文档内容
第五章 化工生产中的重要非金属元素
实验活动4 用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子
分层作业
基础达标
1．中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中记载了古代化学研究成果。下列关
于文献记载内容的说法正确的是（ ）
A．《周礼》中“煤饼烧蛎房成灰”(蛎房即牡蛎壳)，“灰”的主要成分为CaCO
3
B．《本草纲目》中记载：“此即地霜也，所在山泽，冬月地上有霜，扫取以水淋
汁，后乃煎炼而成”，文中对硝酸钾的提取涉及溶解、蒸发、结晶操作
C．《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”描述的是升华和凝华过
程
D．《梦溪笔谈》中“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，与化学反应无关
【答案】B
【解析】A．牡蛎壳的主要成分为CaCO ，CaCO 灼烧生成CaO，则“灰”的主要成
3 3
分为CaO，故A错误；B．“扫取以水淋汁，后乃煎炼而成”是指扫取后用水溶解，然后
加热蒸发结晶得到硝酸钾晶体，涉及溶解、蒸发、结晶操作，故B正确；C．“丹砂(HgS)
烧之成水银”即HgS发生分解反应生成水银，“积变又还成丹砂”即Hg和S又反应生成
HgS，两过程中均有新物质生成，为化学变化，而“升华”、“凝华”为物理变化，故C
错误；D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是铁与硫酸铜发生置换反应生成硫酸亚铁和
铜，过程中有新物质生成，为化学变化，故D错误；故答案选B。
2．利用图中实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是（ ）
A．利用图1和图4所示装置进行粗盐提纯
B．利用图2所示装置除去 中混有的HClC．利用图3所示装置进行乙醇萃取碘水中的碘
D．利用图4所示装置提纯 胶体
【答案】A
【解析】A．粗盐中含不溶性和可溶性杂质，粗盐中的不溶性杂质需要过滤出去，可
溶性杂质通过化学方法转变成沉淀后过滤除去，所得食盐水通过蒸发结晶得到NaCl晶体，
则利用图1和图4所示装置进行粗盐提纯，A正确；B．二氧化碳和氯化氢气体都能和饱和
碳酸钠溶液反应，应把图2所示装置中的饱和碳酸钠换成饱和碳酸氢钠、即可除去CO 中
2
混有的HCl，B错误；C．乙醇和水互溶，故不能用乙醇萃取碘水中的碘，C错误；D．胶
体和溶液都能透过滤纸，故不能用过滤的方法提纯Fe(OH) 胶体，应用渗析，D错误；答
3
案选A。
3．下列说法正确的是（ ）
A．通过焰色试验可以鉴别碳酸钠中是否含有碳酸钾
B．向溶液中滴加盐酸酸化的BaCl 溶液，产生白色沉淀，则原溶液中一定有SO
2
C．向溶液中滴加AgNO，产生白色沉淀，则原溶液中一定有Cl-
3
D．向溶液中滴加盐酸，产生使澄清石灰水变浑浊的无色无味的气体，则原溶液中一
定有CO
【答案】A
【解析】A．钾的焰色为紫色，钠的焰色为黄色，因此可用焰色实验鉴别碳酸钠中是
否含碳酸钾，故A正确；B．若原溶液中含银离子，加盐酸酸化的氯化钡也会生成白色沉
淀，不一定是硫酸根存在，应先加盐酸酸化，无现象后再加氯化钡，故B错误；C．能与
银离子沉淀的还有碳酸根、硫酸根等，不一定是氯离子，故C错误；D．能与盐酸反应生
成二氧化碳气体的还可以是碳酸氢根离子，故D错误；故选：A。
4．下列分离混合物的实验方法中不正确的是（ ）
A．分离乙酸(沸点77.1 ℃)与某种液态有机物(沸点120 ℃)的混合物-蒸馏
B．从含有少量NaCl的KNO 溶液中提取KNO-热水溶解、降温结晶、过滤
3 3
C．用CCl 萃取碘水中的碘，液体分层后-下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
4
D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中-加入乙醇萃取
【答案】D【解析】A．两种有机物互溶且沸点相差较大，则选择蒸馏法分离，A正确；B．NaCl
和KNO 的溶解度受温度影响变化程度不同，则从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取
3
KNO3可采取热水溶解、降温结晶、过滤的方法，B正确；C．分液时，下层液体从下口放
出，上层液体从上口倒出，C正确；D．乙醇与水互溶，则乙醇不能萃取溴水中的溴，D错
误；故选：D。
5．下列装置能达到除杂目的的是（ ）
A．除去乙烯中少量 B．除去碳酸氢钠 C．除去固体碘中 D．除去二氧化锰中
的SO 中少量的碳酸钠 少量的NH Cl 少量的氯酸钾
2 4
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．乙烯也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，应用氢氧化钠溶液除去乙烯中少量
的SO ，选项A错误；B．碳酸氢钠受热分解可产生碳酸钠，选项B错误；C．I 受热升
2 2
华，遇冷又会凝结成碘单质，NH Cl受热分解为气体NH 和HCl，遇冷后又反应生成
4 3
NH Cl固体，选项C错误；D．二氧化锰不溶于水，氯酸钾溶于水，可以用溶解、过滤的
4
方法除去二氧化锰中少量的氯酸钾，选项D正确；答案选D。
6．已知两瓶气体，分别是 HCl 和 Cl，可以区别它们的方法或试剂是（ ）
2
①观察颜色 ②打开瓶盖看有无白雾 ③硝酸银溶液 ④湿润的红色石蕊试纸 ⑤湿润的
蓝色石蕊试纸
A．①③④ B．①②④ C．①②④⑤ D．①②⑤
【答案】C
【解析】①Cl 为黄绿色气体，而氯化氢无色，可以通过观察气体颜色鉴别二者，故①
2
符合题意；②氯化氢极易溶于水，打开瓶盖后有白雾，而Cl 不具有此性质，打开瓶盖看有
2
无白雾可鉴别二者，故②符合题意；③HCl和Cl 都能够与硝酸银溶液反应生成氯化银沉
2
淀，无法用硝酸银溶液鉴别二者，故③不符合题意；④HCl不能使红色石蕊试纸变色，而
Cl 能够使湿润的红色石蕊试纸褪色，可以据此鉴别二者，故④符合题意；⑤湿润的蓝色石
2
蕊试纸遇Cl 先变红后褪色，湿润的蓝色石蕊试纸遇HCl只变红，故可以用湿润的蓝色石
2蕊试纸来区别Cl 和HCl，故⑤符合题意；故答案选C。
2
7．现有四组分散系：①汽油和水形成的混合物；②含有泥沙的食盐水；③溶有碘(I)
2
的酒精溶液；④乙二醇和丙三醇的混合溶液(乙二醇和丙三醇的部分物理性质见下表)。
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·cm−3 溶解性
乙二醇 -11.5 198 1.11 易溶于水和乙醇
丙三醇 17.9 290 1.26 能跟水、酒精以任意比互溶
请用下图所示的仪器分离以上各混合液，仪器和方法不能对应的是（ ）
A．③―d―蒸发结晶 B．②―b―过滤
C．①―c―分液 D．④―a―蒸馏
【答案】A
【解析】A．③溶有碘(I2)的酒精溶液中分离I2和酒精，二者的沸点不同，可采用蒸馏
方法分离，使用的仪器是蒸馏烧瓶a，A错误；B．②含有泥沙的食盐水中泥沙难溶于水，
可通过过滤的方法分离除去，使用的仪器是漏斗，B正确；C．①汽油和水是互不相溶的两
层液体物质，分离可使用分液方法，使用的仪器是c分液漏斗，C正确；D．④乙二醇和丙
三醇是互溶的沸点不同的液体有机物，可根据二者沸点不同，采用蒸馏方法，使用的仪器
是蒸馏烧瓶a，D正确；故合理选项是A。
8．下列分离混合物的实验方法中不正确的是（ ）
A．分离乙酸(沸点77.1 ℃)与某种液态有机物(沸点120 ℃)的混合物-蒸馏
B．从含有少量NaCl的KNO 溶液中提取KNO-热水溶解、降温结晶、过滤
3 3
C．用CCl 萃取碘水中的碘，液体分层后-下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
4
D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中-加入乙醇萃取
【答案】D
【解析】A．两种有机物互溶且沸点相差较大，则选择蒸馏法分离，A正确；B．NaCl
和KNO3的溶解度受温度影响变化程度不同，则从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取
KNO 可采取热水溶解、降温结晶、过滤的方法，B正确；C．分液时，下层液体从下口放
3出，上层液体从上口倒出，C正确；D．乙醇与水互溶，则乙醇不能萃取溴水中的溴，D错
误；故选：D。
9．用卤水(含Na+、Li+、Ca2+、Mg2+)制备LiCO 的实验流程如图，下列说法错误的是
2 3
（ ）
A．第一步加入NaCO 的主要目的是除去Ca2+、Mg2+
2 3
B．如果第一步加入的NaCO 过量，会导致LiCO 的产率降低
2 3 2 3
C．蒸发操作中使用的玻璃仪器有玻璃棒、蒸发皿、酒精灯等
D．玻璃棒在过滤和蒸发操作中的作用不相同
【答案】C
【解析】A．由分析可知，第一步加入NaCO 的主要目的是除去Ca2+、Mg2+， A项正
2 3
确； B．如果第一步加入的NaCO 过量，碳酸根离子会和锂离子生成碳酸锂沉淀，导致
2 3
LiCO 的产率降低，B正确；C．蒸发操作中使用的玻璃仪器有玻璃棒、酒精灯等，蒸发皿
2 3
为陶瓷，C错误；D．玻璃棒在过滤和蒸发操作中的作用分别为引流、搅拌防止液体受热
不均匀而溅出，作用不相同，D正确；故选C。
10．某无色透明溶液中只可能含有①Na+、②SO、③Cl−、④HCO、⑤CO、⑥H+、
⑦Cu2+中的几种，且每种离子的物质的量均为1mol。依次进行下列实验，每步所加试剂均
过量，观察到的现象如表。下列结论正确的是（ ）
步骤 操作 现象
(1) 用紫色石蕊试液检验 溶液变红
(2) 向溶液中滴加BaCl 和稀HCl 有白色沉淀生成
2
将(2)中所得混合物过滤，向滤液中加入AgNO 溶
(3) 3 有白色沉淀生成
液和稀硝酸
A．该实验无法确定是否含有③ B．可能含有的离子是①②③
C．肯定含有的离子是①②⑥ D．肯定没有的离子是③④⑤⑦
【答案】C
【解析】由无色可知不含⑦Cu2+，由步骤(1)的操作和现象可知，一定含⑥H+，由离子共存可知，不含④HCO、⑤CO；由步骤(2)中可知白色沉淀为硫酸钡，则一定含SO；
(3)中白色沉淀为AgCl，但(2)中引入氯离子，由操作和现象不能判断是否含氯离子，由于
每种离子的物质的量均为1mol，由电荷守恒可知，还一定含①Na，则一定不含日③Cl-。
A．根据上述分析，一定不含③，A错误；B．根据上述分析，一定含①②⑥，一定不含
③④⑤⑦，B错误；C．根据上述分析，肯定含有的离子是①②⑥，C正确；D．根据上述
分析，肯定没有的离子有③④⑤⑦，，D错误；
能力提升
11.下列实验目的对应的实验操作正确的是（ ）
选项 实验目的 实验操作
检验溶液中是否含 向待测液中滴加BaCl 溶液，若出现沉淀，再滴加
A 2
有SO 稀盐酸，观察沉淀是否溶解
检验溶液中是否含 向待测液中滴加过量硝酸，再滴加AgNO 溶液，观
B 3
有Cl－ 察是否出现白色沉淀
检验溶液中是否含 向待测液中加入一定量NaOH溶液，观察是否出现
C
有Mg2+ 白色沉淀
检验溶液中是否含 向待测液中加入过量稀盐酸，观察是否生成使澄清
D
有CO 石灰水变浑浊的无色无味气体
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．检验溶液中是否含有SO，应先向溶液中滴加盐酸，若无现象，再滴加氯
化钡，有白色沉淀，则证明含有硫酸根，故A不符合题意；B．检验溶液中是否含有Cl
－，向待测液中滴加过量硝酸，再滴加AgNO 溶液，观察是否出现白色沉淀，有白色沉
3
淀，则含有氯离子，反之则无，故B符合题意；C．检验溶液中是否含有Mg2+，向待测液
中加入一定量NaOH溶液，观察是否出现白色沉淀，溶液中有铝离子也能出现白色沉淀，
故C不符合题意；D．向待测液中加入过量稀盐酸，观察是否生成使澄清石灰水变浑浊的
无色无味气体，不能检验溶液中是否含有CO，碳酸氢根也是这样的现象，故D不符合题
意。综上所述，答案为B。
12．以软锰矿(主要成分是MnO ，含有SiO、Fe O 等杂质)制备高性能的磁性材料碳
2 2 3 4
酸锰(MnCO )的基本工业流程如图：
3下列说法错误的是（ ）
A．浸锰过程中存在Fe O+SO+4H+=3Fe2++2H O
3 4 2 2
B．滤渣I中主要成分为SiO
2
C．氧化过程的目的只是将过量的SO 消耗
2
D．沉锰过程发生的反应为Mn2++2 =MnCO↓+CO ↑+H O
3 2 2
【答案】C
【解析】由流程可知软锰矿形成矿浆，通入足量的SO ，发生反MnO +SO=MnSO ，
2 2 2 4
Fe O+SO+4H+=3Fe2++SO+2H O，SiO 不反应，过滤，滤渣I为SiO，滤液含有Mn2+、
3 4 2 2 2 2
Fe2+，加入MnO 氧化亚铁离子，反应为2Fe2++MnO+4H+=2Fe3++2H O+Mn2+，调节pH，沉
2 2 2
淀铁离子，过滤，滤渣II为氢氧化铁，向滤液中加入碳酸氢铵溶液，生成MnCO 沉淀，过
3
滤得到的滤渣中主要含有MnCO ，反应为Mn2++2HCO=MnCO↓+CO ↑+H O，通过洗涤、
3 3 2 2
烘干得到MnCO 晶体，据此分析解题。A．由分析可知，浸锰过程中存在
3
Fe O+SO+4H+=3Fe2++ +2H O，A正确；B．由分析可知，滤渣I中主要成分为SiO，B正
3 4 2 2 2
确；C．由分析可知，氧化过程的目的主要是将Fe2+氧化为Fe3+，以便以后步骤中调节pH
值来沉淀除去，也能将过量的SO 消耗，C错误；D．有分子可知，沉锰过程发生的反应为
2
Mn2++2HCO=MnCO↓+CO ↑+H O，D正确；故答案为：C。
3 2 2
13．钛酸锶(SrTiO )常作电子陶瓷材料和人造宝石。实验室制备原理如下：
3
(1)
(2) 。
某小组利用图1和图2装置完成反应(1)，再灼烧滤渣制备钛酸锶。下列说法错误的是
（ ）A．仪器A的名称是球形冷凝管 B．热水浴的优点是受热均匀和便于控制温度
C．利用图2抽滤时用玻璃棒搅拌 D．灼烧时需要选择坩埚承载固体
【答案】C
【解析】A．根据仪器构造可知，上述仪器A的名称为球形冷凝管，A正确；B．热水
浴与酒精灯加热相比，受热均匀，且便于控制温度，B正确；C．抽滤时不能用玻璃棒搅
拌，防止划破滤纸，导致过滤失败，C错误；D．坩埚耐高温，可用于灼烧固体，D正确；
故选C。
14.海水提纯精盐的过程是用化学沉淀法去除粗盐中的杂质离子Ca2+、Mg2+和SO，请
完成下题：
(1)下面是粗盐提纯的部分操作步骤，请补充③处实验步骤：
①用天平称取5.0g粗盐，放入100ml烧杯中，然后加入20mL蒸馏水，用玻璃棒搅
拌，使粗盐全部溶解，得到粗盐水。
②向粗盐水中滴加过量的BaCl 溶液，使SO与Ba2+完全反应生成BaSO 将烧杯静置。
2 4
③ ___________________________________________________________
④向粗盐水中滴加过量的NaOH溶液，使Mg2+与OH-完全反应生成Mg(OH) 沉淀，然
2
后滴加过量的饱和NaCO 溶液，使Ca2+、Ba2+与CO 完全反应生成沉淀。
2 3
⑤…
(2)有学生设计出如下粗盐提纯工艺流程图
①上述流程图中③处加入的试剂是 ______________ _ 。(填名称)
②写出流程中③处发生的离子反应方程式 _______________________ _，___________________________ 。
(3)方案评价
化学沉淀法中沉淀剂BaCl 和NaCO 加入的顺序能否交换？ 。(填“能”或
2 2 3
“否”)
【答案】(1)沿烧杯壁向上层清液继续滴加2~3滴BaCl 溶液，若不出现浑浊，则表明
2
SO沉淀完全，若出现沉淀，则继续滴加BaCl 溶液，直至SO沉淀完全
2
(2) 稀盐酸 H++OH-=H O 2H++CO=H O+CO↑
2 2 2
(3)否
【解析】在粗盐除杂工艺中，粗盐溶解、过滤后加入过量的BaCl 溶液，生成BaSO
2 4
沉淀而除去SO，此时溶液中含有Na+、Ca2+、Mg2+、Ba2+和Cl-，再加入过量NaCO 溶液，
2 3
生成沉淀BaCO 和CaCO 而除去Ca2+和Ba2+，再加入过量的NaOH溶液，生成沉淀
3 3
Mg(OH) 而除去Mg2+，最后再加入适量的HCl除去过量的NaOH和NaCO，最后得到精
2 2 3
盐。
（1）滴加过量的BaCl 溶液除去SO后还要检验SO是否除干净，因此接下来操作是沿
2
烧杯壁向上层清液继续滴加2 3滴BaCl 溶液，若不出现浑浊，则表明SO沉淀完全，若
2
出现沉淀，则继续滴加BaCl 溶液，直至SO沉淀完全；
2
（2）①由分析可知上述流程图中③处加入的试剂是稀盐酸；
②流程中③中加入适量的稀盐酸除去过量的NaOH和NaCO，其发生的离子反应方程
2 3
式为H++OH-=H O和2H++CO=H O+CO↑；
2 2 2
（3）沉淀法中沉淀剂BaCl 和NaCO 加入的顺序不能交换，后加入NaCO 溶液不但
2 2 3 2 3
可以除去粗盐中Ca2+，还可以除去前面加入过量的Ba2+，若交换顺序，则无法除去Ba2+。
直击高考
15．(NH )SO 是一种常见的化肥，其溶解度随着温度的升高而增大，某工厂用石膏、
4 2 4
NH 、HO和CO 制备(NH )SO 的工艺流程如图：
3 2 2 4 2 4下列说法正确的是（ ）
A．通入NH 和CO 的顺序可以互换
3 2
B．操作2为将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得(NH )SO
4 2 4
C．步骤②中反应的离子方程式为
D．通入的NH 和CO 均应过量，且工艺流程中CO 可循环利用
3 2 2
【答案】B
【解析】A．由于CO 微溶于水，NH 易溶于水，应先通入足量NH ，使溶液呈碱性，
2 3 3
然后再通入适量CO，反应的化学方程式为
2
，通入NH 和CO 的顺序不可以互换，选
3 2
项A错误；B．向硫酸钙悬浊液中通入足量的氨气，使溶液呈碱性，再通入适量的二氧化
碳利于反应的进行，硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉淀。操作
2是溶液中得到溶质固体的过程，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等，可得
(NH )SO ，选项B正确；C．硫酸钙与氨气、水和二氧化碳反应生成了硫酸铵和碳酸钙沉
4 2 4
淀，物质发生的主要化学反应为 ，反应的
离子方程式为 ，选项C错误；D．反应过
程中二氧化碳参与反应生成硫酸铵和碳酸钙，碳酸钙分解生成二氧化碳，工艺流程中产生
的CO 可循环利用，通入足量NH ，通适量二氧化碳，否则碳酸钙溶解，选项D错误。答
2 3
案选B。
16．草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是 、 、 )。骉学生按下列操
作提取草木灰中的钾盐：①取草木灰加水溶解；②过滤、取滤液；③蒸发滤液；④冷却结
晶。
（1）由草木灰提取钾盐并检验钾元素的存在，下列实验操作中正确的是
___________。（2）为检验草木灰中的其它离子，取少量晶体溶于水，并把溶液分成三份，完成以下
实验报告(在横线上填写相关的内容)：
实验步骤 实验现象 实验结论
I. 取第一份溶液和适量稀盐酸加入试管中，把
澄清的石灰水加入烧杯中
________，澄
证明含有碳酸根
清的石灰水变
离子
浑浊
证明含有硫酸根
II.取第二份溶液，先后滴加_______和_______ ________
离子
III.取第三份溶液加入过量 溶液，过滤，
有_______生
证明含有氯离子
除去 和 ，再滴加 溶液和稀硝
成
酸
（3）步骤III所得的结论，你认为是否正确？为什么？
____________________________
（4）写出步骤II有关现象的化学方程式
_________________________________________、
_________________________________________。
【答案】（1）ABCD
（2）有无色气泡产生 稀盐酸 氯化钡溶液 气泡产生、生成白色沉淀(或先
加氯化钡溶液后加稀盐酸，看到白色沉淀生成，沉淀部分溶解) 白色沉淀
（3）否，步骤III中引入氯离子，干扰实验，应选硝酸钡
（4） (或
、 、)
【解析】检验溶液中的离子，需要根据离子的性质检验，CO可与H+反应生成CO 气
2
体，故可用盐酸检验CO；SO一般用Ba2+检验，但需要排除CO、Cl-等的干扰；Cl-一般用
Ag+检验，K+只能用颜色反应检验，以此来解析；（1）由草木灰提取押盐并检验钾元素存
在，需要溶解，过滤，蒸发操作，ABC均合理，且D是透过蓝色钴玻璃观察钾焰色反应操
作，钾的焰色反应，必须透过蓝色钴玻璃观察，故D也合理，所以ABCD均合理；故选
ABCD。（2）溶液检验草木灰中的离子，取第一份溶液，加盐酸有气泡产生，发生反应
CO+2H+=CO ↑+H O，证明含有碳酸根离子；取第二份溶液，先滴加稀盐酸，有气泡产生，
2 2
后加氯化钡溶液，有气泡若生成白色沉淀，含硫酸根离子；取第三份溶液加入过量BaCl
2
溶液，过滤，除去SO和CO，再滴加AgNO 溶液和稀硝酸，有白色沉淀生成，为AgCl，
3
证明含有氯离子；（3）否，步骤Ⅲ中引入氯离子，干扰实验，应选硝酸钡，用氯化钡则不
合理；（4）碳酸钾和稀盐酸反应生成氯化钾、二氧化碳和水，反应的方程式为：
KCO+2HCl=2KCl+H O+CO↑，加入氯化钡与硫酸钾反应生成硫酸钡和氯化钾，反应的方
2 3 2 2
程式为：KSO +BaCl =BaSO ↓+2KCl；
2 4 2 4
