专题十三 物质的检验、分离与提纯【主干知识整合】一、网络构建二、物质检验的一般程序与思路1、气态物质的检验由于气体贮存困难，使用时易扩散，故检验中要尽可能使用物理性质加以检验，即使使用化学方法，尽可能多用试纸。可按下列顺序检验：2无色溶液的检验3固态物质的检验 三、物质的检验方法常见物质的检验方法，一方面是根据物质的物理性质（如颜色、溶解性、溶解热效应等）直接检验，另一方面是根据物质化学性质，使被检验物质与加入的试剂作用，产生某种特殊现象（如：生成气体、沉淀，产生特殊颜色等），从而确定该物质的存在。1离子的检验。检验的原理是依据离子的特征反应现象如呈现特殊颜色变化、生成沉淀、生成气体等。十种常见离子的检验方法是：K+、Na+用焰色反应；NH4+用浓氢氧化钠溶液、加热产生的气体检验；Fe3+用硫氰化钾溶液检验；Al3+用氢氧化钠溶液检验；Cl-、Br-、I-用硝酸银溶液和稀硝酸检验；CO32用盐酸和澄清石灰水检验；SO42-用Ba(NO3)2溶液（或BaCl2溶液）和稀硝酸（或稀盐酸）检验。2气体的检验。检验的根据是由气体的特征性质（化学和物理的）所表现的现象。但是注意：有些现象是某几种气体所共有的，如二氧化碳与二氧化硫都能使澄清的石灰水变浑浊，不少可燃性气体（如氢气、一氧化碳、甲烷等）的燃烧，其火焰都呈淡蓝色，当它们混有一定量空气时，点燃都会爆鸣；溴蒸气、氯气、二氧化氮都能使碘化钾淀粉试纸变蓝等等。因此遇到这些情况，不要过早下结论，而要综合考虑性质和现象。3有机物的检验。常用的试剂有：高锰酸钾酸性溶液：烯烃、炔烃、苯的同系物、醇、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等均可使高锰酸钾酸性溶液褪色。溴水：烯烃、炔烃、酚、醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖均可使溴水褪色（加成或氧化反应）。银氨溶液：凡含有CHO的有机物如醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖均可发生银镜反应。新制的Cu(OH)2碱性悬浊液：常温下，多羟基的物质如甘油、乙二醇、葡萄糖都能溶解新制的Cu(OH)2得绛蓝色溶液，羧酸与Cu(OH)2发生中和反应得蓝色溶液。含CHO的物质与新制Cu(OH)2碱性悬浊液加热有砖红色Cu2O沉淀生成。FeCl3溶液：与苯酚反应形成紫色溶液。四、物质分离与提纯的方法1常用的物理方法根据物质物理性质上的差异选择分离与提纯方法。有过滤、蒸发结晶、降温结晶、蒸馏、分馏、萃取、分液、渗析、升华等方法。2常用的化学方法吸收法常用于气体的净化和干燥，可根据被提纯气体中所含杂质气体的性质，选择适当的固体或溶液作为吸收剂。如Cl2中混有的HCl气体可通过饱和食盐水除去。常用装置是洗气瓶或干燥管（U形管）。沉淀法在被提纯的物质中加入适量试剂使其与杂质反应，生成沉淀过滤除去。如硝酸钾中含有的少量硝酸钡，可用适量的硫酸钾除去。气体法根据物质中所含杂质的性质加入合适的试剂，让杂质转化为气体除去。如KCl中混有的少量K2CO3，可加适量盐酸除去。转化法利用化学反应，加入适当的试剂或采用某种条件（如加热），使物质中的杂质转化为被提纯物质，以正盐、酸式盐间的转化最为常见。如：NaHCO3Na2CO3。溶解法对于固体试剂可选择适当的物质将杂质溶解，然后过滤除去，以杂质为两性物质常见。如Mg(OH)2中混有Al(OH)3,可用过量NaOH溶液除去，然后洗涤Mg(OH)2即可。【典例精析】1 海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下：（1）请列举海水淡化的两种方法：、。（2）将NaCl溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 、或H2、 。（3）步骤中已获得Br2，步骤中又将Br2还原为Br-，其目的为。（4）步骤用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可达95，有关反应的离子方程式为 ，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是 。（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图。请你参与分析讨论：图中仪器B的名称：。整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：。C中液体产生颜色为。为除物中仍残留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。【解析】本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2+ Cl2，其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小，多次用SO2反复吸收，最终用Cl2处理，则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2，生成H2SO4，因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性，可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的，就是通过沸点不同而提纯Br2，所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度，尽可能使Br2纯净。【答案】（1）蒸馏法 电渗析法 离子交换法 （或其他合理答案中的任意两种）（2）Cl2 NaOH NaClO （3）富集溴元素（4）Br2SO22H2O 4HSO422 Br- 强酸对设备的严重腐蚀（5）冷凝管 Br2腐蚀橡胶控制温度计b的温度，并收集59时的馏分深红棕色 分液（或蒸馏）【专题训练】1根据下列实验现象，所得结论正确的是（ ）实验实验现象结论A左烧杯中铁表面有气泡，右边铜表面有气泡活动性：AlFeCuB左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色氧化性：Cl2Br2I2C白色固体先变为淡黄色，后变为黑色溶解性AgClAgBrAg2SD锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：ClCSi2五颜六色的颜色变化增添了化学的魅力，对下列有关反应的颜色叙述正确的是( ) 新制氯水久置后浅黄绿色消失；淀粉溶液遇单质碘蓝色；溴化银见光分解银白色；热的黑色氧化铜遇乙醇红色鸡蛋白溶液遇浓硝酸黄色；苯酚在空气中氧化粉红色A BC D3下列物质分离、提纯和鉴别的方法正确的是（ ）A可用加热的方法除去NH4Cl中混有的I2B以粗铜为阴极，精铜为阳极，CuSO4为电解液精炼铜C不用任何试剂就可鉴别出苯、乙酸乙酯、NaOHD加入溴水，然后分液的方法除去苯中的甲苯4下列各组物质在只提供水和若干支试管的情况下，达不到鉴别目的的是（ ） A硝基苯、苯、乙醇三种液体 B硫黄、Na2O2、CaCl2三种固体CH3PO4、Ba(OH)2、Ba3(PO4)2 三种固体 DNa2SO4、KNO3、BaCl2三种固体5现有碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化 钠、氯化铁和苯酚五种物质的溶液，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质可以发生反应，下列判断不合理的是（ ）AX一定是碳酸钠溶液 BY一定是氯化铁溶液CZ可能为碳酸氢钠溶液 DM、N必定各为苯酚、氢氧化钠溶液中的某一种6某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是（ ）A原溶液中一定含有SO42离子 B原溶液中一定含有NH4+离子C原溶液中一定含有Cl-离子 D原溶液中一定含有Fe3+离子7为了证明(NH4)2Fe(SO4)26H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42和H2O，下列实验叙述中不正确的是（ ） A取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水B硫酸亚铁铵晶体溶于水，得淡绿色溶液，滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则可证明晶体的成分中含有Fe2+C硫酸亚铁铵晶体溶于水，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO42D取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，加入少量稀NaOH溶液，在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验，则可证明晶体的成分中含有NH4+8实验室有一瓶久置的白色K2SO3粉末，为确定其是否被氧化及其成分，元素分析表明粉末中K和S元素的质量比为39 ：16，下列结论正确的是( ) A根据元素分析结果推测该粉末为纯净物B将粉末溶于水，加入氯化钡，有白色沉淀生成，证明原粉末是K2SO4C将粉末加入盐酸中，产生气泡，证明原粉末是K2SO3D将粉末溶于水，加入氯化钡和过量的盐酸，有白色沉淀和气泡生成，证明原粉末是K2SO4和K2SO3的混合物9有下列三种含杂质的气体（括号内为杂质）：CO2（HCl）H2（HCl）NH3（水蒸气）。某学生欲除去以上气体中的杂质依次选用了三种试剂，该学生选用的试剂均正确的是（ ）ANaHCO3溶液、NaOH溶液、碱石灰 BNa2CO3溶液、浓硫酸、碱石灰CNaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸 DNaOH溶液、 浓硫酸、碱石灰10有一瓶无色气体，可能含有H2S、CO2、HCl、HBr、SO2中的若干种，将其通入氯水中，得无色透明液，将此溶液分成两份，向其中一份加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀；向另一份中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀产生，结论正确的是（）A肯定有CO2和SO2 B可能有HBr、CO2C肯定没有HBr、H2S、HCl D以上结论均不正确11下列根据实验现象所得出的结论一定正确的是（ ） A某无色溶液滴加酚酞试液后显红色，结论：溶液显碱性B某无色溶液加入盐酸产生无色无味气体，结论：溶液中一定含有CO32- C某气体能使品红溶液褪色，结论：该气体为SO2气体D电解某无色液体得到H2和O2，测其体积比为21，结论：此液体为纯水12下列除去杂质的方法正确的是 （ ） 除去乙烷中少量的乙烯：光照条件下通入Cl2，气液分离； 除去乙酸乙酯中少量的乙酸：用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，分液、干燥、蒸馏； 除去CO2中少量的SO2：气体通过盛饱和碳酸钠溶液的洗气瓶； 除去乙醇中少量的乙酸：加足量生石灰，蒸馏。A B C