2018年秋高中化学 主题4 物质的制备综合检测 鲁科版选修6.doc

主题4物质的制备一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)1下列科学家中，为我国化学工业作出重大贡献的是()A邓稼先B李四光C华罗庚 D侯德榜解析：选D。此题考查了化学史知识。邓稼先是核物理学家，李四光为地质学家，华罗庚为数学家，只有侯德榜为化学家，是侯氏制碱法的发明人。2下列各图均为检查装置气密性的方法，根据实验现象判断，其中漏气的是()解析：选D。由于D中从左端加水后，水进入右端，说明右端的空气可以从其他地方逸出，故D漏气。3下列实验不能达到目的的是()A往酸性KMnO4溶液中通入乙烯验证乙烯的还原性B加热氯化铵与氢氧化钙固体混合物制取氨气C用二氧化锰和稀盐酸反应制取氯气D用四氯化碳萃取碘水中的碘解析：选C。制取氯气，应该用二氧化锰和浓盐酸反应。4下列实验室制备有关物质的方法中，合理又实用的是()A用含少量Cu2的稀硫酸和锌粒反应制氢气B煅烧石灰石制备二氧化碳C用NH4Cl溶液和Ca(OH)2溶液反应制氨气D用FeCl3溶液和NaOH溶液反应制取Fe(OH)3胶体解析：选A。A项中锌与Cu2反应可置换出Cu，ZnCu稀H2SO4形成原电池，可加快化学反应速率；煅烧石灰石需要的温度较高不经济，实验室里用石灰石和稀盐酸反应制取CO2；实验室制NH3是用NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合共热，而不是溶液；将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，并不断加热，可制得Fe(OH)3胶体，用D项的方法得到的是Fe(OH)3沉淀而不是胶体。5下列装置或操作能达到实验目的的是()解析：选C。实验室制取并收集NH3，收集装置中用塞子将瓶口塞住，瓶内空气无法排出，A错；B装置中Zn放入CuSO4溶液中，置换出的Cu附着在Zn的表面，无法形成原电池，B错；装置C中，通过观察液面差能否稳定存在，可以检验装置的气密性；D装置中应该为长管进，短管出。6下列有关实验操作的说法正确的是()A可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液B用pH试纸测定溶液的pH时，需先用蒸馏水润湿试纸C蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干D将金属钠在研钵中研成粉末，使钠与水反应的实验更安全解析：选C。应用酸式滴定管量取KMnO4溶液，因为KMnO4溶液腐蚀橡皮管，A不正确；pH试纸使用时不能润湿，否则使溶液的酸性或碱性减弱，产生误差，B不正确；C正确；钠易燃烧，不能研磨，D不正确。7用下列实验装置完成对应的实验，能达到实验目的的是()解析：选A。氨气易和稀硫酸反应，易发生倒吸，但装置A中盛有CCl4，则可避免倒吸，A正确；半透膜只允许小的分子透过，胶体及沉淀不能透过，所以B错；C中Na2CO3和NaHCO3应该换过位置来，C错；乙酸乙酯在碱液中发生彻底水解，得不到乙酸乙酯，D错。8在CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O的平衡体系中，加入一定量的C2HOH，当重新达到平衡时，18O原子还应存在于()A乙酸乙酯中 B乙酸中C水中 D乙酸、乙酸乙酯和水中解析：选A。羧酸分子中的羟基跟醇分子的羟基中的氢 原子结合成水，其余部分互相结合成酯，所以18O存在于乙酸乙酯中。9实验室制乙酸乙酯1 mL后，沿器壁加入紫色石蕊溶液0.5 mL，这时石蕊溶液将存在于饱和碳酸钠溶液层与乙酸乙酯层之间(整个过程不振荡)。对可能出现的现象中，叙述正确的是()A石蕊层仍为紫色，有机层无色B石蕊层为三层环，由上而下是红、紫、蓝C石蕊层为两层，上层为紫色，下层为蓝色D石蕊层为三层环，由上而下是蓝、紫、红解析：选B。上层酯层中由于混有乙酸而显红色；下层Na2CO3溶液使石蕊溶液显蓝色，由于不振荡，中层仍呈紫色。10下列各组物质，只用水不能鉴别的是()A白色粉末：CuSO4、Na2CO3、CaCO3B无色液体：乙醇、苯、四氯化碳C白色粉末：NaOH、NaCl、NH4NO3D无色液体：苯、甲苯、乙醛解析：选D。A中CuSO4溶于水得到蓝色溶液，Na2CO3溶于水得到无色溶液，CaCO3不溶于水；B中乙醇与水混溶，苯不溶于水浮于水面，CCl4不溶于水沉于水底；C中NaOH溶于水，溶液温度升高；NH4NO3溶于水，溶液温度降低。因此A、B、C三个选项中的物质均可通过水进行鉴别。D中苯和甲苯无法用水鉴别。11利用下列装置可以完成的实验组合是()选项制气装置洗气瓶中试剂瓶中气体A氯酸钾、MnO2浓硫酸O2B石灰石、稀盐酸NaHCO3溶液CO2CZn、稀硫酸浓硫酸H2DNa2CO3、浓盐酸浓硝酸CO2解析：选B。制取O2为两种固体在加热条件下反应，因此A选项错误。H2不能用向上排空气法收集，C选项错误。Na2CO3与浓盐酸反应产生的气体中混有较多HCl，用浓硝酸无法除去，而且会混入HNO3，使制得的CO2不纯净，D选项说法错误。12下列制取物质的实验可能成功的是()A把苯甲酸、甲醇、稀硫酸混合置于有回流设备的装置中，加热，合成苯甲酸甲酯B把苯和少量溴水及少量铁屑放在用带导管的瓶塞塞紧瓶口的烧瓶里，反应制取溴苯C把醋酸钠晶体(CH3COONa3H2O)与干燥的碱石灰按一定比例混合后，加热，制取甲烷D把浓硝酸、浓硫酸、苯的混合液放在60 的水浴中反应，制取硝基苯解析：选D。稀硫酸不能做酯化反应的催化剂和脱水剂，故A不能成功；苯和溴水之间只发生溶解(萃取)作用，并不发生反应，只有苯和液溴在催化剂(FeBr3)作用下才发生反应，故B也不能成功；在有结晶水存在时，醋酸钠与碱石灰反应不能制得甲烷，C不能成功。13下列选用的相关仪器符合实验要求的是()ABCD存放浓硝酸分离水和乙酸乙酯准确量取9.50 mL水实验室制取乙烯解析：选B。本题主要考查实验基本操作以及实验仪器的使用，意在考查考生的实验操作能力。浓硝酸具有强氧化性，不能用橡胶塞，一般用玻璃塞，A选项错误；水和乙酸乙酯互不相溶，可以用分液漏斗分离，B选项正确；量筒量取液体只能精确到0.1 mL，C选项错误；实验室制取乙烯需要的温度为170 ，该温度计的量程不足，D选项错误。14硫酸亚铁铵(NH4)2SO4FeSO46H2O又称莫尔盐，是常用的分析试剂。实验室用FeSO4和(NH4)2SO4两种溶液混合很容易得到莫尔盐晶体。为了确定产品中Fe2的含量，研究小组用KMnO4(酸化)溶液来滴定莫尔盐溶液中的Fe2。滴定时必须选用的仪器有()A BC D解析：选A。一般滴定实验均需要的仪器是滴定管、锥形瓶()、铁架台()、滴定管夹()。本实验中的KMnO4(酸化)溶液具有强氧化性，必须用酸式滴定管()。15下列说法正确的是()用25 mL酸式滴定管可以准确放出8.00 mL的稀盐酸可用干燥的pH试纸测定氯水的pH使用容量瓶配制溶液，定容时俯视，所得溶液的浓度偏大加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成，则原溶液中一定有大量CO存在在某温度下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合，若溶液呈碱性时，溶液中离子浓度大小的关系一定为：c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)如图是反应物和生成物的能量变化示意图，其可能发生反应的热化学方程式可表示为：2A(g)B(g)=2C(g)HQ kJmol1(Q0)A BC D解析：选A。滴定管的精确度为0.01 mL，因此25 mL酸式滴定管可以准确放出8.00 mL的稀盐酸；氯水中的HClO具有漂白性，不能用pH试纸测氯水的pH；使用容量瓶配制溶液，定容时俯视，溶液体积会偏小，溶液的浓度偏大；含有HCO的溶液中加入盐酸也会放出CO2，因此无法确定是否大量含有CO；溶液呈碱性，则c(OH)c(H)，又因电荷守恒c(H)c(Na)c(CH3COO)c(OH)，若两者恰好完全反应，溶液的碱性是因CH3COONa水解所致，c(OH)较小，则会有c(Na)c(CH3COO)c(OH)c(H)，若反应中NaOH过量，则可能会有c(Na)c(OH)c(CH3COO)c(H)；由图示可看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，H0。综上所述，A项正确。本题若不能正确分析，则导致错选D项。二、非选择题(本题包括5小题，共55分)16(9分)实验是研究化学的基础，请根据下图回答相关问题：(1)图中所示的实验方法、装置或操作正确的是_。(2)图所示实验中，两个Fe电极的电极反应式为：左面：_；右面：_。(3)图所示实验中，右面试管中盛放的是饱和碳酸钠溶液，其作用为：_。(4)由图所示实验可以得出的结论为：_。(5)在分液漏斗中加入稀硫酸，锥形瓶中加入NaClO、NaCl的混合溶液，烧杯中加入某种试剂，利用图所示实验装置可验证在酸性条件下，ClO、Cl2、Fe3的氧化性强弱。则：烧杯中加入的试剂为：_；锥形瓶中发生反应的离子方程式为：_；烧杯中的现象为：_。解析：(1)有危险，中托盘天平不能读到小数点后两位，应该用10 mL量筒量取，中若沉淀由白色变为浅黄色，则可证明AgCl的溶度积大于AgBr。(2)左面Fe电极为正极，H在该极得电子，发生还原反应；右面Fe电极为负极，铁失电子发生氧化反应。(3)由于乙醇和乙酸都易挥发，因而有部分混在产品中，可用饱和碳酸钠溶液除去；另外，乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小。(4)根据强酸制弱酸的原理，由锥形瓶中有气泡，烧杯中溶液变浑浊的现象可知：硫酸酸性最强，碳酸次之，硅酸最弱。(5)NaClO、NaCl在碱性条件下可以共存，但是酸性条件下可以反应生成Cl2，Cl2可将浅绿色的亚铁盐溶液氧化为棕黄色的铁盐溶液。答案：(1)(2)2H2e=H2Fe2e=Fe2(3)溶解乙醇；中和乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度(4)酸性强弱顺序为：硫酸碳酸硅酸(5)FeCl2溶液(或FeSO4溶液)ClClO2H=Cl2H2O溶液由浅绿色变为棕黄色17(10分)某化学课外活动小组欲制取纯Na2CO3溶液并讨论实验过程中的相关问题。可供选择的试剂有A大理石 B盐酸C氢氧化钠溶液 D澄清石灰水三名同学设计的制备实验方案的反应流程分别如下：甲：NaOH溶液Na2CO3溶液乙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3固体Na2CO3溶液丙：NaOH溶液NaHCO3溶液Na2CO3溶液请完成下列问题：(1)请指出甲、乙两方案的主要缺点：甲方案_。乙方案_。(2)若采用丙方案制取纯Na2CO3溶液，其实验的关键有_。(3)假设反应所得的Na2CO3固体中混有未分解的NaHCO3。乙同学选择澄清石灰水测定其中NaHCO3的质量分数，他能否达到实验目的？_(填“能”或“不能”)。若能，请说明计算所需的数据；若不能，请简要说明理由_。解析：设计实验应遵循科学性、安全性、可行性、简约性等原则。NaOH与少量CO2反应生成Na2CO3，与足量CO2反应生成NaHCO3，甲方案不易得到纯Na2CO3溶液。乙方案经过溶液固体溶液等过程，过于繁琐。丙方案巧妙利用两等份NaOH溶液，向其中一份中通入过量CO2，使其转化为NaHCO3，再将两份混合，因发生反应：NaOHNaHCO3=Na2CO3H2O而生成纯净的Na2CO3溶液。答案：(1)CO2的通入量不易控制过程繁琐，操作复杂(2)反应应充分进行，反应与所用NaOH溶液的体积应相等(3)能固体样品的质量和沉淀总质量18(11分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：(1)溶液A中的金属离子有Cu2、Fe2、Fe3。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为_(填代号)，检验溶液A中Fe3的最佳试剂为_(填代号)。aKMnO4 b(NH4)2ScH2O2 dKSCN(2)由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、_、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_。(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)_(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列_装置回收(填代号)。(4)欲测定溶液A中Fe2的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应_，直到_。用KMnO4标准溶液滴定时应选用_滴定管(填“酸式”或“碱式”)。解析：本题考查化学实验基础知识，意在考查考生的实验基本操作和技能。(1)溶液A中的金属离子有Cu2、Fe2、Fe3，需将Fe2氧化成Fe3，再加CuO使其转化为Fe(OH)3沉淀而除去，为了不引入新的杂质，应选用H2O2，即选c；Fe3与KSCN生成红色溶液，灵敏度高，检验Fe3的最有效试剂为KSCN，即选d。(2)由CuSO4溶液获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、冷却结晶、过滤而得到；过滤操作除烧杯、漏斗外还用到的另一玻璃仪器为玻璃棒，其作用为引流。(3)向CaCl2溶液中通入二氧化碳不能得到CaCO3，可先向其中通入氨气或加入NH3H2O，使溶液呈碱性；由于氨气极易溶于水，应防止倒吸，故选b。(4)需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应平视凹液面，直到凹液面的最低处与刻度线相平；KMnO4溶液具有很强的氧化性，能腐蚀橡胶，不能选用碱式滴定管，应该选用酸式滴定管。答案：(1)cd(2)冷却结晶引流(3)NH3H2Ob(4)平视凹液面(或平视刻度线)凹液面的最低点与刻度线相切酸式19(12分)酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、黏合剂及印刷、纺织等工业。乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：CH3COOHC2H5OHCH3COOC2H5H2O。请根据要求回答下列问题：(1)欲提高乙酸的转化率，可采取的措施有_、_等。(2)若用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为_等。(3)此反应以浓硫酸为催化剂，可能会造成_、_等问题。(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)：同一反应时间同一反应温度反应温度/转化率(%)选择性(%)反应时间/h转化率(%)选择性(%)4077.8100280.21006092.3100387.81008092.6100492.310012094.598.7693.0100选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水根据表中数据，下列_(填字母)为该反应的最佳条件。A120 ，4 h B80 ，2 hC60 ，4 h D40 ，3 h当反应温度达到120 时，反应选择性降低的原因可能为_。解析：本题围绕乙酸乙酯的制备原理设计问题，解题时要运用平衡移动原理分析问题，答案的开放性和数据的分析处理给试题增加了一定难度。(1)酯化反应是可逆反应，增大乙醇的浓度或者移去乙酸乙酯，都可以使平衡正向移动，从而提高乙酸的转化率。(2)乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水的沸点分别为117.9 、78.5 、77.1 和100 。加热温度偏低时，不但反应进行缓慢，而且不能将生成的乙酸乙酯蒸馏出去；加热温度偏高时，会使乙醇、乙酸未经反应就过多地脱离反应体系，还会使乙醇与浓硫酸之间发生反应生成乙醚等物质。装置中烧瓶上方的导管也太短，不能很好地起到冷凝回流乙醇和乙酸的效果。(3)浓硫酸有吸水性、脱水性和强氧化性，会使乙醇脱水炭化或生成乙醚，也会导致环境污染，这两点容易想到。(4)分析表中数据可以看出，采用60 的温度和4 h的时间较好，此时的转化率较高，选择性达100%。不选80 ，因为温度升高20 时，转化率仅提高0.3%，不经济。答案：(1)增大乙醇的浓度移去生成物(2)原料来不及反应就被蒸出；温度过高，发生了副反应；冷凝效果不好，部分产物挥发了(任填两种)(3)产生大量的酸性废液(或造成环境污染)部分原料炭化催化剂重复使用困难催化效果不理想(任填两种)(4)C乙醇脱水生成了乙醚20(13分)某研究性学习小组为合成1丁醇，查阅资料得知一条合成路线：CH3CH=CH2COH2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2CH2OH；CO的制备原理：HCOOHCOH2O，并设计出原料气的制备装置(如图)。请填写下列空白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2丙醇，从中选择合适的试剂制备氢气，丙烯，写出化学反应方程式：_，_。(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是_，_；c和d中盛装的试剂分别是_，_。若用以上装置制备H2, 气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是_；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。(3)制丙烯时，还产生少量SO2、CO2 及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_(填序号)饱和Na2SO3溶液酸性KMnO4溶液石灰水无水CuSO4品红溶液(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是_。a低温、高压、催化剂b适当的温度、高压、催化剂c常温、常压、催化剂 d适当的温度、常压、催化剂(5)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1丁醇粗品。为纯化1丁醇，该小组查阅文献得知：RCHONaHSO3(饱和)RCH(OH)SO3Na；沸点：乙醚34 ，1丁醇118 ，并设计出如下提纯路线： 试剂1为_，操作1为_，操作2为_，操作3为_。解析：(1)实验室利用锌粒和稀盐酸反应制备氢气：Zn2HCl=ZnCl2H2，利用2丙醇在浓硫酸催化作用下发生消去反应制备丙烯：CH3CHCH3OHCH3CH=CH2H2O。(2)制备干燥纯净的CO时，a管的作用是保持分液漏斗的压强平衡，使液体能够顺利流下。装置b为安全瓶，防止倒吸。c瓶盛有NaOH溶液，以除去挥发出的HCOOH；d瓶盛有浓硫酸除去CO中的H2O(g)。制备H2时，可在分液漏斗中装有稀盐酸在蒸馏烧瓶中装有锌粒，通过控制稀盐酸的滴加速度来控制反应的速度。(3)气体通过各种溶液时，均可带出H2O(g)，故应先用无水CuSO4检验H2O(g)(由白色变成蓝色)，再用品红溶液检验SO2(品红褪色)，SO2和丙烯均可使酸性KMnO4溶液褪色，故应用饱和Na2SO3溶液除去SO2，再用酸性KMnO4溶液检验丙烯(紫红色变浅或褪去)。用石灰水检验CO2气体(产生白色浑浊)，故混合物通过试剂的顺序为或。(4)合成正丁醛的反应为正向气体化学计量数减小且放热的可逆反应，升高温度、增大压强和使用催化剂均可增大反应速率。欲提高原料气的转化率，应在不增加反应物用量的情况下，使平衡正向移动，可增大压强或降低温度，综合分析可知，b项符合要求。(5)由题给信息可知，向粗品中加入饱和NaHSO3，溶液，使正丁醛转化为CH3CH2CH2CH(OH)SO3Na沉淀，通过过滤的方法除去沉淀，滤液中加入乙醚萃取1丁醇，分液得到有机层。1丁醇和乙醚的沸点相差较大，可通过蒸馏的方法除去乙醚，获得较纯净的1丁醇。答案：(1)Zn2HCl=ZnCl2H2CH3CHCH3OHCH3CH=CH2H2O(2)恒压防倒吸NaOH溶液浓H2SO4分液漏斗、蒸馏烧瓶(3)(或)(4)b(5)饱和NaHSO3溶液过滤萃取蒸馏