高三一輪化學(xué)總復(fù)習(xí)-第2節(jié) 物質(zhì)的制備 講練【系列四】

2017年高考“最后三十天”專題透析2017年高考“最后三十天”專題透析好教育云平臺——教育因你我而變好教育云平臺——教育因你我而變物質(zhì)的制備(45分鐘100分)一、選擇題(本題包括7小題,每題6分,共42分)1.某研究性學(xué)習(xí)小組討論甲、乙、丙、丁四種儀器裝置的有關(guān)用法,其中不合理的是 ()A.甲裝置:可用來制備硅酸B.乙裝置:橡皮管的作用是能使水順利流下C.丙裝置:用圖示的方法不能檢查此裝置的氣密性D.丁裝置:先從①口進(jìn)氣集滿二氧化碳,再從②口進(jìn)氣,可收集氫氣【解析】選C。碳酸的酸性比硅酸強,可以制備硅酸,A正確;B選項橡皮管的作用能使分液漏斗內(nèi)外大氣壓相等,液體順利流下,B項正確;C選項用圖示的方法檢查裝置的氣密性時,只要(甲)(乙)管內(nèi)的液面能形成高度差,就能證明裝置不漏氣,C選項錯誤;D先從①口進(jìn)氣可以收集密度比空氣大的氣體,再從②口進(jìn)氣,可收集密度比原氣體密度小的氣體,D選項正確。2.利用下列實驗裝置進(jìn)行相應(yīng)的實驗,能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?)A.用圖1所示裝置制取干燥的氨氣B.圖2裝置可用于制取少量純凈的CO2氣體C.用圖3所示裝置制取少量Cl2D.圖4裝置可用于比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性,大試管A中裝碳酸鈉固體,小試管B中裝碳酸氫鈉固體【解析】選D。濃硫酸與氨氣反應(yīng),A錯誤;碳酸鈉不僅溶于水,還能與酸反應(yīng),一旦反應(yīng)發(fā)生,無法控制反應(yīng)的停止;鹽酸具有揮發(fā)性,有雜質(zhì)氯化氫氣體;B錯誤;二氧化錳與稀鹽酸不反應(yīng),C錯誤;碳酸鈉和碳酸氫鈉比較熱穩(wěn)定性,給碳酸鈉加熱,結(jié)果碳酸氫鈉分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,結(jié)論得證;D正確。3.下列實驗中,儀器下端必須插入液面以下的是 ()①制備氫氣的簡易裝置中的長頸漏斗;②制備氯氣裝置中的分液漏斗;③制備Fe(OH)2操作中的膠頭滴管;④將氯化氫氣體溶于水時的導(dǎo)氣管;⑤分餾石油時的溫度計。A.①③ B.②④⑤C.①③④ D.全部【解析】選A。①為了防止氣體逸出,制備氫氣的簡易裝置中的長頸漏斗下端需插入液面以下,故①正確;②因活塞能控制與外界隔開,制備氯氣裝置中的分液漏斗不用插入液面下,故②錯誤;③為了防止空氣中氧氣氧化氫氧化亞鐵,制備Fe(OH)2操作中的膠頭滴管下端需插入液面以下,故③正確;④為了防止倒吸,將氯化氫氣體溶于水時的導(dǎo)管不能插入液面以下,故④錯誤;⑤因測量的是蒸氣的溫度,分餾石油時的溫度計不能插入液面以下,故⑤錯誤;故選A。4.某化學(xué)課外小組的學(xué)生提出實驗室制氨氣的以下幾種方案,其中比較簡便易行的是 ()A.硝酸銨固體與消石灰共熱B.濃氨水逐滴加入新制的生石灰中C.在一定條件下,氮氣與氫氣化合D.加熱分解氯化銨固體【解析】選B。A、硝酸銨受熱易分解產(chǎn)生其他氣體,甚至引起爆炸事故(如5NH4NO34N2↑+2HNO3+9H2O;NH4NO3N2O↑+2H2O),故A錯誤;B、利用生石灰遇水放出大量的熱,促使氨水分解成氨氣,故B正確;C、反應(yīng)的條件為高溫、高壓、催化劑,一般實驗室并不具備此條件,故C錯誤;D、分解產(chǎn)生的氣體是NH3和HCl,二者在遇冷時又重新化合成NH4Cl固體,容易堵塞導(dǎo)管,發(fā)生危險,故D錯誤。5.實驗室中某些氣體的制取、收集、尾氣處理(或性質(zhì)實驗)裝置如圖所示,用此裝置和下表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗,合理的選項是 ()選項Ⅰ中的物質(zhì)Ⅱ中收集的氣體Ⅲ中的物質(zhì)ACu和濃硝酸NONaOH溶液B濃鹽酸和MnO2Cl2NaOH溶液C碳酸鈣和鹽酸CO2澄清石灰水D濃氨水和CaONH3酚酞溶液【解析】選C。A.銅與濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮,不會獲得一氧化氮,一氧化氮與氫氧化鈉溶液不反應(yīng),也不能使用氫氧化鈉溶液吸收多余的一氧化氮氣體,故A錯誤;B.二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣需要加熱條件下進(jìn)行,氯化氫容易揮發(fā),必須使用飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫,吸收裝置應(yīng)該使用防倒吸裝置,故B錯誤;C.碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,二氧化碳密度大于空氣,使用向上排空氣法收集;二氧化碳不污染大氣,可以使用澄清石灰水檢驗二氧化碳是否收集滿,故C正確;D.氨氣的密度比空氣小,收集裝置的導(dǎo)管應(yīng)該改為短進(jìn)長出,且氨氣極易溶于水,應(yīng)該使用防倒吸裝置,故D錯誤;故選C?！炯庸逃?xùn)練】某興趣小組用下圖裝置制備氣體(酒精燈可以根據(jù)需要選擇),對應(yīng)說法正確的是()選項①中藥品②中藥品③中藥品④中藥品制備氣體⑥中藥品及作用A濃鹽酸MnO2飽和食鹽水濃硫酸Cl2NaOH溶液,尾氣吸收B稀硝酸Cu燒堿溶液濃硫酸NONaOH溶液,尾氣吸收C濃鹽酸大理石飽和Na2CO3溶液濃硫酸CO2澄清石灰水,檢驗D濃鹽酸Zn水濃硫酸H2撤去【解析】選A。不能用氫氧化鈉溶液吸收NO,故B錯誤;應(yīng)用飽和碳酸氫鈉溶液除去二氧化碳中的氯化氫氣體,不能用Na2CO3溶液,故C錯誤;收集氫氣用向下排空氣法,故D錯誤。6.實驗室制備下列氣體時,所用方法正確的是()A.制氧氣時,用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B.制氯氣時,用飽和NaHCO3和濃硫酸凈化氣體C.制氨氣時,用排水法或向上排空氣法收集氣體D.制二氧化氮時,用水或NaOH溶液吸收尾氣【解析】選A。A.用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物制備氧氣都是利用固體和液體不需要加熱反應(yīng)生成,應(yīng)選擇分液漏斗中的液體加入過氧化鈉中反應(yīng)或過氧化氫從分液漏斗中滴入固體二氧化錳發(fā)生反應(yīng)生成氧氣,可選擇相同的氣體發(fā)生裝置,故A正確;B.氯氣溶于水和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸是可逆反應(yīng),鹽酸和碳酸氫鈉能發(fā)生反應(yīng)促進(jìn)平衡正向進(jìn)行,生成的氯氣通過飽和NaHCO3溶液被全部吸收,不能制得氯氣,故B錯誤;C.氨氣極易溶于水,不能用排水法收集,氨氣的密度比空氣小,應(yīng)該用向下排空氣法收集,故C錯誤;D.二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸同時生成一氧化氮也是污染氣體,不能被吸收,氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化氮氣體,故D錯誤。7.(能力挑戰(zhàn)題)硼氫化鈉(NaBH4)為白色粉末,容易吸水潮解,可溶于異丙胺(熔點:-101℃,沸點:33℃),在干空氣中穩(wěn)定,在濕空氣中分解,是無機合成和有機合成中常用的選擇性還原劑。某研究小組采用偏硼酸鈉(NaBO2)為主要原料制備NaBH4,其流程如下:下列說法不正確的是 ()A.實驗室中取用少量鈉需要用到的實驗用品有鑷子、濾紙、玻璃片和小刀B.操作②、操作③分別是過濾與蒸發(fā)結(jié)晶C.反應(yīng)①加料之前需將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣D.反應(yīng)①中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2【解析】選B。由于鈉的硬度較小,且保存在煤油中,所以取用少量鈉需要用濾紙吸干煤油,再用鑷子、小刀在玻璃片上切割,故A正確;根據(jù)上面的分析可知,操作②、操作③分別是過濾與蒸餾,故B錯誤;NaBH4常溫下能與水反應(yīng),且氫氣和氧氣混合加熱易產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象,為防止NaBH4水解及發(fā)生安全事故,需要將裝置中的空氣和水蒸氣排出,所以反應(yīng)①加料之前需將反應(yīng)器加熱至100℃以上并通入氬氣,故C正確;反應(yīng)①中發(fā)生的反應(yīng)為NaBO2+2SiO2+4Na+2H2NaBH4+2Na2SiO3,反應(yīng)中氫氣是氧化劑,鈉是還原劑,所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,故D正確。二、非選擇題(本題包括4小題,共58分)8.(12分)實驗室常見的幾種氣體發(fā)生裝置如圖A、B、C所示:(1)實驗室可以用B或C裝置制取氨氣,如果用C裝置,通常使用的藥品是________;檢查C裝置氣密性的方法是______________________。

(2)氣體的性質(zhì)是選擇氣體收集方法的主要依據(jù)。下列氣體的性質(zhì)與收集方法無關(guān)的是________(填序號,下同)。

①密度②顏色③溶解性④熱穩(wěn)定性⑤是否與氧氣反應(yīng)如圖是某學(xué)生設(shè)計收集氣體的幾種裝置,其中不可行的是________。

(3)若用A裝置與D裝置相接制取并收集X氣體,則X可能是下列氣體中的_____________(填序號)。

①CO2②NO③Cl2④H2其中在D裝置中連接燒杯的目的是_____________。

【解析】(1)采用B裝置制備氨氣時應(yīng)選擇用氫氧化鈣和氯化銨固體加熱反應(yīng),C裝置適用于固體和液體不加熱制氣體,制取氨氣應(yīng)選擇濃氨水和氧化鈣或堿石灰或氫氧化鈉固體等,檢查裝置氣密性的方法是利用壓強變化和液面變化來設(shè)計檢驗,將導(dǎo)氣管通入水槽中,用手捂住圓底燒瓶底部,若導(dǎo)氣管口處有氣泡冒出,松開手后在導(dǎo)氣管中形成一段水柱,證明氣密性良好。(2)選擇氣體收集方法,不需要考慮氣體顏色和熱穩(wěn)定性,依據(jù)氣體密度,是否與空氣中的氧氣反應(yīng)來選擇能否用排空氣方法收集,依據(jù)氣體是否溶于水判斷收集氣體是否能用排水方法或排其他液體的方法;收集氣體時不應(yīng)采取b、c裝置,b裝置集氣瓶密閉不能排出氣體,c裝置伸入試管內(nèi)的導(dǎo)管過長。(3)A、D連接是利用向上排氣法收集氣體;吸收裝置是能用液體吸收氣體防止污染空氣;制取CO2時不需要加熱也不必處理尾氣,NO常溫下與氧氣發(fā)生反應(yīng),不能用排空氣法收集,氫氣尾氣處理時一般采用點燃的方法,故X可能是氯氣;D裝置中連接燒杯的目的是吸收尾氣,防止污染空氣。答案:(1)濃氨水和氧化鈣或氫氧化鈉固體或堿石灰將導(dǎo)氣管通入水槽中,用手捂住圓底燒瓶底部,若導(dǎo)氣管口處有氣泡冒出,松開手后在導(dǎo)氣管中形成一段水柱,證明氣密性良好(2)②④b、c(3)③吸收尾氣防止污染空氣9.(14分)氫化鋰(LiH)在干燥的空氣中能穩(wěn)定存在,遇水或酸能夠引起燃燒。某活動小組準(zhǔn)備使用下列裝置制備LiH固體。甲同學(xué)的實驗方案如下:(1)儀器的組裝連接:上述儀器裝置接口的連接順序為________________________________________,加入藥品前首先要進(jìn)行的實驗操作是______________________________(不必寫出具體的操作方法);其中裝置B的作用是__________________________________。

(2)添加藥品:用鑷子從試劑瓶中取出一定量金屬鋰(固體石蠟密封),然后在甲苯中浸洗數(shù)次,該操作的目的是______________,

然后快速把鋰放入到石英管中。(3)通入一段時間氫氣后加熱石英管,在加熱D處的石英管之前,必須進(jìn)行的實驗操作是________________________________。

(4)加熱一段時間后停止加熱,繼續(xù)通氫氣冷卻,然后取出LiH,裝入氮封的瓶里,保存于暗處。采取上述操作的目的是避免LiH與空氣中的水蒸氣接觸而發(fā)生危險(反應(yīng)方程式:LiH+H2OLiOH+H2↑),分析該反應(yīng)原理,完成LiH與無水乙醇反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。

(5)準(zhǔn)確稱量制得的產(chǎn)品0.174g,在一定條件下與足量水反應(yīng)后,共收集到氣體470.4mL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況),則產(chǎn)品中LiH與Li的物質(zhì)的量之比為________。

(6)乙同學(xué)對甲的實驗方案提出質(zhì)疑,他認(rèn)為未反應(yīng)的H2不能直接排放,所以在最后連接了裝置E用來收集H2,請將E裝置補充完整?！窘馕觥?1)A裝置生成的H2含有HCl和H2O,所以B裝置中的堿石灰除去HCl和H2O,把純凈的H2通入D中制取LiH,后面連接C,防止外界的H2O進(jìn)入,所以連接順序為e接a,b接f,g接d或e接a,b接g,f接d;與氣體相關(guān)的實驗,在裝入藥品前首先要進(jìn)行裝置氣密性的檢驗;A裝置生成的H2含有HCl和H2O,所以B裝置中的堿石灰除去HCl和H2O,得到純凈的H2。(2)石蠟是有機物,易溶于甲苯等有機溶劑中,所以固體石蠟密封的金屬鋰在甲苯中浸洗數(shù)次的目的是除去鋰表面的石蠟。(3)必須是純凈的H2與Li反應(yīng),如果還有空氣,H2與空氣的混合氣體有可能發(fā)生爆炸,所以在加熱D處的石英管之前,必須進(jìn)行的實驗操作是:收集c處排出的氣體并檢驗H2純度。(4)分析LiH+H2OLiOH+H2↑的反應(yīng)原理,LiH中的氫元素為-1價,與H2O中+1價的氫元素發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2,所以LiH中的氫元素也能與CH3CH2OH中—OH的氫元素發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以化學(xué)方程式為LiH+CH3CH2OHCH3CH2OLi+H2↑。(5)氣體的物質(zhì)的量為0.4704L÷22.4L·mol-1=0.021mol,設(shè)LiH物質(zhì)的量為x,Li物質(zhì)的量為y,根據(jù)質(zhì)量可得8x+7y=0.174,根據(jù)氣體物質(zhì)的量可得x+QUOTEy=0.021,解得x=0.02(mol),y=0.002(mol),所以產(chǎn)品中LiH與Li的物質(zhì)的量之比為10∶1。(6)利用排水法收集剩余的H2,所以將E裝置補充完整如圖所示:答案:(1)e接a,b接f(或g),g(或f)接d檢驗裝置的氣密性除去H2中的H2O和HCl(2)除去鋰表面的石蠟(3)收集c處排出的氣體并檢驗H2純度(4)LiH+CH3CH2OHCH3CH2OLi+H2↑(5)10∶1(6)10.(14分)(2018·長沙模擬)氮化鎂(Mg3N2)在工業(yè)上具有非常廣泛的應(yīng)用。某化學(xué)興趣小組用鎂與氮氣反應(yīng)制備Mg3N2并進(jìn)行有關(guān)實驗。實驗裝置如下所示:已知:①氮化鎂常溫下為淺黃色粉末,極易與水反應(yīng)。②亞硝酸鈉和氯化銨制取氮氣的反應(yīng)劇烈放熱,產(chǎn)生氮氣的速度較快。③溫度較高時,亞硝酸鈉會分解產(chǎn)生O2等?；卮鹣铝袉栴}:(1)儀器b的名稱是________,寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________。

(2)某同學(xué)檢驗裝置A部分的氣密性,關(guān)閉止水夾c后,開啟活塞a,水不斷往下滴,直至全部流入燒瓶。試判斷:A部分裝置是否漏氣?

(填“漏氣”“不漏氣”或“無法確定”),判斷理由:

__。

(3)裝置C中為飽和硫酸亞鐵溶液,作用是_____________________________________________,F裝置的作用是________________________________。

(4)加熱至反應(yīng)開始發(fā)生,需移走A處酒精燈,原因是________________________________________。

(5)反應(yīng)結(jié)束后,取mgE中樣品于試管中,加足量蒸餾水,得VmL氣體(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),則樣品中氮化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

【解析】(1)由圖中儀器結(jié)構(gòu)可知,b為蒸餾燒瓶;A裝置制備氮氣,方程式為NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O。(2)由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連,使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同,無論裝置是否漏氣,都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶,因此無法判斷。(3)由于溫度較高時,亞硝酸鈉會分解產(chǎn)生O2等,氧氣能與鎂反應(yīng),因此裝置C中為飽和硫酸亞鐵溶液,作用是除去氧氣。氮化鎂易與水反應(yīng),則F裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置使氮化鎂水解。(4)由于該反應(yīng)劇烈放熱,產(chǎn)生氮氣的速度較快,移走A處酒精燈能避免反應(yīng)物沖出,同時避免溫度過高,造成NaNO2分解產(chǎn)生O2。(5)反應(yīng)結(jié)束后,取mgE中樣品于試管中,加足量蒸餾水,得VmL氣體(換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),氣體是氨氣,物質(zhì)的量是QUOTEmol,所以氮化鎂的物質(zhì)的量是QUOTEmol,則樣品中氮化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為QUOTE=QUOTE。答案:(1)蒸餾燒瓶NH4Cl+NaNO2N2↑+NaCl+2H2O(2)無法確定由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連,使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同,無論裝置是否漏氣,都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶(3)除去氧氣防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E裝置使氮化鎂水解(4)該反應(yīng)劇烈放熱,產(chǎn)生氮氣的速度較快,移走A處酒精燈能避免反應(yīng)物沖出,同時避免溫度過高,造成NaNO2分解產(chǎn)生O2(5)QUOTE11.(18分)(能力挑戰(zhàn)題)四氯化鈦(TiCl4)是生產(chǎn)金屬鈦及其化合物的重要中間體。室溫下,四氯化鈦為無色液體。某化學(xué)興趣小組同學(xué)以TiO2和CCl4為原料在實驗室制取液態(tài)TiCl4,裝置如圖所示:有關(guān)信息如下:①反應(yīng)原理:TiO2(s)+CCl4(g)TiCl4(g)+CO2(g)。②反應(yīng)條件:無水無氧且加熱。③有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下表:物質(zhì)熔點/℃沸點/℃其他CCl4-2376與TiCl4互溶TiCl4-25136遇潮濕空氣產(chǎn)生白霧請回答下列問題:(1)裝置F中有氮氣生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

__。

(2)實驗裝置依次連接的順序為F→B→________→________→________→________。

(3)實驗開始前首先點燃________處酒精燈(填“D”或“F”),目的是____________。

(4)E裝置不能換成B裝置,理由是

__。

(5)欲分離C中的液態(tài)混合物,所采用操作的名稱是________。

(6)TiCl4是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。組成鈦合金的元素還有Al和Si等。已知在常溫下,鈦是一種耐強酸強堿的金屬,請設(shè)計實驗檢驗其中的Si元素:

__。

【解析】(1)F中的反應(yīng)物為NaNO2、NH4Cl,在加熱條件下生成氮氣,屬于歸中型氧化還原反應(yīng):NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。(2)以TiO2和CCl4為原料在實驗室制取液態(tài)TiCl4,需要無水無氧且加熱條件下進(jìn)行,所以要先通干燥氮氣,根據(jù)表格中物理數(shù)據(jù),實驗裝置依次連接的順序為F→B→A→D→C→E。(3)為保證反應(yīng)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行,需要排除裝置中的空氣,因此應(yīng)先在F處加熱,通一段時間的氮氣。(4)B裝置可以吸收水,但不能阻止空氣中的O2,不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進(jìn)行,E裝置不能換成B裝置。(5)C中有生成的TiCl4和過量的CCl4,由于兩者沸點相差較大,可以用蒸餾法進(jìn)行分離。(6)鈦是一種耐強酸強堿的金屬,而硅能溶于堿生成硅酸鹽,取少量合金樣品于試管中,滴加過量NaOH溶液,振蕩,Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑,靜置后取上層清液,再逐滴滴入稀鹽酸至過量,Na2SiO3+2HClH2SiO3↓+2NaCl,若有沉淀產(chǎn)生且最終沉淀不完全溶解,則證明樣品中有Si。答案:(1)NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O(2)ADCE(3)F排除裝置中的空氣,保證反應(yīng)在無水無氧環(huán)境下進(jìn)行(4)B裝置可以吸收水,但不能阻止空氣中的氧氣,不能保證反應(yīng)在無氧環(huán)境下進(jìn)行(5)蒸餾(6)取少量合金樣品于試管中,滴加過量NaOH溶液,振蕩,靜置后取上層清液,再逐滴滴入稀鹽酸至過量,若有沉淀產(chǎn)生且最終沉淀不完全溶解,則證明樣品中有Si(合理答案均可)【加固訓(xùn)練】某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計如圖裝置制取氯氣并以氯氣為原料進(jìn)行實驗。(1)裝置A燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________。

(2)裝置B中飽和食鹽水的作用是______________