2.1研究物质的实验方法练习 2024-2025学年高一上学期苏教版（2019）必修第一册

2.1研究物质的实验方法 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列操作或仪器名称不正确的是（    ） A．排出滴定管内气泡 B．读取滴定管读数 C．锥形瓶 D．酸式滴定管无须用待测液润洗 2．现有三组实验：①除去混在中的水；②回收碘的溶液中的；③用乙醚浸泡青蒿，以提取其中的药用成分一青蒿素。以上实验所涉及的分离混合物的方法依次是（    ） A．分液、萃取、蒸馏 B．萃取、蒸馏、分液 C．分液、蒸馏、萃取 D．蒸馏.萃取、分液 3．下列实验基本操作（或实验注意事项）中，是出于实验安全考虑的是 ①给盛有液体的烧瓶加热时，需要加碎瓷片或沸石②酒精灯内的酒精不能多于酒精灯容积的③点燃可燃性气体前要验纯④稀释浓硫酸时，要将浓硫酸慢慢沿器壁流入水中 A．①②③④ B．①③④ C．③④ D．只有③ 4．某兴趣小组进行铁矿石中含铁量的测定，实验过程如下： 。 下列说法不正确的是 A．加热煮沸的主要目的是除去溶液中溶解的氯气 B．稀释过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管 C．滴定过程中可用KSCN溶液作指示剂 D．铁矿石中铁的质量分数为70% 5．进行过滤操作应选用的一组仪器是(　　) A．滤纸、烧杯、试管夹、漏斗、玻璃棒 B．烧杯、酒精灯、试管、漏斗 C．铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸 D．铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒 6．已知二氧化锰为黑色难溶于水的固体，实验室制取氧气的反应为2KClO32KCl＋3O2↑，充分反应后从剩余物中回收二氧化锰的操作顺序正确的是( A．溶解、过滤、蒸发、洗涤 B．溶解、过滤、洗涤、干燥 C．溶解、蒸发、洗涤、过滤 D．溶解、洗涤、过滤、干燥 7．下列化学家与所做的突出贡献不匹配的是（    ） 化学家 突出贡献 A 门捷列夫 提出化学元素的概念 B 拉瓦锡 提出氧化学说 C 阿伏加德罗 提出分子学说 D 道尔顿 提出原子论 A．A B．B C．C D．D 8．下列有关实验能够达到相应实验目的的是    A．图甲用于中和热的测定 B．图乙用于测定H2O2溶液的分解速率 C．图丙用于用CCl4溶液萃取碘水中的碘 D．图丁用于蒸干NH4Cl溶液制备NH4Cl晶体 二、填空题 9．某课外小组用海带为原料制取碘单质，并用分液漏斗分离溶液： (1)能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是 。 (2)下列物质中，不能作为从碘水中萃取碘的溶剂的是___________ A．苯 B．四氯化碳 C．酒精 D．醋酸 10．海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示： (1)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。 (2)实验室将粗盐制成精盐的过程中，溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的： ①溶解： 。 ②过滤： 。 ③蒸发： 。 11．填空： 实验操作 主要现象 结论及反应的化学方程式 打磨铝片，观察 打磨后的铝片呈 铝是 色金属，铝在空气中易被 ，形成一层氧化膜，反应的化学方程式为4Al+3O22Al2O3 加热未打磨的铝片 12．萃取分液法 原理： ①液—液萃取：利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的 ，使待分离组分从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中。 ②固—液萃取：用溶剂从固体物质中溶解出待分离组分。 13．焰色试验定义：很多 在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。 三、计算题 14．将5.4g表面已去除氧化膜的铝箔与200ml 2mol/L的硫酸反应，充分反应后，问标准状况下，生成氢气的体积为多少？ 四、解答题 15．常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。 (1)石墨中化学键类型为 ，在电池中的作用为 (2) 酸性锌锰干电池的负极反应为 (3) 碱性锌锰干电池在放电过程产生MnOOH，写出正极反应式 (4)填充物用60℃温水溶解，目的是 。 (5)操作A的名称为 。 (6)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示) 16．乙酸异丙酯有水果香味，天然存在于菠萝、梨、苹果等水果中，是中国GB2760-86规定为允许使用的食用香料。实验室用乙酸和异丙醇()反应制备乙酸异丙酯。装置示意图和有关数据如下： 相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性 异丙醇 60 0.7855 81.2 易溶 乙酸 60 1.0492 117.9 易溶 乙酸异丙酯 102 0.8879 90.6 难溶 实验步骤： 在A中加入3.0g异丙醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物用少量无水MgSO4固体干燥，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集90~95℃馏分，得乙酸异丙酯3.8g。 回答下列问题： (1)写出实验室由乙酸和异丙醇反应制备乙酸异丙酯的化学方程式 。 (2)仪器 B 的名称是 。 (3)在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是 。 (4)在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后 (填字母序号)。 a．直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的上口倒出 b．直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的下口放出 c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异丙酯从下口放出 d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异丙酯从上口倒出 (5)在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是 (填字母序号)。 (6)本实验中乙酸异丙酯的产率为 (计算结果保留三位有效数字)。 (7)在进行蒸馏操作时，若从 80℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏高，其原因是 。 17．如图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置。 利用以上装置，可以按以下实验方案从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物。（已知甲苯和甲醇均为有机溶剂，有机物大多能互溶） (1)装置A中仪器①的作用是 ，流程中使用装置A的是 （填“操作a”“操作b”“操作c”或“操作d”，下同）。 (2)流程中使用装置B的是 ，在该操作中，振荡仪器时，为了避免因液体挥发而导致内部气压过大，还应进行的操作是 （填写具体的操作方法）。 (3)流程中使用装置C的是 ，若所得沉淀不溶于水且需要洗涤，则洗涤的具体操作是 。 (4)流程中使用装置D的是 。 《2.1研究物质的实验方法》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 D C A B D B A C 1．D 【详解】A．挤压滴定管下端软管处，排出滴定管内气泡，A操作正确； B．读取滴定管读数应平视，眼睛应与凹液面最低点相平，并精确到2位小数，B操作正确； C．图中所指仪器名称为锥形瓶，C仪器名称正确； D．酸式滴定管使用时要用待测液润洗，D错误； 故选D。 2．C 【详解】①和水互不相溶，应采用分液法分离； ②碘易溶于，且碘和的沸点相差较大，故用蒸馏法分离； ③用乙醚浸泡青蒿提取青蒿素，利用了萃取原理； 综上，所涉及的分离混合物的方法依次是分液、蒸馏、萃取； 答案选C。 3．A 【详解】①给盛有液体的烧瓶加热时，为防止混合液受热暴沸，需要加碎瓷片或沸石，是出于实验安全考虑，故①正确； ②酒精灯内酒精太多，容易由于酒精的挥发形成蒸汽，从而引起爆炸，是出于实验安全考虑，故②正确； ③点燃可燃性气体前要验纯，避免因纯度不足导致发生爆炸，是出于实验安全考虑，故③正确； ④稀释浓硫酸时，要将浓硫酸慢慢沿器壁流入水中，否则浓硫酸容易溅出，发生危险，是出于实验安全考虑，故④正确； ①②③④正确，故选A。 4．B 【分析】由测定实验流程可知，铁矿石与硫酸反应生成滤液A含硫酸亚铁（可能含硫酸铁），与氯气发生氧化还原反应，将亚铁离子氧化，则B中含铁离子，稀释后，利用铁离子与碘离子发生氧化还原反应测定，据此解答。 【详解】A．加热煮沸的主要目的是除去过量的氯气，防止氯气与KI反应，A正确； B．稀释过程中用到的玻璃仪器主要有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶，B错误； C．铁离子与碘离子发生氧化还原反应，利用KSCN溶液作指示剂，滴定终点时变为红色，且30s不变色，C正确； D．由2I－+2Fe3+＝2Fe2++I2及铁元素守恒可知，铁的质量分数为，D正确。 答案选B。 【点睛】本题主要是考查混合物分离提纯的综合应用及含量测定，为高频考点，把握混合物分离流程、分离方法及发生的反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，选项D为易错点，题目难度中等。 5．D 【详解】按照过滤装置从下而上进行记忆。铁架台(附铁圈)、烧杯、漏斗、玻璃棒，注意滤纸是实验用品不属于实验仪器。答案选D。 6．B 【详解】反应后的剩余固体中，一定含有二氧化锰和氯化钾，可能含有氯酸钾；氯酸钾易溶于水，氯酸钾受热分解生成的氯化钾易溶于水，二氧化锰不溶于水；先加入足量的水，氯化钾溶于水形成溶液，如果含有氯酸钾时，氯酸钾溶于水形成溶液，而二氧化锰不溶于水；再过滤，把二氧化锰从溶液中分离出来；再对二氧化锰进行洗涤，除去二氧化锰中的杂质；再加热、干燥二氧化锰，得到纯净的二氧化锰，则回收提纯二氧化锰的操作顺序溶解、过滤、洗涤、干燥，答案选B。 7．A 【详解】A．化学元素的概念是由17世纪英国科学家波义耳提出的，俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，故A错误； B．法国科学家拉瓦锡提出了氧化学说，故B正确； C．意大利科学家阿伏加德罗提出了分子学说，故C正确； D．英国科学家道尔顿提出了原子论，故D正确； 综上所述答案为A。 8．C 【详解】A．铜质搅拌器会加速热量散失，不能用于中和热测定，A错误； B．图乙中，长颈漏斗未进行液封，产生的氧气会漏气，不能测定体积，不能用于反应速率测定，B错误； C．用CCl4可以萃取碘水中的碘，C正确； D．用该装置蒸干NH4Cl，会发生分解反应，产生NH3和HCl，不能得到NH4Cl固体，D错误； 故选C。 9．(1)碘在四氯化碳中溶解度比在水中大很多，且四氯化碳与水不互溶 (2)CD 【分析】(1) 能选用四氯化碳从碘水中萃取碘的原因是碘在四氯化碳中溶解度比在水中大很多，且四氯化碳与水不互溶。 (2) A．苯能溶解碘，碘在苯中的溶解度大于在水中的溶解度，且碘与苯不反应，水与苯不互溶，能萃取碘，A错误； B．CCl4能溶解碘，碘在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度，且碘与CCl4不反应，水与CCl4不互溶，能萃取碘，B错误； C．酒精能溶解碘，碘在酒精中的溶解度大于在水中的溶解度，但酒精与水互溶，C正确； D．醋酸能溶解碘，碘在醋酸中的溶解度大于在水中的溶解度，但醋酸易溶于水，D正确； 答案选CD。 10． 加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤 搅拌，加速固体溶解 引流，防止液体外溅 搅拌，防止因局部过热而使液体或晶体飞溅 【详解】（1）因为氢氧化镁难溶于水，氢氧化钙微溶于水，为防止引入新杂质，可用MgCl2溶液将Ca(OH)2转化为Mg(OH)2，然后过滤洗涤得Mg(OH)2。 （2）溶解固体时使用玻璃棒是为了加速固体的溶解；在过滤时使用玻璃棒引流，可防止液体外溅；蒸发结晶过程中，使用玻璃棒搅拌，可防止因局部过热而使液体或晶体飞溅。 11． 银白色 银白 氧化 铝片内部熔化但不滴落 铝片表面有一层Al2O3，且Al2O3的熔点高于Al单质 铝片均溶解，且均有气泡产生 Al既能与盐酸反应、又能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 【详解】打磨后的铝片呈银白色而未打磨的铝片没有金属光泽呈暗灰色说明金属铝易被空气中的氧气氧化生成铝的氧化物，得到结论铝是银白色金属，铝在空气中易被氧化形成一层氧化膜；加热未打磨的铝片，可以看到铝片内部熔化但不滴落，得到结论铝片表面有一层Al2O3，且Al2O3的熔点高于Al单质；已打磨的铝片分别与等浓度等体积盐酸和氢氧化钠溶液反应，可以看到铝片均溶解，且均有气泡产生，得到结论Al既能与盐酸反应、又能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑； 故答案为：银白色；银白；氧化；铝片内部熔化但不滴落；铝片表面有一层Al2O3，且Al2O3的熔点高于Al单质；铝片均溶解，且均有气泡产生；Al既能与盐酸反应、又能与NaOH溶液反应，反应的化学方程式为2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。 12．溶解性不同 【详解】液—液萃取：利用待分离组分在两种不互溶的溶剂中的溶解性不同，使待分离组分从溶解度较小的溶剂中转移到溶解度较大的溶剂中。 13．金属或它们的化合物 【详解】焰色试验定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色。 14．6.72L 【分析】根据化学方程式2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑，根据题给信息，硫酸过量，铝完全反应，按铝计算。 【详解】根据化学方程式计算，5.4gAl的物质的量，硫酸的物质的量n=200ml×10－3×2mol/L=0.4mol；根据化学方程式2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑，硫酸过量，铝完全反应，按铝计算，根据关系是2Al～3H2，则生成氢气的物质的量为0.3mol，体积。 15． 共价键(非极性共价键)， 导电 Zn-2e-=Zn2+ MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH- 加快溶解速率 过滤 Cu＋H2O2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O 【分析】废旧干电池含有铜、石墨、二氧化锰以及填充物等，填充物用60℃充分溶解，过滤，滤液中含有氯化铵，蒸发、浓缩、结晶可得到氯化铵晶体；铜与稀硫酸在过氧化氢作用发生氧化还原反应生成硫酸铜，加入锌可置换出铜，过滤分离，硫酸锌溶液最终可生成氢氧化锌、氧化锌，冶炼可得到锌，据此解答。 【详解】(1) 石墨晶体为混合晶型，是层状结构。在每一层内，每个碳原子与其他3个碳原子以共价键结合形成六边形网状结构；石墨具有导电性，在电池中作电极，起导电作用， 故答案为共价键(非极性共价键)；导电； (2) 酸性锌锰干电池的负极为锌，负极反应为Zn-2e-=Zn2+， 故答案为Zn-2e-=Zn2+； (3) 在碱性锌锰原电池中，Zn易失电子作负极、二氧化锰作正极，正极上二氧化锰得电子发生还原反应，电极反应式为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-， 故答案为MnO2+e-+H2O=MnOOH+OH-； (4) 加热适当升高温度，可促进溶解， 故答案为加快溶解速率； (5) 分离不溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作A的名称是过滤， 故答案为过滤； (6) 酸性条件下，双氧水能将铜氧化生成铜离子反应的化学方程式为：Cu＋H2O2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O， 故答案为Cu＋H2O2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O。 【点睛】本题考查了物质的分离和提纯、原电池原理，根据原电池正负极上发生的反应、物质的性质及其分离方法来分析解答，能从整体上把握物质分离过程，熟练掌握基础知识，灵活运用知识解答。 16． +CH3COOH +H2O （球形）冷凝管 洗掉大部分硫酸和乙酸 d b 74.5% 会收集少量未反应的异丙醇 【详解】(1)写出实验室由乙酸和异丙醇反应制备乙酸异丙酯的化学方程式为：+CH3COOH +H2O； (2) 由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，起到冷凝回流作用； (3)在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和乙酸；第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的乙酸，也可以降低酯的溶解度； (4) 由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将酯从上口倒出，所以正确的为d； (5) 加热液体混合物需要加沸石，防止暴沸，蒸馏时温度计测量馏分的温度，故温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处对齐，冷凝水下进上出，故装置图选择b； (6) 设3g的异丙醇，需要消耗m g的乙酸，则 m=，故乙酸过量；生成乙酸异丙酯的量要按照异丙醇的量计算，设3g的异丙醇完全反应会生成x g乙酸异丙酯则x= ，故本实验中乙酸异丙酯的产率为%=74.5%； (7)在进行蒸馏操作时，若从 80℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏高，是因为此时的蒸气中含有异丙醇，会收集少量的未反应的异丙醇，因此会导致产率偏高。 17． 冷凝 操作d 操作b 打开分液漏斗旋塞，从下口放气 操作a 向漏斗中加水至没过沉淀，待水自然流下，重复以上操作2~3次 操作c 【详解】(1)装置A中仪器①为冷凝管，作用是冷凝；装置A为蒸馏装置，该流程中操作d是从有机溶液中分离出甲苯，为蒸馏操作，需使用装置A；故答案为：冷凝；操作d。 (2)装置B为分液装置，该流程中操作b为萃取分液操作，需使用装置B；在该操作中，振荡分液漏斗时，为了避免因液体挥发而导致内部气压过大，需要及时打开分液漏斗旋塞，从下口放气；故答案为：操作b；打开分液漏斗旋塞，从下口放气。 (3)装置C为过滤装置，该流程中经操作a得到滤液和不溶性物质，为过滤操作，需使用装置C；洗涤沉淀的具体操作是向漏斗中加水至没过沉淀，待水自然流下，重复以上操作2~3次；故答案为：操作a；向漏斗中加水至没过沉淀，待水自然流下，重复以上操作2~3次。 (4)装置D为蒸发装置，该流程中操作c为从水溶液中析出固体，为蒸发操作，需使用装置D，故答案为：操作c。 学科网（北京）股份有限公司 $$