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专题10分离提纯操作专练1．资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。磷尾矿主要含Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3。某研究小组提出了磷尾矿综合利用的研究方案，制备具有重要工业用途的CaCO3、Mg(OH)2、P4和H2，其简化流程如下：已知：①Ca5(PO4)3F在950℃不分解；②4Ca5(PO4)3F+18SiO2+30C2CaF2+30CO+18CaSiO3+3P4请回答下列问题：（1）950℃煅烧磷尾矿生成气体的主要成分是___________。（2）实验室过滤所需的玻璃仪器是_____________。（3）NH4NO3溶液能从磷矿Ⅰ中浸取出Ca2+的原因是__________。2．NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂，也常用来漂白织物等，其一种生产工艺如下：回答下列问题：（1）“电解”所用食盐水由粗盐水精制而成，精制时，为除去Mg2+和Ca2+，要加入的试剂分别为________、________。“电解”中阴极反应的主要产物是______。（2）“尾气吸收”是吸收“电解”过程排出的少量ClO2。此吸收反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为________，该反应中氧化产物是_________。3．铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）、纳米铁粉均可用于处理水中污染物。（1）在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中Cu2+和Pb2+的去除率，结果如图所示。①当铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是__________。②当铁炭混合物中铁的质量分数大于50%时，随着铁的质量分数的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是_____________。4．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15.0g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，向盛有滤液1的反应器中加入稀硫酸，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________________。5．LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料，低温反应制备LiPF6，其流程如下：已知：HCl的沸点是－85.0℃，HF的沸点是19.5℃。（1）第①步反应中无水HF的作用是、。反应设备不能用玻璃材质的原因是(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性，工厂安全手册提示：如果不小心将HF沾到皮肤上，可立即用2%的溶液冲洗。（2）第④步分离采用的方法是；第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是。6．石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：（注：SiCl4的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间的N2，主要目的是。（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为。（3）步骤①为：搅拌、。所得溶液IV中阴离子有。7．水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示：回答下列问题：（1）在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是________________________________________，还可使用___________代替硝酸。（2）加氨水过程中加热的目的是______________________________________。沉淀B的主要成分为_____________、____________（填化学式）。8．重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示：回答下列问题：（1）滤渣1中含量最多的金属元素是____________，滤渣2的主要成分是_____________及含硅杂质。（2）步骤④调滤液2的pH使之变____________（填“大”或“小”），原因是___________________（用离子方程式表示）。9．以工业生产硼砂所得废渣硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的过程如图所示：硼镁泥的主要成分如下表：MgOSiO2FeO、Fe2O3CaOAl2O3B2O330%~40%20%~25%5%~15%2%~3%1%~2%1%~2%回答下列问题：（1）“酸解”时应该加入的酸是_______，“滤渣1”中主要含有_________（写化学式）。（2）“除杂”时加入次氯酸钙、氧化镁的作用分别是________、_______。（3）判断“除杂”基本完成的检验方法是____________。（4）分离滤渣3应趁热过滤的原因是___________。10．（14分）硼氢化钠（NaBH4）在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4，其流程如下：已知：NaBH4常温下能与水反应，可溶于异丙酸（沸点：13℃）。（1）在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100℃以上并通入氩气，该操作的目的是_____，原料中的金属钠通常保存在____中，实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有_____，_____，玻璃片和小刀等。（2）第②步分离采用的方法是______；第③步分离（NaBH4）并回收溶剂，采用的方法是______。11．中国航空航天事业飞速发展，银铜合金广泛用于航空工业。从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：注：A1(OH)3和Cu(OH)2分解温度分别为450℃和80℃(1)滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为______________________。(2)过滤操作需要的玻璃仪器除烧杯外还有___________。(3)固体混合物B的组成为___________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为___________。(4)煅烧阶段通入惰性气体的原因___________。12．某化学课外小组实验室制取乙酸乙酯时查阅资料如下：CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O，根据查得的资料设计了下图所示的装置(夹持装置忽略)制取纯净的乙酸乙酯。步骤如下：①在下图的三口烧瓶中加入3mL乙醇，边摇动边慢慢加入3mL浓硫酸，在分液漏斗中装入3：2的乙醇和乙酸混合液。②油浴加热三口烧瓶至一定温度，然后把分液漏斗中的混合液慢慢地滴入三口烧瓶里并保持反应混合物在一定温度。③反应一段时间后，向锥形瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液，并不断摇动，分层后进行分液。④用饱和食盐水和氯化钙溶液洗涤酯层，再分液，在酯层加入干燥剂干燥得粗乙酸乙酯。⑤将粗乙酸乙酯转入下图的仪器A中，在水浴中加热，收集74～80℃的馏分即得纯净的水果香味无色透明液体。根据题目要求回答：（1）图2中仪器A的名称是____________，冷凝管中冷水从______(填a或b)口进入。（2）步骤③和④中都用到了分液操作，该操作用到的主要玻璃仪器是_________，在分液操作时，上下两层液体移出的方法是_______。（3）步骤④中干燥乙酸乙酯，可选用的干燥剂为______(填字母)。a．五氧化二磷b．无水Na2SO4c．碱石灰13．从某化工厂提供的硒酸泥(主要含S、Se、Fe2O3及SiO2)中提取粗硒的工艺流程如下图所示：备注：氧化浸出液中Se的含量为43.45g/L根据以上信息回答下列问题：(1)把煤油加热后再进行浸泡的目的是：__________________________。(2)将含硫的滤液进行“冷却、结晶、过滤”操作可以除去煤油中的硫，由这一操作可推测硫的物理性质是：__________________________。(3)滤渣A的主要成分有___________；滤液B的金属阳离子有___________。14．经多年勘测，2018年11月23日省自然资源厅发布消息称在皖江地区发现特大铜矿床，具有重大实际意义。以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有少量PbS、Al2O3、SiO2)为原料制取胆矾的流程如图：已知：常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-33，Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10-20。（1）最适合的试剂A是________（写化学式）溶液，固体2的成份为PbSO4和_______。当试剂A的浓度为6mol·L-1时，“浸出”实验中，铜的浸出率结果如图所示。所采用的最佳实验条件(温度、时间)为_______________。（2）最适合的试剂B是_______(填序号)，最适合的试剂C是______（填序号），固体3的成份为_________________________。a．Cl2b．CuOc．酸性高锰酸钾溶液d．NaOHe．H2O2溶液f．K2CO3（3）操作1如在实验室中进行，用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_______，操作2的步骤为_______________，_______________，过滤、洗涤。15．海洋是生命的摇篮，海水不仅是宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的化学资源。I.（1）海水中所得粗盐中通常含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质，为了得到精盐，下列试剂加入的先后顺序正确的是________A．BaCl2→Na2CO3→NaOH→HClB．NaOH→BaCl2→Na2CO3→HClC．BaCl2→NaOH→Na2CO3→HClD．Na2CO3→NaOH→BaCl2→HCl（2）为了检验精盐中是否含有SO42-，正确的方法是____________________________。II.海藻中提取碘的流程如图所示（3）灼烧过程中，需使用到的（除泥三角外）实验仪器有____________A．试管B．瓷坩埚C．坩埚钳D．蒸发皿E．酒精灯F．三脚架（4）指出提取碘的过程中有关实验操作名称：①________③__________④_________（5）步骤②反应的离子方程式为___________________，该过程氧化剂也可以用H2O2，将等物质的量的I-转化为I2，所需Cl2和H2O2的物质的量之比为__________（6）下列关于海藻提取碘的说法，正确的是_________A．含碘的有机溶剂呈现紫红色B．操作③中先放出下层液体，然后再从下口放出上层液体C．操作④时，温度计的水银球应伸入液面以下但不能触碰到蒸馏烧瓶的底部16．下图是利用废铜屑（含杂质铁）制备胆矾（硫酸铜晶体）的流程。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)3Fe(OH)2Cu(OH)2开始沉淀2.77.54.4完全沉淀3.79.76.7请回答：（1）溶液B中含有的阳离子有____________________（填离子符号）。（2）下列物质中最适宜做氧化剂X的是__________（填字母）。a．NaClOb．H2O2c．KMnO4（3）加入试剂①是为了调节pH，要调整pH范围是_____________，则试剂①可以选择______________（填化学式）。（4）溶液E经过操作①可得到胆矾，操作①为________________________、过滤、洗涤。17．活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧