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．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
2．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
3．已知易溶于水，沸点为20.8℃。将和的混合物分离的正确方法是
A．直接蒸馏
B．加入溶液后，通过萃取的方法分离
C．先加溶液，蒸出，再加入浓，蒸出乙酸
D．与钠反应后分液
4．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
5．滴定法测铀时需添加VOSO4做催化剂，该物质易被氧化，实验室常用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，实验装置如图所示。下列分析正确的是
A．VOSO4和(VO2)2SO4中V元素的化合价相同
B．b中反应所生成气体的作用之一是将装置中的空气排尽
C．用小试管在m处收集气体并验纯后，应先关闭K2，再打开K3
D．实验完毕，可用氯水和KSCN溶液检验c中溶液是否含有Fe2+
6．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
7．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
8．下列说法正确的是
A．用裂化汽油、四氯化碳等有机溶剂均可萃取溴水中的溴
B．由MgCl2制取Mg的过程是放热过程
C．1—氯丙烷和2—氯丙烷互为同分异构体，通过核磁共振氢谱不能鉴别二者
D．依据右图能量曲线可确定反应：CH2=CH2(g)+HBr(g)→CH3CH2Br(l)的△H=(E1+E3-E2-E4)kJ·mol-1
9．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
10．溶解度曲线代表的物质适合用降温结晶的方法进行提纯的是
A． B．
C． D．
11．现有四组分散系：①汽油和水形成的乳浊液②含有泥沙的食盐水③溶有碘(I2)的氯化钾溶液④乙二醇和丙三醇混合溶液(乙二醇和丙三醇的部分物理性质见下表)。
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/ 溶解性
乙二醇 -11.5 198 1.11 易溶于水和乙醇
丙三醇 17.9 290 1.26 能跟水、酒精以任意比互溶
请用下图所示的仪器分离以上各混合液，仪器和方法不能对应的是
(1) (2) (3) (4)
A．①—(3)—分液 B．②—(1)—过滤
C．③—(1)—萃取 D．④—(2)—蒸馏
12．下图装置可用于气体的收集、检验、除杂、缓冲等用途，不能实现是
A．气体从a端通入，收集氧气
B．在a端接量筒，瓶内装满水，测量二氧化碳气体的体积
C．瓶内装有氢氧化钠溶液，吸收一氧化碳中混有的二氧化碳
D．b接通盛有溶液的尾气吸收装置，可防止液体的倒吸
13．下列实验操作对应的现象以及结论错误的是
实验操作 实验现象 实验结论
A 用氢氧化钠标准液滴定食醋中的含酸量，选用酚酞作指示剂 滴至溶液呈粉红色且30s内不褪色 已达滴定终点
B 加热蒸干氯化铁溶液 得到红褐色固体 加热时氯化铁发生水解反应
C 常温下，测等物质的量浓度的醋酸钠和氟化钠溶液的pH 前者的pH较大 酸的强弱：
D 向海带灰的浸取液中通入适量的氯气，再加入萃取 下层出现紫红色 海带中含有碘元素
A．A B．B C．C D．D
14．除去硫酸亚铁中少量硫酸铜的方法是
A．加过量锌粉，再过滤，保留滤液 B．加过量铜粉，再过滤，保留滤液
C．加过量氢氧化钠溶液，再过滤，保留滤液 D．加过量铁粉，再过滤，保留滤液
15．如图表示物质A在4种溶剂W、X、Y、Z中的溶解度曲线。据此，用重结晶法提纯A时，最宜采用的溶剂是
A．W B．X C．Y D．Z
二、实验题
16．3，5 二甲氧基苯酚是重要的有机合成中间体，可用于天然物质白柠檬素的合成。一种以间苯三酚为原料的合成反应如下：
+2CH3OH+2H2O
甲醇、乙醚和3，5 二甲氧基苯酚的部分物理性质如表所示：
物质 沸点/℃ 熔点/℃ 密度(20℃)/(g·cm-3) 溶解性
甲醇 64.7 0.7915 易溶于水
乙醚 34.6 0.7138 微溶于水
3，5 二甲氧基苯酚 40～43 易溶于甲醇、乙醚，微溶于水
(1)反应结束后，先分离出甲醇，再加入乙醚进行萃取。分离得到的有机层依次用饱和NaHCO3溶液、饱和食盐水、少量蒸馏水进行洗涤。用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是___________；用饱和食盐水洗涤的目的是____________。
(2)洗涤完成后，通过以下操作分离、提纯产物，正确的操作顺序是___________(填字母)。
a.蒸馏除去乙醚 b.重结晶 c.过滤除去干燥剂 d.加入无水CaCl2干燥
(3)固液分离常采用减压过滤。为了防止倒吸，减压过滤完成后应先___________，再___________。
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．明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途，如饮用水的净化、造纸工业的施胶剂、食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO xFe2O3)可制备明矾，工艺流程如图：
已知：SiO2与酸不反应。回答下列问题：
(1)“滤渣①”的主要成分是_______(填化学式)。
(2)加入稀硫酸酸化后，再经“一系列操作”可得到明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，则“一系列操作”是_______、_______、_______、洗涤、干燥。
(3)流程中加入H2O2的作用是_______，写出反应的离子方程式：_______。
(4)写出将铝灰投入过量的氢氧化钠溶液中生成气体的化学方程式：_______。
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_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．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。
3．C
【详解】A．和都为低沸点有机物，都易溶于水、易挥发，直接蒸馏得不到纯净物，A错误；
B．加入溶液后，与溶液反应，溶于该溶液，没有合适的试剂可以萃取，B错误；
C．先将与溶液反应转化为沸点较高的，蒸出后，再加浓将转化为，蒸出，C正确；
D．与Na反应生成和H2O，与生成物互溶，分液不能分离，D错误；
故选C。
4．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。
5．B
【分析】本实验用Fe2+去除VOSO4溶液中的(VO2)2SO4，b中稀硫酸和铁粉反应生成H2，反应前需要用H2将装置中的空气排尽，防止空气中氧气氧化VOSO4，关闭K3，打开K2，H2将硫酸亚铁溶液压入c中，发生反应，以此作答。
【详解】A．VOSO4中V的化合价为+4价，(VO2)2SO4中V的化合价为+5价，A错误；
B．VOSO4易被氧化，所以b中反应产生的H2的作用之一就是排尽装置中的空气，防止VOSO4被氧化，B正确；
C．用小试管在m处收集气体并验纯，应先打开K3，再关闭K2，C错误；
D．实验完毕后，c中含有较多VOSO4，VOSO4易被氧化可与氯水反应，故不能用氯水和KSCN溶液检验c中是否含有Fe2+，D错误；
故答案选B。
6．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。
7．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。
8．D
【详解】A．裂化汽油含不饱和烃，可与溴水发生加成反应，不能作萃取剂，四氯化碳等有机溶剂可萃取溴水中的溴，A错误；
B．镁和氯气反应是属于发光放热的反应，氯化镁制取镁需要电解才能进行，该反应吸热反应，B错误；
C．1-氯丙烷和2-氯丙烷中H的种类分别为3、2则核磁共振错误氢谱能鉴别1-氯丙烷和2-氯丙烷，C错误；
D．依据右图能量曲线可确定反应：CH2=CH2(g) +HBr(g)→CH3CH2Br (1)的ΔH=反应物的焓-生成物的焓= (E1+E3-E2-E4))kJ·mol-1，D正确；
故选D。
9．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。
10．D
【详解】适合用降温结晶的方法进行提纯的应该是溶解度随着温度的升高明显增大的物质。若降低温度，其溶解度大幅度减小，会析出晶体。A溶解度随温度升高而减小，B溶解度受温度影响不大，C溶解度受温度影响不大，D溶解度随着温度的升高明显增大，故选D。
11．C
【详解】A．分液是分离互不相溶的两种液体的方法，汽油和水不相溶，故可用分液的方法分离，分液时用分液漏斗，故A正确；
B．过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离开来的一种方法，泥沙和食盐水不相溶，故可用过滤的方法分离，过滤时用漏斗，故B正确；
C．萃取利用溶质在不同溶剂中溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来，碘（I2）微溶于碘化钾溶液，故可用萃取的方法分离，萃取时用分液漏斗，不能用漏斗，故C错误；
D．蒸馏是分离相溶的两种液体的方法，乙二醇和丙三醇互溶，故可用蒸馏的方法分离，蒸馏时用蒸馏烧瓶，故D正确；
所以答案为C。
12．D
【详解】A．氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集，应该长进短出，可用该法收集氧气，A项不选；
B．在a端接量筒，瓶内装满水，能测量二氧化碳气体的体积，B项不选；
C．一氧化碳不和氢氧化钠溶液反应，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，当瓶内装有氢氧化钠溶液，可以吸收一氧化碳中混有的二氧化碳，C项不选；
D．b接通盛有溶液的尾气吸收装置，当溶液进入瓶内，会通过a导管被前面的装置吸过去，所以起不到防止液体的倒吸的作用，D项选；
答案选D。
13．C
【详解】A．醋酸遇到酚酞不变色，醋酸钠显碱性，遇到酚酞显粉红色，故出现粉红色且半分钟不变色，说明到滴定终点，A正确，不符合题意；
B．氯化铁加热水解生成氢氧化铁和氯化氢，氯化氢挥发，最后氢氧化铁红褐色固体，B正确，不符合题意；
C．等物质的量浓度的盐溶液，水解程度越大，说明对应的酸的酸性越弱，实验说明醋酸酸性弱，C错误，符合题意；
D．碘离子和氯气反应生成碘单质和氯离子，碘溶于四氯化碳显紫红色，D正确，不符合题意；
故选C。
14．D
【详解】A．加过量锌粉，Zn和硫酸铜、硫酸亚铁均反应，不能达到目的，A错误；
B．铜和硫酸铜、硫酸亚铁均不反应，不能达到目的，B错误；
C．NaOH和硫酸铜、硫酸亚铁均反应生成沉淀，不能达到目的，C错误；
D．铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和Cu，再过滤除去过量的铁粉和Cu，得到硫酸亚铁溶液，能达到目的，D正确；
选D。
15．D
【详解】通常不特别指明溶剂时，都是指在水中的溶解度，但是溶解度的定义也适用于非水溶剂，本题是为提纯物质A，选择最佳溶剂，通常，重结晶的操作条件是利用高温和低温时的溶解度差值大且为正值，所以，选溶剂Z，故选D。
16．(1) 除去HCl 除去少量NaHCO3且减少产物损失
(2)dcab
(3) 拆去连接抽气泵和抽滤瓶的橡皮管 关闭抽气泵
【解析】(1)
反应物甲醇中含有HCl，用饱和NaHCO3溶液洗涤可以除去HCl杂质；用饱和食盐水洗涤可以除去上述操作中过量的，故填除去HCl、除去少量NaHCO3且减少产物损失；
(2)
先加较多的干燥剂，除去混合体系中的水；过滤，除去干燥剂；然后通过蒸馏除去有机溶剂乙醚；最后通过重结晶纯化产品，故填dcab；
(3)
利用抽滤瓶和布氏漏斗进行减压过滤时，抽气泵的作用是使抽滤瓶内压强变小，从而使布氏漏斗中固体与液体快速分离，因此结束操作时，为防止出现倒吸现象，必须先撤掉抽滤瓶支管上的橡皮管，再关闭抽气泵，故填拆去连接抽气泵和抽滤瓶的橡皮管、关闭抽气泵。
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)SiO2
(2) 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤
(3) 将Fe2+氧化为Fe3+ 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(4)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
【分析】铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO xFe2O3)中加入过量稀硫酸酸浸过滤，滤液为硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁，滤渣①为二氧化硅，滤液A中加入稍过量双氧水溶液氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液pH使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀，无色滤液B是硫酸铝溶液，加入硫酸钾和稀硫酸酸化蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤得到明矾晶体；
（1）
二氧化硅不溶于稀硫酸，“滤渣①”的主要成分是SiO2。
（2）
加入稀硫酸酸化后，再经“一系列操作”可得到明矾晶体[KAl(SO4)2·12H2O]，则“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（3）
由于Fe2+具有还原性，H2O2具有氧化性，则流程中加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
（4）
若将铝灰投入过量的氢氧化钠溶液中，其中的Al与NaOH溶液反应生成氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
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
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