2020高考化学一轮复习第十章化学实验基础第3节检测(含解析)

化学实验基础

一、选择题

1．实验室采用如图所示装置制备气体，下列有关说法不正确的是(　　)

A．实验前必须检查装置的气密性

B．该装置可以用于制备氢气、氧气和氨气

C．为了防止固体颗粒堵塞导气管，常在试管口放一团棉花

D．若用该装置制备氧气，并用排水法收集，实验结束时要先将导管撤出水槽，再停止加热

【答案】B

2．(2017·江西宜春质检)以下物质的工业制备所用主要原料(括号内物质)不符合事实的是(　　)

A．碘(海带)  B．溴(晒盐后的卤水)

C．乙烯(乙醇)  D．烧碱(氯化钠)

【答案】C

3．(2018·湖北八校联考)四个课外活动小组为完成实验目的，均设计了两套实验装置(部分图中的夹持装置略去)，其中一个活动小组设计的两套装置中，有一套装置存在原理错误，该活动小组是(　　)

A．锌粒和稀硫酸制取氢气 B．向下排空气法收集甲烷

C．制取氨气的发生装置 D．氯化氢气体的喷泉实验

【答案】C

4．下列制备和收集气体的实验装置合理的是(　　)

【答案】D　

【解析】A中固体混合物加热时，试管口应略向下倾斜且在收集NH3的试管口放一团棉花；B中收集NO应用排水法；H2密度小于空气，应用向下排空气法收集。

5．(2017·安徽芜湖5月模拟)下列所示装置正确且能完成相关实验的是(　　)

　　　　　　　　甲　　　　　乙　　　　　　丙　　　　　　丁

A．用图甲所示装置制取Fe(OH)2

B．用图乙所示装置制取SO2

C．用图丙所示装置制取NH3

D．用图丁所示装置比较Cl、C、Si的非金属性强弱

【答案】C

6．下列装置及实验设计合理的是(　　)

A．①  B．②③

C．①②③  D．②③④

【答案】B　

【解析】①忽略了CO2与C的反应是气体体积增大的反应，整个装置为密闭体系，造成CO气体不能通入，实验不能顺利进行，该实验设计不能实施；②、③均可以达到实验目的；④中气体应从左边通入。

7．(2018·安徽宿州第一次质检)实验室用如下装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼(N2H4)的过程。 下列说法正确的是(　　)

A．将装置① 中浓盐酸换成 H2O2，也可用于制备氧气

B．②中盛装 NaOH溶液，用于吸收多余的 Cl2

C．③分液漏斗中盛装饱和食盐水

D．当反应结束时，④中可收集一瓶纯净的 NH3

【答案】B　

【解析】由图可知，①中发生的反应为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，打开K1，Cl2能和NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO，⑤用来制取NH3，④装置作安全瓶，能防倒吸，在③中氨气和NaClO反应生成N2H4：ClO－＋2NH3===N2H4＋Cl－＋H2O。②中盛装NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2。装置①中浓盐酸换成H2O2，制备氧气时不需要加热，二氧化锰作催化剂，故A项错误；氯气有毒，不能排放到环境中，则②中盛装NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2，故B项正确；③分液漏斗中应该盛装NaOH溶液，利用氯气与NaOH溶液反应制备NaClO，故C项错误；反应结束后，关闭K2，多余的氨气可收集在④中，但氨气中混有水蒸气，故D项错误。

8．实验室可将硬质玻璃管改装为燃烧管(如图所示)。挤压软塑料瓶壁，向装有固体B的锥形瓶中加入液体A，同时往燃烧管中通入气体C并点燃，可看到明显的燃烧现象(金属网用以防止气体混合爆炸)。若用此装置模拟工业制氯化氢，则关于试剂选择正确的是(　　)

【答案】D　

【解析】气体C的密度应比空气的小，应为H2，液体A与固体B在常温下反应制取Cl2。

9．可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是(　　)

A．锌和稀硝酸反应制一氧化氮

B．亚硫酸钠与浓硫酸反应制二氧化硫

C．固体NaCl与浓H2SO4反应制取HCl

D．浓氨水和生石灰反应制取氨气

【答案】B　

【解析】NO不能用排气法收集，A项错误；亚硫酸钠与浓硫酸反应不需加热即可制取二氧化硫，可以用浓硫酸除去水蒸气，并且二氧化硫的密度大于空气的密度，可以用该装置制取、净化、收集，B项正确；HCl气体极易溶于水，用NaOH溶液吸收会发生倒吸，C项错误；氨气是碱性气体，不能用浓硫酸净化，D项错误。

10．(2019·江苏连云港模拟)根据实验目的设计如下装置，连接正确的是(　　)

A．制备收集C2H4：连接a→c→g B．制备收集NO：连接 b→c→e→d

C．制备收集NH3：连接b→e→c D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d

【答案】D

二、非选择题

11．利用反应I2(s)＋Cl2(g)===2ICl(l)，实验室可用如图所示装置(加热、夹持装置已略去)制取少量ICl。

已知：①ICl的熔点为13.9 ℃，沸点为97.4 ℃，易水解，且能发生反应ICl(l)＋Cl2(g)=== ICl3(l)。

②ICl3的熔点为33 ℃，沸点为77 ℃。

(1)装置A中发生反应的化学方程式是___________________________________。

(2)装置B的作用是________________。不能用装置F代替装置E，理由是______________________________________________________________。

(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质，提纯的方法是________(填字母)。

A．过滤　 B．蒸发结晶　

C．蒸馏　 D．分液

【答案】(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

(2)除去氯气中的氯化氢杂质　装置F中的水蒸气会进入装置D中，使ICl水解(其他合理答案也可)　(3)C

【解析】(1)装置A用于制Cl2，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑。(2)浓盐酸具有挥发性，制得的Cl2中含有HCl、H2O杂质气体，应在与碘反应前将杂质除去。(3)根据二者沸点的差别，可以用蒸馏的方法除去ICl中溶有的少量ICl3杂质。

12．四氯化钛是无色液体，沸点为136 ℃。它极易水解，遇空气中的水蒸气即产生“白烟”(TiCl4＋H2O===TiOCl2＋2HCl↑)。在650～850 ℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。下图是某科研小组制备TiCl4的反应装置，其主要操作步骤如下：

①连接好整套装置，在通Cl2前先通入CO2气体并持续一段时间；②当锥形瓶中TiCl4的量不再增加时，停止加热，从侧管中改通CO2气体直到电炉中的瓷管冷却为止；③将TiO2、炭粉混合均匀后，装入管式电炉中；④将电炉升温到800 ℃，一段时间后改通Cl2，同时在冷凝管中通冷凝水。

试回答下列问题：

(1)正确的操作顺序为(填序号)________。

(2)C装置中的反应的化学方程式为________________________________。

(3)B中的试剂为________；其作用是________________________________________。

(4)D装置的作用是________________________________________。

(5)干燥管中无水CaCl2的作用是__________________________________。

(6)从环境保护的角度，提出一个优化方案： __________________________________

________________________________________________________________________。

【答案】(1)③①④②　(2)TiO2＋2Cl2＋2CTiCl4＋2CO　(3)浓硫酸　干燥氯气　(4)冷凝四氯化钛

(5)防止E中的水蒸气进入D中使TiCl4水解

(6)在尾气出口处加一点燃的酒精灯(或增加一尾气处理装置)

【解析】由题意知四氯化钛极易水解，故应首先用惰性气体(这里指CO2)排尽装置中的空气，且制得的氯气应先经过干燥，即B中应盛装浓硫酸，并且制得的四氯化钛应采取保护措施，避免与空气中的水蒸气反应，故在冷凝管后连接了无水氯化钙；在650～850 ℃下发生反应生成四氯化钛和一氧化碳，在D装置中被冷却并收集，尾气中含有没反应的氯气以及生成的一氧化碳，故装置最后还需要添加处理一氧化碳的装置。由上分析可得正确的操作顺序应为③①④②。

13．某实验小组用下图所示的装置制备一硝基甲苯(包括邻硝基甲苯和对硝基甲苯)：

反应原理：CH3NO2CH3(产品1)＋CH3NO2(产品2)

实验步骤：①配制浓硫酸与浓硝酸(体积比按1∶3)的混合物(即混酸)40 mL；②在三颈瓶中加入13 g甲苯(易挥发)；③按图所示装好药品，并装好其他仪器；④向三颈瓶里加入混酸，并不断搅拌(磁力搅拌器已略去)；⑤控制温度约为50 ℃，反应大约 10 min，三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现；⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯共15 g。

可能用到的有关数据如下：

请回答下列问题：

(1)实验前需要先在三颈瓶中加入少许__________，目的是________________。

(2)冷凝管的作用是________________；冷却水从冷凝管的________(填“a”或“b”)端进入。

(3)仪器A的名称是________，在使用之前必须进行的操作是________。

(4)分离产品的方案如下：

操作1的名称是________；操作2必需的玻璃仪器有酒精灯、温度计、锥形瓶、牛角管(接液管)和______、________。

(5)本实验中一硝基甲苯的产率为________。

A．77.5%  B．68.7%

C．62.3%  D．53.0%

【答案】(1)碎瓷片(或沸石)　防止暴沸　(2)冷凝回流　a

(3)分液漏斗　检漏　(4)分液　蒸馏烧瓶　冷凝管

(5)A

【解析】(2)甲苯易挥发，冷凝管可使挥发出的甲苯冷凝回流，从而提高了反应物的利用率。(4)题中涉及的有机物不溶于水而无机物溶于水，所以分离有机混合物和无机混合物的方法是分液。产品1、2的沸点不同，可用蒸馏的方法进行分离。(5)13 g甲苯理论上可生成×13 g一硝基甲苯，故产率为×100%≈77.5%。

14．(2018·四川成都模拟)二氯化砜(SO2Cl2)是一种无色液体，主要用于有机物和无机物的氯化等。其熔点为54.1 ℃，沸点为69.2 ℃；常温下比较稳定，受热易分解，遇水剧烈反应生成硫酸和盐酸。

(1)制备。实验室可利用SO2和Cl2按下列装置制取少量SO2Cl2(丙中放有樟脑液，起催化作用)。已知SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)　ΔH<0。

①可以用浓盐酸和酸性高锰酸钾制取氯气，该反应的化学方程式为________________；溶液A为____________。

②上图实框中仪器己的名称为________________；反应装置图的虚框中未画出的仪器是________(填“己”或“庚”)。

③如果将丙装置放入冰水中，会更有利于二氯化砜的生成，其原因是____________________________________。

④下列有关说法错误的是________(填编号)。

a．乙、戊装置相同，在实验中的作用也完全相同

b．甲、丁装置为洗气装置，可用于气体的除杂和干燥

c．组装仪器后首先要进行的操作是检查装置的气密性

d．为提高反应物的利用率，可控制甲、丁装置中产生气泡的速率相等

⑤下列四种制备SO2的方案中最佳选择是_____________________________________。

(2)提纯。将收集到的产物进行减压蒸馏，减压蒸馏的目的是__________________________________________________。

(3)测定。取1.00 g蒸馏后液体，小心地完全溶于水，向所得的溶液中加入足量氯化钡溶液，测得生成沉淀的质量为1.60 g，则所得蒸馏成分中二氯化砜的质量分数为__________%(精确到0.01)。

(4)贮存。二氯化砜应储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。但久置后微显黄色，其原因是__________________________________________。

【答案】(1)①16HCl(浓)＋2KMnO4===5Cl2↑＋2MnCl2＋2KCl＋8H2O　饱和氯化钠溶液　②球形冷凝管　己　③该反应是放热反应，降低温度能使平衡向右移动，有利于二氯化砜的生成　④a　⑤丁

(2)降低二氯化砜的沸点，减少二氯化砜的分解　(3)92.70

(4)二氯化砜自身分解生成的氯气溶于二氯化砜中

【解析】(1)④乙、戊装置相同，乙是干燥Cl2，戊防止空气中水蒸气进入丙中，作用不同，a错误；甲、丁装置为洗气装置，可用于气体的除杂和干燥，b正确。⑤实验室通常用亚硫酸盐与较浓的硫酸反应制备SO2，故最佳选择是丁，另外甲装置生成的SO2量有限、乙会造成较多的硫酸浪费、丙因硝酸能氧化亚硫酸钠而无法获得SO2。(3)设所得馏分中二氯化砜的质量百分含量为x，则：

SO2Cl2～H2SO4～BaSO4

135　　　　　　 233

1．00 g·x　　　 1.6 g

解得x＝92.70%。