2.1 研究物质的实验方法 同步练习 2024-2025学年高一上学期化学苏教版必修第一册

2.1 研究物质的实验方法同步练习题 一、单选题（每题 3 分，共 30 分） 1. 下列实验操作中，用于分离固液混合物的是（ ） A. 蒸发 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 萃取 1. 进行过滤操作时，不需要用到的仪器是（ ） A. 漏斗 B. 烧杯 C. 蒸发皿 D. 玻璃棒 1. 下列关于蒸发操作的说法中，不正确的是（ ） A. 蒸发时需用玻璃棒不断搅拌，防止局部温度过高导致液体飞溅 B. 蒸发皿可以直接加热，无需垫石棉网 C. 当蒸发皿中出现较多固体时，应停止加热，利用余热蒸干剩余液体 D. 蒸发操作是为了分离互溶的液体混合物 1. 蒸馏操作主要用于分离（ ） A. 固液混合物 B. 互溶且沸点不同的液体混合物 C. 互不相溶的液体混合物 D. 可溶性固体与溶剂的混合物 1. 进行蒸馏实验时，温度计的水银球应放在（ ） A. 蒸馏烧瓶的支管口处 B. 蒸馏烧瓶内液体中 C. 冷凝管中 D. 烧杯内液体中 1. 下列关于萃取操作的说法，错误的是（ ） A. 萃取剂与原溶剂必须互不相溶 B. 萃取剂的密度必须比原溶剂大 C. 溶质在萃取剂中的溶解度应远大于在原溶剂中的溶解度 D. 萃取后通常需要进行分液操作分离两层液体 1. 用四氯化碳萃取碘水中的碘，下列说法正确的是（ ） A. 碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫红色 B. 碘的四氯化碳溶液在上层，呈紫红色 C. 萃取后分液时，应先放出上层液体，再放出下层液体 D. 萃取过程中，不需要振荡分液漏斗 1. 检验某溶液中是否含有 Cl⁻，正确的操作是（ ） A. 直接滴加 AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则证明含有 Cl⁻ B. 先滴加稀盐酸酸化，再滴加 AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则证明含有 Cl⁻ C. 先滴加稀硝酸酸化，再滴加 AgNO₃溶液，若产生白色沉淀，则证明含有 Cl⁻ D. 先滴加 AgNO₃溶液，再滴加稀硝酸，若白色沉淀不溶解，则证明含有 Cl⁻ 1. 分离下列混合物，应选用蒸馏操作的是（ ） A. 从食盐水中获取食盐 B. 从碘水中提取碘 C. 分离酒精和水的混合物 D. 分离泥沙和水的混合物 1. 下列实验操作中，正确的是（ ） A. 分液时，分液漏斗的下端尖嘴部分应紧贴烧杯内壁 B. 过滤时，为加快过滤速度，可用玻璃棒搅拌漏斗内的液体 C. 蒸发时，将蒸发皿放置在三脚架上直接加热，无需用酒精灯 D. 萃取时，所选萃取剂应与原溶剂互溶 二、填空题（每空 2 分，共 40 分） 1. 实验室常用的物质分离方法有过滤、蒸发、蒸馏、萃取分液等。请根据下列混合物的性质，选择合适的分离方法填空： （1）分离泥沙和食盐水的混合物，应选用________； （2）从海水中提取食盐，应选用________； （3）分离酒精（沸点 78℃）和水（沸点 100℃）的混合物，应选用________； （4）从碘水中提取碘单质，应选用________。 1. 过滤操作中，玻璃棒的作用是________；蒸发操作中，玻璃棒的作用是________。 1. 进行蒸馏实验时，冷凝管中冷却水的流向应是________（填 “下进上出” 或 “上进下出”），目的是________。 1. 实验室用四氯化碳萃取碘水中的碘，完成萃取操作后，进行分液： （1）分液漏斗在使用前需进行________（填操作名称）； （2）分液时，应先打开分液漏斗上的________，再旋转活塞放出下层液体； （3）下层液体从分液漏斗的________（填 “上口” 或 “下口”）放出，上层液体从分液漏斗的________（填 “上口” 或 “下口”）倒出。 1. 检验某溶液中是否含有 SO₄²⁻，实验步骤为：先向溶液中滴加过量的________，若无明显现象，再滴加________溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中含有 SO₄²⁻。滴加过量该试剂的目的是________。 1. 某同学欲从含有少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾，可采用________（填 “蒸发结晶” 或 “降温结晶”）的方法，理由是________。 三、实验题（共 30 分） 1. （16 分）实验室欲从粗盐（含有泥沙、CaCl₂、MgCl₂等杂质）中提纯氯化钠，实验步骤如下： 步骤 1：溶解 将粗盐放入烧杯中，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使粗盐充分溶解。 步骤 2：过滤 除去粗盐中的泥沙等不溶性杂质。 步骤 3：除杂 向过滤后的滤液中加入过量的 NaOH 溶液和 Na₂CO₃溶液，分别除去 MgCl₂和 CaCl₂，反应的化学方程式为：MgCl₂ + 2NaOH = Mg (OH)₂↓ + 2NaCl、CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaCl。 步骤 4：再次过滤 除去生成的 Mg (OH)₂和 CaCO₃沉淀。 步骤 5：调节 pH 向滤液中滴加适量的________，至溶液 pH 约为 7，除去过量的 NaOH 和 Na₂CO₃。 步骤 6：蒸发 将调节 pH 后的溶液倒入蒸发皿中，加热，并用玻璃棒不断搅拌，直至________，停止加热，利用余热蒸干，得到纯净的氯化钠固体。 请回答下列问题： （1）步骤 5 中应滴加的试剂是________（填试剂名称或化学式）； （2）步骤 6 中横线处应填写的现象是________； （3）步骤 3 中加入过量 NaOH 溶液和 Na₂CO₃溶液的顺序________（填 “可以” 或 “不可以”）颠倒，理由是________； （4）若在步骤 2 的过滤操作中，滤液仍然浑浊，可能的原因是________（写出一条即可）。 1. （14 分）某化学兴趣小组欲用蒸馏的方法分离酒精和水的混合物，实验装置如图所示（部分仪器已省略）。请回答下列问题： （1）图中仪器 A 的名称是________，仪器 B 的名称是________； （2）实验时，需在蒸馏烧瓶中加入少量________（填物质名称），防止液体暴沸； （3）蒸馏过程中，温度计的作用是________； （4）若实验后收集到的酒精中仍含有较多水分，可能的原因是________（写出一条即可）； （5）冷凝管的作用是________，冷凝管中冷却水的流向为从________（填 “a” 或 “b”）口进，________（填 “a” 或 “b”）口出（假设冷凝管的上口为 b，下口为 a）。 四、计算题（共 10 分） 1. 实验室用萃取的方法从 100mL 碘水中提取碘，已知碘在四氯化碳中的溶解度远大于在水中的溶解度。若每次用 50mL 四氯化碳萃取，萃取两次后，假设碘水中的碘已基本被萃取到四氯化碳中。 （1）萃取过程中，选用的主要仪器是________； （2）若原碘水中碘的质量为 0.2g，萃取后在四氯化碳中收集到的碘的质量为 0.19g，则该萃取操作的萃取率为多少？（萃取率 = 萃取到萃取剂中的溶质质量 / 原溶液中溶质总质量 ×100%，写出计算过程） —　1　— 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1 研究物质的实验方法同步练习题（答案及解析） 一、单选题（每题 3 分，共 30 分） 1. 答案：B 解析：过滤用于分离固液混合物（固体不溶于液体）；蒸发用于分离可溶性固体与溶剂（如从溶液中获取固体）；蒸馏用于分离互溶且沸点不同的液体混合物；萃取用于分离溶质在两种互不相溶溶剂中溶解度差异大的混合物。故选 B。 1. 答案：C 解析：过滤需要的仪器有漏斗（过滤核心仪器）、烧杯（承接滤液）、玻璃棒（引流）、铁架台（固定仪器），蒸发皿用于蒸发操作，过滤时无需使用。故选 C。 1. 答案：D 解析：A 选项，蒸发时搅拌可防止局部过热导致液体飞溅，正确；B 选项，蒸发皿为瓷质仪器，可直接加热，无需垫石棉网，正确；C 选项，蒸发至出现较多固体时停止加热，利用余热蒸干可避免固体因过热飞溅，正确；D 选项，蒸发是分离可溶性固体与溶剂，而非互溶的液体混合物，分离互溶液体用蒸馏，错误。故选 D。 1. 答案：B 解析：A 选项，固液混合物用过滤或蒸发分离；B 选项，互溶且沸点不同的液体混合物，利用沸点差异用蒸馏分离，正确；C 选项，互不相溶的液体混合物用分液分离；D 选项，可溶性固体与溶剂用蒸发分离。故选 B。 1. 答案：A 解析：蒸馏时温度计需测量馏分（蒸出的液体）的温度，故水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处，确保测得的是馏分的沸点。若插入液体中，测得的是溶液温度，不准确。故选 A。 1. 答案：B 解析：A 选项，萃取剂与原溶剂互不相溶是基本要求，否则无法分层，正确；B 选项，萃取剂的密度无需比原溶剂大（如用苯萃取碘水，苯密度小于水，在上层），错误；C 选项，溶质在萃取剂中溶解度远大于在原溶剂中，才能实现有效萃取，正确；D 选项，萃取后液体分层，需分液分离两层液体，正确。故选 B。 1. 答案：A 解析：四氯化碳密度大于水，萃取碘后，碘的四氯化碳溶液在下层，呈紫红色，A 正确、B 错误；C 选项，分液时应先放出下层液体，再从上口倒出上层液体，防止下层液体残留污染上层液体，错误；D 选项，萃取时振荡分液漏斗可使溶质充分转移到萃取剂中，提高萃取效率，错误。故选 A。 1. 答案：D 解析：A 选项，直接滴加 AgNO₃，CO₃²⁻等也会生成白色沉淀，无法确定是 Cl⁻，错误；B 选项，用稀盐酸酸化会引入 Cl⁻，干扰检验，错误；C 选项，先加稀硝酸酸化（排除 CO₃²⁻等干扰），再加 AgNO₃，若生成白色沉淀，可证明含 Cl⁻，但 D 选项 “先加 AgNO₃，再加稀硝酸，沉淀不溶解”，同样可排除 CO₃²⁻（Ag₂CO₃沉淀溶于稀硝酸），且操作顺序合理，两种操作均可行，但更严谨的是 D（避免酸化时引入杂质的潜在问题）。故选 D。 1. 答案：C 解析：A 选项，从食盐水中获取食盐用蒸发；B 选项，从碘水中提取碘用萃取；C 选项，酒精和水互溶且沸点不同，用蒸馏分离，正确；D 选项，泥沙和水用过滤分离。故选 C。 1. 答案：A 解析：A 选项，分液时漏斗下端紧贴烧杯内壁，可使液体顺利流下且防止飞溅，正确；B 选项，过滤时搅拌会捅破滤纸，导致过滤失败，错误；C 选项，蒸发需用酒精灯加热，错误；D 选项，萃取剂应与原溶剂互不相溶，若互溶则无法分层，错误。故选 A。 二、填空题（每空 2 分，共 40 分） 1. （1）过滤 （2）蒸发 （3）蒸馏 （4）萃取（或萃取分液） 解析：（1）泥沙不溶于食盐水，用过滤分离；（2）从海水中提取食盐，通过蒸发溶剂得到固体食盐；（3）酒精和水互溶且沸点不同，用蒸馏分离；（4）碘在有机溶剂中溶解度大，从碘水中提取碘用萃取。 1. 引流；搅拌，防止局部温度过高导致液体飞溅 解析：过滤中玻璃棒起引流作用，避免液体倒入漏斗时溅出；蒸发中玻璃棒搅拌可使液体受热均匀，防止局部过热。 1. 下进上出；使冷却水充满冷凝管，提高冷凝效率 解析：冷却水 “下进上出” 可确保冷凝管内充满冷却水，与蒸汽充分接触，若 “上进下出”，冷凝管上部可能无法充满水，冷凝效率降低。 1. （1）检漏 （2）玻璃塞（或活塞上的小孔） （3）下口；上口 解析：（1）分液漏斗有活塞和玻璃塞，使用前需检漏（向漏斗中加水，关闭活塞和塞子，倒置观察是否漏水）；（2）分液时打开玻璃塞（或对齐活塞上的小孔与漏斗上口的小孔），可平衡漏斗内外气压，使液体顺利流下；（3）下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，避免交叉污染。 1. 稀盐酸；BaCl₂（或 Ba (NO₃)₂）；排除 CO₃²⁻、SO₃²⁻等杂质离子的干扰 解析：检验 SO₄²⁻时，先加稀盐酸酸化，可排除 CO₃²⁻（与盐酸反应生成 CO₂）、SO₃²⁻（与盐酸反应生成 SO₂）等的干扰，再滴加 BaCl₂溶液，若生成白色沉淀（BaSO₄），则证明含 SO₄²⁻。 1. 降温结晶；硝酸钾的溶解度随温度变化较大，氯化钠的溶解度随温度变化较小，降温时硝酸钾先析出，而氯化钠留在溶液中 解析：降温结晶适用于溶解度随温度变化大的物质，硝酸钾溶解度受温度影响大，氯化钠受温度影响小，降温时硝酸钾晶体析出，通过过滤可得到较纯净的硝酸钾。 三、实验题（共 30 分） 1. （1）稀盐酸（或 HCl 溶液） （2）蒸发皿中出现较多固体 （3）不可以；若先加 Na₂CO₃溶液，再加 NaOH 溶液，过量的 Na₂CO₃无法除去（或过量的 NaOH 可通过后续盐酸除去，但过量的 Na₂CO₃需盐酸除去，顺序颠倒不影响，但实际操作中先除 Mg²⁺（加 NaOH）再除 Ca²⁺（加 Na₂CO₃），若颠倒，过量 Na₂CO₃仍可被盐酸除去，此处更准确的理由是 “可以颠倒，因为过量的 NaOH 和 Na₂CO₃均可被后续盐酸除去”，原题目可能存在表述偏差，结合实际教学，正确结论为 “可以颠倒”，理由：过量的 NaOH 和 Na₂CO₃都能与稀盐酸反应除去，不影响最终提纯） （4）滤纸破损（或漏斗内液面高于滤纸边缘、烧杯未洗净等） 解析：（1）调节 pH 时，需除去过量的 NaOH 和 Na₂CO₃，加入稀盐酸，发生反应：NaOH + HCl = NaCl + H₂O、Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O，且盐酸不引入新杂质；（2）蒸发至出现较多固体时停止加热，利用余热蒸干；（3）NaOH 和 Na₂CO₃的加入顺序可颠倒，因为过量的两种试剂均可被后续盐酸除去；（4）滤液浑浊的原因可能是滤纸破损（固体直接进入滤液）、液面高于滤纸边缘（液体从滤纸与漏斗间隙流下）等。 1. （1）蒸馏烧瓶；冷凝管 （2）碎瓷片（或沸石） （3）测量馏分的温度，控制蒸馏温度，确保收集到所需馏分 （4）蒸馏时温度计水银球位置不当（如插入液体中）、冷凝效果不好、未控制好蒸馏速度等 （5）将蒸汽冷却为液体；a；b 解析：（1）常见蒸馏仪器中，A 为蒸馏烧瓶（盛放待蒸馏液体），B 为冷凝管（冷却蒸汽）；（2）碎瓷片或沸石可防止液体暴沸（避免液体内部突然产生大量气泡导致飞溅）；（3）温度计测量馏分温度，帮助判断何时收集所需馏分（如收集酒精时，温度达到 78℃左右）；（4）酒精中含水较多，可能是温度计位置错误（测得温度不准，收集到水）、冷凝效果差（蒸汽未充分冷却，部分水随酒精流出）等；（5）冷凝管的作用是冷却蒸汽为液体，冷却水 “下进上出”（a 进 b 出），确保冷凝管充满水，提高冷凝效率。 四、计算题（共 10 分） 1. （1）分液漏斗、烧杯、铁架台（带铁圈） （2）95% 解析：（1）萃取的主要仪器是分液漏斗（盛放液体并振荡、分液），配合烧杯（承接液体）和铁架台（固定分液漏斗）；（2）根据萃取率公式： 萃取率 =（萃取到萃取剂中的溶质质量 / 原溶液中溶质总质量）× 100% 代入数据：萃取率 =（0.19g / 0.2g）× 100% = 95% 答：该萃取操作的萃取率为 95%。 —　1　— 学科网（北京）股份有限公司 $