课时2物质的制备与定量实验分析.docx

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课时2物质的制备与定量实验分析

课时2　物质的制备与定量实验分析

（时间：

45分钟　分值：

100分）

一、选择题（本题共6个小题，每题4分，共24分，每个小题只有一个选项符合题意。

）

1．（2011·上海高考）草酸晶体（H2C2O4·2H2O）100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右分解产生H2O、CO和CO2。

用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是（图中加热装置已略去）

（　　）。

解析　草酸晶体加热过程中有水生成，不能利用A、B，否则生成的水冷凝后令仪器炸裂；因草酸晶体在101.5℃熔化，在试管中流到管口，而发生堵塞，C错误。

答案　D

2．为测定某一铁矿石样品中的铁元素的质量分数，取3.702g该铁矿石（铁以Fe2O3形式存在，其余物质不含铁）溶于浓热盐酸中，稀释至250mL，从中取出25mL溶液，作如下处理：

加入过量的氨水，使铁以氢氧化铁的形式沉淀，将沉淀过滤，洗净并灼烧，使之完全转化为氧化铁。

有关实验数据：

坩埚质量：

15.2861g

第一次灼烧后坩埚和固体的质量：

15.6209g

第二次灼烧后坩埚和固体的质量：

15.6205g

第三次灼烧后坩埚和固体的质量：

15.6205g

则铁矿石中的铁元素的质量分数为

（　　）。

A．63.2%B．90.3%C．6.32%D．34.4%

解析　三次称量的数据实验1数据偏离较大，属于一个实验“误差”数据，应予舍去。

由数据2、3得氧化铁质量为15.6205g－15.2861g＝0.3344g，则0.3702g铁矿石中铁元素的含量为

×100%＝63.2%。

答案　A

3．用某种仪器量取液体体积，平视时读数为nmL，仰视时读数为xmL俯视时读数为ymL，若x>n>y，则所用仪器可能为

（　　）。

A．量筒B．容量瓶C．滴定管D．以上均不对

解析　注意量筒无“0”刻度，读数从下到上仰视偏小，俯视偏大；滴定管“0”刻度在上方，读数从下到上仰视偏大，俯视偏小。

答案　C

4．（2014·惠州模拟）用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是

（　　）。

A．用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HCl

B．用图2所示装置制取少量氨气

C．用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体

D．选择合适的试剂，用图4所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2

解析　B项，试管中空气无法排出，不能收集NH3；C项，纯碱易溶于水，利用图示装置不能达到使反应随时发生或停止的目的；D项，无法用排空气法收集NO。

答案　A

5．（2014·广东揭阳模拟）下列能达到实验目的的是

（　　）。

解析　A选项，导气管应该“长进短出”；B选项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D选项，HCl易溶于水，发生倒吸。

答案　C

6．关于下列各装置图的叙述中，正确的是

（　　）。

A．装置①是洗气装置，除去氯气中的氯化氢

B．实验室用装置②制取氨气

C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色

D．装置④中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸

解析　装置①作洗气装置时，应长进短出；制取氨气时的药品不能选择氯化铵，因为加热生成的氯化氢和氨气在试管口处反应重新生成氯化铵；制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入溶液中；由于氨气在四氯化碳中溶解度很小，可以防止倒吸，D正确。

答案　D

二、选择题（本大题共2小题，每小题6分，共12分。

在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分）

7．（2013·广州期末，23）下列实验装置图正确的是

（　　）。

A．装置①可用于做HCl喷泉实验

B．装置②可用于吸收HCl气体，并防倒吸

C．装置③可用于实验室制备少量NH3

D．装置④b口进气可收集CO2等气体

解析　HCl极易溶于水，因此装置①可用于做HCl喷泉实验，故A正确；装置②中水在下层，HCl溶于水，易发生倒吸，故B错误；CO2比空气重，应用向上排空气法收集，故D错误。

答案　AC

8．（2013·广州增城期末，23）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

左边烧杯中铁表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡

活动性：

Al>Fe>Cu

B

左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色

氧化性：

Cl2>Br2>I2

C

白色固体先变为淡黄色，后变为黑色

溶解性：

AgCl>AgBr>Ag2S

D

锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊

非金属性：

Cl>C>Si

解析　A中形成的均是原电池，由金属性强的作负极可以判断，金属性：

Al>Fe>Cu；B不对，该实验中Cl2分别与NaBr、KI反应，故不能判断Br2与I2的氧化性的强弱；C正确，根据沉淀的颜色变化可知发生了沉淀转化，可判断其Ksp大小顺序；D不对，HCl不是Cl元素最高价氧化物对应水化物的酸，不能得出非金属性：

Cl>C的结论。

答案　AC

三、非选择题（本题共4个小题，共64分）

9．（16分）实验室欲制取少量NaHCO3与NH4Cl。

实验步骤如下：

请回答：

（1）步骤Ⅰ、Ⅲ中需用到氨气，下列装置可用于实验室制氨气的是________（填序号）。

（2）步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式是____________。

若用图甲装置进行该沉淀反应，实验时，须先从________（填“a”、“b”或“c”）管通入________。

（3）有人设计了如图乙所示的装置来验证步骤Ⅲ所得的晶体中含有NH

。

具体操作是取少量晶体于硬质试管中，对晶体部位加热，并在________（填“A”或“B”）处放置________试纸，观察现象。

解析　

（1）a中NH4Cl受热分解生成的HCl和NH3在试管口遇冷又重新生成NH4Cl，碱石灰起不到吸收HCl的作用。

c中反应装置试管口应略向下倾斜。

（2）实验时应先通入NH3再通入CO2，NH3极易溶于水，故应从a管通入。

（3）由于NH3的密度比空气小，因此应把试纸放在硬质试管的上口。

答案　

（1）bd　

（2）NaCl＋CO2＋NH3＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl　a　NH3　（3）A　湿润的红色石蕊（或湿润的酚酞）试纸

10．（16分）（2013·大纲，28）制备氮化镁的装置示意图如下：

回答下列问题：

（1）检查装置气密性的方法是__________________________________________________________________

________________________________________________________________，

a的名称是________，b的名称是________；

（2）写出NaNO2和（NH4）2SO4反应制备氮气的化学方程式________________________________________________________________；

（3）C的作用是________________________，D的作用是________________________，是否可以把C和D的位置对调并说明理由________________________________________________________________；

（4）写出E中发生反应的化学方程式________________；

（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

解析　

（1）因为装置比较复杂，所以在检查装置气密性的时候要采取加热法，即微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；

（2）根据反应物（NaNO2）和（NH4）2SO4和生成物（N2）。

可知该反应为归中反应，所以化学方程式为2NaNO2＋（NH4）2SO4===2N2↑＋Na2SO4＋4H2O；（3）从A中出来的气体中可能含有O2，对后面的实验会带来干扰，所以在和Mg反应之前必须除去，而饱和的硫酸亚铁溶液中含有（Fe2＋），能除去O2；生成物Mg3N2极易和水发生反应，所以在制取反应前必须干燥（即浓硫酸的作用）；（5）根据Mg3N2和H2O反应的方程式：

Mg3N2＋6H2O===3Mg（OH）2↓＋2NH3↑，可知检验方法为取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁。

答案　

（1）微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好　分液漏斗　圆底烧瓶

（2）2NaNO2＋（NH4）2SO4===2N2↑＋Na2SO4＋4H2O

（3）除去氧气及氮氧化物　除去水蒸气　不能，对调后无法除去水蒸气

（4）N2＋3MgMg3N2

（5）取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁

11．（16分）（2012·全国大纲卷，28）现拟用下图所示装置（尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有CuO粉末）中金属铜的含量。

（1）制备一氧化碳的化学方程式是________________；

（2）实验中，观察到反应管中发生的现象是________________；尾气的主要成分是________________；

（3）反应完成后，正确的操作顺序为________（填字母）

a．关闭漏斗开关　　b．熄灭酒精灯1　　c．熄灭酒精灯2

（4）若实验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，则原样品中单质铜的质量分数为________；

（5）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案；

①设计方案的主要步骤是（不必描述操作过程的细节）

________________________________________________________________；

②写出有关反应的化学方程式________________。

解析　

（1）甲酸在浓硫酸催化下脱水制取CO。

（2）CO通过反应管时与混有的CuO反应，CuO（黑）＋CO

Cu（红）＋CO2，因此尾气中含有CO、CO2。

（3）反应完成后，为防止单质Cu在高温时被氧化，先熄灭酒精灯2，再关闭漏斗，最后熄灭酒精灯1。

（4）用差量法：

CuO～Cu　Δm

＝

解得m（CuO）＝1.0g，则单质Cu的质量分数为

×100%＝80%。

（5）方案一　用稀硝酸与混合物反应，测量单质Cu与稀HNO3反应生成的NO的体积（用排水法）。

但这种方法的弊端是NO会与空气中的O2反应生成NO2，NO2溶于水，使气体的气体测量不准确。

方案二　用稀硫酸溶解样品，稀H2SO4只溶解CuO，不溶解单质Cu，最后称量固体质量即可。

此法简单可行。

答案　

（1）HCOOH

CO↑＋H2O

（2）黑色粉末变为红色　CO、CO2

（3）cab　（4）80%

（5）①将浓硫酸稀释，称取一定量的样品；样品与过量稀硫酸反应；过滤、洗涤；干燥、称量、计算　②H2SO4＋CuO===CuSO4＋H2O

12．（16分）（2012·重庆，27）氯离子插层镁铝水滑石

[Mg2Al（OH）6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气，现用下图装置进行实验确定其化学式（固定装置略去）。

（1）Mg2Al（OH）6Cl·xH2O热分解的化学方程式为__________________________________________________________________

________________________________________________________________。

（2）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为________（按气流方向，用接口字母表示），其中C的作用是________________。

装置连接后，首先要进行的操作名称是________________。

（3）加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是________________________、________________________等。

（4）完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x＝________。

若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将________（填“偏高”或“偏低”）

（5）上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al（OH）6Cl1－2y（CO3）y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应，现以此物为样品，用

（2）中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定________________________。

解析　

（1）该分解反应为非氧化还原反应，题中已给出产物，只要根据质量守恒即可写出反应方程式。

（2）装置C（NaOH）用来吸收HCl气体，而装置D（浓H2SO4）用来吸收H2O，故分解产生的气体应先通过浓硫酸，再通过氢氧化钠溶液；要注意长管进、短管出。

（3）加热前先通入N2的目的是将装置中的CO2、水蒸气等吹出，以防止对实验造成干扰；加热后持续通入N2，是为了将产生的气体全部吹到C、D装置中，使实验数据准确，同时，也可防止因HCl极易溶于水而引起的倒吸。

（4）C增重的是HCl的质量，D装置增重的是H2O的质量，所以有：

2HCl↑～（5＋2x）H2O↑

＝

解得x＝3

若取消冷却玻璃管，会使x偏小的原因：

浓硫酸遇水放热，高温（通常约1000℃）生成的HCl、H2O（气）温度较高，遇浓硫酸后会使浓硫酸的温度明显升高，由于浓硫酸的沸点为338℃，会有一部分浓硫酸挥发（即使浓硫酸不挥发，也使它的吸水能力大打折扣）而使测量出的水的质量小于9.9g，同时会使测量出的HCl的质量大于3.65g，用上式算出的x值就偏低。

（5）该样品分解的化学方程式为

2[Mg2Al（OH）6Cl1－2y（CO3）y·zH2O]

4MgO＋Al2O3＋2（1－2y）HCl↑＋2yCO2↑＋（5＋2z＋2y）H2O↑，化学方程式中有y、z二个未知数，要求解，必须有三个数据，所以除测定D的增重外，还必须再有二个数据，在“装置C的增重”、“样品加热前的质量”、“样品加热后的质量”三个数据中，任意有二个即可。

答案　

（1）2[Mg2Al（OH）6Cl·xH2O]

4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋（5＋2x）H2O↑

（2）a→e→d→b　吸收HCl气体　检查装置的气密性

（3）将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收　防止产生倒吸（合理答案均可）

（4）3　偏低

（5）装置C的增重及样品质量（或：

样品质量及样品分解后残余物质的质量　或：

装置C的增重及样品分解后残余质量）