适用于新教材2024版高考化学一轮总复习第三章课时规范练18非金属及其化合物的制备微流程和微实验鲁科版

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课时规范练18
一、选择题:每小题只有1个选项符合题意。
1.采用水合肼(N2H4·H2O)还原法制取碘化钠固体,其制备流程如图所示。已知:“合成”步骤中生成的副产物为I。

下列说法不正确的是(　　)
A.“合成”过程所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+
B.“还原”过程消耗I的离子方程式为2I+3N2H4·H2O3N2↑+2I-+9H2O
C.水合肼还原法的优点是N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,不引入杂质
D.工业上常用铁屑还原NaIO3制备NaI,理论上该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
答案D
解析“合成”过程I2与NaOH溶液发生反应:I2+2NaOHNaI+NaIO+H2O,结合信息可知有副产物,所得溶液中主要含有I-、IO-、I和Na+,A正确;“还原”过程水合肼将I还原为I-,水合肼则被氧化为N2,B正确;由B项分析可知,N2H4·H2O被氧化后的产物为N2和H2O,该制备NaI实验中不引入杂质,C正确;氧化剂:NaIO3~I-~6e-,还原剂:Fe~Fe2+~2e-,根据得失电子守恒可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3,D错误。
2.探究是培养创新精神和实践能力的手段。用如下装置探究氯气的性质,图中三支试管口均放置浸有NaOH溶液的棉花。下列对实验现象的分析错误的是(　　)

A.①中淀粉KI试纸变蓝,说明Cl2的氧化性强于I2
B.②中产生白色沉淀,说明氯气与水反应生成Cl-
C.③中的溶液变为棕黄色,说明氯气具有氧化性
D.④中溶液先变红后褪色,说明氯水有酸性和漂白性
答案B
解析Cl2可与KI反应生成I2,使湿润的淀粉KI试纸变蓝,Cl2是氧化剂,I2是氧化产物,则Cl2的氧化性强于I2,A正确;浓盐酸易挥发出HCl,伴随Cl2进入AgNO3溶液,故不能说明Cl2与水反应生成Cl-,B错误;Cl2与FeCl2溶液反应,FeCl2被氧化生成FeCl3,溶液变为棕黄色,Cl2是氧化剂,表现氧化性,C正确;Cl2与水反应生成HCl和HClO,溶液呈酸性,使紫色石蕊溶液变红色,HClO具有漂白性,可使溶液褪色,D正确。
3.氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质,设计了如图所示装置。下列说法错误的是(　　)

A.甲装置中的固体可以是NaOH或CaO
B.乙装置中的干燥剂可以是碱石灰
C.丙中发生的反应是4NH3+5O24NO+6H2O
D.若戊中观察到紫色溶液变红,则说明已制得HNO3
答案A
解析甲中浓氨水用于制备氨,经过干燥后在丙中发生氨的催化氧化,因此甲中需要同时提供氨气和氧气,则X为过氧化钠;丙中氨与氧气在催化剂作用下发生反应生成一氧化氮,一氧化氮可与氧气反应生成二氧化氮,过量的氧气与二氧化氮在戊中反应可生成硝酸,己为尾气吸收装置。甲装置需要提供氨和氧气,如果甲装置中的固体是NaOH或CaO,只能提供氨,不能提供氧气,X应为过氧化钠等,A错误;乙用于干燥氨和氧气,可用碱石灰干燥,B正确;加热条件下,氨与氧气在催化条件下反应生成一氧化氮,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O,C正确;戊中观察到紫色溶液变红,说明生成了酸性物质,可以说明生成了硝酸,D正确。
4.(2023湖北武汉模拟)实验室用如下装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨和次氯酸钠合成肼(N2H4)的过程。下列说法正确的是(　　)

A.将装置①中浓盐酸换成H2O2溶液,也常用于实验室制备氧气
B.②中盛装NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2
C.③中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中用来制取NH3;④装置作安全瓶,能防倒吸;在③中NH3和NaClO反应生成N2H4,发生反应ClO-+2NH3N2H4+Cl-+H2O,最后关闭K1;②中盛装NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2。若将装置①中浓盐酸换成H2O2溶液,制备氧气时不需要加热,MnO2是催化剂,A错误;Cl2有毒,不能排放在环境中,则②中盛装NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2,B正确;③分液漏斗中应该盛装NaOH溶液,利用Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO,C错误;反应结束后,由于NH3的密度比空气小,④中含有空气,不能收集到纯净的NH3,D错误。
5.(2023河北邯郸十校联考)某兴趣小组设计实验制取NO,并利用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是(　　)


已知:①浓硝酸可氧化NO;②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置乙的作用是干燥,防止水蒸气进入戊中干扰反应
答案D
解析根据实验原理,NO被灼热的铁粉还原为N2,同时铁被氧化生成FeO,首先应制备纯净、干燥的NO。利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,制得的NO中会混有硝酸和水蒸气,同时装置中的O2也能与NO反应生成NO2,则先通过装置丁除去挥发出的HNO3及产生NO2,然后通过装置己进行干燥,得到纯净、干燥的NO进入装置戊中与铁粉反应,最后处理多余的NO。又因为NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,因此先通过装置乙氧化NO,再通过丙吸收生成的NO2,故装置接口的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d,A正确。装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时铁粉被氧化生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,B正确。装置丁盛有水,其作用是除去挥发出的HNO3及产生的NO2,C正确。装置乙盛有浓硝酸,可以氧化NO生成NO2,便于NaOH溶液吸收,D错误。
6.磷化氢(PH3)是一种在空气中能自燃的剧毒气体,可通过以下流程制取:

下列说法错误的是(　　)
A.NaH2PO2既能与酸反应又能与碱反应
B.流程中有两处涉及氧化还原反应
C.该过程需要在无氧条件下进行
D.分解反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1
答案A
解析白磷与足量氢氧化钠溶液发生氧化还原反应生成PH3和NaH2PO2溶液,NaH2PO2溶液与稀硫酸反应生成H3PO2,H3PO2为一元弱酸,发生分解反应生成PH3和H3PO4。H3PO2为一元弱酸,NaH2PO2为正盐,只能与酸反应,A错误;白磷与NaOH溶液反应、H3PO2分解生成PH3和H3PO4,这两个反应都是氧化还原反应,B正确;PH3在空气中能自燃,整个过程中有PH3生成,故需要在无氧条件下进行,C正确;H3PO2中P元素为+1价,H3PO4和PH3中P元素分别为+5价和-3价,根据得失电子守恒可知,反应生成H3PO4和PH3的物质的量之比为1∶1,D正确。
二、非选择题
7.硫酰氯(SO2Cl2)是一种重要的化工试剂,氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法。实验室合成硫酰氯的实验装置如下图所示(部分夹持装置未画出):

已知:①SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)　ΔH=-97.3 kJ·mol-1。
②常温下硫酰氯为无色液体,熔点为-54.1 ℃,沸点为69.1 ℃,在潮湿空气中“发烟”。
③100 ℃以上或长时间存放硫酰氯都易分解,生成二氧化硫和氯气。
回答下列问题:
(1)硫酰氯在潮湿空气中“发烟”的原因是 　(用化学方程式表示)。 
(2)装置B中盛放的试剂是　　　　　　;仪器D的名称为　　　　　　。 
(3)装置E的作用是  　, 
E中冷凝水的入口是　　　　(填“a”或“b”);整套装置存在的一处缺陷是　　　　　　　　　　　　。 
(4)当装置A中生成氯气1.12 L(已折算成标准状况)时,硫酰氯的产率为44%,则最终得到纯净的硫酰氯　　　　 g。 
(5)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,该反应的化学方程式为 　, 
分离两种产物的方法是　。 
(6)硫酰氯的工业品中常含有少量硫酸,请你设计实验验证其中含有硫酸(写出实验方案及相关实验现象,不必写出具体实验操作。可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液): 　。 
答案(1)SO2Cl2+2H2O2HCl+H2SO4
(2)饱和食盐水　三颈烧瓶
(3)冷凝回流　a　缺少尾气处理装置　(4)2.97
(5)2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4　蒸馏
(6)取少量产品在干燥条件下加热至硫酰氯完全挥发,剩余物质冷却并用水稀释。取少量所得的溶液滴加紫色石蕊溶液,溶液变红;再另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀
解析(4)当装置A中生成氯气1.12L(已折算成标准状况)时,氯气的物质的量为0.05mol,由于硫酰氯的产率为44%,则生成硫酰氯的物质的量为0.05mol×44%=0.022mol,所以最终得到纯净的硫酰氯的质量为0.022mol×135g·mol-1=2.97g。
(5)氯磺酸(ClSO3H)加热分解,也能制得硫酰氯与另外一种物质,由质量守恒可知,该反应的化学方程式为2ClSO3HSO2Cl2+H2SO4,硫酸沸点高,由题中信息可知,硫酰氯的沸点较低,故分离两种产物的方法是蒸馏。
(6)欲设计实验验证硫酰氯的工业品中含有少量硫酸,可根据硫酸的组成和性质用题给试剂进行检验。