专题2研究物质的基本方法测试卷（含解析）高一上学期化学苏教版（2020）必修第一册

专题2《研究物质的基本方法》测试卷
一、单选题
1．1911年著名物理学家卢瑟福等人为探索原子的内部结构进行了下面的实验。他们用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔，发现：①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；②一小部分α粒子改变了原来的运动方向；③有极少数α粒子被弹了回来。由示意图和上述发现推出的关于原子内部结构的一些假设，其中不合理的是
A．原子核体积很小，电子均匀的分布在原子核外
B．电子的质量很小
C．原子核与α粒子带同种电荷
D．原子内有相对较大的空间
2．高效净水剂聚合氯化铝铁()的组成可表示为，该物质广泛应用于日常生活用水和工业废水的净化处理。某工厂欲以工业废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料、采用如下流程来制取：
下列判断错误的是
A．因在水中生成氢氧化铝和氢氧化铁而能净水
B．往甲溶液中滴入溶液后溶液一定呈血红色
C．试剂具有氧化性
D．乙溶液一定不呈强碱性
3．实验室中需要配制1mol/L的NaCl溶液450mL，配制时应选用的容量瓶的规格和称取的NaCl质量为
A．500mL，29.250g B．450mL，26.325g
C．500mL，26.325g D．250mL，26.325g
4．某学生运用所学知识研究钠的性质：将一粒金属钠和一块不锈钢片分别放在表面皿中，研究它们在空气中的稳定性。该学生采用的研究方法是
①假说法 ②实验法 ③分类法 ④比较法
A．②④ B．①②③④ C．①③ D．①②
5．钙元素在人体血液中以钙离子的形式存在，正常指标参考值为2.13×10-3~2.70 ×10-3 mol·L-1。表示该指标的物理量是
A．溶解度 B．体积分数 C．物质的量浓度 D．质量分数
6．甘油是一种常用的有机溶剂，可与水以任意体积比互溶，密度约为1.26g/mL，沸点约为290℃。分离水和甘油应采用的方法是
A．蒸馏 B．蒸发 C．过滤 D．萃取、分液
7．下列除去杂质的实验方法正确的是(括号里为少量杂质)
A．CO2( CO)：用酒精灯点燃
B．K2CO3( NaHCO3)：置于坩埚中加热
C．FeCl2( FeCl3)：加入足量铜粉，过滤
D．Fe2O3(Al2O3)：氢氧化钠溶液，过滤、洗涤
8．用如图所示装置进行相应实验，能达到实验目的的是
选项 A B C D
装置
目的 制取沉淀 将设计成原电池装置 分离苯和硝基苯 测定溶液的物质的量浓度
A．A B．B C．C D．D
9．配制物质的量浓度为0.1mol L－1的Na2CO3溶液100 mL时，操作正确的是 （ ）
A．用托盘天平称取1．06 g 无水碳酸钠，在烧杯中加适量水溶解，待冷却到室温后，将溶液转移到容量瓶中
B．在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及瓶塞处是否漏水
C．定容时，若加水超过刻度线，可用胶头滴管小心吸出多余部分
D．定容时，若俯视，则所配溶液的浓度将偏低
10．下列实验操作正确的是　　　　　　　
A．滴加液体 B．测溶液pH C．氧气验满 D．熄灭酒精灯
A．A B．B C．C D．D
11．用苯萃取碘的饱和水溶液中的碘，下列说法中不正确的
A．使用分液漏斗分液时，应将漏斗颈上的玻璃塞子打开
B．碘在苯中的溶解度比在水中的溶解度大
C．碘在苯溶液中呈紫红色
D．分液时，待水从分液漏斗下口流尽后，接着从下口把碘的苯溶液流入另一个烧杯
12．下列操作能达到实验目的的是
A．用量筒量取浓硫酸
B．将饱和溶液滴入溶液，制备胶体
C．将溶液蒸发结晶获得晶体
D．将两个石墨电极插入饱和溶液，接通电源后导电，可证明是电解质
13．下列仪器中，使用时必须检查是否漏水的是（ ）
A． B． C． D．
14．下列关于实验操作的叙述中，正确的是
A．蒸发操作时，将蒸发皿放置在垫有石棉网的铁圈上，进行加热
B．萃取操作时，应选择有机萃取剂，且萃取剂的密度必须比水大
C．萃取操作时，分液漏斗使用前必须检查是否漏水
D．蒸发操作时，蒸发皿中的固体全部析出后停止加热
15．下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是（ ）
A．洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B．蒸发时将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上，并加垫石棉网加热
C．使用CCl4萃取溴水中的溴时，振荡后需打开活塞使下层液体流出
D．用镊子取少量碳酸氢钠粉末
二、填空题
16．用20 g NaOH配成500 mL溶液，NaOH的物质的量的浓度为_______。取出50 mL，它的物质的量浓度为_______，含NaOH的物质的量为_______，含NaOH的质量为_______g，把这50 mL溶液加水稀释到200 mL，NaOH的物质的量浓度为_______。
17．硫酸亚铁铵晶体的化学式为，是常用的还原剂，实验室制备它的原理为．已知几种盐的溶解度(g)如下表所示：
温度/℃ 0 10 20 30 40 50
15.6 20.5 26.5 32.9 40.2 48.6
70.6 73.0 75.4 78.0 81.63 84.4
12.5 17.2 33.0 40.0
回答下列问题：
(1)下列有关的说法错误的是_______(填序号)。A．是硫酸盐 B．是铁盐 C．是含氧酸盐 D．是可溶性盐
(2)实验室制备硫酸亚铁铵晶体时，从混合液中获取该晶体的操作是_______、过滤、洗涤、干燥。
(3)若某次实验中需要使用480mL0.1mol/L硫酸亚铁铵溶液，则实验中需要称取_______g硫酸亚铁铵晶体。配制时所用的水要先用蒸馏法处理，其目的是_______。若定容时仰视容量瓶刻度线，则所配溶液浓度_______(填“偏高”或“偏低”)。
(4)取20mL所配溶液与足量NaOH溶液反应，将所得沉淀充分放置一段时间后过滤、洗涤、灼烧，最终可得到_______g固体。
18．下列物质中含有少量杂质，请在空格中填上适宜的试剂或方法将在杂质除去，并写出相应的方程式（①②写离子方程式，③写化学方程式）。
物质 杂质 试剂/方法 离子／化学方程式
①FeCl2 CuCl2 ____ _______
②Fe(OH)3 Al(OH)3 ____ _______
③Al2O3 Al(OH)3 ____ _______
三、计算题
19．按要求填空：
（1）同温同压下，质量比为51：32的NH3和CH4，其物质的量之比为__，它们所含氢原子数之比为___，体积之比为__。
（2）已知CO、CO2混合气体的质量共11.6g，在标准状况下的体积为6.72L，则混合气体中CO的质量为__g；CO2在相同状况下的体积为__L。
（3）MgCl2、KCl、K2SO43种盐配成混合液后，若溶液中c(K+)=1.5mol/L、c(Mg2+)=0.5mol/L、c(Cl-)=1.5mol/L，则溶液中c(SO)为___mol/L。
（4）固体A在一定温度下分解生成气体B、C、D：2A=B↑+2C↑+3D↑，若测得生成气体的质量是同体积氢气的15倍，则固体A的摩尔质量是___。
20．取1.43g Na2CO3 xH2O溶于水，配成10mL溶液。然后向其中逐滴滴入稀盐酸直至没有气体放出，共用去盐酸20mL，并收集到112mLCO2（标准状况下）。请回答下列问题：
（1）稀盐酸的物质的量浓度为_____________；
（2）Na2CO3 xH2O的摩尔质量为___________；
（3）x的值为___________。
四、实验题
21．为了精准测定在水泥颗粒作用下3%的双氧水的分解速率，A、B两个小组分别利用下图装置I、II进行实验：
(1)除了上述仪器，还需要的仪器是_______。
(2)相比装置II，装置I可以通过拉伸使水泥颗粒脱离双氧水，控制反应的发生和停止，还具有的优点是_______。
22．I．近期，四川等地频频发生地震，在地震过后，常常喷洒各类消毒液对灾民临时生活区进行消毒。某品牌的“84消毒液”的主要成分为NaClO，浓度为，密度为。
请回答下列问题：
（1）该“84消毒液”的质量分数为___（保留3位有效数字）。
（2）某同学欲用NaClO固体配制240mL“84消毒液”。
①下列仪器中，不需要用到的是___。
A．烧杯 B．250 mL容量瓶 C．10mL量筒 D．胶头滴管 E．天平
②下列操作会导致所得溶液浓度偏高的是_____。
A．用长时间放置在空气中的NaClO固体配制 B．配制前，容量瓶中有少量蒸馏水
C．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 D．定容时俯视容量瓶刻度线
Ⅱ．近年来，雾霾天气频繁发生，降低氮氧化物的排放，至关重要。
（3）三元催化剂能同时实现汽车尾气中的CO、、三种成分的净化，其催化剂表面物质转化的关系如图1所示。化合物X可借助傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定。
①X的化学式为____。
②在图1的转化中，既有被氧化又有被还原的元素是___（填元素符号）。
参考答案：
1．A
【详解】A．原子核体积很小，电子在原子核外绕核运动，但不是均匀分布，A错误；
B．原子的质量集中在原子核上，电子的质量很小，B正确；
C．有极少数α粒子被弹了回来，说明原子核与α粒子带同种电荷且原子核质量很大，C正确；
D．大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向，说明原子内有相对较大的空间，D正确；
故选A。
2．B
【详解】A．在水中可生成具有吸附性的氢氧化铝和氢氧化铁，可用于净水，A不符合题意；
B．由于、以及的物质的量的关系无法确定，故不能确定甲溶液中元素的存在形式，即不能确定溶液中是否存在，则加入溶液后溶液不一定呈血红色，B符合题意；
C．因中为价，故试剂X应为氧化剂，将氧化成，C不符合题意；
D．若乙溶液呈强碱性，因氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，则不可能生成，故意溶液不一定呈强碱性，D不符合题意。
故选：B。
3．A
【详解】实验室没有450mL量筒，因此需要配制500mL，则选择500mL容量瓶。需要氯化钠的质量＝1mol/L×0.5L×58.5g/mol＝29.250g。
答案选A。
4．A
【详解】同时研究钠和不锈钢的稳定性，对二者性质进行比较，即采用比较法，通过做实验研究二者稳定性，故采用了实验法，因此②④符合题意，故选A。
5．C
【详解】mol·L-1是物质的量浓度的单位，故表示钙离子在血液正常指标数值的单位，其表示的物理量是物质的量浓度，故合理选项是C。
6．A
【详解】甘油和水互溶，不能用过滤、分液的方法分离，而二者沸点不同，可用蒸馏的方法分离，故选A。
7．D
【分析】根据除杂的基本原则“不减、不增、不污、易分”来分析．也就是，除去杂质的同时，要保证不能使所需物质的量减少，但可以增加，更不能引入新的杂质，生成物还不能造成环境污染，并且，生成物、所选试剂与所需物质要容易分离。
【详解】A．应将气体通过加热的氧化铜，将CO转化成CO2，故A错误；
B．利用碳酸氢钠受热易分解的性质，可将其转换为碳酸钠，碳酸钠仍为杂质，故B错误；
C．FeCl3加入足量铜粉生成FeCl2和CuCl2，引入CuCl2杂质，故C错误；
D．Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2，Fe2O3不溶于NaOH溶液，过滤、洗涤，能达到除去Al2O3目的，故D正确；
故选D。
【点睛】解答此类题型不但要明确除杂的基本原则“不减、不增、不污、易分”，而且对课本上常见的物质的性质必须熟悉，易错点B，注意碳酸氢钠受热分解转换为碳酸钠，碳酸钠仍为杂质。
8．D
【详解】A．试管A中导管未伸入液面以下，硫酸亚铁无法进入试管B中，不能制取沉淀，选项A错误；
B．左侧烧杯中与Zn电极接触的电解质溶液应为硫酸锌溶液，右侧烧杯中与Cu电极接触的溶液应为硫酸铜溶液，选项B错误；
C．苯和硝基苯是互溶的、存在着沸点差异的液体，能用蒸馏的方法分离，但冷凝水应从下口进入，上口流出，选项C错误；
D．可氧化，发生氧化还原反应，且本身可做指示剂，故能用滴定法测定溶液的物质的量浓度，使用酸式滴定管盛装溶液，选项D正确；
答案选D。
9．B
【详解】A.托盘天平的精确度为0.1g，不能精确到小数点后两位，故A不选；
B.在使用容量瓶前必须检查容量瓶是否完好以及瓶塞处是否漏水，故B正确；
C.定容时，若加水超过刻度线，必须重新配置溶液，不可以用胶头滴管吸出，故C不选；
D.定容时俯视刻度线会导致所配溶液的体积偏小，浓度偏高，故D不选；
【点睛】实验室的托盘天平只能称量出小数点后一位的质量（单位：g），量筒也只能量取出小数点后一位的体积（单位：mL）。
10．C
【详解】A．滴加液体时，胶头滴管不能伸入试管中，A错误；
B．测pH时，不能将试纸直接放入溶液中，B错误；
C．氧气验满时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则氧气收集满，C正确；
D．熄灭酒精灯时，不能用嘴吹灭酒精灯，应该用酒精灯的盖子盖灭酒精灯，D错误；
故答案为：C。
11．D
【详解】A．使用分液漏斗分液时，应将漏斗颈上的玻璃塞子打开，使液体上下气体压强相同，当打开分液漏斗下口活塞时，液体在重力作用下就可以顺利滴下，A正确；
B．I2、苯分子都是非极性分子，H2O是非极性分子，根据相似相溶原理原理可知：碘在苯中的溶解度比在水中的溶解度大，B正确；
C．碘易溶于苯中，碘溶于苯形成的苯溶液呈紫红色，C正确；
D．在分液时，待水从分液漏斗下口流尽后，关闭分液漏斗的活塞，从上口把碘的苯溶液倒入另一个烧杯中，D错误；
故合理选项是D。
12．C
【详解】A．量筒能粗略量取液体体积、体积可估读到小数点后一位，A错误；
B． 将饱和溶液滴入沸水中，制备胶体，B错误；
C．氯化钠的溶解度随温度变化不大，故将溶液蒸发结晶获得晶体，C正确；
D． 将两个石墨电极插入饱和溶液，接通电源后导电，不可证明是电解质，因为二氧化碳溶于水后生成的碳酸会电离产生氢离子等可自由移动离子的， D错误；
答案选C。
13．D
【详解】带有活塞或玻璃塞的仪器需要检验是否漏水，A图仪器为蒸馏烧瓶，B图仪器为量筒，C图仪器为冷凝管，D图仪器为分液漏斗，其中分液漏斗带有玻璃旋转塞，使用时需要检漏，故答案为：D。
14．C
【详解】A. 蒸发皿可以直接加热，不需要放置在垫有石棉网的铁圈上，A错误；
B. 萃取操作时，一般选择有机萃取剂，但萃取剂的密度不一定必须比水大，例如苯的密度小于水的，B错误；
C. 萃取操作时，分液漏斗带有活塞，使用前必须检查是否漏水，C正确；
D. 蒸发操作时，当蒸发皿中有大量的固体析出时，停止加热，利用余热蒸干，D错误；答案选C。
15．C
【详解】A．洗净的锥形瓶和容量瓶有水，用于滴定实验和配制一定物质的量浓度的溶液时对实验无影响，不需要烘干，故A错误；
B．蒸发时将蒸发皿放置在铁架台的铁圈上，蒸发皿是可以直接加热的仪器，不需要加垫石棉网，故B错误；
C．使用CCl4萃取溴水中的溴时，CCl4的密度大于水，振荡后静置，打开活塞使漏斗下端溶有单质溴的CCl4溶液从下口流出，故C正确；
D．用药匙取少量碳酸氢钠粉末，故D错误；
答案选C。
16． 1mol/L 1mol/L 0.05mol 2g 0.25mol/L
【详解】配制500mL一定物质的量浓度的NaOH溶液，氢氧化钠的物质的量，溶液的体积为500mL，所以溶液的物质的量浓度，溶液具有均一稳定性，浓度与体积无关，所以取出50 mL，它的物质的量浓度仍然为1mol/L，取出50mL溶液中所含NaOH的物质的量，其质量，溶液稀释前后溶液中所含溶质的物质的量不变，设稀释后溶液的浓度为c，则1mol/L×50mL=c×200mL，解得c=0.25mol/L。
17．(1)B
(2)蒸发浓缩、降温结晶
(3) 19.6 除去溶解在水中的氧气 偏低
(4)0.16
【解析】(1)
是由亚铁离子和硫酸根离子构成的化合物，属于硫酸盐、亚铁盐，硫酸为含氧酸，故属于含氧酸盐，由溶解度表格可知，硫酸亚铁易溶于水，属于可溶性盐；
故选B；
(2)
由溶解度表格可知，硫酸亚铁铵晶体在低温下溶解度较小，从混合液中获取该晶体的操作是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
(3)
配制溶液一定要选择合适的容量瓶，一般容量瓶的规格有100mL，250mL，500mL，1000mL，通常选择大于等于溶液体积的容量瓶；需要使用480mL0.1mol/L硫酸亚铁铵溶液，则实验中需要使用500mL的容量瓶，需要称取0.5L×0.1mol/L×392g/mol=19.6 g硫酸亚铁铵晶体。配制时所用的水要先用蒸馏法处理，其目的是除去溶解在水中的氧气，防止亚铁离子被氧化为铁离子；若定容时仰视容量瓶刻度线，导致溶液体积偏大，所配溶液浓度偏低；
(4)
取20mL所配溶液与足量NaOH溶液反应，得到氢氧化亚铁沉淀，氢氧化亚铁被空气中氧气氧化为氢氧化铁，灼烧氢氧化铁生成氧化铁，根据铁元素守恒可知，最终可得到0.02L×0.1mol/L××160g/mol=0.16g固体。
18． 铁粉 Cu2++Fe= Fe2++ Cu 氢氧化钠溶液 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 加热 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O
【详解】①过量的铁粉与CuCl2反应生成FeCl2和Cu，过滤即可除去杂质，因此加入的试剂为铁粉，发生的离子反应为：Cu2++Fe= Fe2++ Cu；
②Al(OH)3能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，而Fe(OH)3不与氢氧化钠溶液反应，因此可用氢氧化钠溶液除去Fe(OH)3中混有的Al(OH)3，离子反应为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；
③Al(OH)3受热分解可得Al2O3，因此混合物受热分解即可除去杂质，反应方程式为：2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
19． 3：2 9：8 3：2 2.8 4.48 0.5 90
【详解】(1) 同温同压下，质量比为51：32的NH3和CH4，根据可知其物质的量为，每个氨气分子含有3个H原子，每个甲烷分子中含有4个H原子，两种气体的分子数之比等于其物质的量之比为3:2，则两种氢原子个数之比=(3×3): (2×4)=9:8，同温同压下，气体的体积之比等于物质的量之比，所以体积之比为3:2，故答案为：3:2，9:8，3:2；
(2)设CO的质量为xg，则CO2的质量为(1.6-x)g，在标准状况下，混合气体的物质的量为，得 ，解得x=2.8g，即CO的质量为2.8g，CO2的质量为8.8g，则在标准状况下，CO2的体积为 ，故答案为：2.8g，4.48L；
(3)在溶液中阴离子和阳离子的正负电荷总数相等，即c(K+)+2c(Mg2+)=c(Cl-)+2c(SO)=1.5 mol/L+2×0.5 mol/L=1.5 mol/L+2c(SO)，解得c(SO)=0.5 mol/L，故答案为：0.5；
(4)根据质量守恒：2molA的质量=1molB的质量+2molC的质量+3molD的质量，设A的摩尔质量为M，即生成气体的总质量为2M，气体总物质的量为6mol，由于气体的平均摩尔质量=2×15g/mol=30g/mol，所以2M=6×30 g/mol，解得M=90 g/mol，故答案为：90。
20． 0.5mol/L 286g/mol 10
【分析】利用n=cV=计算。
【详解】(1)生成二氧化碳的体积为112mL，物质的量为=0.005mol，根据化学方程式Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O，可知消耗HCl 0.01mol，所以盐酸的浓度为0.01mol÷0.02L=0.5mol/L。
(2)根据碳原子守恒可知碳酸钠晶体的物质的量为0.005mol，所以碳酸钠晶体的摩尔质量为=286g/mol。
(3)根据(2)中的分析可知106+18x=286，解得x=10。
21． 秒表或计时器 恒压分液漏斗可减小液体体积对气体体积测量造成的影响
【详解】(1)测定分解速率需要测定时间，因此还需要计时器或秒表；
(2)装置I中恒压滴液漏斗可以保持恒压，液体由于重力作用而能够顺利滴下，同时可以避免双氧水体积带来的误差，使测定结果更准确。
22． 24.8% C D N
【详解】I.（1）根据公式，，可计算=24.8%；
（2）①在配制过程中，不会用到10mL的量筒，答案选C
②根据判断是否对配制溶液浓度有影响，如果n偏大或者V偏小，都会导致c偏高；
A. 用长时间放置在空气中的NaClO固体配制，由于NaClO易吸收空气中的水和二氧化碳而变质，导致有效成分NaClO减少，配制的溶液中溶质的物质的量减小，则溶液的物质的量浓度偏小，故A错误；
B. 配制前，容量瓶中有少量蒸馏水对溶液配制无影响，B错误；
C. 配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，导致溶质损失，配制溶液浓度偏小，C错误；
D. 定容时俯视容量瓶刻度线，溶剂未加到刻度线，配制浓度偏高，故D正确；
故答案选D；
（3）①由傅里叶红外光谱图（如图2所示）确定化合物X含硝酸根，再结合图一由钡离子参与，所以X为；
②既有被氧化又有被还原的元素，化合价既有升高，又有降低，故为N元素。