2021届高考化学一轮复习物质的制备作业(3)

2021届高考化学一轮复习物质的制备作业(3)

核心素养提升练 二十七 ‎　物质的制备 ‎(25分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括5小题,每题6分,共30分)‎ ‎1.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是 (　　)‎ 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 A 浓氨水、‎ 生石灰 红色石 蕊试纸 变蓝 NH3为 碱性气体 B 浓盐酸、‎ 浓硫酸 pH试纸 变红 HCl为 酸性气体 C 浓盐酸、‎ 二氧化锰 淀粉碘化 钾试液 变蓝 Cl2具 有氧化性 D 亚硫酸钠、‎ 硫酸 品红试液 褪色 SO2具 有还原性 ‎【解析】选D。制备NH3可以采用浓氨水和生石灰制取,可用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则说明NH3为碱性气体,A项正确;利用浓硫酸的高沸点性,可以制取HCl气体,pH试纸变红,则说明气体为酸性气体,B项正确;浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2,Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝,说明KI转化为I2,则说明Cl2有强氧化性,C项正确;SO2使品红溶液褪色,体现的是SO2的漂白性,D项错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　实验室制备下列气体时,所用方法正确的是 (　　)‎ A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置 B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体 C.制乙烯时,用排水法或向上排空气法收集气体 D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气 ‎【解析】选A。用Na2O2和H2O反应制备O2与用H2O2和MnO2制备O2均可采用“固体+液体气体”的装置,A项正确;制备Cl2时,Cl2中含有HCl和H2O杂质,HCl应用饱和NaCl溶液除去,若用饱和NaHCO3溶液,HCl和Cl2都会被吸收,且会引入CO2杂质,水蒸气可用浓硫酸干燥,B项错误;乙烯的密度与空气的密度比较相近,不可用排空气法收集乙烯,C项错误;NO2与水反应产生HNO3和NO,NO不溶于水,仍会造成环境污染,应用NaOH溶液吸收,D项错误。‎ ‎2.下列关于各实验装置的叙述中,不正确的是 (　　)‎ A.装置①可用于分离C2H5OH和H2O的混合物 B.装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体 C.装置③中X若为CCl4,可用于吸收NH3或HCl,并防止倒吸 D.装置④可用于干燥、收集NH3,并吸收多余的NH3‎ ‎【解析】选A。装置①可用于分离互不相溶的混合物,而C2H5OH和H2O互溶,A项错误;装置②中a口进气可收集H2、NH3等气体,b口进气可收集CO2、Cl2、HCl、‎ NO2等气体,B项正确;NH3和HCl均不溶于CCl4,可防止倒吸,C项正确;碱石灰可吸水但不与氨反应,倒扣漏斗可防止倒吸,D项正确。‎ ‎3.用如图所示装置进行下列实验,不能达到实验目的的是 (　　)‎ A.瓶中盛满水,从B口进气,用排水法收集H2‎ B.瓶中盛适量浓硫酸,从A口进气来干燥CO2‎ C.从B口进气,用排空气法收集NO2‎ D.瓶中装满水,A口连导管并伸入量筒中,从B口进气,用排水法测量生成O2的体积 ‎【解析】选C。用此装置时,若用排空气法收集气体,A进B出,收集密度比空气大的气体,B项正确,C项错误;若用排水法收集或测量气体体积,气体必须从B口进入,A、D两项正确。‎ ‎4.(新题预测)下列实验中,仪器下端必须插入液面下的是 (　　)‎ A.蒸馏法分离苯和碘单质时的温度计 B.制备氢氧化亚铁时的胶头滴管 C.制备氯气时的分液漏斗 D.氨气尾气处理时的导气管 ‎【解析】选B。蒸馏时温度计水银球在蒸馏烧瓶的支管口附近,不能插入液面下,A项错误;制备氢氧化亚铁时,为了防止被空气中氧气氧化,胶头滴管必须插入液面下,B项正确;分液漏斗因为有旋塞,不必插入液面下,C项错误;氨气极易溶于水,为了防止倒吸,导气管下端不能插入液面下,D项错误。‎ ‎5.(2019·淮南模拟)某学习小组拟用如图装置制备氮化钙(化学式为Ca3N2,极易与H2O反应),下列说法不正确的是 (　　)‎ 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 B.将产物Ca3N2放入盐酸中,能得到CaCl2和NH4Cl两种盐 C.U形管中盛放的干燥剂可以是碱石灰,但不能用浓硫酸 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】选A。打开活塞K通入N2,即使装置漏气,试管A内也可能有气泡产生,故A不正确;将产物Ca3N2放入盐酸中,N3-与H+反应生成N,得到CaCl2和NH4Cl两种盐,故B正确;U形管中盛放的干燥剂若用浓硫酸,气体将不能通过U形管,故C正确;若先关闭活塞K,在反应管冷却至室温的过程中容易引起试管中水倒吸,故D正确。‎ 二、非选择题(本题包括1小题,共20分)‎ ‎6.已知软锰矿和锰结核矿的主要成分均为MnO2,二氧化锰的制备和性质在生产生活和化学实验中有广泛应用。‎ 二氧化锰的制备:‎ 锰粉的主要成分为NH4Cl、C和MnO2,将锰粉进行如图所示操作后,可得到二氧化锰固体。‎ ‎(1)某同学认为试剂a为蒸馏水,你认为________(填“能”或“不能”)实现实验目的。 ‎ ‎(2)操作Ⅰ的名称是________,所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。 ‎ ‎(3)在空气中充分灼烧的目的是________________________。 ‎ 二氧化锰的性质检验:‎ Ⅰ.氧化性 ‎(4)实验室用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2,可以选用的装置是(填字母)________。 ‎ ‎(5)将MnO2放在NH3气流中加热,可得到棕黑色的Mn2O3和N2,该反应的化学方程式为______________。 ‎ Ⅱ.还原性 ‎(6)下列流程所发生的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。 ‎ Ⅲ.催化性 MnO2是实验室制取O2的催化剂。某同学设计实验探究双氧水分解的实验方案如下表所示。‎ 实验 w(H2O2)/%‎ 粉状MnO2/g 温度/℃‎ 待测 序号 数据 ‎①‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎②‎ ‎5‎ ‎1.0‎ ‎20‎ ‎(7)本实验的待测数据是_________________。 ‎ ‎(8)由实验①和②可得出的结论是__________________________。 ‎ ‎【解析】(1)只有NH4Cl易溶解,加入蒸馏水再过滤可以除去NH4Cl,达到实验目的。‎ ‎(2)过滤需要的玻璃仪器还有漏斗。‎ ‎(3)在空气中灼烧时,C会转化为CO2气体除去。‎ ‎(4)固体和液体加热制取气体应该选用C装置。‎ ‎(5)MnO2作氧化剂其中锰元素化合价降低生成Mn2O3,NH3作还原剂其中氮元素化合价升高生成N2,根据元素守恒还生成H2O,利用化合价升降总数相等可以配平方程式。‎ ‎(6)空气中O2作氧化剂,1 mol O2得4 mol e-;MnO2作还原剂,1 mol MnO2失 ‎2 mol e-;根据得失电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2。‎ ‎(7)催化剂可以改变化学反应速率,通过测反应速率的变化可以达到实验目的。‎ ‎(8)化学反应速率改变了说明MnO2可作双氧水分解的催化剂。‎ 答案:(1)能　(2)过滤　(普通)漏斗 ‎(3)除去混合物中的碳(C),以得到纯净的MnO2‎ ‎(4)C　(5)6MnO2+2NH33Mn2O3+N2+3H2O ‎(6)1∶2‎ ‎(7)收集等体积氧气所需要的时间(或相同时间内所收集的氧气的体积)‎ ‎(8)MnO2可作双氧水分解的催化剂(或其他合理答案)‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　工业上,向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁;向炽热的铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)制取无水氯化铁的实验中,装置A中反应的化学方程式为_____________, ‎ 装置B中加入的试剂是________。 ‎ ‎(2)制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取________。尾气的成分是________。若仍用装置D进行尾气处理,存在的问题是________、________。 ‎ ‎(3)若操作不当,制得的FeCl2会含有少量FeCl3,检验FeCl3常用的试剂是________。欲制得纯净的FeCl2,在实验操作中应先______,再__。 ‎ ‎【解析】(1)制取无水氯化铁的实验中,装置A为氯气的制备装置,发生的反应为二氧化锰和浓盐酸共热生成二氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+‎ ‎4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,装置B的作用是除去氯气中的水蒸气,B中加入的试剂是浓硫酸。(2)根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中,装置A用来制取HCl;尾气的成分是HCl和H2;若仍用装置D进行尾气处理,氯化氢气体极易溶于水,氢气与氢氧化钠溶液不反应,则存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。(3)检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液;欲制得纯净的FeCl2,‎ 应防止装置中氧气的干扰,在实验操作中应先点燃A处的酒精灯,利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气,再点燃C处的酒精灯。‎ 答案:(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O　浓硫酸 ‎(2)HCl　HCl和H2　发生倒吸　可燃性气体H2不能被吸收　(3)KSCN溶液　通入氯化氢(赶尽装置中的空气)　点燃C处的酒精灯 ‎(30分钟　50分)‎ 一、选择题(本题包括2小题,每题9分,共18分)‎ ‎1.Cl2O是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示,加热装置和夹持仪器已略。‎ 已知:Cl2O的熔点为‎-116 ℃‎,沸点为‎3.8 ℃‎;Cl2的沸点为‎-34.6 ℃‎;‎ HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O。下列说法正确的是(　　)‎ A.装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水 B.通干燥空气的目的是作氧化剂 C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O D.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸 ‎【解析】选D。从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气,所以氯气要先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸,即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项错误;通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置,B项错误;‎ 从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2,C项错误;装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸,D项正确。‎ ‎2.下列实验方案最合理的是 (　　)‎ ‎【解析】选B。Cl2的密度比空气大,收集时应用向上排空气法,A项错误;浓氨水滴入CaO中,CaO与水反应放热,氨气受热挥发,可以制取氨气,B项正确;NO2能与水反应,不能用排水法收集,C项错误;Na2O2为粉末状固体,不能用启普发生器的简易装置制取氧气,D项错误。‎ ‎【加固训练】‎ ‎　　实验室制取下列气体的装置和方法都正确的是 (　　)‎ ‎【解析】选C。实验室用MnO2和浓盐酸反应制Cl2时需加热,A项错误;实验室制O2不用电解水的方法,B项错误;纯碱易溶于水,不能控制反应的进行,D项错误。‎ 二、非选择题(本题包括2小题,共32分)‎ ‎3.(16分)实验室用下图所示装置制备KClO溶液,并通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应制备高效水处理剂K2FeO4。已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水、微溶于浓KOH溶液,②在‎0 ℃‎～‎5 ℃‎、强碱性溶液中比较稳定,③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解,④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2。‎ ‎(1)装置A中KMnO4与盐酸反应生成MnCl2和Cl2,其离子方程式为________‎ ‎____________________________________________,将制备的Cl2通过装置B可除去__________(填化学式)。 ‎ ‎(2)Cl2与KOH在较高温度下反应生成KClO3。在不改变KOH溶液的浓度和体积的条件下,控制反应在‎0 ℃‎～‎5 ℃‎进行,实验中可采取的措施是______________、____________。 ‎ ‎(3)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3饱和溶液的混合方式为_______‎ ‎_________________________________。 ‎ ‎(4)提纯K2FeO4粗产品[含有Fe(OH)3、KCl等杂质]的实验方案为:将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3 mol·L-1KOH溶液中,_ ________________________‎ ‎________________________________(实验中须使用的试剂有:饱和KOH溶液,乙醇;除常用仪器外须使用的仪器有:砂芯漏斗,真空干燥箱)。 ‎ ‎【解析】(1)根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平该离子方程式为2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O,盐酸容易挥发,制备的Cl2含有HCl、水蒸气等杂质,而HCl极易溶于水,通过饱和食盐水除去HCl。‎ ‎(2)可以采取的措施有缓慢滴加盐酸控制产生Cl2的速率,装置C用冰水浴控制反应温度。‎ ‎(3)根据K2FeO4的性质中②③④可知,应将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO溶液中。‎ ‎(4)先过滤除去Fe(OH)3,再溶于浓KOH溶液,过滤出K2FeO4,后用无水乙醇洗涤,减少K2FeO4溶解而引起的损失。‎ 答案:(1)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O　HCl ‎(2)缓慢滴加盐酸　装置C加冰水浴 ‎(3)在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中 ‎(4)用砂芯漏斗过滤,将滤液置于冰水浴中,向滤液中加入饱和KOH溶液,搅拌、静置,再用砂芯漏斗过滤,晶体用适量乙醇洗涤2～3次后,在真空干燥箱中干燥 ‎4.(16分)(新题预测)硫的氧化物SO2是一种大气污染物治理SO2污染的办法是:高浓度的SO2可用气相催化氧化法转换为SO3,即用TiO2细粉作催化剂的片材,只要将片材放在阳光下就可以将SO2完全转化为SO3,再回收生产硫酸;低浓度的SO2多用碱性溶液吸收法处理。回答下列问题: ‎ ‎(1)氧气的制备 氧气的发生装置可以选择上图中的__________________,反应的化学方程式为______________________________________________________。 ‎ 欲收集一瓶干燥的氧气,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)氧气与二氧化硫的反应 将上述收集到的O2充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入SO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定条件下按图示装置进行实验。‎ 实验开始前,连接好实验装置后,首先进行的操作是________________,其方法是______________________________________________。 ‎ 实验开始后,填写表中空白:‎ 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 无明显现象 a.反应的化学方程式为 ‎              ‎ 将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温后打开K2‎ b.     ‎ c.         ‎ 为了提高Z溶液中主要溶质的百分含量可加入_____________试剂,有关反应的离子方程式是___________________。 ‎ ‎(3)低浓度的SO2多用亚硫酸钠溶液吸收,有关反应的化学方程式是_________。 ‎ ‎【解析】(1)制取氧气可以用加热固体高锰酸钾或加热固体氯酸钾和二氧化锰的混合物的反应,发生装置应选择图中的A,高锰酸钾受热分解或者氯酸钾在二氧化锰催化下加热分解。收集一瓶干燥的氧气,其连接顺序为发生装置→干燥装置→收集装置,按气流方向表示为d→c→e→f。‎ ‎(2)实验开始前,连接好实验装置后,首先进行的操作是检查装置的气密性,其方法是打开K1和K2,推动注射器活塞,观察导管口有气泡冒出,将注射器退回原处,导管中有一段水柱回流,说明装置气密性良好。打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中,氧气和二氧化硫发生氧化还原反应生成三氧化硫,反应的化学方程式为2SO2+O22SO3;将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温后打开K2时,Z中的溶液倒吸入Y管中,原因是三氧化硫极易与水反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸。Z中所得溶液的溶质主要是H2SO4,还有少量的H2SO3,若将H2SO3转化为H2SO4,又不引入新杂质,所以加入过氧化氢溶液,有关反应的离子方程式为H2O2+H2SO32H++S+H2O。(3)亚硫酸钠溶液吸收SO2的有关化学方程式是Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3。‎ 答案:(1)A　2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑或者2KClO32KCl+3O2↑　d→c→e→f ‎(2)检查装置的气密性　打开K1和K2,推动注射器活塞,观察导管口有气泡冒出,将注射器退回原处,导管中有一段水柱回流,说明装置气密性良好 a.2SO2+O22SO3‎ b.Z中水溶液产生倒吸现象 c.三氧化硫极易与水反应,装置内压强降低,在大气压的作用下发生倒吸 H2O2　H2O2+H2SO32H++S+H2O ‎(3)Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3‎ 关闭Word文档返回原板块