高考化學總復習 第十章 化學實驗 課時作業(yè)31 物質(zhì)的制備、實驗方案的設計與評價 新人教版

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1、 課時作業(yè)31 物質(zhì)的制備、實驗方案的設計與評價 一、選擇題 1.根據(jù)侯氏制堿原理制備少量NaHCO3的實驗,經(jīng)過制取氨氣、制取NaHCO3、分離NaHCO3、干燥NaHCO3四個步驟。下列圖示裝置和原理能達到實驗目的的是(  ) 解析:本題考查化學基本實驗原理及選用裝置的正誤判斷,意在考查考生的實驗操作能力。A項,制NH3需要用NH4Cl固體和Ca(OH)2固體加熱進行反應,錯誤;B項,CO2應從長導管進短導管出,錯誤;C項,制得的NaHCO3為固體,用過濾法分離,正確;D項,加熱時NaHCO3會分解,錯誤。 答案:C 2.用如圖所示裝置進行實驗,將少量液體甲逐滴加入到固

2、體乙中,試管中試劑為丙,則下表中現(xiàn)象與結(jié)論均正確的是(  ) 選項 甲 乙 丙 試管中現(xiàn)象 A 濃硫酸 Na2SO3 石蕊溶液 先變紅后褪色 B 濃氨水 生石灰 AlCl3溶液 先沉淀后消失 C 醋酸 碳酸鈣 BaCl2溶液 變渾濁 D 濃硝酸 銅 水 試管口出現(xiàn)紅棕色 解析:A選項,SO2只能使石蕊溶液變紅,不能漂白石蕊溶液,錯誤;B選項,氨水不與Al(OH)3沉淀反應,錯誤;C選項,CO2不與BaCl2溶液反應,錯誤;D選項,濃硝酸與銅反應生成NO2,NO2與水反應生成NO,NO遇空氣變?yōu)榧t棕色NO2,正確。 答案:D 3.下列設

3、計的實驗方案能達到實驗目的的是(  ) A.制備Al(OH)3懸濁液:向1 molL-1 AlCl3溶液中加過量的6 molL-1 NaOH溶液 B.提純含有少量乙酸的乙酸乙酯:向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入適量飽和NaOH溶液,振蕩后靜置分液,并除去有機相的水 C.檢驗溶液中是否含有Fe2+:取少量待檢驗溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,觀察實驗現(xiàn)象 D.探究催化劑對H2O2分解速率的影響:在相同條件下,向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,觀察并比較實驗現(xiàn)象 解析:NaOH

4、過量,Al(OH)3會被溶解生成NaAlO2,A項錯誤;飽和NaOH溶液可以與CH3COOH反應,同時也與乙酸乙酯反應,B項錯誤;待測液中先加氯水,則無法確定溶液中原來存在的是Fe2+還是Fe3+,或二者都有,C項錯誤;H2O2的濃度相同時,一支試管中加催化劑,一支不加,通過觀察生成氣泡的快慢來探究催化劑對H2O2分解速率的影響,D項正確。 答案:D 4.實驗室可將硬質(zhì)玻璃管改裝為燃燒管(如圖所示),擠壓軟塑料瓶瓶壁,向裝有固體B的錐形瓶中加入液體A,同時往燃燒管中通入氣體C并點燃,可看到明顯的燃燒現(xiàn)象(金屬網(wǎng)用以防止氣體混合爆炸)。若用此裝置模擬工業(yè)制氯化氫,則關(guān)于試劑選擇正確的是(  

5、) 選項 溶液A 固體B 氣體C A 稀硫酸 Zn Cl2 B 濃鹽酸 MnO2 H2 C 稀硝酸 Fe Cl2 D 濃鹽酸 KMnO4 H2 解析:Zn與稀硫酸反應生成的氫氣,在燃燒管中不能與氯氣充分混合,不能燃燒,A項錯誤;該裝置不需加熱即可獲得氯氣,而二氧化錳和濃鹽酸的反應需加熱才能發(fā)生,B項錯誤;金屬鐵和硝酸反應不會產(chǎn)生氫氣,C項錯誤;濃鹽酸和高錳酸鉀在不加熱的條件下可以生成氯氣,氯氣和氫氣在燃燒管中混合均勻可以獲得氯化氫,燃燒時產(chǎn)生蒼白色火焰,D項正確。 答案:D 5.下列實驗方案不能達到實驗目的的是(  ) A.圖甲裝置用

6、Cu和濃硝酸可制取NO B.圖乙裝置可用于實驗室制備Cl2 C.圖丙裝置可用于實驗室制取乙酸乙酯 D.圖丁裝置可用于實驗室分離CO和CO2 解析:Cu和濃硝酸反應生成NO2,NO2可以與水反應生成NO,故可以用甲裝置制取NO,A正確;KMnO4具有強氧化性,在常溫下就可以把濃鹽酸氧化為Cl2,故乙裝置可用于實驗室制備Cl2,B正確;乙酸乙酯在強堿性溶液中可以完全水解,故不能用燒堿溶液吸收,并且導管伸入到液面以下,易倒吸,C錯誤;CO2可以先被堿液吸收,在球膽中收集CO氣體,再通過分液漏斗向試劑瓶中加入酸液,CO2即可放出,故丁裝置可用于實驗室分離CO和CO2,D正確。 答案:C 6

7、.某學習小組擬利用如圖裝置制備氮化鈣(化學式為Ca3N2,極易與H2O反應)。下列說法正確的是(  ) A.打開活塞K通入N2,試管A內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,說明裝置氣密性良好 B.U形管中盛放的干燥劑既可以是堿石灰,也可以是濃硫酸 C.將產(chǎn)物Ca3N2放入鹽酸中,只能得到一種鹽 D.反應結(jié)束后,先熄滅酒精燈,待反應管冷卻至室溫后再關(guān)閉活塞K 解析:若通入N2的氣流較大,即使裝置氣密性不好,也能在試管A內(nèi)產(chǎn)生氣泡,A項錯誤;U形管中不能盛放液體干燥劑,B項錯誤;將Ca3N2放入鹽酸中可得到兩種鹽:CaCl2和NH4Cl,C項錯誤;如果先關(guān)閉活塞K,再熄滅酒精燈,有可能引起倒吸,D項正確。

8、 答案:D 7.實驗室某些物質(zhì)的制備裝置如圖所示(省略夾持裝置和凈化裝置),僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗,最合理的是(  ) 選項 a中的物質(zhì) b中的物質(zhì) c中的物質(zhì) d中的物質(zhì) e中的物質(zhì) A 濃硫酸 Na2SO3 (NH4)2SO3 濃氨水 CaO B 濃硝酸 Cu H2SO4 稀鹽酸 Na2S C 稀硫酸 Zn HCl 稀鹽酸 MnO2 D 濃硫酸 CH3CH2OH CH2BrCH2Br 溴單質(zhì) CCl4 解析:a、b中的物質(zhì)反應生成SO2,e、d中的物質(zhì)反應生成NH3,SO2和NH3在c中生成(NH4

9、)2SO3,故A正確;e、d中生成的H2S會溶解在稀鹽酸中,故B錯誤;MnO2與稀HCl不能生成Cl2,故C錯誤;濃硫酸和乙醇在常溫下不反應,Br2會溶于CCl4中,不能生成Br2,故D錯誤。 答案:A 8.銨明礬[NH4Al(SO4)212H2O]是分析化學常用的基準試劑,其制備過程如圖所示。下列分析不正確的是(  ) A.過程Ⅰ反應:2NH4HCO3+Na2SO4===2NaHCO3↓+(NH4)2SO4 B.檢驗溶液B中陰離子的試劑僅需BaCl2溶液 C.若省略過程Ⅱ,則銨明礬的產(chǎn)率明顯降低 D.向銨明礬溶液中逐滴加入NaOH溶液,先后觀察到:刺激性氣體逸出→白色沉淀生成

10、→白色沉淀消失 解析:NaHCO3的溶解度較小,過程Ⅰ可以產(chǎn)生NaHCO3沉淀,符合離子反應的條件,A項正確;過程Ⅱ調(diào)整溶液的pH=2,溶液中不含有CO,故僅需BaCl2溶液即可鑒別SO,B項正確;若省略過程Ⅱ,因CO與Al3+的水解相互促進,導致銨明礬的產(chǎn)率降低,C項正確;向銨明礬溶液中加入NaOH溶液,Al3+結(jié)合OH-的能力比NH強,應先產(chǎn)生白色沉淀,后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,再加入過量的NaOH溶液,白色沉淀逐漸溶解并消失,D項錯誤。 答案:D 二、非選擇題 9.如圖是用于氣體制備、干燥、性質(zhì)驗證、尾氣處理的部分儀器裝置(加熱及夾持固定裝置均已略去)。請根據(jù)下列要求回答問題。

11、 (1)若燒瓶中盛裝鋅片,分液漏斗中盛裝稀硫酸,則: ①當儀器連接順序為A→C→B→B→D時,兩次使用B裝置,其中所盛的藥品依次是CuO、無水CuSO4粉末。此實驗的目的是____________________________________________________________________________________________________________________, D裝置的作用是________________________________________ ___________________________________________

12、_____________。 ②為了使B中CuO反應充分,在不改變現(xiàn)有藥品的條件下,可采取的方法有(寫一種)______________________________________ ________________________________________________________。 ③加熱前必須進行的操作是___________________________。 (2)若燒瓶中盛裝Na2O2固體,分液漏斗中盛裝濃氨水,慢慢打開分液漏斗的活塞,則: ①燒瓶內(nèi)產(chǎn)生的氣體主要有(寫化學式)___________________。 ②用產(chǎn)生的氣體做氨的催化氧化實驗,各裝置

13、按氣流方向從左到右的連接順序是(填字母)________→E。 ③試管B中的反應方程式為_______________________________ ________________________________________________________。 解析:(1)①裝置A中鋅片與稀硫酸反應產(chǎn)生H2,裝置C是對H2進行干燥,然后依次通過分別盛有CuO、無水CuSO4粉末的裝置B;通過CuO時,氫氣與CuO反應生成Cu和H2O;通過無水CuSO4粉末時,可以檢驗生成的水。故實驗目的是驗證H2的還原性并檢驗其氧化產(chǎn)物;裝置D的作用是防止空氣中的水分進入裝置B,干擾產(chǎn)物H2O的檢

14、驗。②使B中CuO反應充分,在不改變現(xiàn)有藥品的條件下,可以減緩A中產(chǎn)生氫氣的速率,如控制硫酸的滴入速率、控制燒瓶的溫度等。③加熱前必須檢驗裝置中空氣是否排盡(即檢驗氫氣是否純凈)。(2)①滴入濃氨水,則Na2O2與H2O反應生成O2,放熱使氨水分解,氨氣逸出。②做氨的催化氧化實驗,裝置A為O2、NH3的發(fā)生裝置,由于產(chǎn)生的O2、NH3中含有水蒸氣,需要通過裝置D干燥后進入裝置B發(fā)生催化氧化反應。 答案:(1)①驗證H2的還原性并檢驗其氧化產(chǎn)物 防止空氣中的水進入裝置,干擾H2氧化產(chǎn)物的檢驗?、诳刂品忠郝┒返幕钊?,使稀硫酸緩慢滴下(或在燒瓶中加水或?qū)糠湃氡谢蛴帽砦嬷鵁康?,其他合?/p>

15、答案也可)?、蹤z驗裝置中空氣是否排盡或檢驗氫氣是否純凈 (2)①O2、NH3?、贏→D→B ③4NH3+5O24NO+6H2O 10.亞硝酸鈉(NaNO2)是一種重要的工業(yè)鹽,易溶于水,微溶于乙醇。某化學興趣小組對亞硝酸鈉進行多角度探究: Ⅰ.亞硝酸鈉的制備。 (1)實驗中用恒壓滴液漏斗,相比普通分液漏斗,顯著的優(yōu)點是_______________________________________________________。 (2)D中澄清石灰水變渾濁,則C中制備NaNO2的離子方程式為____________________________________________

16、__________。 Ⅱ.探究亞硝酸鈉與硫酸反應的氣體產(chǎn)物成分。 已知:①NO+NO2+2OH-===2NO+H2O ②氣體液化的溫度:NO2為21 ℃,NO為-152 ℃ (3)反應前應打開彈簧夾,先通入一段時間氮氣,目的是 ____________________________________________________________________________________________________________________。 (4)為了檢驗裝置A中生成的氣體產(chǎn)物,儀器的連接順序(按左→右連接):A、C、________、________、__

17、______。 (5)在關(guān)閉彈簧夾,打開分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,裝置A中產(chǎn)生紅棕色氣體。 ①確認裝置A中產(chǎn)生的氣體含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________________________________________________________。 ②裝置B的作用是____________________________________。 Ⅲ.設計實驗證明酸性條件下NaNO2具有氧化性。 供選用的試劑:NaNO2溶液、KMnO4溶液、FeSO4溶液、KI

18、溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液 _____________________________________________________________________________________________________________________。 解析:本題考查亞硝酸鈉的制備及性質(zhì)探究實驗。Ⅰ.(1)恒壓滴液漏斗可以將滴液漏斗與燒瓶連通,平衡滴液漏斗與燒瓶中壓強,便于硝酸滴下。(2)D中澄清石灰水變渾濁,說明C中產(chǎn)生CO2,故C中NO、O2通入Na2CO3溶液中發(fā)生反應的離子方程式為4NO+O2+2CO===4NO+2CO2。Ⅱ.(3)先通入一段時間氮氣,排盡裝

19、置中的空氣,目的是防止生成的NO被氧化,干擾產(chǎn)物氣體的檢驗。(4)在裝置A中制取氣體,用濃硫酸(C)對氣體進行干燥,然后用冰水浴(E)檢驗NO2,再用O2和熱水浴(D)檢驗NO,最后用NaOH溶液(B)進行尾氣處理。所以儀器的連接順序(按左→右連接)為A、C、E、D、B。(5)①確認裝置A中產(chǎn)生的氣體含有NO,依據(jù)的現(xiàn)象是裝置D中通入氧氣后氣體由無色變?yōu)榧t棕色,發(fā)生反應:2NO+O2===2NO2。②由于NO、NO2都是大氣污染物,裝置B的作用是尾氣處理,吸收氮氧化物,防止空氣污染。Ⅲ.要證明酸性條件下NaNO2具有氧化性,則證明酸性條件下NaNO2能將Fe2+氧化為Fe3+(或?qū)-氧化為I

20、2)即可。 答案:Ⅰ.(1)平衡滴液漏斗與燒瓶中壓強,便于硝酸流下 (2)4NO+O2+2CO===4NO+2CO2 Ⅱ.(3)排盡裝置中的空氣,防止生成的NO被氧化,干擾產(chǎn)物氣體的檢驗 (4)E D B (5)①D中通入氧氣后,氣體由無色變?yōu)榧t棕色?、谖矚馓幚?,吸收氮氧化物,防止空氣污染 Ⅲ.取硫酸亞鐵溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加幾滴KSCN溶液,溶液仍為淺綠色,滴加少許NaNO2溶液,此時溶液由淺綠色變?yōu)榧t色,證明NaNO2具有氧化性(或者取KI溶液并滴加稀硫酸酸化,滴加淀粉溶液,無明顯現(xiàn)象,滴加少許NaNO2溶液,溶液變藍,證明NaNO2具有氧化性) 11.PCl3可用于半導體

21、生產(chǎn)的外延、擴散工序。有關(guān)物質(zhì)的部分性質(zhì)如下: 熔點/℃ 沸點/℃ 密度/gmL-1 其他 黃磷 44.1 280.5 1.82 2P(過量)+3Cl22PCl3;2P(少量)+5Cl22PCl5 PCl3 -112 75.5 1.574 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 POCl3 2 105.3 1.675 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 (一)制備: 如圖是實驗室制備PCl3的裝置(部分儀器已省略)。 (1)儀器乙的名稱是________。 (2)實驗室用漂白粉加濃鹽酸制備Cl2的化學方程式為 _____

22、_______________________________________________________________________________________________________________。 (3)堿石灰的作用是___________________________________。 (4)向儀器甲中通入干燥Cl2之前,應先通入一段時間的CO2,其目的是________________________________________________。 (二)提純: (5)粗產(chǎn)品中常含有POCl3、PCl5等。加入黃磷加熱除去PCl5后,通過______

23、__(填實驗操作名稱),即可得到PCl3的純品。 (三)分析: 測定產(chǎn)品中PCl3純度的方法如下:迅速稱取4.200 g產(chǎn)品,水解完全后配成500 mL溶液,取出25.00 mL加入過量的0.100 0 molL-1 20.00 mL碘溶液,充分反應后再用0.100 0 molL-1 Na2S2O3溶液滴定過量的碘,終點時消耗10.00 mL Na2S2O3溶液。 已知:H3PO3+H2O+I2===H3PO4+2HI;I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6;假設測定過程中沒有其他反應。 (6)根據(jù)上述數(shù)據(jù),該產(chǎn)品中PCl3的質(zhì)量分數(shù)為________。若滴定終點時俯

24、視讀數(shù),則PCl3的質(zhì)量分數(shù)________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 解析:(1)儀器乙為冷凝管。(2)用漂白粉加濃鹽酸制備Cl2的反應為Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2H2O+2Cl2↑。(3)根據(jù)PCl3遇水能發(fā)生反應,氯氣有毒知,堿石灰的作用是防止空氣中的水蒸氣進入并吸收多余的Cl2。(4)甲中通入干燥Cl2之前,先通入CO2,是為了排盡裝置中的空氣,防止O2和水與PCl3反應。(5)PCl3、POCl3的沸點相差較大,可以利用蒸餾的方法分離。(6)根據(jù)提供的反應,有n(H3PO3)+n(Na2S2O3)=n(I2),則25.00 mL溶液中n(H3PO

25、3)=0.100 0 molL-10.02 L-0.100 0 molL-10.01 L=0.001 5 mol。根據(jù)PCl3+3H2O===H3PO3+3HCl,則4.2 g產(chǎn)品中n(PCl3)=0.001 5 mol20=0.03 mol,PCl3的質(zhì)量分數(shù)為100%=98.21%。由于滴定管“0”刻度在上,若滴定終點時俯視讀數(shù),則計算時Na2S2O3溶液的體積偏小,根據(jù)n(H3PO3)=n(I2)-n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大,故PCl3的質(zhì)量分數(shù)偏大。 答案:(1)冷凝管 (2)Ca(ClO)2+4HCl(濃)===CaCl2+2H2O+2Cl2↑ (3)吸收多余的Cl2,防止污染環(huán)境;防止空氣中的水分進入,影響產(chǎn)品純度 (4)排盡裝置中的空氣,防止O2和水與PCl3反應 (5)蒸餾 (6)98.21% 偏大 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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