2019年高考化学考点86物质的分离和提纯必刷题.doc
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1、- 1 -考点八十六 物质的分离和提纯1 “碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业上产生的 CO2分离出来并利用。如可利用 NaOH溶液来“捕捉 CO2”,其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)下列有关该方法的叙述中正确的是A 能耗小是该方法的一大优点B 整个过程中,只有一种物质可以循环利用C “反应分离”环节中,分离物质的基本操作是过滤、蒸发、结晶D 该方法可减少碳排放,捕捉到的 CO2还可用来制备甲醇等产品【答案】D2用下列装置进行相应的实验,,能达到实验目的的是A 图所示装置用于粗盐提纯中除掉泥沙B 图所示装置用于蒸干氯化镁溶液制无水 MgCl2C 图所示装置用于以己烯为萃取剂萃取溴水
2、中的溴单质D 图所示装置用于验证乙烯的生成【答案】A- 2 -3烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放,实验室用粉煤灰(主要含 Al2O3、SiO 2等)制备碱式硫酸铝Al 2(SO4)x(OH)62x 溶液,并用于烟气脱硫研究。下列说法错误的是A 滤渣的主要成分为 SiO2B 加 CaCO3调节溶液的 pH 至 3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使 Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)62xC 调节 pH 时若溶液的 pH 偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,相应的离子方程式如下:3CaCO 3+2Al3+3H2O=2Al(OH)3+3Ca2+3CO2D 上述流程中经完全热分解放出
3、的 SO2量总是小于吸收的 SO2的量,其主要原因是溶液中的部分 SO32-被氧化成 SO42-【答案】C【解析】粉煤灰和稀硫酸混合,发生反应 Al2O3+3H2SO4Al 2(SO4)3+3H2O,SiO 2和稀硫酸不反应,过滤溶液得滤渣为 SiO2,滤液中含有 Al2(SO4)3,调节 pH=3.6,加入 CaCO3粉末,发生反应 CaCO3+2H+Ca 2+CO2+H 2O,CaSO 4为微溶物,所以滤渣的成分主要为 CaSO4,过滤得滤液,二氧化硫和水反应生成的 SO32-易被氧化生成 SO42-。A. 通过以上分析知,酸浸时反应的化学方程式为 Al2O3+3H2SO4Al 2(SO4
4、)3+3H2O,氧化铝和稀硫酸完全反应、二氧化硅和稀硫酸不反应,所以滤渣 I 的成分为 SiO2,故 A 正确;B. 滤液中含有 Al2(SO4)3,调节pH=3.6,加入 CaCO3粉末,发生反应 CaCO3+2H+Ca 2+CO2+H 2O,CaSO 4为微溶物,同时使Al2(SO4)3转化为 Al2(SO4)x(OH)62x ,故 B 正确;C. 若溶液的 pH 偏高,溶液中的 Al 3+和 OH-离子反应生成 Al(OH)3,所以将会导致溶液中铝元素的含量降低,反应方程式为- 3 -3CaCO3+2Al3+3SO42-+3H2O2Al(OH) 3+3CaSO4+3CO2,故 C 错误;
5、D. 二氧化硫被吸收后生成SO32-,SO 32-不稳定,易被氧化生成 SO42-,所以流程中经完全热分解放出的 SO2量总是小于吸收的 SO2的量,故 D 正确。4MnO 2 和 Zn 是制造普通干电池的重要原料,现用软锰矿(主要成分为 MnO2)和闪锌矿(主要成分为 ZnS)制备 MnO2和 Zn 的工艺流程如下:下列说法不正确的是( )A 酸溶时,ZnS 作还原剂 B 原料硫酸可以循环使用C 操作 1 是萃取 D 不可用盐酸代替硫酸进行酸溶【答案】C5完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是【答案】A【解析】A溴单质易溶于四氯化碳,且四氯化碳与水互不相溶,四氯化碳与水互不
6、反应,故 A 正确; B乙酸易溶于乙醇,能透过滤纸,不能用过滤分离,故 B 错误;C加热后,碘单质易升华,剩余的是 KI,故 C 错误;D烧杯用来粗略配制溶液,无法精确到 0.0001,故 D 错误。6下列实验操作不能达到实验目的的是- 4 -选项 实验目的 实验操作A除去蛋白质溶液中混有的(NH4)2SO4将混合物装入半透膜袋,并放入流动的蒸馏水中B 除去 Mg 粉中混有的 Al 粉 加入足量的 NaOH 溶液,过滤、洗涤、干燥C 用 CCl4 萃取碘水中的 I2 先从分液漏斗下口放出有机层,再从上口倒出水层D 检验溶液中存在 SO42 向未知溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2溶液【答案】D7
7、下列除杂方案不正确的是( )选项被提纯的物质括号内的物质是杂质除杂试剂 除杂方法A CO(g) CO2(g) NaOH 溶液、 浓 H2SO4 洗气B NH4Cl(aq) Fe3 (aq) NaOH 溶液 过滤C Cl2(g) HCl(g) 饱和食盐水、浓 H2SO4 洗气D Na2CO3(s) NaHCO3(s) 加热【答案】B【解析】A、CO 不能与 NaOH 发生反应,CO 2属于酸性氧化物,通过 NaOH、H 2SO4,能够得到纯净物 CO,能够达到实验目的,选项 A 设计合理;B、加入 NaOH,引入 Na 新的杂质,不能达到实验目的,选项 B 设计不合理;C、HCl 易溶于水,通过
8、饱和食盐水能够吸收 HCl,减少Cl2的溶解,再通过浓硫酸,进行干燥,能够达到实验目的,选项 C 设计合理;D、NaHCO 3受- 5 -热易分解,发生 2NaHCO3 Na2CO3CO 2H 2O,Na 2CO3比 NaHCO3稳定,能够达到实验目的,D 选项设计合理。8下列实验操作与装置均正确的是( )A 用甲装置从青蒿中提取对治疗疟疾有特效的青蒿素B 用乙装置配制酸碱中和滴定的标准液(0.1000mol/L HCl)C 用丙装置从海带灰中提取碘单质D 用丁装置将含等物质的量的 K2SO4和 Al2(SO4)3的混合溶液蒸干得到明矾晶体【答案】A9铬合金有重要的用途,从其废料中制取铬的流程
9、如下:已知: Cr+H 2SO4=CrSO4+H2。 流程中铬元素浸出之后至生成 Cr(OH)3之间均以自由移动离子状态存在于溶液中。(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有:_(写一条即可)。(2)用纯碱调节滤液 pH,得到某弱碱沉淀,若纯碱过量,则可能导致的后果是_。(3)流程中的“副产物”中,可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是_;可用作化肥的物质的化学式是_。(4)加入草酸实现沉淀转化反应化学方程式为:_。(5)流程中利用铝热反应冶炼铬的化学方程式为:_。由滤液生成 Cr(OH)- 6 -3的化学方程式为:_。(6)除已知反应之外,整个流程中涉及的主要氧化还原反应有_个,分
10、解反应有_个。【答案】加热、搅拌、适当提高稀硫酸浓度等 H2C2O4的消耗量过大(或使 Cr2+转化成沉淀而损耗)Na 2SO4(NH4)2SO4Fe(OH)2+H2C2O4FeC 2O42H2OCr 2O3+2Al Al2O3+2Cr4CrSO4+O2+8NH3H2O+2H2O4Cr(OH)3+4(NH 4)2SO4 3110钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。- 7 -请回答下列问题:(1)Fe 位于元素周期表中的位置是_。(2)写出流程中电解池里发生反应的离子方程式: _。(3)写出流程中“氯化”的化学方程式: _。(4)写出 TiC
11、l4完全水解生成 TiO2H2O 的化学方程式: _。(5)高温炉中通入 Ar 的作用是_。(6)上述流程中可循环利用的物质有_。(7)下图为氯碱工业的装置示意图,使用_(填“阴”或“阳”)离子交换膜,目的除了降低分离氢氧化钠的成本外还可以_。【答案】第四周期 VIII 族2Cl-+2H2O Cl2+H 2+2OH -2FeTiO3+6C+7Cl2 2FeCl3+2TiCl4+6COTiCl4+3H2O=TiO2H2O+4HCl 做保护气的作用,防止高温条件下 Mg 和 Ti 被氧化 Mg 和 C l2阳防止氯气与氢氧化钠溶液发生副反应- 8 -11粉煤灰(主要含有 SiO2、Fe 2O3、A
12、l 2O3 等)是燃煤发电过程中产生的废渣,粉煤灰的综合利用具有 很大的价值。研究人员通过实验对粉煤灰中铝和铁元素的分离工艺进行了研究。(1)以硫酸溶液分解粉煤灰,使其中的铝、铁元素溶出,过滤实现初步分离。写出硫酸溶液与 Fe 2O3 反应的离子方程式_。初步分离得到的滤渣主要成分是_。(2)向(1)分离所得的滤液中加入还原剂使 Fe 3+转化为 Fe 2+,结合下表分析其原因_。物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3沉淀区间(pH) 7.068.95 1.943.20 3.694.8(3)使用碱性较弱的氨水为 pH 调节剂,进行分离实验。氨水使滤液中铝离子沉淀的离子方程式为_。
13、反应终点的 pH 对铝和铁分离效果的影响如下图。根据实验结果,为达到好的分离效果,反应过程中控制 pH 的 范围是_,选择该范围的理由是_。- 9 -NH 4HSO4和 H2SO4按物质的量比 11 混合配制成浸取液,220时,可将高铝粉煤灰中Al2O3转化为硫酸铝铵 NH4Al(SO4)2,然后分离、煅烧获得纯 Al2O3。 已知硫酸铝铵:溶解度:0时,S5.2g;100时,S421.9g。280时分解。(1)依据资料可知,将硫酸铝铵与其他溶质分离的方法是_。(2)煅烧 NH4Al(SO4)2 同时得到混合气体(NH 3、N 2、SO 2、SO 3、H 2O) 。若 16 mol 混合气体按
14、如下装置被完全吸收制得浸取液,请将下图中试剂(化学式)及其物质的量补充完整。_,_4NH4Al(SO 4) 2 2Al2O3+5SO3+3SO 2+2NH 3+N 2+5H 2O【答案】6H Fe 2O3 2Fe3 3H 2OSiO2Fe(OH)3和 Al(OH)3沉淀的 pH 相近,不易通过沉淀分离 3NH3H2OAl 3+ Al(OH)33NH 4+略小于 5 铝元素沉淀较多,铁元素还没有开始大量的沉淀冷却、结晶试剂 Y:O 2试剂 X 及其物质的量:含 2mol 溶质的氨水- 10 -12草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为 Co2O3,含少量Fe2O3、Al 2O3、
15、MnO、MgO、CaO、SiO 2等)制取 CoC2O42H2O 工艺流程如下图所示: - 11 -已知:浸出液含有的阳离子主要有 H 、Co 2+、Fe 2+、Mn 2+、Ca 2+、Mg 2+、Al 3+等;酸性条件下,ClO3不会氧化 Co2+,ClO3转化为 Cl ;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 Al(OH)3 Co(OH)2 Fe(OH)2 Mn(OH)2完全沉淀的 pH 3.7 5.2 9.2 9.6 9.8(1)浸出过程中加入 Na2SO3的主要目的是_。(2)向浸出液中加入 NaClO3的离子反应方程式:_。(3)已知:常温下 NH
16、3H2O NH4+OH K b1.810 5H2C2O4 H HC 2O4 K a15.410 2HC2O4 H C 2O42 K a25.410 5则该流程中所用(NH 4)2C2O4溶液的 pH_7(填“”或“”或“”)。(4)加入(NH 4)2C2O4 溶液后析出晶体,再过滤、洗涤,洗涤时可选用的试剂有_(填字母代号)。A蒸馏水 B自来水 C饱和的(NH 4)2C2O4溶液 D稀盐酸(5)萃取剂对金属离子的萃取率与 pH 的关系如图 1 所示,萃取剂的作用是_;其使用的适宜 pH 范围是_(填字母代号)。A2.02.5 B3.03.5 C4.04.5(6)CoC 2O42H2O 热分解质
17、量变化过程如图 2 所示。其中 600以前是隔绝空气加热,600以后是在空气中加热。A、B、C 均为纯净物;C 点所示产物的化学式是_。【答案】将 Co3+还原为 Co2+ ClO3 6Fe 2+6H =Cl 6Fe 3+3H 2O A 除去溶液中的- 12 -Mn2+BCo2O313钛( 22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属” 。钛铁矿主要成分为 FeTiO3(含有少量 MgO、SiO 2等杂质) ,Li 4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿来制备,工艺流程如下:(1)Ti 位于元素周期表中的位置为_。钛铁矿在预处理时需要进行粉碎,其原因是_。(
18、2)过程中,铁的浸出率结果如图所示。由图可知,当铁的浸出率为 80%时,所采用的实验条件是_。- 13 -(3)过程中固体 TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH 4)2Ti5O15溶液时,Ti 元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,反应温度过高时,Ti 元素浸出率下降的原因是_。(4)写出由滤液 D 生成 FePO4的离子方程式_。(5)由流程图可知 FePO4制备 LiFePO4的化学方程式是_。【答案】第四周期 IVB 增大反应物接触面积,加快反应速率 100 3 小时温度过高,双氧水分解与氨气逸出导致 Ti 元素浸出率下降 2Fe2+ H2O2+ 2H3PO4 = 2FePO4 + 4
19、H+ 2H2O2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O4 2LiFePO4+ 3CO2+ H2O- 14 -14海水是巨大的资源宝库,海水淡化及其综合利用具有重要意义。请回答下列问题:(1)步骤 I 中,粗盐中含有 Ca2+、Mg 2+、SO 42-等杂质离子,粗盐精制过程中要使用 Na2CO3溶液,请写出加入 Na2CO3溶液后相关化学反应的离子方程式:_。(2)海水提溴,制得 1molBr2需要消耗_molCl 2。步骤中需要向母液中加入稀硫酸酸化,其作用是_。步骤若用 Na2SO3水溶液吸收 Br2,有关反应的离子方程式为_。(3)为了从工业 Br2中提纯溴,除去产物中残留的少量 Cl
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