3等成分的工业废水中回收I2和KNO3,其流程如下:
下列说法正确的是( )
A.步骤1中有机相应从分液漏斗下端放出,无机相从上口倒出
B.步骤2为蒸馏
C.步骤3可在如图所示装置中完成
D.步骤4中,将溶液蒸发至只剩少量水时,用余热将晶体蒸干
BC 解析:步骤1为萃取分液操作,苯的密度比水小,故有机相应从分液漏斗上口倒出,A错误;步骤2为蒸馏,B正确;步骤3为升华,用图中装置能较好地控制温度,C正确;步骤4为蒸发结晶,由于KNO3的溶解度随温度变化比较大,应采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法,故加热至有少量晶体出现时就可停止加热,D错误。
6.下列关于除杂方法的叙述正确的是( )
A.乙烯中混有的SO2可以通过NaOH溶液除去
B.除去BaCO3固体中混有的BaSO4:加过量盐酸后,过滤洗涤
C.向MgCl2溶液中加入CaCO3粉末,充分搅拌后过滤可除去杂质FeCl3
D.除去NaCl溶液中少量的Na2S:加入AgCl后再过滤
AD 解析:SO2与NaOH溶液反应而乙烯不反应,A正确;BaCO3能溶于盐酸,被提纯的物质不易复原,B错误;会引入新的杂质Ca2+,应加入MgCO3或MgO等除杂,C错误;Na2S和AgCl反应生成Ag2S和NaCl,过滤除去Ag2S和剩余的AgCl,达到除杂的目的,D正确。
7.下表中物质含少量杂质,除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的一组是( )
物质(括号为
少量杂质)
除杂方法
A
CO2(SO2)
通入饱和碳酸氢钠溶液,再通入碱石灰干燥
B
KNO3(NaCl)
溶于水配成热饱和溶液,冷却结晶,过滤
C
FeCl2(Fe)
通入少量氯气加热
D
Cu(CuO)
空气中加热
B 解析:利用饱和NaHCO3溶液可以除去CO2中的SO2,但不能用碱石灰干燥CO2气体,应选用无水CaCl2、P2O5等做干燥剂,A错误;KNO3的溶解度受温度影响较大,NaCl的溶解度受温度影响较小,固体溶于水配成热饱和溶液,冷却结晶析出KNO3晶体,过滤,B正确;除去FeCl2溶液中Fe可采用过滤法,也可加入适量稀盐酸溶解,而通入少量Cl2将FeCl2氧化,C错误;除去Cu中混有的CuO,可加入过量稀盐酸或稀硫酸,充分反应后过滤,在空气中加热Cu会转化为杂质CuO,D错误。
8.(2025·广东深圳实验学校高中部段考)实验室里需要纯净的氯化钠溶液,但现只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠,某同学设计了如下方案。
已知:NH4HCO3受热完全分解为NH3、CO2和H2O。下列说法错误的是( )
A.操作①需要用到的主要仪器为坩埚
B.若无氯化钡溶液,试剂②可以改为加硝酸钡溶液
C.操作③的目的是除去过量的Ba2+
D.加入过量盐酸发生的主要反应的离子方程式为2H++CO===CO2↑+H2O
B 解析:操作①是将固体混合物加热,使用到的仪器为坩埚,A正确;加硝酸钡溶液,会引入硝酸钠等新的杂质且不能在后续试验中除去,B错误;操作③加入碳酸钠溶液,碳酸钠与过量的氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,从而除去过量的Ba2+,C正确;加入过量盐酸除去过量的碳酸钠,发生的反应生成NaCl、水和二氧化碳,主要反应离子方程式为2H++CO===CO2↑+H2O,D正确。
三、非选择题
9.(2024·河南信阳模拟)某同学查询资料后得到如下信息:柠檬烯()的沸点为177 ℃,熔点为-74.3 ℃,密度为0.84 g/mL,具有良好的镇咳、祛痰、抑菌作用,广泛存在于天然的植物精油中。
(一)粗精油的提取
该同学利用如图所示装置(加热、夹持及冷凝管内管均省略)从植物组织中获取粗精油,实验步骤如下:
ⅰ.将几片橘子皮剪成细碎的碎片,投入装置乙中,加入约30 mL水;
ⅱ.打开活塞K,加热甲至K处的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧,再打开冷凝水,水蒸气蒸馏即开始进行。可观察到在馏出液的水面上有一层很薄的油层。
(1)甲中长导管的作用是________。蒸馏结束时,应先将________________,
再停止加热。
(2)冷凝管的内管应是________(填“蛇”“球”或“直”)形的。若冷却水从b口进入,则对提取到精油量的影响情况是________________________。
(二)柠檬烯的提取
ⅰ.将馏出液加入仪器A中,然后加入适量的CH2Cl2(沸点为40 ℃)萃取3次,最后将萃取液置于干燥的锥形瓶中,并加入适量的试剂A干燥半个小时。
ⅱ.将干燥好的溶液加入蒸馏烧瓶中,通过一系列操作,最后烧瓶中剩下的橙黄色液体就是柠檬烯。
(3)仪器A是________,试剂A可以是________________________(写出两种)。若将一定量的橙黄色液体滴入溴的CCl4溶液中,溶液褪色,由此现象可得出的恰当结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若橘皮总质量为a g,最后得到V mL柠檬烯,实验过程中柠檬烯的总损失率为b%,则橘皮中柠檬烯的质量分数为________%。
答案:(1)平衡压强 乙中的导气管从溶液中移出
(2)直 收集到的精油量减少
(3)分液漏斗 无水Na2SO4、无水CaCl2 柠檬烯中含有碳碳不饱和键
(4)
解析:(1)甲中长的玻璃导管一端与空气相通,其作用是安全管,能起到平衡压强的作用;蒸馏结束时为防止倒吸现象的发生,应先将乙中的导气管从溶液中移出。
(2)因蒸馏实验中冷凝管是倾斜的,为减少蒸馏液的积留,冷凝管内管应是直形的。若冷却水从b口进入,会导致冷凝效果较差,会有少量精油不能液化而损失掉,这样会导致收集到的精油量减少。
(3)加入CH2Cl2的目的是进行萃取,故操作应在分液漏斗中进行,仪器A是分液漏斗。干燥的目的是除去残留的水分,故试剂A可以是无水CaCl2或无水Na2SO4等。将一定量的橙黄色液体滴入溴的CCl4溶液中,溶液褪色,由此可知发生了加成反应,故可证明柠檬烯中含有碳碳不饱和键。
(4)柠檬烯密度为0.84 g/mL,收集到的柠檬烯体积为V mL,则其质量为0.84V g,设橘子皮中柠檬烯的质量分数为x,则有ax(1-b%)=0.84V,解得x=×100%=%。
学科网(北京)股份有限公司
$$