第2章第3节第1课时 利用化学反应制备物质 同步练习（含解析）

第2章 化学键 化学反应与能量
第3节 化学反应的利用
第1课时 利用化学反应制备物质

1．培养良好的实验习惯对同学们今后的学习和工作都有十分重要的意义，同时实验步骤的严密性和准确性也是一个实验成功与否的决定因素。实验室制取氯气时有如下操作，其中正确的顺序是(　　)
①连接装置并检查气密性　②缓缓加热　③加入MnO2粉末　④从装有浓盐酸的分液漏斗中加入浓盐酸　⑤将多余氯气用NaOH溶液吸收　⑥用向上排空气法收集氯气
A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤
C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤
解析：实验室制备气体的一般顺序应遵循安装并连接仪器→检查气密性→添加药品→开始制备→净化→收集→尾气处理的过程。
答案：D
2．浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O，用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是(　　)
①CO2　②HCl　③H2O　④O2
A．①②③ B．②③④ C．②③ D．①④
解析：漂白粉久置后会变质，发生Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3＋2HClO。固体中会混有CaCO3，加入浓盐酸可发生CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，制备的Cl2中可能混入CO2气体和挥发出的HCl与H2O蒸气。
答案：A
3．按下列实验方法制备气体，合理又实用的是(　　)
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．加热分解NH4Cl固体制NH3
C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D．大理石与稀硫酸反应制备CO2
解析：A项中用稀硝酸与Zn反应得不到H2，而是发生3Zn＋8HNO3(稀)===3Zn(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；B项中NH4ClNH3↑＋HCl↑，产生的两种气体在温度较低时反应：NH3＋HCl===NH4Cl，又重新生成NH4Cl固体，而得不到NH3；C项中Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，可以制备SO2气体；D项中CaCO3＋H2SO4===CaSO4＋H2O＋CO2↑，由于CaSO4是微溶物质，会覆盖在大理石表面而阻止继续反应。
答案：C
4.化学实验中的很多气体是用盐酸来制取的，这就导致了这些制取的气体中往往含有HCl杂质，要除去HCl杂质而得到纯净的目标气体，可用右图所示装置。如果广口瓶中盛装的是饱和NaHCO3溶液，则可以用于下列哪种气体的除杂装置(　　)

A．H2 B．Cl2 C．H2S D．CO2
解析：除杂的原则是除去杂质的同时，不能引入新的杂质：制备H2、Cl2、H2S时，若用饱和NaHCO3除去杂质HCl气体，会发生NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，而引入新的气体杂质CO2气体。
答案：D
5．下图为实验室制取纯净、干燥的Cl2，并进行检验Cl2性质的实验装置。其中D瓶中放有干燥的红色布条；E中为铜网，E右端出气管口附近为棉球。试回答：

(1)A中发生反应的化学方程式为_________________________。
(2)为得到干燥纯净的氯气，一般在B瓶中加入_____________，其作用是_____________________________。
(3)C中盛放的试剂为___________________________________。
(4)E中所发生反应的化学方程式为________________________
_____________________________________________________。
(5)F中应加入的试剂为________，其作用是________________
_____________________________________________________。
(6)若A中有14.6 g HCl被氧化，将产生的氯气通入足量的KI溶液中能产生单质碘的质量为________g。
解析：(1)A是制取氯气的装置，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(2)由于浓盐酸易挥发，所以生成的氯气中混有氯化氢气体，而氯化氢极易溶于水，所以可以通过饱和食盐水来除去氯气中的氯化氢气体。(3)D中是干燥的布条，所以要验证其漂白性，氯气应该是干燥的，所以C中是浓硫酸，用来干燥氯气。(4)氯气具有强氧化性，在加热的条件下，能和铜反应生成氯化铜，化学方程式为Cu＋Cl2CuCl2。
(5)氯气有毒，属于大气污染物，因此需要尾气处理。可用氢氧化钠等碱液来吸收。(6)根据反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，4 mol HCl参加反应，只有2 mol HCl被氧化成Cl2，即只有一半HCl被氧化，所以有2HCl(被氧化)～Cl2，14.6 g HCl被氧化，则生成氯气的物质的量n(Cl2)＝n(HCl)被氧化＝×＝0.2 mol，根据反应：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，因为可以产生单质碘的物质的量为n(I2)＝n(Cl2)＝0.2 mol，其质量为m(I2)＝0.2 mol×254 g·mol－1＝50.8 g。
答案：(1)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)饱和食盐水　吸收HCl气体　(3)浓H2SO4
(4)Cu＋Cl2CuCl2　(5)碱液　吸收多余的氯气　(6)50.8

(时间：40分钟　分值：100分)
A级　基础巩固
基础题Ⅰ
1．广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其他简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用做防倒吸安全瓶的是(　　)

解析：A装置是排液量气装置，故A错误；B装置可作为安全瓶防倒吸，因为进气管较短(刚漏出瓶塞)，若发生倒吸，倒吸液会被盛装在B瓶中，不会再倒流到前一装置，从而防止倒吸，故B正确；C装置是混气装置，进入C瓶中两气体在C瓶中充分混合，故C错误；D装置是洗气装置，故D错误。
答案：B
2．下列四个反应都可以用来制备氯气，下列有关说法不正确的是(　　)
①4HCl＋O22H2O＋2Cl2
②MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
③2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O
④2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
A．四个反应都可以用来在实验室里制备氯气
B．四个反应中都是－1价的氯被氧化
C．四个反应都是氧化还原反应
D．根据反应①②③的条件，可以判断氧化性由强到弱的顺序是：KMnO4、MnO2、O2
解析：四个反应中均有Cl2生成，可制备时，①中混有HCl、O2，O2很难除去条件较高，不适合实验室制备；④中H2、Cl2要分别收集，Cl2很容易与生成的NaOH溶液反应，也不适合实验室制备。
答案：A
3．某化学小组用如图所示装置制取氯气。下列说法不正确的是(　　)

A．该装置图中至少存在三处明显错误
B．该实验中收集氯气的方法不正确
C．为了防止氯气污染空气，必须进行尾气处理
D．在集气瓶的导管口处放一片湿润的淀粉碘化钾试纸可以证明是否有氯气逸出
解析：发生装置中，长颈漏斗应插入液面中或换成分液漏斗；也缺少酒精灯加热装置，收集装置应选择向上排空气法，或排饱和食盐水收集Cl2，B项说法符合题意。
答案：B
4.如图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是(　　)

A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B．锌粒和稀硫酸制氢气
C．浓盐酸和二氧化锰制取氯气
D．固体NH4Cl和消石灰制取氨气
解析：“随开随用、随关随停”要求块状固体与液体反应，制取的气体应难溶于水，B项正确。
答案：B
5．下列在实验室里分别制取相应产物的实验设计方案中，从原料及试剂的反应条件理论上正确、操作上可行、经济上合理的是(　　)
A．CCOCO2Na2CO3
B．CuCu(NO3)2溶液Cu(OH)2
C．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
D．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
解析：A项中C燃烧产物应为CO2；B项中AgNO3的价格昂贵；C项中Fe燃烧产物一般为Fe3O4。
答案：D
基础题Ⅱ
6．拟用如图所示装置制取下表中的四种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热，a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。

气体 a b c d
CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 浓硫酸
Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液这 浓硫酸
NH3 饱和NH4Cl溶液 消石灰 H2O 氢氧化钠
NO 稀硝酸 铜屑 H2O P2O5

上述方法中可以得到干燥、纯净的气体的是(　　)
A．CO2、NO B．CO2、Cl
C．Cl2、NH3 D．Cl2、NO
解析：Cl2可被c中NaOH溶液吸收得不到Cl2，NH3可被c中水和d中NaOH吸收也得不到NH3。
答案：A
7．实验室提供下列药品：①蒸馏水；②用HNO3酸化的AgNO3溶液；③熟石灰；④淀粉；⑤肥皂水；⑥食醋；⑦废干电池(锌筒内填有炭粉、MnO2、NH4Cl、淀粉等糊状物)；⑧NaCl；⑨纯碱。某同学准备进行下列小实验：
A．制NaOH溶液
B．制备Cl2并验证其漂白性
C．制CO2气体
(1)由于缺少试剂而不能进行的实验是(不考虑电解)________(填序号)。
(2)该同学为制备NH3，先从废干电池中制备NH4Cl。为此，他设想将废电池中的混合物溶于少量的水中，过滤除去不溶物，再蒸发灼烧滤液，以制得干燥的NH4Cl晶体。他的设想是否合理？答：________；理由是__________________________________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
(3)另有同学设计了实验室制取CO2气体的如图四种实验原理和装置：

你认为其中不合理的是________；理由是__________________
____________________________________________________。
(4)由于(2)中NH4Cl的制备较困难，且难以满足量的要求，现重新提供足量的浓氨水、碱石灰，请设计一个最简单的实验，以快速制得NH3。
你的设计方案是_____________________________________
____________________________________________________。
解析：可用③⑨两种药品在水溶液中发生反应：Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH，制取NaOH溶液；用⑥⑨两种药品发生反应：2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋H2O＋CO2↑，制CO2气体。因缺少浓盐酸，无法制取Cl2，根据NH4Cl受热易分解的性质，知不可能通过蒸发灼烧的方法制得NH4Cl晶体。Na2CO3粉末与H2SO4反应速率太快，易堵塞导气管。将浓氨水滴加到碱石灰固体上即可快速制得大量NH3。
答案：(1)B
(2)不合理　因为NH4Cl受热分解，故蒸发灼烧不可能得到NH4Cl晶体；同时，蒸发灼烧会使溶于水中的淀粉呈糊状
(3)C　反应速率太快，CO2气流会将Na2CO3粉末冲出，堵塞导管
(4)将盛在分液漏斗中的浓氨水滴加到盛装碱石灰的圆底烧瓶中即可制得氨气
[B级　能力提升]
8．某校化学兴趣小组进行实验室制取氯气，并验证氯气的某些化学性质实验，甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略)，按要求回答问题。

　　　　　 A　 B　C D　 E　　　
(1)下列方法中，可制得氯气的正确组合是________。
①MnO2和浓盐酸混合共热
②NaCl固体和浓硫酸混合共热
③KClO3和浓盐酸混合
④KMnO4和浓盐酸混合
A．①②④ B．②③④
C．①④ D．①③④
(2)制取氯气时在烧瓶中加入一定量的MnO2，通过________(填仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸，该反应的化学方程式为____，
实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，最好在A、B之间安装盛有________试剂的净化装置。
(3)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2，制得Cl2的体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是__________。
(4)①装置B中可盛________试剂(填序号)。
a．浓硫酸　b．碱石灰　c．五氧化二磷　d．无水氯化钙
其作用是________。
②装置C中的现象是___________________________________。
D中下层溶液的现象是_________________________________。
③装置E中发生反应的离子方程式为_________________
_____________________________________________________。
(5)乙同学认为甲同学的实验有缺陷，提出在________装置后(填字母)增加一个装置，该装置中应放入________试剂，其作用是
_____________________________________________________。
答案：(1)D　(2)分液漏斗　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　饱和食盐水　(3)浓盐酸的浓度随着反应的进行而降低，变稀以后，将不再反应，加热时浓盐酸因挥发而损失　(4)①cd　干燥(或除水)　②无明显变化(或干燥的有色布条不退色)　呈紫色　③Cl2＋SO＋H2O===2Cl－＋2H＋＋SO　(5)E　NaOH溶液　吸收氯气防止污染空气
9．为了证明在实验室制备Cl2的过程中会有水蒸气和HCl挥发出来，甲同学设计了如图所示的实验装置，按要求回答问题：

(1)请根据甲同学的意图，连接相应的装置，接口顺序：
b接________，________接________，________接a。
(2)U形管中所盛试剂的化学式为________________。
(3)装置③中CCl4的作用是______________________________。
(4)乙同学认为甲同学实验有缺陷，不能证明最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种，为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种，乙同学提出在某两个装置之间再加装置⑤。你认为装置⑤应加在____________之间(填装置序号)。瓶中可以放入_________________________________________________。

⑤
(5)丙同学看到甲同学设计的装置后提出无需多加装置，只需将原来烧杯中的AgNO3溶液换成其他溶液。你认为可将溶液换成________________，如果观察到________________的现象，则证明制Cl2时有HCl挥发出来。
答案：(1)e　f　d　c(或f　e　d　c)　(2)无水CuSO4　(3)吸收Cl2
(4)③①　淀粉KI溶液　(5)紫色石蕊试液　紫色石蕊试液变红而不退色




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