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.由粗制备纯的流程如图所示,下列说法不正确的是
A.可用作木材防火剂
B.步骤Ⅱ的反应是
C.步骤Ⅱ中的稀硫酸可用替代
D.若在实验室中完成步骤Ⅲ,一般在蒸发皿中进行
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.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
4.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
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.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
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.下列关于蒸馏操作有关说法正确的是
A.温度计的水银球应插入到液面以下
B.蒸馏过程中,加入沸石(或碎瓷片)的目的是防止暴沸
C.冷凝管进出水的方向是上进下出
D.用烧杯接收蒸馏出来的液体
10.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
11.甲烷与氯气在光照条件下反应,得到的产物中含有二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,分离它们的操作方法是
A.萃取 B.蒸馏 C.过滤 D.重结晶
12.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
13.如图所示是分离混合物时常用的仪器,从左至右,可以进行的混合物分离操作分别是
A.蒸馏、蒸发、萃取、过滤 B.萃取、过滤、蒸馏、蒸发
C.蒸馏、过滤、萃取、蒸发 D.过滤、蒸发、萃取、蒸馏
14.下列实验操作均要用玻璃棒,其中玻璃棒作用相同的是
① 过滤 ② 蒸发 ③ 溶解 ④ 向细口瓶中转移液体
A.①和② B.①和③ C.③和④ D.①和④
15.能用分液的方法来分离的一组混合物是
A.氯化银和水的悬浊液 B.酒精和水
C.四氯化碳和水的乳浊液 D.氯化钠和溴化镁的混合液
二、填空题
16.铝是一种应用广泛的金属。某兴趣小组对金属铝的化学性质展开了系列研究。
(1)铝在常温下会与氧气反应,表面形成一层致密的氧化膜,化学方程式为 。实验前,需要对铝的表面先进行 (填操作)处理兴趣小组同学将铝处理好后剪成若干大小相同的小片,用于后续实验。
(2)铝和酸、碱、盐溶液的反应
实验 操作 现象 结论
一 将铝片放入稀盐酸中 ___________,试管变烫 铝能与盐酸发生反应,反应放热
二 将铝片放入氢氧化钠溶液中 铝表面有气泡产生,试管变烫 铝能与氢氧化钠溶液反应,反应放热
三 将铝放入硫酸铜溶液中 铝表面有红色物质产生,溶液逐渐变成无色 金属活动性∶铝___________铜
实验一中填空线上应填的现象为 。
能力提升实验二查阅资料∶铝和氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,反应的化学方程式为 。实验三表明,铝的金属活动性 (填"大于"或"小于")铜。
17.某同学设计如下图所示实验方案,以分离KCl和两种固体的混合物。
请回答下列问题:
(1)固体B的化学式为 。
(2)该方案的明显缺陷是因某一步设计不当而使分离所得产物不纯,该步正确的操作是 。
(3)若要测定原混合物中KCI和的质量分数,除要准确称量混合物的质量外,至少还要获得的数据是 的质量。
三、实验题
18.3,5 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 。
19.氯苯在染料、医药工业中用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺硝基酚等有机中间体。实验室中制备氯苯的装置如图所示(夹持仪器已略去)。请回答下列问题:
(1)仪器a中盛有晶体,仪器b中盛有浓盐酸。打开仪器b的活塞,使浓盐酸缓缓滴下,仪器a中产生黄绿色气体,用离子方程式表示产生该现象的原因: 。
(2)与普通分液漏斗相比,仪器b的优点是 。
(3)仪器d内盛有苯、粉末,仪器a中生成的气体经过仪器e进入到仪器d中。
①仪器e是洗气瓶,瓶内盛装的试剂是 ;
②2仪器d中的反应进行过程中,保持温度在40~60℃,以减少副反应发生。仪器d的加热方式最好采用 加热。
(4)仪器c的作用是 ;d中发生反应的化学方程式是 。
(5)该方法制备的氯苯中含有很多杂质,工业生产中通过水洗、碱洗、再水洗,最后通过分液得到含氯苯的混合物,该混合物的成分及各成分的沸点如表所示:
有机物 苯 氯苯 邻二氯苯 间二氯苯 对二氯苯
沸点/℃ 80 132.2 180.4 172.0 173.4
①碱洗前先进行水洗的目的是 ;
②提取该混合物中的氯苯时,采用蒸馏的方法,收集 ℃左右的馏分。
参考答案:
1.D
【分析】由图可知X为Na2SiO3;Y为H2SiO3;
【详解】A.由分析可得X为Na2SiO3,俗名泡花碱可以用作木材防火剂,A正确;
B.步骤Ⅱ利用强酸制弱酸的原理可得反应是,B正确;
C.步骤Ⅱ利用强酸制弱酸的原理,故可以用比硅酸略强的碳酸来替代硫酸,碳酸易分解可以利用二氧化碳溶于水得到碳酸,C正确;
D.步骤Ⅲ为灼烧,应在坩埚中进行,D错误;
故选D。
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.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。
4.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。
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.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。
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.B
【详解】A.蒸馏操作中温度计的水银球应放在支管口处,故A错误;
B.蒸馏过程中,加入沸石(或碎瓷片)的目的是防止暴沸,故B正确;
C.冷凝管进出水的方向是下进上出,故C错误;
D.蒸馏时用锥形瓶接收蒸馏出来的液体,故D错误;
故选B。
10.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。
11.B
【详解】由于二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳三种物质互溶,由于三种物质的沸点不同,将三者的混合物置于同一蒸馏烧瓶中蒸馏出来,从而得到纯净的二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,故答案选B。
12.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。
13.C
【详解】由题干图示可知,从左往右的仪器分别为:蒸馏烧瓶用于蒸馏操作,普通漏斗用于过滤操作,分液漏斗用于萃取、分液,蒸发皿用于蒸发结晶,故依次可进行的混合物分离操作分别为:蒸馏、过滤、萃取、分液和蒸发,故答案为:C。
14.D
【详解】玻璃棒的作用:①过滤:引流, ②蒸发:搅拌,③溶解:搅拌,④ 向细口瓶中转移液体:引流,作用相同的是①和④,故选:D。
15.C
【详解】A.氯化银和水的悬浊液应用过滤分离,A不符题意;
B.酒精和水混溶,沸点不同,应用蒸馏的方式分离,B不符题意;
C.四氯化碳与水互不相溶,应用分液分离,C符合题意;
D.氯化钠和溴化镁均易溶于水,不能用分液分离,D不符题意;
选C。
16. 打磨 产生气泡 大于
【详解】(1)铝和氧气在常温下反应生成氧化铝,化学方程式为,因此实验前,需要对铝的表面进行打磨处理。
(2)铝的活泼性比较强,故实验一的现象为铝表面有气泡产生,试管度烫,铝和氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠和氢气,化学方程式为,实验三中铝能置换出铜,说明铝的活泼性大于铜。
17. 步骤⑥应先向滤液中加足量盐酸,然后蒸发、结晶得固体C 固体B
【分析】要分离KC1和两种固体的混合物,根据已设计的实验方案知,加入过量溶液使 完全转化成沉淀。将沉淀洗涤,与盐酸反应后经蒸发、结晶得到的固体B为;滤液蒸发结晶得到固体C为KCl。
【详解】(1) 根据分析可知固体B的化学式为,故答案为:;
(2)加入过量溶液后所得的滤液中含有KC1和,直接加热蒸发、结晶所得的固体C(KC1)中混有,因此步骤⑥应先向滤液中加足量盐酸,将转化为KC1,然后蒸发、结晶得到纯净的KC1,故答案为:步骤⑥应先向滤液中加足量盐酸,然后蒸发、结晶得固体C;
(3)固体B()中的所有钡离子全部来源于混合物,因此,需要测得固体B的质量,从而确定和KC1的质量分数,故答案为:固体B。
18.(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。
19. 平衡气压,便于液体顺利滴下 浓硫酸 水浴 冷凝回流 +Cl2+HCl 洗去混合物中的、及部分 132.2
【详解】(1)仪器a中盛有晶体,仪器中盛有浓盐酸,发生反应生成,反应的离子方程式为。(2)仪器b的优点是平衡仪器a、b内的气压,使浓盐酸顺利滴下。(3)①仪器e是洗气瓶,a中产生的中混有和水蒸气,对氯苯的制备无影响,因此仪器e的作用是除去中的水蒸气,即仪器e中盛放的是浓硫酸②仪器d中的反应进行过程中,保持温度在40~60℃,为了受热均匀且便于控制温度,可选择水浴加热。(4)仪器c的作用是冷凝回流;d中发生取代反应,其反应的化学方程式为。(5)①碱洗前进行水洗的目的是洗去大部分溶于水的物质,节约后续碱洗操作时碱的用量,节约生产成本;②由题表数据可知,氯苯的沸点为132.2℃,因此应收集132.2℃左右的馏分。