第2章 专题特训四 物质的分离与除杂-【拔尖特训】2025-2026学年九年级全一册科学(浙教版)

55 专题特训四　物质的分离与除杂 ▶ “答案与解析”见P17 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 ( ) A. ①②③④ B. ②③④① C. ④③②① D. ①③②④ 2. 海洋是一个巨大的资源宝库,我们可以从海 水中制得粗盐。以粗盐水为原料综合利用的 部分途径如图所示: (第2题) (1) 为除去粗盐水中的 CaCl2、MgCl2 和 Na2SO4杂质,需将3种试剂分别加入至过 量,除氢氧化钠外,还需要的试剂是 。(按加入的顺序填试剂名称) (2) 按正确顺序加入试剂充分反应,过滤后 的滤液A中的溶质有 (填化学式)。 (3) 若向分离出NaHCO3 晶体后的母液B (含有NH4Cl)中加入过量Ca(OH)2,则可获 得一种可以循环使用的物质是 。 类型二 物质分离与提纯的模型分析 3. 尿素是简单的有机化合物之一,作为一种中 性肥料,尿素适用于各种土壤和植物。它易 保存,使用方便,对土壤的破坏作用小,是使 用量较大的一种化学氮肥。如图所示为利用 天然气制尿素的主要流程。 (第3题) (1) 设备Ⅰ若使用空气冷冻分离法分离氧 气,则利用的原理是 。 (2) 设备Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。 (3) 设备Ⅲ中CO会与H2O发生反应,产生 CO2和H2并分离,根据流程图进入设备Ⅳ 的是 。 4. 易错题 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。 (第4题) (1) 写出试管A中发生反应的化学方程式: 。 (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 。 (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 。 (4) 写出该装置中生成Fe(OH)2 的化学方 程式: 。 类型三 物质分离与除杂的综合应用 5. (2024·绍兴模拟)有四种澄清透明的溶液: 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第2章　物质转化与材料利用 56 ① MgCl2溶液、② Cu(NO3)2溶液、③ Na2SO4 溶液、④ NaOH溶液。不用其他试剂就可将 它们一一鉴别出来,其被鉴别出来的先后顺 序是 ( ) A. ②④①③ B. ④①②③ C. ③②①④ D. ②①③④ 6. (2024·宁波模拟)物质除杂的两条不同思路 如下: 思路一:将杂质直接转化为所需物质。 思路二:将所需物质转化为中间物质,再将中 间物质转化为所需物质。 (1) 运用思路一除去氯化镁粉末中混有的少 量氯化钡,先加足量的水溶解,再向溶液中加 入适量的 溶液,过滤、蒸发,即得氯 化镁固体。 (2) 运用思路二除去氯化镁粉末中混有的少 量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。根据如图所示 的流程回答下列问题: (第6题) 步骤①中反应的化学方程式为 ,步骤②中加入的甲溶液是 (填化学式)溶液。 7. 工业上可以以食盐和石灰石为原料来制取纯 碱(Na2CO3),生产的关键是在沉淀池中让 NaCl、NH3、CO2和H2O尽可能多地转化成 NaHCO3(固体沉淀物)和NH4Cl(溶液)。主 要生产流程如图所示:[已知2NH4Cl+ Ca(OH)2􀪅􀪅CaCl2+2NH3↑+2H2O] (第7题) (1) 在实验室里分离“设备Ⅰ”中的混合物, 用到的操作的名称是 。 (2) “沉淀池”中的反应是在加压的条件下不 断向食盐水和饱和氨水溶液中通入二氧化碳 气体,试分析该流程需要加压的原因是 。 (3) 对“设备Ⅱ”中的母液进行处理后,除水 以外可在本流程中再利用的物质有 (填化学式)。 8. 某废液中可能含有硫酸钠、碳酸钠、 氢氧化钠、氯化钠中的一种或几种, 小乐为了确定其成分,设计并进行 了如图所示的实验。 (第8题) 回答下列问题: (1) 写出生成①中白色沉淀的化学方程式: 。 (2) ②中试剂A的名称: 。 (3) 为了达成确定废液组成的目的,写出对 “无色溶液Ⅱ”进行的后续实验操作: 。 (4) 样品中一定不存在的物质是 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 科学(浙教版)九年级全一册 量稀硝酸,再加入AgNO3 溶液 解析:(2) 加入Ba(NO3)2 溶液后发生反应产生的白色沉淀可能为BaSO4、BaCO3 中 的至少一种。从图乙可知加入稀硝酸,沉淀部分溶解,则 两种沉淀同时存在,由此可确定原固体中一定含有 Na2SO4 和Na2CO3。(3) 步骤②加入Ba(NO3)2溶液后过 滤得无色溶液C,由于取无色溶液C向其中通入二氧化碳 气体,产生白色沉淀,二氧化碳是非金属氧化物,能与碱反 应生成CO2-3 ,再和Ba2+结合为BaCO3 沉淀,所以无色溶 液C中含有OH-、Ba2+;无色溶液C中还含有Ba(NO3)2 与Na2CO3、Na2SO4反应生成的NaNO3;已知原固体中有 Na2CO3,则肯定不含CaCl2,故无色溶液C中一定含有的 离子是Na+、OH-、Ba2+、NO-3。(4) 综上分析,原固体中 一定没有CaCl2、FeCl3,一定有Na2CO3、Na2SO4、NaOH, 只有KCl没确定,所以为确定原固体中是否含有KCl,应取 少许无色溶液C于试管中,先加入足量稀硝酸,再加入 AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则原固体中有KCl。 第6节　材料的利用与发展 1. D 2. D 3. A 4. D 5. (1) 爆炸 (2) HCl (3) 2MgCl2 2H2 6. (1) m(C)∶m(H)=9∶1 (2) ①③ 7. (1) CuSO4+H2O (2) 氧气(或O2) 1mL蒸馏水 ①③ 产生大量气泡是CuSO4 和温度升高共同作用的结 果(合理答案均可) (3) AC 8. (1) 向反应后的滤渣中加入稀硫酸,若没有气泡冒出, 则说明生铁样品已经完全反应 (2) B (3) 由图乙知,生 成氢气的质量为159.0g-158.7g=0.3g,设铁的质量为 x,生成硫酸亚铁的质量为y。 Fe 56 x +H2SO4􀪅􀪅FeSO4 152 y + H2 2 0.3g ↑ 56 2= x 0.3g x=8.4g 152 2 = y 0.3g y=22.8g 稀硫酸的质量为159.0g-44.1g-9.0g=105.9g,形成溶 液的质量为8.4g+105.9g-0.3g=114g,反应后所得溶 液中硫酸亚铁的质量分数为22.8g 114g×100%=20% 专题特训三　物质的推断与鉴别 1. C 2. (1) A (2) 氢氧化钠或碳酸钠 3. (1) CuSO4 (2) CaCO3 BaCl2和KOH 4. (1) 碳酸钡(或BaCO3) (2) K+、SO2-4 、CO2-3 、OH-、 Cl- 解析:(2) 溶液呈无色,可排除Cu2+;滴加Ba(NO3)2 溶液后生成白色沉淀,加入过量稀盐酸后,沉淀部分溶解, 说明溶液中有SO2-4 、CO2-3 ,由此可排除Ca2+、Ba2+;溶液 中一定有阳离子,可以确定K+的存在;向步骤①所得滤液 中通入二氧化碳,生成白色沉淀,说明溶液中有OH-,向 另一份滤液中滴加AgNO3 溶液,产生不溶于稀硝酸的白 色沉淀,说明溶液中存在Cl-。 5. (1) Na+、OH-、CO2-3 (2) 稀盐酸(合理即可) (3) 试管内溶液中有 Na+、OH-(或小郑同学的猜想正确) (4) 稀硫酸 6. (1) 还原性 (2) B中澄清石灰水变浑浊 (3) < 7. (1) 检验CO2是否除尽 (2) 不能,因为氢气也能还原 氧化铜 (3) 不可靠,应在C、D之间加一个“先干燥后验 无”的装置 (4) BaCl2 和NaOH 解析:(1) 装置B用于 除去二氧化碳,装置C用于检验CO2 是否除尽。(2) 装置 D中黑色粉末变红,混合气体中可能有氢气或一氧化碳,因 此不一定含有一氧化碳。(3) 不可靠,因为装置C中澄清 石灰水中的水蒸气可以进入E使无水硫酸铜变蓝,因此应 在C、D之间加一个“先干燥后验无”的装置。(4) 利用 CO2和NaOH反应生成碳酸钠和水,可以通过检测碳酸根 离子,来证明CO2和NaOH能发生反应。 专题特训四　物质的分离与除杂 1. B 解析:将混合气体先通过灼热的CuO,可将其中的 H2、CO 转化为H2O和CO2;其次通过NaOH溶液,吸收 CO2,然后通过澄清石灰水,检验CO2 是否被吸收干净;最 后通过浓硫酸进行干燥,得到干燥纯净的N2。注意干燥环 节必须放在最后,否则得不到干燥的N2。 2. (1) 氯化钡、碳酸钠 (2) NaOH、Na2CO3、NaCl (3) NH3(或氨气) 3. (1) 氧气和其他物质的沸点不同 (2) 2CH4+O2 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅2CO+4H2 (3) 氢气(或H2) 4. (1) Fe+H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2↑ (2) 导管口有气 泡产生 (3) 关闭止水夹 (4) 2NaOH+FeSO4 􀪅􀪅 Na2SO4+Fe(OH)2↓ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 71 反应装置中防氧化的应用 若不理解整套装置的作用,则易导致出错。为防止 氢氧化亚铁被氧化,需要在无氧气的密闭装置内进行反 应。先打开止水夹,让试管A中产生的气体通入试管B 中,排出两支试管内的空气,再关闭止水夹,在氢气气压 的作用下把试管A中的硫酸亚铁溶液排入试管B中,硫 酸亚铁与氢氧化钠反应生成白色的氢氧化亚铁絮状沉 淀。理解制取氢氧化亚铁防止其被氧化成氢氧化铁的 原理,并利用氢气与气压差的原理排出空气且使生成氢 氧化亚铁的反应得以进行。 5. A 6. (1) 硫酸镁(或 MgSO4) (2) BaCl2+K2SO4 􀪅􀪅 BaSO4↓+2KCl NaOH(或KOH等合理答案均可) 7. (1) 过滤 (2) 增加二氧化碳的溶解度,使反应更充分 (3) NaCl、NH3 8. (1) Na2SO4+Ba(NO3)2 􀪅􀪅BaSO4↓+2NaNO3 (2) 无色酚酞试液 (3) 取少量无色溶液Ⅱ于试管中,滴 入适量的硝酸银溶液,观察是否有白色沉淀生成 (4) 碳 酸钠(或Na2CO3) 第2章整合拔尖 ［高频考点突破］ 典例1 C 解析:由图乙中第一组和第三组实验分析可 得,当电池的两极至少有一种活动性排在氢前面的金属 时,外电路的电流表指针总是偏向活动性较强的金属侧, 即外电路的电流总是由活动性较弱的金属流向活动性较 强的金属;由图乙中第二组实验分析可得,若电池的两极 均采用活动性排在氢后面的金属,则不会有电流产生。因 此若采用组合A或B,电流表指针均向右偏转;采用组合 C,电流表指针向左偏转;采用组合D,电流表指针不偏转。 [跟踪训练] 1. (1) 铁(或Fe) Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+ Cu (2) Fe+H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2↑ (3) 蒸发结晶 典例2 (1) 除去过量的NaOH和Na2CO3 (2) NaOH (3) 2、3、4 解析:(3) 无色溶液A:NaCl、BaCl2 和MgCl2, 无色溶液B:NaCl、BaCl2、MgCl2 和酚酞,无色溶液 C: NaCl、BaCl2 和 NaOH,无 色 溶 液 D:NaCl、Na2CO3 和 NaOH。 [跟踪训练] 2. (1) 分离转移 (2) 合理,反应生成易分离 的沉淀,且没有生成新的杂质 (3) 继续滴加少量碳酸钠, 若不再产生沉淀,说明已经完全除去 典例3 (1) 浓硫酸 (2) 2NaOH+CO2􀪅􀪅Na2CO3+ H2O (3) 25m2 11m×100% (4) 偏小 解析:(1) 装置C中 所装药品为浓硫酸,用来吸收水蒸气。(2) 装置D中,氢氧 化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,发生反应的化学方 程式为2NaOH+CO2􀪅􀪅Na2CO3+H2O。(3) 设碳酸钙 的质量为x,装置D中的液体质量增加了m2,说明反应生 成的二氧化碳的质量是m2。 CaCO3 100 x 高温 􀪅􀪅CaO+CO2 44 m2 ↑ 100 44= x m2 x= 100m2 44 该水垢样品中碳酸钙的质量分数为 100m2 44 m ×100%= 25m2 11m×100% 。(4) 实验步骤不变,若撤掉装置A,则空气 中的二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收,导致测得的碳酸钙 的质量分数偏大,从而导致氢氧化镁质量分数的测定结果 偏小。 [跟踪训练] 3. (1) 使残留在装置中的气体全部被吸收 (2) ①② (3) 12 2∶3 典例4 (1) ① 检查气密性:连接试管和广口瓶,往漏斗中 加水,液面不持续下降;② 装药品:在烧杯中加入碎冰和一 定量的水,往试管中装入锌粒,把试管放入烧杯内的冰水 混合物中,用铁架台固定,连接好其他装置;③ 开始反应和 测量:打开止水夹,往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸,记 录一定时间内量筒中的水量(或记录量筒中的水达到一定 体积时所需的时间等合理即可);④ 取等量的锌粒与4%稀 盐酸进行反应,重复上述实验;⑤ 用铁片代替锌粒,重复上 述实验(或多次实验) (2) 如图所示 (典例4图) 解析:(1) 要探究酸的质量分数对反应速率的影响,需要在 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 81