物质的分离与提纯知识点题库

工业上利用H₂SiF₆溶液制备BaF₂ ，同时可得到副产品SiO₂ ，其工艺如下：

已知：焙烧过程的反应为（NH₄）₂SiF₆+BaCO₃ $\text{[math]}$ BaSiF₆+2NH₃↑+CO₂↑+H₂O↑

（1）焙烧的气体产物能恰好完全反应生成物质A，则A的化学式为．
（2）氨解反应为放热反应，且反应能进行完全．该反应需降温冷却的原因为、．
（3）热解的另一产物是含两种元素的气体，该气体水解的化学方程式是．
（4） SiO₂可用于制作，该物质在信息传输中具有重要应用．
（5）为保持该过程的持续循环，每生成1mol BaF₂ ，理论上需补充原料H₂SiF₆mol．

某金属冶炼厂的管道烟泥中含有某些金属，随机取样对烟泥进行分析．由下表中的数据可知，在烟泥中含有相当量的铜、锌以及能造成污染的硫．因此从效益和环保角度出发，应考虑把铜、锌回收利用，并对硫进行适当的处理．

编号	Cu	Zn	S
1	10.3%	5.0%	1.2%
2	11.5%	4.9%	1.8%
3	12.4%	10.3%	0.9%

【设计方案】

（1）写出步骤①②中含铜元素的物质发生反应的化学方程式：．
（2）写出本方案中处理废气的方法（用化学方程式表示）：．
（3）步骤⑤中所用的操作方法是：．
（4）在步骤④中，可选用试剂从混合溶液A中得到铜．

下列实验装置不适用于物质分离的是（）

A .

B .

C .

D .

下列各物质含少量杂质，除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的是（）

序号	物质	杂质	除杂应选用的试剂或操作方法
①	KNO₃溶液	KOH	加入FeCl₃溶液，并过滤
②	FeSO₄溶液	CuSO₄	加入过量铁粉，并过滤
③	H₂	CO₂	通过盛NaOH溶液的洗气瓶，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
④	NaNO₃固体	CaCO₃	溶解、过滤、蒸发

A . ①②③④ B . ①③④ C . ②③④ D . ①②③

某化学兴趣小组的同学通过查阅资料，获得了草酸的一些信息，整理出下表。

结构简式	HOOC-OOH
溶解性	能溶于水，易溶于乙醇
特性	大约在157℃升华(175℃以上发生分解)
化学性质	H₂C₂O₄+Ca(OH)₂=CaC₂O₄↓+2H₂O
	HOOC-COOH $\text{[math]}$ CO₂↑+CO↑+H₂O
	2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄= K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂↑+8H₂O

（1）该组同学欲通过实验验证草酸受热分解产物中的CO₂和CO(装置符合气密性要求，其他试剂可选)。
①填写表中空内。
仪器
A
B
C
加入试剂
NaOH溶液
②简述检验CO的实验方法和实验现象。
（2）实验室常用草酸钠测定KMnO₄溶液的浓度。
①准确称取2.680g草酸钠，溶于稀硫酸和水制成100.0 mL溶液，每次取20.00mL溶液于锥形瓶中；将待测KMnO₄溶液置于(填“酸式”或“碱式”)滴定管中进行滴定。重复上述滴定操作三次，实验数椐如下表所示。待测KMnO₄溶液的物质的量浓度为。

滴定前均为
第一次终点
第二次终点
第三次终点
滴定管液面刻度
0.00 mL
20.02mL
21.00mL
19.98mL
②将酸性KMnO₄溶液和H₂C₂O₄溶液混合后，发现开始时溶液褪色不明显，但不久后迅速褪色，针对该实验现象，某同学认为KMnO₄溶液与H₂C₂O₄溶液的反应是放热反应，导致溶液温度升高，反应速率加快。你猜想还有可能是的影响。若用实验证明你的猜想，除KMnO₄溶液、H₂C₂O₄溶液、稀硫酸外，还需要选择的合理试剂是。

绿矾FeSO₄∙7H₂O广泛用于医药和工业领域。以下是FeSO₄∙7H₂O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：

（1）碳酸钠溶液能除去酯类油污，是因为（用离子方程式表示），反应Ⅰ需要加热数分钟，其原因是。
（2）废铁屑中含氧化铁，反应II的离子方程式，判断反应II完成的现象是：。

在一定条件下，萘可与浓硝酸、浓硫酸两种混酸反应生成二硝基化合物，它是1,5-二硝基萘和1,8-二硝基萘的混合物，后者可溶于质量分数大于98%的硫酸，而前者不能。利用这一性质可以将这二种物质分离。在上述硝化产物中加入适量的98.3%硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体1,8-二硝基萘，应采用的方法是（）

A . 对所得的滤液蒸发浓缩冷却结晶 B . 向滤液中缓缓加入水后过滤 C . 将滤液缓缓加入水中后过滤 D . 向滤液中缓缓加入Na₂CO₃溶液后过滤

氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含Cu²⁺、Fe³⁺、H⁺、Cl^-中制备氯化亚铜。

请回答下列问题：

（1）出步驟①中发生的两个主要反应的离子方程式：。
（2）步骤②的操作名称是。
（3）步骤④中所加物质X为。
（4）步骤⑤的操作是。
（5）步骤⑥应调节溶液pH呈酸性，且用乙醇洗涤CuCl晶体，目的是。
（6）在CuCl的生成过程中，可以循环利用的物质是。

实验中的下列操作错误的是（）

A . 蒸馏操作时，冷凝水的方向应由下往上 B . 用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸时，浓硫酸溶于水后，应冷却至室温才能转移到容量瓶中 C . 提取碘水中的碘单质时，应选择有机萃取剂，如无水乙醇 D . 萃取分液后，要得到被萃取的物质，通常还要进行蒸馏

下列操作或装置，不能达到实验目的的是( )。

A . 图Ⅰ用于实验室制氨气并收集干燥的氨气 B . 图Ⅱ用于检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子 C . 图Ⅲ用于验证牺牲阳极的阴极保护法 D . 图Ⅳ用于制取 $\text{[math]}$ 晶体

钛酸钡(BaTiO₃)是电子陶瓷器件的重要基础原料。工业上以钛精矿(主要成分为TiO₂)和BaCl₂为主要原料制备钛酸钡粉体的工艺流程如下：

已知：①TiCl₄水解生成H₂TiO₃沉淀；

②水溶液中含碳微粒随pH的分布如图所示。

（1） “氯化”在800 ℃时进行，其反应的化学方程式为。
（2） “共沉淀”时，需控制溶液pH为10～11，其原因是：①；② 。
（3） “滤液”中溶质的主要成分为(填化学式)。过滤得到的固体通常用一定浓度的NH₄HCO₃溶液进行洗涤，其主要原因是。
（4） “煅烧”得到的钛酸钡粉体中钡钛质量比 $\text{[math]}$ ，钛酸钡粉体中可能含有的杂质为(填化学式)。

下列实验能达到预期目的的是（）

A .

蒸发溴水获取溴单质 B . 图片_x0020_100003

证明碳酸酸性强于硅酸 C . 图片_x0020_100004

比较NaHCO₃和Na₂CO₃的热稳定性 D . 图片_x0020_100005

除去氯气中的HCl杂质

利用水钴矿（主要成分为Co₂O₃ ，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO、SiO₂等）可以制取多种化工试剂，以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程，回答下列问题：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等；

②沉淀I中只含有两种沉淀；

③流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)₃	Fe(OH)₂	Co(OH)₂	Al(OH)₃	Mn(OH)₂
开始沉淀	2.7	7.6	7.6	4.0	7.7
完全沉淀	3.7	9.6	9.2	5.2	9.8

（1）浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子反应方程式为。
（2） NaClO₃在浸出液中发生的离子反应方程式为。
（3）加入Na₂CO₃调pH至5.2，目的是；萃取剂层含锰元素，则沉淀II的主要成分为。
（4）操作I包括：将水层加入浓盐酸调整pH为2-3，、、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
（5）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量硝酸酸化的硝酸银溶液，过滤、洗涤、干燥，测沉淀质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O质量分数大于100%，其原因可能是（回答一条原因即可）。
（6）将5.49g草酸钴晶体（CoC₂O₄·2H₂O）置于空气中加热，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表．

温度范围/℃

固体质量/g

150～210

4.41

290～320

2.41

经测定，整个受热过程，只产生水蒸气和CO₂气体，则290～320℃温度范围，剩余的固体物质化学式为。

［已知： CoC₂O₄·2H₂O的摩尔质量为183g·mol^-1］

我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥，工艺流程图如下。碳酸化塔中的反应：NaCl+NH₃+CO₂+H₂O=NaHCO₃↓+NH₄Cl。

图片_x0020_100002

下列说法错误的是（）

A . 以海水为原料，经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔 B . 碱母液储罐“吸氨”后的溶质是NH₄Cl和NaHCO₃ C . “冷析”和“盐析”是为了分离NH₄Cl，获取氮肥 D . 该工艺的碳原子利用率理论上为 100%

某探究性学习小组在查阅资料中发现，常温下氯气可以氧化氨气获得氮气。该小组由此设计出制取氮气的思路：

图片_x0020_100012

实验室现有如下试剂及仪器：

试剂：①浓盐酸②饱和食盐水③浓硝酸④浓硫酸⑤碱石灰⑥二氧化锰⑦氯化铵⑧氢氧化钙

仪器：(见图)请完成下列各题：

图片_x0020_100013

（1）写出制 $\text{[math]}$ 的化学方程式：。

（2）用以上仪器(可重复使用)连接成制备纯净 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的装置，按照前后顺序把图中的编号填入下表中，并写出对应仪器里试剂的编号。 $\text{[math]}$ 下列空格不一定填满 $\text{[math]}$

制 $\text{[math]}$	仪器
制 $\text{[math]}$	试剂
制 $\text{[math]}$	仪器
制 $\text{[math]}$	试剂

（3）当反应装置里的氨气和氯气的物质的量之比大于时，尾气里一定含有氨气。

氯化亚铜（CuCl）是一种应用广泛的催化剂。工业上用低品铜矿（主要含CuS、FeO）制备CuCl的一种工艺流程如图：

已知：

①氯化亚铜是一种不溶于乙醇，微溶于水的白色晶体，在潮湿空气中易水解、易被氧化。

②几种常见阳离子沉淀的pH如表。

阳离子	Fe³⁺	Cu²⁺	Mn²⁺
开始沉淀	1.9	4.7	8.1
完全沉淀	3.2	6.7	10.1

回答下列问题：

（1） “溶浸”中MnO₂的作用是。
（2）调节pH时应控制的范围是，可以选用的物质是。
A．H₂O₂ B．CuO C．CuSO₄ D．Cu（OH）₂
（3）写出生成Na[CuCl₂]的化学方程式。
（4）制备CuCl粗品的过程中应隔绝空气，可能的原因是。
（5）称取0.250gCuCl粗品置于预先放入若干玻璃珠和过量FeCl₃溶液的锥形瓶中，不断摇动，待粗品完全溶解后，滴加2滴邻菲啰啉指示剂，立即用0.100mol•L^-1硫酸高铈[Ce（SO₄）₂］标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液24.50mL。
相关反应为：CuCl+FeCl₃=CuCl₂+FeCl₂ Fe²⁺+Ce⁴⁺=Fe³⁺+Ce³⁺

通过计算可知，该粗品中CuCl的纯度为（保留小数点后一位）。

（1）有下列四组混合物，请选择合适的分离方法进行分离。(填字母)
A．过滤 B．蒸发 C．分液 D．萃取 E.蒸馏 F.升华

①氯化钠溶液提取氯化钠晶体。

②乙醚和苯的混合物。(乙醚和苯沸点分别为34.6℃，80.1℃)

③水和溴苯的混合物。

④氯化钠和碘的固体混合物。
（2）请用下列10种物质的序号填空：只含有极性键的是；既有离子键又有非极性键的是；既有离子键又有极性键的是。
①O₂ ②H₂ ③NH₄NO₃ ④K₂O₂ ⑤Ba(OH)₂ ⑥CH₄ ⑦CO₂ ⑧NaF ⑨NH₃ ⑩I₂
（3） X、Y为前20号元素，能形成XY₂型化合物，已知XY₂中共有38个电子，若XY₂为常见元素形成的离子化合物，且X原子半径大于Y原子，其电子式为：；若XY₂为共价化合物，且X、Y均为非金属元素，则XY₂的结构式为：。

无色的混合气体甲，可能含有NO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 中的某几种。将100mL甲气体经过如下图的实验处理，结果得到酸性溶液，而几乎无气体剩余。则甲气体的组成为（）

A . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ 、NO、 $\text{[math]}$ D . NO、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

硫铁矿烧渣是一种重要的化学化工产业中间产物，主要成分是 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和二氧化硅等。下面是以硫铁矿烧渣制备高效净水剂聚合硫酸铁 $\text{[math]}$ 流程图：

（1）为了加快硫铁矿烧渣“酸溶”速率，常采用的方法是(任写一种)。
（2） “操作III”系列操作名称依次为、、过滤和洗涤。
（3） “酸溶”过程中 $\text{[math]}$ 溶解的化学反应方程式为。
（4）实验室检验“反应I”已经反应完全的方法是。
（5）加入适量 $\text{[math]}$ 的目的是氧化 $\text{[math]}$ ，写出 $\text{[math]}$ 氧化 $\text{[math]}$ 的离子方程式。
（6）为了测定聚合硫酸铁 $\text{[math]}$ 中a、b、c的比例关系，取一定量的聚合硫酸铁，溶于水配成溶液，分成两等份，其中一份与足量 $\text{[math]}$ 溶液反应，得到沉淀5.825g，另一份用足量铁粉还原，充分反应后过滤，用 $\text{[math]}$ 酸性 $\text{[math]}$ 溶液滴定，消耗酸性 $\text{[math]}$ ，溶液 $\text{[math]}$ ，请根据数据计算聚合硫酸铁 $\text{[math]}$ 中 $\text{[math]}$ (已知 $\text{[math]}$ )。

某矿石可能由 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 中的一种或几种组成，某兴趣小组欲探究其组成，设计探究过程如图所示。

已知：① $\text{[math]}$ 可以与过量的NaOH溶液反应生成 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 可以与 $\text{[math]}$ 反应生成 $\text{[math]}$ 沉淀。

② $\text{[math]}$ 是一种酸性氧化物， $\text{[math]}$ 难溶于水。

（1）下列有关 $\text{[math]}$ 说法正确的是____。

A . 用石英和焦炭制取粗硅： $\text{[math]}$ B . 造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维，其主要成分是 $\text{[math]}$ C . 月球探测器使用的硅太阳能电池板，其主要成分是 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ 、石灰石和纯碱是制备玻璃的原料 E . 氢氟酸雕刻玻璃发生的离子反应： $\text{[math]}$
（2）写出反应④的离子方程式。
（3）反应③没有沉淀生成，说明矿石中不存在(填化学式)，为了达到此目的，(填“能”或“否”)将反应②中NaOH溶液改用 $\text{[math]}$ 溶液，说明理由。
（4）该矿石和 $\text{[math]}$ 溶液反应的离子方程式为。
（5）工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的 $\text{[math]}$ 混合循环通入反应池中，目的是。

	滴定前均为	第一次终点	第二次终点	第三次终点
滴定管液面刻度	0.00 mL	20.02mL	21.00mL	19.98mL

仪器	A	B	C
加入试剂			NaOH溶液

温度范围/℃	固体质量/g
150～210	4.41
290～320	2.41

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