高考化学大一轮复习配套限时集训卷物质的制备方法.docx
《高考化学大一轮复习配套限时集训卷物质的制备方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学大一轮复习配套限时集训卷物质的制备方法.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高考化学大一轮复习配套限时集训卷物质的制备方法
一、选择题
1．实验室对制备气体反应的基本要求是“反应条件易满足、能平稳地产生气流、所得气体中尽可能不含杂质成分（除少量水蒸气及少量原料汽化形成的物质）”，下列反应一般能用于实验室制备气体的是 （ ）
A．Na2O2与CO2反应制备O2
B．H2O2与MnO2混合制备O2
C．加热浓硝酸制备NO2
D．浓NaOH与NH4Cl溶液混合加热制备NH3
解析：
选B A项，易引入较多的CO2杂质；C项，加热浓HNO3制NO2时还会产生O2；D项，氨气易溶于水，用浓NaOH溶液与NH4Cl溶液反应制得的NH3量较少。
2．下列能达到实验目的的是 （ ）
A．除去杂质气体CO2 B．收集并吸收多余的Cl2
C．干燥Cl2D．吸收HCl制盐酸
解析：
选C A项，导气管应该“长进短出”；B项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D项，HCl易溶于水，会发生倒吸。
3．下列装置及实验设计中合理的是 （ ）
A．① B．②③ C．①②③ D．②③④
解析：
选B ①忽略了CO2与C的反应是气体体积增大的反应，该实验设计不能实施；②、③可以达到实验目的；④中气体应从左边通入。
4．（2014·海淀模拟）图示气体发生装置中，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是（ ）
解析：
选D A、B、C三个装置原理与启普发生器相似，均具有随开随关功能；而装置D关闭止水夹后，反应仍断续进行，无法通过关闭止水夹控制反应的停止。
5．如图装置可用于制取、提纯并收集表格中的四种气体（a、b、c表示相应仪器中加入的试剂），其中可行的是 （ ）
选项
气体
a
b
c
A
NO2
浓硝酸
铜片
NaOH溶液
B
SO2
浓硫酸
Cu
酸性KMnO4溶液
C
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
D
CO2
稀硫酸
Na2CO3
浓硫酸
解析：
选D A项，氢氧化钠溶液会吸收生成的NO2，最后收集不到NO2，错误；B项，铜与浓硫酸反应需要加热，酸性KMnO4能氧化SO2，收集不到SO2，错误；C项，碱石灰是固体干燥剂，而题给的装置适用于液体干燥剂，错误。
6．如图是制取和收集某气体的实验装置，该装置可用于 （ ）
A．浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2
B．过氧化钠固体和水反应制取O2
C．浓硝酸与铜反应制取NO2
D．浓氨水和生石灰反应制取NH3
解析：
选B A项，浓盐酸和二氧化锰反应制取Cl2需要加热；C项，NO2与水反应生成NO气体，不能用排水法收集；D项，NH3易溶解于水，不能用排水法收集。
7．既能用浓H2SO4干燥，又可用CaO干燥的气体有（ ）
①H2 ②O2 ③N2 ④SO2 ⑤H2S ⑥CH4 ⑦NH3 ⑧CO2
A．①②③⑥B．①②③⑧C．④⑤⑥D．④⑤
解析：
选A 能用浓H2SO4干燥的气体有①②③④⑥⑧，能用CaO干燥的气体有：
①②③⑥。
8．实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体可用水吸收，则R是（ ）
A．HClB．Cl2C．COD．NH3
解析：
选D 该装置只能收集密度比空气小的气体，HCl、Cl2的密度都大于空气的密度，A、B错误；CO不能用排空气法收集，C错误。
二、非选择题
9．（2014·宜宾质检）气体是物质聚集状态的重要形式之一，在实验室或工业上经常需制备气体。
如图所示是某同学设计的实验室制备氨气的一些装置。
（1）如图所示是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中不能得到氨气的是________。
（2）利用装置B和表中提供的试剂，能制备的相应气体有__________________（填气体的化学式）。
气体
所用试剂
SO2
NaHSO3（固）＋H2SO4（浓）
Cl2
MnO2（固）＋HCl（浓）
H2S
Na2S（固）＋H2SO4（浓）
O2
Na2O2（固）＋H2O
（3）实验室制备、收集干燥的NO2，所需仪器如图所示，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→________→________→________→________→f。
装置D的作用是____________________，装置E中盛放的溶液是___________________________。
制备时，烧瓶中装少量铜片，从分液漏斗向烧瓶中滴加浓硝酸，烧瓶中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
氯化铵加热不能用于制备氨气，因为它分解生成氨气与氯化氢遇冷又化合生成氯化铵；装置C试管口向上，可能会造成试管炸裂；装置B符合固体与液体不加热反应制备气体。
答案：
（1）A、C
（2）SO2、O2
（3）d e c b 防止E中的溶液倒吸到B中 NaOH溶液
铜片和浓硝酸剧烈反应，铜片逐渐溶解放热，产生大量红棕色气体，得到绿色溶液
10．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：
①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用装置B，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。
此实验的目的是_________________________________，
装置D的作用是______________________________________________。
②为了使装置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______________________________________________
________________（任写一种）。
③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：
①烧瓶内产生的气体主要有________________________________________（写化学式）。
②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。
③试管B中的反应方程式为________________________________________。
解析：
（1）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。
②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，如控制稀硫酸的滴入速率、控制烧瓶的温度等。
③加热前必须检验装置中空气是否排尽或检验氢气是否纯净。
（2）①滴入浓氨水，则Na2O2与H2O反应生成O2，放热使氨水挥发，氨气逸出。
②做氨的催化氧化实验时，装置A为O2和NH3的发生装置，由于产生的O2和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）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
②控制分液漏斗的活塞，使稀H2SO4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，其他合理答案亦可）
③检验装置中空气是否排尽（或检验氢气是否纯净）
（2）①O2、NH3 ②A→D→B
③4NH3＋5O2
4NO＋6H2O
11．某实验小组利用如图装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca3N2），并探究其实验式。
（1）按图连接好实验装置。
检查装置的气密性，方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是__________________。
（3）制备氮化钙的操作步骤是：
①打开活塞K并通入一段时间的N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，
________________________________________________________________________；
④拆除装置，取出产物。
（4）数据记录如表所示：
空瓷舟的质
量m0/g
瓷舟与钙的
质量m1/g
瓷舟与产物
的质量m2/g
14.80
15.08
15.15
①计算得到实验式CaxN2，其中x＝________。
②若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：
____________________。
解析：
（2）要保证整个装置不能混入其他气体。
（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入氮气流。
（4）要确定x值必须求出钙和氮的原子个数比，根据题目所给的数据可做如下计算：
①m（Ca）＝（15.08－14.80）g＝0.28g，m（N）＝（15.15－15.08）g＝0.07g，则n（Ca）∶n（N）＝
∶
＝7∶5，则x＝
；②若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08%，CaO中钙的质量分数为71.43%，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小。
答案：
（1）关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气密性良好
（2）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，氧化单质钙，生成氧化钙，引入杂质
（3）熄灭酒精灯，待玻璃管冷却至室温，停止通入氮气，并关闭活塞
（4）①2.80 ②x＜3，产物中生成了CaO
12．苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，反应原理：
CH3＋2KMnO4
COOK＋KOH＋2MnO2↓＋H2O
COOK＋HCl―→COOH＋KCl
实验方法：
一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
已知：
苯甲酸分子量122，熔点122.4℃，在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点。
（1）操作Ⅰ为________，操作Ⅱ为________。
（2）无色液体A是__________________________________________，定性检验A的试剂是
______________，现象是________________。
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔。
该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，设计了如表方案进行提纯和检验，实验结果表明推测正确。
请完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中，加热溶解，
________________________________________________________________________
得到白色晶体和无色滤液
②
取少量滤液于试管中，
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
生成白色沉淀
滤液含Cl－
③
干燥白色晶体，________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
白色晶体
是苯甲酸
（4）纯度测定：
称取1.220g产品，配成100mL甲醇溶液，移取25.00mL溶液，滴定，消耗KOH的物质的量为2.40×10－3mol，产品中苯甲酸质量分数的计算表达式为__________________________，计算结果为________（保留两位有效数字）。
解析：
整个流程大致过程为：
反应后的苯甲酸钾和未反应的甲苯通过分液，分为有机相和水相，有机相成分主要是甲苯，水相主要是苯甲酸钾；有机相通过无水硫酸钠干燥掉部分水后，再用蒸馏的办法，蒸出甲苯，而有机相苯甲酸钾通过盐酸酸化变为苯甲酸，通过蒸发浓缩，多余浓盐酸挥发，冷却过滤，苯甲酸钾即为题中白色固体物质。
（1）由整个流程可知，操作Ⅰ和操作Ⅱ分别为分液、蒸馏。
（2）由于苯的同系物能使高锰酸钾褪色，所以检验甲苯可以用酸性KMnO4溶液，在此题中若看到酸性KMnO4溶液褪色，即证明有甲苯。
（3）若要检验KCl的存在，检验Cl－离子即可，用硝酸盐溶液；根据表格提示，苯甲酸的存在检测熔点，有机物一般熔点较低。
（4）苯甲酸与KOH按1∶1反应，因此25mL苯甲酸的物质的量为2.4×10－3mol，100mL为2.40×10－3×4mol，总的苯甲酸质量为2.40×10－3×4×122g，因此质量分数为[（2.40×10－3×122×4）/1.22]×100%＝96%。
答案：
（1）分液 蒸馏
（2）甲苯，酸性KMnO4溶液，紫色溶液褪色
（3）
序号
实验方案
实验现象
结论
①
将白色固体B加入水中，加热，溶解，_冷却、过滤
得到白色晶体和无色溶液
②
取少量滤液于试管中，滴入适量硝酸酸化的AgNO3溶液_
生成白色沉淀
滤液含有Cl－
③
干燥白色晶体，加热使其融化，测其熔点
熔点为122.4℃
白色晶体
是苯甲酸
（4）[（2.40×10－3×122×4）/1.22]×100% 96%
1．下列实验操作正确的是 （ ）
解析：
选A B项，NO不能用排空气法收集；C项，浓硫酸不能在量筒中稀释；D项，易发生倒吸现象。
2．下列气体制备与收集装置错误的是 （ ）
解析：
选D D项，NO气体易与空气中的氧气发生反应，且其密度与空气非常相近，不能用排空气法收集。
3．如图装置可用于收集气体X并验证其某些化学性质，你认为正确的是（ ）
选项
气体X
试剂
现象
结论
A
SO2
酸性KMnO4溶液
溶液褪色
SO2有氧化性
B
C2H4
溴水
溶液褪色
能发生加成
反应
C
X
澄清石灰水
溶液变浑浊
X不一定是
CO2
D
Cl2
紫色石蕊试液
溶液先变红后褪色
Cl2有酸性和
漂白性
解析：
选C 二氧化硫使高锰酸钾溶液褪色，体现了其还原性，A错误；乙烯密度小于空气，不可用此装置收集，B错误；向紫色石蕊试液中通入氯气，先变红后褪色的原因是氯气与水反应生成了酸，且其中的次氯酸具有漂白性，D错误。
4．某校化学课外活动小组组装了如图所示的仪器，欲经过简单的连接，制备中学化学中几种常见气体。
请填写表格中的空白：
序号
（1）
（2）
（3）
气体
CO2
NH3
Cl2
装置连
接顺序
制备→收集
①______________
制备→净化→干燥
③_____________________
制备→净化→干燥
⑥_____________________
试剂
名称
若干燥NH3，可选用试剂
④_____________________
处理尾气的试剂⑦_____
化学反应
方程式
②____________________________
⑤_____________________
_____________________
⑧__________________________________________
解析：
根据气体的制备原理，制备CO2属于“固＋液”不需加热的反应，制备NH3属于“固＋固”需加热的反应，制备Cl2属于“固＋液”需加热的反应，结合题给图示可选择适当的制气装置和收集装置。
答案：
①D→H ②CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O ③A→I→L ④碱石灰（或固体氢氧化钠）
⑤Ca（OH）2＋2NH4Cl
CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
⑥B→G→E→H→K（F代替K也可） ⑦氢氧化钠溶液
⑧MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
5．Ⅰ.某同学拟用如图所示装置分别制取H2和NO。
而实验室只有水、浓硫酸、浓硝酸、铜片。
（1）制取H2时，还缺少的固体试剂是________（填名称），反应的离子方程式是：
________________________________________________________________________。
（2）制取NO时，请你从上述试剂中为他选择比较合理的试剂：
__________________；反应产生的气体需要用________法收集。
Ⅱ.有一份两种物质混合而成的白色混合物，分别取适量该混合物置于三支试管中进行实验。
①加热第一支试管中的白色混合物，试管口有水滴凝结。
②向第二支试管中逐滴加入4mol/L的NaOH溶液至过量，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后试管中还有白色不溶物。
③向第三支试管中逐滴加入4mol/L盐酸，同时不断振荡试管，有无色无味的气体产生，反应结束后得到无色透明溶液。
（1）符合以上实验现象的是混合物________（填选项编号）。
A．NaHCO3、AgNO3
B．BaCl2、MgCO3
C．NH4HSO3、MgCl2·6H2O
D．NH4Cl、Ca（HCO3）2
（2）该混合物中的某一物质水溶液的pH<7，该物质是____________________（填化学式）。
（3）该混合物在实验②中产生白色不溶物的离子方程式：
___________________。
解析：
Ⅰ.制取氢气是利用锌粒与稀硫酸反应，制取NO最好是利用铜与浓硝酸反应，生成的气体用排水法收集，可以得到较纯净的NO，不能将浓硝酸稀释，因为会影响反应速率。
Ⅱ.
（1）①说明有水生成，②说明有氨气生成，原物质中存在NH
，③说明产生CO2，符合题意的只有D项。
（2）NH
的水解使溶液显酸性。
（3）生成的是CaCO3沉淀。
注意是过量的NaOH溶液，最终溶液中的溶质是Na2CO3。
答案：
Ⅰ.
（1）锌 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
（2）水、浓硝酸、铜片 排水
Ⅱ.
（1）D
（2）NH4Cl
（3）Ca2＋＋2HCO
＋2OH－===CaCO3↓＋CO
＋2H2O（或分两步写成HCO
＋OH－===CO
＋H2O、Ca2＋＋CO
===CaCO3↓也可）
6．化学实验室制取氯化氢气体的方法之一是将浓硫酸滴入浓盐酸中。
请从如图所示中挑选所需仪器，在方框内画出用该方法制备、收集干燥氯化氢气体的装置简图，并在图中标明所用试剂。
（仪器可重复使用，固定装置不必画出）
解析：
制取氯化氢气体的方法是将浓硫酸滴入浓盐酸中，属于“液＋液→气”，故选择圆底烧瓶做反应容器，搭配分液漏斗；制得的HCl中含水蒸气，故选择浓硫酸做除水剂；再接一个试剂瓶收集HCl，由于HCl的密度比空气大，应选用“向上排气法”，所以集气瓶中导管“长进短出”，最后用水吸收多余的HCl，因为HCl在水中的溶解度很大（1∶500），所以选用倒置的漏斗和烧杯组成防倒吸的除尾气装置。
答案：
如图所示
升级会员 