2023年高考化学一轮复习课时练36《物质的制备及实验方案的设计与评价》(含答案)

2023年高考化学一轮复习课时练36

《物质的制备及实验方案的设计与评价》

一 、选择题

1.实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是(　　)

2.有关实验装置的说法中正确的是(　　)

A．图甲装置可制取干燥纯净的NH3

B．图乙装置可以完成“喷泉”实验

C．图丙装置可直接测量Cu与浓硝酸反应产生气体的体积

D．图丁装置可用于实验室制备Fe(OH)2

3.用如图所示装置进行下列实验：将气体A通入到①、②中，预测的现象与解释正确的是(　　)

4.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是(　　)

5.下列各项操作能达到预期实验目的的是(　　)

6.下列实验方案能达到实验目的的是(　　)

A.用苯和饱和溴水制溴苯

B.用浓盐酸和铁粉制少量氯气

C.用NaOH溶液除去MgCl2溶液中的AlCl3杂质

D.用如图所示装置制备乙酸乙酯

7.实验室采用HCl气体“置换”除水，升华相结合的方法从市售的氯化锌制备高纯度无水氯化锌，装置如图所示[市售氯化锌含Zn(OH)Cl]。下列说法不正确的是(　　)

A.恒压漏斗的作用是平衡气体压强

B.管式炉Ⅰ采取的升温方式是阶段式升温

C.实验时，应先撤去管式炉Ⅰ，再撤去管式炉Ⅱ

D.在尾气吸收装置前应增加一个干燥装置

8.下列装置或操作能达到实验目的是(　　)

A.利用图甲方法验证装置的气密性

B.利用图乙装置制备氯气

C.利用图丙制备Fe(OH)2并能较长时间观察其颜色

D.利用图丁装置制备氨气

9.利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是(　　)

10.下列有关实验装置进行的相应实验，能达到实验目的的是(　　)

A.用图甲装置除去乙烯中的少量SO2气体

B.用图乙装置量取20.00 mL 0.10 mol·L－1硫酸

C.用图丙装置验证HCl气体在水中的溶解性

D.用图丁装置从碘的CCl4溶液中分离出碘

11.下列有关实验描述中，正确的是(　　)

A.检验溴乙烷中的溴元素，在溴乙烷中滴入氢氧化钾溶液加热后，用稀硝酸酸化再滴加硝酸银溶液

B.测氯水的pH，可用玻璃棒蘸取氯水点在 pH 试纸上，待其变色后和标准比色卡比较

C.配制一定物质的量浓度溶液时，用量筒量取溶液时仰视读数，所得溶液的浓度偏低

D.证明CH2===CHCH2CHO 中一定有碳碳不饱和键：滴入KMnO4酸性溶液，看紫红色是否褪去

12.实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图)。其实验步骤为

步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2­二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60 ℃，缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。

步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤。

步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体，放置一段时间后过滤。

步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。

下列说法错误的是(　　)

A.甲同学认为步骤1中使用1,2­二氯乙烷的目的是做催化剂，加快反应速率

B.乙同学认为可在该实验装置的冷凝管后加接一只装有无水MgSO4的干燥管，实验效果可能会更好

C.丙同学认为步骤2中有机相使用10%NaHCO3溶液洗涤可除去大部分未反应完的Br2

D.丁同学认为步骤4中减压蒸馏有机相是因为间溴苯甲醛高温下容易氧化或分解

二 、非选择题

13.二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59 ℃,沸点为11.0 ℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 ℃时反应制得。某学生用下图所示的装置模拟工业制取及收集ClO2,其中A为ClO2的发生装置,B为ClO2的凝集装置,C为尾气吸收装置。

请回答下列问题:

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2和CO2等,请写出该反应的化学方程式: 　            。

A部分还应添加温水浴装置,控制温度在60 ℃,B部分还应补充装置:　              。

(2)该装置按(1)补充完整后,装置A、B、C中还有一处设计明显不合理的是　　　　

(填“A”“B”或“C”)。

(3)C中的试剂为NaOH溶液,反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO2),该反应的离子方程式为 　         。 

若实验时需要450 mL 4 mol·L-1的NaOH溶液,则在精确配制时,需要称取NaOH的质量是　　　　 g,所使用的仪器除托盘天平、量筒、胶头滴管、玻璃棒外,还必须有　            。

14.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行某些气体的制备、性质等实验(图中夹持装置有省略)。

请按有关要求填空。

(1)根据上述实验装置,为制备干燥NH3可选用的发生、净化装置为　　　　　接　　　　　,其中发生装置中可以选用药品为　　　　　(填序号)。 

a.碱石灰和浓氨水              b.无水CaCl2和浓氨水

c.碱石灰和氯化铵              d.生石灰和氯化铵

(2)根据上述实验装置,为制备纯净、干燥的Cl2可选用的发生、净化装置为　　　　　接E、E(用两个相同的装置),而第一个E装置内的药品是　。 

(3)利用装置F可探究Cl2与 NH3的反应。实验时打开开关1、3,关闭2,先向烧瓶中通入　　　　　　,然后关闭1、3,打开2,向烧瓶中慢慢通入一定量的另一种气体。一段时间后烧瓶内出现的现象为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。其中装置F烧杯中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。请设计一个实验方案(答出操作过程、实验现象)鉴定生成固体中的阳离子　  　。 

已知Cl2与NH3可发生反应:3Cl2+2NH3N2+6HCl。

(4)若制取的Cl2与CH4在装置F(光照)中发生反应,其有机产物有　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 

三 、非选择题

15.已知磺酰氯(SO2Cl2)是一种有机氯化剂，也是锂电池正极活性物质。SO2Cl2是一种无色液体，熔点－54.1℃，沸点69.1℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。磺酰氯(SO2Cl2)的制备方法及装置图如下：

SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)　ΔH<0。

(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价是______价。

(2)仪器D的名称是________，仪器C的作用除了吸

收氯气和二氧化硫外，还具有____________________________的作用。

(3)戊是贮气装置，则E中的溶液是_________________________________；

若缺少装置乙和丁，则产物变质，发生反应的化学方程式是__________________________。

(4)反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是________________。

(5)有关实验叙述正确的是________(填选项字母)。

a.X、Y最好的试剂组合是铜片和浓硫酸

b.活性炭的作用是作催化剂

c.冷凝管B也可以用于蒸馏

(6)GET公司开发的Li－SO2Cl2军用电池，其示意图如图所示，已知电池反应为2Li＋SO2Cl2===2LiCl＋SO2↑，则电池工作时，正极的电极反应式为______________________。

0.参考答案

1.答案为：B；

解析：收集CO2气体采用向上排空气法导气管应长进短出，A、D错误；C项中长颈漏斗应插入液面以下，错误。

2.答案为：B；

解析：氨气密度小于空气，所以应该采用向下排空气法收集，故A错误；

氯气极易溶于氢氧化钠溶液形成压强差，所以能形成喷泉，故B正确；

二氧化氮和水反应生成硝酸和NO，所以不能直接测量，故C错误；

铁作阴极，铁电极上氢离子放电生成氢气，则溶液中不能生成氢氧化亚铁，故D错误。

3.答案为：A；

解析：亚硫酸的酸性比硅酸强，①中可生成硅酸沉淀，出现浑浊，但H2SO3的酸性比盐酸弱，与氯化钡不反应，不会出现沉淀，故②中澄清，A正确；

②中溶液变红，是因Cl2将Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋遇SCN－变红色，体现Cl2的氧化性，①中现象为先变红后褪色(有HClO生成)，与②现象不同，B错误；

CH2===CH2与溴水中的溴单质发生了加成反应，CH2===CH2与酸性高锰酸钾发生了氧化还原反应，C错误；

氨气通入硝酸银溶液中先生成沉淀后沉淀溶解，而氨气与氯化铝溶液反应只生成沉淀，现象不同，D错误。

4.答案为：B；

解析：由题给装置可知，本装置可以用于固体和液体不加热型、收集方法为向上排空气法、防倒吸型尾气处理方式的气体的制取。

A项，NH3收集用向下排空气法，不符合；

C项，铜和稀硝酸反应不能产生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；

D项，用浓盐酸与MnO2反应制Cl2需要加热，本装置不能满足。

5.答案为：B

解析：过滤、洗涤后可得到Fe2O3和NaAlO2溶液，NaAlO2溶液经蒸发、灼烧无法得到Al2O3，A错误；Na元素的焰色反应显黄色且能掩盖K元素的紫色，B正确；Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色，C错误；加热时Fe粉与I2能发生化合反应，D错误。

6.答案为：D

解析：苯与液溴在溴化铁作催化剂条件下，发生取代反应生成溴苯，苯与溴水不反应，故A项错误；铁和盐酸反应生成氢气，不能制取氯气，故B项错误；用NaOH溶液除去MgCl2溶液中的AlCl3杂质得到的是Mg(OH)2沉淀，故C项错误；该装置能够制备乙酸乙酯，故D项正确。

7.答案为：C

解析：恒压分液漏斗可以保证内部压强不变，保持恒压分液漏斗与三颈瓶内压强相等，使浓硫酸顺利滴下，故A项正确；装置中干燥的HCl气体从左边进入管式炉Ⅰ，与Zn(OH)Cl反应生成氯化锌和H2O(g)，H2O(g)随HCl气流进入尾气吸收装置，然后管式炉Ⅰ升至更高的温度使氯化锌升华进入管式炉Ⅱ，凝华得到高纯度无水氯化锌，所以管式炉Ⅰ采取的升温方式是阶段式升温，故B项正确；氯化锌升华进入管式炉Ⅱ，凝华得到高纯度无水氯化锌，所以实验时应先撤去管式炉Ⅱ，再撤去管式炉Ⅰ，故C项错误；为防止氯化锌吸水再次生成Zn(OH)Cl，在尾气吸收装置前应增加一个干燥装置，故D项正确。

8.答案为：A

解析：图甲可以利用液差法(两导管液面高度差不变)检验装置的气密性，A项能达到实验目的；MnO2和浓盐酸反应制备氯气需要加热，B项不能达到实验目的；电解法制备Fe(OH)2时，Fe作阳极，与电源正极相连，C项不能达到实验目的；利用Ca(OH)2和NH4Cl制备氨气时，试管口应略向下倾斜，且收集气体的试管口应塞一团棉花，D项不能达到实验目的。

9.答案为：C

解析：A项，浓盐酸和二氧化锰反应是在加热的条件下发生的，故不能完成实验；B项，本实验中只在硝酸银溶液中通入了氨气这一种碱性的气体，没有加入酸性的物质，故不能说明AgOH具有两性；C项，根据FeCl3溶液颜色变成浅绿色得SO2与FeCl3发生氧化还原反应，体现了SO2具有还原性；D项，稀盐酸和Na2CO3反应生成的CO2中含有氯化氢气体杂质，故与Na2SiO3反应生成沉淀的不知道是哪一种气体且应比较HClO4与H2CO3酸性强弱来比较非金属性，得不到正确的结论。

10.答案为：C

解析：酸性KMnO4溶液具有强氧化性，不仅能与SO2反应，还能与乙烯反应，A项不能达到实验目的；图乙装置为碱式滴定管，不能用碱式滴定管量取硫酸，B项不能达到实验目的；HCl气体溶于水，烧瓶内压强减小，气球膨大，C项能达到实验目的；碘溶于CCl4溶液，无法用分液漏斗进行分离，D项不能达到实验目的。

11.答案为：A

解析：氯水能将pH试纸漂白，无法测其pH；用量筒量取溶液时仰视读数，视线偏低，这样量取一定体积溶液时量取的浓溶液偏多，所配溶液浓度偏大；碳碳双键与醛基都能使酸性KMnO4溶液褪色。

12.答案为：A

解析：根据信息，有机物中催化剂一般是无机物，故是AlCl3，选项A错误；在该实验装置的冷凝管后加接一只装有无水MgSO4的干燥管，无水MgSO4的作用是除去有机相中水，实验效果可能会更好，选项B正确；步骤2中有机相使用10%NaHCO3溶液洗涤，类似乙酸乙酯中饱和碳酸钠的作用，除去溶解在间溴苯甲醛中溴和盐酸，选项C正确；醛基容易被氧化，减压即为防止间溴苯甲醛被氧化，选项D正确。

二 、非选择题

13.答案为：

(1)2KClO3+H2C2O4K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O　盛有冰水混合物的水槽(或冰水浴装置)；

(2)C；

(3)2ClO2+2OH-Cl+Cl+H2O　80.0　500 mL容量瓶、烧杯

解析：

(1)A中反应产物有K2CO3、ClO2、CO2,由反应物与生成物可知反应为

2KClO3+H2C2O4K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O,因为B为ClO2的凝集装置,二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,所以B部分还应补充装置为冰水浴冷凝装置或盛有冰水的水槽。

(2)C处为密封装置,过量气体不能排出,可能导致仪器炸裂,则C不合理。

(3)C为尾气吸收装置,可选择NaOH溶液来吸收尾气,发生的氧化还原反应为

2ClO2+2NaOHNaClO2+NaClO3+H2O,离子反应为2ClO2+2OH-Cl+Cl+H2O,

配制450mL4mol·L-1的NaOH溶液,应该选用500mL容量瓶,根据提供的仪器可知,还需要烧杯,

需要NaOH的质量为0.5L×4mol·L-1×40g·mol-1=80.0g。

14.答案为：

(1)C　D　a

(2)A　饱和食盐水

(3)氯气　气体的黄绿色逐渐变浅甚至消失,有白烟产生　Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O　取少量固体于试管中,加入适量NaOH溶液并加热,在管口用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,若湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明固体中有N

(4)CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4

解析：

(1)根据氨气的制备原理,可利用碱性物质与浓氨水反应,故采用装置C制备,干燥氨气可用碱石灰或生石灰在干燥管(装置D)中干燥;

(2)实验室利用MnO2与浓盐酸反应制取的氯气中含有HCl和水蒸气,要得到干燥、纯净的Cl2,可用饱和食盐水除HCl,再用浓硫酸干燥Cl2,采用的制备装置是A;

(3)应先向烧瓶中通Cl2,再通NH3,因为Cl2的密度大且有颜色,便于观察是否充满;一开始若通NH3,由于弹簧夹3打开,容易形成喷泉;通入NH3后,NH3与Cl2反应,烧瓶中气体颜色变浅甚至消失,生成的HCl与NH3反应生成NH4Cl,有白烟生成;其中装置F的烧杯中盛有NaOH溶液,可吸收多余的Cl2,防止污染环境,反应的离子方程式为Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O;检验N利用铵盐和碱共热条件下反应生成氨气,通过检验氨气确定固体中含有N;(4)烧瓶F中发生如下反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl、CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl、CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl、CHCl3+Cl2CCl4+HCl,其有机产物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4。

三 、非选择题

15.答案为：(1)＋6价

(2)三颈烧瓶　防止空气中的水进入三颈烧瓶

(3)饱和亚硫酸氢钠溶液　SO2Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4

(4)蒸馏

(5)b

(6)SO2Cl2＋2e－===2Cl－＋SO2↑

解析：(1)SO2Cl2中O元素为－2价，Cl元素为－1价，则S元素为＋6价。(2)由题中信息知，产物磺酰氯极易水解，遇潮湿空气会产生白雾，故干燥管C的作用除吸收尾气外，还可以防止空气中的水进入丙中。(3)戊是贮气装置，戊中气体为SO2，为了减少SO2的溶解，E中应盛装饱和NaHSO3溶液。装置乙和丁为干燥装置，可防止磺酰氯发生水解反应，磺酰氯与水发生反应生成HCl和H2SO4。(4)磺酰氯的沸点较低，可采用蒸馏方法分离。(5)甲装置为制取Cl2的装置，a项错误；球形冷凝管可用于冷凝回流，但不能用于蒸馏，蒸馏时应用直形冷凝管，c项错误。(6)由电池总反应看出，SO2Cl2在正极得电子，其还原产物为SO2，结合示意图可写出正极的电极反应式。