高考专题训练专题05 重要无机物的制备二原卷版.docx
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高考专题训练专题05重要无机物的制备二原卷版
05.重要无机物的制备
(二)
可能用到的相对原子质量:
H-1Li-7C-12N-14O-16F-19Na-23Al-27
S-32Cl-35.5K-39Ca-40Mn-55Fe-56Cu-64Br-80I-127
第Ⅰ卷(选择题共40分)
一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目求的)
1.下列物质的制备合理的是()
①将氯化铝溶液与硫化钾溶液混和后过滤来制备硫化铝
②将过量的铁与氯气加热反应制备氯化亚铁
③在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸
④铜先氧化成氧化铜,再与硫酸反应来制取硫酸铜
⑤将45mL水加入到盛有5gNaCl的烧杯中,搅拌溶解来配制50g质量分数为5%的NaCl溶液
A.①④B.②③C.③④D.全部
2.下列物质的制备合理的是( )
①将氯化铝溶液与硫化钾溶液混合后过滤来制备硫化铝
②将过量的铁与氯气加热反应制备氯化亚铁
③在配制FeSO4溶液时常向其中加入一定量铁粉和稀硫酸
④铜先氧化成氧化铜,再与稀硫酸反应来制取硫酸铜
⑤用氧化钙与浓氨水反应制取氨气
A.①②④ B.②③⑤C.③④⑤D.全部
3.下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是( )
4.某课外小组的同学设计了以下装置(部分夹持仪器已略)制取无水AlCl3(易升华),其中不能达到相应实验目的的是( )
A.用装置甲制取氯气B.用装置乙干燥氯气
C.用装置丙制取并收集AlCl3D.用装置丁处理丙中排出的尾气
5.某学习小组设计实验制备供氢剂氢化钙(CaH2),实验装置如下图所示。
已知:
氢化钙遇水剧烈反应。
下列说法正确的是( )
A.相同条件下,粗锌(含少量铜)比纯锌反应速率慢
B.酸R为浓盐酸,装置b中盛装浓硫酸
C.实验时先点燃酒精灯,后打开活塞K
D.装置d的作用是防止水蒸气进入硬质玻璃管
6.已知FeCO3与砂糖混用可以作补血剂。
某校化学小组同学在实验室里制备FeCO3的流程如图所示。
下列说法正确的是( )
A.过滤操作需要用到的玻璃仪器只有烧杯和漏斗
B.沉淀过程中有NH3放出
C.可利用KSCN溶液检验FeSO4溶液是否变质
D.产品FeCO3在空气中高温分解可得到纯净的FeO
7.下面是以橄榄岩(主要成分为硅酸镁,还有少量的Fe3+、Fe2+、Al3+及少量不溶于酸的杂质)为原料,制备硫酸镁晶体的流程图:
下列说法正确的是( )
A.过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去Si
B.加氨水调节pH=7~8,目的是使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀而除去
C.加双氧水时发生的主要反应为H2O2+Fe2++2H+===Fe3++2H2O
D.粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体,目的是使硫酸镁晶体结晶得更漂亮
8.从海带中提取碘,可经过以下实验步骤完成,下列有关说法正确的是( )
A.在灼烧过程中使用的仪器只有酒精灯、三脚架、泥三角、烧杯、玻璃棒
B.在上述氧化过程中发生反应的离子方程式为2I-+H2O2===I2+2OH-
C.在提取碘单质时,用酒精作萃取剂
D.在分液时,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出
9.以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:
则下列叙述错误的是()
A.A气体是NH3,B气体是CO2
B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒
D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶
10.实验用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程,Fe3+在pH=5时早已完全沉淀。
其分析错误的是()
A.若要测定所得硫酸铜晶体中结晶水的数目,实验中要用到坩埚、坩埚钳和干燥器等
B.利用Cu(OH)2替代CuO也可调试溶液pH,不影响实验结果
C.洗涤晶体:
向滤出晶体的漏斗中加少量冷水浸没晶体,自然流下,重复2-3次
D.用18.4mol/L浓硫酸配制溶解所用4.00mol/L的稀硫酸,玻璃仪器一般只有4种
11.实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体,经历了下列过程(已知Fe3+在pH=5时沉淀完全).其中分析错误的是()
A.步骤②发生的主要反应为:
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
B.步骤②可用氯水、硝酸等强氧化剂代替H2O2
C.步骤③用CuCO3代替CuO也可调节溶液的pH
D.步骤⑤的操作为:
向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体,待水自然流下,重复操作2~3次
12.实验室采用HCl气体“置换”除水、升华相结合的方法用市售的氯化锌制备高纯度无水氯化锌,装置如图所示[市售氯化锌含Zn(OH)Cl]。
下列说法不正确的是( )
A.恒压分液漏斗的作用是平衡气体压强
B.管式炉Ⅰ采取的升温方式是阶段式升温
C.实验时,应先撤去管式炉Ⅰ,再撤去管式炉Ⅱ
D.在尾气吸收装置前应增加一个干燥装置
13.MnSO4•H2O是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰:
下列说法错误的是()
A.装置I烧瓶中放入的药品X为Na2SO3
B.装置II中用“多孔球泡”可增大SO2的吸收速率
C.装置Ⅲ烧杯中溶液为饱和NaHSO3
D.用装置II反应后的溶液制备MnSO4•H2O需经历蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤干燥等过程
14.铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学常用基准试剂,其制备过程如下。
下列分析不正确的是()
A.过程Ⅰ反应:
2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4
B.检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液
C.若省略过程Ⅱ,则铵明矾产率明显减小
D.向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液并加热,先后观察到:
刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失
15.以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如下:
下列说法正确的是()
A.“灼烧”可在石英坩埚中进行
B.母液中的溶质是K2CO3、KHCO3、KCl
C.“结晶”环节采用加热蒸发结晶的方法
D.“转化”反应中,生成的KMnO4和MnO2的物质的量之比为2︰1
16.依据反应2NaIO3+5SO2+4H2O=I2+3H2SO4+2NaHSO4,利用下列装置从含NaIO3的废液中制取单质碘的CCl4溶液并回收NaHSO4。
其中装置正确且能达到相应实验目的是()
A.①②③④B.①②③C.②③④D.②④
17.某化工厂制备净水剂硫酸铁铵晶体[NH4Fe(SO4)2·6H2O]的一种方案如下:
下列说法不正确的是()
A.滤渣A的主要成分是CaSO4
B.相同条件下,NH4Fe(SO4)2·6H2O净水能力比FeCl3强
C.“合成”反应要控制温,温度过高,产率会降低
D.“系列操作”包括蒸发浓缩、降温结晶、过滤、干燥等
18.实验室根据反应:
TiO2(s)+CCl4(g)
TiCl4(g)+CO2(g),在无氧无水条件下制备TiCl4,实验装置如图所示(CCl4、TiCl4的沸点分别为76℃、136℃,且两者互溶)。
下列说法不正确的是()
A.③中反应完成后,先停止通N2,再停止加热
B.①、⑤装置中分别盛有无水氯化钙、浓硫酸
C.②中热水使CCl4气化,④中冰水使TiCl4冷凝
D.④中分离TiCl4、CCl4混合物的方法是蒸馏
19.氯化铁是有机合成中常用的催化剂,如图是实验室模拟化工厂利用工业废铁屑(杂质不与盐酸反应)制备催化剂氯化铁的部分装置图,下列相关说法正确的是()
A.实验室也可以用装置甲制备SO2、C2H4
B.实验过程中,应先让装置乙中的反应进行一段时间后,再开始装置甲中的反应
C.实验过程中应该关闭弹簧夹3,让装置丙中的NaOH溶液充分吸收多余的Cl2
D.反应结束后将三颈烧瓶中的溶液加热浓缩、冷却结晶,可制得氯化铁晶体
20.实验室用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程(Fe3+在pH=5时已完全沉淀):
,②
→CuSO4·5H2O晶体
下列分析中正确的是()
A.用98%的浓硫酸配制溶解所用的4.5mol·L-1的稀硫酸,只需3种玻璃仪器
B.步骤②目的是将溶液Ⅰ中的Fe2+充分转化成Fe3+,实验操作是向溶液Ⅰ中通入足量氯气
C.利用Cu(OH)2替代CuO也可调节溶液pH而不影响实验结果
D.步骤④之后的实验操作是蒸干溶剂结晶,所需仪器是蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、泥三角、三脚架
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、必做题(本题共5小题,共60分)
21.(8分)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),制备过程如下所示:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体中含有SO2的方法是_________________________。
(2)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。
(3)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_________(填“偏大”或“偏小”)。
22.(10分)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。
某研究性学习小组对废旧锂离子电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为_____________________________。
(2)第③步反应的离子方程式是_________________________________________。
(3)第④步反应后,过滤Li2CO3所需的玻璃仪器有______________________________。
若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:
________________________________________________________________________。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含LiMn2O4的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0mL3.0mol·L-1的H2SO4溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为Li2CO3,则至少有__________gNa2CO3参加了反应。
23.(12分)加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末,常温下性质稳定,加热至560℃开始分解。
在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。
工业生产碘酸钾的流程如下:
(1)已知步骤①反应器发生的反应中,单质碘和氯酸钾的物质的量之比为6∶11,则反应器中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(2)步骤②中调节pH=10的目的是___________________________________。
参照碘酸钾的溶解度:
温度/℃
20
40
60
80
KIO3g/100gH2O
8.08
12.6
18.3
24.8
操作③的方法是_____________________________________________________。
(3)检验加碘食盐中的碘元素,学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应,然后用四氯化碳检验生成的碘单质时,甲应观察到的明显现象有____________________。
学生乙对纯净的NaCl进行了如下实验:
取1g纯净的NaCl,加3mL水配成溶液,然后滴入5滴淀粉溶液和1mL0.1mol·L-1KI溶液,振荡,溶液无变化,然后再滴入1滴1mol·L-1的H2SO4,振荡,一段时间后溶液变浅蓝色。
请推测实验中产生蓝色现象的可能原因,用离子方程式表示_________________________________。
(4)学生丙查阅有关食品碘强化剂的资料后知道,碘酸钙也是一种允许使用的食品碘强化剂,它是一种白色结晶或结晶性粉末,难溶于水和乙醇。
丙同学在氯化钙溶液中加入理论量的碘酸钾溶液,反应生成的沉淀经水洗后,室温下干燥得碘酸钙晶体,加热至160~540℃变成无水物,此时固体质量为原晶体质量的78.3%,写出制备碘酸钙晶体的离子方程式:
________________________;检验沉淀已经洗涤干净的方法是_____________________。
24.(15分)六氨氯化镁(MgCl2·6NH3)具有极好的可逆吸、放氨特性,是一种优良的储氨材料。
某研究小组在实验室以菱镁矿(主要成分MgCO3,含少量FeCO3等杂质)为原料制备六氨氯化镁,实验流程图如下:
―→
其中氨化过程装置示意图如下:
已知:
Ⅰ.与Mg2+结合能力:
H2O>NH3>HOCH2CH2OH>CH3OH。
Ⅱ.相关物质的性质见下表:
物质名称
氨气的溶解性
氯化镁的溶解性
六氨氯化镁的溶解性
水
易溶
易溶
易溶
甲醇(沸点65℃)
易溶
易溶
难溶
乙二醇(沸点197℃)
易溶
易溶
难溶
请回答:
(1)调pH适合的物质是__________(填化学式)。
(2)在空气中直接加热MgCl2·6H2O晶体得不到纯的无水MgCl2,原因是___________________
(用化学方程式表示)。
(3)虚框内装置的作用:
_______________________________,操作a的名称是________。
(4)提纯操作中,下列洗涤剂最合适的是________。
A.冰浓氨水B.乙二醇和水的混合液
C.氨气饱和的甲醇溶液D.氨气饱和的乙二醇溶液
(5)制得产品后,该科研小组对产品的成分进行测定,其中氯离子含量检测方法如下:
a.称取1.420g样品,加足量硫酸溶解,配制成250mL溶液;
b.量取25.00mL待测液于锥形瓶中;
c.用0.2000mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,记录消耗AgNO3标准溶液的体积;
d.重复b、c操作2~3次,平均消耗AgNO3标准溶液10.00mL。
①配制样品溶液时加硫酸的原因_______________________________。
②该样品中氯离子百分含量为__________。
③将氯离子百分含量实验值与理论值(36.04%)相比较,请分析造成此结果的可能原因有________________________(已知滴定操作正确、硫酸根离子对检测无影响)。
25.(15分)过氧化钙(CaO2)是水产养殖中广泛使用的一种化学试剂。
CaO2微溶于水,可与水缓慢反应。
实验室用如下方法制备CaO2并测定其纯度。
Ⅰ.过氧化钙的制备
实验装置和步骤如下:
步骤1:
向盛有6%H2O2溶液和浓氨水混合液的三颈瓶中加入稳定剂,置于冷水浴
中;
步骤2:
向上述混合液中逐滴加入浓CaCl2溶液,边加边搅拌,析出固体CaO2·8H2O;
步骤3:
充分反应后,将所得固体过滤、洗涤、脱水干燥,得产品过氧化钙。
请回答:
(1)支管a的作用为________________________________________________。
(2)步骤1中将三颈瓶置于冷水浴中,其主要目的为___________________________。
(3)三颈瓶中发生反应的化学方程式为_______________________________________。
(4)为研究氨水浓度和稳定剂种类对反应产率的影响,设计下列三组实验:
实验编号
双氧水浓度/%
氨水浓度/%
稳定剂种类
产率/%
①
9
9
NaH2PO4
62.0
②
a
10
NaH2PO4
50.3
③
b
c
Na2SiO3
40.9
则c=________。
Ⅱ.过氧化钙纯度的测定
准确称取所制备的过氧化钙样品mg,置于锥形瓶中,分别加入30mL蒸馏水和1mL稀盐酸,振荡使之溶解。
再加入0.5mLMnSO4溶液,然后用cmol·L-1的KMnO4标准溶液滴定至终点(MnO
被还原为Mn2+),消耗KMnO4标准溶液VmL。
(5)滴定至终点的现象为_______________________________________________。
(6)计算样品中CaO2的质量分数为________(用含m、c和V的代数式表示)。
(7)实验中加入MnSO4溶液的作用是_____________________________________。
若滴定管在使用前未用KMnO4标准溶液润洗,则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(8)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,应用了过氧化钙_______________的性质(答出两点)。
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