第30讲-物质的制备-实验方案的设计和评价-(检测)(解析版)

第30讲物质的制备实验方案的设计和评价（精准检测卷）时间：50分钟一、选择题（12个小题，每小题只有一个正确选项，每题5分，共60分）1．用下列装置及药品制备物质，能达到实验目的的是ABCD制备制备制备制备A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．浓硫酸与铜反应需要加热，图中缺少加热装置，A错误；B．浓硝酸与铜反应生成二氧化氮，B正确；C．氢氧化亚铁溶液被氧气氧化，制备时需要将盛有氢氧化钠溶液的滴管伸入硫酸亚铁溶液液面之下，C错误；D．0.1mol/L的盐酸为稀盐酸，稀盐酸与二氧化锰不反应，应该用浓盐酸，D错误；故选B。2．从砷化镓废料(主要成分为GaAs、、和)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。下列说法错误的是A．“碱浸”时，温度保持在70℃的目的是提高“碱浸”速率，同时防止过度分解B．滤渣Ⅲ的主要成分是C．“旋流电积”所得“尾液”溶质主要是，可进行循环利用，提高经济效益D．得到的操作为直接蒸干【答案】D【解析】由图可知，向砷化镓加入氢氧化钠和过氧化氢混合溶液碱浸时，GaAs转化为、，转化为进入溶液，、不溶解，过滤得到含有、的滤渣Ⅰ和含有、、的浸出液；浸出液中加入稀硫酸调节溶液pH，、转化为、沉淀，过滤得到含有、的滤渣Ⅱ和含有的滤液；向滤渣Ⅱ中加入稀硫酸转化为溶液，电解溶液生成Ga、和；滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到。A．“碱浸”时，温度保持在70℃可以提高“碱浸”速率，同时防止温度过高过氧化氢分解，故A正确；B．根据流程分析可知，碱浸时发生反应生成进入溶液，加入后又反应生成，而Ga元素又溶于过量的硫酸，所以滤渣Ⅲ主要为，故B正确；C．“旋流电积”时，溶液电解生成Ga、和，所以“尾液”溶质主要是，可进行循环利用，故C正确；D．因滤液中有其他物质，直接蒸干会有杂质，且会脱结晶水，故D错误；答案选D。3．由CH3CH2CH2Br制备CH3CH(OH)CH2OH，依次从左至右发生的反应类型和反应条件都正确的是选项反应类型反应条件A加成反应；取代反应；消去反应KOH醇溶液、加热；KOH水溶液、加热；常温B消去反应；加成反应；取代反应NaOH水溶液、加热；常温；NaOH醇溶液、加热C氧化反应；取代反应；消去反应加热；KOH醇溶液、加热；KOH水溶液、加热D消去反应；加成反应；取代反应NaOH醇溶液、加热；常温；NaOH水溶液、加热A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】CH3CH(OH)CH2OH可以由CH3CHBrCH2Br水解得到，而CH3CHBrCH2Br可以由CH3CH=CH2与溴单质加成得到，CH3CH=CH2可由CH3CH2CH2Br发生消去反应得到，故合成路线为CH3CH2CH2BrCH3CH=CH2CH3CHBrCH2BrCH3CH(OH)CH2OH，发生的反应类型依次是消去反应、加成反应、取代反应，故选：D。4．下列实验设计不能达到实验目的的是选项实验操作或做法实验目的A制备乙酸乙酯实验中可用饱和溶液洗涤分液除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸B向苯中滴加浓溴水，并加入作催化剂制取溴苯C向中加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得沉淀过滤、焙烧制备D在相同条件下，将颗粒大小相同的钠分别与乙醇、水反应比较乙醇分子中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．饱和溶液洗涤分液，可将溶解在乙酸乙酯中的乙醇和乙酸除去，A正确；B．制取溴苯需要纯净的液溴与苯在催化下反应，B错误；C．向中加入大量的水，同时加热，促进水解趋于完全，所得沉淀过滤、焙烧，得到，C正确；D．相同条件下，将颗粒大小相同的钠分别与乙醇、水反应，钠与水反应比与乙醇反应剧烈，能够比较出乙醇分子中羟基氢原子和水分子中氢原子的活泼性，D正确；故选B。5．实验室用和浓盐酸反应生成后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；答案选D。6．下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是①②③A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体B．由②中的红棕色气体不能表明木炭与浓硝酸发生了反应C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应【答案】D【解析】浓硝酸不稳定，易分解为二氧化氮、水和氧气。A．①中的红棕色气体是NO2，N元素化合价降低，根据氧化还原反应规律，一定有元素化合价升高，推断产生的气体中还一定有O2，故A正确；B．浓硝酸受热易分解，②中的红棕色气体可能是硝酸分解产生，不能说明木炭与浓硝酸发生了反应，故B正确；C．硝酸中N元素化合价为+5价，生成二氧化氮中N元素化合价为+4价，化合价降低，所以生成的红棕色气体为还原产物，故C正确；D．③的气体产物中检测出CO2，CO2可能是C和氧气反应生成的产物，故D错误；选D。7．已知锰酸钾(K2MnO4)在浓的强碱溶液中可稳定存在，在强碱性K2MnO4溶液中通入CO2气体发生反应：3+2CO2=2+MnO2↓+2，当溶液的pH值达到10~11之间时，即停止通CO2，然后把溶液加热，趁热用砂芯漏斗抽滤，滤去MnO2残渣，即可制得KMnO4，下列用CO2与K2MnO4制备KMnO4的实验原理和装置不能达到实验目的的是A．用装置甲制取CO2B．用装置乙除去CO2中的HClC．用装置丙使K2MnO4转化成KMnO4D．用装置丁分离出溶液中的MnO2【答案】B【解析】通过实验室制取气体的原理进行判断；B中利用物质的不同性质选用试剂进行除杂；C中根据题目已知进行判断；D中利用物质的溶解性不同选用除杂方法；A．二氧化碳可以用盐酸和碳酸钙反应制取，属于实验室常用的制取方法，故A正确；B．二氧化碳会与碳酸钠溶液发生反应，故不能用碳酸钠溶液除去CO2中的HCl，应该选用碳酸氢钠，故B不正确；C．根据题目信息方程，可以判断装置丙使K2MnO4转化成KMnO4，故C正确；D．二氧化锰不溶于水，可用过滤的方法进行分离，故D正确；故选答案B；8．下列方案设计、现象、解释或结论有错误的是选项实验操作实验现象解释或结论A摘下几根火柴头浸于水中，一定时间后取适量溶液于试管中，加溶液、稀硝酸和溶液。出现白色沉淀火柴头含有氯元素B向的溶液中加入几滴溶液，制得新制然后加入适量牙膏绛蓝色溶液牙膏中存在甘油C将石蜡油与碎瓷片混合加强热，产生的气体通入酸性重铬酸钾钾溶液中酸性重铬酸钾溶液褪色石蜡油加强热产生的气体是不饱和烃D取溶液于试管中，滴加溶液，待不再出现白色沉淀后，再滴加溶液白色沉淀转化为黄色沉淀溶解度大于A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．该实验检验氯元素，加入溶液将氯元素还原为氯离子，然后加入稀硝酸排除碳酸根的影响，氯离子和硝酸银生成白色沉淀，离子方程式为：，故A项正确；B．验证牙膏中的甘油的步骤是先将牙膏溶于水，静置，取上层清液于试管中，再向试管中加入新制氢氧化铜，故B项错误；C．石蜡油与碎瓷片混合加强热，石蜡油会裂解生成乙烯，乙烯是不饱和烃，能使酸性高锰酸钾褪色，故C项正确；D．往溶液中滴加溶液，出现白色沉淀氯化银，离子方程式为，反应完全后加入碘化钾，氯化银转化为黄色沉淀碘化银，说明溶解度大于，故D项正确。故答案选B。9．用如图所示装置测定镁铝合金中铝的质量分数。下列说法错误的是A．合金的质量在一定范围内B．若无E导管，结果偏大C．若D管中液面高，结果偏大D．NaOH溶液换成稀H2SO4也能达到实验目的【答案】C【解析】A．由于量气管具有一定量程，则若合金质量太大将使产生的气体体积超出量程，若合金质量太小，产生的气体太少，将引来实验误差，故合金的质量在一定范围内，A正确；B．题干图示中有E导管，则滴入的液体的体积，将由产生的气体通过E导管进入分液漏斗A中，使测量结果更加准确，若无E导管，则滴入的液体体积将算作产生气体的体积，则使结果偏大，B正确；C．若D管中液面高，将使气体的压强高于外面的大气压，气体的体积将偏小，则是结果偏小，C错误；D．NaOH溶液换成稀H2SO4则发生反应为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，由固体的质量和气体的体积通过解方程组的方法也可以求出Al的质量，即也能达到实验目的，D正确；故答案为：C。10．实验室制备1-溴丁烷的原理为CH3CH2CH2CH2OH+NaBr+H2SO4CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O，其中副产物有1-丁烯、丁醚和溴化氢，某同学设计的实验装置(夹持装置已略去)如图所示，其中B、C装置为部分副产物的检验装置。下列说法不正确的是A．使用玻璃棒搅拌的目的是使反应物充分反应，提高反应速率B．装置B的作用是检验副产物中的溴化氢C．装置C用于检验副产物1-丁烯，其中盛放的试剂可以是溴水D．装置D冷凝时，冷水从c处流入【答案】D【解析】本实验欲使用丁醇制备1-溴丁烷，实验中利用A装置进行反应，装置A中的搅拌棒用于搅拌混合反应物使反应物充分的反应，随着反应的进行1-溴丁烷蒸出在D的冷凝下液化流入到E的锥形瓶中。装置B可用于检验副产物中的溴化氢，装置B中的硝酸银溶液可以与溴化氢反应生成淡黄色的溴化银沉淀；装置C用于检验1-丁烯，装置C可盛装溴水、酸性高锰酸钾溶液等。据此分析解题。A．使用玻璃棒搅拌的目的是使反应物充分混合反应，从而达到提高反应速率的目的，A正确；B．硝酸银与溴化氢反应生成溴化银淡黄色沉淀，装置B的作用是检验副产物中的溴化氢，B正确；C．装置C用于检验副产物1-丁烯，其中盛放的试剂可以是溴水，烯烃与溴发生加成反应，溶液褪色，C正确；D．装置D冷凝时，冷水从d处流入，冷凝水需要下进上出，D错误；答案选D。11．下表中的实验操作、现象和结论均正确的是选项实验操作现象结论A向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液前者产生气泡较快催化能力Fe3+＞Cu2+B分别在0°C和25°C环境下向两支试管中依次加入2mL1mol·L-1KI溶液、2mL0.1mol·L-1稀H2SO4和2滴淀粉溶液，振荡试管，记录变蓝时间后者变蓝用时短温度越高反应速率越快C向Cu(OH)2悬浊液中逐滴加入氨水蓝色沉淀变多Cu(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡D将蔗糖水解液调节至碱性，加入银氨溶液，水浴加热试管内壁出现光亮的银镜蔗糖水解产物中有还原性糖A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．阴离子不相同，不能用于比较Fe3+和Cu2+的催化效率，故A错误；B．KI溶液中先加淀粉，后加硫酸，试剂顺序不合理，故B错误；C．氢氧化铜能与氨水反应生成深蓝色的溶液，生成了铜氨络离子，不能证明存在沉淀溶解平衡，故C错误D．蔗糖在浓硫酸作用下发生水解反应后，调节溶液至碱性，加入银氨溶液，水浴加热，发生银镜反应，银元素化合价降低，则蔗糖水解产物中有还原性糖，故D正确；故选：D。12．NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2O，2NO2＋2NaOH=NaNO2＋NaNO3＋H2O。常温下存在：2NO2(g)N2O4(g)。N2H4可作还原剂，火箭推进剂。水合肼(N2H4·H2O)为无色透明的油状发烟液体，是一种重要的精细化工原料，其制备的反应原理为NaClO＋2NH3=N2H4·H2O＋NaCl。下列关于实验室制备水合肼的说法不正确的是A．装置甲中试剂X可以选择碱石灰 B．装置乙作为反应过程的安全瓶C．装置丙制备水合肼时氨气从b口进入 D．装置丁可用于吸收多余的尾气【答案】C【解析】A．在装置甲的圆底烧瓶中加入碱石灰，其中的CaO与氨水中的水反应产生Ca(OH)2，反应放热使NH3•H2O分解制取NH3，故A正确；B．装置乙中导管短进短出，可作安全瓶，故B正确；C．氨气极易溶于水，导管应长进短出，不能达到实验目的，则应从a口通入NH3，故C错误；D．丁中球形结构容积大，水进入球形部分，就不能再进入左边装置中，因而可防止倒吸现象的发生，且用于NH3极容易溶于水，因此丁可吸收过量的NH3，故D正确；故选C。二、非选择题（共4小题，共40分）13．如图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空：(1)图中，A管的作用是_______，制取乙炔的化学方程式是_______，为避免反应太迅速，可采取的措施为_______。(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中观察到的现象是_______，乙炔发生了_______反应。(3)乙炔通入溴的CCl4溶液中可观察到的现象是_______，乙炔发生了_______反应。(4)为了安全，点燃乙炔前应_______，乙炔燃烧时的实验现象是_______。【答案】(1)

调节水面高度以控制反应的发生和停止

CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑

把水换成饱和食盐水(2)

把水换成饱和食盐水

氧化(3)

溴的CCl4溶液褪色

加成(4)

检验乙炔的纯度

火焰明亮并伴有浓烈的黑烟【解析】(1)由图可以看出A管通过橡胶软管与右侧相连，A管的高低可调节右管中的水是否与电石接触，从而控制反应能否发生；制取乙炔是利用电石与水反应生成氢氧化钙和乙炔，反应的化学方程式是CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑；若反应太快，可把水换成饱和食盐水；(2)乙炔易被酸性高锰酸钾氧化，而使高锰酸钾酸性溶液褪色，即观察到的现象是溶液褪色，乙炔发生了氧化反应；(3)同样因为乙炔中含有碳碳三键，容易发生加成反应，所以乙炔可以使溴的CCl4溶液褪色；(4)乙炔实验可燃性气体，点燃前需要检验其纯度，防止燃烧时爆炸；乙炔中含碳量很高，燃烧时火焰明亮并伴有浓烈黑烟。14．实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是_________；检查C装置气密性是否良好的操作方法是_________________。(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是______(填序号，下同)。①密度②颜色③溶解性④热稳定性⑤与氧气反应下图是某学生设计的收集气体的几种装置，其中不可行的是________。(3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的_______。①CO2

②NO

③Cl2

④H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是________________________。【答案】

(1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)

将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，导气管口有气泡产生，松开手或移走热毛巾后，导气管口形成一段稳定的液柱，则说明气密性良好

(2)②④

bc

(3)

③

吸取尾气，防止产生污染【解析】(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)；检查C装置气密性是否良好的操作方法是将导气管通入水槽中，用手或热毛巾捂圆底烧瓶，导气管口有气泡产生。(2)气体的密度、溶解性、是否与氧气反应是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是②④。其中b使用排空气法收集气体，气体没有出口，无法收集；c的试管中未充满水，收集的气体不纯净。故选bc。(3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，X气体在加热条件下生成，使用向上排气法收集，则X可能是下列气体中的③。其中在D装置中连接小烧杯的目的是吸取尾气，防止产生污染。15．超酸是一类比纯硫酸更强的酸，在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组对超酸HSbF6的制备及性质进行了探究。由三氯化锑(SbCl3)制备HSbF6的反应如下：SbCl3+Cl2SbCl5、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的初始实验装置如图(毛细管连通大气，减压时可吸人极少量空气，防止液体暴沸；夹持、加热及搅拌装置略)：相关性质如表：物质熔点沸点性质SbCl373.4℃220.3℃极易水解SbCl53.5℃140℃分解79℃/2.9kPa极易水解回答下列问题：(1)实验装置中两个冷凝管___________(填“能”或“不能”)交换使用。(2)试剂X的作用为___________、___________。(3)反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移___________(填仪器名称)中生成的SbCl5至双口烧瓶中。用真空泵抽气减压蒸馏前，必须关闭的活塞是___________(填“a”或“b”)；用减压蒸馏而不用常压蒸馏的主要原因是___________。【答案】(1)不能(2)

吸收氯气，防止污染空气

防止空气中的水蒸气进入三口烧瓶使SbCl3、SbCl5水解(3)

三口烧瓶

b

防止SbCl5分解【解析】(1)与直形冷凝管相比，球形冷凝管的冷却面积大，冷却效果好，且由于球形冷凝管的内芯管为球泡状，容易在球部积留蒸馏液，故不适宜用于倾斜式蒸馏装置，多用于垂直放置，冷凝回流，因此实验装置中两个冷凝管不能交换使用。(2)根据表中提供信息可知，SbCl3、SbCl5极易水解，因此试剂X的作用是防止空气中水蒸气进入三口烧瓶，同时吸收氯气，防止污染空气。(3)由实验装置知，反应完成后，关闭活塞a、打开活塞b，减压转移三口烧瓶中生成的SbCl5至双口烧瓶中；减压蒸馏前，必须关闭活塞b，以保证装置密封，便于后续抽真空；根据表中提供信息知，SbCl5受热易分解，因此用减压蒸馏而不用常压蒸馏，可以防止SbCl5分解。16．CuCl是一种不溶于水的白色固体，在化工和印染等行业中应用广泛。某课外小组拟热分解制备CuCl，并进行相关探究。[资料查阅][实验探究]该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)回答下列问题：(1)实验前检查装置气密性的操作为___________。(2)实验操作的先后顺序是a→___________(选填操作的编号)。a．检查装置的气密性后加入药品

b．熄灭酒精灯，冷却

c．通入干燥HCl

d．点燃酒精灯，加热

e．停止通入HCl，然后改通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是___________。(4)装置D