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专题 物质的检验、分离和提纯
【考纲要求】
1、了解Cl-、SO42-、CO32-、Na+ 、K+、Al3+、Fe3+、NH4+等常见离子的检验方法，能对常见的物质组成进行检验和分析；
2、了解过滤、蒸发、萃取、蒸馏等物质分离、提纯的常用方法，能对常见的物质进行分离和提纯。
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一、物质的检验
物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类，它们的共同点是：依据物质的特殊性质和特征反应，选择适当的试剂和方法，准确观察反应中的明显现象，如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等，进行判断、推理。
检验类型
鉴别
利用不同物质的性质差异，通过实验，将它们区别开来。
鉴定
根据物质的特性，通过实验，检验出该物质的成分，确定它是否是这种物质。
推断
根据已知实验及现象，分析判断，确定被检的是什么物质，并指出可能存在什么，不可能存在什么。
检验方法
①
若是固体，一般应先用蒸馏水溶解
②
若同时检验多种物质，应将试管编号
③
要取少量溶液放在试管中进行实验，绝不能在原试剂瓶中进行检验
④
叙述顺序应是：实验（操作）→现象→结论→原理（写方程式）
1、常见气体的检验
常见气体
检验方法
氢气
纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰，混合空气点燃有爆鸣声，生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声；可点燃的气体不一定是氢气
氧气
可使带火星的木条复燃
氯气
黄绿色，能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝（O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝）
氯化氢
无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾，能使湿润的蓝色石蓝试纸变红；用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟；将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。
二氧化硫
无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色，加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
硫化氢
无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀，或使湿润的醋酸铅试纸变黑。
氨气
无色有刺激性气味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
二氧化氮
红棕色气体，通入水中生成无色的溶液并产生无色气体，水溶液显酸性。
一氧化氮
无色气体，在空气中立即变成红棕色
二氧化碳
能使澄清石灰水变浑浊；能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊，N2等气体也能使燃着的木条熄灭。
一氧化碳
可燃烧，火焰呈淡蓝色，燃烧后只生成CO2；能使灼热的CuO由黑色变成红色。
甲烷
无色气体，可燃，淡蓝色火焰，生成水和CO2；不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
乙烯
无色气体、可燃，燃烧时有明亮的火焰和黑烟，生成水和CO2。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
乙炔
无色无臭气体，可燃，燃烧时有明亮的火焰和浓烟，生成水和 CO2，能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
2、几种重要阳离子的检验
（l）H+ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
（2）Na+、K+ 用焰色反应来检验时，它们的火焰分别呈黄色、浅紫色（通过钴玻片）。
（3）Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀，且沉淀不溶于稀硝酸。
（4）Mg2+ 能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀，该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
（5）Al3+ 能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀，该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
（6）Ag+ 能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应，生成白色AgCl沉淀，不溶于稀 HNO3，但溶于氨水，生成［Ag(NH3)2］+。
（7）NH4+ 铵盐（或浓溶液）与NaOH浓溶液反应，并加热，放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。
（8）Fe2+ 能与少量NaOH溶液反应，先生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液，不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl－
（9）Fe3+ 能与 KSCN溶液反应，变成血红色 Fe(SCN)3溶液，能与 NaOH溶液反应，生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
（10）Cu2+ 蓝色水溶液（浓的CuCl2溶液显绿色），能与NaOH溶液反应，生成蓝色的Cu(OH)2沉淀，加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应，在金属片上有红色的铜生成。
3、几种重要的阴离子的检验
（1）OH－ 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
（2）Cl－ 能与硝酸银反应，生成白色的AgCl沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，能溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+。
（3）Br－ 能与硝酸银反应，生成淡黄色AgBr沉淀，不溶于稀硝酸。
（4）I－ 能与硝酸银反应，生成黄色AgI沉淀，不溶于稀硝酸；也能与氯水反应，生成I2，使淀粉溶液变蓝。
（5）SO42－ 能与含Ba2+溶液反应，生成白色BaSO4沉淀，不溶于硝酸。
（6）SO32－ 浓溶液能与强酸反应，产生无色有刺激性气味的SO2，该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应，生成白色BaSO3沉淀，该沉淀溶于盐酸，生成无色有刺激性气味的SO2气体。
（7）S2－ 能与Pb(NO3)2溶液反应，生成黑色的PbS沉淀。
（8）CO32－ 能与BaCl2溶液反应，生成白色的BaCO3沉淀，该沉淀溶于硝酸（或盐酸），生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
（9）HCO3－ 加盐酸，放出无色无味CO2气体，气体能使澄清石灰水变浑浊。
（10）PO43－ 含磷酸根的中性溶液，能与AgNO3反应，生成黄色Ag3PO4沉淀，该沉淀溶于硝酸。
（11）NO3－ 浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热，放出红棕色气体。
4、几种重要有机物的检验
（1）苯 能与纯溴、铁屑反应，产生HBr白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应，生成黄色的苦杏仁气味的油状（密度大于1）难溶于水的硝基苯。
（2）乙醇 能够与灼热的螺旋状铜丝反应，使其表面上黑色CuO变为光亮的铜，并产生有刺激性气味的乙醛。乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应，将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液，有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。
（3）苯酚 能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。能与FeCl3溶液反应，生成紫色溶液。
（4）乙醛 能发生银镜反应，或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热反应，生成红色的 Cu2O沉淀。
二、物质的鉴别
1、不用任何试剂鉴别多种物质
①先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质。
②若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别开来。
③若以上两方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。
④若被鉴别物质为两种时，可考虑因试剂加入的顺序不同，现象不同而进行鉴别。
2、只用一种试剂鉴别多种物质
①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、溶液酸碱性，确定能否选用水或指示剂（石蕊）进行鉴别。
②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时，可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时，可选用碱或水解呈碱性的盐的溶液作试剂；若被鉴别的溶液多数呈碱性时，可选用酸或水解呈酸性的盐的溶液作试剂。
③常用溴水、新制氢氧化铜、氯化铁溶液等作试剂鉴别多种有机物。
3、任选试剂鉴别多种物质
任选试剂鉴别多种物质的题目往往以简答题的形式出现，回答时要掌握以下要领：
①选取试剂要最佳：选取的试剂对试剂组中的各物质反应现象要专一，使之一目了然。
②不许原瓶操作：鉴别的目的是为了以后的使用，若原瓶操作，试剂污染，“别”而无用。要有“各取少许”字样。
③不许“指名道姓”：结论的得出来自实验现象，在加入试剂之前，该物质是未知的，叙述时不可出现“取某某试剂加入某某物质……”的字样。一般简答顺序为：各取少许→溶解→加入试剂→描述现象→得出结论。
〖易错指津〗
1．要全面考虑除杂原则。防止虽然除去了原有的杂质，但同时又带进了新的杂质。
2．在解答物质提纯试题时，选择试剂和实验措施应注意三个原则：①不能引入新杂质；②提纯后的物质成分不变；③实验过程和操作方法简单易行。
3．物质提纯和净化时要注意下列几点：①所加试剂和被提纯的物质不能发生化学反应；②所选择的反应要具有较大的不可逆性，即反应要完全，为了使杂质能除尽，所加的试剂要稍过量；③加入的试剂以不引入新的杂质为好；④提纯物易分离。
4．物质的检验要经历方法的选择(包括物理方法和化学方法)、现象的观察及逻辑推理得出结论三个步骤，缺一不可。尽可能选择特效反应以减少干扰。
5．有机物的提纯与分离中很少使用过滤、结晶等方法，较多地使用蒸馏(可分馏)、分液等方法，以及物理与化学的综合法。
在分离提纯有机物时，常犯的错误是套用无机分离中的反应转化法。例如，除去乙酸乙酯中混有的乙酸，如果采用加入乙醇及催化剂并加热的方法，试图将乙酸加转化为乙酸乙酯，这是适得其反的。其一是加入的试剂难以除去；其二是有机反应缓慢、复杂，副反应多，该反应是可逆反应，不可能反应到底将乙酸除尽。
6．缺乏推理判断的能力和方法。
如对不用另加试剂的鉴别题、只用一种试剂的鉴别题、可用多种不同试剂和操作程序的鉴别题，缺乏对解题突破口的确认能力，以及解题程序的安排能力。对图式鉴别题，除了难以寻找突破口以外，对正推法和逆推法的使用，还存在思维障碍。鉴于上述列举的几种情况，因此平时复习解题应重视解题思维的训练，重视思维方法的归纳总结。
三、物质的分离与提纯
1、混合物的物理分离方法

方法
适用范围
主要仪器
注意点
实例
固+液
蒸发
易溶固体与液体分开
酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
①不断搅拌；②最后用余热加热；③液体不超过容积2/3
NaCl(H2O)
固+固
结晶
溶解度差别大的溶质分开
NaCl(KNO3)
升华
能升华固体与不升华物分开
酒精灯

I2(NaCl)
固+液
过滤
易溶物与难溶物分开
漏斗、烧杯
①一贴、二低、三靠；②沉淀要洗涤；③定量实验要“无损”
NaCl(CaCO3)
Fe粉(A1粉)
液+液
萃取
溶质在互不相溶的溶剂里，溶解度的不同，把溶质分离出来
分液漏斗
①先查漏；②对萃取剂的要求；③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出
从溴水中提取Br2
分液
分离互不相溶液体
分液漏斗
乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液
蒸馏
分离沸点不同混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管
①温度计水银球位于支管处；②冷凝水从下口通入；③加碎瓷片
乙醇和水、
I2和CCl4
渗析
分离胶体与混在其中的分子、离子
半透膜
更换蒸馏水
淀粉与NaCl
盐析
加入某些盐，使溶质的溶解度降低而析出
烧杯
用固体盐或浓溶液
蛋白质溶液、
硬脂酸钠和甘油
气+气
洗气
易溶气与难溶气分开
洗气瓶
长进短出
CO2(HCl)、
CO (CO2)
液化
沸点不同气分开
U形管
常用冰水
NO2(N2O4)
2、混合物的化学分离法
对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理，然后再根据混合物的特点用恰当的分离方法（见化学基本操作）进行分离。
用化学方法分离和提纯物质时要注意：①最好不引入新的杂质；②不能损耗或减少被提纯物质的质量；③实验操作要简便，不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时，要使被分离的物质或离子尽可能除净，需要加入过量的分离试剂，在多步分离过程中，后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯：（1）生成沉淀法；（2）生成气体法；（3）氧化还原法；（4）正盐和与酸式盐相互转化法；（5）利用物质的两性除去杂质；（6）离子交换法
〖常见物质除杂方法〗
序号
原物
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
1
N2
O2
灼热的铜丝网
用固体转化气体
2
CO2
H2S
CuSO4溶液
洗气
3
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
4
CO2
CO
灼热CuO
用固体转化气体
5
CO2
HCl
饱和的NaHCO3
洗气
6
SO2
HCl
饱和的NaHSO3
洗气
7
Cl2
HCl
饱和的食盐水
洗气
8
炭粉
MnO2
浓盐酸（需加热）
过滤
9
MnO2
C
——
加热灼烧
10
炭粉
CuO
稀酸（如稀盐酸）
过滤
11
Al2O3
Fe2O3
NaOH(过量)，CO2
过滤
12
Fe2O3
Al2O3
NaOH溶液
过滤
13
Al2O3
SiO2
盐酸
过滤
14
BaSO4
BaCO3
HCl或稀H2SO4
过滤
15
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化法
16
FeCl3溶液
FeCl2
Cl2
加氧化剂转化法
17
FeCl3溶液
CuCl2
Fe、Cl2
过滤
18
FeCl2溶液
FeCl3
Fe
加还原剂转化法
19
CuO
Fe
(磁铁)
吸附
20
Fe(OH)3胶体
FeCI3
蒸馏水
渗析
21
CuS
FeS
稀盐酸
过滤
22
I2晶体
NaCl
——
加热升华
23
NaCl晶体
NH4Cl
——
加热分解
24
KNO3晶体
NaCl
蒸馏水
重结晶.
25
乙烯
SO2、H2O
碱石灰
加固体转化法
26
乙烷
C2H4
溴的四氯化碳溶液
洗气
27
甲苯
苯酚
NaOH溶液
分液
28
己醛
乙酸
饱和Na2CO3
蒸馏
29
乙醇
水（少量）
新制CaO
蒸馏
30
苯酚
苯
NaOH溶液、CO2
分液
【典例剖析】
1．只用水就能鉴别的一组物质是（ ）
A．苯、乙酸、四氯化碳 B．乙醇、乙醛、乙酸
C．乙醛、乙二醇、硝基苯 D．苯酚、乙醇、甘油
[点拨]根据物质是否溶于水及比水轻或重来鉴别。B中三种物质均溶于水；C中前二种物质也均溶于水；D中后二种物质均溶于水。只有A中乙酸溶于水，苯和四氯化碳均不溶于水，且苯比水轻，四氯化碳比水重。答案：A
[要领]有机物的溶解性有三种情况：①与水混溶，主要是羧酸类和醇；②与水不相溶但比水重，一般是硝基化合物、卤代烃；③与水不相溶但比轻，一般是烃类。分析四组物质便得解。
2．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为（ ）
A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
[点拨]提纯的基本思路是除杂试剂在除去杂质的同时，不能引入新的杂质。KNO3中含Ba(NO3)2，即除去Ba2+离子，题中给定CO32－或SO42－离子作除杂剂。因过量SO42－离子无法通过HNO3酸化除去，故宜选CO32－离子。答案：D
[要领]为使杂质除尽，所加试剂一般会稍为过量，因此一定要注意不引进难除的新杂质，这是做除杂问题时应特别注意的。
3．只用胶头滴管和试管，不用其他试剂就可以区别的下列溶液(浓度均为0.1mol/L)是（ ）
A．CaCl2和Na2CO3 B．稀H2SO4和Na2CO3 C．Ba(OH)2和NaHCO3 D．NaAlO2和盐酸
[点拨]利用自身间的相互反应(互滴)来鉴别。对于A.C来讲，前者和后者两物质互滴的现象相同：均立即产生沉淀；对B：前者(稀H2SO4)滴入后者(Na2CO3)中，由于首先生成的是NaHCO3，所以开始时无气泡，而将Na2CO3逐滴滴入稀H2SO4中，则马上看到有气体产生，现象互不相同；D中NaAlO2和盐酸互滴的现象也不相同(请读者写出反应的离子方程式)，从而可将两种物质区别开来。答案：B.D
[要领]不用任何试剂进行鉴别，可采用方法有：(1)连锁推断法。即用某种与众不同的试样作为鉴别用试剂，然后一环扣一环地逐个审；(2)两两组合法。将被检试样两两混合，根据不同现象加以区别；(3)试样互滴法。甲、乙两种试样，根据将甲逐滴滴入乙和将乙逐滴滴入甲的现象不同加以区别。
[发散]不用任何试剂鉴别多种物质的方法是：(1)先依据外观特征，鉴别出其中的一种或几种，然后再利用它们去鉴别其他的几种物质；(2)若均无明显外观特征，可考虑能否用加热或焰色反应区别；(3)若以上两种方法都不能鉴别时，可考虑两两混合法，记录混合后的反应现象，分析确定。鉴别物质时，可利用盐的水解。如使用指示剂可鉴别出水解后呈现酸性、碱性和中性的盐溶液；若不用其他试剂，则常用的水解反应是Fe3+与CO32－、HCO3－及Al3+与CO32－、S2－、HCO3－等既产生沉淀又产生气体的双水解反应。
4．实验室用溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，要用下列操作精制：①蒸馏；②水洗；③用干燥剂干燥；④用10%NaOH溶液洗；⑤水洗，正确的操作顺序是（ ）
A．①②③④⑤ B．②④⑤③① C．④②③①⑤ D．②④①⑤③
[点拨]本题是课本中制溴苯实验的深化。粗溴苯的精制，关键要了解粗溴苯的组成。由于有机反应的不完全性，得到的溴苯中会溶有未反应的苯、溴、三溴化铁(催化剂)并有部分溴化氢。根据粗溴苯的组成，结合它们的理化特性，可设计出如下精制方案：
(1)水洗：利用三溴化铁、溴化氢在水中的溶解度比在有机溶剂中大的特性，使三溴化铁、溴化氢及部分溴进入水层，再分液除去。先用水洗，除去节约下一步操作的用碱量以外，还可以避免FeBr3与碱反应生成难溶性的胶状Fe(OH)3造成分离的困难。
(2)用10%NaOH溶液洗：在分液后得到的油层中加入NaOH溶液，目的使油层中的Br2与NaOH反应，生成可溶于水的NaBr、NaBrO，再经分液除去。
(3)再水洗：用水洗去附着在溴苯表面的钠盐。分液得油层。
(4)加入干燥剂：在(3)分液后的油层中加入无水CaCl2进行干燥，除去油层中的水分。
(5)蒸馏：干燥后的油层的主要成分是溴苯和苯的混合物。由于溴苯与苯的沸点差异较大，故可通过蒸馏的方法获取溴苯。
答案：B
[要领]本题要求精制，在明确杂质成分的基础上，先用大量水洗去未反应的苯和溴，再用NaOH除去残余的溴，然后用水洗去残余的NaOH，最后用干燥剂除水并蒸馏。
[发散]分液和蒸馏是有机物分离和提纯常用的方法。常见情况为：
物质
硝基苯(硝酸、硫酸)
溴乙烷(酒精)
乙酸乙酯(乙酸)
苯(苯酚)
酒精(水)
方法
加水，分液
加水，分液
饱和Na2CO3溶液，分液
加NaOH溶液，分液
蒸馏
5．某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2(SO4)3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：①加适量H2SO4溶液，②加金属Na，③结晶，④加过量NaOH溶液，⑤加强热脱结晶水，⑥过滤。正确的操作步骤是（ ）
A．②⑥③ B．④⑥①③ C．④⑥③⑤ D．②⑥①③⑤
[点拨]芒硝是水合硫酸钠晶体，要制取纯净的水合硫酸钠晶体，首先要进行提纯，在此过程中要充分利用原料中的成分，且不能引入新的杂质，要除净Fe3+，加入的NaOH溶液要过量。滤去Fe(OH)3不溶物后，用适量H2SO4溶液中和过量的NaOH，得纯净Na2SO4溶液，浓缩结晶即可。凡有⑤操作都是错误的，因为脱去结晶水就不是芒硝，而是硫酸钠。答案：B
[要领]解决本题的关键之一是了解芒硝为何物；关键之二是选择合适的反应物。金属Na虽可直接与水反应生成NaOH，但Na比NaOH贵得多。故应直接用NaOH溶液，保证Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀滤去，但过量NaOH一定要用适量H2SO4中和。
6．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3.FeSO4.NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失，丁溶液滴入甲溶液时，无明显现象发生。据此推断丙物质是（ ）
A．Al2(SO4)3 B．NaOH C．BaCl2 D．FeSO4
[点拨]解推断题要抓住特征条件。由题设乙白色沉淀沉淀消失可知，丁必为NaOH，乙必为Al2(SO4)3。(注意：此处隐含实验中试剂的滴加顺序与现象的关系)，由此可推及甲为BaCl2，故丙为FeSO4。答案：D
[要领]关键是抓住乙与丁反应的特征现象——先沉淀后溶解，推出两物质，最后推丙。
待
测
液
溶
液
A
溶液B
溶液C
沉淀C
溶液D
沉淀D
沉淀E
CO2
氢氧化钠
溶液
NH3
HCl
沉淀B
H2SO4
Br2
沉淀A
(不溶于HNO3)
7．某待测溶液中可能含有Fe2+、Fe3+、Al3+、Ag+、Ba2+、NH4+、Ca2+等离子，进行以下实验(所加酸,碱，氨水，溴水都是过量的)。

根据实验结果：
（1）断待测液中有无Ba2+、Ca2+，并写出理由。答
（2）写出沉淀D的化学式
（3）写出从溶液D生成沉淀E的反应离子方程式
[点拨]待测液中加入HCl得到沉淀A，可断定A为AgCl，Ag+已被除去。向溶液A加入稀硫酸和溴水，若有Fe2+则被氧化成Fe3+(2Fe2++Br2=2Fe3++2Br－)；由于BaSO4难溶于水，CaSO4微溶于水 ，所以沉淀B为BaSO4和CaSO4的混合物或二者之一。向溶液B中加入氨水得到沉淀C，则沉淀C一定是Fe(OH)3或Al(OH)3或二者的混合物。若沉淀C中含Al(OH)3，则加入过量NaOH溶液时会转变为NaAlO2进入溶液D；沉淀C与过量NaOH溶液作用后仍剩余沉淀D，则可断定D为Fe(OH)3。由于H2CO3的酸性强于HAlO2(可由C.Al在周期表中的位置推出)，所以向溶液D中通入CO2得到的沉淀E一定是Al(OH)3，其反应为：AlO2－+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3－。
答案：(1)含有Ba2+、Ca2+中的一种或两种；因为BaSO4不溶于水，CaSO4微溶于水 (2)Fe(OH)3 (3)AlO2－+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3－。
[要领]仔细分析每一步所发生的反应，并进行严密的推理和判断(如由所加试剂推测沉淀可能是什么物质、什么物质进入溶液；由肯定的结论验证不肯定的推测，并缩小判断范围；正推和逆推相结合等)是解此类框图题的基本方法。熟悉有关物质的化学性质，并能灵活运用，是解题的基础。
[发散]在推断混合溶液中肯定存在或肯定不存在的离子时，要注意以下几点：
(1)溶液是否有颜色。某些离子在溶液中具有特殊的颜色：Fe3+——棕黄色，Fe2+——淡绿色，Cu2+——蓝色(CuCl2浓溶液呈绿色)
(2)溶液的酸碱性。从溶液的酸碱性情况可以初步判断某些离子是否存在。
在强酸性溶液中不能大量存在离子有：S2－、SO32－、CO32－、SiO32－、AlO2－等；在强碱性溶液中不能大量存在离子有：NH4+、Mg2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、HCO3－、Ag+等。
(3)在判断出肯定存在的离子后，再排除跟该离子在溶液中不可能共存的离子。例如，在已肯定存在SO42－时，就应排除Ba2+的存在。
二氧化碳
B
A
苯
苯酚
废水
设备Ⅰ
设备Ⅱ
设备Ⅲ
设备Ⅳ
设备Ⅴ
苯酚
水
苯
氢氧化钠溶液
氧化钙
8．含苯酚的工业废水处理的流程图如下：
（1）上述流程里，设备Ⅰ中进行的是 操作(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用 进行(填写仪器名称)
（2）由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是 ，由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是 。
（3）在设备Ⅲ中发生的化学方程式为
（4）在设备Ⅳ中，物质B的水溶液和CaO反应后，产物是NaOH、H2O和 ，通过 操作(填写操作名称)可以使产物相互分离。
（5）上图中能循环使用的物质是C6H6、CaO、 、 。
[点拨]本题属化学与社会、生产相结合的应用型题。在学习苯酚的性质和分离以及酸、碱、盐的化学性质和规律的基础上，将这些知识和规律用于解决生产中的实际问题，目的是培养学生用化学知识解决生活、生产、科技问题的能力和学习化学的方法。根据题给条件和设计可知：设备Ⅰ用苯萃取废水中的苯酚，生成苯酚的苯溶液(因苯酚易溶于苯而不易溶于水)。设备Ⅱ用于分离苯和苯酚，为此需加入NaOH水溶液，使苯酚变为苯酚钠而溶于水中，再用分液法与苯分离。设备Ⅲ是为了将苯酚钠变为苯酚，考虑到经济成本和环境因素，通入CO2气体较为理想。设备Ⅳ是为了综合利用副产物NaHCO3，加入CaO可转化为反应所需的原料NaOH，而另一生成物CaCO3在设备Ⅴ中又可转化为反应所需的原料CO2和CaO。这样可提高经济效益，降低环境污染。答案：(1)萃取(或萃取、分液)；分液漏斗 (2)苯酚钠(C6H5ONa)；NaHCO3 (3)C6H5ONa + CO2+H2O→C6H5OH+ NaHCO3 (4)CaCO3；过滤 (5)NaOH水溶液；CO2
[要领]本题将化学基础知识应用于生产实际问题中，涉及到中学有机化学中地基本的知识----分离苯和苯酚的混合物。苯酚在冷水中溶解度小，在苯中易溶且苯与水不互溶，故设备Ⅰ中进行的操作是萃取、分液，设备Ⅳ中发生反应：NaHCO3+CaO=CaCO3↓+NaOH，通过过滤操作将与NaOH溶液分离，掌握各种分离方法的适用前提、作用。
【演练提升】
1．下列混合物不可用分液法进行分离的是 （ C ）
A．CCl4与水 B．硝基苯与水 C．酒精与苯酚 D．乙酸乙酯与水
2．检验氯化氢气体中是否混有Cl2，可采用的方法是 （ D ）
A．用干燥的蓝色石蕊试纸 B．用干燥有色布条
C．将气体通入硝酸银溶液 D．用湿润的淀粉碘化钾试纸
3．制备下列气体过程中，净化除杂的有关操作（括号内是杂质）其中正确的是（ A ）
A．CO2(CO)——气体通过灼热的CuO B．C2H4(SO2)——气体通过盛有溴水的洗气瓶
C．NO(NO2)——通过水洗干燥后，用向下排空气法收集 D．NH3(H2O)——浓H2SO4
4．检验某未知溶液中是否含有SO42－，下列操作合理的是 （ C ）
A．加入硝酸酸化的硝酸钡溶液 B．先加硝酸酸化，再加硝酸钡溶液
C．先加盐酸酸化，再加氯化钡溶液 D．加入硫酸酸化的氯化钡溶液
5．欲用一种试剂Z来判别盐溶液中的离子X和离子Y是否存在时，此试剂使用正确的是（ D ）
试剂Z
离子X
离子Y
A．氨水
Al3+
Mg2+
B．硝酸银
Cl－
CO32－
C．硫酸钠
Ba2+
Ca2+
D．硝酸钡
SO42－
Cl－
6．为制备干燥、纯净的CO2，将大理石和盐酸反应生成的气体先后通过装有下列物质的两个洗气装置，两个装置中应依次装入 （ B ）
A．水、无水CaCl2固体 　 B．饱和NaHCO3溶液、浓硫酸 　　
C．浓H2SO4，饱和Na2CO3 　　　　　　D．饱和Na2CO3，稀H2SO4
7．硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：
① 将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2~3遍；
② 向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽；
③ 趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④ 待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2~3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤ 将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
请回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是 除油污 ，加热的作用是 升温溶液碱性增强，去油污能力增强 。
（2）实验步骤②明显不合理，理由是 应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有Fe3+非常易被氧化 。
（3）实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是 洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质 ；
使用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 。
8．欲鉴别氢氧化钡、氯化钡、氢氧化钠、硫酸、碳酸氢钠五种溶液
（1）甲同学不用任何试剂，两两混合后即可鉴别，则确定碳酸氢钠的依据是 只有NaHCO3参与的反应出现一种气体和一种沉淀 。确定氯化钡的依据是 只有BaCl2参与的反应只生成一种沉淀而无其他现象 。
（2）乙同学只选用了一种试剂进行鉴别，该试剂是 NH4HSO4 。有关的离子方程式是Ba2++ 2OH－+ NH4+ +H+ +SO42－== BaSO4↓+NH3↑+2H2O；Ba2++SO42－==BaSO4↓；NH4+ +OH－== NH3↑+ H2O；HCO3－+H+ == H2O+CO2 ↑ 。
9．用胶头滴管将新制氯水慢慢滴入含酚酞的氢氧化钠溶液中，当滴入最后一滴氯水时红色完全褪去。
（1）产生上述现象的原因可能有两种（简要文字说明）
① 氯水中的HCl和HClO中和了NaOH ；② 氯水中的HClO将酚酞氧化而褪色 。
（2）怎样证明红色褪去的原因是①还是②。
将氢氧化钠溶液滴入上述已褪色的溶液中，若溶液变红，则原因是①，若溶液不变红，则原因是②
10．某化学课外小组用右图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴 ，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中。
（1）写出A中反应的化学方程式 C6H6 + Br2 C6H5Br + HBr
（2）观察到A中的现象是 溶液微沸，有红棕色气体充满A容器 。
（3）实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分
振荡，目的是 除去溶于溴苯中的溴 ，写出有关的化学方程式
Br2 + 2NaOH → NaBr + NaBrO + H2O 或2Br2 + 6NaOH → 5NaBr
+ NaBrO3 + 3H2O 。
（4）C中盛放CCl4的作用是 除去溴化氢气体中的溴蒸气 。
（5）能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D
中加入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入 石蕊试液 ，现象是 溶液变红色 。
11．用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入 稀H2SO4，铁屑 。
（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 煮沸 的方法。
（3）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 。
方法二：在如右图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
（1）在试管I里加入的试剂是 稀H2SO4 ，铁屑 。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是 NaOH溶液 。
（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，
塞紧塞子后的实验步骤是 检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。当排
出的H2纯净时，再夹紧止水夹 。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 试管I中反应生成的H2充满了试管
[点拨]本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。细心观察所给仪器，可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗，烧杯代替反应容器，应选用的仪器是acde。大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4，阻碍了反应的进行，因而不能同时选用这两种药品。又因为块状 Na2CO3晶体溶于水，不能用启普发生器来制备 CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸，再与CaCO3反应制备CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。
I和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入 。 【课前热身】
1．为了除去粗盐中的 Ca2+、Mg2+、SO42－及泥砂，可将粗盐溶于水，然后进行下列五项操作。其中正确的操作顺序是 （ ）
①过滤 ②加过量的 NaOH溶液 ③加适量盐酸 ④加过量 NaCO3溶液 ⑤加过量 BaCl2溶液
A．①④②⑤③ B．④①②⑤③ C．②⑤④①③ D．⑤②④①③
[点拨]必须了解各个实验步骤的目的，才能分清操作顺序。加入过量的NaOH溶液的目的是除去Mg2+，加入过量的 BaCl2溶液是为了除去SO42－，加入过量的Na2CO3溶液是为了除去Ca2+及多余的时”，然后进行过滤，除去 Mg(OH)2、BaSO4、CaCO3等难溶物，然后加适量的盐酸，除去多余的Na2CO3和调节溶液的 pH值。综上所述，正确的实验操作顺序为 CD。
2．为确定某溶液的离子组成，进行如下实验：
①测定溶液的pH，溶液显强碱性。
②取少量溶液加入稀盐酸至溶液呈酸性，产生无刺激性、能使澄清石灰水变浑浊的气体。
③在上述溶液中再滴加Ba(NO3)2溶液，产生白色沉淀。取上层清液继续滴加Ba(NO3)2溶液至无沉淀时，再滴加AgNO3溶液产生白色沉淀。
根据实验以下推测正确的是 （ ）
A．一定有SO32－离子 B．一定有CO32－离子
C．不能确定是否存在C1－ D．不能确定HCO3－离子是否存在
[点拨]本题考查的知识是溶液的性质和离子检验，是文字叙述型推断题。①因为