跟踪检测（三十八） 混合物的分离与提纯 气体的制备
1．下列仪器常用于物质分离的是( )
A．①③⑤ C．②④⑤
B．②③⑤ D．①②⑥
解析：选B ①试管常用于物质的制备、发生装置；②普通漏斗常用于过滤，可用来分离固液混合物；③分液漏斗常用于分离互不相溶的液体混合物；④托盘天平常用于称量固体的质量；⑤蒸馏烧瓶常用于分离沸点不同的液体混合物；⑥研钵常用于固体药品的研磨，不能用来分离。所以用来分离的仪器有②③⑤ 。
2．为达到下列实验目的，所采用的方法正确的是( ) A．分离饱和食盐水和沙子的混合物——过滤 B．分离水和汽油的混合物——蒸馏
C．从硝酸钾和氯化钾混合液中获取硝酸钾——蒸发 D．从溴水中提取溴——分液
解析：选A 沙子不溶于水，食盐溶于水，则利用过滤法可分离，故A正确；水和汽油的混合物分层，则利用分液法分离，故B错误；硝酸钾、KCl的溶解度受温度影响不同，若蒸发均从溶液中析出，应利用结晶法分离，故C错误；溴水不分层，不能利用分液分离，溴易溶于有机溶剂，不易溶于水，应利用萃取分液，故D错误。
3．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从图中选择合适的装置并连接。
其中连接顺序合理的是 ( ) A．a—a′→d′—d→e C．b—b′→d—d′→g
B．c—c′→d—d′→g D．d—d′→c—c′→f
解析：选B 盐酸和大理石制得的CO2气体含有氯化氢和水蒸气，除氯化氢用饱和NaHCO3
溶液，除水蒸气用浓硫酸，CO2比空气密度大，所以用向上排空气法收集CO2气体。
4．(2017·南通模拟)仅用下表提供的玻璃仪器(非玻璃仪器任选)或实验装置就能达到相应实验目的的是( )
选项 A B C D 小学+初中+高中
小学+初中+高中
用10 mol·L－1实验 目的 除去KCl 中少量 MnO2 盐酸配制100 mL 用NaCl溶液制0.1 mol·L盐酸 －1除去乙烯中少量SO2 备NaCl晶体 实验 仪器 或 装置 烧杯、玻 璃棒、分 液漏斗 100 mL容量瓶、玻璃棒、烧杯 解析：选C A项，MnO2难溶于水，KCl易溶于水，故采用过滤法，应该用普通漏斗而不是分液漏斗，错误；B项，缺少量取盐酸的仪器，如酸式滴定管或移液管等，错误；D项，SO2和乙烯均能与酸性KMnO4溶液反应，故不能达到除杂的目的，错误。
5.(2016·上海高考)实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如图所示。下列分析正确的是( )
A．操作Ⅰ是过滤，将固体分离除去
B．操作Ⅱ是加热浓缩，趁热过滤，除去杂质氯化钠 C．操作Ⅲ是过滤、洗涤，将硝酸钾晶体从溶液中分离出来 D．操作Ⅰ～Ⅲ总共需两次过滤
解析：选C KNO3中混有NaCl应提纯KNO3，将它们都溶于水，并降温结晶。因为KNO3
的溶解度随温度的升高而升高，NaCl的溶解度随温度的升高而基本无明显变化。则有，操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解，操作Ⅱ是蒸发浓缩，得到较高温度下的KNO3饱和溶液，操作Ⅲ为冷却结晶，利用溶解度差异使KNO3结晶析出，过滤，洗涤，干燥即得KNO3晶体。
6．(2017·贵州贵阳监测)下表是Fe、Fe、Zn被OH完全沉淀时溶液的pH。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe、Fe杂质，为制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是( )
金属离子 完全沉淀时的pH A.H2O2、ZnO C．KMnO4、ZnCO3
2＋
3＋
2＋
3＋
2＋
3＋
2＋
－
Fe 7.7 2＋Fe 4.5 3＋Zn 6.5 2＋ B．氨水 D．NaOH溶液
2＋
3＋
解析：选A 要使Fe和Fe全部除去，由题给信息可知，需将Fe全部氧化成Fe，再调节溶液pH范围为4.5≤pH<6.5，即可将Fe完全转化为Fe(OH)3沉淀，且保证Zn不沉淀。氧化Fe时不能引入新的杂质，只能用H2O2，调pH时也不能引入新的杂质，用ZnO能促进Fe的水解。
7．(2017·广州模拟)物质中杂质(括号内为杂质)的检验、除杂的试剂或方法都正确的是( ) 小学+初中+高中
3＋
2＋
3＋
2＋
小学+初中+高中
选项 A B C D 物质及其杂质 Cl2(HCl) NO(NO2) CO2(HCl) NaHCO3溶液(Na2CO3) 检验 湿润的淀粉KI试纸 观察颜色或湿润的淀粉KI试纸 AgNO3溶液(含稀硝酸) Ca(OH)2溶液 除杂 饱和食盐水 水 饱和Na2CO3溶液 过量CO2 解析：选B A项，湿润的淀粉KI试纸只能检验Cl2，不能检验HCl，错误；B项，NO2
为红棕色，可通过观察气体颜色检验，NO2溶于水生成NO和硝酸(遇到湿润的淀粉KI试纸变色)，也可以用水除杂，正确；C项，含稀硝酸的AgNO3溶液可鉴别溶液中的Cl，混合气体通入含稀硝酸的AgNO3溶液中产生白色沉淀，CO2和HCl均与Na2CO3溶液反应，不能除杂，应选饱和NaHCO3溶液除杂，错误；D项，二者均可与Ca(OH)2溶液反应生成白色沉淀，不能检验杂质Na2CO3，但Na2CO3与CO2反应生成NaHCO3，可除杂，错误。
8．(2017·武汉调研)某氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。下列说法中正确的是( )
－
A．起始滤液的pH＝7 B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液
C．步骤②中加入试剂Ⅱ的目的是除去Ba D．图示的步骤中必须要经过2次过滤操作
解析：选C 结合题中流程图可知，实验过程中先将样品溶于水，过滤后，向滤液中加入试剂Ⅰ(BaCl2溶液)，使Ba与SO4反应生成BaSO4沉淀，过滤后再向滤液中加入试剂Ⅱ(K2CO3溶液)，以除去引入的Ba，过滤掉生成的BaCO3沉淀后再向滤液中加入盐酸，以除去引入的CO3，最后加热蒸干Q可得纯净的KCl晶体。起始时滤液中含有K2CO3，由于CO3水解而使滤液显碱性，A项错误；试剂Ⅰ不能为Ba(NO3)2溶液，否则会引入难以除去的NO3，B项错误；图示中的2次过滤操作可以合并为1次，D项错误。
浓硫酸
9．如图是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4=====△CO↑＋CO2↑＋H2O制取CO，则合理的装置组合为 ( )
－
2－
2－
2＋2＋
2－
2＋
小学+初中+高中
小学+初中+高中
A．①⑤⑧ C．②⑤⑥
B．③⑤⑦ D．③④⑧
解析：选D 由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置；除去CO2可选用④或⑤装置，要收集CO只能用⑧装置，故合理的装置组合为③④⑧或③⑤⑧。
10．中学化学实验室经常用到下列实验装置，其中不可用于物质分离的装置是( )
解析：选C A项用于分离互不相溶的液体，B项用于固液分离，D项用于分离沸点相差较大的液体，只有C项用于滴定，不用于物质分离。
11．(2017·郑州质量预测)下列实验中，所采取的分离方法与对应原理都正确的是( ) 选项 A 实验目的 除去CO2中的HCl 分离方法 通入饱和Na2CO3溶液洗气 原理 HCl与Na2CO3溶液反应生成CO2 乙醇和乙酸钙的沸点相差较大 NaCl在水中的溶解度很大 乙酸乙酯和乙醇的密度不同 B C D 除去乙醇中少量的乙酸 除去KNO3固体中的NaCl 分离乙酸乙酯和乙醇 加入足量生石灰蒸馏 冷却热饱和溶液重结晶 分液 解析：选B 饱和Na2CO3溶液可吸收CO2，A项错误；用重结晶法除去KNO3固体中的NaCl是因为KNO3在水中的溶解度受温度的影响大，C项错误；乙酸乙酯和乙醇互溶，不能采取分液的方法分离，D项错误。
12．下列说法正确的是( )
A．一定条件下可以用H2除去乙烷中混有的乙烯 小学+初中+高中
小学+初中+高中
B．苯和四氯化碳都能萃取溴水中的溴
C．乙醇、乙酸和乙酸乙酯三者的混合液可用分液的方法分离 D．甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
解析：选B A项，H2的量无法控制，如果H2过量，乙烷中会混入新杂质H2，故不能用H2除去乙烷中的乙烯，错误；C项，乙醇、乙酸和乙酸乙酯三者的混合液用分液的方法无法分离，错误；D项，石油分馏只发生物理变化，能分离出汽油、煤油和柴油等，通过石油的裂化、裂解和催化重整可得到甲烷、乙烯和苯等化工原料，错误。
13．如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。
(1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：
①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。
此实验的目的是_________________________________________________， D装置的作用是_______________________________________________。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写一种)________________________________________________________________________。
③加热前必须进行的操作是_________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则： ①烧瓶内产生的气体主要有(写化学式)___________________ _______________________。
②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是(填字母)________→E。
③试管B中的反应方程式为____________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①装置A中锌片与稀硫酸反应产生H2，装置C是对H2进行干燥，然后依次通过分别盛有CuO、无水CuSO4粉末的装置B；通过CuO时，氢气与CuO反应生成Cu和H2O；通过无水CuSO4粉末时，可以检验生成的水。故实验目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物；装置D的作用是防止空气中的水分进入装置B，干扰产物H2O的检验。
②使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可以减缓A中产生氢气的速率，如控制硫酸的滴入速率、控制烧瓶的温度等。③加热前必须检验装置中空气是否排尽或检验小学+初中+高中
小学+初中+高中 氢气是否纯净。
(2)①滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水挥发，氨气逸出。 ②做氨的催化氧化实验，装置A为O2、NH3的发生装置，由于产生的O2、NH3中含有水蒸气，需要通过装置D干燥后进入装置B发生催化氧化反应。
答案：(1)①验证H2的还原性并检验其氧化产物 防止空气中的水进入装置，干扰H2
氧化产物水的检验 ②控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案亦可)
③检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净 催化剂
(2)①O2、NH3 ②A→D→B ③4NH3＋5O2=====△4NO＋6H2O
14．(2016·海南高考)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下：
回答下列问题：
(1)在下列装置中，第一次浸出必须用________，第二次浸出应选用________。(填标号)
(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反，会造成________。滤渣2的主要成分是__________________。
(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是________。
(4)某同学在实验完成之后，得到1.5 g CuSO4·5H2O，则铜的回收率为____________。 解析：(1)根据题给化学工艺流程知第一次浸出发生反应ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S，有有毒气体H2S生成，必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理，选D装置，第二次浸出时发生反应：CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O，不产生有毒气体，可选用A装置。
(2)第二次浸出时，向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸，后滴入过氧化氢溶液。若顺小学+初中+高中
小学+初中+高中
序相反，会造成H2O2与固体颗粒接触分解。滤渣2的主要成分是SiO2(SiO2和S)。
(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是蒸发皿。
(4)15.0 g废催化剂中含有铜的物质的量为15.0 g×12.8%÷96 g·mol＝0.02 mol,1.5 g CuSO4·5H2O中铜的物质的量为1.5 g÷250 g·mol＝0.006 mol，则铜的回收率为0.006 mol/0.02 mol×100%＝30%。
答案：(1)D A
(2)H2O2与固体颗粒接触分解 SiO2(SiO2和S) (3)蒸发皿 (4)30%
－1
－1
小学+初中+高中
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