从巩固到提高高考化学二轮微专题45 化学实验中的物质分离与提纯

从巩固到提高高考化学二轮微专题45 化学实验中的物质分离与提纯
教材科目：化学
试卷分类：高考阶段
文件类型：.doc
发布时间：2026-05-01
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以下为试卷部分试题预览

1. 综合题

详细信息

工业上以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为：Na₂Cr₂O₇·2H₂O)，其主要工艺流程如下：

查阅相关资料得知：

i.常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下能将Cr³⁺转化为CrO₄²^- ，自身被还原为Bi(OH)₃固体。

ii.

物质	Fe(OH)₃	Al(OH)₃	Cr(OH)₃	Fe(OH)₂	Bi(OH)₃
开始沉淀的pH	2.7	3.4	4.6	7.5	0.7
完全沉淀的pH	3.7	4.4	5.9	9.7	4.5

回答下列问题：

（1）将铬铁矿矿石粉碎的目的是。
（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和（填仪器名称）。
（3）写出④反应的化学方程式。
（4） ⑤中酸化是使CrO₄²^-转化为Cr₂O₇²^-。写出该反应的离子方程式。
（5）将溶液H经下列操作：蒸发浓缩，，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。
（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的稀硫酸中，向所得溶液中加入5.0mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量（n）与加入NaOH溶液的体积（V）关系如图所示，则稀硫酸的浓度为，固体D中含Fe化合物的物质的量为。

2. 综合题

详细信息

利用铝锂钴废料(主要成分为Co₃O₄ ，还含有少量铝箔、LiCoO₂等杂质，Co₃O₄具有较强氧化性)制备CoO的工艺流程如图所示。

已知：I.不同浸出剂“酸溶”结果

浸出剂	浸出液化学成分/(g·L^-1)		钴浸出率/%
浸出剂	Co	Al	钴浸出率/%
HCl	80.84	5.68	98.4
H₂SO₄+Na₂S₂O₃	84.91	5.96	98.0

II.Al³⁺在pH为5.2时沉淀完全。

III.LiF的K_sp为1.8×10^-3。

回答下列问题：

（1） “碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是(写出一种即可)，并写出主要的离子方程式：。
（2） “酸溶”时最佳的浸出剂应该选择，并说明理由：。
（3） “净化”时，加NaF目的是将Li⁺转化为沉淀，当滤液③中c(F^-)=4.0×10^-3mol·L^-1时计算“净化”后残余c(Li⁺)=mol·L^-1。
（4）写出滤渣②“酸溶”后与草酸铵反应的离子方程式。

3. 综合题

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由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、Fe₃O₄、Al₂O₃和SiO₂)得到绿矾(FeSO₄·7H₂O)，然后制取透明氧化铁颜料的流程如下：

已知：Ⅰ.透明氧化铁又称纳米氧化铁，粒子直径很微小(10 ~ 90 nm) ，包括氧化铁黄( FeOOH)和氧化铁红( Fe₂O₃) ，难溶于水，在碱性条件下非常稳定；

Ⅱ.Fe³⁺能将FeS₂中的硫元素氧化为+6价。

回答下列问题：

（1） FeS₂的电子式是。
（2） “滤渣”中的主要成分是( 填名称)。
（3）流程中“ ” 环节的目的是。
（4） “还原”过程中涉及的离子方程式为。
（5） “沉淀”采用分批加入KOH溶液，并不断搅拌，这样操作不但可以得到均匀、色泽纯正的氢氧化铁，而且还可以。
（6）可用分光光度法测定制得的透明氧化铁中氧化铁黄和氧化铁红的含量。已知Fe(SCN)₃的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe³⁺标准溶液浓度的关系如图所示。
称取3.47 g透明氧化铁，用稀硫酸溶解并定容至1 L，准确移取该溶液10.00 mL，加入足量KSCN溶液，再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A =0. 8，则透明氧化铁中氧化铁黄的质量分数为；若吸光度 A减小，则氧化铁黄的含量将(填“增大”或“减小”)。

4. 综合题

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钾离子电池以其优异的性能成为替代锂离子电池的一种选择，该电池的负极是由钾嵌入石墨中构成，正极主要含 $\text{[math]}$ 、铝箔、醚类有机物等。从某废旧钾离子电池中回收部分材料的流程如下：

已知：I.放电时负极的电极反应式为 $\text{[math]}$ ；

II．常温下， $\text{[math]}$ ，当溶液中某离子浓度低于 $\text{[math]}$ 时，认为该离子已沉淀完全。

回答下列问题：

（1）废旧电池放电处理的原因为。
（2） “碱浸”时发生的化学反应方程式为。
（3）已知 $\text{[math]}$ 中的铁为+3价，则“酸溶”时主要反应的离子方程式为；该工序中温度需控制在40℃的原因为。
（4）若最终调节pH=3，则所得母液中的 $\text{[math]}$ (填“已”或“未”)沉淀完全。
（5）实验室中从“反萃取”所得混合液中分离出 $\text{[math]}$ 溶液的操作名称为。
（6）废旧钾离子电池放电处理并拆解后，从负极得到石墨，其结构如图。石墨两层之间最近碳原子间距远大于层内最近碳原子间距的原因为；设阿伏加德罗常数的值为 $\text{[math]}$ ，则石墨晶体密度为 $\text{[math]}$ (列式即可)。

5. 单选题

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化学是以实验为基础的科学。下列实验设计正确的是( )

选项	实验目的	实验设计
A	除去乙酸乙酯中的乙酸	加入NaOH溶液，振荡后分液
B	验证非金属性：O＞S	向 $\text{[math]}$ 溶液中通入 $\text{[math]}$ ，观察溶液变浑浊
C	由 $\text{[math]}$ 溶液制备无水 $\text{[math]}$	将 $\text{[math]}$ 溶液加热蒸干
D	配制100mL一定物质的量浓度的NaOH溶液	准确称取NaOH固体，放入100mL的容量瓶中，加水溶解，振荡摇匀，定容

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

6. 综合题

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我国稀土资源丰富，其中二氧化铈(CeO₂) 是一种重要的稀土氧化物，具有吸收强紫外光线的能力，可以用于光催化降解有机污染物，利用氟碳铈矿(主要成分为CeCO₃F)制备CeO₂的工艺流程如下：

（1） CeCO₃F其中Ce元素的化合价为。
（2） “焙烧”过程中可以加快反应速率，提高焙烧效率的方法有 ( 写出一种即可)。
（3）操作①所需的玻璃实验仪器有烧杯、、。
（4）上述流程中盐酸可用硫酸和H₂O₂替换，避免产生污染性气体Cl₂ ，由此可知氧化性： CeO₂ H₂O₂ (填“＞”或“＜”)。
（5）写出“沉铈”过程中的离子反应方程式。
若“沉铈”中，Ce³⁺恰好沉淀完全[c(Ce³⁺)为1.0×10^-5mol·L^-1 ，此时溶液的pH为5，则溶液中c( $\text{[math]}$ )= mol·L^-1(保留2位有效数字)。
已知常温下：
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
$\text{[math]}$
（6） Ce⁴⁺溶液可以吸收大气中的污染物NO_x ，减少空气污染，其转化过程如图所示(以NO₂为例)。
①该反应中的催化剂为(写离子符号)；
②该转化过程中还原剂与氧化剂物质的量之比为。

7. 综合题

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金属钛(Ti)因硬度大、熔点高、密度小、抗腐蚀性强而被广泛用作高新科技材料，披誉为“太空金属”。工业上用某金属氧化物的混合物(主要成分有TiO₂、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、CuO)来制备钛、铁红等的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）为加快"水溶”速率，可采取的措施为(写出一种即可)。
（2） “滤液E”中除含有过量的硫酸和硫酸铝外，还含有。
（3）已知二氧化钛能与熔融的氢氧化钠反应生产Na₂TiO₃ ，在酸性条件下TiO $\text{[math]}$ 主要以TiO²⁺的形式存在，TiO²⁺水解生成H₂TiO₂(沉淀)的离子方程式为。“滤液A”到“滤液E"需加热的原因是。
（4）为了便于分离铁和铜，通常要将Fe²⁺氧化成Fe³⁺ ，使用的氧化剂合理的是，调节pH的目的是。
（5）用“滤液D”制胆矾的步骤为蒸发浓缩、、过滤、冰水洗涤、自然风干。
（6）取500 mL “滤液E” ，经过一系列变化后，电解得到5.4 g Al，不考虑变化过程中铝的损耗，则“滤液E"中Al₂(SO₄)₃的物质的量浓度为mol·L^-1。

8. 单选题	详细信息
“汲水而上，于釜中煎炼，顷刻结盐，色成至白”(《天工开物》生产井盐)。上述古代研究成果中涉及的物质分离操作是（） A . 蒸馏 B . 萃取分液 C . 蒸发结晶 D . 趁热过滤

9. 单选题

详细信息

下列除去杂质的方法中，所用试剂不能达到目的的是（）

	物质(杂质)	除杂试剂
A	FeCl₂溶液(FeCl₃)	Fe粉
B	Cl₂(HCl)	饱和的食盐水
C	NaCl溶液(CaCl₂)	Na₂CO₃溶液、HCl溶液
D	CH₂=CH₂ (SO₂)	酸性高锰酸钾溶液

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

10. 综合题

详细信息

LiFePO₄可作为新型锂离子电池的正极材料。以精钛铁矿(主要成分为FeTiO₃、Fe₂O₃及少量CuO、SiO₂杂质)为主要原料生产TiOSO₄ ，同时得到的绿矾(FeSO₄·7H₂O)与磷酸和LiOH反应可制备LiFePO₄ ，制备流程如图所示：

请回答下列问题：

（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是。
（2）酸溶时钛酸亚铁(FeTiO₃)与硫酸反应的化学方程式为。
（3） ①还原步骤中，加过量铁屑，其目的是。
②滤渣成分的化学式是
（4）滤渣中的铜提纯后可用于制取Cu₂O，工业制取Cu₂O的电解池示意图如图，总反应为：2Cu+H₂O $\text{[math]}$ Cu₂O+H₂↑。则：
①该装置中铜电极应连接直流电源的极。
②石墨电极的电极反应式为。
③当有0.1molCu₂O生成时电路中转移mol电子。

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