2021版高考化学一轮复习课时提升作业三十六物质的制备与合成含解析苏教版

1物质的制备与合成1.(2020·唐山模拟)下列药品和装置合理且能完成相应实验的是()A.图①用来制备氢氧化亚铁B.图②用来验证非金属性ClCSiC.图③用来检验二氧化硫中是否混有二氧化碳D.实验室用图④制取并收集氨气【解析】选C。A.氢氧化亚铁易被氧气氧化,氯化亚铁溶液应用苯隔绝空气,否则即使生成氢氧化亚铁也会被空气氧化而变质,故A错误;B.验证非金属性ClCSi,应用高氯酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,然后通入硅酸钠溶液中观察是否有沉淀生成,故B错误;C.高锰酸钾与二氧化硫发生氧化还原反应,品红用于检验二氧化硫是否除尽,如有二氧化碳,通入澄清石灰水变浑浊,实验合理,故C正确;D.为防止试管炸裂,则试管口应向下倾斜,故D错误。【加固训练】设计实验要注意安全、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(如图)。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.用亚硫酸钠与盐酸制二氧化硫D.用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳2【解析】选B。A项,粉末会从孔中漏出,提出试管反应也无法停止;C项,亚硫酸钠易溶于水,不能控制反应随时停止;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。2.现有下列两套实验装置,用于实验室制取乙酸乙酯或乙酸丁酯。下列说法错误的是()A.图Ⅰ装置用于制取乙酸乙酯,图Ⅱ装置用于制取乙酸丁酯B.导管a和导管b的作用都是冷凝回流C.都可用饱和Na2CO3溶液来洗去酯中的酸和醇D.加入过量的乙酸可以提高醇的转化率【解析】选B。A、乙酸丁酯相对分子质量大,熔沸点高,不易转移出去,故采用冷凝回流少量的反应物和产物,乙酸乙酯沸点低易挥发,收集在试管中,正确;B、b是冷凝回流,a是导气,错误;C、Na2CO3溶液反应掉未反应的酸和溶解醇,正确;D、反应为可逆反应,增加一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率,正确。3.某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究,实验过程如图,下列说法不正确的是()A.①和②都是过滤操作B.滤渣的成分是Cu和Fe的混合物C.操作③和④都是在蒸发皿中进行3D.溶液B中反应的离子方程式:4Fe2++O2+8NH3+10H2O8N+4Fe(OH)3↓【解析】选C。含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料,结合流程可知,过量还原性试剂A为Fe,置换出Cu,则操作①为过滤,滤渣中为Cu和过量的Fe;溶液B中主要含硫酸亚铁,通入空气和氨气,反应生成硫酸铵和氢氧化铁,操作②为过滤,固体为氢氧化铁,操作④为加热,生成红色的氧化铁;溶液C为硫酸铵溶液,则操作③为蒸发结晶得到硫酸铵晶体。根据上面的分析可知,①和②都是过滤操作,故A正确;滤渣中为Cu和过量的Fe,故B正确;操作④为氢氧化铁固体加热,生成红色的氧化铁,应在坩埚中进行,故C错误;溶液B中主要含硫酸亚铁,通入空气和氨气,反应生成硫酸铵和氢氧化铁,反应的离子方程式为4Fe2++O2+8NH3+10H2O8N+4Fe(OH)3↓,故D正确。4.(2020·梧州模拟)高纯MnCO3是广泛用于电子行业的强磁性材料。MnCO3为白色粉末,不溶于水和乙醇,在潮湿环境下易被氧化,温度高于100℃开始分解。Ⅰ.实验室以MnO2为原料制备MnCO3(1)制备MnSO4溶液:①主要反应装置如图所示,缓缓通入经N2稀释的SO2气体,发生反应H2SO3+MnO2MnSO4+H2O。下列措施中,目的是加快反应速率的是________(填标号)。A.MnO2加入前先研磨B.搅拌C.提高混合气中N2比例②已知实验室制取SO2的原理是Na2SO3+2H2SO4(浓)2NaHSO4+SO2↑+H2O。选择如图所示部分装置与上图装置相连制备MnSO4溶液,应选择的装置有________(填标号)。4③若用空气代替N2进行实验,缺点是________________________________(酸性环境下Mn2+不易被氧化)。(2)制备MnCO3固体:实验步骤:①向MnSO4溶液中边搅拌边加入饱和NH3HCO3溶液生成MnCO3沉淀,反应结束后过滤;②……③在70～80℃下烘干得到纯净干燥的MnCO3固体。步骤②需要用到的试剂有____________________________________________________________。Ⅱ.设计实验方案(3)利用沉淀转化的方法证明Ksp(MnCO3)Ksp(NiCO3):_________________________________________。(已知NiCO3为难溶于水的浅绿色固体)(4)证明H2SO4的第二步电离不完全:_____________________________。[已知Ka2(H2SO4)=1.1×10-2]【解析】(1)①反应物是H2SO3、MnO2,MnO2加入前先研磨、搅拌均可加快反应速率,而提高混合气中N2比例会使SO2浓度降低,反应速率减慢,故A、B项正确,C项错误。②制备SO2用装置b,装置a提供N2,用装置e将SO2和N2混合,用装置f吸收尾气。③若用空气代替N2进行实验,则空气中的O2能氧化H2SO3,SO2的利用率降低。(2)步骤②为过滤,用少量水洗涤2～3次;然后用盐酸酸化的BaCl2溶液检验S,从而判断沉淀是否洗涤干净;最后用少量C2H5OH洗涤。(4)H2SO4的第二步电离不完全,但第二步电离产生的S能发生水解,Na2SO4溶液的pH大于7。答案:(1)①A、B②abef③空气中的O2能氧化H2SO3,使SO2利用率下降5(2)水、盐酸酸化的BaCl2溶液、乙醇(3)向Na2CO3溶液中滴加稍过量NiSO4溶液,生成浅绿色沉淀,再滴加几滴MnSO4溶液,沉淀变成白色(4)用pH计测量Na2SO4溶液的pH大于75.ClO2是一种优良的消毒剂,浓度过高时易发生分解,常将其制成NaClO2固体,以便运输和贮存,过氧化氢法制备NaClO2固体的实验装置如图1所示。已知:2NaClO3+H2O2+H2SO42ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O2ClO2+H2O2+2NaOH2NaClO2+O2↑+2H2OClO2熔点-59℃、沸点11℃;H2O2沸点150℃。请回答:(1)仪器A的作用是____________;冰水浴冷却的目的是________________________________________(写两种)。(2)空气流速过快或过慢,均降低NaClO2产率,试解释其原因____________________________________________________________________。(3)Cl-存在时会催化ClO2的生成。反应开始时在三颈烧瓶中加入少量盐酸,ClO2的生成速率大大提高,并产生微量氯气。该过程可能经两步完成,请将其补充完整:①________________________(用离子方程式表示),②H2O2+Cl22Cl-+O2+2H+。(4)H2O2浓度对反应速率有影响。通过图2所示装置将少量30%H2O2溶液浓缩至40%,B处应增加一个设备。该设备的作用是________,馏出物是________________。图2(5)抽滤法分离NaClO2的过程中,下列操作不正确的是______。6A.为防止滤纸被腐蚀,用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤B.先转移溶液至漏斗,待溶液快流尽时再转移沉淀C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀D.抽滤完毕,断开水泵与吸滤瓶间的橡皮管,关闭水龙头【解析】(1)仪器A起安全瓶的作用,目的是防止倒吸。因ClO2的沸点是11℃,且浓度过高时易发生分解,H2O2受热易分解,故冰水浴可以降低NaClO2的溶解度;减少双氧水的分解;增加ClO2的溶解度;减少ClO2的分解。(2)ClO2浓度过高时易发生分解,故空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,会导致ClO2分解;当空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收而大量流失。(3)由题意可知,在酸性条件下NaClO3具有强氧化性,能将Cl-氧化为Cl2,本身被还原为ClO2,可得其反应的离子方程式为2Cl-+2Cl+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O。(4)将少量30%H2O2溶液浓缩至40%即减少含水量,因双氧水(沸点150℃)受热易分解,所以B处应增加的设备是减压装置,可以降低蒸馏温度,减少物质的分解,以及降低能量消耗;因水的沸点比双氧水的低,故蒸馏出的物质是H2O(或水)。(5)实验时,放入比布氏漏斗内径小的滤纸后,先由洗瓶挤出少量蒸馏水润湿滤纸,微启水龙头,稍微抽吸,使滤纸紧贴在漏斗的瓷板上,然后开大水龙头进行抽气过滤,故C错误。答案:(1)防止倒吸降低NaClO2的溶解度;减少双氧水的分解;增加ClO2的溶解度;减少ClO2的分解(答两点即可)(2)空气流速过慢时,ClO2不能及时被移走,浓度过高导致分解;空气流速过快时,ClO2不能被充分吸收(3)2Cl-+2Cl+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O(4)减压H2O(或水)(5)C1.下图是一套实验室制取气体的装置,用于发生、干燥、收集和吸收有毒气体,下列各组物质能利用这套装置进行实验的是()7A.MnO2和浓盐酸B.Na2SO3(s)和浓硫酸C.Cu片和稀硝酸D.浓氨水和生石灰【解析】选B。MnO2和浓盐酸制氯气需加热;Cu片和稀硝酸生成的NO不能用排空气法收集;浓氨水和生石灰生成的NH3不能用浓硫酸干燥。2.现有氧化银、氧化镁、氧化铝的混合物,按如图所示的方法制取金属单质,下列叙述不正确的是()A.可利用淀粉水解产生的X试剂与溶液1反应制金属1B.Y试剂可通过氯碱工业制得C.过量Z与溶液2的第一步反应是2OH-+CO2C+H2OD.工业上用电解固体4法制取金属3,加入冰晶石的作用是降低固体4的熔点【解析】选D。混合物中仅有氧化银与氨水反应生成银氨溶液,则溶液1为银氨溶液,试剂X可为葡萄糖,金属1为银,固体1为氧化镁和氧化铝的混合物,试剂Y可为氢氧化钠溶液,则固体2为氧化镁,金属2为镁,溶液2为偏铝酸钠,固体3为氢氧化铝,固体4为氧化铝,金属3为铝。试剂X可为葡萄糖,可利用淀粉水解产生,葡萄糖与银氨溶液反应生成银,故A正确;试剂Y可为氢氧化钠溶液,可电解饱和食盐水生成,故B正确;溶液2含有过量的氢氧化钠,通入二氧化碳,首先发生2OH-+CO2C+H2O,故C正确;加入冰晶石不能降低氧化铝的熔点,但形成共沸物,熔点降低,故D错误。83.Cl2O是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示,加热装置和夹持仪器已略。已知:Cl2O的熔点为-116℃,沸点为3.8℃;Cl2的沸点为-34.6℃;HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O。下列说法正确的是()A.装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水B.通干燥空气的目的是作氧化剂C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸【解析】选D。从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气,所以氯气要先通过饱和食盐水,再通过浓硫酸,即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸,A项错误;通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置,B项错误;从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2,C项错误;装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸,D项正确。4.氨基磺酸镍[Ni(H2NSO3)2]是工业电镀镍所必需的化工原料,某科研小组先用尿素、SO3合成中间体氨基磺酸(H2NSO3H),再用氨基磺酸、金属镍和双氧水反应来合成氨基磺酸镍。已知磺化制氨基磺酸反应原理和整个过程的流程图如下:①CO(NH2)2(s)+SO3(g)H2NCONHSO3H(s)ΔH0②H2NCONHSO3H(s)+H2SO42H2NSO3H(s