高考化学总复习 第十章 化学实验 课时作业31 物质的制备、实验方案的设计与评价 新人教版

课时作业31物质的制备、实验方案的设计与评价一、选择题1根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是()解析：本题考查化学基本实验原理及选用装置的正误判断，意在考查考生的实验操作能力。A项，制NH3需要用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体加热进行反应，错误；B项，CO2应从长导管进短导管出，错误；C项，制得的NaHCO3为固体，用过滤法分离，正确；D项，加热时NaHCO3会分解，错误。答案：C2用如图所示装置进行实验，将少量液体甲逐滴加入到固体乙中，试管中试剂为丙，则下表中现象与结论均正确的是()选项甲乙丙试管中现象A浓硫酸Na2SO3石蕊溶液先变红后褪色B浓氨水生石灰AlCl3溶液先沉淀后消失C醋酸碳酸钙BaCl2溶液变浑浊D浓硝酸铜水试管口出现红棕色解析：A选项，SO2只能使石蕊溶液变红，不能漂白石蕊溶液，错误；B选项，氨水不与Al(OH)3沉淀反应，错误；C选项，CO2不与BaCl2溶液反应，错误；D选项，浓硝酸与铜反应生成NO2，NO2与水反应生成NO，NO遇空气变为红棕色NO2，正确。答案：D3下列设计的实验方案能达到实验目的的是()A制备Al(OH)3悬浊液：向1 molL1 AlCl3溶液中加过量的6 molL1 NaOH溶液B提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和NaOH溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水C检验溶液中是否含有Fe2：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象D探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象解析：NaOH过量，Al(OH)3会被溶解生成NaAlO2，A项错误；饱和NaOH溶液可以与CH3COOH反应，同时也与乙酸乙酯反应，B项错误；待测液中先加氯水，则无法确定溶液中原来存在的是Fe2还是Fe3，或二者都有，C项错误；H2O2的浓度相同时，一支试管中加催化剂，一支不加，通过观察生成气泡的快慢来探究催化剂对H2O2分解速率的影响，D项正确。答案：D4实验室可将硬质玻璃管改装为燃烧管(如图所示)，挤压软塑料瓶瓶壁，向装有固体B的锥形瓶中加入液体A，同时往燃烧管中通入气体C并点燃，可看到明显的燃烧现象(金属网用以防止气体混合爆炸)。若用此装置模拟工业制氯化氢，则关于试剂选择正确的是()选项溶液A固体B气体CA稀硫酸ZnCl2B浓盐酸MnO2H2C稀硝酸FeCl2D浓盐酸KMnO4H2解析：Zn与稀硫酸反应生成的氢气，在燃烧管中不能与氯气充分混合，不能燃烧，A项错误；该装置不需加热即可获得氯气，而二氧化锰和浓盐酸的反应需加热才能发生，B项错误；金属铁和硝酸反应不会产生氢气，C项错误；浓盐酸和高锰酸钾在不加热的条件下可以生成氯气，氯气和氢气在燃烧管中混合均匀可以获得氯化氢，燃烧时产生苍白色火焰，D项正确。答案：D5下列实验方案不能达到实验目的的是()A图甲装置用Cu和浓硝酸可制取NOB图乙装置可用于实验室制备Cl2C图丙装置可用于实验室制取乙酸乙酯D图丁装置可用于实验室分离CO和CO2解析：Cu和浓硝酸反应生成NO2，NO2可以与水反应生成NO，故可以用甲装置制取NO，A正确；KMnO4具有强氧化性，在常温下就可以把浓盐酸氧化为Cl2，故乙装置可用于实验室制备Cl2，B正确；乙酸乙酯在强碱性溶液中可以完全水解，故不能用烧碱溶液吸收，并且导管伸入到液面以下，易倒吸，C错误；CO2可以先被碱液吸收，在球胆中收集CO气体，再通过分液漏斗向试剂瓶中加入酸液，CO2即可放出，故丁装置可用于实验室分离CO和CO2，D正确。答案：C6某学习小组拟利用如图装置制备氮化钙(化学式为Ca3N2，极易与H2O反应)。下列说法正确的是()A打开活塞K通入N2，试管A内有气泡产生，说明装置气密性良好BU形管中盛放的干燥剂既可以是碱石灰，也可以是浓硫酸C将产物Ca3N2放入盐酸中，只能得到一种盐D反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后再关闭活塞K解析：若通入N2的气流较大，即使装置气密性不好，也能在试管A内产生气泡，A项错误；U形管中不能盛放液体干燥剂，B项错误；将Ca3N2放入盐酸中可得到两种盐：CaCl2和NH4Cl，C项错误；如果先关闭活塞K，再熄灭酒精灯，有可能引起倒吸，D项正确。答案：D7实验室某些物质的制备装置如图所示(省略夹持装置和净化装置)，仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的是()选项a中的物质b中的物质c中的物质d中的物质e中的物质A浓硫酸Na2SO3(NH4)2SO3浓氨水CaOB浓硝酸CuH2SO4稀盐酸Na2SC稀硫酸ZnHCl稀盐酸MnO2D浓硫酸CH3CH2OHCH2BrCH2Br溴单质CCl4解析：a、b中的物质反应生成SO2，e、d中的物质反应生成NH3，SO2和NH3在c中生成(NH4)2SO3，故A正确；e、d中生成的H2S会溶解在稀盐酸中，故B错误；MnO2与稀HCl不能生成Cl2，故C错误；浓硫酸和乙醇在常温下不反应，Br2会溶于CCl4中，不能生成Br2，故D错误。答案：A8铵明矾NH4Al(SO4)212H2O是分析化学常用的基准试剂，其制备过程如图所示。下列分析不正确的是()A过程反应：2NH4HCO3Na2SO4=2NaHCO3(NH4)2SO4B检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液C若省略过程，则铵明矾的产率明显降低D向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液，先后观察到：刺激性气体逸出白色沉淀生成白色沉淀消失解析：NaHCO3的溶解度较小，过程可以产生NaHCO3沉淀，符合离子反应的条件，A项正确；过程调整溶液的pH2，溶液中不含有CO，故仅需BaCl2溶液即可鉴别SO，B项正确；若省略过程，因CO与Al3的水解相互促进，导致铵明矾的产率降低，C项正确；向铵明矾溶液中加入NaOH溶液，Al3结合OH的能力比NH强，应先产生白色沉淀，后产生有刺激性气味的气体，再加入过量的NaOH溶液，白色沉淀逐渐溶解并消失，D项错误。答案：D二、非选择题9如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。(1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：当仪器连接顺序为ACBBD时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是_，D装置的作用是_。为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有(写一种)_。加热前必须进行的操作是_。(2)若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则：烧瓶内产生的气体主要有(写化学式)_。用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是(填字母)_E。试管B中的反应方程式为_。解析：(1)装置A中锌片与稀硫酸反应产生H2，装置C是对H2进行干燥，然后依次通过分别盛有CuO、无水CuSO4粉末的装置B；通过CuO时，氢气与CuO反应生成Cu和H2O；通过无水CuSO4粉末时，可以检验生成的水。故实验目的是验证H2的还原性并检验其氧化产物；装置D的作用是防止空气中的水分进入装置B，干扰产物H2O的检验。使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可以减缓A中产生氢气的速率，如控制硫酸的滴入速率、控制烧瓶的温度等。加热前必须检验装置中空气是否排尽(即检验氢气是否纯净)。(2)滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水分解，氨气逸出。做氨的催化氧化实验，装置A为O2、NH3的发生装置，由于产生的O2、NH3中含有水蒸气，需要通过装置D干燥后进入装置B发生催化氧化反应。答案：(1)验证H2的还原性并检验其氧化产物防止空气中的水进入装置，干扰H2氧化产物的检验控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案也可)检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净(2)O2、NH3ADB4NH35O24NO6H2O10亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业盐，易溶于水，微溶于乙醇。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究：.亚硝酸钠的制备。(1)实验中用恒压滴液漏斗，相比普通分液漏斗，显著的优点是_。(2)D中澄清石灰水变浑浊，则C中制备NaNO2的离子方程式为_。.探究亚硝酸钠与硫酸反应的气体产物成分。已知：NONO22OH=2NOH2O气体液化的温度：NO2为21 ，NO为152 (3)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是_。(4)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左右连接)：A、C、_、_、_。(5)在关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，装置A中产生红棕色气体。确认装置A中产生的气体含有NO，依据的现象是_。装置B的作用是_。.设计实验证明酸性条件下NaNO2具有氧化性。供选用的试剂：NaNO2溶液、KMnO4溶液、FeSO4溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉溶液、KSCN溶液_。解析：本题考查亚硝酸钠的制备及性质探究实验。.(1)恒压滴液漏斗可以将滴液漏斗与烧瓶连通，平衡滴液漏斗与烧瓶中压强，便于硝酸滴下。(2)D中澄清石灰水变浑浊，说明C中产生CO2，故C中NO、O2通入Na2CO3溶液中发生反应的离子方程式为4NOO22CO=4NO2CO2。.(3)先通入一段时间氮气，排尽装置中的空气，目的是防止生成的NO被氧化，干扰产物气体的检验。(4)在装置A中制取气体，用浓硫酸(C)对气体进行干燥，然后用冰水浴(E)检验NO2，再用O2和热水浴(D)检验NO，最后用NaOH溶液(B)进行尾气处理。所以仪器的连接顺序(按左右连接)为A、C、E、D、B。(5)确认装置A中产生的气体含有NO，依据的现象是装置D中通入氧气后气体由无色变为红棕色，发生反应：2NOO2=2NO2。由于NO、NO2都是大气污染物，装置B的作用是尾气处理，吸收氮氧化物，防止空气污染。.要证明酸性条件下NaNO2具有氧化性，则证明酸性条件下NaNO2能将Fe2氧化为Fe3(或将I氧化为I2)即可。答案：.(1)平衡滴液漏斗与烧瓶中压强，便于硝酸流下(2)4NOO22CO=4NO2CO2.(3)排尽装置中的空气，防止生成的NO被氧化，干扰产物气体的检验(4)EDB(5)D中通入氧气后，气体由无色变为红棕色尾气处理，吸收氮氧化物，防止空气污染.取硫酸亚铁溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加几滴KSCN溶液，溶液仍为浅绿色，滴加少许NaNO2溶液，此时溶液由浅绿色变为红色，证明NaNO2具有氧化性(或者取KI溶液并滴加稀硫酸酸化，滴加淀粉溶液，无明显现象，滴加少许NaNO2溶液，溶液变蓝，证明NaNO2具有氧化性)11PCl3可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下：熔点/沸点/密度/gmL1其他黄磷44.1280.51.822P(过量)3Cl22PCl3；2P(少量)5Cl22PCl5PCl311275.51.574遇水生成H3PO3和HCl，遇O2生成POCl3POCl32105.31.675遇水生成H3PO4和HCl，能溶于PCl3(一)制备：如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。(1)仪器乙的名称是_。(2)实验室用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的化学方程式为_。(3)碱石灰的作用是_。(4)向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一段时间的CO2，其目的是_。(二)提纯：(5)粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入黄磷加热除去PCl5后，通过_(填实验操作名称)，即可得到PCl3的纯品。(三)分析：测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4.200 g产品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入过量的0.100 0 molL1 20.00 mL碘溶液，充分反应后再用0.100 0 molL1 Na2S2O3溶液滴定过量的碘，终点时消耗10.00 mL Na2S2O3溶液。已知：H3PO3H2OI2=H3PO42HI；I22Na2S2O3=2NaINa2S4O6；假设测定过程中没有其他反应。(6)根据上述数据，该产品中PCl3的质量分数为_。若滴定终点时俯视读数，则PCl3的质量分数_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析：(1)仪器乙为冷凝管。(2)用漂白粉加浓盐酸制备Cl2的反应为Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22H2O2Cl2。(3)根据PCl3遇水能发生反应，氯气有毒知，碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入并吸收多余的Cl2。(4)甲中通入干燥Cl2之前，先通入CO2，是为了排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应。(5)PCl3、POCl3的沸点相差较大，可以利用蒸馏的方法分离。(6)根据提供的反应，有n(H3PO3)n(Na2S2O3)n(I2)，则25.00 mL溶液中n(H3PO3)0.100 0 molL10.02 L0.100 0 molL10.01 L0.001 5 mol。根据PCl33H2O=H3PO33HCl，则4.2 g产品中n(PCl3)0.001 5 mol200.03 mol，PCl3的质量分数为100%98.21%。由于滴定管“0”刻度在上，若滴定终点时俯视读数，则计算时Na2S2O3溶液的体积偏小，根据n(H3PO3)n(I2)n(Na2S2O3)知n(H3PO3)偏大，故PCl3的质量分数偏大。答案：(1)冷凝管(2)Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22H2O2Cl2(3)吸收多余的Cl2，防止污染环境；防止空气中的水分进入，影响产品纯度(4)排尽装置中的空气，防止O2和水与PCl3反应(5)蒸馏(6)98.21%偏大我国经济发展进入新常态，需要转变经济发展方式，改变粗放式增长模式，不断优化经济结构，实现经济健康可持续发展进区域协调发展，推进新型城镇化，推动城乡发展一体化因：我国经济发展还面临区域发展不平衡、城镇化水平不高、城乡发展不平衡不协调等现实挑战。