专题2第一单元研究物质的实验方法同步练习（含解析）2022——2023学年上学期高一化学苏教版（2019）必修第一册

专题2第一单元研究物质的实验方法同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列各组物质，不能用分液漏斗分离的是
A．苯和水 B．苯和硝基苯 C．溴苯和水 D．汽油和水
2．现有一瓶物质A和B的混合液体，它们的性质如下表所示。分离物质A和B的最佳方法是
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ 溶解性
A -115 198 1.11 易溶于水和乙醇
B 17.9 290 1.26 能与水、乙醇以任意比例互溶
A．萃取 B．结晶 C．分液 D．蒸馏
3．分离下列固体混合物时，可按溶解、过滤、蒸发的顺序进行的是
A．氯化钠和硝酸钾 B．铁粉和锌粉
C．氯化钾和二氧化锰 D．碳酸铵和氯化铵
4．下列物质分离提纯(括号内的物质为杂质)的方法错误的是
A．乙醇(水)：加入，蒸馏
B．()：重结晶
C．乙酸乙酯(乙醇、乙酸)：饱和碳酸钠溶液，分液
D．己烷(己烯)：溴水，分液
5．中国药学家屠呦呦获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖，获奖原因是屠呦呦在青蒿素方面做出了突出贡献。青蒿素通常可以用乙醚浸取，这与下列哪种方法的原理相同
A．分液法 B．过滤法 C．结晶法 D．萃取法
6．在探索微观世界的过程中，科学家们常通过建立假说模型来把握物质的结构及特点。关于假说，有如下表述，其中正确的是
A．假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理
B．假说是对未知领域的事物或现象的一种推测
C．假说是对一个问题的所有幻想和假定
D．假说最终都可以变成科学理论
7．提纯含有少量硝酸钡杂质的硝酸钾溶液，可以使用的方法为
A．加入过量碳酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
B．加入过量硫酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
C．加入过量硫酸钠溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
D．加入过量碳酸钾溶液，过滤，除去沉淀，溶液中补加适量硝酸
8．在一定条件下，萘可以被浓硝酸、浓硫酸的混酸硝化生成二硝基物，它是1，5 二硝基萘()、1，8 二硝基萘()的混合物，后者可溶于质量分数大于98%的硫酸，而前者不能。利用这一性质可以将这两种同分异构体分离，将上述硝化产物加入适量的98%的硫酸，充分搅拌，用耐酸漏斗过滤，欲从滤液中得到固体1，8 二硝基萘，应采用的方法是
A．蒸发浓缩结晶 B．向滤液中加水后过滤
C．用Na2CO3溶液处理滤液 D．将滤液缓缓加入水中并过滤
9．要除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，下列方法可行的是
A．滴入KSCN溶液 B．加入铁粉 C．通入氯气 D．加入铜粉
10．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、A12O3、CuO等，现利用下列工艺流程回收部分金属及金属化合物：
已知：绿矾为FeSO4 7H2O。下列说法中错误的是
A．焙烧过程中金属单质转化成了对应的氧化物
B．操作I使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗
C．酸浸2发生的反应为Fe+Cu2+=Fe2++Cu
D．操作III的方法是蒸发浓缩、冷却结晶
11．某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯，设计了如图所示装置(夹持装置已略去)，下列说法不正确的是
A．该装置中冷凝水的流向为b进a出
B．加入过量乙醇可提高乙酸的转化率
C．该反应可能生成副产物乙醚
D．收集到的馏分需用饱和NaOH溶液除去杂质
12．某溶液中含有较大量的Cl-、、OH-三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来。下列实验操作的操作顺序中，正确的是
①滴加Mg(NO3)2溶液 ②过滤 ③滴加AgNO3溶液 ④滴加Ba(NO3)2溶液
A．①②④②③ B．④②③②① C．①②③②④ D．④②①②③
13．下列各项操作错误的是
A．用酒精萃取甲苯水溶液中的甲苯后静置分液
B．分液时，分液漏斗中的下层液体从下口放出，上层液体则从上口倒出
C．萃取、分液前需对分液漏斗进行检漏
D．为保证分液漏斗内的下层液体顺利流下，需将上面的塞子取下
14．以下关于萃取、分液操作的叙述中，正确的是
A．将所需试剂加入分液漏斗，塞上玻璃塞，如图所示用力振荡
B．振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振荡并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．分液时，需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞
15．下列分离混合物的实验方法中不正确的是
A．分离乙酸(沸点77.1 ℃)与某种液态有机物(沸点120 ℃)的混合物-蒸馏
B．从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3-热水溶解、降温结晶、过滤
C．用CCl4萃取碘水中的碘，液体分层后-下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出
D．将溴水中的溴转移到有机溶剂中-加入乙醇萃取
二、实验题
16．有A、B两种互溶的化合物都不溶于水且密度比水小，常温下A、B都是液体，A不与NaOH反应，B与NaOH作用生成水和可溶的C，C与盐酸作用可得NaCl和B。分离A和B的混合物，可采用下列方法：
(1)利用这两种化合物在某种试剂中溶解性的差异，可采用萃取的方法加以分离，实验操作的正确顺序是___________(用序号填空)，从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)层分离出的液体是A；再经过实验操作___________(用序号填空)，从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)层分离出的液体是B。
可供选择的操作有：①向分液漏斗中加入稀盐酸；②向分液漏斗中加入A和B的混合物；③向分液漏斗中加入氢氧化钠溶液；④充分振荡混合液，静置、分液；⑤将烧杯中的液体倒入另一分液漏斗中。
(2)利用这两种化合物沸点的不同，可采用蒸馏的方法加以分离，实验中需要用到的仪器有：铁架台(附有铁夹、铁圈、石棉网)、蒸馏烧瓶、酒精灯、尾接管、___________、___________、___________。(实验中备有必要的导管和橡皮塞)
17．实验室用图示仪器连接起来制备纯净的二氧化碳并测定其相对分子质量，现用含少量FeS的大理石和盐酸反应制备CO2气体，实验步骤如下：
(1)将橡皮塞B塞在A烧瓶口，并用皮筋套在烧瓶的瓶劲处标记橡皮塞入瓶颈的深度，准确称量其质量为m1 g。连接整套装置，其顺序是：___________。
(2)将导管G插入烧瓶A中，并用向___________(上/下)排气法收集CO2气体，检验CO2气体是否充满烧瓶，迅速用橡皮塞塞好烧瓶瓶口，并称其质量为m2 g。
(3)将烧瓶口橡皮筋取下，向烧瓶注水至标记线，再将水小心倒入量筒，测量出水的体积为V1 mL；将该体积换算成标准状况下的体积为V2 mL。请写出CO2相对分子量的计算表达式是___________；若不将气体净化和干燥，所测定的CO2相对分子量的数值将会___________(偏高/偏低)，其原因是___________。
三、工业流程题
18．明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的工艺流程如图：
已知：不同温度KAl(SO4)2·12H2O的溶解度：
温度/℃ 0 10 20 30 40 60 80 90
KAl(SO4)2·12H2O/g 3.00 3.99 5.90 8.39 11.7 24.8 71.0 109
回答下列问题：
(1)“酸溶”中溶液中主要的金属离子有____、Fe2+、Fe3+。
(2)“转化”中Fe2+转化为Fe3+，反应的离子方程式为____。
(3)“调pH”约为3.7，滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，“调pH”的目的是___。
(4)“沉铝”中加入NaHCO3目的是将Al3+转化为Al(OH)3，补全该反应的离子方程式___。
Al3++HCO=Al(OH)3↓+CO2↑
(5)“操作”包括___、___、过滤、洗涤、干燥可得到明矾晶体。
(6)某工厂用m1kg废易拉罐(含Al5.4%)制备KAl(SO4)2·12H2O(相对分子质量为474)，最终得到产品m2kg，产率为___。
19．绿矾(FeSO4·7H2O)在工业、农业及中医药应用广泛，可作媒染剂、鞣革剂、木材防腐剂及除草剂等。工业上利用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3，还含有少量FeS、SiO2等)制备绿矾的流程如下(其中所加试剂均过量)：
回答下列问题：
(1)在实验室中，进行操作I所用到的玻璃仪器有_______；操作III采用的是_______(填“蒸发结晶”或“降温结晶”)。
(2)已知“釜渣1”中存在淡黄色固体颗粒，则“釜渣1”主要成分为_______，生成该淡黄色固体反应的离子方程式为_______。
(3)“试剂a”是一种单质，其名称为_______，其作用是_______。
(4)绿矾在空气中易被氧化，为测定实验室绿矾样品中Fe2+的氧化率(Fe2+的氧化率=×100%)，某化学社团进行了以下实验：
①称取14.3g绿矾样品，将其配成250mL溶液；
②取①中溶液25.00mL于锥形瓶，并加入适量稀硫酸酸化，逐滴滴加0.0400mol·L﹣1KMnO4溶液至恰好完全反应()，消耗KMnO4溶液20.00mL；
③另取①中溶液25.00mL于烧杯，加入足量氨水，将沉淀过滤，灼烧至固体质量不再变化，称得残留固体的质量为0.4g。
则该绿矾样品中Fe2+的氧化率为_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
【详解】A．苯和水互不相溶，可用分液漏斗分离，选项A不符合；
B．苯和硝基苯互溶，不能用分液漏斗分离，选项B符合；
C．溴苯和水互不相溶，可用分液漏斗分离，选项C不符合；
D．汽油和水互不相溶，可用分液漏斗分离，选项D不符合；
答案选B。
2．D
【详解】两者均为液体，且两者溶解性相似，不能用分液的方法，两者沸点相差较大，可采用蒸馏的方法，综上所述故选D。
3．C
【详解】A. 氯化钠和硝酸钾都易溶于水，采用结晶法分离，A不符合题意；
B. 铁粉和锌粉都难溶于水，均溶于盐酸，B不符合题意；
C. 氯化钾和二氧化锰，氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，可采用溶解、过滤、蒸发的方法获得氯化钾和二氧化锰，C符合题意；
D. 碳酸铵和氯化铵，二者都易溶于水，不能通过过滤分离，D不符合题意；
故选C。
4．D
【详解】A．水可与反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与乙醇沸点相差较大，可用蒸馏的方法分离，选项A正确；
B．和在水中的溶解度受温度的影响不同，硝酸钾的溶解度受温度影响较大，而氯化钠的溶解度受温度影响较小，所以可先加水溶解，然后蒸发浓缩，冷却使结晶出来，再进行过滤来分离二者，选项B正确；
C．饱和碳酸钠溶液可溶解乙醇，与乙酸反应，同时降低乙酸乙酯的溶解度，溶液分层，可用分液的方法分离，选项C正确；
D．己烯与溴单质反应的生成物与己烷混溶，不能用分液的方法分离，选项D错误；
答案选D。
5．D
【详解】萃取适合于溶质在不同溶剂中的溶解性不同而分离的一种方法，过滤适用于不溶性固体和液体之间的一种分离方法，结晶法适用于不同溶质的溶解度受温度影响不同而分离的一种方法，分液适用于互不相溶的液体之间的一种分离方法。根据“青蒿素通常可以用乙醚浸取”可知，青蒿素为易溶于乙醚的有机物，该分离原理与萃取相同。
答案选D。
6．B
【详解】假说是科学家在探索的过程中，为把握物质的结构及特点而建立的一种模型，它是对未知领域的事物或现象的一种推测，然后通过实验或推理去验证它正确与否，故选B。
7．D
【详解】混合物中钡离子是杂质，除去钡离子，需用硫酸根离子或碳酸根离子将其转化为硫酸钡沉淀或碳酸钡沉淀，为了不引入新的杂质，应选用过量的碳酸钾，不能用硫酸钾，因为过量的硫酸根离子不易除去；加入过量碳酸钾后，过滤，除去碳酸钡沉淀，滤液中含有碳酸根离子，再加入适量的硝酸除去（加入稀硝酸至不再有气泡产生），故D选项符合题意，答案选D。
8．D
【详解】A．1.8-二硝基萘可溶于质量分数大于98%的硫酸，蒸发不会使1.8-二硝基萘析出，故A错误；
B．因浓硫酸溶于水会放出大量的热而导致液体飞溅，应将滤液加入水中，故B错误；
C．加入Na2CO3溶液处理滤液会造成原料的损耗，不利于循环利用，故C错误；
D．将滤液缓缓加入水中过滤，防止硫酸溶于水会放出大量的热而导致液体飞溅，1.8-二硝基萘可溶于质量分数大于98%的硫酸，当对溶液进行稀释时，1.8-二硝基萘在稀酸溶液中析出，故D正确；
答案选D。
9．B
【详解】因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子，化学方程式为2FeCl3+Fe=3FeCl2，故可用铁粉除去FeCl2溶液中的少量氯化铁；
答案选B。
10．C
【分析】废旧金属材料在焙烧过程中，金属被氧化为氧化物，再加入NaOH溶液，A12O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2,过滤，得到滤渣Fe2O3、FeO、Fe3O4、CuO，向滤渣中加入硫酸，向溶液中加入过量铁粉，过滤，向滤渣中加入硫酸，铁溶解变为硫酸亚铁。
【详解】A．Fe、Cu、Al在焙烧过程中会生成对应的氧化物，故A正确；
B．操作I是过滤，则使用到的玻璃仪器有玻璃棒、小烧杯和漏斗，故B正确；
C．酸浸2是Fe、Cu混合物中Fe和硫酸反应，其发生的反应为Fe+2H+=Fe2++ H2↑，故C错误；
D．操作III是滤液II变为绿矾，其方法是蒸发浓缩、冷却结晶，故D正确。
11．D
【详解】A．为了使冷凝管中充满水且增强冷凝效果，冷凝水和被冷凝的液体逆向流动，故该装置中冷凝水的流向为b进a出，故A正确；
B．乙酸和乙醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下发生的酯化反应为可逆反应，加入过量乙醇，平衡正向移动，可提高乙酸的转化率，故B正确；
C．该反应可能生成副产物乙醚(乙醇发生分子间脱水反应)，故C正确；
D．因为在NaOH溶液中乙酸乙酯发生水解反应，所以收集到的馏分不能用饱和NaOH溶液分离杂质，应该用饱和碳酸钠溶液除去杂质，故D错误；
故答案： D。
12．D
【分析】检验氯离子选择硝酸银溶液，检验氢氧根离子选择硝酸镁溶液，检验碳酸根离子选择硝酸钡溶液，用三种试剂将三种离子检验出来，每加一种试剂能够检验出一种离子，此时要注意每加入一种试剂只能与一种离子结合，来选择加入试剂顺序及操作步骤。
【详解】Cl-用含有AgNO3溶液检验，二者反应生成白色沉淀AgCl；CO用Ba(NO3)2溶液检验，二者反应生成白色沉淀BaCO3；OH-用Mg(NO3)2溶液检验，二者反应生成白色沉淀Mg(OH)2；Cl-、CO、OH-都和AgNO3反应，CO、OH-都和Mg(NO3)2溶液反应生成白色沉淀；只有CO和Ba(NO3)2溶液反应生成白色沉淀，为了防止干扰，应该先检验CO、再检验OH-；即正确顺序为④②①②③；
故选D。
13．A
【详解】A．酒精易溶于水，与水互溶不能分层，不能作萃取剂，A错误；
B．分液漏斗中的下层液体通过下口放出，如果上层液体从下口放出会使上层液体与残留在漏斗旋塞和漏斗颈部的下层液体相混合而不纯，B正确；
C．由于分液漏斗有活塞，故使用前首先检查活塞处是否漏水，C正确；
D．放出下层液体时，将分液漏斗上面的塞子取下使分液漏斗内外气压相等，便于液体顺利流出，D正确。
故选A。
14．D
【详解】A．一只手压住玻璃塞，一只手握住活塞，把分液漏斗倒转过来振荡，A错误；
B．振荡几次后打开活塞放气，不需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气，B错误；
C．将分液漏斗放在铁架台上静置待液体分层，C错误；
D．分液时将分液漏斗上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开活塞，待下层液体流尽时，关闭活塞，从上口倒出上层液体，D正确。
故选D。
15．D
【详解】A．两种有机物互溶且沸点相差较大，则选择蒸馏法分离，A正确；
B．NaCl和KNO3的溶解度受温度影响变化程度不同，则从含有少量NaCl的KNO3溶液中提取KNO3可采取热水溶解、降温结晶、过滤的方法，B正确；
C．分液时，下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，C正确；
D．乙醇与水互溶，则乙醇不能萃取溴水中的溴，D错误；
故选：D。
16．(1) ②③④ 上 ⑤①④ 上
(2) 温度计 冷凝管 锥形瓶
【分析】由题意可知，A、B均不溶于水，且密度小于水与水混合时出现分层，水在下层；B能与NaOH反应，C溶于水。
(1)
(1)由于A、B互溶，所以根据B能与NaOH反应而A不能，可以先加NaOH溶液将A和B分离，先萃取出A，最后从水层中加入盐酸萃取出B，即向分液漏斗中加入A和B的混合物、向分液漏斗中加入氢氧化钠溶液、充分振荡混合液，静置、分液得到A；将分离出的水层倒入分液漏斗中、向分液漏斗中加入稀盐酸、充分振荡混合液，静置、分液得到B，故填②③④、上、⑤①④、上；
(2)
(2)蒸馏用到的仪器有：铁架台、蒸馏烧瓶、温度计、牛角管(尾接管)、锥形瓶、直形冷凝管，故填温度计、冷凝管、锥形瓶。
17．(1)fcdega
(2)上
(3) 偏低 含硫化氢、氯化氢、水等杂质气体的相对分子质量小于二氧化碳的相对原子质量
【分析】(1)
将橡皮塞B塞在A烧瓶口，并用皮筋套在烧瓶的瓶颈处标记橡皮塞入瓶颈的深度，准确称量其质量为m1 g。连接整套装置，其顺序是：gabcdefh，F生成二氧化碳，C除去硫化氢，D除去氯化氢，E除去水蒸气；
(2)
将导管G插入烧瓶A中，并用向上排气法收集CO2气体，因为二氧化碳密度大于空气；
(3)
m1=瓶重+空气，m2=瓶重+热氧化碳，m2-m1为瓶中二氧化碳与空气的质量差，瓶中气体的物质的量n=，所以有等式：，CO2相对分子量的计算表达式是：；不将气体净化和干燥，所测定的CO2相对分子量的数值将会偏低因为含硫化氢、氯化氢、水等杂质气体的相对分子质量小于二氧化碳的相对原子质量。
18．(1)Al3+
(2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(3)将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3除去
(4)Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
(5) 蒸发浓缩 冷却结晶
(6)
【详解】（1）“酸溶”时，铝与硫酸反应生成硫酸铝，因此还有Al3+。
（2）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，两者发生氧化还原反应，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（3）滤渣②的主要成分是Fe(OH)3，因此“调pH”的目的是：将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3除去。
（4）铝离子与碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，离子方程式为：Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑。
（5）将溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到明矾晶体。
（6）m1kg废易拉罐中含铝m1kg0.054=0.054m1kg，所以理论上应该产生明矾，而实际产生m2kg，因此明矾的产率为。
19． 漏斗、烧杯、玻璃棒 降温结晶 SiO2、S 铁 将Fe3+还原为Fe2+ 20%
【分析】烧渣在氧化釜中加入稀硫酸并通入空气，Fe2O3与稀硫酸反应得到Fe2(SO4)3，FeS在酸性条件下被氧气氧化生成淡黄色的硫单质和Fe2(SO4)3，SiO2不与稀硫酸反应，釜渣1为SiO2、S；过滤分离出釜渣1得溶液X为Fe2(SO4)3溶液，在还原釜中为不引入杂质加入铁粉，将Fe3+还原为Fe2+，过滤除去过量的铁得溶液Y为FeSO4溶液，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，可得绿矾晶体。
【详解】(1) 操作I是将互不相溶的固体与液体分离，可知操作I是过滤，所用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；溶液Y为硫酸亚铁溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶得到绿矾，故填降温结晶，故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；降温结晶；
(2) 淡黄色固体颗粒为S，则“釜渣1”主要成分为SiO2、S；FeS在酸性条件下被氧气氧化生成S和Fe3+，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒，写出反应的离子方程式为，故答案为：SiO2、S；；
(3)溶液X中含有Fe3+，溶液Y为FeSO4溶液，故“试剂a”是还原剂，为不引入新的杂质，应使用Fe单质来还原Fe3+，其作用是将Fe3+还原为Fe2+，故答案为：铁；将Fe3+还原为Fe2+；
(4) 25.00mL溶液中，未被氧化的Fe2+的物质的量：n(Fe2+)=0.02L0.0400mol·L﹣15=0.004mol，Fe元素总物质的量：n(Fe)= n(Fe3+)=2=0.005mol，被氧化的Fe2+物质的量：0.005mol-0.004mol=0.001mol，氧化率为100%=20%，故答案为：20%。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页