3.化学实验操作及装置分析选择题热点练2025年高考总复习优化设计二轮用书化学L课后习题含答案

3.化学实验操作及装置分析选择题热点练2025年高考总复习优化设计二轮用书化学L课后习题含答案3.化学实验操作及装置分析(分值:30分)学生用书P255(选择题每小题3分)1.(2024·广东顺德区适应性考试)利用以下装置制取、净化、收集Cl2,并进行尾气吸收,难以达到预期目的的是()A.制取B.净化C.收集D.尾气吸收答案:B解析:高锰酸钾可以氧化浓盐酸制备Cl2,反应不需要加热,故将该装置倾斜,使浓盐酸从小试管中流出即可发生反应制取Cl2,A正确;制取的Cl2中含有挥发的HCl、水汽,应将气体从插入饱和食盐水的长导管通入洗气瓶中除去HCl,从未插入饱和食盐水的短导管导出,再通入盛有浓硫酸的洗气瓶除去水汽,该净化装置气体从短导管通入盛有饱和食盐水的洗气瓶,B错误;相同条件下,Cl2密度大于空气密度,能溶于水,应采用向上排空气法收集气体,从长导管进,短导管出,C正确;Cl2有毒,用盛有碱石灰的干燥管吸收,D正确。2.(2024·山东青岛二模)利用热重分析法测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实验。下列相关说法错误的是()A.坩埚使用前需洗净、擦干,置于180℃烘箱中干燥1小时B.用坩埚钳夹持灼热的坩埚时需先将坩埚钳预热C.称重前应将灼热的坩埚转移至干燥器中迅速盖紧干燥器D.完成该实验至少需要进行4次称量答案:C解析:坩埚使用前需洗净、擦干,置于180℃烘箱中干燥1小时,A正确;用坩埚钳夹持灼热的坩埚时需先将坩埚钳预热,B正确;称重前应将灼热的坩埚转移至干燥器中冷却三十分钟,至室温后迅速称重,C错误;在硫酸铜晶体结晶水测定的实验中至少进行4次称量,分别为:坩埚质量、坩埚和样品质量、灼烧后坩埚和样品质量、再灼烧后坩埚和样品质量,D正确。3.(2024·甘肃二模)定量实验是学习化学的重要途径。下列所示装置或操作能达到实验目的的是()①②③④A.图①:测定硫酸铜晶体中结晶水的含量B.图②:配制0.1mol·L-1NaOH溶液C.图③:测量锌与稀硫酸反应的反应速率D.图④:中和热的测定答案:C解析:A项,测定硫酸铜晶体中结晶水的含量应选用坩埚,不能选用蒸发皿;B项,用固体配制一定浓度的溶液时,不能在容量瓶中溶解固体;C项,用该装置测定一定时间内生成氢气的体积,从而测量锌与稀硫酸反应的反应速率;D项,缺少玻璃搅拌器;故选C。4.(2024·天津河西区二模)下列装置可以实现对应实验目的的是()验证吸氧腐蚀分离乙醇和[Cu(NH3)4]SO4·H2O制备NH3测量NO2体积答案:A解析:食盐水浸润的铁钉中Fe发生吸氧腐蚀消耗试管中的氧气,试管中压强减小,导管中溶液液面上升,A正确;[Cu(NH3)4]SO4·H2O难溶于乙醇,不能通过分液的方式进行分离,应过滤分离,B错误;NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,NH3和HCl遇冷又反应生成NH4Cl,无法用图示装置制备氨气,C错误;二氧化氮能与水反应,不能用图示装置测量其体积,D错误。5.(2024·浙江宁波十校二模联考)某实验小组为制备1-氯-2-甲基丙烷(沸点69℃),将2-甲基-1-丙醇和POCl3溶于CH2Cl2中,加热回流(伴有HCl气体产生)。反应完全后倒入冰水中分解残余的POCl3,分液收集CH2Cl2层,再用无水MgSO4干燥,过滤、蒸馏后得到目标产物。上述过程中涉及的部分装置(夹持及加热装置略)如下图,下列说法不正确的是()A.装置①在加热回流时,需加入沸石或碎瓷片B.装置②与装置①的冷凝管上端相连,因HCl气体极易溶于水,需将尾气处理装置设计成防倒吸C.装置③在分液前无法区分水层与有机层时,可向分液漏斗中滴水,若上层无水滴通过轨迹,则上层为水层D.CH2Cl2沸点为39.8℃,为增强冷凝效果,可使用装置④的蒸馏装置,对圆底烧瓶进行控制温度的温水浴加热答案:A解析:装置①中有搅拌棒,不需加入沸石或碎瓷片,A错误;装置②与装置①的冷凝管上端相连,用来收集反应生成的HCl,HCl气体极易溶于水,所以要防止倒吸,B正确;装置③:向两层溶液中滴水,滴入水后如果先接触有机层,滴入的水与有机层会有明显的界限,如果滴入水层,就会消失不见,C正确;CH2Cl2沸点为39.8℃,1-氯-2-甲基丙烷沸点69℃,故可使用装置④的蒸馏装置,对圆底烧瓶进行控制温度的温水浴加热,得到纯净的1-氯-2-甲基丙烷,D正确。6.(2024·山东潍坊一模)完成下列实验,选用仪器(非玻璃仪器任选)正确的是()A.由浓硫酸配制40%的稀硫酸:①②③④B.测定CuSO4·5H2O晶体中结晶水的含量:③⑤C.Fe(OH)3胶体的制备:①④⑤D.食盐精制:①③④⑤⑥答案:A解析:由浓硫酸配制40%的稀硫酸需要计算、量取、稀释等,需要用到烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒,故选①②③④,A正确;测定CuSO4·5H2O晶体中结晶水的含量需要称量、灼烧,需要用到坩埚、天平和酒精灯,不需要胶头滴管,B错误;Fe(OH)3胶体的制备需要把氯化铁溶液滴入沸水中,需要酒精灯和烧杯,不需要玻璃棒,C错误;食盐精制需要除杂、过滤、蒸发结晶、洗涤、干燥,需要用到烧杯、胶头滴管、玻璃棒、酒精灯、蒸发皿、漏斗,D错误。7.(2024·山东烟台三模)下列实验装置或操作正确的是()AB除去Cl2中的HCl收集SO2气体CD萃取振荡时放气配制溶液定容后摇匀答案:B解析:除去氯气中的氯化氢气体,应该将导管伸入饱和的氯化钠溶液中,图中操作错误,故A项错误;收集SO2气体时,可用排饱和亚硫酸氢钠溶液的方法,操作合理,故B项正确;振荡时分液漏斗下口倾斜向上,堵住上口的塞子,打开旋塞放气,故C项错误;配制溶液定容后上下反复颠倒、摇匀需要用左手扶着容量瓶底部,操作错误,故D项错误。8.(2024·广东顺德区适应性考试)乙炔的制取及性质检验装置如图。开始实验时,应关闭活塞b,再慢慢打开活塞a。下列有关说法不正确的是()A.饱和食盐水可降低反应速率B.硫酸铜溶液可除掉H2S,反应的离子方程式为Cu2++S2-CuS↓C.酸性KMnO4溶液褪色说明乙炔具有还原性D.打开活塞b,酚酞溶液变红答案:B解析:饱和食盐水减少了水与电石的接触面积,从而可以减小反应速率,A正确;H2S为弱酸,应写化学式,离子方程式为Cu2++H2SCuS↓+2H+,B错误;酸性KMnO4溶液褪色说明KMnO4被还原,乙炔具有还原性,C正确;电石与水反应生成氢氧化钙,使溶液呈碱性,因此打开活塞b后,酚酞溶液变红色,D正确。9.(2024·陕西商洛尖子生学情诊断)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一,久置于空气中易被氧化,其溶于水生成NaHSO3。某研究小组采用如图所示装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。下列说法错误的是()A.装置Ⅰ中的浓硫酸在反应中体现了强氧化性B.可以用盐酸和氯化钡溶液来检验Na2S2O5晶体是否氧化变质C.制备Na2S2O5的反应原理是SO2+Na2SO3Na2S2O5D.Na2S2O5与H2O反应生成NaHSO3属于非氧化还原反应答案:A解析:装置Ⅰ中是发生Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑反应,该反应不是氧化还原反应,体现的不是浓硫酸的强氧化性,而是浓硫酸的酸性,A错误;Na2S2O5晶体在空气中变质生成硫酸钠,通过检验硫酸根离子可判断是否变质,实验方案是取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量的盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则说明变质,B正确;装置Ⅰ中生成的SO2进入Ⅱ中Na2SO3饱和溶液发生反应生成Na2S2O5,反应方程式为SO2+Na2SO3Na2S2O5,C正确;在Na2S2O5+H2O2NaHSO3中,没有元素化合价发生变化,为非氧化还原反应,D正确。10.(2024·山东青岛二模)下列除杂试剂、分离方法选用正确且除杂过程不涉及氧化还原反应的是()选项物质(括号内为杂质)除杂试剂分离方法ANO(NO2)H2O洗气BNaCl溶液(MgSO4)NaOH溶液、BaCl2溶液、稀盐酸过滤C乙酸乙酯(乙酸)饱和Na2CO3溶液分液D溴苯(Br2)NaOH溶液分液答案:C解析:A项,NO(NO2)通过水时,NO2与水发生反应3NO2+H2ONO+2HNO3,可以除去NO中的NO2杂质,但是反应是氧化还原反应;B项,MgSO4与NaOH反应生成的氢氧化镁会被稀盐酸溶解,镁又转化为离子,无法除去;C项,饱和碳酸钠溶液可与乙酸反应从而除去乙酸,还可减小乙酸乙酯的溶解度,除去乙酸后,乙酸乙酯与水相互不相溶,用分液法即可分离,所有反应不涉及氧化还原反应;D项,Br2与NaOH反应生成可溶于水的NaBr和NaBrO,故可除去溴苯中溶解的溴,溴苯不溶于水,可用分液法与水层分离,但Br2与NaOH反应属于氧化还原反应;选C。4.表格型实验方案的设计及评价(分值:21分)学生用书P257(选择题每小题3分)1.(2024·贵州六校联盟联考三)下列实验设计可以达到实验目的的是()选项实验目的实验设计A证明Fe3+和I-的反应存在限度向2mL0.01mol·L-1KI溶液中加入5mL0.01mol·L-1FeCl3溶液,溶液呈棕黄色,再滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色B检验待测液中含有Na+用玻璃棒蘸取待测液在无色火焰上灼烧观察现象C制备Fe(OH)3胶体将5~6滴饱和FeCl3溶液滴加到煮沸的蒸馏水中,继续煮沸至液体呈红褐色为止D室温下,用pH试纸测定浓度均为0.1mol·L-1的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH比较HClO和CH3COOH的酸性强弱答案:C解析:向2mL0.01mol·L-1KI溶液中加入5mL0.01mol·L-1FeCl3溶液,该反应中FeCl3过量,溶液呈棕黄色,再滴加几滴KSCN溶液,溶液变为红色,只能说明溶液中存在Fe3+,不能说明Fe3+和I-的反应存在限度,A错误;玻璃中含有硅酸钠,因此不能用玻璃棒做焰色试验,应该用铂丝或洁净铁丝,B错误;饱和氯化铁溶液在加热条件下水解平衡正向移动,当出现红褐色时即可制得氢氧化铁胶体,C正确;次氯酸钠有强氧化性,不能用pH试纸测定其pH,D错误。2.(双选)(2024·山东潍坊三模)下列实验操作及现象与对应结论不匹配的是()选项实验操作现象结论A加热麦芽糖和稀硫酸的混合溶液,冷却后加入NaOH溶液至碱性,再加入银氨溶液,加热有银镜产生水解产物中一定含有还原糖B将TiCl4液体和FeCl3固体分别暴露在潮湿空气中前者会冒“白烟”水解程度:TiCl4>FeCl3C向[Ag(NH3)2]OH溶液中加入过量稀盐酸有白色沉淀产生Cl-与Ag+结合的能力强于NH3分子与Ag+的配位能力D在硬质试管中对石蜡油加强热,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液中酸性KMnO4溶液紫色褪去气体中含有不饱和烃答案:AC解析:麦芽糖是还原糖,加热麦芽糖和稀硫酸的混合溶液,冷却后的溶液也有还原性,无法证明是麦芽糖本身还是麦芽糖水解产物含有还原糖,A错误;将TiCl4液体和FeCl3固体分别暴露在潮湿空气中,前者会冒“白烟”,说明TiCl4水解产生大量HCl,水解程度:TiCl4>FeCl3,B正确;向[Ag(NH3)2]OH溶液中加入过量稀盐酸生成氯化银,离子方程式为[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-AgCl↓+2NH4++H2O,滴加盐酸过程中,只要Q>Ksp(AgCl)即可产生沉淀,而氯化银沉淀的产生会促使配离子进一步解离,氢离子也会与氨分子反应生成铵根离子,促使配离子进一步解离,故不能说明Cl-与Ag+结合的能力强于NH3分子与Ag+的配位能力,C错误;石蜡油的主要成分是烷烃,不饱和烃可使酸性KMnO4溶液紫色褪去,由实验和现象可知石蜡油发生了反应且产物含有不饱和烃,D3.(2024·湖南邵阳二模)下列实验操作、现象和结论均正确的是()选项实验操作现象结论A取少量Fe与水蒸气高温反应后的固体产物于试管中,加足量的稀硫酸溶解,分成两份:第一份滴加1~2滴KSCN溶液,第二份滴加1~2滴KMnO4溶液第一份溶液变红色,第二份溶液紫红色褪去固体产物中铁元素只有+3价态B向某钾盐中滴加浓盐酸产生的气体可以使品红溶液褪色该钾盐一定为K2SO3或KHSO3或二者的混合物C向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液产生沉淀Na2SO4使蛋白质变性D在小烧杯中加入约5g动物脂肪、6mL95%的乙醇,再加入6mL40%的氢氧化钠溶液,微热一段时间后取少量溶液,加入新制氢氧化铜沉淀溶解、溶液呈绛蓝色油脂已发生水解答案:D解析:取少量Fe与水蒸气高温反应后的固体产物于试管中,加足量的稀硫酸溶解,分成两份:第一份滴加1~2滴KSCN溶液,第二份滴加1~2滴KMnO4溶液,第一份溶液变红色,说明含有Fe3+,第二份溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+,固体产物中铁元素有+2、+3两种价态,A错误;向某钾盐中滴加浓盐酸,产生的气体可以使品红溶液褪色,放出的气体为二氧化硫或氯气,所以该钾盐可能为K2SO3或KHSO3或二者的混合物,也可能为KClO3、KMnO4等强氧化性盐,B错误;向蛋白质溶液中加入饱和Na2SO4溶液,产生沉淀,Na2SO4使蛋白质溶液盐析,C错误;在小烧杯中加入约5g动物脂肪、6mL95%的乙醇,再加入6mL40%的氢氧化钠溶液,微热一段时间后取少量溶液,加入新制氢氧化铜,沉淀溶解,溶液呈绛蓝色,说明有甘油生成,则油脂已发生水解,D正确。4.(2024·吉林白山二模)下列实验方案能达到实验目的的是()选项方案目的A在乙醇、水中分别加入大小相同且形状相近的钠块探究水、乙醇中H—O的极性强弱B在10mL0.1mol·L-1、0.5mol·L-1的酸性KMnO4溶液中,分别加入10mL0.2mol·L-1H2C2O4溶液探究浓度对化学反应速率的影响C测定NaX溶液、NaY溶液pH探究HX、HY的Ka大小D在溴水中滴加丙烯醛(CH2CHCHO)溶液确定丙烯醛中含碳碳双键答案:A解析:A项,若水中产生H2的过程较乙醇中更剧烈,则水中H—O极性比乙醇中的强,能达到目的;B项,酸性KMnO4溶液过量,溶液不褪色,不能判断浓度对反应速率的影响,不能达到目的;C项,未标明钠盐浓度,无法比较两种酸的酸性强弱,不能达到目的;D项,溴水具有强氧化性,能氧化醛基,不能达到目的;故选A。5.(2024·广东深圳二模)下列实验目的与实验操作对应正确的是()选项实验目的实验操作A检验CH3CH2X中的卤素原子的种类将CH3CH2X(卤代烃)与NaOH溶液共热,冷却后取上层水溶液,加入AgNO3溶液,观察沉淀颜色B证明活动性:K>Cu将少量K投入CuSO4溶液中,观察是否产生红色固体C检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否有气体生成D验证久置的Na2SO3是否变质取少量久置的亚硫酸钠样品溶于除氧蒸馏水中,加入足量的稀盐酸,再滴加氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀出现答案:D解析:加入NaOH溶液共热,CH3CH2X(卤代烃)发生水解,检验卤素离子应在酸性溶液中,没有加硝酸酸化,不能利用硝酸银检验,A错误;K与CuSO4溶液反应时,K先与水反应生成氢氧化钾,氢氧化钾再与CuSO4发生复分解反应生成氢氧化铜,得不到红色固体,B错误;钠与乙醇本身能反应放出H2,故向乙醇中加入一小粒金属钠,观察是否有气体生成,不能检验乙醇中是否含有水,C错误;加入盐酸除去Na2SO3,再加入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成则说明Na2SO3中含有Na2SO4,从而证明Na2SO3已氧化变质,D正确。6.(2024·山东临沂二模)根据下列实验操作和现象,得出的相应结论正确的是()选项实验操作及现象结论A乙醇和浓硫酸共热至170℃,产生的气体使溴水褪色乙烯发生了加成反应B在25℃和40℃时,测得0.1mol·L-1Na2SO3溶液的pH分别是9.66和9.37SO3C向K2Cr2O7溶液中加入少量AgNO3溶液,只有Ag2CrO4沉淀生成Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(Ag2Cr2O7)D常温下,分别向无水乙醇和冰醋酸中加入大小相同的金属钠,前者反应更剧烈分子中氢氧键的极性:乙醇<乙酸答案:C解析:乙醇和浓硫酸共热至170℃,产生的乙烯气体中混有二氧化硫,二氧化硫也可以使