?專題強化練(八)　化學實驗
1．(2022·廣東二模)利用Na2SO3固體和70%H2SO4溶液可制取SO2和Na2SO4·10H2O，下列實驗操作(部分夾持裝置已省略)能達到相應實驗目的的是(　　)
實驗目的
配制70%
H2SO4溶液
制取SO2
干燥SO2并觀察氣體流速
制取Na2SO4·10H2O
實驗操作




選項
A
B
C
D
解析：容量瓶不能作為溶解、稀釋和長期貯存溶液的儀器，A項不符合題意；由反應Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋SO2↑可知，用題圖B裝置可以制備SO2，B項符合題意；由于通入SO2的導管末端未插入濃硫酸中，不能起到干燥的目的，C項不符合題意；蒸發(fā)溶液需用蒸發(fā)皿而不是坩堝，坩堝用于灼燒固體，D項不符合題意。故選B。
答案：B
2．實驗室制取NH3并驗證其化學性質(zhì)和用途，圖中裝置對應的說法正確的是(　　)


A．可利用裝置甲制取大量NH3
B．可利用裝置乙干燥NH3
C．根據(jù)裝置丙的原理和現(xiàn)象，可用濃氨水檢驗氯氣管道是否漏氣
D．利用裝置丁可吸收NH3并防倒吸
解析：NH3極易溶于水，氫氧化鈉稀溶液與氯化銨溶液反應產(chǎn)生的NH3·H2O不易分解，因此題圖中裝置甲不能大量制取NH3，A項錯誤；NH3能夠與濃硫酸反應，因此不能使用濃硫酸干燥NH3，B項錯誤；濃氨水具有揮發(fā)性，會揮發(fā)產(chǎn)生NH3，濃鹽酸具有揮發(fā)性，會揮發(fā)產(chǎn)生HCl，當兩個玻璃棒靠近時，揮發(fā)的NH3與HCl在空氣中反應產(chǎn)生NH4Cl白色固體，因此看到有白煙。根據(jù)題圖裝置丙的原理和現(xiàn)象，可用濃氨水檢驗氯氣管道是否漏氣，若發(fā)生漏氣，則發(fā)生反應：8NH3＋3Cl2===6NH4Cl＋N2，有白煙生成，C項正確；NH3極易溶于水，若將導氣管直接通入水中，NH3在水中溶解，導致導氣管中氣體壓強減小，燒杯中的水進入導氣管從而引發(fā)倒吸現(xiàn)象，D項錯誤。故選C。
答案：C
3．下列裝置應用于實驗室由銅制取、收集NO2氣體并回收Cu(NO3)2的實驗，裝置正確且能達到實驗目的的是(　　)


A．用圖①裝置制取NO2
B．用圖②裝置收集NO2
C．用圖③裝置過濾時，不斷攪拌溶液以過濾掉固體雜質(zhì)
D．用圖④裝置蒸干并灼燒得到純凈的Cu(NO3)2
解析：A項，氣體會從長頸漏斗中逸出，錯誤；B項，NO2密度比空氣大且NO2會造成大氣污染，尾氣要吸收處理且要防倒吸，正確；C項，過濾時不能攪拌，錯誤；D項，蒸發(fā)時不能直接蒸干，且灼燒時Cu(NO3)2會分解為CuO，錯誤。故選B。
答案：B
4．下列制取或收集氣體的裝置中，棉花作用不正確的是(　　)

選項
A
B
實驗名稱
加熱高錳酸鉀制取氧氣
制取并收集NH3
裝置


棉花作用
防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管，造成堵塞
吸收過量的NH3，防止NH3泄漏到空氣中
選項
C
D
實驗名稱
銅與濃硫酸反應制取SO2
鐵粉與高溫下的水蒸氣反應
裝置


棉花作用
吸收過量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣
提供水蒸氣
解析：加熱高錳酸鉀制取氧氣時，在導管口塞上棉花可以防止高錳酸鉀顆粒進入導氣管，造成堵塞，故A項正確；選項B，實驗中棉花的作用是防止空氣在試管口形成對流，以提高所收集的NH3的純度，若要吸收NH3則需要用濕棉花，故B項錯誤；浸有堿液的棉花可以吸收過量的二氧化硫，防止二氧化硫污染空氣，故C項正確；紅熱的鐵粉與水蒸氣在高溫下可以反應，所以濕棉花可以提供水蒸氣，故D項正確。故選B。
答案：B
5．利用如圖裝置可以進行實驗并能達到實驗目的的是(　　)


選項
實驗目的
X中試劑
Y中試劑
A
用MnO2和濃鹽酸制取并收集純凈干燥的Cl2
飽和食鹽水
濃硫酸
B
用Cu與稀硝酸制取并收集純凈干燥的NO
水
濃硫酸
C
CaCO3和稀鹽酸制取并收集純凈干燥的CO2
飽和NaHCO3溶液
濃硫酸
D
用CaO與濃氨水制取并收集純凈干燥的NH3
NaOH溶液
堿石灰
解析：MnO2和濃鹽酸制取氯氣，需要加熱，A項不符合題意；NO不能選排空氣法收集，B項不符合題意；CaCO3和稀鹽酸反應生成二氧化碳，碳酸氫鈉溶液可除去HCl，濃硫酸干燥后，選向上排空氣法收集二氧化碳，C項符合題意；用CaO與濃氨水制取NH3，進入X中時NH3會溶解，而且NH3密度比空氣小，應該用向下排空氣方法收集，不能用向上排空氣的方法收集，D項不符合題意。故選C。
答案：C
6．下列分離方法正確的是(　　)
A．回收水溶液中的I2：加入乙酸，分液，蒸發(fā)
B．回收含有KCl的MnO2：加水溶解，過濾，干燥
C．除去氨中的水蒸氣：通過盛有P2O5的干燥管
D．除去乙醇中的水，加入無水氯化鈣，蒸餾
解析：A項，乙酸能溶于水，不能用分液方法分開，不符合題意；B項，氯化鉀能溶于水，而二氧化錳不溶于水，故可通過過濾除去，符合題意；C項，P2O5為酸性氧化物，能跟堿性物質(zhì)反應，故不能用來干燥氨，不符合題意；D項，無水氯化鈣能與乙醇形成絡(luò)合物，除去乙醇中的水，不能用無水氯化鈣，應選用氧化鈣，蒸餾，不符合題意。故選B。
答案：B
7．(2022·日照校際聯(lián)考)用含硫酸錳(MnSO4)的廢錳礦渣制備碳酸錳的某種工藝如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)

①溶解時采取40～50 ℃，是為了加快廢錳礦渣的溶解
②抽濾屬于加壓過濾，比常壓過濾壓強更大
③抽濾與常壓過濾相比速度更快，固體和液體分離更徹底
④沉錳的離子方程式為Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O
⑤采用高溫烘干，可得到純凈干燥的產(chǎn)品
A．②④　　　　　　　　　　 B．①③⑤
C．②⑤ D．②③⑤
解析：含硫酸錳(MnSO4)的廢錳礦渣加水維持溫度在40～50 ℃進行溶解，然后抽濾，濾液1含MnSO4，濾液1通過蒸煮濃縮、沉降除鈣、抽濾除去鈣離子，濾液2含MnSO4，濾液2中加NH4HCO3進行沉錳、抽濾得到MnCO3，濾渣3為MnCO3，用去離子水洗滌MnCO3，然后烘干得到產(chǎn)品。據(jù)此分析解答。①加熱可加速MnSO4溶解，故溶解時采取40～50 ℃，是為了加快廢錳礦渣的溶解，①正確；②抽濾屬于減壓過濾，②錯誤；③抽濾屬于減壓過濾，有壓強差，與常壓過濾相比速度更快，固體和液體分離更徹底，③正確；④HCOCO＋H＋，1個碳酸根與錳離子結(jié)合為碳酸錳沉淀，再結(jié)合電荷守恒、原子守恒可知沉錳的離子方程式為Mn2＋＋2HCO===MnCO3↓＋CO2↑＋H2O，④正確；⑤溫度太高MnCO3可能分解，故烘干時溫度不能太高，⑤錯誤；綜上所述，②⑤錯誤。故選C。
答案：C
8．(2021·八省八校聯(lián)考)利用KOH溶液中和酸式鹽KIO3·HIO3可制得碘酸鉀，工藝流程如下圖甲，已知碘酸鉀和氯化鈉的溶解度曲線如下圖乙所示。下列說法不正確的是(　　)


A．流程中加入30% KOH溶液使溶液呈堿性，在堿性條件下反應，可用石蕊作指示劑
B．操作Ⅰ包括結(jié)晶、過濾、洗滌
C．操作Ⅰ后所得母液加入到溶解過程以提高產(chǎn)率
D．某方法獲得的碘酸鉀晶體粗品含氯化鈉，可通過加熱溶解蒸發(fā)結(jié)晶、過濾提純碘酸鉀
解析：根據(jù)題意利用KOH中和酸式鹽KIO3·HIO3，生成KIO3，同時溶液保持堿性，石蕊遇堿變藍，因此在堿性條件下反應，可用石蕊指示劑，故A項正確；操作Ⅰ得晶體和母液，該步驟包括讓晶體從溶液中析出，然后過濾，對晶體進行洗滌、干燥，故B項正確；KIO3能溶于水，母液中含有KIO3，將操作Ⅰ后的母液加入到溶解過程中可以提高KIO3的產(chǎn)率，故C項正確；根據(jù)碘酸鉀和氯化鈉的溶解度曲線，獲得碘酸鉀晶體應蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，然后過濾，故D項錯誤。故選D。
答案：D
9．(2022·佛山二模)錳酸鉀(K2MnO4)在濃強堿溶液中可穩(wěn)定存在，堿性減弱時易發(fā)生反應：3MnO＋2H2O===2MnO＋MnO2↓＋4OH－。利用Cl2氧化K2MnO4制備KMnO4的裝置如圖所示(夾持裝置已省略)。下列說法錯誤的是(　　)

A．在強堿性環(huán)境下，氧化性：Cl2>KMnO4
B．裝置Ⅰ中的漂白粉可以用二氧化錳代替
C．裝置Ⅱ中盛放飽和氯化鈉溶液，以提高KMnO4的產(chǎn)率
D．裝置Ⅳ不需要防倒吸的原因是氫氧化鈉溶液與氯氣反應速率較慢
解析：漂白粉的有效成分是次氯酸鈣，次氯酸鈣與濃鹽酸在Ⅰ中反應制得氯氣，用Ⅱ除去氯氣中混有的HCl，在Ⅲ中制備高錳酸鉀，過量的氯氣用Ⅳ吸收，防止污染空氣。據(jù)此分析解答。在強堿性環(huán)境下，Cl2將K2MnO4氧化為KMnO4，則在強堿性環(huán)境下，氯氣的氧化性比高錳酸鉀強，A項正確；次氯酸鈣與濃鹽酸反應制備氯氣無需加熱，二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣需要加熱，故裝置Ⅰ中的漂白粉不可以用二氧化錳代替，B項錯誤；裝置Ⅱ中盛放飽和氯化鈉溶液，可以除去氯氣中混有的HCl，同時減少氯氣的損失，從而提高產(chǎn)率，C項正確；氫氧化鈉溶液吸收氯氣的速率較慢，不會形成倒吸，故裝置Ⅳ不需要防倒吸，D項正確。故選B。
答案：B
10．(2022·玉林、貴港聯(lián)合模擬)下列實驗操作、現(xiàn)象與結(jié)論均正確的是(　　)

選項
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
A
將稀硫酸與亞硫酸鈉混合反應產(chǎn)生的氣體通入品紅溶液
品紅溶液褪色
SO2能氧化品紅
B
向碘水中加入CCl4，振蕩、靜置
上層褪色，下層變紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
C
濃鹽酸與石灰石反應放出的氣體通入硅酸鈉溶液
產(chǎn)生白色沉淀
酸性：H2CO3>H2SiO3
D
將NaOH溶液逐滴滴加到AlCl3溶液中至過量
先產(chǎn)生白色膠狀沉淀，后沉淀溶解
Al(OH)3是兩性氫氧化物
解析：稀硫酸與Na2SO3反應生成SO2，SO2使品紅褪色體現(xiàn)其漂白性，實驗結(jié)論錯誤，A項不符合題意；碘水中加入CCl4可萃取碘單質(zhì)，由于CCl4密度比水大，故萃取后上層為水，無色，下層為碘的CCl4溶液，顯紫色，B項符合題意；濃鹽酸與石灰石反應產(chǎn)生的CO2中混有揮發(fā)的HCl，HCl、H2CO3均可制備H2SiO3，故無法說明酸性：H2CO3＞H2SiO3，C項不符合題意；AlCl3與NaOH反應生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀溶于NaOH溶液，但該實驗并未驗證Al(OH)3沉淀是否溶于酸，故不能說明Al(OH)3一定是兩性氫氧化物，D項不符合題意。故選B。
答案：B
11．(2022·北京豐臺一模)銅冶煉過程中，產(chǎn)生的粗硫酸鎳廢液中含有Cu2＋、Fe2＋、Ca2＋、Mg2＋、H3AsO3等雜質(zhì)微粒，工業(yè)生產(chǎn)以此為原料，精制硫酸鎳，主要流程如下。

已知：常溫下，F(xiàn)e(OH)3　Ksp＝2.6×10－39；Ni(OH)2　Ksp＝5.48×10－16。
請回答下列問題：
(1)步驟ⅰ的操作名稱是__________。
(2)①H3AsO3中As的化合價為________。
②步驟ⅱ中H2O2的作用是__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)步驟ⅲ，加入Na2CO3的目的是通過調(diào)pH進一步去除Fe3＋，使c(Fe3＋)≤2.5×10－9 mol·
L－1。若溶液2中c(Ni2＋)＝0.054 8 mol·L－1，則需控制pH的大致范圍為__________。
(4)①步驟ⅳ，沉淀3的主要成分有__________(填化學式)。
②步驟ⅳ，在加入NaF的同時需調(diào)pH約為5，若pH過低，導致沉淀率下降，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)結(jié)合下圖說明由溶液4得到NiSO4·6H2O的操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：粗硫酸鎳廢液在有機溶劑中萃取后分液，得到含銅有機物和溶液1，往溶液1加入H2O2后過濾，得到沉淀1(FeAsO4)和溶液2，再往溶液2加入Na2CO3后過濾，得到沉淀2[Fe(OH)3]和溶液3，繼續(xù)往溶液3加入NaF后過濾，得到沉淀3和溶液4，沉淀3主要是CaF2和MgF2，溶液4經(jīng)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得到硫酸鎳晶體。據(jù)此分析解答。
(1)據(jù)分析，步驟ⅰ分離有機相和無機相，操作名稱是萃取分液。(2)①H3AsO3中H元素＋1價，O元素－2價，根據(jù)化合價代數(shù)和為零，As的化合價為＋3價；②據(jù)分析，步驟ⅱ中加入H2O2后過濾，得到沉淀1(FeAsO4)，從題中流程圖可知Fe2＋、H3AsO3被氧化，故H2O2的作用是氧化Fe2＋和H3AsO3，以利于形成FeAsO4，除去砷和鐵元素。(3)據(jù)已知信息，Ni(OH)2　Ksp＝5.48×10－16，則溶液2中c(Ni2＋)＝0.054 8 mol·L－1時，c(OH－)不能大于＝＝10－7，pH＝7；又需使c(Fe3＋)≤2.5×10－9 mol·L－1，根據(jù)Fe(OH)3　Ksp＝2.6×10－39，則c(OH－)不能小于＝≈10－10，pH＝4；故需控制pH的大致范圍為4～7。(4)①據(jù)分析，步驟ⅳ，沉淀3的主要成分有CaF2和MgF2；②在加入NaF的同時需調(diào)pH約為5，HF是弱酸，若pH過低，導致沉淀率下降，原因是F－與H＋結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF，導致c(F－)降低，沉淀率下降。(5)從題圖中可知，NiSO4·6H2O的溶解度隨溫度升高而增大，故由其溶液得到晶體的操作時加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。
答案：(1)萃取分液
(2)＋3　氧化Fe2＋和H3AsO3，以利于形成FeAsO4，除去砷和鐵元素
(3)4～7
(4)①CaF2、MgF2?、贔－與H＋結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF，導致c(F－)降低，沉淀率下降
(5)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾
12．(2021·全國乙卷)氧化石墨烯具有穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在能源、材料等領(lǐng)域有著重要的應用前景。通過氧化剝離石墨制備氧化石墨烯的一種方法如下(裝置如圖所示)：

實驗步驟：
Ⅰ.將濃H2SO4、NaNO3、石墨粉末在c中混合，置于冰水浴中，劇烈攪拌下，分批緩慢加入KMnO4粉末，塞好瓶口。
Ⅱ.轉(zhuǎn)至油浴中，35 ℃攪拌1小時，緩慢滴加一定量的蒸餾水。升溫至98 ℃并保持1小時。
Ⅲ.轉(zhuǎn)移至大燒杯中，靜置冷卻至室溫。加入大量蒸餾水，而后滴加H2O2至懸濁液由紫色變?yōu)橥咙S色。
Ⅳ.離心分離，稀鹽酸洗滌沉淀。
Ⅴ.蒸餾水洗滌沉淀。
Ⅵ.冷凍干燥，得到土黃色的氧化石墨烯。
回答下列問題：
(1)裝置圖中，儀器a、c的名稱分別是________、______，儀器b的進水口是________(填字母)。
(2)步驟Ⅰ中，需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴，原因是___________________。
(3)步驟Ⅱ中的加熱方式采用油浴，不使用熱水浴，原因是_________________________。
(4)步驟Ⅲ中，H2O2的作用是_________________________________________________
____________________________________________________________(以離子方程式表示)。
(5)步驟Ⅳ中，洗滌是否完成，可通過檢測洗出液中是否存在SO來判斷。檢測的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)步驟Ⅴ可用pH試紙檢測來判斷Cl－是否洗凈，其理由是_____________________。
解析：(1)由圖中儀器構(gòu)造可知，a的儀器名稱為滴液漏斗，c的儀器名稱為三頸燒瓶；儀器b為球形冷凝管，起冷凝回流作用，為了使冷凝效果更好，冷卻水要從d口進，e口出。(2)反應為放熱反應，為控制反應速率，避免反應過于劇烈，需分批緩慢加入KMnO4粉末并使用冰水浴。(3)油浴和水浴相比，由于油的比熱容較水小，油浴控制溫度更加靈敏和精確，該實驗反應溫度接近水的沸點，故不采用熱水浴，而采用油浴。(4)由滴加H2O2后發(fā)生的現(xiàn)象可知，加入的目的是除去過量的KMnO4，則反應的離子方程式為2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。(5)該實驗中為判斷洗滌是否完成，可通過檢測洗出液中是否存在SO來判斷，檢測方法：取最后一次洗滌液，滴加BaCl2溶液，若沒有沉淀說明洗滌完成。(6)步驟Ⅳ用稀鹽酸洗滌沉淀，步驟Ⅴ洗滌過量的鹽酸，H＋與Cl－電離平衡，洗出液接近中性時，可認為Cl－洗凈。
答案：(1)滴液漏斗　三頸燒瓶　d
(2)反應放熱，防止反應過快
(3)反應溫度接近水的沸點，油浴更易控溫
(4)2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑
(5)取少量洗出液，滴加BaCl2，沒有白色沉淀生成
(6)H＋與Cl－電離平衡，洗出液接近中性時，可認為Cl－洗凈

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