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專題39 物質(zhì)的制備與定量實驗 1．某學(xué)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(xué)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(yīng)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(yīng)，錯誤； C．SO2能與氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，錯誤； D．O2既不與濃硫酸反應(yīng)，也不與氫氧化鈉反應(yīng)，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(yīng)實驗，能達到實驗?zāi)康牡氖? 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(xué)實驗基本操作。 5．下列裝置和操作能達到實驗?zāi)康牡氖? ) 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(xué)實驗基礎(chǔ)知識，涉及基本操作、化學(xué)儀器等相關(guān)知識。 6．實驗是研究化學(xué)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(xué)實驗基本操作 7．下圖裝置可用于收集氣體并驗證其化學(xué)性質(zhì)，下列對應(yīng)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(yīng)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(xué)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(dǎo)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(yīng)需加熱，不應(yīng)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(xué)實驗等相關(guān)知識。 9．實驗是化學(xué)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(xué)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(yīng)，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(xué)性質(zhì)。 11．下圖裝置可用于收集氣體并驗證其化學(xué)性質(zhì)，下列對應(yīng)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(yīng)生成硝酸 B. C2H4 溴水 溶液褪色 乙烯能與溴發(fā)生加成反應(yīng) 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(yīng)生成NO2，NO2與水反應(yīng)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(yīng)，產(chǎn)生褪色，正確；D、NH3和水反應(yīng)生成的NH3H2O是弱堿有堿性，與MgCl2溶液發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，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?zāi)康淖钕喾氖? ) 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(xué)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(yīng)生成沉淀。 ③ H2S在空氣中燃燒，火焰呈淡藍色。 （1）某化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)的離子方程式為_____。 ④ D中盛放的試劑可以是____________（填標(biāo)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(yīng)條件，小組同學(xué)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(yīng)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(yīng)產(chǎn)物證明H2S與Ag發(fā)生了置換反應(yīng)_______。 【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(yīng)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(yīng)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(yīng)（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(xué)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(yīng) 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(xué)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(yīng)的離子方程式為 。 （5）①加熱反應(yīng)時，在323k和353k溶液中c(NH4+)與反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的時間縮短、平衡時c(NH4+)減小（合理也給分）（2分） 323k 353k 反應(yīng)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(xué)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(yīng)速率和平衡移動的影響規(guī)律及畫出相應(yīng)的圖像等。 15．鉻及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)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(yīng)調(diào)至 。 （5）還原過程發(fā)生以下反應(yīng)（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(yīng)解釋） 。 【答案】 Ⅰ：（1）250ml容量瓶、膠頭滴管 （2）①升高反應(yīng)溫度，②攪拌，③過濾后再向濾渣中加入硫酸（多次浸?。苓m當(dāng)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(xué)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(yīng)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(yīng)（2分） 【解析】 考點：本題考察實驗操作和分析。 17．某化學(xué)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(dǎo)管末端連接圖二裝置中的_____裝置（填序號），當(dāng)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(dǎo)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(yīng)產(chǎn)生白煙，同時生成一種無色無味的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________； ③從K3處導(dǎo)管逸出的氣體中含有少量Cl2，則C裝置中應(yīng)盛放_________溶液（填化學(xué)式），反應(yīng)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(xué)實驗基本儀器和基本步驟以及實驗操作和方程式的書寫。