高考化学一轮复习课时提升作业三十八第十章化学实验基础3物质的制备.docx

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高考化学一轮复习课时提升作业三十八第十章化学实验基础3物质的制备

课时提升作业三十八

　物质的制备

（45分钟　100分）

一、选择题（本题包括7小题，每小题6分，共42分）

1.（2016·榆林模拟）下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是

（　　）

A.图1定量测定H2O

2的分解速率

B.图2装置制备Fe（OH）2并能较长时间观察其颜色

C.图3装置测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积

D.图4证明CH3CH2OH发生消去反应生成了乙烯

【解析】选B。

不能用长颈漏斗，否则会导致气体从长颈漏斗口逸散，应用分液漏斗，故A错误；煤油阻止了亚铁离子和氧气接触，从而阻挡了亚铁离子被氧化，所以能实现实验目的，故B正确；铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，所以最后收集的气体是一氧化氮，不能实现实验目的，故C错误；乙醇具有挥发性，所以制取的乙烯中含有乙醇，乙醇和乙烯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以不能实现实验目的，故D错误。

2.（2016·中山模拟）某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，现设计一实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。

实验方案：

先将固体溶于蒸馏水配成溶液，选择合适的试剂和操作完成表格中各步实验。

选择试剂

①

Na2CO3溶液

④

实验操作

②

③

加热

下列试剂或操作不合理的是（　　）

A.试剂①为Ba（OH）2溶液

B.操作②为结晶

C.操作③为过滤

D.试剂④为稀硝酸

【解析】选B。

根据题意，选择Ba（OH）2溶液除去S

、N

和HC

，NH3·H2O通过加热除去，操作②为加热。

过量的Ba2+用Na2CO3溶液除去，过量的OH-和C

用硝酸除去，则操作③为过滤，试剂④为HNO3。

3.利用如图所示的装置处理以下8种气体（烧瓶的位置不得变动）：

①H2　②Cl2　③CH4　④HCl　⑤NH3　⑥NO⑦H2S　⑧SO2

下列有关说法不正确的是（　　）

A.由A口进气可收集的气体有②④⑥⑦⑧

B.由B口进气可收集的气体有①③⑤

C.烧瓶内充满水，由B口进气，可收集①③⑥

D.烧瓶内装入浓硫酸，可用来干燥①②③④⑥⑧

【解析】选A。

用向下排空气法或排水法收集气体时气体从B口进，用向上排空气法收集气体或洗气时气体从A口进。

NO不能用排空气法，只能用排水法收集。

4.如图是实验室制取氢气的简易装置图。

下列有关说法中正确的是（　　）

A.加入盐酸时发现盐酸量少，未能与多孔塑料板上的锌粒接触，加入适量的水能让反应正常进行

B.纯碱与盐酸反应制取CO2也能使用该反应装置

C.该实验装置不必进行气密性检查

D.该装置使用普通漏斗，不能控制反应使其随时停止

【解析】选A。

加入适量的水可使溶液与锌粒接触正常进行反应，A正确；该装置类似于启普发生器，可通过关闭弹簧夹使反应随关随停，但纯碱会迅速溶解在盐酸中，不能控制其反应，B、D错误；存在接口连接的实验装置均需要在实验前进行气密性检查，C错误。

5.（2016·济南模拟）如图是制取和收集某气体的实验装置，可用于（　　）

A.用锌粒与稀盐酸反应制H2

B.用大理石与稀盐酸反应制CO2

C.用Cu与稀硝酸反应制NO

D.用MnO2与浓盐酸反应制Cl2

【解析】选A。

锌粒与稀盐酸反应为固体与液体不加热，且氢气密度小于空气密度，故A正确；二氧化碳密度大于空气密度，应选择长进短出收集，故B错误；一氧化氮与空气中的氧气反应，不能用排空气法收集，故C错误；二氧化锰与浓盐酸反应需要加热，故D错误。

6.（2016·赣州模拟）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】选D。

草酸晶体在加热过程中有水生成，不能用A，否则生成的水冷凝后使仪器炸裂；过程需加热，不能用B；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。

7.（2016·烟台模拟）下列有关图示装置的叙述不正确的是（　　）

A.装置①可用于吸收实验中多余的SO2

B.装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、NO2等

C.装置③中X为苯，可用于吸收NH3或HCl气体

D.装置④可用于收集并吸收多余的NH3

【解析】选C。

SO2和NaOH溶液会发生反应，故用NaOH溶液吸收SO2可以防止污染，A正确；装置②中如果气体从长导管通入，只能收集密度比空气大且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集Cl2、NO2等；如果气体从短导管通入，只能收集密度比空气小且不能与空气中的成分发生反应的气体，此时可以收集H2、NH3等，B正确；装置③中如果X为苯，因为苯的密度比水的小，故苯应该在上层，C错误；装置④中先用盛有碱石灰的干燥管除去氨气中混有的水蒸气，然后用向下排空气法收集NH3，最后用防倒吸装置吸收多余的NH3，

D正确。

【加固训练】图中各种尾气吸收装置中，不适合吸收HCl气体，而且不能防止倒吸的是（　　）

【解析】选B。

B项，倒扣的漏斗伸入液面以下太多，不能起到防倒吸的作用。

二、非选择题（本题包括4小题，共58分）

8.（14分）如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。

请根据下列要求回答问题。

（1）若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：

①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。

此实验的目的是_____________________________，

D装置的作用是____________

_______________________________________。

②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有（写一种）_________________

_________

____________________________________。

③加热前必须进行的操作是___________________________________________。

（2）若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则：

①烧瓶内产生的气体主要有（写化学式）____________。

②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是（填字母）________________→E。

③试管B中的反应方程式为_______________________________________。

【解析】

（1）①装置A中锌片与稀硫酸反应产生H2，装置C是对H2进行干燥，然后依次通过分别盛有CuO、无水CuSO4粉末的装置B；通过CuO时，氢气与CuO反应生成Cu和H2O；通过无水CuSO4粉末时，可以检验生成的水。

故实验目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物；装置D的作用是防止空气中的水分进入装置B，干扰产物H2O的检验。

②使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可以减缓A中产生氢气的速率，如控制硫酸的滴入速率、控制烧瓶的温度等。

③加热前必须检验装置中空气是否排尽（即检验氢气是否纯净）。

（2）①滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水分解，氨气逸出。

②做氨的催化氧化实验，装置A为O2、NH3的发生装置，由于产生的O2、NH3中含有水蒸气，需要通过装置D干燥后进入装置B发生催化氧化反应。

答案：

（1）①验证H2的还原性并检验其氧化产物　防止空气中的水进入装置，干扰H2氧化产物的检验

②控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下（或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案也可）

③检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净

（2）①O2、NH3　②A→D→B

③4NH3+5O2

4NO+6H2O

【加固训练】实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是______________________________________；检查C装置气密性的操作方法是______________________________________________________________。

（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。

下列性质与收集方法无关的是________（填序号，下同）。

①密度　②颜色　③溶解性　④热稳定性⑤与氧气反应

下图是某学生设计的收集气体的几种装置，其中不可行的是________。

（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能是下列气体中的________。

①CO2　②NO　③Cl2　④H2

其中在D装置中连接小烧杯的目的是___________________________。

【解析】

（1）采用B装置制取氨气时应选用消石灰和氯化铵固体；C装置适合于固体和液体不需要加热的反应，故应选用浓氨水和氧化钙（或碱石灰、固体氢氧化钠等）。

检查C装置气密性的操作是将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，则说明C装置气密性良好。

（2）选择气体收集的方法，无需考虑气体的颜色和热稳定性，根据气体的密度和是否与氧气反应选择能否采用向上或向下排空气法，根据溶解性判断能否选择排水或排其他液体的方法。

收集气体时不能采取b、c装置，前者密闭不能排出空气，后者伸入试管内的导管过长。

（3）制取CO2时不需要加热，也不必处理尾气；NO常温下与氧气反应，不能用排空气法收集；制取H2时不需要加热，应采用向下排空气法收集，尾气处理时一般用点燃的方法，故X可能是氯气。

D装置中的小烧杯用来吸收尾气，防止污染空气。

答案：

（1）浓氨水和氧化钙（或碱石灰、固体氢氧化钠等）　将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，则说明C装置气密性良好

（2）②④　b、c

（3）③　吸收尾气，防止污染空气

9.（16分）（2016·安康模拟）硼位于ⅢA族，三卤化硼是物质结构化学的研究热点，也是重要的化工原料。

三氯化硼（BCl3）可用于制取乙硼烷（B2H6），也可作有机合成的催化剂。

查阅资料：

①BCl3的沸点为12.5℃，熔点为-107.3℃；

②2B+6HCl

2BCl3↑+3H2↑；

③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。

设计实验：

某同学设计如图所示装置利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼：

请回答下列问题：

（1）常温下，高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应，而且不需要加热，两个反应的产物中锰的价态相同。

写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式：

__________________

_________________________。

（2）B装置的作用是__________________________________________________。

如果拆去B装置，

可能的后果是_______________________________________。

（3）实验中可以用一个盛装________（填试剂名称）的干燥管代替F和G装置，使实验更简便。

（4）三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸（H3BO3）和白雾，写出该反应的化学方程式：

___________________________________________________________________。

（5）为了顺利完成实验，正确的操作是________（填序号）。

①先点燃A处酒精灯，后点燃D处酒精灯

②先点燃D处酒精灯，后点燃A处酒精灯

③同时点燃A、D处酒精灯

（6）请你补充完整下面的简易实验，以验证制得的产品中是否含有硼粉：

取少量样品于试管中，滴加浓________（填化学式）溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉；若无气泡产生，则样品中无硼粉。

【解析】

（1）在A装置中用高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生反应可以制取氯气，反应的离子方程式为2Mn

+10Cl-+16H+

2Mn2++8H2O+5Cl2↑。

（2）三氯化硼的沸点低，易挥发，需要冷却产品；B装置的作用是吸收Cl2中混有的HCl，由题给资料知，硼与氯化氢反应生成的产物中有氢气，加热氢气和氯气的混合气体，易发生爆炸。

（3）F装置用于吸收水蒸气，避免G装置中的水蒸气进入U形管。

G装置可以盛装氢氧化钠溶液吸收尾气，故实验中可以用一个盛装碱石灰的干燥管来代替F和G装置。

（4）因硼与铝的性质相似，硼酸的化学式为H3BO3，类似铝酸（H3AlO3）。

因三氯化硼遇水能反应，反应的化学方程式为BCl3+3H2O

H3BO3+3HCl↑。

（5）①先点燃A处酒精灯，待整套装置中都充满Cl2后再点燃D处酒精灯，使之发生反应，故正确；

②若先点燃D处酒精灯，这时B就与装置中的空气发生反应得到B2O3，再点燃A处酒精灯也不能产生BCl3了，故错误；

③同时点燃A、D处酒精灯也会导致产生B2O3，影响制备BCl3，错误。

（6）由于B的性质与Al相似，既能与强酸反应，也能与强碱反应放出氢气，所以取少量样品于试管中，滴加浓NaOH溶液，若有气泡产生，则样品中含有硼粉，若无气泡产生，则样品中无硼粉。

答案：

（1）2Mn

+10Cl-+16H+

2Mn2++8H2O+5Cl2↑

（2）吸收Cl2中混有的HCl　爆炸

（3）碱石灰

（4）BCl3+3H2O

H3BO3+3HCl↑

（5）①

（6）NaOH

10.（14分）（2016·南昌模拟）制备氮化镁的装置如图所示：

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，所以在检验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不回落，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，所以在和镁粉反应之前必须除去，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，所以在制取氮化镁的反应前必须干燥（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：

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（或把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，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不回落，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+3Mg

Mg3N2

（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（或把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，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.（14分）（能力挑战题）（2016·武汉模拟）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷；已知草酸受热易分解产生CO2和CO。

某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验：

（1）若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是__________________。

（2）你认为该实验设计还需要如何改进（请至少写出两处）

①_______________________________________________________________；

②_______________________________________________________________。

（3）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。

验证固体产物中钾元素存在的方法是____________，现象是_______________________________________________________________。

（4）固体产物中铁元素存在形式的探究。

①提出合理假设：

假设1：

只有Fe；假设2：

只有FeO；

假设3：

________________。

②设计实验方案并验证实验。

步骤1：

取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水溶解，过滤分离出不溶固体。

步骤2：

取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量________溶液，充分振荡。

若固体无明显变化，则假设________成立

；若有暗红色固体生成，则反应的离子方程式为____________。

步骤3：

取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量________，振荡后静置。

若溶液基本无色，则假设________成立；若溶液呈________，则假设3成立。

（5）拓展与延伸。

有资料介绍“在含Fe2+的溶液中，先滴加少量新制饱和氯水，然后滴加KSCN溶液，溶液呈红色；若再滴加过量氯水，却发现红色褪去”。

假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的Fe

，试写出该反应的离子方程式：

_______

________________________________________________________。

【解析】

（1）实验中，观察到B中溶液变浑浊，说明无水三草酸合铁酸钾受热分解生成二氧化碳，E中溶液也变浑浊，说明经过具有氧化性的酸性高锰酸钾溶液生成二氧化碳，所以还原性气体和高锰酸钾发生氧化还原反应，其溶液由紫红色变浅或褪色。

（2）检验产生的气体中含有CO、CO2，应该先通过澄清石灰水检验二氧化碳，但反应流程装置中可能导致B装置中的液体倒吸到A加热装置；产物CO有毒，需尾气处理；在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）。

（3）可以通过检验钾离子来确定是否存在碳酸钾，钾离子的检验可以用焰色反应法。

（4）①根据题意“固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在”，所以存在的可能是零价铁或亚铁，可能情况有三种：

只有Fe；只有FeO；含有Fe和FeO。

②步骤2：

金属铁不溶于水中，但是可以和硫酸铜发生置换反应，生成金属铜和硫酸亚铁，所以取少量上述不溶固体放入试管中，加入足量CuSO4溶液，若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立；若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在，发生反应的离子方程式为Fe+Cu2+

Cu+Fe2+；步骤3：

氧化亚铁不溶于水，可以和盐酸反应生成氯化亚铁和水，可以检验亚铁离子的存在进而确定氧化亚铁的存在，方法为取步骤2所得暗红色固体于试管中，滴加过量HCl，振荡后静置；若溶液基本无色，则假设1成立；若溶液呈浅绿色，则证明假设3成立。

（5）根据信息可知，铁离子被氯气氧化成Fe

，根据化合价升降相等配平，配平后的离子方程式为2Fe3++8H2O+3Cl2

2Fe

+16H++6Cl-。

答案：

（1）溶液由紫红色变浅或褪色

（2）①在A与B装置之间加一个防倒吸装置

②在C装置后增加CO2是否除净的检验装置或最后缺少尾气处理装置

（3）焰色反应　透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色

（4）①含有Fe和FeO

②CuSO4　2　Fe+Cu2+

Cu+Fe2+

HCl　1　浅绿色

（5）2Fe3++8H2O+3Cl2

2Fe

+16H++6Cl-

【加固训练】

（1）实验室用铜制取硫酸铜，将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为___________________________________。

（2）实际上，即使铜粉、硫酸及硝酸都比较纯，制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是________，除去这种杂质的实验操作称为__________________。

（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：

方案甲：

以空气为氧化剂。

将铜粉在________（填仪器名称）中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案乙：

将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。

向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。

反应完全后，加甲物质调节pH，铁元素全部沉淀（一般认为铁离子的浓度下降到10-5mol·L-1，就认为沉淀完全），然后过滤、浓缩、结晶。

请回答下列问题：

已知：

Ksp[Cu（OH）2]≈10-22，Ksp[Fe（OH）2]≈10-16，Ksp[Fe（OH）3]≈10-38

①为了使铁元素全部沉淀，应调节pH至少为________；

②甲物质可选用的是________；

A.CuCl2　B.NaOH　C.Cu2（OH）2CO3D.CuO　E.H2SO4

③反应中加入少量FeSO4对铜的氧化可以起催化作用。

其反应过程：

第1步，4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O，请写出其第2歩反应的离子方程式：

_____________；

方案丙：

将铜丝放到一定量的稀硫酸中，加入适量的H2O2，并控温在50～60℃，持续反应1h，也能获得硫酸铜。

请回答下列问题：

④反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高的主要原因是____________；

⑤写出该反应的化学方程式：

__________________________________________。

【解析】

（1）据3Cu+8H++2N

2NO↑+4H2O+3Cu2+，硝酸提供2H+，而硫酸提供6H+，故理论上硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为3∶2。

（2）制得的CuSO4·5H2O中还是有可能存在的杂质是Cu（NO3）2，分离CuSO4和Cu（NO3）2，利用溶解度上的差异进行重结晶。

（3）灼烧固体要用的仪器是坩埚。

①已知：

Ksp[Cu（OH）2]≈10-22，Ksp[Fe（OH）2]≈10-16，Ksp[Fe（OH）3]≈10-38，应该加入能够与H+反应的物