物质的分离与提纯知识点题库

明矾石的主要成分是K₂SO₄•Al₂（SO₄）₃•2Al₂O₃•6H₂O，含有少量氧化铁．利用明矾石制备K₂SO₄的工艺流程如图所示：

据此流程图回答下列问题：

（1） ①焙烧炉中Al₂（SO₄）₃与S反应的产物是两种氧化物，该反应的化学方程式为；写出炉气的一种用途：；
（2） ②中Al₂O₃参与反应的离子方程式为．
（3） ③中调节pH不能用CO₂的理由是
（4）工业冶炼金属铝需要定期更换补充阳极碳块的原因是
（5）纯净氢氧化铝经历两次（填反应类型）可制得铝．以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）₂ ，该电池负极的电极反应式是．
（6）现有明矾石1625t，按上述流程制得780tAl（OH）₃ ，忽略铝元素的损失，请计算明矾石中钾元素的质量分数为%．

按要求填空

（1） 2015年8月12日天津港危化品爆炸，教训极为深刻．其中化学品之一是氰化钠（NaCN）：白色固体，可溶于水，剧毒，致死量50～250mg．氰化钠遇水或酸生成剧毒易燃的氰化氢（HCN）气体．处理氰化物可用碱性氯化法，该方法发生三步反应，写出其离子方程式．
①氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸盐（ClO^﹣）：．
②次氯酸盐氧化氰化物（CN^﹣）生成氰酸盐（CNO^﹣）：ClO^﹣+CN^﹣═CNO^﹣+2Cl^﹣
③过量的次氯酸盐氧化氰酸盐生成CO₃²^﹣和N₂：．
（2）用ClO₂ 处理泄漏的氰化钠（NaCN），得到无毒的NaCl、N₂ 和CO₂ ．若处理含NaCN 4×10^﹣⁵mol•L^﹣¹的废水 1000L，至少需要ClO₂ 的质量为 g．
（3）化学是一门以实验为基础的科学，下列叙述正确的是（填写序号）．
①将0.2mol•L^﹣¹FeCl₃溶液滴加到沸水中，然后继续加热并不断搅拌可制得氢氧化铁胶体．
②分液时，分液漏斗中下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出．
③用NaOH固体配制100g 10%的氢氧化钠溶液时，用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、
烧杯、量筒和胶头滴管．
④托盘天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量仪器均标有0刻度线．
⑤除去CO₂中HCl，可将混合气体通过盛有饱和Na₂CO₃溶液的洗气瓶．
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，瓶口伴有白雾．
⑦加入盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体，则试样中一定有CO₃²^﹣ ．
（4）化学实验中，常将溶液或试剂进行酸化，下列酸化处理的措施中正确的是

A . 定性检验SO₃²^﹣ ，可用HNO₃酸化的BaCl₂溶液 B . 配制FeCl₂溶液时通常加少量HNO₃酸化，减小其水解程度 C . 检验某溶液中是否含Cl^﹣ ，用HNO₃酸化的AgNO₃溶液 D . 检验氧化铁中的氧化亚铁，先用硫酸溶液溶解，然后加入盐酸酸化的高锰酸钾溶液．

工业生产中产生的SO₂、NO直接排放将对大气造成严重污染，利用电化学原理吸收SO₂和NO，同时获得Na₂S₂O₄和NH₄NO₃产品的工艺流程图如下（Ce为铈元素）．

请回答下列问题．

（1）装置Ⅱ中NO在酸性条件下生成NO₂^﹣的离子方程式．
（2）含硫各微粒（H₂SO₃、HSO₃^﹣和SO₃²^﹣）存在于SO₂与NaOH溶液反应后的溶液中，它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图1所示．
①下列说法正确的是（填标号）．
A．pH=7时，溶液中c（Na⁺）＜c（HSO₃^﹣）+c（SO₃²^﹣）
B．由图中数据，可以估算出H₂SO₃的第二级电离平衡常数Ka₂≈10^﹣⁷
C．为获得尽可能纯的NaHSO₃ ，应将溶液的pH控制在4～5为宜
D．pH=9时的溶液中c（OH^﹣）=c（H⁺）+c（HSO₄^﹣）+c（H₂SO₄）
②若1L1mol/L的NaOH溶液完全吸收13.44L（标况下）SO₂ ，则反应的离子方程式为．
③取装置Ⅰ中的吸收液vmL，用cmol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定．酸性高锰酸钾溶液应装在（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，判断滴定终点的方法是．
（3）装置Ⅲ的作用之一是再生Ce⁴⁺ ，其原理如图2所示．
图中A为电源的（填“正”或“负”）极．右侧反应室中发生的主要电极反应式为．
（4）已知进人装置Ⅳ的溶液中NO₂^﹣的浓度为0.4mol/L，要使1m³该溶液中的NO₂^﹣完全转化为NH₄NO₃ ，需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O₂的体积为L．

重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂，工业上常用铬铁矿（主要成分为FeO•Cr₂O₃ ，杂质为SiO₂、Al₂O₃）为原料生产它，实验室模拟工业法用铬铁矿制K₂Cr₂O₇的主要工艺如图．涉及的主要反应是：

6FeO•Cr₂O₃+24NaOH+7KClO₃═12Na₂CrO₄+3Fe₂O₃+7KCl+12H₂O

（1）碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是．
（2）步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是．
（3）操作④中，酸化时，CrO₄²^﹣转化为Cr₂O₇²^﹣ ，写出平衡转化的离子方程式
（4）用简要的文字说明操作⑤加入KCl的原因．
（5）称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液，取出25mL于碘量瓶中，加入10mL2mol/LH₂SO₄和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr³⁺），放于暗处5min．然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示剂，用0.1200mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定（I₂+2S₂O₃²^﹣═2I^﹣+S₄O₆²^﹣）
①判断达到滴定终点的依据是．
②若实验中共用去Na₂S₂O₃标准溶液40.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为（设整个过程中其它杂质不参加反应）（保留2位有效数字）．

除去乙酸乙酯中残留的乙酸，有效的处理方法是（）

A . 蒸馏 B . 水洗后分液 C . 用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液 D . 用过量氯化钠溶液洗涤后分液

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）操作①的名称是，操作②的名称是．
（2）试剂a是，试剂b是，固体B是．（填化学式）
（3）加入试剂a所发生的反应的离子方程式为：．加入试剂b所发生反应的离子方程式为：．
（4）该方案能否达到实验目的：．若不能，应如何改进（若能，此问不用回答）．

下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是( )

	实验操作	实验目的
A	将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热一段时间，再向冷却后的混合液中滴加硝酸银溶液	检验水解产物中的溴离子
B	向加有铁粉的苯中加浓溴水	制取溴苯
C	向新制的氢氧化铜中加入乙醛溶液，加热	证明乙醛可被还原
D	向苯酚钠溶液中通入二氧化碳	确定苯酚酸性较碳酸弱

A . A B . B C . C D . D

下列试剂中混有的杂质，其除杂试剂和分离操作都正确的是（）

编号	主要成分	杂质	除杂试剂	分离操作
A	铜粉	铁粉	FeCl₃溶液	过滤
B	Na₂SO₄	Na₂SO₃	双氧水	结晶
C	SO₂	HCl	饱和Na₂CO₃	洗气
D	MgO	Al₂O₃	盐酸	过滤

A . A B . B C . C D . D

下列叙述错误的是( )

A . 植物油含不饱和脂肪酸酯，能使Br₂的CCl₄溶液褪色 B . NH₄F水溶液中含有HF，因此NH₄F溶液不能存放于玻璃试剂瓶中 C . SO₂通入到紫色石蕊试液中，溶液先变红后褪色 D . 除去Mg(OH)₂浊液中的Ca(OH)₂ ，可加入足量MgCl₂溶液充分搅拌后过滤

海水是一个巨大的化学资源宝库，利用海水可以获得很多化工产品。

（1）海水淡化的方法有蒸馏法、(填1种方法)。
（2）海水中制得的饱和氯化钠溶液可以利用电解法直接制取次氯酸钠，制取的离子方程式为。
（3）利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去)：

将Br₂与Na₂CO₃反应的化学方程式补充完整：

Br₂＋Na₂CO₃=NaBrO₃＋＋

（4）盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCl₂ ，此外还含Fe²^＋、Fe³^＋、Mn²^＋等离子。以卤块为原料制得镁的工艺流程如下(部分操作和条件已略去)：

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已知：常温下0.010 mol·L^－¹金属离子在不同pH下的沉淀情况如下：

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)₃	2.7	3.7
Fe(OH)₂	7.6	9.6
Mn(OH)₂	8.3	9.8
Mg(OH)₂	9.6	11.1

①步骤②中需控制pH＝9.8，其目的是。

②NaClO还能除去盐卤中的CO(NH₂)₂ ，生成盐和一种能参与大气循环的物质。除去0.2 mol CO(NH₂)₂时消耗NaClO g。

纯净的砒霜是一种剧毒物，但在医学中却有着重要的作用。《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述：“取砒之法，将生砒就置火上，以器覆之，令砒烟上飞着覆器，遂凝结累然下垂如针”，文中涉及的操作方法也可用于下列哪组混合物的分离( )

A . 酒精和水 B . 氯化铵和氯化钠 C . 氯化铵和碘单质 D . 氯化钾和二氧化锰

钼酸钠(Na₂MoO₄)是一种冷却水系统的金属缓蚀剂，工业上利用钼精矿(主要成分为MoS₂)制备金属钼和钼酸钠晶体的流程如下图所示。

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回答下列问题：

（1）如果在空气中焙烧1mol MoS₂时，S转移12mol电子，则MoS₂中钼元素的化合价为；焙烧产生的尾气对环境的主要危害是。
（2）若在实验室中进行操作2，则从钼酸钠溶液中得到钼酸钠晶体的操作步骤是，过滤、洗涤、干燥。
（3）钼精矿中MoS₂含量的测定：取钼精矿16g，经在空气中焙烧、操作1、操作2得到钼酸钠晶体(Na₂MoO₄·2H₂O)12.1g(假设各步的转化率均为100%)，钼精矿中MoS₂的质量分数为。(已知MoS₂的相对分子质量为160，Na₂MoO₄·2H₂O的相对分子质量为242)。
（4）操作3硫元素被氧化为最高价，发生反应的离子方程式为。
（5）用镍、钼作电极电解浓NaOH溶液制备钼酸钠(Na₂MoO₄)的装置如图所示。b电极上的电极反应式为。
（6）某温度下，BaMoO₄在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示，该温度下BaMoO₄的K_sp的值为。

下列除去杂质的方法错误的是（）

A . 乙烯中的SO₂和CO₂杂质气体可通过碱石灰而除去 B . 乙酸乙酯中混有乙酸，加入装有氢氧化钠溶液的分液漏斗中，充分混合静置分液 C . 工业上制备无水乙醇，向含水乙醇加入生石灰后过滤再蒸馏 D . 乙烷中有乙烯，可以通过加入氢气使得乙烯转化为乙烷而将其除去

除去下列溶液中的杂质(括号内是杂质)所用试剂错误的是( )

A . CO₂[HCl]：用饱和的NaHCO₃溶液 B . CO₂[SO₂]：用饱和酸性KMnO₄溶液 C . Cl₂[HCl]：用饱和的NaCl溶液 D . SO₂[HCl]：用饱和的Na₂SO₃溶液

实验室合成乙酸乙酯的实验装置如图所示(加热及夹持装置已省略)。实验步骤为组装仪器、加入药品、加热回流反应。

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已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次为78.4℃、118℃、77.1℃。

请回答下列问题：

（1）配制乙醇、乙酸和浓硫酸的混合溶液的方法是。
（2）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入几块碎瓷片,其目的是。
（3）冷凝水的进出方向为。
（4）一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。现拟提纯含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,提纯流程如图所示。

①向乙酸乙酯粗产品中加入饱和碳酸钠溶液的作用是。

②“操作1”的名称是。

③在得到的油层中加入无水硫酸钠粉末并振荡，目的是；“操作2”需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外还有。

工业上可用红土镍矿(主贾成分为NiO、FeO、Fe₂O₃)制备镍并回收副产物黄铵铁矾 [化学式可表示为(NH₄)_xFe_y(SO₄)_z(OH)_w ，摩尔质量为480 g·mol^-1]的上艺流程如下。

（1） “初步沉铁”中鼓入“空气”的作用是。
（2） “深度沉铁”时溶液保持的温度比“初步沉铁”时溶液保持的温度低的原因是。检验深度沉铁完全的方法是。

（3）已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。

金属离子的氢氧化物	Ni(OH)₂	Fe(OH)₃	黄铵铁矾
开始沉淀pH	7.2	2.7	1.3
沉淀刚好完全pH	9.2	3.7	2.3

“深度沉铁”中通入NH₃调节溶液pH的范围是。

（4）灼烧时得到Ni₂O₃ ，请写出灼烧的化学反应方程式为。
（5）粗镍提纯后，可用于高功率Ni MH( M表示储氢合金)电池。该电池已用于混合动力汽车。总反应方程式如下：Ni(OH)₂+M $\text{[math]}$ NiOOH +MH。充电时阳极的电板反应方程式为。
（6） Min Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验。其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300℃前分解释放的物质为H₂O，300-575℃之间只有NH₃和H₂O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。

根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式为。

$\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 都是重要的无机化工原料。

（1）以 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 为原料制备 $\text{[math]}$ ，并测定产品中少量 $\text{[math]}$ 的含量，过程如下：
Ⅰ $\text{[math]}$ 的制备

Ⅱ 产品中 $\text{[math]}$ 含量的测定

步骤1 称取产品 $\text{[math]}$ ；溶解，配成 $\text{[math]}$ 溶液。

步骤2 取 $\text{[math]}$ 上述溶液，向其中滴入 $\text{[math]}$ 盐酸至 $\text{[math]}$ 时，溶液中 $\text{[math]}$ 恰好完全转化为 $\text{[math]}$ 。

步骤3 向步骤 2中溶液继续滴入 $\text{[math]}$ 盐酸，又消耗盐酸 $\text{[math]}$ 时，溶液中 $\text{[math]}$ 恰好完全转化为 $\text{[math]}$ 。

有关盐的溶解度曲线如题图所示。

①Ⅰ中“反应”的化学方程式为。

②题图中碳酸氢铵溶解度在 $\text{[math]}$ 后无数据的原因可能是。

③“滤液”中除了 $\text{[math]}$ 外，还含有一种阳离子，检验该阳离子的实验方法是。

④产品中 $\text{[math]}$ 的质量分数为（写出计算过程）。
（2）精制氯化钠可由海水晒制的粗盐（含有少量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等杂质离子）获得。请补充完整由粗盐获得精制氯化钠的实验方案：将粗盐加水溶解，，蒸发结晶，得到精制氯化钠（实验中须用的用品：饱和 $\text{[math]}$ 溶液、 $\text{[math]}$ 溶液、 $\text{[math]}$ 溶液、盐酸、 $\text{[math]}$ 试纸）。

某学习小组从海带中提取碘单质并进行纯化。下列实验装置和操作能达到目的的是（）

A . 装置甲灼烧海带 B . 装置乙用苯萃取碘水中的I₂ C . 装置丙从碘苯溶液中提取I₂ D . 装置丁精制单质碘

废旧材料是巨大的资源宝库，回收利用前景广阔。从废黄铜合金(主要成分为Cu和Zn)中回收Cu并制备ZnO的部分实验流程如图所示。下列叙述错误的是（）

A . “溶解”过程中发生的反应有 $\text{[math]}$ B . 与锌粉反应的离子主要是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ C . 过滤必须用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒 D . 为加快溶解速率可以选择高温或加以搅拌

硫酸四氨合铜(Ⅱ)晶体为深蓝色，常用作杀虫剂，也是高效、安全的广谱杀菌剂，还是植物生长激素，能促进作物生长并提高作物产量。工业上使用的废铜屑中常含有少量铁、油污及不溶性杂质等，以此制备硫酸四氨合铜(Ⅱ)晶体，其流程如下：

（1）用 $\text{[math]}$ 溶液洗涤废铜屑的目的是，之后用水洗涤除去多余的碳酸钠。
（2）将稀硫酸加入到废铜屑中无反应发生，再加入适量 $\text{[math]}$ ，可生成硫酸铜，写出该反应的化学方程式；此反应采取加热的方法来加快化学反应速率，同时加热温度不宜过高的原因是：；若将稀硝酸和稀硫酸以2∶3的比例加入废铜屑中，也可得到硫酸铜： $\text{[math]}$ ，指出该方案的主要缺点是。
（3）可以加入CuO来调pH值除杂，使 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ ，沉淀而除去，请结合平衡移动原理分析加入CuO除杂的原因。(写出相关的离子方程式并辅以必要的文字说明)
（4）操作1的步骤为：蒸发浓缩、、过滤、冰水洗涤、干燥。冰水洗涤的目的是：洗去晶体表面的杂质、。
（5）测定产品中 $\text{[math]}$ 的质量分数的步骤如下：准确称取0.492g产品于锥形瓶中，加 $\text{[math]}$ 溶液和100mL水使其溶解，加入10mL10%KI溶液( $\text{[math]}$ )，加入淀粉作指示剂，用 $\text{[math]}$ 溶液滴定至浅蓝色( $\text{[math]}$ )，再加入10%KSCN溶液10mL，摇匀后，溶液蓝色加深，再继续用 $\text{[math]}$ 溶液滴定至蓝色刚好消失，共消耗 $\text{[math]}$ 溶液19.20mL。
①加10%KSCN溶液将CuI转化为CuSCN，其离子方程式为： $\text{[math]}$ ，求该反应的平衡常数K=。[已知： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ]
②计算产品中 $\text{[math]}$ 的质量分数为(列出计算式即可)。

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