高考化学-化学实验基本操作测试题+综合实验探究测试题+化学与技术测试题

高考化学-化学实验基本操作测试题+综合实验探究测试题+化学与技术测试题

高考化学-化学实验基本 操作测试题+综合实验探究测试题+化学与技术测试题 专题 13 化学实验基本操作(附参考答案） 一、选择题(每小题 6 分，共 48 分) 1．(2011·合肥教学质检)下列有关实验的描述正确的是( ) A．氢氧化钠固体保存在配有玻璃塞的细口瓶中 B．将 SO2 通入品红溶液或 KMnO4 酸性溶液均能使它们褪色，均可证明 SO2 有漂白性 C．不能在石英坩埚中熔化氢氧化钠 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：由于氢氧化钠具有腐蚀性，能与玻璃塞作用，经长时间作用后使瓶 塞打不开，同时，细口瓶瓶颈较细只能存放液体不能存放固体；SO2 通入品红溶 液使之褪色，可证明 SO2 有漂白性，而 SO2 通入 KMnO4 酸性溶液使之褪色，则 证明 SO2 有还原性；氢氧化钠能与石英坩埚中二氧化硅反应；钠性质活泼，易 与空气中的 O2、水蒸气反应，研磨的过程中变质，没变质的粉末钠与水反应更 剧烈。 答案：C 2．(2011·福建质检)下列实验所用的试纸不能预先用蒸馏水润湿的是( ) A．用品红试纸检验 SO2 B．用淀粉碘化钾试纸检验 Cl2 C．用红色石蕊试纸检验 NH3 D．用 pH 试纸测定某溶液的 pH 解析：实验室中试纸的使用一般分两种情况：①定性检测，试纸可以预先 用蒸馏水润湿；②定量检测，试纸不能预先用蒸馏水润湿。用品红试纸检验 SO2， 用淀粉碘化钾试纸检验 Cl2，用红色石蕊试纸检验 NH3 等均属于定性检测，可以 先用蒸馏水润湿。用 pH 试纸测定溶液的 pH 属于定量检测，不能事先润湿试纸， 如果事先润湿相当于稀释溶液，可能造成误差。 答案：D 3．某学生的实验报告有如下数据：①用托盘天平称取 11.7 g 食盐；②用量 筒量取 21.48 mL 盐酸；③用容量瓶配制 210 mL 1 mol/L 的硫酸溶液；④用标准 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸，用去 18.20 mL NaOH 溶液，其中数据合理的 是( ) A．①④ B．②④ C．①③ D．②③ 解析：本题考查对一些测量仪器的精确度及仪器规格的掌握情况，同时考 查思维的准确性、严密性。解此题的关键在于要依据所用仪器的精确度 ，如实 记录可测得的可靠数值。托盘天平称量物质精确度为 0.1g，可称取 11.7 g 食盐； 量筒量取液体体积的精确度为 0.1 mL，所以量取 21.48 mL 不合理；容量瓶的规 格中有 50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL 等，没有 210 mL 的；中 和滴定要用滴定管，滴定管的精确度为 0.01 mL,18.20 mL 的数值合理。 答案：A 4．(2011·重庆，9)在实验室中进行下列实验，括号内的实验用品都能用到 的是( )[来源:学科网] A．硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(坩埚、温度计、硫酸铜晶体) B．蛋白质的盐析(试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液) C．钠的焰色反应(铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸) D．肥皂的制取(蒸发皿、玻璃棒、甘油) 解析：硫酸铜晶体里结晶水含量的测定实验中用不到温度计，故 A 错；醋 酸铅溶液使蛋白质变性，而不是盐析，故 B 错；肥皂的制取能生成甘油，而不 是用到甘油，故 D 错。 答案：C 5．(2011·四川，11)下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是 ( ) 操作和现象 结论 A 向装有 Fe(NO3)2 溶液的试管中加入稀 H2SO4，在 管口观察到红棕色气体 HNO3 分解生 成了 NO2 B 向淀粉溶液中加入稀 H2SO4，加热几分钟，冷却 后再加入新制 Cu(OH)2 浊液，加热，没有红色沉 淀生成 淀粉没有水解 成葡萄糖 C 向无水乙醇中加入浓 H2SO4，加热至 170℃，产生 的气体通入酸性 KMnO4 溶液，紫红色褪去 使溶液褪色的 气体只是乙烯 D 向饱和 Na2CO3 溶液中通入足量 CO2 ，溶液变浑 浊 析出了 NaHCO3 解析：A 项中的 NO － 3 在加入稀 H2SO4 后，表现强氧化性，与 Fe2＋发生氧化 还原反应，生成 NO 气体，然后 NO 与空气中的氧气结合生成红棕色的 NO2 气 体，故 A 错；B 项中葡萄糖与新制氢氧化铜的反应需在碱性条件下进行，因此 要先加碱中和酸，再检验，B 项错误；乙醇和浓硫酸反应除生成乙烯外，还生成 SO2 气体，SO2 气体也能使酸性 KMnO4 溶液褪色，C 项错误；由于 NaHCO3 溶 解度小于 Na2CO3 的溶解度，向饱和 Na2CO3 溶液中通入足量 CO2 会析出 NaHCO3 沉淀，故 D 项正确。 答案：D 6．实验室保存下列试剂，其中保存方法和理由描述都正确的是( ) 编号 试剂 保存方法 理由 A 钠 保存在煤油中 防止与空气中水、氧气接触 发生反应 B 液溴 密封保存在细口瓶中 防止升华 C 浓硝酸 密封保存在铁器中 避免见光分解 D 烧碱 存放在磨口玻璃塞的广 口瓶中 防止与空气中氧气接触被氧 化[来源:学_科_网 Z_X_X_K] 解析：升华是固体直接变气体，液溴是易挥发而不是升华，B 错；浓硝酸保 存在棕色试剂瓶中，C 错；烧碱不能被氧气氧化，烧碱易腐蚀玻璃，应用橡胶塞， D 错。 答案：A 7．下列各图所示装置的气密性检查中，漏气的是( ) 答案：D 8．(2009·广东化学)下列有关实验操作的说法正确的是( ) A．可用 25mL 碱式滴定管量取 20.00mL 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：碱式滴定管不能装酸性和强氧化性溶液，A 错；pH 试纸不能用蒸馏 水湿润使用，可能会使测得的数值不准确，B 错；钠若研成粉末，反应速率加快， 与水反应更加剧烈，实验更加不安全，D 错。 答案：C 二、非选择题(共 52 分) 9．(14 分)2010 年 8 月 7 日夜 22 时左右，甘肃甘南藏族自治州舟曲县发生 特大泥石流，为预防有大的人畜共患病疫情发生，需要进行环境消毒，常见的 碱类物质、甲醛等都有较好的杀死病毒的作用。NaOH 溶液因消毒效果好且廉价 易得而被广泛使用，从而使工业烧碱用量增加。但工业烧碱中含有杂质碳酸钠。 为了测定氢氧化钠的质量分数，某工厂甲、乙两实验员分别设计了实验方案： Ⅰ.甲的方案是：准确称量一定质量的烧碱样品于烧杯中加蒸馏水溶解，再 加入过量氯化钡溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、烘干、称量。 (1)甲实验员洗涤沉淀的具体操作是：向沉淀中加入蒸馏水，然后过滤，重 复 2～3 次。确定沉淀已洗涤干净的依据是_______________________。 (2)氯化钡溶液和氯化钙溶液都能与该样品溶液反应生成沉淀，但使用氯化 钡 溶 液 比 氯 化 钙 溶 液 所 得 的 结 果 具 有 更 高 的 精 确 度 ， 原 因 是 ______ ___________________________________________。 Ⅱ.乙的方案如下图所示： (1)根据乙的实验装置图分析，浓硫酸的作用是________，碱石灰的作用是 ________。小明认为按照乙的方案进行测定，会导致不可避免的误差，例如， 装置内空气中的 CO2 没有排出； 反应产生的 CO2 未被完全吸收等。该设计中还 有 一 个 因 素 也 会 导 致 不 可 避 免 的 误 差 ， 你 认 为 是 下 列 因 素 中 的 ( 填 序 号)________。 ①装置的气密性不好 ②加入的稀硫酸量不足 ③干燥管与空气直接相通 (2)经测定知，该工业烧碱中氢氧化钠的质量分数为 80%，某养殖户需配制 2 000 g 2%的氢氧化钠溶液对禽舍进行杀菌消毒，需要这种工业烧碱________g。 答案：Ⅰ.(1)取适量洗涤后的溶液于试管中，滴加 Na2CO3 溶液(或稀硫酸、 硫酸钠溶液等)无沉淀产生(也可用同样的操作，滴加相应的试剂检验氯离子、氢 氧根离子等) (2)①Ca(OH)2 微溶于水，使沉淀的量偏多；② 等量的 Na2CO3 分别与 CaCl2、 BaCl2 反应生成的 BaCO3 沉淀质量大，称量时误差小 Ⅱ.(1)吸收水分 吸收反应中生成的 CO2 ③ (2)50 10．(18 分)(2011·聊城模拟)化学是一门以实验为基础的自然学科，进行化 学实验时要采取正确的实验操作，注意实验安全。 (1 )在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上印有如图所示的警示标志，说明浓硫酸 是一种________。 (2)下列实验能达到目的的是____。 A．在容量瓶中加一定体积的水，再加入浓盐酸配制准确浓度的稀盐酸 B．用稀硫酸和锌粒反应制氢气时加入少许硫酸铜加快反应速率 C．用玻璃棒搅拌漏斗中的液体以加快过滤的速度 D．加入盐酸以除去硫酸钠中的少量碳酸钠杂质 E．制取 Fe(OH)2 时，吸取除去氧气的 NaOH 溶液的胶头滴管的末端插入 FeSO4 溶液中，再注入 NaOH 溶液 (3)某化学小组设计如图装置完成一组实验： A 中装硝酸，B 中装石灰石，C 中装漂白粉溶液，现象是装置Ⅱ中产生白色 沉淀。他得出酸性：HNO3>H2CO3>HClO。由此得出元素非金属性：N>C>Cl。 你认为他得出的结论是否正确？答：________(填“正确”或“不正确”)。理由 是______________。 (4)有些同学认为用 KMnO4 溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2＋＋ MnO－ 4 ＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O) ①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的 KMnO4 溶液 250 mL，配 制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需________。 ②该实验中的 KMnO4 溶液需要酸化，用于酸化的酸是________。 a．稀硝酸 b．稀硫酸 c．稀盐酸 d．浓硝酸 ③某同学设计的下列滴定方式，最合理的是________(夹持部分略去，填字 母序号。)[来源:学科网] 答案：(1)腐蚀性液体(或腐蚀品) (2)B、E (3)不正确 次氯酸中的氯显＋1 价，不是氯的最高化合价 (4)①250 mL 容量瓶 ②b ③b 11．(20 分)(2011·全国卷，29)请回答下列实验室中制取气体的有关问题。 (1)下图是用 KMnO4 与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。 装置 B、C、D 的作用分别是 B___________________________________________________； C___________________________________________________； D___________________________________________________。 (2)在实验室欲制取适量 NO 气体。 ①下图中最适合完成该实验的简易装置是____(填序号); ②根据所选的装置完成下表(不需要的可不填)： 应加入的物质 所起的作用 A B C D ③简单描述应观察到的实验现象___________________。 答案：(1)B 的作用：向上排气收集氯气 C 的作用：安全作用，防止 D 中的液体倒吸进入集气管 B 中 D 的作用：吸收尾气，防止氯气扩散到空气中污染环境 (2)①I ② 应加入的物质 所起的作用 A 铜和稀硝酸 反应物 B 水 排水收集 NO 气体 C 主要是接收 B 中排出的水 D ③反应开始时，A 中铜表面出现无色小气泡，反应速度逐渐加快；A 管上 部空间由无色逐渐变为浅棕红色，随反应的进行又逐渐变为无色，A 中的液体 由无色变为浅蓝色；B 中的水面逐渐下降，B 管中的水逐渐流入烧杯 C 中。 专题 14 综合实验探究(附参考答案） 一、选择题(每小题 6 分，共 60 分) 1．除去下列括号内杂质的试剂或方法错误的是( ) A．HNO3 溶液(H2SO4)，适量 BaCl2 溶液，过滤 B．CO2(SO2)，酸性 KMnO4 溶液，浓硫酸，洗气 C．KNO3 晶体(NaCl)，蒸馏水，结晶 D．C2H5OH(CH3COOH)，加足量 CaO，蒸馏 解析：A 中又引入了 Cl－；B 中 SO2 可被 KMnO4(H＋)氧化为 H2SO4 而除去； C 中 KNO3 的溶解度随温度的变化大，而 NaCl 的几乎不变，可以用结晶法提纯； D 中的 CH3COOH 转化为高沸点的(CH3COO)2Ca，蒸馏可得到 C2H5OH。 答案：A 2．下列除去杂质的方法正确的是( ) A．除去 CO2 中混有的 CO：用澄清石灰水洗气 B．除去 BaCO3 固体中混有的 BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤 C．除去 FeCl2 溶液中混有的 FeCl3：加入过量铁粉，过滤 D．除去 Cu 粉中混有的 CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤 解析：CO2 可以被澄清石灰水吸收，而 CO 不可以，故 A 项错；盐酸可以 将 BaCO3 除去，但不能溶解 BaSO4，故 B 项错；C 项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2， 过量的铁粉过滤即可除去，正确；Cu 和 CuO 均可以与稀 HNO3 反应，故 D 项 错。 答案：C 3．(2011·北京，11)下列实验方案中，不能．．测定 Na2CO3 和 NaHCO3，混合物 中 Na2CO3 质量分数的是( ) A．取 a 克混合物充分加热，减重 b 克 B．取 a 克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得 b 克固体 C．取 a 克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重 b 克 D．取 a 克混合物与足量 Ba(OH)2 溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得 b 克固体 解析：在 Na2CO3 和 NaHCO3 中，加热能分解的只有 NaHCO3，A 项成立； B 项得到的固体产物是 NaCl，Na2CO3 和 NaHCO3 转化为 NaCl 时的固体质量变 化不同，B 项成立；同理，Na2CO3 和 NaHCO3 转化为 BaCO3 时的固体质量变化 也不同，D 项成立；C 项中碱石灰可以同时吸收 CO2 和水蒸气，C 项明显错误； 选 C。 答案：C 4．下列化学实验事实及其解释都正确的是( ) ①向碘水中滴加 CCl4，振荡静置后分层，CCl4 层呈紫红色，说明可用 CCl4 从碘水中萃取碘 ②向 SO2 水溶液中滴加盐酸酸化的 BaCl2 溶液，有白色沉淀生成，说明 BaSO3 难溶于盐酸 ③向 0.1 mol/L FeSO4 溶液中滴加少量酸性 KMnO4 溶液，KMnO4 溶液褪色， 说明 Fe2＋具有氧化性 ④向 2.0 mL 浓度均为 0.1 mol/L 的 KCl、KI 混合溶液中滴加 1～2 滴 0.01 mol/L AgNO3 溶液，振荡，沉淀呈黄色，说明 AgCl 的 Ksp 比 AgI 的 Ksp 大 A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 解析：向 SO2 水溶液中加入盐酸酸化的 BaCl2 溶液，没有白色沉淀生成，因 为 BaSO3 易溶于盐酸，②错误；FeSO4 溶液遇酸性 KMnO4 溶液使其褪色，说明 Fe2＋具有还原性，③错误；①、④正确。 答案：B 5．下列有关指定实验装置图的说法不正确的是( ) A．装置①可用于除去水等液体中混有的难挥发或不挥发的杂质 B．装置②中的 Cu 一定作正极 C．当装置②电路中通过 2 mol 电子时，Cu 电极可能增重 64 g，也可能减重 64 g D．当装置③广口瓶中充满了 CO2，b 口进气可收集 NO 气体 解析：B 项中若 X 为银，Y 溶液为 AgNO3 溶液，此时铜为负极，银为正极， 若 X 为 Zn，Y 溶液为 ZnSO4 溶液，此时 Zn 为负极，铜为正极，B 不正确。 答案：B 6．用下列装置能达到有关实验目的的是( ) A．用甲图装置电解精炼铝 B．用乙图装置制备 Fe(OH)2 C．丙图装置只可制得金属钾 D．丁图验证 NaHCO3 和 Na2CO3 热稳定性 解析：甲图电解质溶液中 H＋先于 Al3＋在阴极得电子，不能完成铝的精炼， A 选项错误；乙图用煤油阻止溶液与空气的接触，能防止 Fe(OH)2 被氧化，可用 于 Fe(OH)2 的制取，B 选项正确；C 中铝热反应得到锰，C 选项错误；丁装置 NaHCO3 可能被误认为是其受热温度高，先分解，D 选项错误。 答案：B 7．(2010·天津理综)下列鉴别方法可行的是( ) A．用氨水鉴别 Al3＋、Mg2＋和 Ag＋ B．用 Ba(NO3)2 溶液鉴别 Cl－、SO 2－ 4 和 CO2－ 3 C．用核磁共振氢谱鉴别 1－溴丙烷和 2－溴丙烷 D．用 KMnO4 酸性溶液鉴别 CH3CH===CHCH2OH 和 CH3CH2CH2CHO 解析：用氨水可把 Ag＋鉴别出来，Mg(OH)2、Al(OH)3 均不溶于氨水，无法 区分 Mg2＋和 Al3＋，A 错误；因 BaSO4 和 BaCO3 均不溶于水，用 Ba(NO3)2 无法 区分 SO 2－ 4 和 CO2－ 3 ，B 错误，1－溴丙烷与 2－溴丙烷吸收峰不同，可用核磁共 振氢谱区分，C 正确；D 项中的碳碳双键与醛基均能使 KMnO4 酸性溶液褪色， 故无法鉴别两种物质。答案为 C。 答案：C 8．(模拟原题)下列实验中操作、现象、结论对应关系正确的一组是( ) 选项 操作 现象 结论 A 在蔗糖中加入几滴水 搅拌均匀，再加入浓 硫酸，迅速搅拌 蔗糖逐渐变黑，体积 膨胀，形成疏松多孔 的物质 只体现了浓硫酸的 脱水性 B 淀粉和稀硫酸混合共 热后，再加少量新制 氢氧化铜悬浊液 产生红色沉淀 淀粉水解可生成葡 萄糖 C 溴乙烷和氢氧化钠溶 液充分反应后，用足 量稀硝酸酸化，再加 入硝酸银溶液 生成淡黄色沉淀 溴乙烷中含有溴元 素 D 将溴水加入苯中并充 分振荡 溴水褪色 苯与溴发生了取代 反应 解析：A 项，该现象说明浓硫酸有脱水性和氧化性。B 项，应先加 NaOH 中和 H2SO4，再加新制氢氧化铜悬浊液，共热，才有题述现象。C 项，正确。D 项，苯与溴水混合发生萃取，不发生取代反应。 答案：C 9．(模拟变式题)根据下列化学实验事实得出的结论一定正确的是( ) A．向某无色溶液中先加入氯化钡溶液，生成白色沉淀，再加入足量盐酸， 沉淀不溶解。结论：该溶液中有 SO2－ 4 B．向某无色溶液中加入氢氧化钠溶液并加热，产生的气体能使湿润的蓝色 石蕊试纸变红。结论：该溶液中有 NH＋ 4 C．向 1 mL 浓度均为 0.05 mol·L－1 的 NaCl、NaI 混合溶液中滴加 2 滴 0.01 mol·L－1 的 AgNO3 溶液，振荡，沉淀呈黄色。结论：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI) D．向 1 mL 1%的 NaOH 溶液中加入 2 mL 2%的 CuSO4 溶液，振荡后再加入 0.05 mL 有机物 X，加热后未出现红色沉淀。结论：X 中不含有醛基 解析：A 项，也可能含 Ag＋。D 项，所配溶液中 NaOH 的量太少，应把少 量 CuSO4 溶液滴加至过量 NaOH 溶液中，才有明显现象。 答案：C 10．(模拟原题)下列装置或操作不能．．达到实验目的的是( ) A．实验室制取并收集 NH3 B．构成原电池 C．检查装置气密性 D．实验室制备乙烯 解析：A 项，实验室制 NH3 用 Ca(OH)2 与 NH4Cl 固体共热制取，用向下排 空气法收集，且有防倒吸和尾气吸收处理装置，正确。B 项，FeCl3 与 FeCl2 溶 液应互换位置。C 项，夹住止水夹，从长颈漏斗处注入一定量水，长颈漏斗与烧 瓶中液面存在液面差，若一段时间后，液面差保持不变，证明该装置不漏气。D 项，由乙烯的实验室制法、反应原理知该装置正确。 答案：B 二、非选择题(共 40 分) 11．(20 分)某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时，进行如图所示 实验： 普通锌锰电池的黑色物质主要成分为 MnO2、NH4Cl、ZnCl2 等物质。请回 答以下问题： (1)操作②玻璃棒的作用________。 (2)操作③灼烧滤渣中的黑色固体时，产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体， 由此推测滤渣中还存在的物质为________(填化学式)。 (3)操作④的试管加入③中所得黑色滤渣，试管中迅速产生能使带火星的木 条复燃的气体，据此可初步认定黑色固体为________(填化学式)。 (4)该同学要对滤液的成分进行检验，以确认是否含有 NH4Cl 和 ZnCl2，下 面是他做完实验后所写的实验报告，请你写出其空白处的内容： 实验目的 操作 实验现象 结论 1.检验 Cl－ 取少许滤液于试管 中，加入________ ________ 含有 Cl－ 2.检验 NH＋ 4 取少许滤液于试管 中，加入________ 含有 NH＋ 4 3.检验 Zn2＋ 取少许滤液于试管 中，加入稀氨水 先产生白色沉淀，继 续加入氨水，沉淀又 溶解 含有 Zn2＋ 解析：(1)操作②为过滤，其中玻璃棒的作用是引流，防止溶液外溅。 (2)产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，可能是 CO2 或 SO2，但该气体是 由黑色固体燃烧产生，所以该物质为碳。 (3)能加速 H2O2 分解的黑色固体为 MnO2。 (4)检验 Cl－的存在使用硝酸酸化的 AgNO3 溶液。NH ＋ 4 的检验可结合 NH3 是 高中阶段唯一的碱性气体来作答，将其在碱性条件下制得 NH3 后与湿润的红色 石蕊试纸接触即可鉴别。 答案：(1)引流 (2)C (3)MnO2 (4) 实验目的 操作 实验现象 结论 1.检验 Cl－ 取少许滤液于试管中，加入 硝酸酸化的硝酸银溶液 有 白 色 沉 淀 产生 含有 Cl－ 2.检验 NH＋ 4 取少许滤液于试管中，加入 浓氢氧化钠溶液并加热，将 石 蕊 试 纸 变 蓝色 含有 NH＋ 4 润湿的红色石蕊试纸置于 试管口附近 12.(20 分)(2011·新课标，28)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。 某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。 请回答下列问题： (1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母 编号)。 (2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装 入药品；打开分液漏斗活塞；________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。 A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度 C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却 (3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出， 溶液中加入酚酞显红色。该同学据此判断，上述实验确有 CaH2 生成。 ①写出 CaH2 与水反应的化学方程式__________________； ②该同学的判断不准确，原因是___________________。 (4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及 观察到的现象________。 (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是 _____________________________________________。 解析：氢化钙和金属钙都是极强的还原剂，遇水、遇空气都能发生剧烈反 应，因此在制取氢化钙时，必须要除去空气、水等其他杂质；在题给的实验装 置中，不难判断出氢气的发生装置，氢气的净化装置和氢化钙的生成装置等， 其连接顺序为 i →e→f→d→c→j→k(或 k→j)→a；为保证整个装置内已充满氢气， 因此实验的操作程序是：检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯 →加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气。CaH2 和 Ca 与水 反应都能产生 Ca(OH)2 和 H2，反应方程式分别为：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋ 2H2↑和 Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，因此不能根据反应后溶液呈碱性判断是 否含有 CaH2。区分钙和氢化钙时可利用其组成、性质的差异，具体见答案；作 为能源，氢化钙明显比氢气更易携带，使用也较方便。 答案：(1)i →e，f→d，c→j，k(或 k，j)→a (2)BADC (3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑ ②金属钙与水反应也有类似现象 (4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装 有无水硫酸铜的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白 色变为蓝色。 (5)氢化钙是固体，携带方便 专题 15 化学与技术(附参考答案) 一、选择题(每小题 5 分，共 40 分) 1．下列有关肥皂的叙述中错误的是( ) A．肥皂与纯碱的去污原理相同 B．肥皂可以加速油污在水中的分散 C．肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的 D．肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团 解析：A 中纯碱的去污原理是使油污在碱性条件下水解，肥皂去污发生的 是物理变化，其去污原理与肥皂不同；其他均为正确的叙述。 答案：A 2．下列叙述错误的是( ) A．合金材料中可能含有非金属元素 B．人造纤维、合成纤维和光导纤维都是有机高分子化合物 C．加热能杀死流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性 D．在汽车排气管上加装“催化转化器”是为了减少有害气体的排放 解析：合金是两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的，A 正确； 光导纤维主要成分是 SiO2，属于无机物，B 错误；加热会使蛋白质发生变性，C 正确；在汽车排气管上加装“催化转化器”能将有毒的 CO 和 NO 转化为无毒的 CO2 和 N2，D 正确。 答案：B 3．目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的是( ) A．硬水的软化 B．电解饱和食盐水制 NaOH C．电渗析淡化海水 D．海水中提取金属 Mg 解析：暂时硬水、永久硬水的软化均可用离子交换法；电解饱和食盐水制 NaOH，常用阳离子交换膜电解装置，以防止氯气与阴极的氢氧化钠接触反应； 电渗析淡化海水常用离子交换膜作半透膜；从海水中提取镁的基本流程是：在 海水中先加石灰乳，过滤得氢氧化镁，再加盐酸，通过蒸发得到氯化镁，然后 电解得到镁，不需要离子交换膜。 答案：D 4．(2011·江苏镇江高三一调)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下 列说法不正确的是( ) A．铵态氮肥不能与草木灰混合施用 B．工业上用石灰乳对煤燃烧形成的烟气进行脱硫，最终能制得石膏 C．镁合金的硬度和强度均高于纯镁，工业上采用电解 MgCl2 饱和溶液制得 镁 D．MgO 的熔点很高，可用于制作耐高温材料，但工业上不用 MgO 制镁 解析：铵态氮肥中存在 NH＋ 4 ，NH ＋ 4 发生水解反应 NH＋ 4 ＋H2O NH3·H2O ＋H＋，草木灰的主要成分为 K2CO3，CO2－ 3 ＋H2O HCO－ 3 ＋OH－，二者的水解 反应相互促进，使 NH3、CO2 以气体形式逸出，引起肥效流失，A 正确；Ca(OH)2 ＋SO2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O2===2CaSO4，B 正确；电解饱和 MgCl2 溶液 的方程式为 MgCl2＋2H2O=====通电 Mg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑，C 错误；由于镁的活 泼性太强，工业上只能用电解熔融 MgCl2 来制取镁单质，D 正确。 答案：C 5．下列有关工业生产的叙述正确的是( ) A．合成氨生产过程中将 NH3 液化分离，可加大正反应速率，提高 N2、H2 的转化率 B．硫酸工业中，在接触室安装热交换器是为了利用 SO3 转化为 H2SO4 时放 出的热量 C．炼铁是铁矿石在高温下被氧化的过程 D．用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气中的氮氧化物，不仅可以防止有害物质的 排放，还可以生产有用的 NaNO2 解析：N2＋3H2 高温、高压 催化剂 2NH3，将 NH3 液化分离，平衡正向移动， 提高了 N2、H2 的转化率，但是 c(NH3)降低，v(正)、v(逆)均减小；硫酸工业中 接触室中发生的反应为 2SO2＋O2 催化剂 △ 2SO3，利用该反应放出的热量来 预热 SO2；金属冶炼的实质是 Mn＋＋ne－===M，金属被还原的过程；NO＋NO2 ＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，NO、NO2 完全被碱液吸收。 答案：D 6．下列关于化工生产原理的几种叙述中，均符合目前工业生产实际情况的 是( ) A．石油是烃的混合物，石油工业中采用干馏的方法把石油分成不同沸点范 围的产物 B．氯气和氢气混合在光照条件下生成氯化氢，再用水吸收生成盐酸 C．二氧化硫在接触室被氧化成三氧化硫，再在吸收塔内被水吸收制成浓硫 酸 D．合成氨工业中，由于氨易液化，N2、H2 循环使用，所以总体来说氨的 产率很高 解析：A 项干馏错，应为蒸馏；B 项混合光照会爆炸；C 项用浓 H2SO4 吸收， 而不是用水。 答案：D 7．化学与科学、技术、社会、环境密切相关。下列有关说法中错误的是 ( ) A．十一国庆燃放的焰火是某些金属元素焰色反应所呈现出来的色彩 B．加热能杀死甲型 H1N1 流感病毒是因为病毒的蛋白质受热变性 C．太阳能电池板中的硅在元素周期表中处于金属与非金属的交界位置 D．废旧电池应集中回收，并填埋处理 解析：废旧电池填埋会污染地下水和土壤。 答案：D 8．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应，合成氨工业的工艺流 程如下： 下列关于合成氨工业的说法中不正确的是( ) A．混合气进行循环利用遵循绿色化学思想 B．合成氨反应需在低温下进行 C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率 D．原料气之一的氢气可由天然气和水反应制得 解析：合成氨反应虽是放热反应，但是温度低时，反应速率太慢，适宜温 度需在 500℃左右，且该温度下催化剂的活性最大。 答案：B 二、非选择题(共 60 分) 9．(12 分)(2010·山东理综，31)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。 (1)酚醛树脂由苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高， 应向已有苯酚的反应釜中________加入甲醛，且反应釜应装有________装置。 (2)玻璃纤维由玻璃拉丝得到。普通玻璃是由石英砂、________和石灰石(或 长 石 ) 高 温 熔 融 而 成 ， 主 要 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _______ __________________________________________________________。 (3)玻璃钢中玻璃纤维的作用是______。玻璃钢具有______等优异性能(写出 两点即可)。 (4)下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是____。 A．深埋 B．粉碎后用作树脂填料 C．用作燃料 D．用有机溶剂将其溶解，回收树脂 解析：(4)热固性酚醛塑料不易降解，热固性酚醛塑料是体型高分子化合物， 不易溶于一般有机溶剂，A、D 错误，所以只有 B 正确。 答案：(1)缓慢 冷却 (2)纯碱 SiO2＋Na2CO3=====高温 Na2SiO3＋CO2↑ SiO2＋CaCO3=====高温 CaSiO3＋CO2↑ (3)增强作用(或骨架作用) 密度小、强度高、抗腐蚀、抗冲击、绝缘性好等 (4)B 10．(12 分)(2011·广东 A 卷，32)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金 属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢 材镀铝。工艺流程如下： (注：NaCl 熔点为 801℃；AlCl3 在 181℃升华) (1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝 发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为①________和②________。 (2)将 Cl2 连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成 分除 Cl2 外还含有________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮 渣中肯定存在________。 (3)在用废碱液处理气体 A 的过程中，所发生反应的离子方程式为________。 (4)镀铝电解池中，金属铝为________极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素 主 要 以 AlCl － 4 和 Al2Cl － 7 形 式 存 在 ， 铝 电 极 的 主 要 电 极 反 应 式 为 ______________________________________________。 (5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是 _____________________________________________。 答案：(1)①2Al＋Fe2O3=====高温 Al2O3＋2Fe ②4Al＋3SiO2=====高温 3Si＋2Al2O3 (2)HCl、AlCl3 NaCl (3)Cl2 ＋2OH － ===Cl － ＋ClO － ＋H2O H ＋ ＋OH － ===H2O (4)阳极 Al－3e－＋7AlCl－ 4 ===4Al2Cl－ 7 (5)铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜，它能阻止氧化深入 内部 ，起到防腐保护作用 11．(12 分)(2011·辽宁大连模拟，27)海水是人类的资源宝库，若把海水淡化 和化工生产结合起来，既可解决淡水资源缺乏的问题，又可充分利用海洋资源。 而以海水为主要原料的海洋化学工业，又被称为“蓝色化工”。氯碱工业是“蓝 色化工”重要的组成部分，其化学反应原理是电解饱和食盐水。 (1)氯碱工业的主要产品是氯气和烧碱，产品中氯气与烧碱的质量比(k)的理 论值为________(要求有计算表达式和计算结果)。 (2)如图所示是氯碱工业的关键设备——离子隔膜电解槽，该电解槽的特点 是用隔膜将槽分隔为左右两室，隔膜能够阻止一些物质从中通过，也能允许一 些物质从中通过。 ①选用的隔膜应具有的特点是允许________通过，而不允许________通过。 ②图中 X 是________(填化学式)。 ③电解槽右室的电极反应式为_________________________。 (3)氯碱工业需要消耗大量的电能，用燃料电池产生的电能满足电解时所需 的电能，是“蓝色化工”的又一重要选择。一般可选用近海大量的天然气资源 来满足燃料电池所需要的燃气。有一种燃料电池，其燃气为天然气(以甲烷表示)， 电解液是 KOH 溶液，在表面用大量海绵状的金属铂作电极，组成燃料电池。 ① 写 出 该 燃 料 电 池 负 极 的 电 极 反 应 式 ： ____________________ ________________。 ②若要生产 4 t NaOH，则理论上需要消耗天然气的体积为________L(标准 状况下)。 解析：(1)电解饱和食盐水的化学反应方程式为 2NaCl＋2H2O =====电解 2NaOH ＋H2↑＋Cl2↑，反应方程式中 Cl2 和 NaOH 的化学计量数之比为 1:2，所以，k ＝Mr(Cl2)/[2Mr(NaOH)]＝71/80＝ 1 1.13(或 0.89)。 (2)分析电解池的结构可知，离子隔膜需要阻隔气体和阴离子，所以，应该 选用阳离子交换膜，只允许阳离子通过，而阴离子及气体则不能通过。 (3)①负极的电极反应为 CH4－8e－＋10OH－===CO2－ 3 ＋7H2O；②生产 4 t NaOH 时，转移电子的物质的量为 4×106g/(40g·mol－1)＝1×105mol，需要 CH4 的物质的量为 1×105mol/8＝1.25×104 mol，在标准状况下 CH4 的体积为 2.8×105L。 答案：(1)k＝Mr(Cl2)/[2Mr(NaOH)]＝71/80＝ 1 1.13(或 0.89) (2)①阳离子 阴离子及气体 ②Cl2 ③2H2O－2e－===H2↑＋2OH－ (3)①CH4－8e－＋10OH－===CO2－ 3 ＋7H2O ②2.8×105 12．(12 分)现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高 科技等领域有广泛的应用。某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石 (SiO2)，现采用酸浸法从矿石中提取铜，其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从 水层进入有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进入水层的过程)是现代湿法炼铜 的重要工艺手段。 已知：①Cu＋在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应；②当矿石中 三氧化二铁含量太低时，可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜；③反萃取后的水 层 2 是硫酸铜溶液。 回答下列问题： (1) 矿 石 用 稀 硫 酸 处 理 过 程 中 Cu2O 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __ ______________________________________________________。 (2)“循环Ⅰ”经多次循环后的水层 1 不能继续循环使用，但可分离出一种 重要的硫酸盐晶体，该晶体的化学式是________。若水层 1 暴露在空气中一段 时间后，可以得到另一种重要的硫酸盐，写出水层 1 暴露在空气中发生反应的 离 子 方 程 式 ： ________________ ________________________________________________________。 (3)写出电解过程中阳极(惰性电极)发生反应的电极反应式 _______________________________________________________。 (4)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是________________ ___________________________________________________。 解析：(1)由题意 Cu＋发生自身氧化还原反应生成 Cu2＋与 Cu，所以离子方程 式为 Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。 (2)加稀硫酸浸取时，Cu2O 反应生成的 Cu 将 Fe3＋还原为 Fe2＋，所以分离出 的硫酸盐晶体为 FeSO4·7H2O，暴露在空气中会生成 Fe2(SO4)3。 (3)因水层 2 是 CuSO4 溶液，所以阳极放电的离子是 OH－，电极反应式为 4OH －－4e－===O2↑＋2H2O，则反萃取剂的主要成分为 H2SO4。 答案：(1)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O (2)FeSO4·7H2O 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O (3)4OH－－4e－===O2↑＋2H2O (4)H2SO4 13．(12 分)(2010·浙江自选模块，16)火山喷发所能产生的硫磺可用于生产重 要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸： 请回答下列问题： (1)为充分利用反应放出的热量，接触室中应安装________(填设备名称)。吸 收塔中填充有许多瓷管，其作用是________。 (2)为使硫磺充分燃烧，经流量计 1 通入燃烧室的氧气过量 50%。为提高 SO2 转化率，经流量计 2 的氧气量为接触室中二氧化硫完全氧化时理论需氧量的 2.5 倍，则生产过程中流经流量计 1 和流量计 2 的空气体积比应为________。假设 接触室中 SO2 的转化率为 95%b 管排出的尾气中二氧化硫的体积分数为 ________。(空气中氧气的体积分数按 0.2 计)，该尾气的处理方法是________。 (3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，该工艺的特点是_______ _(可多选)。 A．耗氧量减少 B．二氧化硫的转化率提高 C．产生的废渣减少 D．不需要使用催化剂 (4)硫酸的用途非常广泛，可应用于下列哪些方面________(可多选)。 A．橡胶的硫化 B．表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成 C．铅蓄电池的生产 D．过磷酸钙的制备 (5)矿物燃料的燃烧是产生大气中 SO2 的主要原因之一。在燃煤中加入适量 的石灰石，可有效减少煤燃烧时 SO2 的排放，请写出此脱硫过程中反应的化学 方程式________。 解析：(1)接触室安装热交换器，目的就是充分利用热量；在吸收塔中填充 瓷管可增大 SO3 与浓硫酸接触面积，有利于 SO3 的吸收。 (2)设燃烧 1 mol 硫，则需通入 O2 的物质的量为 1.5 mol(过量 50%)。流经流 量计 1 的空气为 1.5 mol/0.2＝7.5 mol；在接触室中，1 mol SO2 反应，则消耗 n(O2) ＝0.5 mol，流经流量计 2 的空气为 0.5 mol×2.5/0.2＝6.25 mol，所以二者之比为 1.2 1。 由化学反应 2SO2＋O2 2SO3 可知，SO2 的反应的物质的量为 1 mol×95% ＝0.95 mol，SO2 剩余的物质的量为 0.05 mol，则最后流经 b 的气体的成分分别 为 SO2 和空气，空气来源于净化室和流量计 2。 从净化室内流出的空气的物质的量为 7.5 mol－1 mol＝6.5 mol，从流量计 2 流出的空气为 6.25 mol－1 mol×95%×1 2 ＝5.775 mol，故 SO2%＝ nSO2 nSO2＋n空气 ×100%＝ 0.05 mol 0.05 mol＋6.5 mol＋5.775 mol ×100% ＝ 0.05 mol 12.325 mol ×100%＝0.4%。 (3)与以硫铁矿为原料的生产工艺相比，因合理地改变了通入氧气的途径， 因此大大减少了氧气的用量，同时由于增加了瓷管，故废气量也减少了。故答 案选 A、C。 (4)A 项，只是橡胶与硫发生了化学反应，由线型变成了体型。其他各项， 分别用到了硫酸。 (5)首先石灰石的高温煅烧分解 CaCO3=====高温 CaO＋CO2↑，S＋O2=====点燃 SO2， 后 CaO＋SO2=====△ CaSO3，最后发生反应：2CaSO3＋O2=====△ 2CaSO4，也可用 总反应式：2SO2＋2CaO＋O2=====△ 2CaSO4。 答案：(1)热交换器 增加 SO3 与浓硫酸的接触面，有利于 SO3 的吸收 (2)1.2 1 0.004 用氨水吸收 (3)AC (4)BCD (5)CaCO3 =====高温 CaO＋CO2↑、2SO2＋2CaO＋O2=====△ 2CaSO4(或 2SO2 ＋ 2CaCO3＋O2=====△ 2CaSO4＋2CO2)