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2025 高考化学解密之制备实验方案的设计
一.选择题(共 25 小题)
1.(2024 秋•安徽月考)用 FeCl3•6H2O 晶体制取无水 FeCl3 的实验装置如图所示,已知无水 FeCl3 易水解、 易升华。下列说法错误的是 ( )
A .先打开分液漏斗活塞再点燃酒精灯
B .b 装置中盛装的试剂是浓硫酸
C .d 装置起到冷凝收集产物的作用
D .f 装置中上层为苯,下层为 NaOH 溶液
2 .(2024 秋•泉州月考)某同学设计下列装置制备少量 ClCH2CH2OH(沸点为 128.7℃ , 能与水、乙醇以 任意比混溶)。下列说法正确的是 ( )
A .配制乙醇与浓硫酸混合液的方法是:在不断搅拌下向浓硫酸中加入乙醇
B .装置 b 中可盛放酸性 KMnO4溶液以除去 SO2杂质
C .装置 c 中发生的反应为 Cl2+H2O+CH2 =CH2→ClCH2CH2OH+HCl
D .最后用分液的方法从装置 c 中分离出 ClCH2CH2OH
3 .(2024 秋•长治月考)工业上生产 NaNO2 的流程之一如图:
1
已知:只有 V(NO)与 V(NO2)等体积进入“吸收塔 ”才能获得高纯度的产品 NaNO2;NO 与 Na2CO3 溶液不反应。下列说法正确的是 ( )
A .生成 V(NO)与 V(NO2)等体积的反应中,氧化剂与还原剂之比为 3 :2
B .“分解塔 ”中温度高低对产品的纯度没有影响
C .若用浓 HNO3代替一定浓度的硝酸,产品中 NaNO3杂质含量升高
D .尾气中含有大量的 CO2 ,直接排放对环境的主要影响是酸雨
4 .(2024 秋•辽宁月考)实验室制备丙炔酸甲酯(CH≡CCOOCH3 ,沸点 103~105℃) 的流程如下,下列
说法正确的是 ( )
A .“蒸馏 ”时可用水浴加热
B .“操作 1 ”名称为萃取分液
C .“洗涤 2 ”中 5%Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸等酸性物质
D .“反应 ”前加入试剂的顺序为浓硫酸、丙炔酸、 甲醇
5 .(2024 秋•汕尾月考)Mg3N2是一种浅黄色粉末,极易水解,常用于制备超硬、耐高温的氮化物。实验 室通过 CuO 氧化 NH3制得 N2 ,再与镁反应得到 Mg3N2 。下列说法不正确的是 ( )
A .装置 A 中分液漏斗中的溶液可以是浓氨水
B .装置 C 中氧化剂与还原剂反应的物质的量之比为 2 :3
C .装置 D 中浓硫酸表现酸性和吸水性
D .Mg3N2水解的方程式 Mg3N2+6H2O =3Mg(OH)2+2NH3 ↑
2
6 .(2023 秋•衡阳县期末)硫酰氯(SO2Cl2)常用于制造医药品、染料等,某实验小组拟用干燥的氯气和 二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯,装置如图所示:
已知:SO2Cl2 的沸点为 69℃ , 遇水能发生剧烈反应并产生白雾。下列说法错误的是 ( )
A .装置①中,为了提高浓盐酸的利用率,可控制分液漏斗缓慢逐滴滴加
B .装置②中试剂是饱和食盐水,装置③中试剂是浓硫酸
C .装置④需要热水浴,控制温度超过 69℃ , 装置⑤需要冰水浴
D .“尾气处理 ”时需在装置⑤后接装有氢氧化钠溶液的洗气瓶
7 .(2024•4 月份模拟)S2Cl2 是一种橙红色液体,易水解产生使品红溶液褪色的气体,常作橡胶工业的硫
化剂。某同学设计如图装置制备 S2Cl2(熔点: —76℃ , 沸点:138℃) 。下列说法错误的是 ( )
A .S2Cl2 分子中含有非极性共价键
B .装置②③中分别装有饱和 NaHCO3溶液、浓硫酸
C .制备 S2Cl2 的过程中可能发生反应:2S2Cl2+2H2O =SO2 ↑+3S+4HCl ↑
D .该实验装置中有一处明显缺陷,可将装置⑥换成装有碱石灰的球形干燥管
8 .(2024 秋•海安市校级月考)实验室制备亚硫酸钠的过程如图所示:将饱和碳酸钠溶液加热到40℃ , 通 入二氧化疏至饱和后,再加入碳酸钠固体,经后续操作制得亚硫酸钠。
(已知 H2SO3:Ka1 =1.5 × 10 - 2 ,Ka2 =6.3 × 10 - 8 ;H2CO3:Ka1 =4.4×10 - 7 ,Ka2 =4.7×10 - 11)
下列说法正确的是 ( )
3
A .饱和 Na2CO3 溶液中存在 2c(Na+)=c(H2CO3)+c( )+c ( )
B .“反应 I ”的离子方程式为+SO2+H2O =+
C .“反应Ⅱ ”得到的溶液中有 c( )<c ( )
D .“反应Ⅱ ”所得溶液经蒸干、灼烧制得 Na2SO3 固体
9 .(2024 秋•荔湾区校级月考)乙烯是一种重要的化工原料,某学习小组用如图所示装置设计实验制备乙 烯并制备 1 ,2 - 二溴乙烷。下列说法错误的是 ( )
A .装置 A 中温度计插入到反应溶液液面以下,便于控制温度在 170℃
B .装置 B 中盛放酸性高锰酸钾溶液, 目的是除去 SO2
C .装置 C 中盛放品红溶液, 目的是检验 SO2是否被除净
D .随着反应的进行,装置 D 的试管中溴水颜色逐渐褪去,溶液分层
10 .(2024 秋•南昌月考)苯与丙酰氯(CH3CH2COCl)的反应是制备苯丙酮的常见方法,制备步骤如下:
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入 AlCl3 固体和 25.00mL 苯 (ρ =0.88g/cm3);
Ⅱ.边搅拌边滴加丙酰氯 9.25g ,维持 50℃反应 2 小时;
Ⅲ.将所得混合物倒入碎冰中,加少量盐酸溶解析出的沉淀;
Ⅳ.分液,有机层经干燥后蒸馏,得产品 11.39g; 相关物质性质如表
物质
沸点/℃
相对分子质量
溶解性
苯
80. 1
78
微溶于水
4
丙酰氯
77
92.5
易溶于苯,易水解
氯化铝
178
133.5
易溶于苯,易水解
苯丙酮
217.5
134
难溶于水,易溶于苯
下列说法错误的是 ( )
A .步骤Ⅱ可使用水浴加热
B .步骤Ⅲ析出的沉淀可能是 Al(OH)3
C .步骤Ⅳ蒸馏主要是分离苯、丙酰氯和苯丙酮
D .本次实验苯丙酮的产率为 85%
11 .(2024 秋•重庆月考)金属钛(Ti)是一种重要的航空材料,其性质稳定,常温下不与稀盐酸反应。工 业上以金红石(TiO2)为原料制备金属钛的主要流程如图所示:下列说法错误的是 ( )
A .“氯化 ”过程的方程式为 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO ↑
B .“还原 ”过程为置换反应,且 Mg 的还原性强于 Ti
C .Mg 还原 TiCl4过程中为防止 O2氧化需要通入 N2作保护气
D .制得的金属钛中含有少量金属 Mg ,可以用稀盐酸浸泡除 Mg
12 .(2024 秋•靖远县月考)弱碱性条件下,利用含砷氧化铜矿(含 CuO 、As2O3及少量不溶性杂质)制备 Cu2(OH)2SO4 的工艺流程如图:
下列说法错误的是 ( )
A .“氨浸 ”时,As2O3发生的离子反应为 As2O3+6NH3+3H2O =6+2 -
B .“氨浸 ”时,CuO 转化为[Cu(NH3)4]2+
C .“氧化除 ”时,每生成 1mol FeAsO4 ,转移的电子数目为 2NA
D .“蒸氨 ”后,滤液中主要存在的离子为 、
13 .(2024•湖南模拟) 以磷肥生产中的副产物氟硅酸(H2SiF6)为原料制备高纯氟化铝,可以解决萤石资 源日益匮乏的现状。其中一种新工艺流程如图所示:
5
已知: ①常温下,0.05mol•L - 1H2SiF6 溶液的 pH 为 1;
②熔点:AlCl3192℃ , AlF31090℃ , SiCl4 - 70℃;沸点:SiF4 - 86℃。
下列有关说法不正确的是 ( )
A .AlCl3与 AlF3 固体晶体类型不同
B .氟硅酸与硫酸钠反应的离子方程式为+2Na+═Na2SiF6 ↓
C .“气相沉积 ”工序中,将无水氯化铝以气态形式投入,可以使反应更充分,产品纯度更高
D .含 1mol H2SiF6 的原料最终制得 1.2mol AlF3 ,则实验产率为 60%
14 .(2024 秋•沙坪坝区校级月考)CuCl 难溶于水,在空气中易被氧化。工业以废铜泥(含 CuS 、Cu2S、 Cu2(OH)2CO3 、Fe 等)为原料制备 CuCl 的流程如图:
下列说法正确的是 ( )
A .“酸浸 ”后,溶液中的金属离子只含 Fe2+和 Cu2+
B .“除杂 ”步骤中,为了使沉淀完全,加氢氧化钠溶液须过量
C .“灼烧 ”不充分会降低 CuCl 的产率
D .实验室模拟工业灼烧操作可在蒸发皿中进行
15 .(2024 秋•小店区校级月考)氯化亚矾(SOCl2)是一种无色易挥发液体,沸点为79℃ , 与水剧烈反应 时液面上有雾形成,并有刺激性气味气体逸出。SOCl2 可用作脱水剂,与 AlCl3•6H2O 混合共热时可得 到无水 AlCl3。实验室用如图所示装置制取无水 AlCl3 ,回收剩余的 SOCl2 并验证生成物中有 SO2。下列 说 法 错 误 的 是 ( )
6
A .仪器 X 的优点是平衡压强,便于液体顺利滴下
B .装置的连接顺序为 A →C →D →E →B
C .装置 B 中新增的阴离子一定只有两种
D .用 K3[Fe(CN)6]溶液能检验 FeCl3•6H2O 与 SOCl2共热脱水过程是否发生氧化还原反应
16.(2024 秋•江阴市校级月考)高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂,是比 O3、KMnO4 氧化性更强,无二次污染的绿色水处理剂。工业上可以由硫酸亚铁制备高铁酸钾以及高铁酸钾处理污水 的部分流程如下,其中过程①中发生的反应为:2FeSO4+6Na2O2 =2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2 ↑ )
以下说法不正确的是 ( )
A .过程①中还原剂与氧化剂的个数之比为 1 :3
B .另一种在碱性条件下制备 K2FeO4 的反应可能:2Fe(OH)3+3ClO - +4OH - =2+3Cl - +5H2O
C .K2FeO4 处理污水时不仅能消毒杀菌,还能生成 Fe(OH)3 胶体吸附水中的悬浮杂质
D .污水中的有害离子 CN - 被 K2FeO4氧化转化为两种无毒气体,反应过程中 CN - 做还原剂
17.(2024 秋•辽宁月考)铋酸钠(NaBiO3)是一种强氧化剂,微溶于水。以泡铋矿[主要成分是(BiO)2CO3, 含 SiO2等杂质]为原料制备铋酸钠的流程如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A .将滤液 1 和滤液 2 合并后加入适量盐酸,可得到 NaCl 溶液
B .“酸浸 ”时发生反应(BiO)2CO3+6HCl =2BiCl3+CO2 ↑+3H2O
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C .分离得到 NaBiO3的操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥
D .“氧化 ”时发生反应的离子方程式:Bi(OH)3+Cl2+3OH - +Na+ =NaBiO3+2Cl - +3H2O
18 .(2024 秋•西安月考)BaTiO3是一种压电材料。以 BaSO4为原料,采用下列路线可制备粉状 BaTiO3。 已知“焙烧 ”后固体产物有 BaCl2 、易溶于水的 BaS 和微溶于水的 CaS;“沉淀 ”步骤中生成的沉淀化 学式为 BaTiO(C2O4)2。
下列说法中错误的是 ( )
A .“焙烧 ”步骤中碳粉的主要作用是做还原剂
B .“浸取 ”步骤中的滤渣为 CaS:“酸化 ”步骤中的酸可用盐酸或稀硫酸
C .“沉淀 ”步骤中发生反应的化学方程式为 BaCl2+TiCl4+2(NH4)2C2O4+H2O =BaTiO(C2O4)2 ↓
+4NH4Cl+2HCl
D .“热分解 ”过程中产生的CO 和 CO2 的物质的量之比为 1 :1
19 .(2024 秋•贵州月考)高铁酸钠(Na2FeO4)可以杀菌消毒,是一种新型、高效、多功能的水处理剂。 某化学实验小组利用NaClO 在碱性介质中与 FeCl3溶液的反应制备 Na2FeO4并探究其性质,实验装置 如图 7 所示。下列说法错误的是 ( )
A .橡胶管 a 的作用是平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
B .若去掉装置乙,其不足之处为挥发出的氯化氢与氢氧化钠溶液反应,干扰 Na2FeO4的制备
C .装置丙中生成 Na2FeO4 的反应说明 ClO - 的氧化性大于
D .装置丁中发生反应的离子方程式有 Fe2++Cl2 =Fe3++2Cl - 和 Fe3++3SCN - =Fe(SCN)3
20 .(2024 秋•贵州月考)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的 Cl - 并制备 Zn ,流程如图,“脱氯 ”步骤仅 Cu
8
元素化合价发生改变。下列说法错误的是 ( ) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰)
离子
Zn2+
Cu2+
- Cl
浓度(g•L - 1)
145
0.03
1
A .“浸铜 ”反应中还原产物是水
B .“浸铜 ”时应加入足量 H2O2 ,确保铜屑溶解完全
C .“脱氯 ”反应:Cu+Cu2++2Cl - =2CuCl
D .脱氯液净化后电解,可在阴极得到 Zn
21 .(2024•贵州开学)环己烯的制备步骤如下:在干燥的圆底烧瓶中加入 10g 环己醇、0.8mL 浓硫酸和几
粒沸石,充分混合均匀,蒸馏温度控制在 90℃以下,接收瓶浸在冷水中冷却,向馏出液中加入食盐和
5%碳酸钠溶液,分液,再加入无水 CaCl2蒸馏收集 80~85℃的馏分。下列叙述错误的是 ( )
A .实验还需要的仪器有酒精灯、冷凝管、锥形瓶、烧杯、分液漏斗和温度计
B .浓硫酸作催化剂和脱水剂,浓硫酸越多,产率越高
C .碳酸钠能中和馏出液中的酸性物质,分液时有机相从上口倒出
D .加入无水氯化钙的目的是除去水分
22 .(2024•临泉县校级开学)工业上煅烧含硫矿物(如 FeS2 、Sb2S3等)产生的 SO2 可以按如图流程脱除
或利用。已知:硫酸的结构简式为 。下列说法错误的是 ( )
A .途径 Ⅰ 、 Ⅱ 、Ⅲ中均有空气参与
B .途径Ⅱ发生的反应为 2SO2+O2+2CaCO32CaSO4+2CO2
C .途径Ⅲ产生的 SO3 也可以用 98.3%浓硫酸吸收
D .1mol X 最多可以与 1mol NaOH 反应
23 .(2024•河南开学)金属钛(Ti)是一种重要的航空材料,其性质稳定,常温下不与稀盐酸反应。工业
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上以金红石(TiO2)为原料制备金属钛的主要流程如图所示:
下列说法错误的是 ( )
A .“氯化 ”过程中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1 :1
B .由“还原 ”过程可知 Mg 的还原性强于 Ti
C .Mg 还原 TnCl4过程中为防止 O2氧化需要通入 N2作保护气
D .制得的金属钛中含有少量金属 Mg ,可以用稀盐酸浸泡除 Mg
24 .(2024 秋•静海区校级月考)利用 NaClO 氧化尿素[CO(NH)2]制备 N2H4•H2O(水合肼)的实验流程
如图所示:
已知:N2H4•H2O 有强还原性,能与 NaClO 剧烈反应生成 N2。
下列说法不正确的是 ( )
A .步骤 Ⅰ 的反应中变价元素只有氯元素
B .步骤 Ⅰ制备 NaClO 溶液时,当产物中 NaClO 与 NaClO3 的物质的量之比为 5 :1 ,则参与反应的氧 化剂与还原剂的物质的量之比为 5 :3
C .步骤Ⅱ中可将尿素水溶液逐滴滴入 NaClO 碱性溶液中
D .生成水合肼反应的离子方程式为:ClO - +CO(NH2)2+2OH - ═Cl - +N2H4•H2O+
25 .(2024 秋•安徽月考)二氧化氯(ClO2 ,黄绿色、易溶于水的气体)是一种高效、低毒的消毒剂,其一 种生产工艺如图所示。下列说法错误的是 ( )
A .气体 A 是 H2
B .NCl3 的键角大于 NF3 的键角
C .参加反应的 NaClO2和 NCl3 的物质的量之比为 6 :1
D .等质量的 ClO2 与 Cl2 的消毒效率之比小于 2.5 :1
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2025 高考化学解密之制备实验方案的设计
参考答案与试题解析
一.选择题(共 25 小题)
1.(2024 秋•安徽月考)用 FeCl3•6H2O 晶体制取无水 FeCl3 的实验装置如图所示,已知无水 FeCl3 易水解、 易升华。下列说法错误的是 ( )
A .先打开分液漏斗活塞再点燃酒精灯
B .b 装置中盛装的试剂是浓硫酸
C .d 装置起到冷凝收集产物的作用
D .f 装置中上层为苯,下层为 NaOH 溶液 【答案】D
【分析】A .FeCl3•6H2O 晶体在 HCl 氛围中加热才能抑制 FeCl3 的水解;
B .用 B 装置干燥 HCl;
C .无水 FeCl3 易升华,遇冷也易凝华;
D .要防止倒吸。
【解答】解:A.FeCl3•6H2O 晶体在 HCl 氛围中加热才能抑制 FeCl3 的水解,因此先打开分液漏斗产生 HCl ,过段时间再点燃酒精灯,故 A 正确;
B .用 B 装置干燥 HCl ,故选用浓硫酸,故 B 正确;
C .无水 FeCl3易升华,遇冷也易凝华,d 中冰块起的作用是降低无水 FeCl3蒸气的温度,便于物质冷凝 结晶,故 C 正确;
D .f 中上层为 NaOH 溶液,下层为 CCl4 ,才能防止倒吸,故 D 错误; 故选:D。
【点评】本题考查物质的制备,侧重考查学生无机实验的掌握情况,试题难度中等。
2 .(2024 秋•泉州月考)某同学设计下列装置制备少量 ClCH2CH2OH(沸点为 128.7℃ , 能与水、乙醇以 任意比混溶)。下列说法正确的是 ( )
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A .配制乙醇与浓硫酸混合液的方法是:在不断搅拌下向浓硫酸中加入乙醇
B .装置 b 中可盛放酸性 KMnO4溶液以除去 SO2杂质
C .装置 c 中发生的反应为 Cl2+H2O+CH2 =CH2→ClCH2CH2OH+HCl
D .最后用分液的方法从装置 c 中分离出 ClCH2CH2OH 【答案】C
【分析】A .根据浓硫酸的密度比乙醇的大,进行分析;
B .根据高锰酸钾溶液可氧化乙烯进行分析;
C .根据 Cl2先与水反应生成 HClO ,HClO 再与乙烯加成进行分析;
D .根据 ClCH2CH2OH 与水互溶,应先中和再蒸馏进行分析。
【解答】解:A .浓硫酸的密度比乙醇的大,应在不断搅拌下向乙醇中加入浓硫酸,故 A 错误;
B .装置 b 中应盛放浓的 NaOH 溶液,因为高锰酸钾溶液会氧化乙烯,故 B 错误;
C .Cl2 先与水反应生成 HClO ,HClO 再与乙烯加成,装置 c 中发生的反应为 Cl2+H2O+CH2 =CH2 → ClCH2CH2OH+HCl ,故 C 正确;
D .ClCH2CH2OH 与水互溶,应先中和再蒸馏,故 D 错误; 故选:C。
【点评】本题主要考查制备实验方案的设计等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已 有的知识进行解题。
3 .(2024 秋•长治月考)工业上生产 NaNO2 的流程之一如图:
已知:只有 V(NO)与 V(NO2)等体积进入“吸收塔 ”才能获得高纯度的产品 NaNO2;NO 与 Na2CO3
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溶液不反应。下列说法正确的是 ( )
A .生成 V(NO)与 V(NO2)等体积的反应中,氧化剂与还原剂之比为 3 :2
B .“分解塔 ”中温度高低对产品的纯度没有影响
C .若用浓 HNO3代替一定浓度的硝酸,产品中 NaNO3杂质含量升高
D .尾气中含有大量的 CO2 ,直接排放对环境的主要影响是酸雨 【答案】C
【分析】将 SO2 和一定浓度的硝酸通入分解塔,发生反应,硝酸被还原为 NO 和 NO2,然后将等体积的 NO 和 NO2冷却后通入碳酸钠溶液中,发生归中反应,生成 NaNO2和 CO2 ,据此分析作答。
【解答】解:A .生成 V(NO)与 V(NO2)等体积,即等物质的量,则有 HNO3~NO ,HNO3~NO2, 2 个硝酸共降低(1+3)价,SO2被氧化为硫酸,1 个 SO2 升高 2 价,所以氧化剂与还原剂之比为 2 :2 = 1 :1 ,故 A 错误;
B .温度过高时,硝酸会自身分解,生成 NO2,“分解塔 ”中温度高低对产品的纯度有影响,故 B 错误;
C .若用浓 HNO3代替一定浓度的硝酸,浓 HNO3会分解产生 NO2 ,NO2可以与碳酸钠发生歧化反应, 生成硝酸钠和亚硝酸钠,所以产品中 NaNO3杂质含量会升高,故 C 正确;
D.尾气中含有大量的 CO2 ,直接排放对环境的主要影响是温室效应,酸雨与 SO2 的排放有关,故 D 错 误;
故选:C。
【点评】本题主要考查制备实验方案的设计,属于高考高频考点,难度中等。
4 .(2024 秋•辽宁月考)实验室制备丙炔酸甲酯(CH≡CCOOCH3 ,沸点 103~105℃) 的流程如下,下列
说法正确的是 ( )
A .“蒸馏 ”时可用水浴加热
B .“操作 1 ”名称为萃取分液
C .“洗涤 2 ”中 5%Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸等酸性物质
D .“反应 ”前加入试剂的顺序为浓硫酸、丙炔酸、 甲醇 【答案】C
【分析】在反应瓶中,加入丙炔酸和甲醇,其中甲醇过量可促进酯化反应正向进行,提高丙炔酸的转化 率,反应后的混合液中加入饱和食盐水,分液分离出有机相,分别用 5%的碳酸钠溶液、水洗涤可以除
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去未反应完的丙炔酸和无机盐,有机相不溶于水,可用分液的方式分离出来,有机相经过无水硫酸钠干 燥、过滤、蒸馏即可得到丙炔酸甲酯,据此分析解题。
【解答】解:A .丙炔酸甲酯的沸点为 103~105℃ , 蒸馏时不能用水浴加热,故 A 错误;
B .操作 1 为有机相用无水硫酸钠除水,除去水后硫酸钠为固态晶体,用过滤分离,故 B 错误;
C .经食盐水洗涤后的有机相含有少量丙炔酸和硫酸等酸性杂质,碳酸钠除去酸性杂质,故 C 正确;
D .溶液混合时,应将密度大的溶液加入密度小的溶液中,酯化反应药品添加顺序为醇、浓硫酸、有机 酸,故 D 错误;
故选:C。
【点评】本题考查物质的制备,侧重考查学生分离提纯基础知识的掌握情况,试题难度中等。
5 .(2024 秋•汕尾月考)Mg3N2是一种浅黄色粉末,极易水解,常用于制备超硬、耐高温的氮化物。实验 室通过 CuO 氧化 NH3制得 N2 ,再与镁反应得到 Mg3N2 。下列说法不正确的是 ( )
A .装置 A 中分液漏斗中的溶液可以是浓氨水
B .装置 C 中氧化剂与还原剂反应的物质的量之比为 2 :3
C .装置 D 中浓硫酸表现酸性和吸水性
D .Mg3N2水解的方程式 Mg3N2+6H2O =3Mg(OH)2+2NH3 ↑ 【答案】B
【分析】该实验目的是利用 N2与 Mg 加热反应生成 Mg3N2 ,A 装置中分液漏斗盛放的是浓氨水,浓氨 水与生石灰混合放出 NH3,B 中碱石灰干燥 NH3,C 装置中 NH3 与 CuO 在加热条件下反应生成 N2 ,装 置 D 中浓硫酸能够吸收 NH3、干燥 N2,干燥的 N2进入 E 装置与 Mg 加热反应生成 Mg3N2,F 装置可以 防止空气中的 CO2 、H2O 等进入装置中与 Mg 反应,以此分析解答。
【解答】解:A.装置 A 中分液漏斗中的溶液是浓氨水,流入烧瓶中与CaO 接触会产生 NH3,故 A 正确;
B.C 中发生反应 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O ,其中氨气是还原剂,氧化铜是氧化剂,比例为 3:
2 ,故 B 错误;
C.装置 D 中浓硫酸的作用除了干燥 N2 ,还需要吸收 NH3 ,故体现酸性和吸水性,故 C 正确;
D.Mg3N2水解时先产生镁离子和氮负离子,然后水解产生氢氧化镁和氨气,对应方程式为 Mg3N2+6H2O ═3Mg(OH)2+2NH3 ↑ , 故 D 正确;
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故选:B。
【点评】本题考查物质的制备实验方案设计,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生知识综合应用、 根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力,综合性较强,注意把握 物质性质以及对题目信息的获取与使用,难度中等。
6 .(2023 秋•衡阳县期末)硫酰氯(SO2Cl2)常用于制造医药品、染料等,某实验小组拟用干燥的氯气和 二氧化硫在活性炭催化下制取硫酰氯,装置如图所示:
已知:SO2Cl2 的沸点为 69℃ , 遇水能发生剧烈反应并产生白雾。下列说法错误的是 ( )
A .装置①中,为了提高浓盐酸的利用率,可控制分液漏斗缓慢逐滴滴加
B .装置②中试剂是饱和食盐水,装置③中试剂是浓硫酸
C .装置④需要热水浴,控制温度超过 69℃ , 装置⑤需要冰水浴
D .“尾气处理 ”时需在装置⑤后接装有氢氧化钠溶液的洗气瓶 【答案】D
【分析】利用纯净干燥的氯气和二氧化硫反应制取硫酰氯, 由实验装置可知,装置①中制备氯气,装 置②中除去氯气中的氯化氢,装置③中浓硫酸干燥氯气,装置④中发生 SO2(g)+Cl2(g)=SO2Cl2 (l),装置⑤中吸收产物,最后吸收尾气。
【解答】解:A .装置①中,为了提高浓盐酸的利用率,可控制分液漏斗缓慢逐滴滴加,以便控制反应 速率,提高原料利用率,故 A 正确;
B .生成的氯气中含有氯化氢和水蒸气,则装置②中试剂是饱和食盐水,装置③中试剂是浓硫酸,故 B 正确;
C .SO2Cl2 的沸点为 69℃ , 因此装置④需要热水浴,控制温度超高 69℃ , 使生成的硫酰氯进入装置⑤ 吸收,其中装置⑤需要冰水浴,故 C 正确;
D .为吸收尾气氯气和二氧化硫,同时防止水蒸气进入装置④中,则“尾气处理 ”时需在装置⑤后接 装有碱石灰的干燥管,故 D 错误;
故选:D。
【点评】本题考查物质的制备,侧重考查学生实验方案设计的掌握情况,试题难度中等。
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7 .(2024•4 月份模拟)S2Cl2 是一种橙红色液体,易水解产生使品红溶液褪色的气体,常作橡胶工业的硫
化剂。某同学设计如图装置制备 S2Cl2(熔点: —76℃ , 沸点:138℃) 。下列说法错误的是 ( )
A .S2Cl2 分子中含有非极性共价键
B .装置②③中分别装有饱和 NaHCO3溶液、浓硫酸
C .制备 S2Cl2 的过程中可能发生反应:2S2Cl2+2H2O =SO2 ↑+3S+4HCl ↑
D .该实验装置中有一处明显缺陷,可将装置⑥换成装有碱石灰的球形干燥管 【答案】B
【分析】分析可知,实验室用高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯气,氯气中混有 HCl 气体和 H2O ,先用饱 和食盐水除去氯化氢,再用浓硫酸干燥,S 和 Cl2 反应生成 S2Cl2 , ⑤中冷水浴冷却收集 S2Cl2 ,装置 ⑥吸收多余的氯气,并防止外界空气中水蒸气加入⑤中使 S2Cl2水解,以此解答。
【解答】解:A .S2Cl2 的结构式为 Cl - S—S—Cl ,含有 S—S 非极性共价键,故 A 正确;
B .由分析可知,装置②③中分别装有饱和食盐水、浓硫酸,故 B 错误;
C.S2Cl2 易和 H2O 发生氧化还原反应生成 SO2、S 和 HCl,化学方程式为:2S2Cl2+2H2O =SO2 ↑+3S+4HCl ↑ , 故 C 正确;
D .实验时要吸收多余的氯气,并防止外界空气中水蒸气加入 e 中使 S2Cl2 水解,故⑥处的装置可以选 用装有碱石灰的球形干燥管,故 D 正确;
故选:B。
【点评】本题考查物质的制备实验方案设计,为高考常见题型和高频考点,侧重考查学生知识综合应用、 根据实验目的及物质的性质进行分析、实验基本操作能力及实验方案设计能力,综合性较强,注意把握 物质性质以及对题目信息的获取与使用,难度中等。
8 .(2024 秋•海安市校级月考)实验室制备亚硫酸钠的过程如图所示:将饱和碳酸钠溶液加热到40℃ , 通 入二氧化疏至饱和后,再加入碳酸钠固体,经后续操作制得亚硫酸钠。
(已知 H2SO3:Ka1 =1.5 × 10 - 2 ,Ka2 =6.3 × 10 - 8 ;H2CO3:Ka1 =4.4×10 - 7 ,Ka2 =4.7×10 - 11)
下列说法正确的是 ( )
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A .饱和 Na2CO3 溶液中存在 2c(Na+)=c(H2CO3)+c( )+c ( )
B .“反应 I ”的离子方程式为+SO2+H2O =+
C .“反应Ⅱ ”得到的溶液中有 c( )<c ( )
D .“反应Ⅱ ”所得溶液经蒸干、灼烧制得 Na2SO3 固体 【答案】C
【分析】A .根据物料守恒进行分析;
B .电离平衡常数越大,酸性越强,强酸可以置换出弱酸;
C .反应 Ⅰ得到的溶液为 NaHSO3溶液,继续加入碳酸钠固体,根据酸性:> ,两者反应生 成 Na2SO3和 NaHCO3 ,根据 Na2SO3溶液进行分析;
D .Na2SO3 易被空气中的氧气氧化。
【解答】解:A .根据物料守恒可知,饱和 Na2CO3溶液中存在 c(Na+)=2[c(H2CO3)+c ( )
+c( )] ,故 A 错误;
B .根据电离平衡常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>> ,所以反应 I ”的离子方程式为:
+2SO2+H2O =CO2+2 ,故 B 错误;
C .反应 Ⅰ得到的溶液为 NaHSO3溶液,继续加入碳酸钠固体,根据酸性:> ,两者反应生 成 Na2SO3和 NaHCO3 ,Na2SO3溶液中肯定存在:c( )<c( ),故 C 正确;
D .Na2SO3 易被空气中的氧气氧化,反应Ⅱ所得溶液经蒸干、灼烧制得 Na2SO4 固体,故 D 错误; 故选:C。
【点评】本题主要考查制备实验方案的设计,同时考查物料守恒、 电离平衡常数 K 的应用、离子浓度 大小的比较等,属于高考高频考点,难度中等。
9 .(2024 秋•荔湾区校级月考)乙烯是一种重要的化工原料,某学习小组用如图所示装置设计实验制备乙 烯并制备 1 ,2 - 二溴乙烷。下列说法错误的是 ( )
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A .装置 A 中温度计插入到反应溶液液面以下,便于控制温度在 170℃
B .装置 B 中盛放酸性高锰酸钾溶液, 目的是除去 SO2
C .装置 C 中盛放品红溶液, 目的是检验 SO2是否被除净
D .随着反应的进行,装置 D 的试管中溴水颜色逐渐褪去,溶液分层 【答案】B
【分析】A .该反应温度为 170℃ , 则装置 A 中温度计插入到反应溶液液面以下;
B .酸性高锰酸钾会将乙烯氧化;
C .二氧化硫能使品红溶褪色;
D .装置 D 中生成的 1 ,2 二溴乙烷微溶于水。
【解答】解:A .该反应温度为 170℃ , 则装置 A 中温度计插入到反应溶液液面以下,便于控制温度在 170℃ , 故 A 正确;
B .酸性高锰酸钾会将乙烯氧化,用氢氧化钠溶液除去 SO2 ,装置 B 中不可盛放酸性高锰酸钾溶液,故 B 错误;
C .二氧化硫能使品红溶褪色;装置 C 中盛放品红溶液, 目的是检验 SO2是否被除净,故 C 正确;
D .装置 D 中生成的 1 ,2 二溴乙烷微溶于水,反应过程中橙黄色溶液褪色,静置后出现分层现象,上 层为透明的水层,下层为无色的 1 ,2 二溴乙烷油状液体,故 D 正确;
故选:B。
【点评】本题考查物质的制备,侧重考查学生无机实验的掌握情况,试题难度中等。
10 .(2024 秋•南昌月考)苯与丙酰氯(CH3CH2COCl)的反应是制备苯丙酮的常见方法,制备步骤如下:
Ⅰ.在三颈烧瓶中加入 AlCl3 固体和 25.00mL 苯 (ρ =0.88g/cm3);
Ⅱ.边搅拌边滴加丙酰氯 9.25g ,维持 50℃反应 2 小时;
Ⅲ.将所得混合物倒入碎冰中,加少量盐酸溶解析出的沉淀;
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Ⅳ.分液,有机层经干燥后蒸馏,得产品 11.39g; 相关物质性质如表
物质
沸点/℃
相对分子质量
溶解性
苯
80. 1
78
微溶于水
丙酰氯
77
92.5
易溶于苯,易水解
氯化铝
178
133.5
易溶于苯,易水解
苯丙酮
217.5
134
难溶于水,易溶于苯
下列说法错误的是 ( )
A .步骤Ⅱ可使用水浴加热
B .步骤Ⅲ析出的沉淀可能是 Al(OH)3
C .步骤Ⅳ蒸馏主要是分离苯、丙酰氯和苯丙酮
D .本次实验苯丙酮的产率为 85% 【答案】C
【分析】A .需要加热且温度小于 100℃的需要采用水浴加热;
B .AlCl3 水解生成 Al(OH)3;
C .步骤Ⅳ中有机物为苯、丙酰氯,结合方框内数据;
D .根据苯~丙酰氯~苯丙酮,两者物质的量为 1 :1 关系。
【解答】解:A .加热温度小于 100℃的可采用水浴加热,故 A 正确;
B .AlCl3水解生成 Al(OH)3 ,步骤Ⅲ析出的沉淀可能是 Al(OH)3 ,故 B 正确;
C .丙酰氯已经水解,步骤Ⅳ中有机物为苯、丙酰氯,步骤Ⅳ蒸馏主要是分离苯和苯丙酮,故 C 错误;
D.苯物质的量为≈0.28,苯酰氯物质的量为 l≈0. 10mol,苯过量,根据苯~
丙酰氯~苯丙酮,本次实验苯丙酮的产率为× 100%≈85% ,故 D 正确;
故选:C。
【点评】本题考查物质的制备实验,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意 把握实验的原理和注意事项,题目难度中等。
11 .(2024 秋•重庆月考)金属钛(Ti)是一种重要的航空材料,其性质稳定,常温下不与稀盐酸反应。工 业上以金红石(TiO2)为原料制备金属钛的主要流程如图所示:下列说法错误的是 ( )
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A .“氯化 ”过程的方程式为 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO ↑
B .“还原 ”过程为置换反应,且 Mg 的还原性强于 Ti
C .Mg 还原 TiCl4过程中为防止 O2氧化需要通入 N2作保护气
D .制得的金属钛中含有少量金属 Mg ,可以用稀盐酸浸泡除 Mg
【答案】C
【分析】 由流程可知,氯化过程中发生 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO ,生成可燃性气体为 CO ,还 原过程中发生 2Mg+TiCl42MgCl2+Ti ,氩气的可隔绝空气,防止金属钛被氧化,以此来解答。 【解答】解:A.结合分析可知,氯化过程中发生 TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO ,故 A 正确;
B.还原过程,镁置换出钛,结合已知信息,金属钛(Ti
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