专题 39 物质的制备与定量实验

　1．某学生在实验室制取 Cl 2 时可能进行如下操作：①连接好装置检查气密性；②缓慢加热；③加入 MnO 2 粉末；④由分液漏斗向烧瓶里加浓盐酸；⑤多余的 Cl 2 用 NaOH 吸收；⑥用向上排空气法收集 Cl 2 ，其正确操作顺序是

　A．①②③④⑤⑥

　 B．③④②①⑥⑤ C．①③④②⑥⑤

　 D．③①④②⑥⑤ 【答案】C 【解析】制取气体首先要检验装置的气密性，然后按由下到上、由左到右的顺序组装仪器，只有 C 项合理。

　考点：本题考察气体的制备。

　2． 某学生想利用如图装置(烧瓶位置不能移动)收集下列气体：

　①H 2 ②Cl 2 ③CH 4 ④HCl⑤NH 3 ⑥NO⑦NO 2 ⑧SO 2 ，下列操作正确的是

　(

　 ) A．烧瓶是干燥的，由 A 进气收集①③⑤ B．烧瓶是干燥的，由 B 进气收集②④⑥⑦⑧ C．在烧瓶中充满水，由 A 进气收集①③⑤⑦ D．在烧瓶中充满水，由 B 进气收集⑥ 【答案】A 【解析】

　考点：本题考察气体的收集。

　3．下列气体中，既可用浓 H 2 SO 4 干燥，又可用固体 NaOH 干燥的是(

　 ) A．Cl 2

　B．NH 3

　 C．SO 2

　 D．O 2

　【答案】D

　【解析】

　A．Cl 2 可以和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，错误；B．氨气溶于水是氨水，能与浓硫酸反应，错误； C．SO 2 能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，错误； D．O 2 既不与浓硫酸反应，也不与氢氧化钠反应，因此可以干燥，正确。

　考点：气体的净化和干燥 4．下列实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是

　A．装置甲可用于检验有乙烯生成 B．装置乙可用于收集和吸收氨气 C．装置丙可用于除去 CO 2 中混有的 HCl 气体 D．装置丁可用于除去溴苯中的溴 【答案】C

　考点：考查化学实验基本操作。

　5．下列装置和操作能达到实验目的的是(

　)

　 A．实验 I：制取并收集氢气 B．实验 II：验证葡萄糖的还原性 C．实验 III：实验室制氨气并收集干燥的氨气 D．实验Ⅳ：检查碱式滴定管是否漏液

　【答案】C

　考点：考查化学实验基础知识，涉及基本操作、化学仪器等相关知识。

　6．实验是研究化学的基础，下列有关实验的方法、装置或操作都正确的是

　(

　 )

　A．从 KI 和 I 2 的固体混合物中回收 I 2 ，可使用如图甲所示实验装置 B．分离 Na 2 CO 3 溶液和 CH 3 COOC 2 H 5 ,可使用如图乙所示实验装置 C．实验室制氨气，如图丙所示 D．分离乙醇和乙酸的混合液，实验装置如图丁所示 【答案】C 【解析】A、I 2 在加热过程中发生升华，但没有收集装置，错误；B、碳酸钠溶液和乙酸乙酯互不相溶，可以使用分液的方法分离，错误；C、制取氨气为固固加热装置，采用向下排空气法，正确；D、乙醇和乙酸互相溶解，不能使用分液法分离，错误。

　考点：考查化学实验基本操作 7．下图装置可用于收集气体并验证其化学性质，下列对应关系完全正确的是(

　 )

　气体 试剂 现象 结论 A NO 紫色石蕊试液 溶液变红 NO 与水反应生成硝酸 B Cl 2

　NaBr 溶液 溶液呈橙黄色 氯的非金属性大于溴

　C SO 2

　酸性 KMnO 4 溶液 溶液褪色 SO 2 有漂白性 D NH 3

　MgCl 2 溶液 产生白色沉淀 NH 3 有碱性 【答案】B

　考点：考查 NO、氯气、SO 2 和 NH 3 的收集、性质检验等 8． 某化学小组用下图所示装置制取氯气，下列说 法不正确的是(

　 )

　A．该装置图中至少存在两处明显错误 B．烧瓶中的 MnO 2 可换成 KMnO 4

　C．在乙后连一盛有饱和食盐水的烧杯可进行尾气处理 D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出 【答案】C

　【解析】A、错处：反应需加热，不应直接排入空气中，正确；B、正确；C、在乙后连一盛有 NaOH 溶液的烧杯，可进行尾气吸收，错误；D、氯气置换碘化钾，生成单质碘，遇淀粉变蓝，正确。

　考点：考查化学实验等相关知识。

　9．实验是化学研究的基础，下列关于各实验装置的叙述正确的是(

　 )

　 ①

　②

　③

　 ④ A．装置①常用于分离互相溶解且沸点相差 10℃以上的液态混合物 B．装置②可用于吸收 NH 3 或 HCl 气体，并防止到吸 C．装置③可用于收集 H 2 、CO 2 、Cl 2 、NH 3 等气体 D．装置④可用于干燥、收集氨气，若将碱石灰改成五氧化二磷，可用于干燥、收集氯化氢 【答案】C

　考点：考查元素及其化合物的性质、化学实验知识。

　10．下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是(

　 ) A． NO 和 O 2

　 B． H 2 和 CO

　C． HCl 和 NH 3

　D． SO 2 和 CO 2

　【答案】D 【解析】试题分析：A、2NO＋O 2 =2NO 2 ；B、H 2 ，CO 密度均小于空气密度，要用向下排空气法收集；C、HCl＋NH 3 =NH 4 Cl；D、SO 2 和 CO 2 不反应，且两者密度均大于空气密度可用向上排空气法收集。

　考点：常见气体的物理化学性质。

　11．下图装置可用于收集气体并验证其化学性质，下列对应关系完全正确的是(

　 ) 选项 气体 试剂 现象 结论 A. NO 紫色石蕊试液 溶液变红 NO 与水反应生成硝酸 B. C 2 H 4

　溴水

　 溶液褪色 乙烯能与溴发生加成反应 C. SO 2

　酸性 KMnO 4 溶液 溶液褪色 SO 2 有还原性 D. NH 3

　MgCl 2 溶液 产生白色沉淀 NH 3 有碱性

　 【答案】C 【解析 】A、NO 会与空气中氧气反应生成 NO 2 ，NO 2 与水反应生成硝酸，错误；B、C 2 H 4 密度与空气非常接近，不能用排空气法收集，错误；C、SO 2 有还原性与酸性 KMnO 4 溶液发生了氧化反应，产生褪色，正确；D、NH 3和水反应生成的 NH 3 ·H 2 O 是弱碱有碱性，与 MgCl 2 溶液发生复分解反应，错误。

　考点：考查元素及其化合物相关知识。

　17．下列装置或操作与实验目的最相符的是(

　 )

　A．①——实验室制取并收集足量 NH 3

　B．②——以溴化钾、90%硫酸、乙醇为原料合成溴乙烷的装置 C．③——检查装置气密性 D．④——利用排空气法收集 CO 2

　【答案】C

　考点：考查化学实验方案的评价；氨的实验室制法；气体发生装置的气密性检查；气体的收集等 12．实验室里气体的除杂或尾气的收集，选用装置正确的是(

　 )

　 A．干燥 Cl 2

　 B．吸收 HCl

　C．干燥 H 2

　D．吸收 NH 3

　【答案】D

　13．硫化氢（H 2 S）是一种具有臭鸡蛋气味的无色气体，有剧毒；存在于多种生产过程以及自然界中。在人体的很多生理过程中也起着重要作用。

　资料：① H 2 S 可溶于水（约 1：2），其水溶液为二元弱酸。

　② H 2 S 可与许多金属离子反应生成沉淀。

　③ H 2 S 在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色。

　（1）某化学小组设计了制取 H 2 S 并验证其性质的实验，如下图所示。A 中是 CuSO 4 溶液，B 中放有湿润的蓝色石蕊试纸，C 中是 FeCl 3 溶液。

　回答下列问题：

　① A 中有黑色沉淀（CuS）产生，A 中发生反应的化学方程式为_________________。

　② B 中的现象是_________。

　③ C 中只有浅黄色沉淀产生，且溶液变浅绿色。则 C 中发生反应的离子方程式为_____。

　④ D 中盛放的试剂可以是____________（填标号）。

　a. 水

　b. 盐酸

　c. NaCl 溶液

　d. NaOH 溶液 （2）为进一步探究-2 价硫的化合物与+4 价硫的化合物反应条件，小组同学又设计了下列实验。

　实验操作 实验现象 实验 1 将等浓度的 Na 2 S 和 Na 2 SO 3 溶液按体积比 2∶1 混合

　无明显现象 实验 2 将 H 2 S 通入 Na 2 SO 3 溶液中 未见明显沉淀，再加入少量稀硫酸，立即产生大量浅黄色沉淀 实验 3 将 SO 2 通入 Na 2 S 溶液中 有浅黄色沉淀产生

　已知：电离平衡常数：H 2 S

　K a1

　=1.3×10-7 ；Ka2

　= 7.1×10-15

　H 2 SO 3

　K a1

　=1.7×10-2 ；Ka2

　= 5.6×10-8

　① 根据上述实验，可以得出结论：在_________条件下，+4 价硫的化合物可以氧化-2 价硫的化合物。

　②将 SO 2 气体通入 H 2 S 水溶液中直至过量，下列表示溶液 pH 随 SO 2 气体体积变化关系示意图正确的是______（填序号）。

　 A B C D

　（3）文献记载，常温下 H 2 S 可与 Ag 发生置换反应生成 H 2 。现将 H 2 S 气体通过装有银粉的玻璃管，请设计简单实验，通过检验反应产物证明 H 2 S 与 Ag 发生了置换反应_______。

　【答案】（14 分）

　（1）

　① H 2 S+CuSO 4 =CuS↓+H 2 SO 4

　②蓝色石蕊试纸变红 ③ H 2 S+2Fe3+ =S↓+2H + +2Fe 2+

　④ d （2）

　①酸性(或酸性较强) ② C

　（3）将反应后的气体通入足量氢氧化钠溶液中（或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等），除去未反应的 H 2 S 后，点燃，若观察到火焰呈淡蓝色，说明有 H 2 生成，从而证明 H 2 S 与 Ag 发生了置换反应（或做爆鸣实验，其它合理答案酌情给分）

　【解析】

　考点：本题以实验为基础，考查实验现象分析，图像和实验设计等知识。

　14．以白云石（化学式表示为 MgCO 3 ·CaCO 3 ）为原料制备 Mg(OH) 2 的工艺流程如下图所示。

　（1）研磨的作用是

　。

　（2）该工艺中可循环使用的物质是

　、

　 （写化学式）。

　（3）白云石轻烧的主要产物是 MgO·CaCO 3 ，而传统工艺是将白云石加热分解为 MgO 和 CaO 后提取，白云石轻烧的优点是

　。

　（4）加热反应的离子方程式为

　。

　（5）①加热反应时，在 323k 和 353k 溶液中 c(NH 4+ )与反应时间的关系如下图所示，请在下图画出 373k 的曲线。

　轻烧 研磨 加热反应 过滤 沉淀 过滤 Mg(OH) 2

　白云石 (NH 4 ) 2 SO 4

　H 2 O NH 3

　CaCO 3

　氨水 溶液

　 ②由图可知，随着温度升高：

　 。

　【答案】（16 分）

　（1）增大固体的表面积，加快反应速率，增大原料利用率（2 分）

　（2）NH 3 、(NH 4 ) 2 SO 4 （各 2 分）

　（3）减少能耗、减少 CO 2 的排放等（即节能、低碳）（2 分）

　（4）MgO + 2NH 4+

　 Mg2+

　+ 2NH3 ↑ + H 2 O（3 分，写成等号不扣分）

　（5）①（3 分）

　 ②反应的时间缩短、平衡时 c(NH 4+ )减小（合理也给分）（2 分）

　 【解析】

　点、平衡点或拐点，从而可以画出曲线。

　323k 353k 反应时间 c(NH 4＋ )

　373k 323k 353k 反应时间 c(NH 4＋ )

　考点：考查物质制备化学工艺流程，涉及研磨的作用、可以循环使用的物质、评价改进工艺的优点、关键步骤的离子方程式、温度对反应速率和平衡移动的影响规律及画出相应的图像等。

　15．铬及其化合物在现代工业上的应用广泛，可用于电镀，鞣制羊毛，皮革；铬还用于照相材料，胶版印刷及化工触媒剂等。但化工废料铬渣对人体健康有很大危害。

　Ⅰ：某工厂对制革工业污泥中 Cr（III）回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是 Cr3+ ，其次是 Fe3＋ 、Al 3+ 、Ca 2+ 、Mg 2+ ）：

　部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：

　阳离子 Fe3+

　Fe2+

　Mg2+

　Al3+

　Cu2+

　Cr3+

　开始沉淀时的 pH 1.9 7.0 —— —— 4.7 —— 沉淀完全时的 pH 3.2 9.0 11.1 8 6.7 9 （＞9 溶解）

　（1）实验室用 18.4 mol·L－1的浓硫酸配制 250 mL 4.8 mol·L－1的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需

　 。

　（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是

　（至少答一点）。

　（3）调节溶液的 pH=8 是为了除去

　离子。钠离子交换树脂的原理为：

　Mn＋ ＋nNaR→MRn ＋nNa＋ ，被交换的的杂质离子是

　。

　（4）Cr(OH) 3 在溶液中存在以下沉淀溶解平衡：Cr(OH) 3 (s)

　Cr3+ (aq)+3OH － (aq) 常温下，Cr(OH) 3 的溶度积 K sp = c(Cr3+ )• c 3 (OH － )=10 －32 ，要使 c(Cr 3+ )降至 10 －5 mol/L，溶液的 pH 应调至

　。

　（5）还原过程发生以下反应（请配平）：

　 Na 2 Cr 2 O 7 ＋

　SO 2 ＋

　 =

　Cr(OH) (H 2 O) 5 SO 4 ＋

　 Na 2 SO 4 ； Ⅱ：工业废水中常含有一定量的 Cr 2 O 72－ 和 CrO42－ ，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。

　其中一种处理方法为电解法：该法用 Fe 做电极，电解含 Cr 2 O 72－ 的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH 升高，产生 Cr(OH) 3 沉淀。用 Fe 做电极的原因为

　在阴极附近溶液 pH 升高的原因是（用电极反应解释）

　。

　【答案】

　Ⅰ：（1）250ml 容量瓶、胶头滴管 （2）①升高反应温度，②搅拌，③过滤后再向滤渣中加入硫酸（多次浸取），④适当延长浸取时间 （3）Fe3+ 和 Al 3+ ；

　Ca 2+ 、Mg 2+

　（4）5 （5）1,3,11H 2 O，2,1 Ⅱ：阳原反应为 Fe-2e- =Fe 2+ ，提供还原剂 Fe 2+ ，2H + +2e - =H2 ↑ 【解析】

　考点：是回收再利用型工艺流程题，包括配制一定物质的量浓度溶液的实验、提高浸取率的措施、控制 pH等条件除去混合物中的杂质金属阳离子、容度积和 pH 的计算、氧化还原反应方程式的配平、电解原理等高考热点。

　16．某课外活动小组欲制取次氯酸钠和氯化钠的混合溶液，为提高次氯酸钠含量，用如图所示装置．图中瓶乙盛饱和食盐水，瓶丙盛浓硫酸，分液漏斗 A 中盛浓盐酸．(据资料显示：Cl 2 与 NaOH 在不同温度下，产物不同．在较高温度下易生成 NaClO 3 )．

　 试回答：

　(1)烧瓶 B 中盛

　，试管 C 中盛

　 . (2)有同学认为可以省去某些装置，你认为怎样：

　能否省去乙装置？

　 (填“能”或“不能”)，理由是

　(3)有同学认为还必须加入某些装置，你认为怎样？

　(填“需要”或“不需要”)，如果你认为需要，请指出该装置的作用

　(4)丁装置中冰水的作用是

　． 【答案】

　(1)MnO 2 （1 分）

　NaOH 溶液 （1 分）

　(2)不能

　 （1 分）HCl 气体进入 C 中，消耗 NaOH，降低 NaClO 的含量（2 分）

　(3)需要

　 （1 分）应加上尾气处理装置，防止 Cl 2 污染空气（2 分）

　(4)防止 Cl 2 与 NaOH 溶液在温度较高时，发生其他反应（2 分）

　【解析】

　考点：本题考察实验操作和分析。

　17．某化学兴趣小组利用图一装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

　 （1）装置 A 中烧瓶内试剂可选用________（填序号）

　a．碱石灰

　b．浓硫酸

　c．生石灰

　d．五氧化二磷

　e．烧碱 （2）若探究氨气的溶解性，需在 K 2 的导管末端连接图二装置中的_____装置（填序号），当装置 D 中集满氨气后，关闭 K 1 、K 2 ，打开 K 3 ，引发喷泉的实验操作是______________ ___________________________________________________________________________。

　（3）若探究氨气的还原性，需打开 K 1 、K 2 ，K 3 处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。

　①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有____________试剂的洗气瓶； ②D 中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该 反应的化学方程式为___________________________________； ③从 K 3 处导管逸出的气体中含有少量 Cl 2 ，则 C 装置中应盛放_________溶液（填化学式），反应的离子方程式为____________________________________。

　【答案】（1）ace(2 分，全对得 2 分，错选不得分) （2）Ⅱ或Ⅲ（2 分）用热毛巾将烧瓶捂热(1 分) （3）①饱和食盐水、浓硫酸（2 分）

　②3Cl 2 +8NH 3 =6NH 4 Cl+N 2 （2 分，分布写也可）

　③NaOH（1 分）Cl 2 +2OH‾=Cl‾+ClO‾+H 2 O

　【解析】

　试题分析：（1）碱石灰、生石灰、烧碱都能促进浓氨水中氨气的挥发，故 ace 正确。

　（2）Ⅱ或Ⅲ能防止氨气的倒吸；因为装置中没有胶头滴管，所以用热毛巾捂热烧瓶，使氨气膨胀，与水接触溶解，形成喷泉。

　 考点：本题考查化学实验基本仪器和基本步骤以及实验操作和方程式的书写。