课题二物质的制备知识点题库

硅是带来人类文明的重要元素之一，从传统材料到信息材料的发展过程中创造了一个又一个奇迹．

（1）新型陶瓷Si₃N₄的熔点高、硬度大、化学性质稳定．工业上可以采用化学气相沉积法，在H₂的保护下，使SiCl₄与N₂反应生成Si₃N₄沉积在石墨表面，写出该反应的化学方程式；
（2）
一种用工业硅（含少量钾、钠、铁、铜的氧化物），已知硅的熔点是1420℃，高温下氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅．一种合成氮化硅的工艺主要流程如图：
①净化N₂和H₂时，铜屑的作用是；硅胶的作用是；
②在氮化炉中3SiO₂（s）+2N₂（g）═Si₃N₄（s）△H=﹣727.5kJ/mol，开始时为什么要严格控制氮气的流速以控制温度；体系中要通入适量的氢气是为了；
③X可能是（选填：“盐酸”、“硝酸”、“硫酸”、“氢氟酸”）．
（3）工业上可以通过如图2所示的流程制取纯硅：
①个制备过程必须严格控制无水无氧．SiHCl₃遇水剧烈反应，写出该反应的化学方程式；
②假设每一轮次制备1mol纯硅，且生产过程中硅元素没有损失，反应Ⅰ中HCl的利用率为90%，反应Ⅱ中H₂的利用率为93.75%．则在第二轮次的生产中，补充投入HCl和H₂的物质的量之比是．

酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下

（1）步骤①中Cu₂（OH）₂CO₃ 发生反应的化学方程式为．
（2）在步骤③发生的反应中，1mol MnO₂转移2mol 电子，该反应的离子方程式为．
（3）该小组为测定黄铵铁矾的组成，进行了如下实验：
a．称取4.800g样品，加盐酸完全溶解后，配成100.00mL溶液A；
b．量取25.00mL溶液A，加入足量的KI，用0.2500mol•L^﹣¹Na₂S₂O₃溶液进行滴定（反应方程式为I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆），消耗30.00mLNa₂S₂O₃溶液至终点．
b．量取25.00mL溶液A，加入足量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、灼烧得红色粉末0.600g．
c．另取25.00mL溶液A，加足量BaCl₂溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥得沉淀1.165g．
①用Na₂S₂O₃溶液进行滴定时，滴定到终点的颜色变化为 △ ．
②通过计算确定黄铵铁矾的化学式（写出计算过程）．

孔雀石的主要成分为Cu₂（OH）₂CO₃ ，还含少量二价铁和三价铁的氧化物及硅的氧化物．如图1是实验室以孔雀石为原料制备胆矾晶体的流程图：

请回答下列问题：

（1）溶液A中的金属离子有．从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为（填代号）
a、KMnO₄ b、HNO₃c、H₂O₂ d、Cl₂
（2）根据图2有关数据，你认为工业上加入试剂①氧化操作时应采取的措施是：溶液温度控制在℃，pH控制在，氧化时间为小时左右．
（3）欲测定溶液A中Fe²⁺的浓度，可用KMnO₄标准溶液滴定，反应中MnO₄^﹣还原为Mn²⁺ ，取A溶液20.00mL，用去0.0240mol/L KMnO₄溶液16.00mL时，恰好达到滴定终点，则A溶液中Fe²⁺浓度为 mol/L．
（4）请设计一种实验方案检验溶液C中Fe³⁺是否完全除去（写出操作步骤、现象和结论）．
（5）由溶液C获得胆矾晶体，需要经过蒸发浓缩、、过滤等操作．除烧杯漏斗外过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是．
（6）为测定胆矾中结晶水数目，称取24.8g硫酸铜晶体盛装在干燥的
（填仪器名称）里，灼烧至质量不再改变时，称量粉末的质量为16.0g．，则计算得胆矾（CuSO₄•nH₂O）中n=（计算结果精确到0.1）．

实验室制取少量溴乙烷的装置如下图所示．根据题意完成下列填空：

（1）装置图中C仪器的名称为，向C中加入的反应物是溴化钠、和1：1的硫酸．配制体积比1：1的硫酸所用的定量仪器为（选填编号）．
a．天平 b．量筒 c．容量瓶 d．滴定管
（2）写出加热时烧瓶中发生的主要反应的化学方程式．
（3）将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中，冰水混合物的作用是．
如图所示试管A中的物质分为三层，产物在第层．
（4）试管A中除了产物和水之外，还可能存在、（写出化学式）．
（5）用浓的硫酸进行实验，若试管A中获得的有机物呈橙红色，除去其中杂质的最合理的方法是（选填编号）．
a．蒸馏 b．氢氧化钠溶液洗涤
c．用四氯化碳萃取 d．用亚硫酸钠溶液洗涤
若试管B中的酸性高锰酸钾溶液褪色，使之褪色的物质的名称应该是．
（6）实验员老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口，其原因是：．

下列说法正确的是（）

A . 做“钠与水的反应”实验时，切取绿豆粒大小的金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，放入烧杯中，滴入两滴酚酞溶液，再加入少量水，然后观察并记录实验现象 B . 用蒸馏法提纯物质时，如果把温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口下方，会使收集的产品中混有低沸点的杂质 C . 制备乙酸乙酯时，向乙醇中缓慢加入浓硫酸和冰醋酸，加热3～5min，将导气管插入饱和Na₂CO₃溶液中以便于除去乙醇和乙酸 D . 为检验皂化反应进行程度，取几滴反应液，滴入装有热水的试管中，振荡，若有油滴浮在液面上，说明油脂已完全反应

黄铁矿(主要成分为FeS₂)的有效利用对环境具有重要意义。

（1）在酸性条件下催化氧化黄铁矿的物质转化关系如图1所示。

①图1转化过程的总反应中，FeS₂作(填“催化剂”“氧化剂” 或“还原剂”，下同)。该转化过程中NO的作用是。

②写出图1中Fe³⁺与FeS₂反应的离子方程式：。
（2） FeS₂ 氧化为Fe³⁺的过程中，控制起始时Fe²⁺的浓度、溶液体积和通入O₂的速率不变，改变其他条件时，Fe²⁺被氧化的转化率随时间的变化如图2 所示。

①加入NaNO₂ 发生反应：2H⁺+3NO₂^-=NO₃^-+2NO↑+H₂O。该反应中若有6 mol NaNO₂完全反应，转移电子的物质的量为mol。

②加入NaNO₂、KI 发生反应：4H⁺+2NO₂^-+2I^-=2NO↑+I₂+2H₂O。解释图2中该条件下能进一步提高单位时间内Fe²⁺转化率的原因：。

下列实验操作能达到实验目的的是（）

	实验目的	实验操作
A	检验溶液中的Fe²⁺	先滴加新制氯水，再滴加KSCN溶液
B	配制0.5mol/L的H₂SO₄溶液	量取50mL1.0 mol/L H₂SO₄溶液，倒入小烧杯中，再加入50mL水稀释
C	验证乙烯的生成	加热乙醇和浓硫酸混合液，将气体通入酸性KMnO₄溶液
D	除去乙酸乙酯中混有的乙酸	用过量饱和碳酸钠溶液洗涤后分液

A . A B . B C . C D . D

下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是（）

选项	实验操作	实验现象	实验结论
A	向待测溶液中先滴加几滴氯水，然后滴加KSCN溶液	溶液变红	待测溶液中含有Fe²⁺
B	向KMnO₄酸性溶液中滴加乙二酸	溶液褪色	乙二酸具有还原性
C	向AgNO₃溶液中滴加过量氨水	得到澄清溶液	Ag⁺与NH₃·H₂O能大量共存
D	向10mL0.1mol·L^-1Na₂S溶液中滴入2mL0.1 mol·L^-1ZnSO₄溶液，再加入0.1 mol·L^-1CuSO₄溶液	开始有白色沉淀生成；后有黑色沉淀生成	K_sp(CuS)<K_sp(ZnS)

A . A B . B C . C D . D

氯化亚铜(CuCl)是微溶于水但不溶于乙醇的白色粉末，溶于浓盐酸会生成HCuCl₂ ，常用作催化剂。一种由海绵铜(Cu和少量CuO等)为原料制备CuCl的工艺流程如下：

（1） “溶解浸取”时，需将海绵铜粉碎成细颗粒，其目的是。
（2） “还原，氯化”时，Na₂SO₃和NaCl的用量对CuCl产率的影响如图所示：
①CuSO₄与Na₂SO₃、NaCl在溶液中反应生成CuCl的离子方程式为。

②当n(Na₂SO₃)/n(CuSO₄)>1.33时，比值越大CuCl产率越小，其原因是。

③当1.0<n(NaCl)/n(CuSO₄)<1.5时，比值越大CuCl产率越大，其原因是。
（3） “粗产品”用pH=2的H₂SO₄水洗，若不慎用稀硝酸进行稀释，则对产品有何影响。
（4）用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为Cu₂(OH)₃Cl。CuCl被氧化为Cu₂(OH)₃Cl的化学方程式为。
（5）某同学拟测定产品中氯化亚铜的质量分数。实验过程如下：准确称取制备的氯化亚铜产品1.600g，将其置于足量的FeCl₃溶液中，待样品全部溶解后，加入适量稀硫酸，用0.2000mol·L^－¹的KMnO₄标准溶液滴定到终点，消耗KMnO₄溶液15.00mL，反应中MmO₄^－被还原为Mn²⁺ ，则产品中氯化亚铜的质量分数为。

1942年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH₃、CO₂等为原料制得纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。

回答下列问题：

某探究活动小组欲在实验室中模拟制取纯碱，设计了Ⅰ、Ⅱ两种方案，并选择其一进行实验。

方案Ⅰ：(1)将足量CO₂通入饱和NaCl溶液中；(2)再在所得溶液中通入足量NH₃；(3)过滤；……。

方案Ⅱ：(1)将足量NH₃通入饱和NaCl溶液中；(2)再在所得溶液中通入足量CO₂；(3)过滤；……。

（1）部分实验装置如图所示。制取氨气的装置应选用(选填编号)。
（2）写出实验中获得碳酸氢钠的离子方程式
（3）灼烧碳酸氢钠需要(选填编号)。
a．蒸发皿 b.坩埚 c.烧杯 d.烧瓶 e．酒精灯
（4）选择的实验方案是(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，说明选择的理由
（5）甲同学取少量产品完全溶于水，滴加稀硝酸2-3滴，再滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，得出纯碱含杂质Cl^-的结论。乙同学认为甲的结论不一定正确，你认为乙同学的理由是。
（6）按下列流程处理母液(提取完碳酸氢钠后的滤液)可得到NH₄Cl。

通入NH₃的作用是(选填编号)。操作a是，操作b是。

a．增大NH₄⁺浓度，使NaHCO₃更多地析出

b.增大NH₄⁺浓度，使NH₄Cl更多地析出

c.使NaHCO₃转化为溶解度更大的Na₂CO₃ ，提高析出的NH₄Cl纯度

下图所示实验设计能达到相应的实验目的的是（）

A . 从水中萃取碘图片_x0020_100001

B . 收集H₂或CO₂ 图片_x0020_100002

C . 高温煅烧石灰石图片_x0020_100003

D . 稀释浓硫酸

为了探究木炭与浓H₂SO₄反应的产物中是否存在CO₂ ，某同学选用如图所示装置进行实验：

图片_x0020_100002

（1）仪器a的名称为：；在组装好上述实验装置后，在装入药品之前必需的实验操作是。
（2）写出A中发生反应的化学方程式。
（3）装置B的作用是
（4）已知SO₂也可以使澄清的石灰水变浑浊，则能说明产物中一定存在CO₂气体的实验现象为.

以工业生产中排放的含锰酸性废水(主要金属离子为Mn²⁺、Fe²⁺、Al³⁺ ，还含有少量Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺等离子)为原料，生产MnCO₃的工艺流程如图：

图片_x0020_1860668126

已知：25℃时，几种金属离子沉淀时的pH如下：

	Fe²⁺	Fe³⁺	Al³⁺	Mn²⁺	Cu²⁺	Ca²⁺	Mg²⁺
开始沉淀时pH	7.6	2.7	3.8	8.3	5.9	11.8	9.8
完全沉淀时pH	9.7	4.0	4.7	9.8	6.9	13.8	11.8

25℃时，K_sp(CaF₂)=1.5×10^-10、K_sp(MgF₂)=7.5×10^-11。

（1）流程中含锰废水经过前三步预处理，得到主要含有Mn²⁺的母液。
①除铁铝时，在搅拌条件下先加入H₂O₂溶液，再加入NaOH溶液调节pH。加入H₂O₂溶液时发生反应的离子方程式为，调节溶液的pH范围是。

②除钙镁步骤中，当Ca²⁺、Mg²⁺沉淀完全时，溶液中 $\text{[math]}$ =。
（2）沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行，反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。

①沉锰过程发生反应的离子方程式为。

②当温度超过30℃，沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是。
（3）沉锰后过滤得到MnCO₃粗产品，依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2～3次，再低温干燥，得到纯净的MnCO₃。用无水乙醇洗涤的目的是。MnCO₃和磷酸在一定条件下反应可生成马日夫盐[Mn（H₂PO₄）₂·2H₂O]，其用于钢铁制品，特别是大型机械设备的磷化处理，可起到防锈效果。马日夫盐溶液显性（填“酸”或“碱”）（已知：H₃PO₄的电离常数K_a1=7.52×10^-3 ， K_a2=6.23×10^-8 ， K_a3=2.2×10^-13）。

KMnO₄在实验室和工业上均有重要应用，其工业制备的部分工艺如下：

Ⅰ．将软锰矿(主要成分MnO₂)粉碎后，与KOH固体混合，通入空气充分焙烧，生成暗绿色(K₂MnO₄)熔融态物质。

Ⅱ．冷却，将固体研细，用KOH溶液浸取，过滤，得暗绿色溶液。

Ⅲ．向暗绿色溶液中通入CO₂ ，溶液变为紫红色，同时生成黑色固体MnO₂。

Ⅳ．过滤，将紫红色溶液蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，得KMnO₄固体。

资料：K₂MnO₄为暗绿色固体，在强碱性溶液中稳定，在近中性或酸性溶液中易发生歧化反应(Mn的化合价既升高又降低)。

（1） Ⅰ中，粉碎软锰矿的目的是。
（2） Ⅰ中，生成K₂MnO₄的化学方程式是。
（3） Ⅱ中，浸取时用KOH溶液的原因是。
（4） Ⅲ中，CO₂和K₂MnO₄在溶液中反应的化学方程式是。

实验室合成乙酸乙酯的实验装置如图所示(加热及夹持装置已省略)。实验步骤为组装仪器、加入药品、加热回流反应。

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已知：乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次为78.4℃、118℃、77.1℃。

请回答下列问题：

（1）配制乙醇、乙酸和浓硫酸的混合溶液的方法是。
（2）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入几块碎瓷片,其目的是。
（3）冷凝水的进出方向为。
（4）一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。现拟提纯含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,提纯流程如图所示。

①向乙酸乙酯粗产品中加入饱和碳酸钠溶液的作用是。

②“操作1”的名称是。

③在得到的油层中加入无水硫酸钠粉末并振荡，目的是；“操作2”需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外还有。

工业上冶炼金属镁的方法有两种：电解法和皮江法。皮江法是硅在高温下还原氧化镁。皮江法冶炼金属镁的工艺流程如图所示，下列说法中错误的是（）

A . 气体a是CO₂ B . “还原炉”中发生的主要反应有2MgO+Si $\text{[math]}$ 2Mg↑+SiO₂和SiO₂+CaO $\text{[math]}$ CaSiO₃ C . “还原炉”中抽空气到接近真空的原因是防止还原得到的Mg在高温条件下再次被氧化 D . “回转炉煅烧”的产物为CaO和MgO，其中电解法就是电解熔融的氧化镁来制备金属镁

SOCl₂是一种常用的脱水剂，熔点为-105℃，沸点为79℃，140℃以上时易分解，遇水剧烈水解生成两种气体。实验室用SOCl₂和ZnCl₂·xH₂O晶体混合制取无水ZnCl₂ ，回收剩余的SOCl₂并验证生成的产物SO₂ ，实验装置如图所示。下列说法正确的是( )

A . 实验开始时应先打开恒压滴液漏斗旋塞，再通入冷却水 B . 冰水的作用是冷凝SOCl₂并回收 C . 装置B的作用是除去HCl气体 D . 装置D中试剂可以是品红溶液或高锰酸钾溶液

某小组同学进行如下实验探究：

资料：几种难溶电解质的信息

难溶电解质	颜色	K_sp 的数值(18-25℃)
ZnS	白色	1.6×10^-24
CuS	黑色	1.3×10^-36
FeS	黑色	6.3×10^-18

（1）试管 I 中发生反应的离子方程式是。
（2）试管 II 中观察到白色沉淀转化为黑色沉淀。请结合化学用语，从平衡移动的角度进行解释。
（3）若将沉淀 a 洗涤 3 次后，加适量 0.1mol/LFeSO₄ 溶液，是否能看到白色沉淀转化为黑色沉淀，请结合计算予以说明。

纳米零价铁(ZVI)因其高比表面积、优异的吸附性、较强的还原性和反应活性等优点被广泛应用于污染物的去除。

（1） ZVI可通过FeCl₂·4H₂O和NaBH₄溶液反应制得，同时生成H₂、B(OH) $\text{[math]}$ ，制备过程中需要不断通入高纯氮气，其目的是。
（2） ZVI电化学腐蚀处理三氯乙烯进行水体修复，H⁺、O₂、 $\text{[math]}$ 等物种的存在会影响效果，水体修复的过程如图所示。有效腐蚀过程中，生成1mol乙烯所转移的电子物质的量为mol，过程④对应的电极反应式为。
（3） ZVI可去除废水中Pb²⁺ ， pH＜6时，pH对Pb²⁺的去除率的影响如图所示。
已知：ⅰ)在水中，ZVI表面的FeOH会因为质子化/去质子化作用而使其表面带正/负电荷，可表示为：FeOH+H⁺ $\text{[math]}$ FeOH $\text{[math]}$ ， FeOH $\text{[math]}$ FeO^-+H⁺。pH约为8.1达到等电点，ZVI表面不带电。
ⅱ)pH＜6时，ZVI去除Pb²⁺主要发生表面配位反应和还原反应：
2FeOH $\text{[math]}$ + Pb²⁺ $\text{[math]}$ (FeO)₂Pb + 4H⁺
2Fe+ 3Pb²⁺+ 4H₂O $\text{[math]}$ 3Pb+2FeOOH + 6H⁺
①pH＜6时，铁氧化物颗粒不易吸附Pb²⁺的原因是。
②pH＜6时，随着pH增大，Pb²⁺的去除率会增大至接近100%的原因是。
（4）催化剂协同ZVI能将水体中的硝酸盐( $\text{[math]}$ )转化为N₂ ，其催化还原反应的过程如图所示。为有效降低水体中氮元素的含量，宜调整水体pH为4.2，当pH＜4.2时，随pH减小，N₂生成率逐渐降低的原因是。