高考化學大一輪復習 物質的制備方法限時集訓卷

【創(chuàng)新方案】高考化學大一輪復習物質的制備方法限時集訓卷[對應學生用書課下限時集訓(三十六)]一、選擇題1．實驗室對制備氣體反應的基本要求是“反應條件易滿足、能平穩(wěn)地產生氣流、所得氣體中盡可能不含雜質成分(除少量水蒸氣及少量原料汽化形成的物質)”，下列反應一般能用于實驗室制備氣體的是()A．Na2O2與CO2反應制備O2B．H2O2與MnO2混合制備O2C．加熱濃硝酸制備NO2D．濃NaOH與NH4Cl溶液混合加熱制備NH3解析：選BA項，易引入較多的CO2雜質；C項，加熱濃HNO3制NO2時還會產生O2；D項，氨氣易溶于水，用濃NaOH溶液與NH4Cl溶液反應制得的NH3量較少。2．下列能達到實驗目的的是()A．除去雜質氣體CO2B．收集并吸收多余的Cl2C．干燥Cl2D．吸收HCl制鹽酸解析：選CA項，導氣管應該“長進短出”；B項，Cl2密度比空氣密度大，Cl2會直接進入NaOH溶液，收集不到氣體；D項，HCl易溶于水，會發(fā)生倒吸。3．下列裝置及實驗設計中合理的是()A．①B．②③C．①②③D．②③④解析：選B①忽略了CO2與C的反應是氣體體積增大的反應，該實驗設計不能實施；②、③可以達到實驗目的；④中氣體應從左邊通入。4．(·海淀模擬)圖示氣體發(fā)生裝置中，當加入適當的塊狀固體和液體時不具有隨開隨關功能的是()解析：選DA、B、C三個裝置原理與啟普發(fā)生器相似，均具有隨開隨關功能；而裝置D關閉止水夾后，反應仍斷續(xù)進行，無法通過關閉止水夾控制反應的停止。5．如圖裝置可用于制取、提純并收集表格中的四種氣體(a、b、c表示相應儀器中加入的試劑)，其中可行的是()選項氣體abcANO2濃硝酸銅片NaOH溶液BSO2濃硫酸Cu酸性KMnO4溶液CNH3濃氨水生石灰堿石灰DCO2稀硫酸Na2CO3濃硫酸解析：選DA項，氫氧化鈉溶液會吸收生成的NO2，最后收集不到NO2，錯誤；B項，銅與濃硫酸反應需要加熱，酸性KMnO4能氧化SO2，收集不到SO2，錯誤；C項，堿石灰是固體干燥劑，而題給的裝置適用于液體干燥劑，錯誤。6．如圖是制取和收集某氣體的實驗裝置，該裝置可用于()A．濃鹽酸和二氧化錳反應制取Cl2B．過氧化鈉固體和水反應制取O2C．濃硝酸與銅反應制取NO2D．濃氨水和生石灰反應制取NH3解析：選BA項，濃鹽酸和二氧化錳反應制取Cl2需要加熱；C項，NO2與水反應生成NO氣體，不能用排水法收集；D項，NH3易溶解于水，不能用排水法收集。7．既能用濃H2SO4干燥，又可用CaO干燥的氣體有()①H2②O2③N2④SO2⑤H2S⑥CH4⑦NH3⑧CO2A．①②③⑥B．①②③⑧C．④⑤⑥D．④⑤解析：選A能用濃H2SO4干燥的氣體有①②③④⑥⑧，能用CaO干燥的氣體有：①②③⑥。8．實驗室里可按如圖所示的裝置來干燥、收集氣體R，多余的氣體可用水吸收，則R是()A．HClB．Cl2C．COD．NH解析：選D該裝置只能收集密度比空氣小的氣體，HCl、Cl2的密度都大于空氣的密度，A、B錯誤；CO不能用排空氣法收集，C錯誤。二、非選擇題9．(·宜賓質檢)氣體是物質聚集狀態(tài)的重要形式之一，在實驗室或工業(yè)上經常需制備氣體。如圖所示是某同學設計的實驗室制備氨氣的一些裝置。(1)如圖所示是實驗室制取氨氣的裝置和選用的試劑，其中不能得到氨氣的是________。(2)利用裝置B和表中提供的試劑，能制備的相應氣體有__________________(填氣體的化學式)。氣體所用試劑SO2NaHSO3(固)＋H2SO4(濃)Cl2MnO2(固)＋HCl(濃)H2SNa2S(固)＋H2SO4(濃)O2Na2O2(固)＋H2O(3)實驗室制備、收集干燥的NO2，所需儀器如圖所示，按氣流方向連接各儀器接口，順序為a→________→________→________→________→f。裝置D的作用是____________________，裝置E中盛放的溶液是___________________________。制備時，燒瓶中裝少量銅片，從分液漏斗向燒瓶中滴加濃硝酸，燒瓶中的現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：氯化銨加熱不能用于制備氨氣，因為它分解生成氨氣與氯化氫遇冷又化合生成氯化銨；裝置C試管口向上，可能會造成試管炸裂；裝置B符合固體與液體不加熱反應制備氣體。答案：(1)A、C(2)SO2、O2(3)decb防止E中的溶液倒吸到B中NaOH溶液銅片和濃硝酸劇烈反應，銅片逐漸溶解放熱，產生大量紅棕色氣體，得到綠色溶液10．如圖是用于氣體制備、干燥、性質驗證、尾氣處理的部分儀器裝置(加熱及夾持固定裝置均已略去)。請根據要求回答問題。(1)若燒瓶中盛裝鋅片，分液漏斗中盛裝稀硫酸，則：①當儀器連接順序為A→C→B→B→D時，兩次使用裝置B，其中所盛的藥品依次是CuO、無水CuSO4粉末。此實驗的目的是_________________________________，裝置D的作用是______________________________________________。②為了使裝置B中CuO反應充分，在不改變現有藥品的條件下，可采取的方法有______________________________________________________________(任寫一種)。③加熱前必須進行的操作是______________________________________。(2)若燒瓶中盛裝Na2O2固體，分液漏斗中盛裝濃氨水，慢慢打開分液漏斗的活塞，則：①燒瓶內產生的氣體主要有________________________________________(寫化學式)。②用產生的氣體做氨的催化氧化實驗，各裝置按氣流方向從左到右的連接順序是________________________________________________________________________(填字母)→E。③試管B中的反應方程式為________________________________________。解析：(1)①裝置A中鋅片與稀硫酸反應產生H2，裝置C是對H2進行干燥，然后依次通過分別盛有CuO、無水CuSO4粉末的裝置B；通過CuO時，氫氣與CuO反應生成Cu和H2O；通過無水CuSO4粉末時，可以檢驗生成的水。故實驗目的是驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物；裝置D的作用是防止空氣中的水分進入裝置B，干擾產物H2O的檢驗。②使B中CuO反應充分，在不改變現有藥品的條件下，可以減緩A中產生氫氣的速率，如控制稀硫酸的滴入速率、控制燒瓶的溫度等。③加熱前必須檢驗裝置中空氣是否排盡或檢驗氫氣是否純凈。(2)①滴入濃氨水，則Na2O2與H2O反應生成O2，放熱使氨水揮發(fā)，氨氣逸出。②做氨的催化氧化實驗時，裝置A為O2和NH3的發(fā)生裝置，由于產生的O2和NH3中含有水蒸氣，需要通過裝置D干燥后進入裝置B發(fā)生催化氧化反應。答案：(1)①驗證H2的還原性并檢驗其氧化產物防止空氣中的水進入裝置，干擾H2氧化產物的檢驗②控制分液漏斗的活塞，使稀H2SO4緩慢滴下(或在燒瓶中加水或將燒瓶放入冰水中或用冰毛巾捂著燒瓶等，其他合理答案亦可)③檢驗裝置中空氣是否排盡(或檢驗氫氣是否純凈)(2)①O2、NH3②A→D→B③4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))4NO＋6H2O11．某實驗小組利用如圖裝置(部分固定裝置略)制備氮化鈣(Ca3N2)，并探究其實驗式。(1)按圖連接好實驗裝置。檢查裝置的氣密性，方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反應過程中末端導管必須始終插入試管A的水中，目的是__________________。(3)制備氮化鈣的操作步驟是：①打開活塞K并通入一段時間的N2；②點燃酒精燈，進行反應；③反應結束后，________________________________________________________________________；④拆除裝置，取出產物。(4)數據記錄如表所示：空瓷舟的質量m0/g瓷舟與鈣的質量m1/g瓷舟與產物的質量m2/g14.8015.0815.15①計算得到實驗式CaxN2，其中x＝________。②若通入的N2中混有少量O2，請比較x與3的大小，并給出判斷依據：____________________。解析：(2)要保證整個裝置不能混入其他氣體。(3)一定要使玻璃管冷卻后再停止通入氮氣流。(4)要確定x值必須求出鈣和氮的原子個數比，根據題目所給的數據可做如下計算：①m(Ca)＝(15.08－14.80)g＝0.28g，m(N)＝(15.15－15.08)g＝0.07g，則n(Ca)∶n(N)＝eq\f(0.28,40)∶eq\f(0.07,14)＝7∶5，則x＝eq\f(14,5)；②若通入的N2中混有少量O2，則產物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中鈣的質量分數為81.08%，CaO中鈣的質量分數為71.43%，所以產物中混有了CaO會導致鈣的質量分數減小，x的值偏小。答案：(1)關閉活塞K，微熱反應管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱，冷卻后若末端導管中水柱上升且高度保持不變，說明裝置氣密性良好(2)防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置，氧化單質鈣，生成氧化鈣，引入雜質(3)熄滅酒精燈，待玻璃管冷卻至室溫，停止通入氮氣，并關閉活塞(4)①2.80②x＜3，產物中生成了CaO12．苯甲酸廣泛應用于制藥和化工行業(yè)，某同學嘗試用甲苯的氧化反應制備苯甲酸，反應原理：CH3＋2KMnO4eq\o(→,\s\up7(△))COOK＋KOH＋2MnO2↓＋H2OCOOK＋HCl→COOH＋KCl實驗方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反應一段時間后停止反應，按如圖流程分離出苯甲酸和回收未反應的甲苯。已知：苯甲酸分子量122，熔點122.4℃，在25℃和95℃時溶解度分別為0.3g和6.9g；純凈固體有機物一般都有固定熔點。(1)操作Ⅰ為________，操作Ⅱ為________。(2)無色液體A是__________________________________________，定性檢驗A的試劑是______________，現象是________________。(3)測定白色固體B的熔點，發(fā)現其在115℃開始熔化，達到130序號實驗方案實驗現象結論①將白色固體B加入水中，加熱溶解，________________________________________________________________________得到白色晶體和無色濾液②取少量濾液于試管中，________________________________________________________________________________________________________________________________________________生成白色沉淀濾液含Cl－③干燥白色晶體，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________白色晶體是苯甲酸(4)純度測定：稱取1.220g產品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物質的量為2.40×10－3mol，產品中苯甲酸質量分數的計算表達式為__________________________，計算結果為________(保留兩位有效數字)。解析：整個流程大致過程為：反應后的苯甲酸鉀和未反應的甲苯通過分液，分為有機相和水相，有機相成分主要是甲苯，水相主要是苯甲酸鉀；有機相通過無水硫酸鈉干燥掉部分水后，再用蒸餾的辦法，蒸出甲苯，而有機相苯甲酸鉀通過鹽酸酸化變?yōu)楸郊姿?，通過蒸發(fā)濃縮，多余濃鹽酸揮發(fā)，冷卻過濾，苯甲酸鉀即為題中白色固體物質。(1)由整個流程可知，操作Ⅰ和操作Ⅱ分別為分液、蒸餾。(2)由于苯的同系物能使高錳酸鉀褪色，所以檢驗甲苯可以用酸性KMnO4溶液，在此題中若看到酸性KMnO4溶液褪色，即證明有甲苯。(3)若要檢驗KCl的存在，檢驗Cl－離子即可，用硝酸鹽溶液；根據表格提示，苯甲酸的存在檢測熔點，有機物一般熔點較低。(4)苯甲酸與KOH按1∶1反應，因此25mL苯甲酸的物質的量為2.4×10－3mol，100mL為2.40×10－3×4mol，總的苯甲酸質量為2.40×10－3×4×122g，因此質量分數為[(2.40×10－3×122×4)/1.22]×100%＝96%。答案：(1)分液蒸餾(2)甲苯，酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色(3)序號實驗方案實驗現象結論①將白色固體B加入水中，加熱，溶解，_冷卻、過濾得到白色晶體和無色溶液②取少量濾液于試管中，滴入適量硝酸酸化的AgNO3溶液_生成白色沉淀濾液含有Cl－③干燥白色晶體，加熱使其融化，測其熔點熔點為122.4℃白色晶體是苯甲酸(4)[(2.40×10－3×122×4)/1.22]×100%96%1．下列實驗操作正確的是()解析：選AB項，NO不能用排空氣法收集；C項，濃硫酸不能在量筒中稀釋；D項，易發(fā)生倒吸現象。2．下列氣體制備與收集裝置錯誤的是()解析：選DD項，NO氣體易與空氣中的氧氣發(fā)生反應，且其密度與空氣非常相近，不能用排空氣法收集。3．如圖裝置可用于收集氣體X并驗證其某些化學性質，你認為正確的是()選項氣體X試劑現象結論ASO2酸性KMnO4溶液溶液褪色SO2有氧化性BC2H4溴水溶液褪色能發(fā)生加成反應CX澄清石灰水溶液變渾濁X不一定是CO2DCl2紫色石蕊試液溶液先變紅后褪色Cl2有酸性和漂白性解析：選C二氧化硫使高錳酸鉀溶液褪色，體現了其還原性，A錯誤；乙烯密度小于空氣，不可用此裝置收集，B錯誤；向紫色石蕊試液中通入氯氣，先變紅后褪色的原因是氯氣與水反應生成了酸，且其中的次氯酸具有漂白性，D錯誤。4．某校化學課外活動小組組裝了如圖所示的儀器，欲經過簡單的連接，制備中學化學中幾種常見氣體。請?zhí)顚懕砀裰械目瞻祝盒蛱?1)(2)(3)氣體CO2NH3Cl2裝置連接順序制備→收集①______________制備→凈化→干燥③_____________________制備→凈化→干燥⑥_____________________試劑名稱若干燥NH3，可選用試劑④_____________________處理尾氣的試劑⑦_____化學反應方程式②____________________________⑤__________________________________________⑧__________________________________________解析：根據氣體的制備原理，制備CO2屬于“固＋液”不需加熱的反應，制備NH3屬于“固＋固”需加熱的反應，制備Cl2屬于“固＋液”需加熱的反應，結合題給圖示可選擇適當的制氣裝置和收集裝置。答案：①D→H②CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O③A→I→L④堿石灰(或固體氫氧化鈉)⑤Ca(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O⑥B→G→E→H→K(F代替K也可)⑦氫氧化鈉溶液⑧MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋2H2O＋Cl2↑5．Ⅰ.某同學擬用如圖所示裝置分別制取H2和NO。而實驗室只有水、濃硫酸、濃硝酸、銅片。(1)制取H2時，還缺少的固體試劑是________(填名稱)，反應的離子方程式是：________________________________________________________________________。(2)制取NO時，請你從上述試劑中為他選擇比較合理的試劑：__________________；反應產生的氣體需要用________法收集。Ⅱ.有一份兩種物質混合而成的白色混合物，分別取適量該混合物置于三支試管中進行實驗。①加熱第一支試管中的白色混合物，試管口有水滴凝結。②向第二支試管中逐滴加入4mol/L的NaOH溶液至過量，同時不斷振蕩試管，有氣泡產生，反應結束后試管中還有白色不溶物。③向第三支試管中逐滴加入4mol/L鹽酸，同時不斷振蕩試管，有無色無味的氣體產生，反應結束后得到無色透明溶液。(1)符合以上實驗現象的是混合物________(填選項編號)。A．NaHCO3、AgNO3B．BaCl2、MgCO3C．NH4HSO