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微练17 物质制备、性质验证和探究实验
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选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2025·湖北模拟)已知在强碱溶液中K2MnO4可被Cl2氧化为KMnO4。某实验小组使用K2MnO4和MnO2的固体混合物,按照下图步骤依次操作,制备KMnO4固体。各步骤中装置和原理不能达到相应实验目的的是( )
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K2MnO4溶于KOH溶液中形成K2MnO4碱性溶液,而MnO2不溶于水,可用过滤分离出溶液中的MnO2,A项正确;实验室利用二氧化锰和浓盐酸加热条件下反应生成氯气,再利用饱和食盐水除去氯气中混有的HCl杂质,B项正确;在强碱溶液中K2MnO4可被Cl2氧化为KMnO4,因此将氯气通入到K2MnO4碱性溶液中可制备得到KMnO4,此外氯气有毒,用NaOH溶液进行尾气处理,C项正确;KMnO4受热易分解,应该用蒸发浓缩,冷却结晶的方式得到KMnO4固体,D项错误。
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2.(2025·南宁测试)从海带中提取碘单质,工艺流程如图。
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下列操作正确的是( )
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实验室从海带中提取碘:①海带灼烧成灰,②浸泡溶解得到海带灰悬浊液,随后③过滤,得到滤液为含碘离子的溶液,④滤液中加氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,⑤利用有机溶剂四氯化碳萃取、分液得到碘的CCl4溶液,据此解答。在坩埚中灼烧海带时,坩埚应架在泥三角上,泥三角放在三脚架上,A项错误;由步骤③得到固体和含碘化钾的水溶液,可知操作为过滤,B项错误;步骤⑤为利用四氯化碳萃取,在分液漏斗中进行,且振荡过程中需进行放气,C项正确;蒸馏过程中,冷凝水应该是下进上出,且温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处,D项错误。
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3.某兴趣小组探究不同试剂对锰(Ⅱ)盐氧化产物的影响,分别进行了四组实验:
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装置图 试剂X 实验现象
Ⅰ.10 mL NaOH溶液 生成浅棕色沉淀,一段时间后变为棕黑色
Ⅱ.10 mL 40% NaOH和15% H2O2混合液 立即生成棕黑色沉淀
Ⅲ.往Ⅰ中所得混合液中通入Cl2 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀
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已知:ⅰ.Mn(OH)2为白色难溶固体;MnO2为棕黑色难溶固体;溶液中呈绿色、呈紫色。ⅱ.浓碱条件下,可被OH-还原为。ⅲ.Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关,NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。下列说法错误的是( )
A.通过实验Ⅰ和Ⅱ,不能判断H2O2的氧化性比O2的强
B.实验Ⅱ中迅速生成棕黑色沉淀的离子方程式:Mn2++H2O2+2OH-===MnO2↓+2H2O
C.实验Ⅲ中未观察到溶液呈绿色,可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱导致,可继续往混合液中滴加40% NaOH溶液证明
D.取1 mL 实验Ⅲ所得悬浊液加2 mL 水稀释,可观察到紫色变浅
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实验Ⅰ溶液中溶解氧气很少浓度很低,而Ⅱ中过氧化氢溶液浓度较大,故不可通过生成棕黑色沉淀快慢判断H2O2的氧化性比O2的强,A项正确;碱性条件下过氧化氢将二价锰离子氧化为棕黑色的二氧化锰,B项正确;加入NaOH溶液后溶液变绿,即可证明该假设成立,C项正确;依据已知ⅲ,稀释后碱性减弱,MnO2被NaClO氧化成,紫色加深,D项错误。
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4.图示装置能完成下列气体的制备和收集实验的是(除杂和尾气处理装置任选)( )
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选项 气体 试剂
A CH2==CH2 乙醇、浓硫酸
B Cl2 MnO2、浓盐酸
C NH3 生石灰、浓氨水
D CO2 大理石、稀硫酸
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由实验装置图可知,左侧装置制备气体的反应为固液不加热制备气体的反应,右侧装置为气体收集装置,长进短出为向上排空气法、短进长出为向下排空气法、装满水后短进长出为排水法。实验室制备乙烯的反应为乙醇与浓硫酸在170 ℃条件下共热发生消去反应生成乙烯和水,则左侧装置不能用于制备乙烯,A项不符合题意;实验室制备氯气的反应为二氧化锰和浓盐酸共热反应生
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成氯化锰、氯气和水,则左侧装置不能用于制备氯气,B项不符合题意;浓氨水滴到生石灰上能制备氨气,密度小于空气的氨气能用向下排空气法收集,则题给装置能完成氨气的制备和收集,C项符合题意;大理石与稀硫酸反应生成的硫酸钙会附着在碳酸钙的表面阻碍反应继续进行,则左侧装置不能用于制备二氧化碳,
D项不符合题意。
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已知:正丁醛的沸点为75.7 ℃。辛烯醛沸点为177 ℃(在沸点177 ℃时略有分解),密度为0.848 g·cm-3,不溶于水。利用如图乙装置进行减压蒸馏。下列说法错误的是( )
A.加热回流中温度计插入液面以下
B.操作Ⅰ和Ⅱ中均要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯
C.克氏蒸馏头能防止液体冲入冷凝管
D.减压蒸馏结束后,应先关闭冷凝水,再关闭真空泵
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正丁醛和2% NaOH在78~82 ℃加热回流生成辛烯醛,操作Ⅰ通过分液方法分离辛烯醛和NaOH溶液,得到的辛烯醛用水洗涤,再加入硫酸钠除水,通过过滤分离硫酸钠和辛烯醛,再通过减压蒸馏得到纯净的辛烯醛。为测定反应液的温度,加热回流中温度计插入液面以下,A项正确;碱液与辛烯醛不互溶,操作Ⅰ为分液,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,分液得到的产品用水洗
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涤过,操作Ⅱ加入无水Na2SO4可以吸收水分,由于Na2SO4不溶于辛烯醛,通过过滤可分离加入的Na2SO4,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,B项正确;克氏蒸馏头弯管的主要作用是防止减压蒸馏中液体因剧烈沸腾而进入冷凝管,可以避免对收集产物的污染,C项正确;减压蒸馏实验结束后,应先关闭真空泵,继续通入冷凝水对装置中残留的少量蒸气进行冷凝,D项错误。
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6.(2025·绵阳诊断)如图装置可用于验证气体的某些化学性质,所得现象和结论均正确的是( )
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选项 气体 试剂 试管中现象 结论
A 乙烯 溴水 溶液褪色 乙烯发生取代反应
B X 澄清石灰水 溶液变浑浊 X是CO2
C Cl2 FeCl2溶液 溶液变棕黄色 氧化性Cl2>Fe3+
D SO2 Ba
溶液 溶液变浑浊 生成BaSO3沉淀
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将乙烯通入溴水中,乙烯和溴发生加成反应而使溴水褪色,A项错误;SO2也能使澄清石灰水变浑浊,因此该气体不一定是CO2,B项错误;将氯气通入氯化亚铁溶液中,发生反应2FeCl2+Cl2===
2FeCl3,溶液由浅绿色变为棕黄色,说明氧化性:Cl2>FeCl3,C项正确;SO2通入Ba(NO3)2溶液中,酸性环境下,SO2溶于水生成的H2SO3被N氧化为H2SO4,生成的沉淀是BaSO4,D项错误。
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7.(2025·江西模拟)已知,氨与灼热的氧化铜反应的产物中含有氮气和金属铜,实验装置如图(加热装置及夹持装置已略去)。下列说法错误的是( )
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A.仪器a用于制备氨气
B.仪器b中固体的作用是作干燥剂
C.若仪器c中生成的N2在标准状况下的体积为224 mL,则c中固体质量减少0.48 g
D.仪器d中可收集到无色液体,该液体可使湿润的蓝色石蕊试纸变红
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仪器a中固体氯化铵和氢氧化钙共热制备氨气,A项正确;仪器b中固体的作用是作干燥剂,干燥氨气,B项正确;仪器c中发生反应3CuO+2NH3 N2↑+3Cu+3H2O,若仪器c中生成的N2在标准状况下的体积为224 mL ,生成的N2物质的量为0.01 mol,c中固体质量减少的是氧原子的质量:0.03 mol×16 g·mol-1=0.48 g,C项正确;仪器d中可收集到无色液体为未反应完的氨气的水溶液,该液体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D项错误。
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8.(2025·湖南联考)以CuCl2溶液、浓盐酸为腐蚀液,能将覆铜板上不需要的铜腐蚀。某小组对此反应过程进行探究。
资料:ⅰ.水溶液中:[CuCl3]2-呈无色;[CuCl4]2-呈黄色;[Cu2Cl4(H2O)]-呈棕色。
ⅱ.[CuCl3]2- CuCl+2Cl-;CuCl为白色固体,难溶于水。
将等体积的溶液a分别加到等量铜粉中,实验记录如下:
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实验 溶液a 现象
Ⅰ CuCl2溶液(1 mol·L-1) 产生白色沉淀,溶液蓝色变浅,5 h时铜粉剩余
Ⅱ 浓盐酸(10 mol·L-1) 产生无色气泡,溶液无色;继而溶液变为黄色;较长时间后溶液变为棕色,5 h时铜粉剩余
Ⅲ CuCl2溶液(1 mol·L-1)
和浓盐酸(10 mol·L-1) 溶液由黄绿色变为棕色,无气泡;随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,
5 h时铜粉几乎无剩余
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经检验,Ⅱ中产生的气体为H2,下列有关说法中不正确的是( )
A.Ⅰ中产生白色沉淀的过程可以描述为Cu+Cu2++2Cl-===2CuCl
B.将5 mol·L-1 H2SO4加到铜粉中,溶液变蓝,未检测到H2。证明H2的产生与Cl-、Cu+结合成[CuCl3]2-,提高了Cu的还原性有关
C.对比实验Ⅰ、Ⅲ,分析实验Ⅲ中将溶液a加到铜粉中未产生白色沉淀的原因可能是Ⅲ中溶液的酸性太强,白色沉淀被溶解
D.实验Ⅱ、Ⅲ对比,实验Ⅱ中产生气泡,实验Ⅲ中无气泡,可能是在此条件下Cu2+或[CuCl4]2-的氧化性强于H+
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实验Ⅰ:往CuCl2溶液(1 mol·L-1)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,溶液蓝色变浅;实验Ⅱ:往浓盐酸(10 mol·L-1)中加铜粉,生成氢气和[CuCl3]2-、然后生成[CuCl4]2-使溶液呈黄色、较长时间后生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色;实验Ⅲ:往CuCl2溶液(1 mol·L-1)和浓盐酸(10 mol·L-1)混合溶液中加铜粉,生成[Cu2Cl4(H2O)]-使溶液呈棕色,然后随着反应进行,溶液颜色变浅,后接近于无色,5 h时铜粉几乎无剩余。实验Ⅰ中往CuCl2溶液(1 mol·L-1)中加铜粉,产生CuCl白色沉淀,溶液蓝色变浅,发生化学反应为Cu+Cu2++
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2Cl-===2CuCl,A项正确;加入5 mol·L-1的H2SO4与Ⅱ形成对比,无气体放出,硫酸和浓盐酸两种溶液中氢离子浓度相同,则说明是阴离子的影响不同,说明受到Cl-浓度的影响,Cl-与Cu+结合形成[CuCl3]2-使Cu还原性增强,导致氢气的生成,B项正确;Cl-浓度较大时,存在CuCl+2Cl- [CuCl3]2-的反应,可能导致白色沉淀CuCl不能稳定存在,CuCl溶于浓盐酸并非由于其具有酸性,C项错误;实验Ⅱ、Ⅲ对比,H2源于H+被还原,当有Cu2+存在时,未生成H2,可能是因为Cu2+或[CuCl4]2-氧化性强于H+,先于H+与Cu反应,D项正确。
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9.下列装置可以用于相应实验的是( )
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Na2CO3受热不分解,即该装置不能用于制备CO2,A项错误;乙醇和乙酸互溶,图示为分液装置,不能用于分离乙醇和乙酸,B项错误;SO2通入品红溶液中,品红溶液褪色,可证明SO2具有漂白性,C项错误;量气管和水准管中液面高度相同时,O2排开的水的体积与O2的体积相等,即图示装置可用于测量O2体积,D项正确。
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10.实验室可用如图所示装置探究石蜡油(液态烷烃混合物)分解产物的性质,下列说法错误的是( )
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A.仪器①可控制石蜡油的滴加速率
B.装置②起防倒吸的作用
C.实验过程中,关闭K1、打开K2,装
置②中溶液颜色逐渐褪去证明有烯烃
等生成
D.加热一段时间后,关闭K2、打开K1,在③处点燃气体可看到淡蓝色火焰
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石蜡油在二氧化锰作催化剂的条件下分解,仪器①是注射器,可控制石蜡油滴加的速率,A项正确;装置②增大了石蜡油分解后产生的乙烯等气体与酸性高锰酸钾溶液的接触面积,可起到防倒吸的作用,B项正确;实验过程中,关闭K1,打开K2,装置②中的酸性高锰酸钾溶液颜色逐渐褪去,可以说明石蜡油分解的产物含有烯烃等物质,C项正确;加热一段时间后,关闭K2,打开K1,在③处点燃的气体中含有乙烯等烃类,可看到明亮的火焰,并伴有黑烟,D项错误。
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11.下列实验方案合理的是( )
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由于0.1 mol·L-1的FeCl3和Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+的浓度不相同,故实验中变量不唯一,不能达到探究Cl-对Fe3+与S2反应速率的影响的实验目的,A项不符合题意;由于Na2CO3在高温下能与陶瓷中的SiO2、Al2O3等反应而腐蚀瓷坩埚,故熔化Na2CO3固体不能用瓷坩埚,需用铁坩埚,B项不符合题意;石蜡中不含不饱和烃,题图装置中若酸性高锰酸钾溶液褪色,说明生成物中含有不饱和烃,即证明石蜡发生了裂化或裂解,C项符合题意;铜与浓硫酸的反应需要加热,装置D中没有加热装置,故不能达到实验目的,
D项不符合题意。
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12.四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如图装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法错误的是( )
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A.②中应盛装饱和食盐水
B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用
C.反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热
D.该设计存在不足,如④⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置
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因四氯化钛(TiCl4)极易水解,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,而制得的氯气中含有水蒸气,所以②中应盛装浓硫酸,A项错误;
TiCl4的熔、沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中的冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B项正确;反应结束时,
先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4,在氯气氛围中冷却,防止空气进入装置中使TiCl4变质,C项正确;因四氯化钛(TiCl4)极易水解,所以应在装置④和⑤之间加一个防止水蒸气进入④的装置,D项正确。
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13.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是( )
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选项 试剂 试纸或试液 现象 结论
A 浓氨水、生石灰 湿润的红色石蕊试纸 变蓝 NH3为碱性气体
B 浓盐酸、浓硫酸 湿润的pH试纸 变红 HCl为酸性气体
C 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2具有氧化性
D 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性
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NH3的制备可以采取浓氨水和生石灰制取,可用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸变蓝则说明NH3为碱性气体,A项正确;利用浓硫酸的吸水性,吸水放热使氯化氢挥发,可以制取HCl气体,湿润的pH试纸变红,则说明气体为酸性气体,B项正确;浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2,Cl2可以用淀粉碘化钾试液检验,试液变蓝,说明KI转化为I2,则说明Cl2有强氧化性,C项正确;SO2使品红试液褪色体现的是SO2的漂白性,D项错误。
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本部分内容讲解结束
A.分离固体混合物
B.制取Cl2
C.氧化K2MnO4
D.得到KMnO4固体
A.步骤①操作
B.步骤③操作
C.步骤⑤中振荡萃取操作
D.从碘的CCl4溶液中提取碘和回收有机溶剂
5.(2025·湖北联考)实验室利用反应2CH3CH2CH2CHOH2O+制备辛烯醛的流程如图甲。
A.制备CO2
B.分离乙醇和乙酸
C.验证SO2酸性
D.测量O2体积
A.探究Cl-对Fe3+与S2反应速率的影响
B.熔化Na2CO3固体
C.验证石蜡油发生了裂化(或裂解)反应
D.实验室制备SO2
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