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專題39 物質(zhì)的制備與定量實驗 1．某學生在實驗室制取Cl2時可能進行如下操作：①連接好裝置檢查氣密性；②緩慢加熱；③加入MnO2粉末；④由分液漏斗向燒瓶里加濃鹽酸；⑤多余的Cl2用NaOH吸收；⑥用向上排空氣法收集Cl2，其正確操作順序是 A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C．①③④②⑥⑤ D．③①④②⑥⑤ 【答案】C 【解析】制取氣體首先要檢驗裝置的氣密性，然后按由下到上、由左到右的順序組裝儀器，只有C項合理。 考點：本題考察氣體的制備。 2． 某學生想利用如圖裝置(燒瓶位置不能移動)收集下列氣體： ①H2 ②Cl2③CH4④HCl⑤NH3⑥NO⑦NO2⑧SO2，下列操作正確的是 ( ) A．燒瓶是干燥的，由A進氣收集①③⑤ B．燒瓶是干燥的，由B進氣收集②④⑥⑦⑧ C．在燒瓶中充滿水，由A進氣收集①③⑤⑦ D．在燒瓶中充滿水，由B進氣收集⑥ 【答案】A 【解析】 考點：本題考察氣體的收集。 3．下列氣體中，既可用濃H2SO4干燥，又可用固體NaOH干燥的是( ) A．Cl2 B．NH3 C．SO2 D．O2 【答案】D 【解析】 A．Cl2可以和氫氧化鈉反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，錯誤；B．氨氣溶于水是氨水，能與濃硫酸反應，錯誤； C．SO2能與氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水，錯誤； D．O2既不與濃硫酸反應，也不與氫氧化鈉反應，因此可以干燥，正確。 考點：氣體的凈化和干燥 4．下列實驗裝置進行的相應實驗，能達到實驗目的的是 A．裝置甲可用于檢驗有乙烯生成 B．裝置乙可用于收集和吸收氨氣 C．裝置丙可用于除去CO2中混有的HCl氣體 D．裝置丁可用于除去溴苯中的溴 【答案】C 考點：考查化學實驗基本操作。 5．下列裝置和操作能達到實驗目的的是( ) A．實驗I：制取并收集氫氣 B．實驗II：驗證葡萄糖的還原性 C．實驗III：實驗室制氨氣并收集干燥的氨氣 D．實驗Ⅳ：檢查堿式滴定管是否漏液 【答案】C 考點：考查化學實驗基礎(chǔ)知識，涉及基本操作、化學儀器等相關(guān)知識。 6．實驗是研究化學的基礎(chǔ)，下列有關(guān)實驗的方法、裝置或操作都正確的是 ( ) A．從KI和I2的固體混合物中回收I2，可使用如圖甲所示實驗裝置 B．分離Na2CO3溶液和CH3COOC2H5,可使用如圖乙所示實驗裝置 C．實驗室制氨氣，如圖丙所示 D．分離乙醇和乙酸的混合液，實驗裝置如圖丁所示 【答案】C 【解析】A、I2在加熱過程中發(fā)生升華，但沒有收集裝置，錯誤；B、碳酸鈉溶液和乙酸乙酯互不相溶，可以使用分液的方法分離，錯誤；C、制取氨氣為固固加熱裝置，采用向下排空氣法，正確；D、乙醇和乙酸互相溶解，不能使用分液法分離，錯誤。 考點：考查化學實驗基本操作 7．下圖裝置可用于收集氣體并驗證其化學性質(zhì)，下列對應關(guān)系完全正確的是( ) 氣體 試劑 現(xiàn)象 結(jié)論 A NO 紫色石蕊試液 溶液變紅 NO與水反應生成硝酸 B Cl2 NaBr溶液 溶液呈橙黃色 氯的非金屬性大于溴 C SO2 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 SO2有漂白性 D NH3 MgCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 NH3有堿性 【答案】B 考點：考查NO、氯氣、SO2和NH3的收集、性質(zhì)檢驗等 8． 某化學小組用下圖所示裝置制取氯氣，下列說法不正確的是( ) A．該裝置圖中至少存在兩處明顯錯誤 B．燒瓶中的MnO2可換成KMnO4 C．在乙后連一盛有飽和食鹽水的燒杯可進行尾氣處理 D．在集氣瓶的導管口處放一片濕潤的淀粉碘化鉀試紙可以證明是否有氯氣逸出 【答案】C 【解析】A、錯處：反應需加熱，不應直接排入空氣中，正確；B、正確；C、在乙后連一盛有NaOH溶液的燒杯，可進行尾氣吸收，錯誤；D、氯氣置換碘化鉀，生成單質(zhì)碘，遇淀粉變藍，正確。 考點：考查化學實驗等相關(guān)知識。 9．實驗是化學研究的基礎(chǔ)，下列關(guān)于各實驗裝置的敘述正確的是( ) ① ② ③ ④ A．裝置①常用于分離互相溶解且沸點相差10℃以上的液態(tài)混合物 B．裝置②可用于吸收NH3或HCl氣體，并防止到吸 C．裝置③可用于收集H2、CO2、Cl2、NH3等氣體 D．裝置④可用于干燥、收集氨氣，若將堿石灰改成五氧化二磷，可用于干燥、收集氯化氫 【答案】C 考點：考查元素及其化合物的性質(zhì)、化學實驗知識。 10．下列各組氣體在常溫下能共存且能用向上排空氣法收集的是( ) A． NO和O2 B． H2和CO C． HCl和NH3 D． SO2和CO2 【答案】D 【解析】試題分析：A、2NO＋O2=2NO2；B、H2，CO密度均小于空氣密度，要用向下排空氣法收集；C、HCl＋NH3=NH4Cl；D、SO2和CO2不反應，且兩者密度均大于空氣密度可用向上排空氣法收集。 考點：常見氣體的物理化學性質(zhì)。 11．下圖裝置可用于收集氣體并驗證其化學性質(zhì)，下列對應關(guān)系完全正確的是( ) 選項 氣體 試劑 現(xiàn)象 結(jié)論 A. NO 紫色石蕊試液 溶液變紅 NO與水反應生成硝酸 B. C2H4 溴水 溶液褪色 乙烯能與溴發(fā)生加成反應 C. SO2 酸性KMnO4溶液 溶液褪色 SO2有還原性 D. NH3 MgCl2溶液 產(chǎn)生白色沉淀 NH3有堿性 【答案】C 【解析】A、NO會與空氣中氧氣反應生成NO2，NO2與水反應生成硝酸，錯誤；B、C2H4密度與空氣非常接近，不能用排空氣法收集，錯誤；C、SO2有還原性與酸性KMnO4溶液發(fā)生了氧化反應，產(chǎn)生褪色，正確；D、NH3和水反應生成的NH3H2O是弱堿有堿性，與MgCl2溶液發(fā)生復分解反應，錯誤。 考點：考查元素及其化合物相關(guān)知識。 17．下列裝置或操作與實驗目的最相符的是( ) A．①——實驗室制取并收集足量NH3 B．②——以溴化鉀、90%硫酸、乙醇為原料合成溴乙烷的裝置 C．③——檢查裝置氣密性 D．④——利用排空氣法收集CO2 【答案】C 考點：考查化學實驗方案的評價；氨的實驗室制法；氣體發(fā)生裝置的氣密性檢查；氣體的收集等 12．實驗室里氣體的除雜或尾氣的收集，選用裝置正確的是( ) A．干燥Cl2 B．吸收HCl C．干燥H2 D．吸收NH3 【答案】D 13．硫化氫（H2S）是一種具有臭雞蛋氣味的無色氣體，有劇毒；存在于多種生產(chǎn)過程以及自然界中。在人體的很多生理過程中也起著重要作用。 資料：① H2S可溶于水（約1：2），其水溶液為二元弱酸。 ② H2S可與許多金屬離子反應生成沉淀。 ③ H2S在空氣中燃燒，火焰呈淡藍色。 （1）某化學小組設(shè)計了制取H2S并驗證其性質(zhì)的實驗，如下圖所示。A中是CuSO4溶液，B中放有濕潤的藍色石蕊試紙，C中是FeCl3溶液。 回答下列問題： ① A中有黑色沉淀（CuS）產(chǎn)生，A中發(fā)生反應的化學方程式為_________________。 ② B中的現(xiàn)象是_________。 ③ C中只有淺黃色沉淀產(chǎn)生，且溶液變淺綠色。則C中發(fā)生反應的離子方程式為_____。 ④ D中盛放的試劑可以是____________（填標號）。 a. 水 b. 鹽酸 c. NaCl溶液 d. NaOH溶液 （2）為進一步探究-2價硫的化合物與+4價硫的化合物反應條件，小組同學又設(shè)計了下列實驗。 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗1 將等濃度的Na2S和Na2SO3溶液按體積比2∶1混合 無明顯現(xiàn)象 實驗2 將H2S通入Na2SO3溶液中 未見明顯沉淀，再加入少量稀硫酸，立即產(chǎn)生大量淺黃色沉淀 實驗3 將SO2通入Na2S溶液中 有淺黃色沉淀產(chǎn)生 已知：電離平衡常數(shù)：H2S Ka1 =1.310-7；Ka2 = 7.110-15 H2SO3 Ka1 =1.710-2；Ka2 = 5.610-8 ① 根據(jù)上述實驗，可以得出結(jié)論：在_________條件下，+4價硫的化合物可以氧化-2價硫的化合物。 ②將SO2氣體通入H2S水溶液中直至過量，下列表示溶液pH隨SO2氣體體積變化關(guān)系示意圖正確的是______（填序號）。 A B C D （3）文獻記載，常溫下H2S可與Ag發(fā)生置換反應生成H2?，F(xiàn)將H2S氣體通過裝有銀粉的玻璃管，請設(shè)計簡單實驗，通過檢驗反應產(chǎn)物證明H2S與Ag發(fā)生了置換反應_______。 【答案】（14分） （1） ① H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4 ②藍色石蕊試紙變紅 ③ H2S+2Fe3+=S↓+2H++2Fe2+ ④ d （2） ①酸性(或酸性較強) ② C （3）將反應后的氣體通入足量氫氧化鈉溶液中（或硫酸銅溶液或氯化鐵溶液等），除去未反應的H2S后，點燃，若觀察到火焰呈淡藍色，說明有H2生成，從而證明H2S與Ag發(fā)生了置換反應（或做爆鳴實驗，其它合理答案酌情給分） 【解析】 考點：本題以實驗為基礎(chǔ)，考查實驗現(xiàn)象分析，圖像和實驗設(shè)計等知識。 14．以白云石（化學式表示為MgCO3CaCO3）為原料制備Mg(OH)2的工藝流程如下圖所示。 輕燒 研磨 加熱反應 過濾 沉淀 過濾 Mg(OH)2 白云石 (NH4)2SO4 H2O NH3 CaCO3 氨水 溶液 （1）研磨的作用是 。 （2）該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是 、 （寫化學式）。 （3）白云石輕燒的主要產(chǎn)物是MgOCaCO3，而傳統(tǒng)工藝是將白云石加熱分解為MgO和CaO后提取，白云石輕燒的優(yōu)點是 。 （4）加熱反應的離子方程式為 。 （5）①加熱反應時，在323k和353k溶液中c(NH4+)與反應時間的關(guān)系如下圖所示，請在下圖畫出373k的曲線。 323k 353k 反應時間 c(NH4＋) ②由圖可知，隨著溫度升高： 。 【答案】（16分） （1）增大固體的表面積，加快反應速率，增大原料利用率（2分） （2）NH3、(NH4)2SO4（各2分） （3）減少能耗、減少CO2的排放等（即節(jié)能、低碳）（2分） （4）MgO + 2NH4+ Mg2+ + 2NH3↑ + H2O（3分，寫成等號不扣分） （5）①（3分） ②反應的時間縮短、平衡時c(NH4+)減?。ê侠硪步o分）（2分） 323k 353k 反應時間 c(NH4＋) 373k 【解析】 點、平衡點或拐點，從而可以畫出曲線。 考點：考查物質(zhì)制備化學工藝流程，涉及研磨的作用、可以循環(huán)使用的物質(zhì)、評價改進工藝的優(yōu)點、關(guān)鍵步驟的離子方程式、溫度對反應速率和平衡移動的影響規(guī)律及畫出相應的圖像等。 15．鉻及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)上的應用廣泛，可用于電鍍，鞣制羊毛，皮革；鉻還用于照相材料，膠版印刷及化工觸媒劑等。但化工廢料鉻渣對人體健康有很大危害。 Ⅰ：某工廠對制革工業(yè)污泥中Cr（III）回收與再利用工藝如下（硫酸浸取液中金屬離子主要是Cr3+，其次是Fe3＋、Al3+、Ca2+、Mg2+）： 部分陽離子常溫下以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表： 陽離子 Fe3+ Fe2+ Mg2+ Al3+ Cu2+ Cr3+ 開始沉淀時的pH 1.9 7.0 —— —— 4.7 —— 沉淀完全時的pH 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9（＞9溶解） （1）實驗室用18.4 molL－1的濃硫酸配制250 mL 4.8 molL－1的硫酸溶液，所用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒和吸量管（一種能精確量取一定體積液體的儀器）外，還需 。 （2）酸浸時，為了提高浸取率可采取的措施是 （至少答一點）。 （3）調(diào)節(jié)溶液的pH=8是為了除去 離子。鈉離子交換樹脂的原理為： Mn＋＋nNaR→MRn＋nNa＋，被交換的的雜質(zhì)離子是 。 （4）Cr(OH)3在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH)3(s) Cr3+(aq)+3OH－(aq) 常溫下，Cr(OH)的溶度積Ksp= c(Cr3+)? c3(OH－)=10－32，要使c(Cr3+)降至10－5mol/L，溶液的pH應調(diào)至 。 （5）還原過程發(fā)生以下反應（請配平）： Na2Cr2O7＋ SO2＋ = Cr(OH) (H2O)5SO4＋ Na2SO4； Ⅱ：工業(yè)廢水中常含有一定量的Cr2O72－和CrO42－，它們會對人類及生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害，必須進行處理。 其中一種處理方法為電解法：該法用Fe做電極，電解含Cr2O72－的酸性廢水，隨著電解進行，陰極附近溶液pH升高，產(chǎn)生Cr(OH)3沉淀。用Fe做電極的原因為 在陰極附近溶液pH升高的原因是（用電極反應解釋） 。 【答案】 Ⅰ：（1）250ml容量瓶、膠頭滴管 （2）①升高反應溫度，②攪拌，③過濾后再向濾渣中加入硫酸（多次浸?。?，④適當延長浸取時間 （3）Fe3+和Al3+； Ca2+、Mg2+ （4）5 （5）1,3,11H2O，2,1 Ⅱ：陽原反應為Fe-2e-=Fe2+，提供還原劑Fe2+，2H++2e-=H2↑ 【解析】 考點：是回收再利用型工藝流程題，包括配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的實驗、提高浸取率的措施、控制pH等條件除去混合物中的雜質(zhì)金屬陽離子、容度積和pH的計算、氧化還原反應方程式的配平、電解原理等高考熱點。 16．某課外活動小組欲制取次氯酸鈉和氯化鈉的混合溶液，為提高次氯酸鈉含量，用如圖所示裝置．圖中瓶乙盛飽和食鹽水，瓶丙盛濃硫酸，分液漏斗A中盛濃鹽酸．(據(jù)資料顯示：Cl2與NaOH在不同溫度下，產(chǎn)物不同．在較高溫度下易生成NaClO3)． 試回答： (1)燒瓶B中盛 ，試管C中盛 . (2)有同學認為可以省去某些裝置，你認為怎樣： 能否省去乙裝置？ (填“能”或“不能”)，理由是 (3)有同學認為還必須加入某些裝置，你認為怎樣？ (填“需要”或“不需要”)，如果你認為需要，請指出該裝置的作用 (4)丁裝置中冰水的作用是 ． 【答案】 (1)MnO2（1分） NaOH溶液 （1分） (2)不能 （1分）HCl氣體進入C中，消耗NaOH，降低NaClO的含量（2分） (3)需要 （1分）應加上尾氣處理裝置，防止Cl2污染空氣（2分） (4)防止Cl2與NaOH溶液在溫度較高時，發(fā)生其他反應（2分） 【解析】 考點：本題考察實驗操作和分析。 17．某化學興趣小組利用圖一裝置制取氨氣并探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。 （1）裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用________（填序號） a．堿石灰 b．濃硫酸 c．生石灰 d．五氧化二磷 e．燒堿 （2）若探究氨氣的溶解性，需在K2的導管末端連接圖二裝置中的_____裝置（填序號），當裝置D中集滿氨氣后，關(guān)閉K1、K2，打開K3，引發(fā)噴泉的實驗操作是______________ ___________________________________________________________________________。 （3）若探究氨氣的還原性，需打開K1、K2，K3處導管連接制取純凈、干燥氯氣的裝置。 ①用二氧化錳與濃鹽酸制取氯氣，生成氣體必須通過盛有____________試劑的洗氣瓶； ②D中氨氣與氯氣反應產(chǎn)生白煙，同時生成一種無色無味的氣體，該反應的化學方程式為___________________________________； ③從K3處導管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應盛放_________溶液（填化學式），反應的離子方程式為____________________________________。 【答案】（1）ace(2分，全對得2分，錯選不得分) （2）Ⅱ或Ⅲ（2分）用熱毛巾將燒瓶捂熱(1分) （3）①飽和食鹽水、濃硫酸（2分） ②3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2（2分，分布寫也可） ③NaOH（1分）Cl2+2OH￣=Cl￣+ClO￣+H2O 【解析】 試題分析：（1）堿石灰、生石灰、燒堿都能促進濃氨水中氨氣的揮發(fā)，故ace正確。 （2）Ⅱ或Ⅲ能防止氨氣的倒吸；因為裝置中沒有膠頭滴管，所以用熱毛巾捂熱燒瓶，使氨氣膨脹，與水接觸溶解，形成噴泉。 考點：本題考查化學實驗基本儀器和基本步驟以及實驗操作和方程式的書寫。