2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：14物质的获取

这是一份2022年高三化学寒假同步优化训练（含解析）：14物质的获取，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．中国食盐产量居世界首位。下列实验室中的操作类似“海水晒盐”原理的是( )
A．蒸馏 B．蒸发
C．过滤 D．搅拌
解析：选B。实验室中的“蒸发”操作是利用水受热易挥发，其中的溶质因溶剂量减少而析出的过程，这与海水晒盐的原理是相似的。
2．二十世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是( )
A．玻璃 纤维素 青霉素
B．尿素 食盐 聚乙烯
C．涤纶 洗衣粉 阿司匹林
D．石英 橡胶 磷化铟
解析：选C。纤维素有天然的，如棉花的主要成分就是纤维素，故A错；B中食盐不需要化学合成，所以B错；C中三种物质均需化学合成，所以正确；石英的成分是SiO2，不需要化学合成，故D错。
3．下列实验装置设计正确，且能达到目的的是(双选)( )
解析：选AB。从食盐水中提取氯化钠应该使用蒸发皿，而不能使用坩埚；石油的分馏实验中必须使用温度计控制馏出液的温度。
4．要除去混在CO2中的气体杂质：HCl、SO2、H2O等，应使气体依次通过的试剂正确的是( )
A．饱和碳酸氢钠溶液、浓硫酸
B．品红溶液、Na2CO3溶液、浓硫酸
C．酸性KMnO4溶液、碱石灰
D．无水CaCl2、小苏打溶液
解析：选A。除去CO2中的HCl、SO2均可用饱和NaHCO3溶液，反应方程式为：
NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
2NaHCO3＋SO2===Na2SO3＋2CO2↑＋H2O
干燥CO2可用浓硫酸。
5．可用来分离Fe3＋和Al3＋两种离子的试剂是( )
A．盐酸 B．氢氧化钠溶液
C．氨水 D．硫氰化钾溶液
解析：选B。利用Al3＋与过量的强碱形成AlOeq \\al(－,2)，而Fe3＋与OH－形成Fe(OH)3沉淀分离。应注意题目要求是分离而不是鉴别。
6．用如图所示装置进行如下实验，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NO2
B．瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥NH3
C．从B口进气，用排空气法收集CO2
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H2的体积
解析：选D。A.NO2溶于水和水反应，故不能用排水法收集；B.NH3和浓硫酸反应生成(NH4)2SO4，故不能用浓硫酸干燥NH3；C.CO2的密度比空气大应用向上排空气法收集，应从A口进气。
7．在进行Fe3＋和Cu2＋分离实验时，不能让流动相溶剂没及试样斑点的原因是( )
A．Fe3＋和Cu2＋会溶解在层析液中，使实验结果不明显
B．滤纸上Fe3＋和Cu2＋会扩散不均影响实验效果
C．滤纸上的滤液细线会变粗而使Fe3＋和Cu2＋太分散
D．滤纸上的Fe3＋和Cu2＋会混合起来不分散
解析：选A。试样点若触及流动相溶剂，Fe3＋和Cu2＋会溶解在流动相溶剂中，使实验结果不明显。因此，滤纸条下端浸入流动相溶剂中0.5 cm，勿使试样斑点浸入溶液中。
8．下列从混合物中分离出其中的一种成分所采用的方法，正确的是( )
A．水的沸点是100 ℃，酒精的沸点是78.5 ℃，故可用加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精
B．胶粒的直径比离子的直径大，故可用渗析的方法除去淀粉溶液中的少量氯化钠
C．乙烯可与溴发生加成反应，故可用通过溴的四氯化碳溶液洗气的方法除去乙烷中的乙烯
D．氯化钠溶解度随温度下降而减小，故可用降温结晶的方法从热的含少量氯化钾的氯化钠溶液中得到纯净的氯化钠晶体
解析：选B。选项A，当酒精和水的混合物蒸馏到一定程度后，酒精和水形成恒沸点的混合物，无法再将酒精和水蒸馏分离，得不到无水酒精，可加入CaO，破坏其恒沸点，再进行蒸馏即可得到无水酒精；选项B，淀粉溶液中的Na＋和Cl－能通过半透膜，而胶体不能，故能用渗析方法除去NaCl；选项C，乙烷能溶解在CCl4中，可采用溴水除去乙烷中的乙烯；选项D，采用结晶的方法分离提纯时，二者的溶解度随温度变化的差值要明显，KCl和NaCl的溶解度随温度变化的差值不大，故不能采用这种结晶分离法。
9．将下列各组括号内的少量杂质除去的操作正确的是( )
A．氢氧化铁胶体(氯化钠溶液)：过滤
B．乙酸乙酯(乙酸)：加入乙醇和浓硫酸，使乙酸转化为乙酸乙酯
C．O2(H2、H2O)：通过浓硫酸洗气，再通过灼热的CuO粉末
D．FeCl2溶液(FeCl3)：加足量的铁粉，振荡、过滤
解析：选D。选项A，Fe(OH)3胶体粒子和Na＋及Cl－都能通过滤纸，不能采用过滤的方法分离，应采用渗析的方法。选项B，根据有机反应的特点，加入乙醇和浓硫酸不能将乙酸全部转化为乙酸乙酯，应采用饱和Na2CO3溶液洗涤而除去乙酸，再进行分液、蒸馏等操作得到乙酸乙酯。选项C，先通过浓硫酸后，H2与CuO反应生成的H2O无法除去。选项D，FeCl3与过量的Fe反应生成FeCl2，再过滤除去过量的Fe即可。
10．下列叙述中不正确的是( )
A．可用装置①鉴别碳酸钠和碳酸氢钠
B．可用装置②分离汽油和水的混合物
C．可用装置③从海水中蒸馏得到淡水
D．可用装置④把胶体粒子从分散系中分离出来
解析：选D。A项中碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性不同，可用加热的方法鉴别；B项中汽油和水互不相溶，可用分液的方法分离；C项中海水蒸馏可以得到淡水，使用蒸馏的装置；D项中把胶体粒子从分散系中分离出来，应用渗析的方法，故D项错误。
11．物质的提纯是化学实验中的一项重要操作，也是化工生产及物质制备中的主要环节。下列有关叙述中，不正确的是( )
A．乙酸乙酯中混有乙酸，可选用饱和Na2CO3溶液洗涤，然后将两层液体分开
B．在提纯鸡蛋中的蛋白质时，可向鸡蛋清溶液中加入浓(NH4)2SO4溶液，然后将所得沉淀滤出，即得较纯的蛋白质
C．油脂的提纯中，可将油脂加入浓NaOH溶液中加热，然后过滤，滤出的溶液即为较纯的油脂
D．甘蔗是制备蔗糖的主要原料，榨出的甘蔗汁因含色素而呈棕黄色，在制取蔗糖前应先加入适量的活性炭，搅拌、过滤、蒸发结晶，即得较纯的蔗糖
解析：选C。乙酸乙酯不溶于水，乙酸与碳酸钠反应而溶于水，所以可用饱和碳酸钠溶液洗涤分液；鸡蛋清溶液中加入浓(NH4)2SO4溶液，由于溶解度降低而析出，所以可得较纯的蛋白质；活性炭具有吸附作用，可将色素吸附而沉淀，所以A、B、D正确；C油脂加入浓NaOH溶液水解为高级脂肪酸钠和甘油，所以得不到油脂。
12．下列实验方案合理的是( )
生成乙酸乙酯的反应
A．配制50 g质量分数为5%NaCl溶液：将45 mL水加入到盛有5 g NaCl的烧杯中，搅拌溶解
B．制备乙酸乙酯：用如上图所示的实验装置
C．鉴定SOeq \\al(2－,4)：向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液
D．鉴别环己烯和苯：将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量环己烯和苯中
解析：选D。将45 mL水加入到盛有5 g NaCl的烧杯中，搅拌溶解，所配制的50 g溶液的质量分数为10%；制备乙酸乙酯的实验中缺少浓硫酸，且右端导管末端不能插入溶液中；向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液鉴定SOeq \\al(2－,4)，无法排除Ag＋的干扰；将溴的四氯化碳溶液分别滴加到少量环己烯和苯中，环己烯使溴的四氯化碳溶液褪色而苯不能，可以鉴别环己烯和苯。本题考查我们对一定质量分数溶液的配制、乙酸乙酯的制备、硫酸根离子的检验等基本化学实验的认知和理解。
13．用稀硫酸、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3，甲、乙、丙三个学生的途径分别是
甲、Aleq \(――→,\s\up7(H2SO4))Al2(SO4)3eq \(――→,\s\up7(NaOH))Al(OH)3
乙、Aleq \(――→,\s\up7(NaOH))NaAlO2eq \(――→,\s\up7(H2SO4))Al(OH)3
若要得到等量的Al(OH)3，则( )
A．三者消耗原料相同 B．甲和乙消耗原料相同
C．乙消耗原料最多 D．丙消耗原料最少
解析：选D。甲方案涉及的反应有2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，故生成1 ml Al(OH)3需消耗3 ml OH－，3 ml H＋。
乙方案涉及的反应有2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑；AlOeq \\al(－,2)＋H2O＋H＋===Al(OH)3↓，故生成1 ml Al(OH)3需消耗1 ml H＋，1 ml OH－。
丙方案涉及的反应有2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑，Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓，故生成1 ml Al(OH)3需eq \f(3,4) ml H＋和eq \f(3,4) ml
OH－，比较三个方案，答案选D。
14．下列有关实验原理或实验操作正确的是( )
图1 图2
A．用水润湿的pH试纸测量某溶液的pH
B．用量筒量取20 mL 0.5000 ml·L－1H2SO4溶液于烧杯中，加水80 mL，配制成0.1000 ml·L－1H2SO4溶液
C．实验室用图1所示的装置制取少量氨气
D．实验室用图2所示的装置除去Cl2中的少量HCl
解析：选D。pH试纸在使用前不能润湿，否则有可能引起测量误差，A项错误；配制100 mL 0.1000 ml·L－1的硫酸溶液应该用容量瓶，且液体混合后体积小于混合前两液体体积之和，B项错误；收集气体的试管管口不能塞住，C项错误；实验室制氯气时，用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体，D项正确。
15．实验是化学研究的基础，关于下列各装置图的叙述中，正确的是( )
A．装置①是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体，如铜屑与稀硝酸
B．装置②中，a为正极，d为阳极
C．装置③可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2等
D．装置④能用于测量气体体积
解析：选C。由于铜屑与稀硝酸反应制得的NO气体易被空气中的氧气氧化且NO与空气密度接近，不能用排空气法收集，故A错；根据电子流向，可判断装置②中，a为负极，d为阳极，故B错；装置④由于导管长短颠倒的错误，不能用于测量气体体积，故D错。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(8分)某校课外小组同学制备Fe(OH)3胶体，并研究该胶体的性质。
(1)该小组同学采用了以下操作制备胶体，请将空白处填写完整。
取一个烧杯，加入20 mL蒸馏水，加热至沸腾，然后向烧杯中滴加1～2 mL饱和________溶液，继续煮沸，待__________________后，停止加热。
(2)将制得的胶体放入半透膜制成的袋内，如图所示，放置2 min后，取少量半透膜外的液体于试管中，置于暗处，用一束强光从侧面照射，观察________(填“有”或“无”)丁达尔效应；再向试管中加入用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，可观察到的现象为________________________________________________________________________。
(3)将半透膜内的液体倒入U形管中，如图所示，在液体上方加入少量电解液以保护胶体，接通直流电后，观察到的现象是________(填“阴”或“阳”)极附近颜色逐渐变深，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：Fe(OH)3胶体的制备，不能采用铁盐和碱的反应，两者反应会生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3胶体不能透过半透膜，Cl－能透过半透膜，用强光照射半透膜外液体无丁达尔效应，加硝酸银有AgCl白色沉淀。Fe(OH)3胶粒带正电荷，通电后向阴极移动。
答案：(1)氯化铁(或FeCl3) 液体呈红褐色
(2)无 有白色沉淀生成
(3)阴 Fe(OH)3胶体粒子带正电荷，在电场作用下向阴极移动
17．(10分)甲基橙和酚酞在水中和有机溶剂中的溶解度不同，当溶剂沿滤纸流经混合物点样时，甲基橙和酚酞会以不同的速率在滤纸上移动，从而达到分离的目的。某校化学兴趣小组拟通过该原理将甲基橙和酚酞从混合溶液A中分离出来：
步骤Ⅰ 把0.1 g甲基橙和0.1 g酚酞溶解在10 mL 60%的乙醇溶液里，配制混合溶液A；另将10 mL乙醇和4 mL 浓氨水充分混合，配成混合溶液B；
步骤Ⅱ 在一张圆形滤纸中心扎一小孔，将细纸芯插入滤纸中央(如图)。在距滤纸中心约1 cm的圆周上，选择三个点，分别用毛细管将A溶液在该三点处点样；
步骤Ⅲ 将滤纸覆盖在盛有B溶液的培养皿上，使滤纸芯与溶液接触，放置一段时间，点样逐渐向外扩散，形成黄环；
步骤Ⅳ 待黄环半径扩散到滤纸半径的二分之一时，取下滤纸，等滤纸稍干后，喷上饱和Na2CO3溶液，通过现象判断分离的效果。
试回答下列问题：
(1)本实验采用的分离方法叫________，若分离淀粉胶体与氯化钠的混合液则可选用________法；
(2)步骤Ⅱ中若在滤纸上事先作点样位置标记，宜选用________笔(填“钢”或“铅”)；
(3)步骤Ⅳ中喷洒Na2CO3溶液后，能观察到的现象是______________________，这说明实验中________在滤纸上移动速率更快(填“甲基橙”或“酚酞”)；
(4)他们可以通过________来判断分离的效果。
答案：(1)(纸上)层析法(或色层法或色谱法) 渗析 (2)铅 (3)内部为黄环，外部为红环 酚酞 (4)色斑间的距离大小
18．(12分)已知乙醇的沸点为78.5 ℃，乙酸的沸点为118 ℃。今有乙醇和乙酸的无水混合物，某同学拟通过蒸馏的方法分离开。
仪器和用品：铁架台(含铁圈)、酒精灯、火柴、石棉网、蒸馏烧瓶、单孔塞、温度计、尾接管、锥形瓶
方案Ⅰ：直接蒸馏
方案Ⅱ：按如下方法蒸馏
实验步骤：(1)连接好装置、检验装置的气密性。(2)将混合物加入到蒸馏烧瓶中，并加入适量的试剂a。(3)加热到97 ℃，并收集馏分。(4)冷却后，再向烧瓶中加入试剂b。(5)加热到118 ℃，并收集馏分。
请回答问题：
关于方案Ⅰ
(1)如果直接蒸馏会有什么缺点？________________________________________________________________________。
关于方案Ⅱ
(2)还缺什么仪器__________；蒸馏属于加热操作，所以操作过程中必须注意实验安全，请你列举两项实验安全措施：________________；________________。
(3)试剂a最好选用__________。
A．苯 B．CaO粉末 C．浓硫酸
加试剂a的作用是________________________________________________________________________。
(4)试剂b最好选用__________。
A．硫酸 B．硝酸 C．小苏打
解析：乙醇和乙酸的无水混合物无法用分液的方法分离，就要考虑用蒸馏的方法。但乙醇的沸点为78.5 ℃，乙酸的沸点为118 ℃，两者相差不大，所以直接蒸馏有大量乙酸也挥发出来，产品不纯。因此应加碱或碳酸盐等物质，使乙酸生成乙酸盐而拉开两者的沸点。最后向蒸馏出乙醇的母液中加硫酸再蒸馏出乙酸，即可达到分离乙醇和乙酸的目的。
答案：(1)加热到78.5 ℃时，大量乙酸也易挥发出来，产品不纯 (2)冷凝管和沸石(或碎瓷片) 蒸馏液体中加入沸石，防止暴沸 规范使用酒精灯，防止酒精灯着火、爆炸等 (3)B 让乙酸反应后生成高沸点的离子化合物，以提高乙醇的纯度 (4)A
19．(12分)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
请回答下列问题：
(1)溶液A中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为________(填代号)。
a．KMnO4 b．(NH4)2S
c．H2O2 d．KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是______________________。
(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2＋的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应__________，直到__________。用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
解析：(1)由题意分析可知试剂①应为氧化剂，将Fe2＋氧化为Fe3＋且不能引入新的杂质，故为H2O2；KSCN与Fe3＋反应呈明显的血红色。
(2)由溶液到晶体的操作是加热蒸发、冷却结晶、过滤等基本操作；在过滤操作中用到的玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还用到玻璃棒，它的主要作用是引流。
(3)应先向CaCl2溶液中加入碱性物质并且不引入新杂质，故应加NH3·H2O。NH3的溶解度很大，应选用一套防止倒吸的装置，故选用b。
(4)用容量瓶配制溶液定容时视线应平视凹液面，直到凹液面的最低点与刻度线相切；KMnO4溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管中的橡胶管，故选用酸式滴定管。
答案：(1)c d (2)冷却结晶 引流
(3)NH3或NH3·H2O b
(4)平视凹液面(或平视刻度线) 凹液面的最低点与刻度线相切 酸式
20．(13分)某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
(1)称取样品a g，将样品溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有____________(填化学式)，滤渣中含有__________；溶解、过滤用到的玻璃仪器是__________。
(2)向滤液中加入过量的NaOH溶液，过滤，有关反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
(3)向步骤(2)所得的滤液中通入足量CO2气体，产生沉淀，过滤。有关反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)将步骤(3)过滤所得的沉淀用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称量，其质量为b g，则原样品中铝的质量分数为__________。
(5)若步骤(2)中加入NaOH的量不足，则实验结果会 ________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”，下同)；若步骤(4)中沉淀没有洗涤，则实验结果会__________；若沉淀灼烧不充分，则实验结果会__________。
解析：Mg、Al、Cu、Si四种单质中，只有Mg、Al分别与盐酸发生反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，所以溶液中的阳离子为Mg2＋和Al3＋，分别继续与足量NaOH发生如下反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。经过滤后，向滤液中通入CO2，结合信息可知生成Al(OH)3沉淀，发生反应CO2＋AlOeq \\al(－,2)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。据反应2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O及关系式2Al～Al2O3，求得铝的质量，进而求得其质量分数。
2Al ～ Al2O3
2×27 102
x b g
x＝9b/17 g
若(2)中滴加NaOH溶液不足，则Al3＋不能完全最终转化为Al2O3，使测定结果偏低；如果沉淀没有洗涤或灼烧不充分，都会使Al2O3质量偏大而使结果偏高。
答案：(1)MgCl2、AlCl3 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
(2)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，
Al3＋＋4OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
(3)CO2＋AlOeq \\al(－,2)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
(4)9b/17a×100%
(5)偏低 偏高 偏高