高考化学一轮新课标通用训练检测考点34 物质的制备.docx
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高考化学一轮新课标通用训练检测考点34物质的制备
2020高考化学一轮（新课标通用）训练检测：
考点34 物质的制备
[题组一 基础小题]
1．下列有关物质的制备的说法不正确的是（ ）
A．用碳酸钠粉末可以制备CO2
B．欲制备Fe（OH）3胶体，向盛有沸水的烧杯中滴加FeCl3饱和溶液并长时间煮沸
C．加热分解NH4HCO3固体，将所得的气体进行适当处理可获得NH3
D．在氯化氢气氛中加热蒸发MgCl2溶液，制备无水MgCl2
答案 B
解析 选项A，Na2CO3粉末可以与稀硫酸等反应获取CO2；选项B，长时间煮沸得到的是Fe（OH）3沉淀；选项C，加热NH4HCO3得到CO2、NH3、H2O的混合气体，将混合气体通过碱石灰除去CO2和H2O即可得到NH3；选项D，加热蒸发MgCl2溶液制取无水MgCl2，需要防止Mg2＋的水解，故需要在氯化氢的气氛中进行，D项正确。
2．如图各相应仪器中加入的试剂，可用于制取、净化、收集的气体是（ ）
气体
a
b
c
A
H2
稀硫酸
锌粒
浓硫酸
B
Cl2
浓盐酸
高锰酸钾
浓硫酸
C
C2H2
食盐水
电石
硫酸铜溶液
D
O2
过氧化氢
二氧化锰
浓硫酸
答案 D
解析 氢气、乙炔应该分别用向下排空气法和排水法收集，故A、C项错误；氯气中的氯化氢气体不能用浓硫酸除去，B项错误；D项中氧气的制取、净化、收集均正确。
3．六价铬有毒，而Cr3＋相对安全。
工业含铬（CrO3）废渣无害化处理的方法之一是干法解毒，用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。
在实验室中模拟这一过程的装置如图所示，CO由甲酸脱水制得；实验结束时熄灭酒精灯的顺序是（ ）
A．Ⅲ、Ⅰ、ⅣB．Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ
C．Ⅲ、Ⅳ、ⅠD．Ⅰ、Ⅳ、Ⅲ
答案 A
解析 CO由甲酸脱水制得，一氧化碳是有毒气体，不能直接排放到空气中，最后需要点燃除去，Ⅲ装置中发生的反应是CO还原CrO3，需要冷却后再停止通一氧化碳气体，防止还原产物被氧化，所以熄灭酒精灯的顺序是先熄灭Ⅲ，再熄灭Ⅰ，最后熄灭Ⅳ，故选A。
4．在实验室进行物质制备，下列从原料及试剂到制取相应的最终产物的设计合理的是（ ）
A．C
CO
CO2
Na2CO3
B．Cu
Cu（NO3）2溶液
Cu（OH）2
C．Fe
Fe2O3
Fe2（SO4）3溶液
D．CaO
Ca（OH）2溶液
NaOH溶液
答案 D
解析 A项中，C在空气中点燃，生成的产物为CO、CO2，虽然CO中混有CO2，但最终并不影响CO2的制取，因反应难以控制生成CO，所以不合理；B项中，虽然原理上可行，但硝酸银的成本太高，经济上不可行；C项中，铁在氧气中点燃，通常只能得到四氧化三铁，而得不到三氧化二铁，理论上不正确；D项中，利用生石灰与水反应生成的熟石灰与碳酸钠反应制烧碱，是实验室获得少量的烧碱的方法，可行。
5．某课外实验小组设计的下列实验合理的是（ ）
A
B
C
D
用铜与浓硫酸反应制备SO2
制备少量氨气
制备并收集少量NO2气体
制备少量氧气
答案 B
解析 A项，铜与浓硫酸反应需要加热，错误；C项，二氧化氮气体与水反应不能用排水法收集，错误；D项，Na2O2溶于水，不能控制反应的停止，错误。
[题组二 高考小题]
6．（2017·江苏高考）下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是（ ）
A.制取SO2B.验证漂白性
C.收集SO2D.尾气处理
答案 B
解析 铜片和稀硫酸不反应，无法制备SO2，A错误；SO2能使品红溶液褪色，因此可以验证SO2的漂白性，B正确；SO2密度比空气大，用排空气法收集SO2时，导气管应“长进短出”，C错误；SO2和饱和NaHSO3溶液不反应，因此NaHSO3溶液不能作为吸收液，可用NaOH溶液，D错误。
7．（2016·全国卷Ⅱ）下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
实验目的
实验操作
A
制备Fe（OH）3胶体
将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中
B
由MgCl2溶液制备无水MgCl2
将MgCl2溶液加热蒸干
C
除去Cu粉中混有的CuO
加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥
D
比较水与乙醇中氢的活泼性
分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中
答案 D
解析 制备Fe（OH）3胶体时，应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，A项不能达到实验目的；将MgCl2溶液加热蒸干将得到Mg（OH）2，欲得到无水MgCl2，应在氯化氢气流中加热蒸干，B项不能达到实验目的；向混有CuO的Cu粉中加入稀HNO3，Cu也会与HNO3发生反应，C项不能达到实验目的。
[题组三 模拟小题]
8．（2018·天津质检）可用如图装置进行制取（必要时可加热）、净化、收集气体的实验是（ ）
A．铜和稀硝酸制一氧化氮
B．氯化钠与浓硫酸制氯化氢
C．锌和稀硫酸制氢气
D．硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢
答案 B
解析 从题给的装置看所制取的气体应具备下列特点：
①可用浓H2SO4干燥（即不与浓H2SO4反应），②能用排空气法收集且密度比空气大，因此应选B。
9．（2018·银川检测）常温下，使用下图的实验装置和表中所给的试剂制取并收集不同气体，能达到实验目的的是（ ）
选项
甲
乙
丙
制取气体
A
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
Cl2
B
浓氨水
碱石灰
浓硫酸
NH3
C
浓硝酸
Cu
浓硫酸
NO2
D
70%硫酸
Na2SO3
—
SO2
答案 D
解析 A项，浓盐酸和MnO2反应制取Cl2，需要在加热条件下才能反应；B项，NH3不能用浓硫酸干燥；C项，NO2的密度比空气的密度大，用向上排空气法收集，而图示中丁为向下排空气法；D项，硫酸和Na2SO3反应生成SO2，SO2用向上排空气法收集（丙），用NaOH溶液吸收尾气，丁防倒吸。
10．（2018·太原期末）工业上以粗盐（含Ca2＋、Mg2＋、SO
等杂质）为主要原料，采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，实验室模拟工艺流程如图甲所示。
下列说法正确的是（ ）
A．饱和食盐水中先通入的气体为CO2
B．流程图中的“系列操作”中一定需要使用玻璃棒
C．如图乙所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性
D．对粗盐溶液除杂可依次加入过量NaOH、Na2CO3、BaCl2溶液，过滤后再加入盐酸调节溶液的pH
答案 B
解析 A项，二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，使溶液为碱性溶液，再通入二氧化碳，可以达到实验目的，错误；B项，从溶液中得到固体，需要加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作，因此流程图中的“系列操作”中一定需要玻璃棒搅拌、引流等，正确；C项，Na2CO3加热不易分解，NaHCO3晶体加热容易分解，故小试管中盛放NaHCO3，大试管中盛放Na2CO3，图中放反，错误；D项，除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO
及泥沙，可以加过量BaCl2除去SO
，然后加NaOH除去Mg2＋，用Na2CO3除去Ca2＋和过量的Ba2＋，盐酸要放在最后，来除去过量的NaOH和Na2CO3，错误。
[题组一 基础大题]
11．铁及其化合物在日常生产生活中用途广泛。
利用FeSO4制备还原铁粉的工业流程如下：
实验室中可用FeSO4（用铁粉和稀硫酸反应制得）和NH4HCO3在如下装置模拟上述流程中的“转化”环节。
（1）装置A的名称是__________，装置B中盛放的物质是________，NH4HCO3盛放在装置________中。
（2）实验过程中，欲将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合，操作方法是___________________________________________________________________，
发生主要反应的离子方程式为_________________________________________________________________。
FeSO4溶液要现用现配制的原因是______________________，检验久置的FeSO4是否变质的方法是
_______________________________________________________________。
（3）干燥过程主要目的是脱去游离水，过程中会有少量FeCO3在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为______________________________，
取干燥后的FeCO3样品12.49g，与碳混合后焙烧，最终得到还原铁粉6.16g，计算样品中杂质FeOOH的质量：
________g。
答案
（1）分液漏斗 铁粉 C
（2）（待D处的气体纯净后）关闭活塞3，打开活塞2 Fe2＋＋2HCO
===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O（或Fe2＋＋HCO
===FeCO3↓＋H＋、HCO
＋H＋===CO2↑＋H2O） 亚铁离子易被氧化 取样品配成溶液，取少量溶液于试管中，再向试管中加入KSCN溶液，观察是否显血红色（合理答案即可）
（3）4FeCO3＋O2＋2H2O===4FeOOH＋4CO2 0.89
解析
（1）装置A是分液漏斗，盛放稀硫酸，装置B中盛放铁粉，稀硫酸与铁粉反应生成H2和FeSO4。
装置C中盛放NH4HCO3。
（2）检验D处氢气已纯净时，表明装置中空气已排尽，关闭活塞3，打开活塞2，在氢气作用下将FeSO4溶液压入C中发生反应。
FeSO4具有还原性，易被O2氧化，故FeSO4溶液要现用现配。
用KSCN溶液检验久置的FeSO4是否变质。
（3）FeCO3、H2O、O2反应生成FeOOH和CO2。
设干燥后的FeCO3样品中FeCO3、FeOOH的物质的量分别为x、y，则x×116g·mol－1＋y×89g·mol－1＝12.49g,56g·mol－1×（x＋y）＝6.16g，解得：
x＝0.1mol，y＝0.01mol，故m（FeOOH）＝0.89g。
[题组二 高考大题]
12．（2018·全国卷Ⅰ节选）焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：
（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式：
__________________________________。
（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
①pH＝4.1时，Ⅰ中为________溶液（写化学式）。
②工艺中加入Na2CO3固体，并再次充入SO2的目的是______________________________。
答案
（1）2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O
（2）①NaHSO3 ②得到NaHSO3过饱和溶液
解析
（1）亚硫酸氢钠过饱和溶液经结晶脱水生成焦亚硫酸钠，根据原子守恒可知反应的方程式为2NaHSO3===Na2S2O5＋H2O。
（2）①碳酸钠饱和溶液吸收SO2后的溶液显酸性，说明生成物是酸式盐，即Ⅰ中为NaHSO3溶液。
②要制备焦亚硫酸钠，需要制备亚硫酸氢钠过饱和溶液，因此工艺中加入碳酸钠固体、并再次充入二氧化硫的目的是得到NaHSO3过饱和溶液。
13．（2017·全国卷Ⅰ）Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备。
工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为__________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl
形式存在，写出相应反应的离子方程式：
_________________________________________________________________。
（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率/%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因：
____________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为＋4，其中过氧键的数目为________。
（5）若“滤液②”中c（Mg2＋）＝0.02mol·L－1，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c（Fe3＋）＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3（PO4）2沉淀生成？
_______________________________________________________________
（列式计算）。
FePO4、Mg3（PO4）2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式：
___________________________________________________________。
答案
（1）100℃、2h,90℃、5h
（2）FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl
＋2H2O
（3）低于40℃，TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加；超过40℃，双氧水分解与氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降 （4）4
（5）Fe3＋恰好沉淀完全时，c（PO
）＝
mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1，c3（Mg2＋）·c2（PO
）值为0.013×（1.3×10－17）2≈1.7×10－40<
Ksp[Mg3（PO4）2]，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀
（6）2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4
2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O
解析
（1）根据图像分析，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为100℃、2h,90℃、5h。
（2）“酸浸”时，发生反应的离子方程式为FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl
＋2H2O。
（3）当温度低于40℃时，H2O2、NH3·H2O不易分解，但是温度低，反应速率慢，TiO2·xH2O转化率低；当温度高于40℃时，H2O2分解，NH3逸出，反应物浓度降低，反应速率下降，TiO2·xH2O的转化率低。
（4）设Li2Ti5O15中过氧键的数目为x，则非过氧键氧原子数目为15－2x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得：
2x＋2×（15－2x）＝1×2＋4×5，解得：
x＝4。
（5）根据Ksp（FePO4）＝1.3×10－22及Fe3＋恰好完全沉淀时溶液中c（Fe3＋）＝1.0×10－5mol·L－1，可得c（PO
）＝
mol·L－1＝1.3×10－17mol·L－1。
c（Mg2＋）＝
mol·L－1＝0.01mol·L－1，则c3（Mg2＋）·c2（PO
）＝0.013×（1.3×10－17）2＝1.69×10－40≈1.7×10－40＜Ksp[Mg3（PO4）2]＝1.0×10－24，因此不会生成Mg3（PO4）2沉淀。
（6）煅烧过程中，Fe元素化合价由＋3降至＋2，被还原，则H2C2O4应作还原剂，其氧化产物为CO2，反应的化学方程式为2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4
2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O。
14．（2016·全国卷Ⅰ）氮的氧化物（NOx）是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题：
（1）氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为______________________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：
发生装置→________（按气流方向，用小写字母表示）。
（2）氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中，硬质玻璃管Y中加入少量催化剂，充入NO2（两端用夹子K1、K2夹好）。
在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1，推动注射器活塞，使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中________________
②反应的化学方程式：
___________________
将注射器活塞退回原处并固定，待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③_________________
④__________________
答案
（1）①A 2NH4Cl＋Ca（OH）2
2NH3↑＋CaCl2＋2H2O（或B NH3·H2O
NH3↑＋H2O）
②dcfei
（2）①红棕色气体慢慢变浅 ②8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O ③Z中NaOH溶液产生倒吸现象
④反应后气体分子数减少，Y管中压强小于外压
解析
（1）①制备氨气，可用Ca（OH）2（s）和NH4Cl（s）混合加热，可选用装置A；也可采用加热浓氨水的方法，此时可选用装置B。
②欲得到干燥的氨气，首先要干燥（干燥管要大口进气，小口出气），其次要收集（氨气密度比空气小，要用向下排空气法），最后为尾气处理（因氨气极易溶于水，要用防倒吸的F装置）。
（2）NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应，故Y管中红棕色气体慢慢变浅；由化学方程式8NH3＋6NO2
7N2＋12H2O可以得出，反应后气体分子数减少，压强减小，故打开K2后，Z中NaOH溶液会产生倒吸现象。
[题组三 模拟大题]
15．（2018·四川绵阳三诊）二氯化二硫（S2Cl2）在工业上用于橡胶的硫化，查阅相关资料得到如下信息：
①干燥的氯气与硫在110～140℃下反应可得S2Cl2，S2Cl2在300℃以上完全分解。
②S2Cl2常温下为红棕色液体，沸点为137℃；S2Cl2遇水生成HCl、SO2、S。
③S的熔点为112.8℃，沸点为444.6℃。
某班同学在实验室制备S2Cl2并探究其性质，回答下列问题：
（一）氯气的制备
（1）氯气的发生装置可以选择图甲中的________（填字母），反应的化学方程式为__________________________________________。
（2）欲收集一瓶干燥的氯气，选择图甲中的装置，其连接顺序为：
发生装置→______________________（按气流方向，用小写字母表示）。
（二）S2Cl2的制备
将上述收集到的氯气通入图乙装置，在一定温度下进行实验。
（3）证明实验中有S2Cl2生成的现象是__________________。
若加热G时温度过高，在X中可能出现的现象是______________。
（4）Z中的试剂名称是________，如果没有Z装置，可能造成的不良影响有___________________________________________________________________。
（三）S2Cl2的性质探究
（5）取少量
（二）中制得的S2Cl2于锥形瓶中，滴加足量NaOH溶液，发生反应的离子方程式为________________________________。
若要检验反应后的溶液中存在Cl－，在滴加硝酸和硝酸银溶液之前，必须进行的操作是_________________________________________________________________。
答案
（1）A（或B） MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O[或2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]
（2）e→f→c→d→h→g→i
（3）Y中出现红棕色液体 有淡黄色固体沉积
（4）碱石灰（或氧化钙、生石灰） 空气中的水蒸气进入Y中使S2Cl2变质；残余Cl2逸散到空气中造成污染
（5）2S2Cl2＋6OH－===SO
＋3S↓＋4Cl－＋3H2O 取适量上层清液于试管中，滴加足量Ba（NO3）2溶液，过滤
解析
（1）实验室中用浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制备氯气（或用高锰酸钾氧化浓盐酸的方法），所以选择装置A（或B），发生的反应为MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O[或2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]。
（2）用A（或B）制取的氯气中含有氯化氢和水蒸气，先用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，再用浓硫酸进行干燥，因为氯气的密度比空气大，收集氯气用向上排空气法，为防止逸出的氯气污染大气，用氢氧化钠溶液吸收尾气，所以装置的连接顺序为e→f→c→d→h→g→i。
（3）S2Cl2常温下是红棕色液体，若Y中出现红棕色液体，证明有S2Cl2生成；由信息①可知S2Cl2在300℃以上完全分解，所以加热G时温度过高会在X中有淡黄色固体硫沉积。
（4）S2Cl2遇水生成HCl、SO2、S，在Y中的S2Cl2易与空气中扩散过来的水蒸气反应而变质，且未反应的氯气逸出会污染空气，所以装置Z中盛装碱石灰可解决上述问题。
（5）S2Cl2遇水生成HCl、SO2、S，HCl、SO2再与氢氧化钠反应生成氯化钠、亚硫酸钠和水，所以S2Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为2S2Cl2＋6OH－===SO
＋3S↓＋4Cl－＋3H2O；用硝酸和硝酸银检验溶液中Cl－的存在，则需除去还原性离子SO
的干扰，所以，加硝酸和硝酸银溶液前，可先加Ba（NO3）2溶液除去SO
，再将溶液进行过滤。
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