高中化学人教版实验化学第二章物质的获取单元测试 优秀作品

人教版化学高二选修6第二单元实验2-4硫酸亚铁铵的制备同步练习一、选择题1.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答案：C解析：解答：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。分析：本题考查氢氧化铁胶体的制备、铁离子的水解反应的应用，题目难度不大，熟练掌握氢氧化铁胶体的制备是解题的关键​。2.下图装置可以用来制取、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于()A．锌和盐酸制备氢气B．二氧化锰与浓盐酸制备氯气C．碳酸钙和盐酸制备二氧化碳D．氯化钠和浓硫酸制备氯化氢答案：A解析：解答：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，ρ(Cl2)>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。分析：本题考查常见气体的制备、收集、尾气处理等，题目难度不大，熟练掌握常见气体的制备源里是解题的关键​。3.下列关于实验室制取气体所用试剂的组合中不合理的是()A．制Cl2：MnO2、浓盐酸B．制NH3：浓氨水、生石灰C．制NO：稀硝酸、CuD．制CO2：稀硫酸、CaCO3答案：D解析：解答：CaSO4微溶，覆盖在CaCO3上，阻碍了反应的进一步发生。分析：本题考查常见气体制备原理及装置选择，熟练掌握制取各种气体的反应原理是解题的关键​。4.某研究性学习小组为了检验硫酸亚铁铵晶体中含有NH4+、Fe2＋、SO42-和H2O，设计了如下实验步骤：①取少量晶体放在试管内，用酒精灯加热，试管口有液体产生说明晶体中含有水；②将加热后剩余的晶体溶解于水，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成，说明晶体中含有SO42-；③滤去白色沉淀，向滤液中加入过量的浓氢氧化钠溶液，加热，有能使红色石蕊试纸变蓝的气体产生，说明晶体中含有NH4+；④向步骤③的剩余液体中加入KSCN溶液，无明显变化，再加入少量氯水，溶液变血红色，说明晶体中含有亚铁离子。其中不能达到实验目的的是()A．①③④B．①④C．③④D．④答案：D解析：解答：在步骤③中Fe2＋已与加入的NaOH溶液反应生成沉淀，故步骤③剩余液体中不含Fe2＋，因此步骤④不能达到实验目的。分析：本题考查常见阴、阳离子的检验方法，题目难度中等，熟练掌握常见离子的性质和检验方法以及实验现象是解题的关键​。5.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．②①⑤④③B．④①②⑤③C．①②⑤④③D．①⑤④②③答案：A解析：解答：安装仪器时先下后上，先主后次，因此先放置铁架后，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。分析：本题考查液体与液体加热制取气体的实验装置的安装顺序，题目难度不大，熟练掌握实验仪器的使用是解题的关键​。6.按下列实验方法制备气体，合理而又实用的是()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制NH3C．亚硫酸钠与稀硫酸反应制备SO2D．大理石与浓硫酸反应制备CO2答案：B解析：解答：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，而使反应停止。分析：本题考查常见气体的制取原理，题目难度不大，熟练掌握实验室制取气体的反应原理是解题的关键​。7.用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是()ABCD答案：解析：常温反应气体性质实验装置、气体的收集、尾气处理装置解答：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。分析：本题考查铜与浓硝酸反应制取二氧化氮气体的试验装置，熟练掌握二氧化氮的性质是解题的关键​。8.设计三种制备气体的方案：①加热稀盐酸和MnO2制氯气；②用稀H2SO4和大理石制备二氧化碳；③用稀硝酸和锌粒制备氢气，不宜采用的方案有()A．只有①B．只有①和②C．只有③D．①②③答案：D解析：解答：实验室制氯气用MnO2和浓盐酸；浓盐酸是还原剂，物质的还原性与浓度有关，稀盐酸还原性弱，不足以使MnO2发生还原反应，所以不能用稀盐酸与MnO2反应制Cl2；实验室制CO2，通常用大理石与稀盐酸反应，而不用稀H2SO4，因为生成的CaSO4微溶物附着在大理石表面，使反应终止；实验室制氢气是用锌粒与稀盐酸或稀硫酸反应，稀HNO3有强氧化性，与Zn反应不产生H2。分析：本题考查实验室制取氯气、二氧化碳和氢气的反应原理，熟练掌握气体的志趣原理和方法是解题的关键​。9.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．以上三种方法都行答案：B解析：解答：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HCO3-，从而析出大量的NaHCO3晶体。分析：本题考查碳酸氢钠的制取操作，题目难度不大，熟练掌握实验室中制取碳酸氢的反应原理是解题的关键​。10.某氯碱厂利用废铁皮制取净水剂FeCl3溶液，最合理的生产途径是()A．Cl2FeCl3FeCl3溶液B．Cl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液C．Cl2HCl盐酸FeCl2溶液FeCl3溶液D.→FeCl3溶液答案：B解析：解答：A项中生成的FeCl3固体可能混有Fe，加水后Fe与部分FeCl3反应会生成FeCl2，A错误。C项中H2与Cl2光照会发生爆炸，C错误。D项中除H2与Cl2光照会发生爆炸外，铁高温燃烧会生成Fe3O4，D项错误。分析：本题考查实验室制取氯化铁的实验原理的判断，题目难度中等，熟练掌握实验室制取氯化铁的反应原理是解题的关键​。11.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()A．a－b－c－d－e－f－g－hB．a－e－d－c－b－h－i－gC．a－d－e－c－b－h－i－gD．a－c－b－d－e－h－i－f答案：B解析：解答：装置顺序为：制氯气、除杂(HCl、水蒸气)、反应制备、尾气处理，注意洗气瓶中导管为“长进短出”。分析：本题考查实验室制取氯化铁的实验仪器的连接顺序，题目难度中等，熟练掌握实验操作要求是解题的关键​。12.为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下图中选择合适的装置并连接。合理的是()A．a—a′→d—d′→eB．b—b′→d—d′→gC．c—c′→d—d′→gD．d—d′→c—c′→f答案：C解析：解答：由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl，除去的试剂分别为浓硫酸和饱和碳酸氢钠溶液，应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl，再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子量为44，比空气29大，因此收集CO2时应用瓶口向上排空气法。所以正确的答案应为C选项。分析：本题考查气体混合物中杂质的除去方法和实验仪器的选用，熟练掌握吸气装置和原理是解题的关键​。13.某实验小组仔细研究了硫酸亚铁铵的制备实验，并与侯氏制碱法的原理进行认真分析对比，同学们分别发表了如下看法，其中错误的是（）A.没有难溶、难电离、易挥发物质生成的复分解反应也可能发生B.溶液中某些离子结合成新物质析出，其根本原因是这些离子浓度的幂次积超过了该物质的溶度积常数或电离平衡常数C.一种难溶物质或难电离物质，可以通过复分解反应生成更难溶或更难电离的物质D.只要适当改变温度、压强、浓度，任何反应都可自发进行答案：D解析：解答：焓减熵增的反应一定自发进行，焓增熵减的反应一定不能自发进行，D不正确。分析：本题考查实验室制取硫酸亚铁铵和侯氏制碱法的反应原理，熟练掌握化学反应的反应原理是解题的关键​。14.用下图实验装置（可添加加热或尾气处理装置）进行以下实验，无法达到目的的是（）A．实验室制取并收集少量NO2B．实验室制取并收集少量NH3C．验证非金属性：C＞SiD．验证氧化性：Cl2＞I2答案：B解析：解答：A、用Cu和浓硝酸反应制取NO2，向上排空气收集可得NO2，正确；B、NH3的密度小于空气，集气瓶中进气的导管要短，排出气体的导管应该长，错误；C、用CaCO3与稀盐酸反应制取CO2，然后把CO2通入Na2SiO3溶液，可验证C、Si元素的非金属，正确；D、用KMnO4和浓盐酸制取Cl2，然后把Cl2通入KI溶液，可验证Cl2和I2的氧化性，正确。分析：本题考查物质的制备及性质的验证的实验装置的评价。15.为提纯下列物质，所选除杂试剂和分离的主要操作方法都合理的是（）选项被提纯的物质（杂质）除杂试剂主要操作方法ANaHCO3溶液（Na2CO3）澄清石灰水过滤BNaCl溶液（Br2）乙醇分液CCO2（HCl）饱和NaHCO3溶液洗气DKNO3溶液（KOH）FeCl3溶液过滤答案：C解析：解答：A、澄清石灰水与NaHCO3、Na2CO3均反应，错误；B、乙醇与水互溶，不能分层，错误；C、CO2不溶于饱和NaHCO3溶液，但HCl与碳酸氢钠反应生成CO2，正确；D、杂质与FeCl3溶液反应，但又生成新杂质KCl，错误。分析：本题考查物质的分离与提纯有关问题，熟练掌握混合物中各种物质的性质是解题的关键​。16.下列有关实验的描述或操作错误的是()A．提取海带中碘元素，为保证I－完全氧化为I2，加入的氧化剂(H2O2或新制氯水)均应过量B．纸上层析法通常以滤纸作为惰性支持物。滤纸纤维上的羟基具有亲水性，它所吸附的水作为固定相C．制备硫酸亚铁铵晶体时，最后在蒸发皿中蒸发浓缩溶液时，只需小火加热至溶液表面出现晶膜为止，不能将溶液全部蒸干D．减压过滤不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀答案：A解析：解答：A中若氯水过量，会把生成的I2继续氧化成HIO3。分析：本题考查有关实验操作描述，熟练掌握相关实验的原理是解题的关键​。17.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．工业盐酸答案：B解析：解答：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：4MnO4-＋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。分析：本题考查亚铁离子的还原性以及化学试剂的保存方法。18.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答案：C解析：解答：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：2H2O22H2O＋O2↑。分析：本题考查实验室制取气体需要的仪器和反应原理的选择，熟练掌握气体的制取原理是解题的关键​。19.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答案：A解析：解答：发生的反应有：Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑；3Fe2＋＋NO3-＋4H＋=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O；Fe3＋＋3NH3·H2O=Fe(OH)3↓＋3NH4+；2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。分析：本题考查含铁单质及其化合物的相互转化关系，题目难度不大。20.下列制备方法和现象都正确的是()①取新配制的FeSO4溶液注入试管，再向试管里滴加烧碱溶液，立即有白色沉淀生成②往盛有少量苯酚稀溶液的试管中滴入几滴浓溴水时有白色沉淀析出③向盛有mol·L－1KI溶液的试管中滴加相同浓度的AgNO3溶液，边滴加边振荡，可得到浅黄色的碘化银胶体④淀粉与稀硫酸共煮后，加入新制Cu(OH)2悬浊液后再加热，有砖红色沉淀生成A．①④ B．②③ C．①③ D．②④答案：B解析：解答：由于氧气的进入，①实验一般看不到白色沉淀，①错误；mol·L－1KI溶液滴入少量AgNO3溶液，可得到浅黄色的碘化银胶体，③正确；④中催化剂稀硫酸将中和Cu(OH)2，看不到砖红色沉淀，④错误。分析：本题考查亚铁离子的还原性、三溴苯酚的生成、碘化银胶体的制备等，题目难度不大。二．非选择题21.硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体，实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：步骤1将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，分离出液体，用水洗净铁屑。步骤2向处理过的铁屑中加入过量的3mol·L－1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4步骤3向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体。请回答下列问题：(1)在步骤1的操作中，下列仪器中不必用到的有________(填仪器编号)；①铁架台②燃烧匙③锥形瓶④广口瓶⑤研钵⑥玻璃棒⑦酒精灯答案：②④⑤(2)在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是________________________________________________；答案：抑制亚铁离子的水解(3)在步骤3中，“一系列操作”依次为____________、__________和过滤；答案：加热浓缩|冷却结晶(4)本实验制的硫酸亚铁铵晶体常含有Fe3＋杂质。检验Fe3＋常用的试剂是____________，可以观察到的现象是___________________。答案：KSCN溶液|溶液显血红色解析：解答：步骤1是溶液加热和过滤操作，用不到②④⑤；亚铁离子在加热过程中会水解，因而要加酸抑制亚铁离子的水解；步骤3是抑制亚铁离子的水解下的蒸发与结晶过程。分析：本题考查硫酸亚铁铵的制取、实验仪器的使用、化学实验基本操作等，题目难度不大。22.工业废铁屑表面常有铁锈(成分为Fe2O3)，并沾有油污。某校研究性学习小组设计实验方案，按以下①～④步骤用废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)晶体。废铁屑铁屑溶液(留有少量铁屑)滤液绿矾晶体根据该实验方案，回答下列问题：(1)步骤①中废铁屑与NaOH溶液共热的目的是______________________________。答案：除去铁屑表面的油污(2)步骤②中烧杯底部留有少量铁屑的理由是_____________________________。说明剩余铁屑作用的离子方程式为______________________________________________。答案：防止Fe2＋被氧化成Fe3＋|2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(3)在步骤③中，该小组采用如图抽气过滤(减压过滤)装置代替普通漏斗，其目的是________；________。答案：使吸滤瓶内的压强减小，提高过滤的速率|减少滤液与空气的接触，避免Fe2＋被氧化(4)检查步骤③的滤液中没有Fe3＋的方法是_______________________。答案：取少许滤液，加入KSCN溶液，无血红色出现解析：解答：制备FeSO4·7H2O晶体，关键是要避免Fe2＋被空气氧化，利用抽气过滤，可提高过滤速度，趁热过滤还可以防止FeSO4结晶。分析：本题考查硫酸亚铁的制取、常见阳离子的检验等，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作是解题的关键​。23.将绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得莫尔盐晶体。(NH4)2SO4＋FeSO4＋6H2O=(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O↓，根据下图回答：(1)步骤2中铁屑过量的目的是__________________。答案：防止Fe2＋被氧化成Fe3＋：Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋(2)步骤3中，加入(NH4)2SO4固体后，要得到莫尔盐晶体，需经过的实验操作包括：加热蒸发、__________、________。浓缩时能否蒸发至干，为什么？_________________________________________________。答案：冷却结晶|过滤|不能，因为蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中；蒸干时晶体会受热分解或被氧化(3)步骤3中制得的晶体过滤后用无水乙醇洗涤的目的是_____________________________；不用蒸馏水洗涤，理由是________________________________________________。答案：利用乙醇的挥发，除去晶体表面附着的水分|①减少晶体在洗涤时的溶解；②减少蒸馏水中溶解氧对晶体的氧化解析：解答：(1)剩下一点铁屑，可以还原氧化生成的Fe3＋，保证Fe2＋稳定、纯净地存在，减少产物中的Fe3＋杂质。Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋。(2)浓缩结晶莫尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止莫尔盐失水。更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化。(3)洗涤莫尔盐用无水乙醇，不能用水。莫尔盐不溶于乙醇，但易溶于水，用无水乙醇可以除去水，易于干燥。分析：本题考查莫尔盐的制取、化学实验基本操作、混合物的分离提纯等，题目难度中等，熟练掌握化学实验基本操作是解题的关键​。24.绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。请回答下列问题：(1)下图所示装置用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是________，集气瓶的作用是________；烧杯中主要发生：①CuSO4＋H2S=CuS↓＋H2SO4，②4CuSO4＋PH3＋4H2O=H3PO4＋4H2SO4＋4Cu，则烧杯中盛放的试剂是________，其作用是________。答案：铁屑、稀硫酸|作为安全瓶，防止烧杯中的溶液倒吸至锥形瓶中，污染产物|CuSO4溶液|吸收H2S、PH3等尾气(2)下图所示装置用于制备硫酸亚铁铵。在0～60℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作：①打开活塞________，关闭活塞________，从分液漏斗滴入6mol·L－1H2SO4到250mL锥形瓶，充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________答案：B、C|A|B、C|A(3)在制备硫酸亚铁的过程中，