高考化学大一轮复习 物质的制备方法限时集训卷

【创新方案】高考化学大一轮复习物质的制备方法限时集训卷[对应学生用书课下限时集训(三十六)]一、选择题1．实验室对制备气体反应的基本要求是“反应条件易满足、能平稳地产生气流、所得气体中尽可能不含杂质成分(除少量水蒸气及少量原料汽化形成的物质)”，下列反应一般能用于实验室制备气体的是()A．Na2O2与CO2反应制备O2B．H2O2与MnO2混合制备O2C．加热浓硝酸制备NO2D．浓NaOH与NH4Cl溶液混合加热制备NH3解析：选BA项，易引入较多的CO2杂质；C项，加热浓HNO3制NO2时还会产生O2；D项，氨气易溶于水，用浓NaOH溶液与NH4Cl溶液反应制得的NH3量较少。2．下列能达到实验目的的是()A．除去杂质气体CO2B．收集并吸收多余的Cl2C．干燥Cl2D．吸收HCl制盐酸解析：选CA项，导气管应该“长进短出”；B项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D项，HCl易溶于水，会发生倒吸。3．下列装置及实验设计中合理的是()A．①B．②③C．①②③D．②③④解析：选B①忽略了CO2与C的反应是气体体积增大的反应，该实验设计不能实施；②、③可以达到实验目的；④中气体应从左边通入。4．(·海淀模拟)图示气体发生装置中，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是()解析：选DA、B、C三个装置原理与启普发生器相似，均具有随开随关功能；而装置D关闭止水夹后，反应仍断续进行，无法通过关闭止水夹控制反应的停止。5．如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是()选项气体abcANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3浓氨水生石灰碱石灰DCO2稀硫酸Na2CO3浓硫酸解析：选DA项，氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，最后收集不到NO2，错误；B项，铜与浓硫酸反应需要加热，酸性KMnO4能氧化SO2，收集不到SO2，错误；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，错误。6．如图是制取和收集某气体的实验装置，该装置可用于()A．浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2B．过氧化钠固体和水反应制取O2C．浓硝酸与铜反应制取NO2D．浓氨水和生石灰反应制取NH3解析：选BA项，浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2需要加热；C项，NO2与水反应生成NO气体，不能用排水法收集；D项，NH3易溶解于水，不能用排水法收集。7．既能用浓H2SO4干燥，又可用CaO干燥的气体有()①H2②O2③N2④SO2⑤H2S⑥CH4⑦NH3⑧CO2A．①②③⑥B．①②③⑧C．④⑤⑥D．④⑤解析：选A能用浓H2SO4干燥的气体有①②③④⑥⑧，能用CaO干燥的气体有：①②③⑥。8．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水吸收，则R是()A．HClB．Cl2C．COD．NH解析：选D该装置只能收集密度比空气小的气体，HCl、Cl2的密度都大于空气的密度，A、B错误；CO不能用排空气法收集，C错误。二、非选择题9．(·宜宾质检)气体是物质聚集状态的重要形式之一，在实验室或工业上经常需制备气体。如图所示是某同学设计的实验室制备氨气的一些装置。(1)如图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中不能得到氨气的是________。(2)利用装置B和表中提供的试剂，能制备的相应气体有__________________(填气体的化学式)。气体所用试剂SO2NaHSO3(固)＋H2SO4(浓)Cl2MnO2(固)＋HCl(浓)H2SNa2S(固)＋H2SO4(浓)O2Na2O2(固)＋H2O(3)实验室制备、收集干燥的NO2，所需仪器如图所示，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→________→________→________→________→f。装置D的作用是____________________，装置E中盛放的溶液是___________________________。制备时，烧瓶中装少量铜片，从分液漏斗向烧瓶中滴加浓硝酸，烧瓶中的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：氯化铵加热不能用于制备氨气，因为它分解生成氨气与氯化氢遇冷又化合生成氯化铵；装置C试管口向上，可能会造成试管炸裂；装置B符合固体与液体不加热反应制备气体。答案：(1)A、C(2)SO2、O2(3)decb防止E中的溶液倒吸到B中NaOH溶液铜片和浓硝酸剧烈反应，铜片逐渐溶解放热，产生大量红棕色气体，得到绿色溶液10．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，两次使用装置B，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是_________________________________，装置D的作用是______________________________________________。②为了使装置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______________________________________________________________(任写一种)。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，如控制稀硫酸的滴入速率、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或检验氢气是否纯净。(2)①滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水挥发，氨气逸出。②做氨的催化氧化实验时，装置A为O2和NH3的发生装置，由于产生的O2和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H2SO4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，其他合理答案亦可)③检验装置中空气是否排尽(或检验氢气是否纯净)(2)①O2、NH3②A→D→B③4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O11．某实验小组利用如图装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是__________________。(3)制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K并通入一段时间的N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，________________________________________________________________________；④拆除装置，取出产物。(4)数据记录如表所示：空瓷舟的质量m0/g瓷舟与钙的质量m1/g瓷舟与产物的质量m2/g14.8015.0815.15①计算得到实验式CaxN2，其中x＝________。②若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：____________________。解析：(2)要保证整个装置不能混入其他气体。(3)一定要使玻璃管冷却后再停止通入氮气流。(4)要确定x值必须求出钙和氮的原子个数比，根据题目所给的数据可做如下计算：①m(Ca)＝(15.08－14.80)g＝0.28g，m(N)＝(15.15－15.08)g＝0.07g，则n(Ca)∶n(N)＝eq\f(0.28,40)∶eq\f(0.07,14)＝7∶5，则x＝eq\f(14,5)；②若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08%，CaO中钙的质量分数为71.43%，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小。答案：(1)关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气密性良好(2)防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，氧化单质钙，生成氧化钙，引入杂质(3)熄灭酒精灯，待玻璃管冷却至室温，停止通入氮气，并关闭活塞(4)①2.80②x＜3，产物中生成了CaO12．苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：CH3＋2KMnO4eq\o(→,\s\up7(△))COOK＋KOH＋2MnO2↓＋H2OCOOK＋HCl→COOH＋KCl实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。已知：苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。(1)操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。(2)无色液体A是__________________________________________，定性检验A的试剂是______________，现象是________________。(3)测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130序号实验方案实验现象结论①将白色固体B加入水中，加热溶解，________________________________________________________________________得到白色晶体和无色滤液②取少量滤液于试管中，________________________________________________________________________________________________________________________________________________生成白色沉淀滤液含Cl－③干燥白色晶体，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________白色晶体是苯甲酸(4)纯度测定：称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10－3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为__________________________，计算结果为________(保留两位有效数字)。解析：整个流程大致过程为：反应后的苯甲酸钾和未反应的甲苯通过分液，分为有机相和水相，有机相成分主要是甲苯，水相主要是苯甲酸钾；有机相通过无水硫酸钠干燥掉部分水后，再用蒸馏的办法，蒸出甲苯，而有机相苯甲酸钾通过盐酸酸化变为苯甲酸，通过蒸发浓缩，多余浓盐酸挥发，冷却过滤，苯甲酸钾即为题中白色固体物质。(1)由整个流程可知，操作Ⅰ和操作Ⅱ分别为分液、蒸馏。(2)由于苯的同系物能使高锰酸钾褪色，所以检验甲苯可以用酸性KMnO4溶液，在此题中若看到酸性KMnO4溶液褪色，即证明有甲苯。(3)若要检验KCl的存在，检验Cl－离子即可，用硝酸盐溶液；根据表格提示，苯甲酸的存在检测熔点，有机物一般熔点较低。(4)苯甲酸与KOH按1∶1反应，因此25mL苯甲酸的物质的量为2.4×10－3mol，100mL为2.40×10－3×4mol，总的苯甲酸质量为2.40×10－3×4×122g，因此质量分数为[(2.40×10－3×122×4)/1.22]×100%＝96%。答案：(1)分液蒸馏(2)甲苯，酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色(3)序号实验方案实验现象结论①将白色固体B加入水中，加热，溶解，_冷却、过滤得到白色晶体和无色溶液②取少量滤液于试管中，滴入适量硝酸酸化的AgNO3溶液_生成白色沉淀滤液含有Cl－③干燥白色晶体，加热使其融化，测其熔点熔点为122.4℃白色晶体是苯甲酸(4)[(2.40×10－3×122×4)/1.22]×100%96%1．下列实验操作正确的是()解析：选AB项，NO不能用排空气法收集；C项，浓硫酸不能在量筒中稀释；D项，易发生倒吸现象。2．下列气体制备与收集装置错误的是()解析：选DD项，NO气体易与空气中的氧气发生反应，且其密度与空气非常相近，不能用排空气法收集。3．如图装置可用于收集气体X并验证其某些化学性质，你认为正确的是()选项气体X试剂现象结论ASO2酸性KMnO4溶液溶液褪色SO2有氧化性BC2H4溴水溶液褪色能发生加成反应CX澄清石灰水溶液变浑浊X不一定是CO2DCl2紫色石蕊试液溶液先变红后褪色Cl2有酸性和漂白性解析：选C二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色，体现了其还原性，A错误；乙烯密度小于空气，不可用此装置收集，B错误；向紫色石蕊试液中通入氯气，先变红后褪色的原因是氯气与水反应生成了酸，且其中的次氯酸具有漂白性，D错误。4．某校化学课外活动小组组装了如图所示的仪器，欲经过简单的连接，制备中学化学中几种常见气体。请填写表格中的空白：序号(1)(2)(3)气体CO2NH3Cl2装置连接顺序制备→收集①______________制备→净化→干燥③_____________________制备→净化→干燥⑥_____________________试剂名称若干燥NH3，可选用试剂④_____________________处理尾气的试剂⑦_____化学反应方程式②____________________________⑤__________________________________________⑧__________________________________________解析：根据气体的制备原理，制备CO2属于“固＋液”不需加热的反应，制备NH3属于“固＋固”需加热的反应，制备Cl2属于“固＋液”需加热的反应，结合题给图示可选择适当的制气装置和收集装置。答案：①D→H②CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O③A→I→L④碱石灰(或固体氢氧化钠)⑤Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O⑥B→G→E→H→K(F代替K也可)⑦氢氧化钠溶液⑧MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑5．Ⅰ.某同学拟用如图所示装置分别制取H2和NO。而实验室只有水、浓硫酸、浓硝酸、铜片。(1)制取H2时，还缺少的固体试剂是________(填名称)，反应的离子方程式是：________________________________________________________________________。(2)制取NO时，请你从上述试剂中为他选择比较合理的试剂：__________________；反应产生的气体需要用________法收集。Ⅱ.有一份两种物质混合而成的白色混合物，分别取适量该混合物置于三支试管中进行实验。①加热第一支试管中的白色混合物，试管口有水滴凝结。②向第二支试管中逐滴加入4mol/L的NaOH溶液至过量，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后试管中还有白色不溶物。③向第三支试管中逐滴加入4mol/L盐酸，同时不断振荡试管，有无色无味的气体产生，反应结束后得到无色透明溶液。(1)符合以上实验现象的是混合物________(填选项编号)。A．NaHCO3、AgNO3B．BaCl2、MgCO3C．NH4HSO