2025年高考化学复习之小题狂练300题（选择题）：制备实验方案的设计

第1页（共1页）2025年高考化学复习之小题狂练300题（选择题）：制备实验方案的设计一．选择题（共10小题）1．（2024•贵州）贵州重晶石矿（主要成分BaSO4）储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡（BaTiO3）工艺。部分流程如图：下列说法正确的是（）A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度2．（2024•湖南）中和法生产Na2HPO4•12H2O的工艺流程如图：已知：①H3PO4的电离常数：K1＝6.9×10﹣3，K2＝6.2×10﹣8，K3＝4.8×10﹣13；②Na2HPO4•12H2O易风化。下列说法错误的是（）A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液 B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行3．（2024•选择性）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl﹣并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是（）锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）离子Zn2+Cu2+Cl﹣浓度（g•L﹣1）1450.031A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu+4H++H2O2═2Cu2++H2↑+2H2O C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn4．（2023•湖北）实验室用以下装置（夹持和水浴加热装置略）制备乙酸异戊酯（沸点142℃），实验中利用环己烷—水的共沸体系（沸点69℃）带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷（沸点81℃），其反应原理：下列说法错误的是（）A．以共沸体系带水促使反应正向进行 B．反应时水浴温度需严格控制在69℃ C．接收瓶中会出现分层现象 D．根据带出水的体积可估算反应进度5．（2023•湖北）利用如图所示的装置（夹持及加热装置略）制备高纯白磷的流程如图：红磷（s）无色液体与P4（g）白磷（s）下列操作错误的是（）A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质 B．将红磷装入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气 C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化 D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集6．（2022•湖南）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图：下列说法错误的是（）A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用7．（2022•河北）LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如图：下列说法错误的是（）A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序 B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离 C．中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr═CO2↑+2LiBr+H2O D．参与反应的n（Br2）：n（BaS）：n（H2SO4）为1：1：18．（2022•山东）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如图，可能用到的数据见下表。Fe（OH）3Cu（OH）2Zn（OH）2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是（）A．固体X主要成分是Fe（OH）3和S；金属M为Zn B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出 C．中和调pH的范围为3.2～4.2 D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成9．（2022•浙江）尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4（含SiO2杂质）。已知：MgAl2O4（s）+4Cl2（g）═MgCl2（s）+2AlCl3（g）+2O2（g）ΔH＞0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3，同时还可得到副产物SiCl4（SiCl4沸点为58℃，AlCl3在180℃升华）：MgAl2O4（s）+4C（s）+4Cl2（g）MgCl2（s）+2AlCl3（g）+4CO（g）。下列说法不正确的是（）A．制备时要保持无水环境 B．输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上 C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量 D．为避免产生大量CO2，反应过程中需保持炭过量10．（2021•山东）工业上以SO2和纯碱为原料制备无水NaHSO3的主要流程如图，下列说法错误的是（）A．吸收过程中有气体生成 B．结晶后母液中含有NaHCO3 C．气流干燥湿料时温度不宜过高 D．中和后溶液中含Na2SO3和NaHCO3

2025年高考化学复习之小题狂练300题（选择题）：制备实验方案的设计参考答案与试题解析一．选择题（共10小题）1．（2024•贵州）贵州重晶石矿（主要成分BaSO4）储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡（BaTiO3）工艺。部分流程如图：下列说法正确的是（）A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度【答案】B【分析】重晶石题干一系列转化得到BaS溶液，BaS溶液中加入稀盐酸酸化得到BaCl2和H2S，然后向溶液中加入过量NaOH题干一系列操作得到Ba（OH）2•H2O还得到溶液1，溶液1中含有NaCl和过量的NaOH，Ba（OH）2•H2O进行溶解然后加入Ti（OC4H9）4得到BaTiO3粗产品，然后通过洗涤得到BaTiO3。【解答】解：A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质BaCl2，故A错误；B．从溶液中获取晶体，采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法，所以“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故B正确；C．“合成反应”生成BaTiO3的反应中没有电子转移，所以不是氧化还原反应，故C错误；D．钛酸钡能和稀硫酸反应，所以不能用稀硫酸洗涤粗品，故D错误；故选：B。【点评】本题考查物质的制备，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确元素化合物的性质、流程图中各物质的成分及可能发生的反应、分离提纯方法是解本题关键，题目难度中等。2．（2024•湖南）中和法生产Na2HPO4•12H2O的工艺流程如图：已知：①H3PO4的电离常数：K1＝6.9×10﹣3，K2＝6.2×10﹣8，K3＝4.8×10﹣13；②Na2HPO4•12H2O易风化。下列说法错误的是（）A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液 B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4 C．“结晶”工序中溶液显酸性 D．“干燥”工序需在低温下进行【答案】C【分析】A．铁是较活泼金属，可以与H3PO4反应；B．若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH；C．计算水解平衡常数为Kh，与K3进行比较，判断Na2HPO4的水解程度与电离程度的大小；D．Na2HPO4•12H2O易风化失去结晶水。【解答】解：A．铁是较活泼金属，可以与H3PO4反应，生成H2，“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，故A正确；B．若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新的杂质，可以加入H3PO4，若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新的杂质，可以加入NaOH，故B正确；C．“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，根据H3PO4的K2＝6.2×10﹣8，K3＝4.8×10﹣13，则的水解平衡常数为Kh＝＝≈1.6×10﹣7≥K3，即Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，故C错误；D．由于Na2HPO4•12H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需在低温下进行，故D正确；故选：C。【点评】本题主要考查制备实验方案的设计，具体水解平衡常数与电离平衡常数的应用，理解流程的原理是解决本题的关键，属于高考高频考点，难度中等。3．（2024•选择性）某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl﹣并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是（）锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）离子Zn2+Cu2+Cl﹣浓度（g•L﹣1）1450.031A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu+4H++H2O2═2Cu2++H2↑+2H2O C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn【答案】C【分析】由流程可知，“浸铜”发生反应：Cu+2H++H2O2═Cu2++2H2O，脱氯发生的反应为：脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl，据此进行解答。【解答】解：A．“浸铜”时不能加入足量H2O2，否则铜屑溶解完全，不能发生后续的脱氯反应，故A错误；B．“浸铜”反应无氢气产生，发生反应：Cu+2H++H2O2═Cu2++2H2O，故B错误；C．“脱氯”反应：Cu+Cu2++2Cl﹣═2CuCl，故C正确；D．脱氯液净化后电解，阴极上产生Zn，故D错误；故选：C。【点评】本题考查物质的制备，侧重考查学生物质之间的反应和分离提纯知识的掌握情况，试题难度中等。4．（2023•湖北）实验室用以下装置（夹持和水浴加热装置略）制备乙酸异戊酯（沸点142℃），实验中利用环己烷—水的共沸体系（沸点69℃）带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷（沸点81℃），其反应原理：下列说法错误的是（）A．以共沸体系带水促使反应正向进行 B．反应时水浴温度需严格控制在69℃ C．接收瓶中会出现分层现象 D．根据带出水的体积可估算反应进度【答案】B【分析】A．制备乙酸异戊酯的反应是可逆反应，以共沸体系带水可以平衡正向移动；B．实验中利用环己烷—水的共沸体系（沸点69℃）带出水分，环己烷的沸点是81℃，环己烷—水的共沸体系沸点是69℃，利用环己烷—水的共沸体系（沸点69℃）带出水分，反应时水浴温度控制在69℃～81℃之间即可；C．乙酸异戊酯不溶于水，则接收瓶中会出现分层现象，乙酸异戊酯不溶于水在上层；D．根据投料量，可以估计生成水的体积，根据带出水的体积可估算反应进度。【解答】解：A．制备乙酸异戊酯的反应是可逆反应，生成物之一是水，以共沸体系带水可以促使反应正向进行，故A正确；B．实验中产品的沸点是142℃，环己烷的沸点是81℃，环己烷—水的共沸体系沸点是69℃，利用环己烷—水的共沸体系（沸点69℃）带出水分，反应时水浴温度控制在69℃～81℃之间即可，故B错误；C．乙酸异戊酯不溶于水，则接收瓶中会出现分层现象，乙酸异戊酯在上层，水层在下层，故C正确；D．根据投料量，可以估计生成水的体积，根据带出水的体积可估算反应进度，故D正确；故选：B。【点评】本题考查化学实验，涉及有机反应类型酯化反应、反应条件的控制、混合物的分离等，题目中等难度。5．（2023•湖北）利用如图所示的装置（夹持及加热装置略）制备高纯白磷的流程如图：红磷（s）无色液体与P4（g）白磷（s）下列操作错误的是（）A．红磷使用前洗涤以除去表面杂质 B．将红磷装入装置，抽真空后加热外管以去除水和氧气 C．从a口通入冷凝水，升温使红磷转化 D．冷凝管外壁出现白磷，冷却后在氮气氛围下收集【答案】C【分析】A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水；B．利用真空无水无氧的环境制备白磷；C．从a口通入冷凝水后对反应装置加热升温，在冷凝管的下端得到白磷；D．白磷易被空气中的氧气氧化，着火点低。【解答】解：A．红磷表面有被氧化生成的五氧化二磷，五氧化二磷可以溶于水，因此红磷在使用前应洗涤，故A正确；B．真空环境可降低物质的熔沸点，有利于将红磷转化为白磷，但是由于抽真空时不能将水气和氧气完全除去，还需要对装置外管进行加热，这时可以保证反应环境无水无氧，故B正确；C．从a口通入冷凝水，空气无法排出，冷凝水无法充满整个冷凝管，冷凝效果不好，需要用b口通入，空气从a口排出，此时可以将冷凝水充满冷凝管，故C错误；D．白磷易被空气中的氧气氧化，因此在收集白磷时应将反应装置冷却，再在氮气氛的条件下收集白磷，故D正确；故选：C。【点评】本题考查了物质性质和物质转化实验过程的分析判断，注意实验过程中的基本操作和物质性质的理解应用，题目难度中等。6．（2022•湖南）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图：下列说法错误的是（）A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用【答案】C【分析】烟气（含HF）通入吸收塔，加入过量的Na2CO3，发生反应：Na2CO3+HF＝NaF+NaHCO3；向合成槽中通入NaAlO2，发生反应：4NaHCO3+6NaF+NaAlO2＝Na3AlF6+4Na2CO3+2H2O，据此分析解答；A．铝电解厂烟气含有HF，陶瓷中含有SiO2，SiO2会与HF反应；B．溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，加快反应速率；C．合成槽中含有生成Na3AlF6、加入的NaAlO2、过量Na2CO3；D．滤液中含有过量Na2CO3。【解答】解：A．铝电解厂烟气含有HF，陶瓷中含有SiO2，SiO2会与HF反应，所以不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；B．溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，加快反应速率，可提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；C．合成槽中含有生成Na3AlF6、加入的NaAlO2、过量Na2CO3，不会同时生成CO2，因为NaAlO2、Na2CO3都会与CO2反应，故C错误；D．滤液中含有过量Na2CO3，可回收进入吸收塔循环利用，故D正确；故选：C。【点评】本题考查制备实验的设计，为高频考点，把握物质的性质、混合物分离提纯等为解答的关键，侧重分析与读图能力的考查，题目难度中等。7．（2022•河北）LiBr溶液可作为替代氟利昂的绿色制冷剂。合成LiBr工艺流程如图：下列说法错误的是（）A．还原工序逸出的Br2用NaOH溶液吸收，吸收液直接返回还原工序 B．除杂工序中产生的滤渣可用煤油进行组分分离 C．中和工序中的化学反应为Li2CO3+2HBr═CO2↑+2LiBr+H2O D．参与反应的n（Br2）：n（BaS）：n（H2SO4）为1：1：1【答案】A【分析】Br2具有强氧化性，能氧化BaS生成BaBr2和S，加入稀硫酸，H2SO4和BaBr2反应生成BaSO4沉淀，过滤后，滤渣为BaSO4和S，滤液中含有HBr，HBr和Li2CO3反应生成LiBr和H2O、CO2，得到的气体为CO2，反应后溶液通过浓缩等一系列操作得到LiBr。【解答】解：A．Br2和NaOH反应生成NaBr、NaBrO和H2O，如果直接返回还原工序，则产品中含有NaBr，同时引入了Na+，后续工艺无法除去，导致产品的纯度降低，故A错误；B．滤渣中含有BaSO4和S，S单质为非极性分子，硫酸钡为离子晶体，硫可以溶于煤油，但硫酸钡不溶于煤油，所以可以用煤油进行滤渣的分离，故B正确；C．除杂工序在生成HBr，中和工序中HBr和Li2CO3的反应，反应方程式为Li2CO3+2HBr＝CO2↑+2LiBr+H2O，故C正确；D．发生的反应有Br2+BaS＝BaBr2+S、H2SO4+BaBr2＝2HBr+BaSO4↓，根据这两个方程式知，参与反应的n（Br2）：n（BaS）：n（H2SO4）为1：1：1，故D正确；故选：A。【点评】本题考查物质制备，侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力，明确流程图中各物质成分及其性质、物质之间的转化关系及可能发生的反应是解本题关键，难点是判断各物质的成分，题目难度中等。8．（2022•山东）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿（含Zn、Fe元素的杂质）为主要原料制备Cu粉的工艺流程如图，可能用到的数据见下表。Fe（OH）3Cu（OH）2Zn（OH）2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列说法错误的是（）A．固体X主要成分是Fe（OH）3和S；金属M为Zn B．浸取时，增大O2压强可促进金属离子浸出 C．中和调pH的范围为3.2～4.2 D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成【答案】D【分析】CuS精矿（含有杂质Zn、Fe元素）在高压O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反应生成CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化为Fe3+，然后加入NH3调节溶液pH，使Fe3+形成Fe（OH）3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe（OH）3；滤液中含有Cu2+、Zn2+；然后向滤液中通入高压H2，根据元素活动性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被还原为Cu单质，通过过滤分离出来；而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。【解答】解：A．经过上述分析可知，固体X主要成分是S、Fe（OH）3，金属M为Zn，故A正确；B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS（s）⇌Cu2+（aq）+S2﹣（aq），增大O2的浓度，可以反应消耗S2﹣，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，故B正确；C．根据流程图可知：用NH3调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，故C正确；D．在用H2还原Cu2+变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H+，若还原时增大溶液的酸度，c（H+）增大，会导致该反应逆向移动，不利于该反应的进行，因此不利于Cu的生成，故D错误；故选：D。【点评】本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备实验原理、氧化还原反应的应用为解答的关键，侧重分析、与实验及应用能力的综合考查，题目难度中等。9．（2022•浙江）尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4（含SiO2杂质）。已知：MgAl2O4（s）+4Cl2（g）═MgCl2（s）+2AlCl3（g）+2O2（g）ΔH＞0。该反应难以发生，但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3，同时还可得到副产物SiCl4（SiCl4沸点为58℃，AlCl3在180℃升华）：MgAl2O4（s）+4C（s）+4Cl2（g）MgCl2（s）+2AlCl3（g）+4CO（g）。下列说法不正确的是（）A．制备时要保持无水环境 B．输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上 C．氯化时加炭，既增大了反应的趋势，又为氯化提供了能量 D．为避免产生大量CO2，反应过程中需保持炭过量【答案】D【分析】A．氯化铝遇水会发生水解；B．氯化铝在180℃时发生升华；C．加炭氯化法加快反应速率，C被氧化为CO放出热量，则又为氯化提供了能量