2023高考化学二轮专题复习与测试专题强化练八化学实验

专题强化练(八)化学实验1．(2022·广东二模)利用Na2SO3固体和70%H2SO4溶液可制取SO2和Na2SO4·10H2O，下列实验操作(部分夹持装置已省略)能达到相应实验目的的是()实验目的配制70%H2SO4溶液制取SO2干燥SO2并观察气体流速制取Na2SO4·10H2O实验操作选项ABCD＋H2SO4=Na2SO4＋H2O＋SO2↑可知，用题图B装置可以制备SO2，B项符合题意；由于通入SO2的导管末端未插入浓硫酸中，不能起到干燥的目的，C项不符合题意；蒸发溶液需用蒸发皿而不是坩埚，坩埚用于灼烧固体，D项不符合题意。故选B。答案：B2．实验室制取NH3并验证其化学性质和用途，图中装置对应的说法正确的是()A．可利用装置甲制取大量NH3B．可利用装置乙干燥NH3C．根据装置丙的原理和现象，可用浓氨水检验氯气管道是否漏气D．利用装置丁可吸收NH3并防倒吸解析：NH3极易溶于水，氢氧化钠稀溶液与氯化铵溶液反应产生的NH3·H2O不易分解，因此题图中装置甲不能大量制取NH3，A项错误；NH3能够与浓硫酸反应，因此不能使用浓硫酸干燥NH3，B项错误；浓氨水具有挥发性，会挥发产生NH3，浓盐酸具有挥发性，会挥发产生HCl，当两个玻璃棒靠近时，挥发的NH3与HCl在空气中反应产生NH4Cl白色固体，因此看到有白烟。根据题图装置丙的原理和现象，可用浓氨水检验氯气管道是否漏气，若发生漏气，则发生反应：8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2，有白烟生成，C项正确；NH3极易溶于水，若将导气管直接通入水中，NH3在水中溶解，导致导气管中气体压强减小，烧杯中的水进入导气管从而引发倒吸现象，D项错误。故选C。答案：C3．下列装置应用于实验室由铜制取、收集NO2气体并回收Cu(NO3)2的实验，装置正确且能达到实验目的的是()A．用图①装置制取NO2B．用图②装置收集NO2C．用图③装置过滤时，不断搅拌溶液以过滤掉固体杂质D．用图④装置蒸干并灼烧得到纯净的Cu(NO3)2解析：A项，气体会从长颈漏斗中逸出，错误；B项，NO2密度比空气大且NO2会造成大气污染，尾气要吸收处理且要防倒吸，正确；C项，过滤时不能搅拌，错误；D项，蒸发时不能直接蒸干，且灼烧时Cu(NO3)2会分解为CuO，错误。故选B。答案：B4．下列制取或收集气体的装置中，棉花作用不正确的是()选项AB实验名称加热高锰酸钾制取氧气制取并收集NH3装置棉花作用防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞吸收过量的NH3，防止NH3泄漏到空气中选项CD实验名称铜与浓硫酸反应制取SO2铁粉与高温下的水蒸气反应装置棉花作用吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气提供水蒸气解析：加热高锰酸钾制取氧气时，在导管口塞上棉花可以防止高锰酸钾颗粒进入导气管，造成堵塞，故A项正确；选项B，实验中棉花的作用是防止空气在试管口形成对流，以提高所收集的NH3的纯度，若要吸收NH3则需要用湿棉花，故B项错误；浸有碱液的棉花可以吸收过量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空气，故C项正确；红热的铁粉与水蒸气在高温下可以反应，所以湿棉花可以提供水蒸气，故D项正确。故选B。答案：B5．利用如图装置可以进行实验并能达到实验目的的是()选项实验目的X中试剂Y中试剂A用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2饱和食盐水浓硫酸B用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO水浓硫酸CCaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2饱和NaHCO3溶液浓硫酸D用CaO与浓氨水制取并收集纯净干燥的NH3NaOH溶液碱石灰解析：MnO2和浓盐酸制取氯气，需要加热，A项不符合题意；NO不能选排空气法收集，B项不符合题意；CaCO3和稀盐酸反应生成二氧化碳，碳酸氢钠溶液可除去HCl，浓硫酸干燥后，选向上排空气法收集二氧化碳，C项符合题意；用CaO与浓氨水制取NH3，进入X中时NH3会溶解，而且NH3密度比空气小，应该用向下排空气方法收集，不能用向上排空气的方法收集，D项不符合题意。故选C。答案：C6．下列分离方法正确的是()A．回收水溶液中的I2：加入乙酸，分液，蒸发B．回收含有KCl的MnO2：加水溶解，过滤，干燥C．除去氨中的水蒸气：通过盛有P2O5的干燥管D．除去乙醇中的水，加入无水氯化钙，蒸馏解析：A项，乙酸能溶于水，不能用分液方法分开，不符合题意；B项，氯化钾能溶于水，而二氧化锰不溶于水，故可通过过滤除去，符合题意；C项，P2O5为酸性氧化物，能跟碱性物质反应，故不能用来干燥氨，不符合题意；D项，无水氯化钙能与乙醇形成络合物，除去乙醇中的水，不能用无水氯化钙，应选用氧化钙，蒸馏，不符合题意。故选B。答案：B7．(2022·日照校际联考)用含硫酸锰(MnSO4)的废锰矿渣制备碳酸锰的某种工艺如图所示。下列说法错误的是()①溶解时采取40～50℃，是为了加快废锰矿渣的溶解②抽滤属于加压过滤，比常压过滤压强更大③抽滤与常压过滤相比速度更快，固体和液体分离更彻底④沉锰的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O⑤采用高温烘干，可得到纯净干燥的产品A．②④ B．①③⑤C．②⑤ D．②③⑤解析：含硫酸锰(MnSO4)的废锰矿渣加水维持温度在40～50℃进行溶解，然后抽滤，滤液1含MnSO4，滤液1通过蒸煮浓缩、沉降除钙、抽滤除去钙离子，滤液2含MnSO4，滤液2中加NH4HCO3进行沉锰、抽滤得到MnCO3，滤渣3为MnCO3，用去离子水洗涤MnCO3，然后烘干得到产品。据此分析解答。①加热可加速MnSO4溶解，故溶解时采取40～50℃，是为了加快废锰矿渣的溶解，①正确；②抽滤属于减压过滤，②错误；③抽滤属于减压过滤，＋H＋，1个碳酸根与锰离子结合为碳酸锰沉淀，再结合电荷守恒、原子守恒可知沉锰的离子方程式为Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，④正确；⑤温度太高MnCO3可能分解，故烘干时温度不能太高，⑤错误；综上所述，②⑤错误。故选C。答案：C8．(2021·八省八校联考)利用KOH溶液中和酸式盐KIO3·HIO3可制得碘酸钾，工艺流程如下图甲，已知碘酸钾和氯化钠的溶解度曲线如下图乙所示。下列说法不正确的是()A．流程中加入30%KOH溶液使溶液呈碱性，在碱性条件下反应，可用石蕊作指示剂B．操作Ⅰ包括结晶、过滤、洗涤C．操作Ⅰ后所得母液加入到溶解过程以提高产率D．某方法获得的碘酸钾晶体粗品含氯化钠，可通过加热溶解蒸发结晶、过滤提纯碘酸钾解析：根据题意利用KOH中和酸式盐KIO3·HIO3，生成KIO3，同时溶液保持碱性，石蕊遇碱变蓝，因此在碱性条件下反应，可用石蕊指示剂，故A项正确；操作Ⅰ得晶体和母液，该步骤包括让晶体从溶液中析出，然后过滤，对晶体进行洗涤、干燥，故B项正确；KIO3能溶于水，母液中含有KIO3，将操作Ⅰ后的母液加入到溶解过程中可以提高KIO3的产率，故C项正确；根据碘酸钾和氯化钠的溶解度曲线，获得碘酸钾晶体应蒸发浓缩，冷却结晶，然后过滤，故D项错误。故选D。答案：D9．(2022·佛山二模)锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在，碱性减弱时易发生反应：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2H2O=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－。利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图所示(夹持装置已省略)。下列说法错误的是()A．在强碱性环境下，氧化性：Cl2>KMnO4B．装置Ⅰ中的漂白粉可以用二氧化锰代替C．装置Ⅱ中盛放饱和氯化钠溶液，以提高KMnO4的产率D．装置Ⅳ不需要防倒吸的原因是氢氧化钠溶液与氯气反应速率较慢解析：漂白粉的有效成分是次氯酸钙，次氯酸钙与浓盐酸在Ⅰ中反应制得氯气，用Ⅱ除去氯气中混有的HCl，在Ⅲ中制备高锰酸钾，过量的氯气用Ⅳ吸收，防止污染空气。据此分析解答。在强碱性环境下，Cl2将K2MnO4氧化为KMnO4，则在强碱性环境下，氯气的氧化性比高锰酸钾强，A项正确；次氯酸钙与浓盐酸反应制备氯气无需加热，二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气需要加热，故装置Ⅰ中的漂白粉不可以用二氧化锰代替，B项错误；装置Ⅱ中盛放饱和氯化钠溶液，可以除去氯气中混有的HCl，同时减少氯气的损失，从而提高产率，C项正确；氢氧化钠溶液吸收氯气的速率较慢，不会形成倒吸，故装置Ⅳ不需要防倒吸，D项正确。故选B。答案：B10．(2022·玉林、贵港联合模拟)下列实验操作、现象与结论均正确的是()选项实验操作实验现象实验结论A将稀硫酸与亚硫酸钠混合反应产生的气体通入品红溶液品红溶液褪色SO2能氧化品红B向碘水中加入CCl4，振荡、静置上层褪色，下层变紫碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度C浓盐酸与石灰石反应放出的气体通入硅酸钠溶液产生白色沉淀酸性：H2CO3>H2SiO3D将NaOH溶液逐滴滴加到AlCl3溶液中至过量先产生白色胶状沉淀，后沉淀溶解Al(OH)3是两性氢氧化物解析：稀硫酸与Na2SO3反应生成SO2，SO2使品红褪色体现其漂白性，实验结论错误，A项不符合题意；碘水中加入CCl4可萃取碘单质，由于CCl4密度比水大，故萃取后上层为水，无色，下层为碘的CCl4溶液，显紫色，B项符合题意；浓盐酸与石灰石反应产生的CO2中混有挥发的HCl，HCl、H2CO3均可制备H2SiO3，故无法说明酸性：H2CO3＞H2SiO3，C项不符合题意；AlCl3与NaOH反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀溶于NaOH溶液，但该实验并未验证Al(OH)3沉淀是否溶于酸，故不能说明Al(OH)3一定是两性氢氧化物，D项不符合题意。故选B。答案：B11．(2022·北京丰台一模)铜冶炼过程中，产生的粗硫酸镍废液中含有Cu2＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、H3AsO3等杂质微粒，工业生产以此为原料，精制硫酸镍，主要流程如下。已知：常温下，Fe(OH)3Ksp＝2.6×10－39；Ni(OH)2Ksp＝5.48×10－16。请回答下列问题：(1)步骤ⅰ的操作名称是__________。(2)①H3AsO3中As的化合价为________。②步骤ⅱ中H2O2的作用是__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤ⅲ，加入Na2CO3的目的是通过调pH进一步去除Fe3＋，使c(Fe3＋)≤2.5×10－9mol·L－1。若溶液2中c(Ni2＋)＝0.0548mol·L－1，则需控制pH的大致范围为__________。(4)①步骤ⅳ，沉淀3的主要成分有__________(填化学式)。②步骤ⅳ，在加入NaF的同时需调pH约为5，若pH过低，导致沉淀率下降，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)结合下图说明由溶液4得到NiSO4·6H2O的操作是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：粗硫酸镍废液在有机溶剂中萃取后分液，得到含铜有机物和溶液1，往溶液1加入H2O2后过滤，得到沉淀1(FeAsO4)和溶液2，再往溶液2加入Na2CO3后过滤，得到沉淀2[Fe(OH)3]和溶液3，继续往溶液3加入NaF后过滤，得到沉淀3和溶液4，沉淀3主要是CaF2和MgF2，溶液4经加热浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸镍晶体。据此分析解答。(1)据分析，步骤ⅰ分离有机相和无机相，操作名称是萃取分液。(2)①H3AsO3中H元素＋1价，O元素－2价，根据化合价代数和为零，As的化合价为＋3价；②据分析，步骤ⅱ中加入H2O2后过滤，得到沉淀1(FeAsO4)，从题中流程图可知Fe2＋、H3AsO3被氧化，故H2O2的作用是氧化Fe2＋和H3AsO3，以利于形成FeAsO4，除去砷和铁元素。(3)据已知信息，Ni(OH)2Ksp＝5.48×10－16，则溶液2中c(Ni2＋)＝0.0548mol·L－1时，c(OH－)不能大于eq\r(\f(Ksp,c（Ni2＋）))＝eq\r(\f(5.48×10－16,0.0548))＝10－7，pH＝7；又需使c(Fe3＋)≤2.5×10－9mol·L－1，根据Fe(OH)3Ksp＝2.6×10－39，则c(OH－)不能小于eq\r(3,\f(Ksp,c（Fe3＋）))＝eq\r(3,\f(2.6×10－39,2.5×10－9))≈10－10，pH＝4；故需控制pH的大致范围为4～7。(4)①据分析，步骤ⅳ，沉淀3的主要成分有CaF2和MgF2；②在加入NaF的同时需调pH约为5，HF是弱酸，若pH过低，导致沉淀率下降，原因是F－与H＋结合生成弱电解质HF，导致c(F－)降低，沉淀率下降。(5)从题图中可知，NiSO4·6H2O的溶解度随温度升高而增大，故由其溶液得到晶体的操作时加热浓缩、冷却结晶、过滤。答案：(1)萃取分液(2)＋3氧化Fe2＋和H3AsO3，以利于形成FeAsO4，除去砷和铁元素(3)4～7(4)①CaF2、MgF2②F－与H＋结合生成弱电解质HF，导致c(F－)降低，沉淀率下降(5)加热浓缩、冷却结晶、过滤12．(2021·全国乙卷)氧化石墨烯具有稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重要的应用前景。通过氧化剥离石墨制备氧化石墨烯的一种方法如下(装置如图所示)：实验步骤：Ⅰ.将浓H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，剧烈搅拌下，分批缓慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。Ⅱ.转至油浴中，35℃搅拌1小时，缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。Ⅲ.转移至大烧杯中，静置冷却至室温。加入大量蒸馏水，而后滴加H2O2至悬浊液由紫色变为土黄色。Ⅳ.离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。Ⅵ.冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。回答下列问题：(1)装置图中，仪器a、c的名称分别是________、______，仪器b的进水口是________(填字母)。(2)步骤Ⅰ中，需分批缓慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是___________________。(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴，不使用热水浴，原因是_________________________。(4)步骤Ⅲ中，H2O2的作用是_____________________________________________________________________________________________________________(以离子方程式表示)。(5)步骤Ⅳ中，洗涤是否完成，可通过检测洗出液中是否存在SOeq\o\al(2－,4)来判断。检测的方法是____