人教化学知能优化训练《物质的制备》

1．(2022年武汉调研)下列溶液有时呈黄色，其中由于久置时被空气中氧气氧化而变色的是()A．浓硝酸 B．硫酸亚铁C．高锰酸钾 D．工业盐酸解析：选B。有的化学试剂久置在空气中会发生颜色的变化，其变色的原因是多方面的。如久置的浓硝酸显黄色，是因为发生分解反应：4HNO3=4NO2↑＋O2↑＋2H2O，浓硝酸里溶解了红棕色的NO2而呈黄色。久置的KMnO4溶液也不十分稳定，在酸性溶液中缓慢地分解，使溶液显黄色：4MnOeq\o\al(－,4)＋4H＋=4MnO2＋3O2↑＋2H2O。工业盐酸呈黄色，是因为含有Fe3＋杂质。硫酸亚铁在空气里，Fe2＋被氧气氧化为Fe3＋，而使溶液显黄色：4Fe2＋＋4H＋＋O2=4Fe3＋＋2H2O。2．(2022年河南郑州高二调研)用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是()解析：选C。铜与浓硝酸反应的产物是NO2，其密度比空气的大。因此利用排空气法收集NO2气体时，导气管应长进短出，这样才能将装置中的空气排尽，只有C项符合。3．用饱和FeCl3溶液制取Fe(OH)3胶体，正确的操作是()A．将FeCl3溶液滴入蒸馏水中即可B．将FeCl3溶液滴入热水中，生成棕黄色液体即可C．将FeCl3溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色液体即可D．将FeCl3溶液滴入沸水中，并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可解析：选C。A中将FeCl3滴入冷水不对；B中生成棕黄色液体不对；D中生成红褐色沉淀不对。4．要设计一套实验室利用液体和液体加热反应制备气体的装置，现设计了五步操作，正确的程序是()①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网③用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集器中④检查装置的气密性(利用对固定装置微热的方法检查气密性)⑤在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管A．②①⑤④③ B．④①②⑤③C．①②⑤④③ D．①⑤④②③解析：选A。安装仪器时先下后上，先主后次，因此先放置铁架台，根据酒精灯高度确定铁圈高度，再放石棉网，后固定烧瓶，再在蒸馏烧瓶上安装带有分液漏斗的橡皮塞，连接后检验装置的气密性，最后加药品制取气体。5．(2022年辽宁丹东高二检测)实验室常用甲酸和浓硫酸共热制取CO，其反应如下，HCOOHeq\o(→,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CO↑＋H2O。回答下列问题：(1)其发生装置与下列气体的发生装置相同的是________。A．NH3 B．CO2C．Cl2 D．C2H2(2)其收集方法与下列气体的收集方法相同的是________。A．Cl2 B．SO2C．NO2 D．NO(3)从下列仪器中，选出最合适的，组装制取、净化和收集CO的装置，其中不需要的是________。A．铁架台B．圆底烧瓶C．分液漏斗D．长颈漏斗E．玻璃导管F．洗气瓶G．水槽H．双孔塞I．酒精灯J．石棉网(4)尾气如何处理？________________________________________________________________________。解析：(1)据CO的制取原理，液＋液eq\o(→,\s\up7(△))气体，其发生装置与实验室制取Cl2的发生装置相同，用到的实验仪器有(3)中的A、B、C、E、H、J、I。(2)因CO的密度与空气接近，故实验室收集CO气体只采用排水法，而不采用排空气法收集，这一点和NO的收集方法相同。(3)用HCOOH和浓硫酸制取CO气体中混有甲酸、水蒸气等气体杂质，因此可以用洗气瓶除去，最后用排水法收集，结合(1)中的仪器，故不需要长颈漏斗。(4)CO有毒，但CO具有可燃性，多余的CO可用点燃的方法除去。答案：(1)C(2)D(3)D(4)点燃1．不能用水浴加热的实验是()A．苯的硝化反应 B．银镜反应C．制酚醛树脂 D．由乙醇制乙烯解析：选D。乙醇制乙烯的实验需170℃，而水浴加热最高为100℃2．按下列实验方法制备气体，合理而又实用的是(双选)()A．锌粒与稀硝酸反应制备H2B．将饱和氨水滴加到新制的生石灰中制NH3C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2D．大理石与浓硫酸反应制备CO2解析：选BC。锌粒与硝酸反应不能制备H2，只能生成氮的氧化物；由于CaO能与水反应放出大量的热并使溶液中溶剂减少，故可得到NH3；大理石与浓硫酸反应生成微溶的CaSO4，CaSO4覆盖在大理石上，而使反应实际上停止。3．某学生在实验室欲制备氧气，但仅有锥形瓶、普通漏斗、各种玻璃导管、橡皮管、集气瓶、药匙，据此他只能选用哪组试剂来制备氧气()A．KMnO4 B．KClO3、MnO2C．3%的H2O2和MnO2 D．KMnO4、KClO3解析：选C。从所给仪器分析，没有用于加热的硬质玻璃试管，所以A、B、D三项均不能采用，只有C项可采用，在室温下反应：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。4．(2022年广东广州高二质检)下图装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑加尾气处理)气体。该装置可用于()A．锌和盐酸生成氢气B．二氧化锰与浓盐酸生成氯气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳D．氯化钠和浓硫酸生成氯化氢解析：选A。A中用水吸收H2中混有的HCl气体，然后用向下排气法收集H2是可行的。B中氯气应用饱和食盐水净化除去HCl，否则会溶解损耗Cl2，ρCl2＞ρ空，应用向上排气法收集，且反应需要加热。C中CO2也不可用向下排气法收集。D中NaCl与浓硫酸反应制HCl需加热。HCl极易溶于水，且密度比空气大，故应用向上排气法收集且不能用水净化。5．(2022年高考重庆卷)在实验室进行下列实验，括号内的实验用品都能用到的是()A．硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(坩埚、温度计、硫酸铜晶体)B．蛋白质的盐析(试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液)C．钠的焰色反应(铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸)D．肥皂的制取(蒸发皿、玻璃棒、甘油)解析：选C。A项中温度计用不到；B项中醋酸铅是重金属盐，会使蛋白质变性，不能用；D项中甘油用不到；C项符合题意。6．在制小苏打(NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl)的操作中，应在饱和食盐水中()A．先通入CO2，达到饱和后再通入NH3B．先通入NH3，达到饱和后再通入CO2C．CO2和NH3同时通入D．以上三种方法都行解析：选B。CO2在NaCl溶液中溶解度小，先通NH3后溶液呈碱性，能溶解大量的CO2，生成大量的HCOeq\o\al(－,3)，从而析出大量的NaHCO3晶体。7．进行淀粉水解实验，同时检验水解产物和水解是否完全，除加淀粉和水之外，还需加入相应的试剂及加入顺序最好的是()A．碘水→NaOH溶液→Cu(OH)2溶液B．H2SO4溶液→碘水→NaOH溶液→Cu(OH)2悬浊液C．H2SO4溶液→NaOH溶液→碘水→Cu(OH)2悬浊液D．H2SO4溶液→碘水→Cu(OH)2悬浊液解析：选B。要进行淀粉水解实验，首先要加入催化剂H2SO4溶液。要检验水解是否完全，可在溶液中加碘水以检验是否还有淀粉。要检验水解产物葡萄糖，可先加NaOH溶液以中和H2SO4使溶液呈碱性后，才能加入Cu(OH)2悬浊液来检验葡萄糖，故B正确。8．铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤、加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为()A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；FeOC．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)3解析：选A。发生的反应有：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑；3Fe2＋＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O。9．(2022年北京四中高二检测)适量的铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3＋和Fe2＋浓度相等，则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为()A．2∶3 B．3∶2C．1∶2 D．1∶1解析：选A。Fe＋2FeCl3=3FeCl21mol2mol3mol按方程式计量数，2molFe3＋反应生成3molFe2＋，又知反应后n(Fe3＋)＝n(Fe2＋)＝3mol，故溶液中应有3molFe3＋剩余。故n(Fe3＋)反∶n(Fe3＋)未＝2∶3。10．下列实验装置图正确的是()解析：选B。A选项，实验室制备乙烯控制乙醇的分解温度是关键，温度计的水银球必须置于反应混合液的液面以下测乙醇的分解温度；C选项，实验室制备氯气是在加热条件下反应的，该装置没有热源，由于反应在加热条件下进行，盐酸的挥发性导致一部分氯化氢气体随着氯气挥发出来，同时伴有少量的水蒸气产生，所以在收集装置前应该连有两个洗气瓶，一个装有饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，一个装有浓硫酸除去氯气中的水蒸气，而该装置中没有热源和除杂装置；D选项，随着乙酸乙酯挥发出来的有乙醇和乙酸，其中乙醇极易溶于水，而乙酸又能和碳酸钠溶液反应，导管插入液面下会产生倒吸。11．实验室由铁屑制取莫尔盐的主要步骤是：由铁屑与稀硫酸水浴加热制取FeSO4；FeSO4与(NH4)2SO4以等物质的量混合后加热，浓缩结晶得莫尔盐。(1)加热铁屑与稀硫酸时常常需要补充蒸馏水，原因是________________________________________________________________________。(2)实验中为减少硫酸亚铁的损失，过滤分离硫酸亚铁溶液时应注意的问题是________________________________________________________________________。(3)为防止Fe2＋被氧化，实验中可采取的措施是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)防止FeSO4晶体析出(2)趁热过滤(3)保持溶液呈酸性、锥形瓶中与H2SO4溶液反应的铁屑过量等措施12．长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化，现通过实验来测定无水亚硫酸钠试剂的纯度。实验步骤如下：①称量ag样品，置于烧杯中。②加入适量蒸馏水，使样品溶解。③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液。④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。⑤加热干燥沉淀物。⑥将沉淀物冷却至室温后，称量。⑦重复⑤⑥操作直到合格，最后得到bg固体。回答下面问题：(1)本实验中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2？______，其理由是：________________________________________________________________________。(2)步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤⑦的“合格”标准是：________________________________________________________________________。(4)实验测得样品中无水亚硫酸钠的质量分数是：__________________________________________________________________________________________。(列出算式，不需化简)解析：(1)在加盐酸使溶液呈强酸性后，虽有一部分SOeq\o\al(2－,3)变成SO2，但酸化时并未剧烈搅拌，也未加热，因此不可能使全部SOeq\o\al(2－,3)都变成SO2除去，如果加入过量Ba(NO3)2，溶液中的SOeq\o\al(2－,3)和大量的NOeq\o\al(－,3)、H＋不能共存，在强酸性条件下NOeq\o\al(－,3)会将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，造成最终测定结果偏低。步骤③中盐酸和BaCl2溶液的加入顺序并不会影响实验结果，但先加酸调溶液呈强酸性，可以使部分SOeq\o\al(2－,3)变成SO2，且在强酸性溶液中BaSO3不会沉淀，这样可以节省BaCl2试剂的用量，而且可以保证得到的沉淀都是BaSO4。这里如果只回答加酸是为了使SOeq\o\al(2－,3)转变成SO2是不完全的。步骤⑦的目的是为了检验BaSO4中的水分是否完全除去，如果沉淀完全干燥则重复⑤⑥操作，两次称量的质量不会再改变(即在实验要求的误差范围内)。(4)由得到的BaSO4的物质的量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(bg,233g·mol－1)))，即样品中Na2SO4的物质的量。样品中亚硫酸钠的质量分数：(ag－142g·mol－1×eq\f(bg,233g·mol－1))×eq\f(1,ag)×100%。答案：(1)不能在酸性溶液中，NOeq\o\al(－,3)能将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，造成结果错误(2)保证得到的沉淀都是BaSO4，没有BaSO3(3)连续两次称量的质量不变(4)(ag－142g·mol－1×eq\f(bg,233g·mol－1))×eq\f(1,ag)×100%13．某化学课外活动小组欲制取纯Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂有A．大理石 B．盐酸C．氢氧化钠溶液 D．澄清石灰水三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下：甲：NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5())Na2CO3溶液乙：NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(①))NaHCO3溶液eq\o(→,\s\up7(加热蒸干灼烧),\s\do5(②))Na2CO3固体eq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5())Na2CO3溶液丙：NaOH溶液eq\o(→,\s\up7(CO2),\s\do5(③))NaHCO3溶液eq\o(→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5(④))Na2CO3溶液请完成下列问题：(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：甲方案________________________________________________________________________。乙方案________________________________________________________________________。(2)若采用丙方案制取纯Na2CO3溶液，其实验的关键有________________________________________________________________________。(3)假设反应②所得的Na2CO3固体中混有未分解的NaHCO3。乙同学选择澄清石灰水测定其中NaHCO3的质量分数，乙同学能否达到实验目的？________(填“能”或“不能”)。若能，请说明计算所需的数据；若不能，请简要说明理由________________________________________________________________________。解析：设计实验应遵循科学性、安全性、可行性、简约性等原则。NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3，与足量CO2反应生成NaHCO3，甲方案不易得到纯Na2CO3溶液。乙方案经过溶液→固体→溶液等过程，过于烦琐。丙方案巧妙利用两等份NaOH溶液，向其中一份中通入过量CO2，使其转化为NaHCO3，再将两份混合，因发生反应：NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O而生成纯净的Na2CO3溶液。答案：(1)CO2的通入量不易控制过程烦琐，操作复杂(2)反应③应充分进行，反应③与④所用NaOH溶液的体积应相等(3)能固体样品的质量和沉淀总质量14．(2022年天津高二检测)铁是与日常生活密切相关的元素。(1)在生铁中含有一种铁、碳化合物X。已知X中铁、碳的元素质量比为14∶1。X的最简式为__________。(2)X有下列转化关系：(无关物质已经略去)eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(足量空气),\s\do5(高温煅烧))eq\x(固体Y)eq\o(→,\s\up7(过量盐酸))eq\x(溶液甲)eq\o(→,\s\up7(H2O2))eq\x(溶液乙)溶液甲中含有的大量阳离子是________________；溶液甲中加入H2O2发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)X与过量浓硝酸反应生成气体Z和气体W，Z是一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体，气体Z和W分别是：Z__________、W__________。(4)Fe(OH)3胶体外观与Fe(SCN)3溶液相似，请