课时规范练29 物质的制备 实验方案的设计与评价基础巩固1.(2020广东深圳第一次调研)铜与浓硫酸反应的装置如图所示。下列描述合理的是( ) A.反应过程中,试管Ⅰ中出现的灰黑色固体是Cu2OB.反应结束后,为观察溶液颜色需向试管Ⅰ中加入水C.若试管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可观察到紫色褪至无色D.为验证气体产物具有还原性,试管Ⅱ可盛放溴水2.(2020山西晋中模拟)某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是( )A.装置Ⅰ中发生的反应为NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2OB.加热片刻后需要将酒精灯移开,说明该反应是放热反应C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向下排空气法3.(2020湖南邵阳部分学校联考)亚硝酸钠广泛用于媒染剂、漂白剂等。某兴趣小组用下列装置制取较纯净的NaNO2。反应原理为:2NO+Na2O22NaNO2。已知:NO能被酸性KMnO4溶液氧化成N,Mn被还原为Mn2+。下列分析错误的是( )\nA.甲中滴入稀硝酸前需通入N2B.仪器的连接顺序为a-f-g-d-e-bC.丙中CaCl2用于干燥NOD.乙中吸收尾气时发生的离子反应为3Mn+5NO+4H+3Mn2++5N+2H2O4.(2020广东深圳第二次调研)实验室制备莫尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]的过程是:向稀硫酸中加入过量的铁屑,充分反应后过滤,向滤液中加入一定量的(NH4)2SO4饱和溶液。经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,得到莫尔盐晶体。下列说法正确的是( )A.铁屑上若有少量铁锈,将导致莫尔盐中混入杂质Fe2(SO4)3B.蒸发浓缩使用的仪器有坩埚、玻璃棒、酒精灯C.室温时,莫尔盐的溶解度比(NH4)2SO4和FeSO4的都小D.晶体析出后,取少量母液加入K3[Fe(CN)6],无蓝色沉淀生成5.(2020北京西城二模)某同学研究FeSO4溶液和AgNO3溶液的反应,设计如下对比实验。实验现象ⅠⅡ连通电路后,电流表指针向右偏转,分别取反应前和反应一段时间后甲烧杯中的溶液,滴加KSCN溶液,前者几乎无色,后者显红色连通电路后,电流表指针向左发生微小的偏转,丙、丁烧杯中均无明显现象下列说法正确的是( )A.仅由Ⅰ中的现象可推知Ag+的氧化性强于Fe3+B.Ⅱ中电流表指针向左偏转的原因是Fe2+氧化了银电极C.Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,电流表指针可能不再向左偏转D.对比Ⅰ、Ⅱ可知,Ⅰ中N氧化了Fe2+能力提升6.(2020山东滨州第三次模拟)下列实验操作和现象及所得出的结论正确的是( )选项实验操作实验现象结论A用pH计测同温同浓度的MgCl2和CaCl2溶液的pHpH:MgCl2溶液小于CaCl2溶液金属性:Ca>MgB用铂丝蘸取少量某无色溶液进行焰色试验火焰呈黄色该溶液一定是钠盐溶液C向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,再向其中加入新制的氢氧化铜悬浊液无砖红色沉淀产生说明蔗糖并未水解D向丙烯醛溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液酸性高锰酸钾溶液褪色丙烯醛中含有碳碳双键\n7.(2020北京朝阳区等级考试练习二)用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去),能达到实验目的的是( )选项a中试剂b中试剂c中试剂实验目的装置A氨水CaO无制取并收集氨气B浓盐酸MnO2饱和NaCl溶液制备纯净的Cl2C浓盐酸Na2CO3Na2SiO3溶液比较酸性强弱:H2CO3>H2SiO3D浓硫酸Na2SO3酸性KMnO4溶液验证SO2具有还原性8.(双选)(2020山东济宁三模)碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗高磷酸盐血症。某化学小组用如图装置模拟制备碳酸镧,反应为2LaCl3+6NH4HCO3La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O,下列说法正确的是( )A.从左向右接口的连接顺序:F→B,A→D,E←CB.装置X中盛放的试剂为饱和Na2CO3溶液C.装置Z中用干燥管的主要目的是增大接触面积,加快气体溶解D.实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞9.(双选)(2020山东潍坊三模)Cl2O能与水反应生成次氯酸,可杀死新型冠状病毒等多种病毒。一种制备Cl2O的原理为HgO(红色粉末)+2Cl2HgCl2(白色粉末)+Cl2O,某化学小组用下图装置制备Cl2O(夹持装置略去):\n已知:①Cl2O的熔点为-116℃、沸点为3.8℃,易溶于水;②高浓度的Cl2O易爆炸,Cl2O与有机化合物接触或加热时会发生剧烈反应。下列说法错误的是( )A.装置③中盛装的试剂是饱和食盐水,④中现象是红色粉末逐渐变为白色B.装置④中橡胶塞用锡箔包裹,防止Cl2O与橡胶塞反应C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.通入干燥空气的目的是将生成的Cl2O稀释,防止发生爆炸拓展深化10.(2020海南高考调研测试)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是一种解毒药,用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的解毒,临床常用于治疗荨麻疹、皮肤瘙痒等病症。硫代硫酸钠在中性或碱性环境中稳定,在酸性溶液中分解产生S和SO2。实验Ⅰ.Na2S2O3的制备。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2制得,实验室模拟该工业过程的装置如图所示。(1)仪器a的名称是 ,仪器b的名称是 。b中利用质量分数为70%~80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2的化学方程式为 。c中试剂为 。 (2)实验中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有 (写出一条)。 (3)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是 。 实验Ⅱ.探究Na2S2O3与金属阳离子的氧化还原反应。资料:Fe3++3S2Fe(S2O3(紫黑色)装置试剂X实验现象Fe2(SO4)3溶液混合后溶液先变成紫黑色,30s后溶液几乎变为无色\n(4)根据上述实验现象,初步判断最终Fe3+被S2还原为Fe2+,通过 (填操作、试剂和现象),进一步证实生成了Fe2+。 课时规范练29 物质的制备 实验方案的设计与评价1.D 铜与浓硫酸反应时可能会发生副反应,生成灰黑色的硫化亚铜,Cu2O是红色固体,A错误;不能直接向试管Ⅰ中加入水,因为浓硫酸剩余时加水会放出大量的热可导致液滴飞溅,B错误;铜和浓硫酸在加热的条件下生成二氧化硫,二氧化硫和水反应会生成亚硫酸,能使紫色石蕊溶液变红,但不褪色,C错误;实验中产生的二氧化硫气体,通入溴水中,二氧化硫与溴单质和水发生氧化还原反应,生成硫酸和溴化氢,会使溴水褪色,溴具有氧化性,二氧化硫体现还原性,D正确。2.D 该实验为NaNO2与NH4Cl反应制备N2的过程,根据原子守恒和电子得失守恒,结合反应物及已知的产物,可写出反应方程式。分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管,可使烧瓶内压强与分液漏斗压强相等,从而使NaNO2溶液顺利滴下。装置Ⅱ中的冰盐起冷凝作用,装置Ⅲ的干燥管用来干燥N2。根据题中已知的反应物和生成物,结合原子守恒和电子得失守恒,可知装置Ⅰ中发生的反应为NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O,A项正确;因移开酒精灯后反应仍能进行,说明该反应自身放热,是放热反应,B项正确;据化学方程式可知产物有水蒸气,且反应物为溶液状态,可知反应在产生N2的同时产生大量水蒸气,为便于干燥,先用装置Ⅱ将绝大多数水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ进行干燥,故装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气,C项正确;N2的密度与空气密度相差太小,不适合用排空气法收集,D项错误。3.B 甲中稀硝酸与铜反应生成一氧化氮,一氧化氮易被空气中的氧气氧化,需要将装置中的空气全部排尽,空气中有少量二氧化碳,也会和过氧化钠反应,影响丁装置中亚硝酸钠的制备,则滴入稀硝酸前需通入N2排空气,A正确;制取的一氧化氮含有水蒸气,过氧化钠可与水反应,导致制取产物不纯,可用氯化钙吸收水蒸气,一氧化氮有毒,不能排放到大气中,可用高锰酸钾溶液吸收,则仪器的连接顺序为a-d-e-f-g-b或a-d-e-g-f-b,B错误;根据B选项分析,制取的一氧化氮含有水蒸气,过氧化钠可与水反应,导致制取产物不纯,可用氯化钙吸收水蒸气,故丙中CaCl2用于干燥NO,C正确;根据已知信息:NO能被酸性KMnO4氧化成N,Mn被还原为Mn2+,则乙中吸收尾气时发生的离子反应为3Mn+5NO+4H+3Mn2++5N+2H2O,D正确。4.C 2Fe3++Fe3Fe2+,A错误;蒸发浓缩使用的仪器有蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,B错误;硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,C正确;晶体析出后,取少量母液,其中含有Fe2+,加入K3[Fe(CN)6],3Fe2++2K3[Fe(CN)6]6K++Fe3[Fe(CN)6]2↓,有蓝色沉淀生成,D错误。5.C 由实验Ⅰ可知甲烧杯溶液在反应后生成Fe3+,电子由石墨电极流向银电极,则石墨电极为负极,银电极为正极,负极发生的反应为Fe2+-e-Fe3+;由实验Ⅱ可知,银\n电极为负极,石墨电极为正极,负极发生的反应为Ag-e-Ag+,而Fe的氧化性强于Ag,故正极溶液中的Fe2+不参与反应,所以正极发生吸氧腐蚀。若Ag+的氧化性强于Fe3+,那么Ⅰ中原电池的总反应为Ag++Fe2+Fe3++Ag,而实验Ⅱ随着反应的进行丁烧杯中也能生成Ag+,也可以构成原电池,生成Fe3+,溶液颜色会改变,但是实验Ⅱ中无明显现象,故Ⅰ中的现象是溶解在溶液中的氧气氧化Fe2+导致,A错误;Ⅱ中是空气中的氧气氧化银电极,B错误;Ⅱ中若将银电极换成石墨电极,石墨为惰性电极,不能失去电子,不能形成原电池,电流表指针可能不再向左偏转,C正确;若是N氧化了Fe2+,那么Ⅱ中的Fe2+也会被N氧化,D错误。6.A pH:MgCl2溶液小于CaCl2溶液,说明碱性:Ca(OH)2>Mg(OH)2,说明金属性:Ca>Mg,A正确;焰色试验火焰呈黄色,说明该溶液中含有钠元素,但不一定是钠盐溶液,也可能是NaOH溶液,B错误;蔗糖水解时加入了稀硫酸,能与新制氢氧化铜悬浊液反应,从而使氢氧化铜悬浊液溶解并转化为Cu2+,不能被葡萄糖还原为Cu2O,所以即便生成了葡萄糖,也看不到砖红色沉淀,应在加新制氢氧化铜悬浊液之前加NaOH溶液,C错误;丙烯醛的结构简式为CH2CHCHO,其中,碳碳双键和醛基均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故无法证明丙烯醛中含有碳碳双键,D错误。7.D 氨水中的水可以和氧化钙反应,反应过程放热,使氨气在水中的溶解度降低,可以用来制取氨气,但是由于氨气的密度小于空气,故在收集氨气时需要短导管进气长导管出气,A错误;浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气的过程需要加热,图中没有画出加热装置,故不能达到实验目的,B错误;浓盐酸有挥发性,与碳酸钠反应时除了有二氧化碳生成,还有氯化氢逸出,两种气体溶于硅酸钠溶液均能使硅酸根沉淀,故不能判断碳酸与硅酸酸性的强弱,C错误;浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,将二氧化硫气体导入酸性高锰酸钾溶液中,二氧化硫与高锰酸钾反应,可以验证二氧化硫的还原性,D正确。8.AD 氨气极易溶于水,则采用防倒吸装置,E→C;制取的二氧化碳需除去HCl杂质,则F→B,A→D,A正确;装置X是为了除去HCl杂质,盛放的试剂为饱和NaHCO3溶液,B错误;装置Z中用干燥管的主要目的是防止氨气溶于水时发生倒吸,C错误;实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞,使溶液呈碱性以吸收更多的二氧化碳,D正确。9.AC ①中浓盐酸与高锰酸钾发生氧化还原反应生成氯气,②为饱和食盐水可除去氯气中的HCl,③中浓硫酸干燥氯气,氯气进入装置④中与HgO反应生成Cl2O气体,由沸点可知⑤中冷凝得到Cl2O液体,最后出来的气体为空气及过量的Cl2,高浓度的Cl2O易爆炸,干燥的空气可将生成的Cl2O稀释,防止发生爆炸。根据分析可知装置②中为饱和食盐水,装置③中为浓硫酸用来干燥氯气,A错误;橡胶属于有机化合物,Cl2O与有机化合物接触或加热时会发生剧烈反应,所以橡胶塞用锡箔包裹,B正确;Cl2O的沸点为3.8℃,在装置⑤中冷凝成液体,最后出来的气体为空气及过量的Cl2,C错误;高浓度的Cl2O易爆炸,干燥的空气可将生成的Cl2O稀释,防止发生爆炸,D正确。10.答案(1)分液漏斗 蒸馏烧瓶 H2SO4+Na2SO3Na2SO4+H2O+SO2↑ 硫化钠和碳酸钠的混合溶液(2)调节酸的滴加速度(合理即可)(3)若SO2过量,溶液显酸性,产物会发生分解(4)取少量反应后的溶液于试管中,加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀解析利用浓硫酸和亚硫酸钠固体反应制取二氧化硫,通入盛有硫化钠和碳酸钠的\n混合溶液的三颈烧瓶中进行反应制取硫代硫酸钠,由于硫代硫酸钠在酸性环境中容易分解,所以通入的二氧化硫不能过量,装置d可以用来吸收尾气。(1)仪器a的名称是分液漏斗,仪器b的名称是蒸馏烧瓶,b中利用质量分数为70%~80%的H2SO4溶液与Na2SO3固体反应制备SO2的化学方程式为H2SO4+Na2SO3SO2↑+H2O+Na2SO4,c装置为Na2S2O3的生成装置,根据反应原理可知c中的试剂为硫化钠和碳酸钠的混合溶液。(2)可以通过控制反应的温度或硫酸的滴加速度来控制SO2的生成速率。(3)硫代硫酸钠遇酸易分解,若通入的SO2过量,则溶液显酸性,硫代硫酸钠会分解。(4)实验①的现象是混合后溶液先变成紫黑色,30s后溶液几乎变为无色,取反应后的混合液并加入铁氰化钾溶液,产生蓝色沉淀,则有Fe2+生成,可判断为Fe3+被S2还原为Fe2+。
