高考二轮测试题：9-3 物质的制备及实验方案的设计与评价

第三单元　物质的制备及实验方案的设计与评价

一、选择题

1．用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略)，能达到实验目的的是  (　　)

解析　A中稀释浓H2SO4不能在量筒中进行；B中称量NaOH固体应在干燥的小烧杯中

称量；C中冷却水的流向不对，温度计水银球的位置不对。

答案　D

2．下图是一套实验室用于发生、干燥和收集气体的装置。下列各组物质中，能利用这套装置进行的实验是(尾气处理装置已经省略)                                                                                                                     （   ）

A.铜和稀硝酸                     B.二氧化锰和浓盐酸

C.浓氨水和生石灰                 D.双氧水和二氧化锰

解析　不能用排空气法收集NO；二氧化锰与浓盐酸反应需要加热；不能用浓硫酸干燥

氨气

答案　D

3．在实验室进行下列有关物质的制备流程中，理论上正确、操作上可行且经济上合理的是(　　)

A．CCOCO2Na2CO3

B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2

C．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液

D．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液

解析　解题的关键是：准确判断在实验室进行的物质的制备过程中，要理论上正确、操

作上可行且经济上合理。A项中实验室里用在空气中点燃单质碳来制备CO的方法，在

操作上是不可行的；B项中用硝酸银溶液与铜反应来制备Cu(NO3)2是不经济的；D项中

用铁点燃制备氧化铁在理论上不正确、操作上不可行；只有C符合要求。

答案　C

4．下列有关实验原理或操作正确的是           (　　)

A．选择合适的试剂，用图1所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2

B．制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸

C．洗涤沉淀时(见图2)，向漏斗中加适量水，搅拌并滤干

D．用广泛pH试纸测得0.10 mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2

解析　A项，无法用排空气法收集NO；B项正确；C项，洗涤沉淀时向漏斗中加适量水

后要让水自然滤出，不能搅拌；D项，pH试纸测出的pH无法精确到0.1，只能是整数。

答案　B

5．关于下图中各装置的叙述不正确的是           (　　)

A．装置①能验证AgCl沉淀可转化为溶解度更小的Ag2S沉淀

B．装置②中若X为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止发生倒吸

C．装置③的实验可推断硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱

D．装置④可检验溴乙烷发生消去反应得到的气体中含有乙烯

解析　A项，硝酸银与氯化钠反应中硝酸银过量，再加入硫化钠，硫化钠与过量的硝酸

银反应会产生硫化银沉淀，故不能说明是氯化银转变为硫化银沉淀，不正确。

答案　A

6．设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(见右图)。若关闭K，不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是                                                                                                                                                          (　　)

A．用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气

B．用锌粒与稀硫酸制氢气

C．用硫化亚铁(块状)与盐酸制硫化氢

D．用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳

解析　A项，粉末会从孔中漏出提出试管，反应也无法停止；C项，H2S逸出污染空气；

D项，反应生成的微溶性的CaSO4附着在CaCO3的表面，使反应不能继续，制气量有限。

答案　B

7．下列实验装置设计正确且能达到目的的是          (　　)

解析　干燥气体时，应“长进短出”，A项错误；浓硫酸稀释时，应将浓硫酸加入水中，

B项错误；NaOH溶液应置于碱式滴定管中，D项错误。

答案　C

8．下列实验设计能够成功的是            (　　)

解析　A项中亚硫酸钠变质应被氧化成硫酸钠，检验时应使用氯化钡溶液和稀盐酸作检

验试剂，而不应该使用硝酸钡和稀硝酸，因为在酸性条件下硝酸根(硝酸)能将亚硫酸盐(亚

硫酸根)氧化成硫酸盐，干扰实验现象，A错误；B项中由于乙酸能和碳酸钠溶液反应生

成可溶性的乙酸钠，且乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度小，故可通过分液分离，

B正确；C项中后续操作用到了具有强氧化性的稀硝酸，稀硝酸也能将I－氧化成I2，干

扰实验现象，应改用稀盐酸，C错误；D项中并没有检验出Fe2＋，因为硝酸具有强氧化

性，将Fe2＋氧化成了Fe3＋，D错误。

答案　B

二、非选择题

9．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙。

请回答下列问题：

(1)请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号)。

(2)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开

分液漏斗活塞；________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。

A．加热反应一段时间

B．收集气体并检验其纯度

C．关闭分液漏斗活塞

D．停止加热，充分冷却

(3)实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚

酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。

①写出CaH2与水反应的化学方程式____________________________________________；

②该同学的判断不准确，原因是______________________________________________。

(4)请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象

____________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是___________________

___________________________________________________________________________。

解析　本题主要考查制取氢化钙的实验步骤、实验装置的连接以及氢化钙的鉴别与用途，

意在考查考生的实验操作、探究能力。(1)首先用盐酸和锌粒反应制取氢气，再与钙反应

制得氢化钙，其中氢气通入装有钙的硬质玻璃管前要除去杂质HCl，再用浓硫酸干燥除

去水蒸气，制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接，从而防止空气中的水

蒸气与其反应。(2)首先收集氢气并验纯，然后加热反应，停止加热，充分冷却，最后关

闭活塞。(3)氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式：CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋

2H2↑，金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气。(4)区别金属钙和氢化钙，可根据氢化

钙中含有氢元素，让其与氧气反应生成水，并用无水硫酸铜来检验。

答案　(1)i→e，f→d，c→j，k(或k，j)→a

(2)B、A、D、C

(3)①CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑

②金属钙与水反应也有类似现象

(4)取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气体产物通过装有无水硫酸铜

的干燥管，观察到白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色

(5)氢化钙是固体，携带方便

10．课题式课堂教学是研究性学习的一种方式，其基本教学模式为：

―→―→―→

甲

如图甲是关于“一氧化碳的化学性质”的课题式课堂教学中解决问题阶段，甲同学设计

的证明CO具有还原性的实验装置。

(1)实验时应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯。

(2)硬质试管中反应的化学方程式为________________。

(3)乙同学认为甲装置有待优化，如尾气可先储存在瓶内，然后再处理。

如图乙是他设计的贮气瓶，尾气应从________(填“a”或“b”)口通入(其

他装置略)。

(4)丙同学质疑：CO能否使澄清石灰水变浑浊？因此，他设计在CO

通入CuO之前，应先通入澄清石灰水，以比较排除CO与澄清石灰水反应，试对此作出

评价。你认为丙的设计是否有必要________，理由是________________________。

(5)如果开始时通入的是CO和CO2的混合气体，则应如何设计才能达到实验目的？

________________________________________________________________________。

解析　(1)CO为可燃性有毒气体，由于先通CO排空气，故应先点燃B处的酒精灯。

(2)CO能还原CuO生成CO2。

(3)贮气瓶应从a口进气，水从b口排出。

(4)由于整个设计过程中CO开始通过了澄清石灰水，故没必要排除CO的干扰。

(5)应先除去CO2再进入装置。

答案　(1)B　(2)CuO＋COCu＋CO2

(3)a　(4)不必要　在酒精灯A点燃前，CO已通过了澄清石灰水　(5)先通过碱石灰除去

CO2后再通入装置

11．聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为

[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧

化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：

烧渣固体W(S、SiO2等)溶液X溶液Z聚铁胶体聚铁

　　　　　　　↓

　　　　　　溶液Y→绿矾

(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是_______________________________

__________________________________________________________________________。

(2)实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各

仪器接口，顺序为a→__________________________→f。装置D的作用是________，装

置E中NaOH溶液的作用是__________________________________________________。

(3)制备绿矾时，向溶液X中加入过量____________，充分反应后，经____________操作

得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。

(4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为

____________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________。

若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏________。

解析　本题是一道实验制备题。(1)检验SO2常用品红溶液。(2)发生装置中生成的SO2

经干燥后用向上排空气法收集。在制备有毒气体时应连接尾气处理装置，SO2在NaOH

溶液中的溶解量较大，故D为安全瓶，防止倒吸。(3)溶液X中主要成分是硫酸铁，加

入过量铁粉转化成硫酸亚铁，然后过滤出多余铁粉，得硫酸亚铁溶液。(4)pH试纸使用

时不能湿润，采用正确的方法可测得较准确的pH；若溶液Z的pH偏小，则聚铁中铁的

质量分数就会偏低。

答案　(1)将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色

(2)d→e→c→b　防止倒吸　吸收多余的SO2

 (3)铁屑　过滤

(4)将小片pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，与

标准比色卡对照　低(小)

12．实验室以含有Ca2＋、Mg2＋、Cl－、SO、Br－等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：

(1)操作Ⅰ使用的试剂是________，所用主要仪器的名称是________。

(2)加入溶液W的目的是________。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2＋。由表中

数据可知，理论上可选择的pH最大范围是________。酸化溶液Z时，使用的试剂为

________。

(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是________。

[来源:学,科,网]

(4)常温下，H2SO3的电离常数Ka1＝1.2×10－2，Ka2＝6.3×10－8；H2CO3的电离常数Ka1

＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3；将SO2和

CO2气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的pH，若前者的pH小于后者，

则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确，错误在于________。

设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。

____________________________。仪器自选。

供选择的试剂：CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰

水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。

解析　(1)操作Ⅰ是萃取和分液，需要的仪器主要是分液漏斗，用到的试剂是四氯化碳。

(2)加入溶液W的目的是除去溶液中的硫酸根离子，用CaO调节溶液Y的pH，可以除

去Mg2＋，而不除去Ca2＋，故pH的范围是11.0≤pH<12.2。(3)收集二氧化碳用向上排气

法，故a不对；使用长颈漏斗需要液封，c错误。

答案　(1)四氯化碳　分液漏斗

(2)除去溶液中的SO　11.0≤pH<12.2　盐酸

(3)b、d

(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等；

三种参考方案如下：

方案一：配制相同物质的量浓度的NaHSO3和NaHCO3溶液，用酸度计(或pH试纸)测两

溶液的pH。前者的pH小于后者，证明H2SO3酸性强于H2CO3。

方案二：将SO2气体依次通过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、

澄清石灰水。品红溶液不褪色、且澄清石灰水变浑浊，证明H2SO3酸性强于H2CO3。

方案三：将CO2气体依次通过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液。品红溶液不褪色，

证明H2SO 3酸性强于H2CO3。

[来源:学科网ZXXK]