（課標(biāo)版）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 核心突破練案（31）物質(zhì)的制備 實驗方案的設(shè)計與評價（含解析）新人教版-新人教版高三化學(xué)試題

第31講物質(zhì)的制備實驗方案的設(shè)計與評價A組基礎(chǔ)必做題1．(2019·北京西城區(qū)期末)下列實驗裝置正確的是(B)[解析]A項，二氧化氮能夠與水反應(yīng)，不能采用排水集氣法收集二氧化氮，錯誤；B項，氯化銨和氫氧化鈣混合加熱，生成氨氣，氨氣的密度比空氣小，可以采用向下排空氣法收集，試管口塞棉花防止氣體的對流，正確；C項，濃硫酸與乙醇加熱時會產(chǎn)生二氧化硫等氣體，二氧化硫也能使溴水褪色，應(yīng)先除去雜質(zhì)氣體再進行檢驗，錯誤；D項，收集乙酸乙酯的導(dǎo)氣管不能插入溶液中，容易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，錯誤。2．(2020·湖南長郡中學(xué)等十三校聯(lián)考)如圖所示儀器可用于實驗室制備少量無水FeCl3，儀器連接順序正確的是(B)A．a(chǎn)－b－c－d－e－f－g－h(huán) B．a(chǎn)－e－d－c－b－h(huán)－i－gC．a(chǎn)－d－e－c－b－h(huán)－i－g D．a(chǎn)－c－b－d－e－h(huán)－i－f[解析]根據(jù)反應(yīng)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2FeCl3，可知裝置順序為制取氯氣、除雜(HCl、水蒸氣)、反應(yīng)制備、尾氣處理，故導(dǎo)管的連接順序為a－e－d－c－b－h(huán)－i－g。3．(2016·上海單科)下列氣體的制備和性質(zhì)實驗中，由現(xiàn)象得出的結(jié)論錯誤的是(D)選項試劑試紙或試液現(xiàn)象結(jié)論A濃氨水、生石灰紅色石蕊試紙變藍NH3為堿性氣體B濃鹽酸、濃硫酸pH試紙變紅HCl為酸性氣體C濃鹽酸、二氧化錳淀粉碘化鉀試液變藍Cl2具有氧化性D亞硫酸鈉、硫酸品紅試液褪色SO2具有還原性[解析]A項，NH3可以用濃氨水和生石灰制取，可用紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍則說明NH3為堿性氣體，正確；B項，可以制取HCl氣體，pH試紙變紅，則說明HCl為酸性氣體，正確；C項，濃鹽酸和二氧化錳加熱可以制取Cl2，Cl2可以用濕潤的淀粉碘化鉀試液檢驗，試液變藍，說明KI轉(zhuǎn)化為I2，則說明Cl2有強氧化性，正確；D項，SO2使品紅試液褪色體現(xiàn)的是SO2的漂白性，錯誤。4．已知A、B、C三種液態(tài)物質(zhì)的沸點逐漸增大且相差較大，能互溶，用蒸餾的方法將它們進行分離時，得到實驗時間與溫度的關(guān)系如圖2所示，下列說法正確的是(D)A．蒸餾時，點燃酒精燈，然后從b口通入蒸餾水B．蒸餾一段時間后，發(fā)現(xiàn)忘加碎瓷片，應(yīng)立即補充加入C．不同時間段，溫度變化情況不同，主要原因是受熱不均勻D．其中A、B的沸點分別約為80℃、200℃[解析]蒸餾時應(yīng)先通入蒸餾水，然后點燃酒精燈，A錯誤；補加碎瓷片時應(yīng)該停止加熱，待液體冷卻后再進行，B錯誤；當(dāng)溫度達到餾分的沸點時，熱量主要用于餾分的汽化，所以溫度幾乎不變，而未達到餾分沸點時，熱量主要用于液體升溫，C錯誤；由圖2可知A、B的沸點分別為80℃和200℃，D正確。5．(2020·山東普通高中學(xué)業(yè)水平等級考試模擬卷)錫為ⅣA族元素，四碘化錫是常用的有機合成試劑(SnI4，熔點114.5℃，沸點364.5℃，易水解)。實驗室以過量錫箔為原料通過反應(yīng)Sn＋2I2eq\o(=,\s\up7(△))SnI4制備SnI4。下列說法錯誤的是(D)A．加入碎瓷片的目的是防止暴沸B．SnI4可溶于CCl4中C．裝置Ⅰ中a為冷凝水進水口D．裝置Ⅱ的主要作用是吸收揮發(fā)的I2[解析]液體加熱時加入碎瓷片目的是防止暴沸，所以A正確；根據(jù)題干中SnI4的熔沸點，從組成分析可知SnI4與CCl4為同族形成的同類物質(zhì)，依據(jù)“相似相溶原理”可知SnI4可溶于CCl4中，B正確；冷凝管的冷凝水為“下進上出”，所以裝置Ⅰ中a為冷凝水進水口，C正確；據(jù)題可知：SnI4易水解，所以裝置Ⅱ的主要作用是防止水蒸氣進入裝置使SnI4水解，所以D錯誤。6．(2020·經(jīng)典習(xí)題選粹)實驗室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實驗，最合理的選項是(B)選項a中的物質(zhì)b中的物質(zhì)c中收集的氣體d中的物質(zhì)A濃氨水CaONH3H2OB濃硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD濃鹽酸MnO2Cl2NaOH溶液[解析]本題涉及的考點有NH3、SO2、NO2、Cl2的實驗室制備方法、收集方法、尾氣處理方法，主要考查常見氣體制備實驗方案的評價能力，體現(xiàn)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的學(xué)科核心素養(yǎng)。A項，NH3收集用向下排空氣法，不符合；C項，銅和稀硝酸反應(yīng)不能產(chǎn)生NO2，且NO2的吸收不能用水，可以用NaOH溶液；D項，用濃鹽酸與MnO2反應(yīng)制Cl2需要加熱，本裝置不能滿足。7．(2019·北京理綜)探究草酸(H2C2O4)性質(zhì)，進行如下實驗。(已知：室溫下，0.1mol·L－1H2C2O4的pH＝1.3)實驗裝置試劑a現(xiàn)象①Ca(OH)2溶液(含酚酞)溶液褪色，產(chǎn)生白色沉淀②少量NaHCO3溶液產(chǎn)生氣泡③酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色④C2H5OH和濃硫酸加熱后產(chǎn)生有香味物質(zhì)由上述實驗所得草酸性質(zhì)所對應(yīng)的方程式不正確的是(C)A．H2C2O4有酸性，Ca(OH)2＋H2C2O4=CaC2O4↓＋2H2OB．酸性：H2C2O4>H2CO3，NaHCO3＋H2C2O4=NaHC2O4＋CO2↑＋H2OC．H2C2O4有還原性，2MnOeq\o\al(－,4)＋5C2Oeq\o\al(2－,4)＋16H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2OD．H2C2O4可發(fā)生酯化反應(yīng)，HOOCCOOH＋2C2H5OHeq\o(,\s\up7(濃硫酸),\s\do5(△))C2H5OOCCOOC2H5＋2H2O[解析]本題考查化學(xué)實驗、化學(xué)方程式或離子方程式的正誤判斷，考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。A項，往草酸中加入含酚酞的Ca(OH)2溶液，溶液褪色，可知草酸具有酸性，Ca(OH)2與H2C2O4反應(yīng)生成CaC2O4白色沉淀，正確；B項，由實驗②可知，在NaHCO3溶液中滴加草酸，有氣泡生成，即生成CO2，說明草酸酸性比碳酸的強，正確；C項，草酸為弱電解質(zhì)，在離子方程式中不能拆分，而應(yīng)寫成分子式，錯誤；D項，草酸結(jié)構(gòu)中含2個羧基，與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成含兩個酯基的酯類物質(zhì)，正確。8．(2020·山東濟南高三檢測)某研究小組為探究足量鋅與濃硫酸的反應(yīng)，生成物成分的定性探究，進行如下實驗。(1)研究小組取65.0g鋅粒與55mL98%的濃硫酸(ρ＝1.84g·mL－1)充分反應(yīng)，所制得的氣體成分是H2和SO2(填分子式)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)＋Zn=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O、H2SO4(稀)＋Zn=ZnSO4＋H2↑。(2)為驗證所制的氣體成分，研究小組擬定以下裝置進行實驗。①裝置E和G中的試劑分別為濃硫酸、無水CuSO4(或無水硫酸銅)。②裝置B的作用是防止倒吸(或作安全瓶)；H的作用是防止空氣中的水蒸氣進入系統(tǒng)，干擾實驗。③寫出實驗中觀察到的現(xiàn)象及由該現(xiàn)象得出含有相應(yīng)的氣體成分的結(jié)論?，F(xiàn)象結(jié)論C中品紅溶液褪色，D中酸性KMnO4溶液顏色變淺氣體中有SO2F中黑色粉末變紅，G中白色粉末變藍氣體中有H2[解析](1)開始時濃硫酸與鋅反應(yīng)生成SO2，隨著反應(yīng)的進行，濃硫酸的濃度逐漸變小，Zn與稀硫酸反應(yīng)得到的氣體是H2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)＋Zn=ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，H2SO4(稀)＋Zn=ZnSO4＋H2↑。(2)根據(jù)SO2和H2的化學(xué)性質(zhì)來選擇驗證方法，SO2能使品紅溶液褪色，H2可以還原CuO生成H2O，H2O能使白色無水CuSO4變藍色。裝置C盛放的品紅溶液用來檢驗SO2氣體，為防止裝置C發(fā)生倒吸，在A與C之間加一個防倒吸的裝置B，裝置D盛放的酸性KMnO4溶液能吸收混合氣體中的SO2，裝置E中的濃硫酸吸收水蒸氣，避免干擾后續(xù)實驗，裝置H的作用是防止空氣中的水蒸氣進入系統(tǒng)，干擾實驗。C中品紅溶液褪色，D中酸性KMnO4溶液顏色變淺，說明氣體中有SO2；F中黑色粉末變紅，G中白色粉末變藍，證明氣體中有H2。B組能力提升題9．(2019·江蘇鹽城四模)CuI是有機合成的一種催化劑，受熱易氧化。實驗室可通過向CuSO4與NaI的混合溶液中通入SO2制備CuI(2CuSO4＋2NaI＋SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))2CuI↓＋2H2SO4＋Na2SO4)。下列實驗裝置不能達到實驗?zāi)康牡氖?D)選項ABCD目的制備SO2制備CuI將CuI與母液分離干燥CuI固體裝置[解析]Cu與濃硫酸在加熱時發(fā)生反應(yīng)可生成SO2，A正確；硫酸銅、NaI與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuI，多余的SO2用NaOH溶液吸收，B正確；固液分離可選用普通漏斗進行過濾，C正確；由于CuI易被氧化，因此不能直接對CuI固體進行加熱干燥，D錯誤。10．(2018·天津理綜，4)由下列實驗及現(xiàn)象推出的相應(yīng)結(jié)論正確的是(B)

實驗現(xiàn)象結(jié)論A某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液產(chǎn)生藍色沉淀原溶液中有Fe2＋，無Fe3＋B向C6H5ONa溶液中通入CO2溶液變渾濁酸性：H2CO3>C6H5OHC向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液生成黑色沉淀Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)D①某溶液中加入Ba(NO3)2溶液②再加足量鹽酸①產(chǎn)生白色沉淀②仍有白色沉淀原溶液中有SOeq\o\al(2－,4)[解析]K3[Fe(CN)6]溶液用于檢驗溶液中是否含有Fe2＋，待測液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍色沉淀，則原溶液中含有Fe2＋，但不能確定原溶液中是否含有Fe3＋，可加入KSCN溶液檢驗是否含有Fe3＋，A錯誤；向C6H5ONa溶液中通入CO2，溶液變渾濁，說明反應(yīng)生成了C6H5OH，可知酸性：H2CO3>C6H5OH，B正確；向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液，Na2S與CuSO4發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成黑色沉淀CuS，并未發(fā)生CuS和ZnS之間的轉(zhuǎn)化，故無法比較Ksp(CuS)、Ksp(ZnS)的大小，C錯誤；待測液中加入Ba(NO3)2溶液，再加入足量鹽酸，生成白色沉淀且不溶解，則該沉淀為BaSO4，由于NOeq\o\al(－,3)(H＋)可將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)，故不能確定原溶液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)，D錯誤。11．(2020·廣東高三檢測)(雙選)下列實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論均正確的是(BC)選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論A分別加熱Na2CO3和NaHCO3固體試管內(nèi)壁均有水珠兩種物質(zhì)均受熱分解B向稀的苯酚水溶液滴加飽和溴水生成白色沉淀產(chǎn)物三溴苯酚不溶于水C向含I－的無色溶液中滴加少量新制氯水，再滴加淀粉溶液加入淀粉后溶液變成藍色氧化性：Cl2>I2D向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液加入H2O2后溶液變成紅色Fe2＋既有氧化性又有還原性[解析]本題考查化學(xué)實驗，意在考查考生對知識的遷移運用能力。Na2CO3受熱不會分解，試管中出現(xiàn)水珠，可能是藥品潮濕導(dǎo)致的，結(jié)論不正確，A項錯誤；苯酚與飽和溴水反應(yīng)生成三溴苯酚白色沉淀，B項正確；Cl2能將I－氧化為單質(zhì)I2，I2遇淀粉溶液呈藍色，C項正確；Fe2＋與KSCN溶液不會出現(xiàn)紅色，但加入H2O2后，F(xiàn)e2＋被氧化成Fe3＋，出現(xiàn)紅色，實驗只能證明Fe2＋具有還原性，D項錯誤。12．(2019·河南鄭州第一次質(zhì)量預(yù)測)某興趣小組將表中所給混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，以研究硫酸銅的濃度對稀硫酸與鋅反應(yīng)生成氫氣速率的影響。下列判斷錯誤的是(D)實驗組別混合溶液1234564mol·L－1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1＝30，V6＝10，V7＝20B．本實驗利用了控制變量思想，變量為銅離子濃度C．反應(yīng)一段時間后，實驗1中的金屬呈灰白色，實驗6中的金屬呈現(xiàn)紅色D．該小組的實驗結(jié)論是硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率成正比[解析]本題考查探究性實驗，考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。本實驗利用控制變量思想，通過改變銅離子濃度，來研究硫酸銅的濃度對反應(yīng)速率的影響，B項正確；要研究硫酸銅的濃度對反應(yīng)速率的影響，則每組硫酸的量要保持相同，6組實驗的總體積也應(yīng)該相同，根據(jù)實驗l和實驗6的數(shù)據(jù)，可知V1＝30，V6＝10，V7＝20，A項正確；反應(yīng)一段時間后，實驗1中的金屬為Zn，呈灰白色，實驗6中的金屬為Cu，呈紅色，C項正確；硫酸銅的濃度較小時，鋅與置換出的銅形成原電池，化學(xué)反應(yīng)速率加快，硫酸銅的濃度較大時，鋅與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附著在鋅上，阻礙鋅與硫酸反應(yīng)，氫氣生成速率下降，故硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率不成正比，D項錯誤。13．(2019·湖北黃岡調(diào)研考試)根據(jù)下列實驗與現(xiàn)象，所得實驗結(jié)論正確的是(A)

選項實驗與現(xiàn)象實驗結(jié)論A向某鹽溶液中先滴加過量稀硝酸，再滴加少量Ba(NO3)2溶液，產(chǎn)生白色沉淀原溶液中含有SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)中的一種或幾種B將純堿和鹽酸反應(yīng)生成的氣體先通過飽和小蘇打溶液，再通入Na2SiO3溶液中，出現(xiàn)白色膠狀沉淀元素的非金屬性：Cl>C>SiC左邊棉球變?yōu)槌壬?，右邊棉球變?yōu)樗{色氧化性：Cl2>Br2>I2D試管a出現(xiàn)白色沉淀，試管b出現(xiàn)黃色沉淀溶度積：Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)[解析]本題考查化學(xué)實驗現(xiàn)象和結(jié)論的分析，考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。先加入過量稀硝酸，后加入硝酸鋇溶液，產(chǎn)生不溶于硝酸的白色沉淀，該沉淀為BaSO4，由于稀硝酸能將SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，故原溶液中可能含有SOeq\o\al(2－,4)、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)中的一種或幾種，A項正確；純堿和鹽酸反應(yīng)生成CO2，說明酸性HCl>H2CO3，將產(chǎn)生的氣體先通過飽和NaHCO3溶液，除去CO2中混有的HCl，再通過Na2SiO3溶液，溶液中出現(xiàn)白色膠狀沉淀，說明酸性H2CO3>H2SiO3，故酸性HCl>H2CO3>H2SiO3，根據(jù)元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強，非金屬性越強，可知非金屬性C>Si，但不能說明非金屬性Cl>C，B項錯誤；將氯氣通過浸有NaBr溶液的棉球，棉球變?yōu)槌壬?，說明氯氣能將Br－氧化成Br2，則氧化性Cl2>Br2，由于氯氣和Br2均會通過浸有淀粉KI溶液的棉球，氯氣也能將I－氧化為I2，故不能說明氧化性Br2>I2，C項錯誤；向2mL0.1mol·L－1AgNO3溶液中滴入2mL0.05mol·L－1的NaCl溶液，溶液中Ag＋有剩余，再滴入2mL0.05mol·L－1的NaI溶液，剩余的Ag＋能與I－直接反應(yīng)生成AgI沉淀，不能說明AgCl轉(zhuǎn)化為了AgI，故不能說明溶度積Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)，D項錯誤。14．(2020·山東濟南質(zhì)量評估)某學(xué)習(xí)小組擬探究CO2和鋅粒反應(yīng)是否生成CO，已知CO能與銀氨溶液反應(yīng)產(chǎn)生黑色固體。實驗裝置如圖所示：下列說法正確的是(D)A實驗開始時，先點燃酒精燈，后打開活塞KB．b、c、f中試劑依次為氫氧化鈉溶液、濃硫酸、銀氨溶液C．裝置e的作用是收集一氧化碳氣體D．用上述裝置(另擇試劑)可以制備氫氣并探究其還原性[解析]本題考查CO2與鋅粒反應(yīng)的實驗探究，考查的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究與創(chuàng)新意識。實驗開始時，需先打開活塞K，利用a中反應(yīng)產(chǎn)生的CO2排盡裝置內(nèi)空氣，避免點燃酒精燈時裝置中的空氣與鋅粉反應(yīng)，A項錯誤；a中制得的CO2中含有HCl和水蒸氣，用飽和碳酸氫鈉溶液除去CO2中的HCl，B項錯誤；裝置e作安全瓶，作用是防止裝置f中的液體倒吸到硬質(zhì)玻璃管中，C項錯誤；a裝置適用于塊狀固體與液體反應(yīng)，可以用鋅粒與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制備氫氣，可將d裝置中鋅粉換成氧化銅來探究H2的還原性，D項正確。15．(2020·山東青島二中月考)常溫常壓下，一氧化二氯(Cl2O)為棕黃色氣體，沸點為3.8℃，42℃以上會分解生成Cl2和O2，Cl2O易溶于水并與水反應(yīng)生成HClO。Ⅰ.制備產(chǎn)品將氯氣和空氣(不參與反應(yīng))按體積比1﹕3混合通入含水8%的碳酸鈉中制備Cl2O，并用水吸收Cl2O(不含Cl2)制備次氯酸溶液。(1)各裝置的連接順序為A→D→B→C→E。(2)裝置B中多孔球泡和攪拌棒的作用是加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)充分進行；裝置C的作用是除去Cl2O中的Cl2。(3)制備Cl2O的化學(xué)方程式為2Cl2＋Na2CO3=Cl2O＋2NaCl＋CO2(或2Cl2＋2Na2CO3＋H2O=Cl2O＋2NaCl＋2NaHCO3)。(4)反應(yīng)過程中，裝置B需放在冷水中，其目的是防止反應(yīng)放熱溫度過高導(dǎo)致Cl2O分解。(5)此方法相對于用氯氣直接溶于水制備次氯酸溶液有兩個主要優(yōu)點，分別是制得的次氯酸純度較高，溶液濃度較大。Ⅱ.測定濃度(6)已知次氯酸可被FeSO4等物質(zhì)還原。用下列實驗方案測定裝置E所得溶液中次氯酸的物質(zhì)的量濃度：量取10mL上述次氯酸溶液，并稀釋至100mL，再從其中取出10.00mL于錐形瓶中，并加入10.00mL0.80mol·L－1的FeSO4溶液，充分反應(yīng)后，用0.05000mol·L－1的酸性KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液24.00mL，則原次氯酸溶液的濃度為1.000mol·L－1。[解析]本題主要考查一氧化二氯(Cl2O)的制備及含量測定，涉及的知識點有儀器連接、化學(xué)方程式的書