压轴题02 物质的制备、检验、分离与提纯-2023年高考化学压轴题专项训练（新高考专用）（解析版）

压轴题02物质的制备、检验、分离与提纯化学实验一直是高考命题的热点，选择题大多以考查实验仪器的选择、基本操作的正误为重点，探究物质的制备、性质、检验、分离和提纯以及实验评价。应重点关注实验基本操作的规范性，常见仪器的正确使用方法及注意事项，以及气体的制备方法、物质的检验、分离和提纯中试剂的选择及仪器的正确使用，物质的检验、分离和提纯实验方案的设计、现象的描述等。一、选择题：本题共20小题，每小题只有一个选项符合题意。1．下列图示装置不能达到实验目的的是A．装置甲用CCl4萃取溴水中的Br2B．装置乙除去Cl2中的HCl并干燥C．装置丙验证铁的吸氧腐蚀D．装置丁实验室制备少量NH3【答案】D【详解】A．四氯化碳和水不互溶，溴在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度，则装置甲能达到用用四氯化碳萃取溴水中溴的实验目的，故A不符合题意； B．浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，盛有的饱和食盐水的洗气瓶能用于除去氯化氢气体，盛有的浓硫酸的洗气瓶能用于干燥氯气，则装置乙能达到除去氯气中的氯化氢气体并干燥的实验目的，故B不符合题意；C．铁丝网在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀会使试管内气体的物质的量减小，气体压强减小，红墨水会进入导气管中形成一段液柱，则装置丙能达到验证铁的吸氧腐蚀的实验目的，故C不符合题意；D．由图可知，装置丁的向下排空气法收集氨气的试管中没有排出气体的出口，则装置丁不能达到实验室制备少量氨气的实验目的，故D符合题意；故选D。2．下列实验中，不能达到实验目的的是由海水制取蒸馏水萃取碘水中的碘分离粗盐中的不溶物由制取无水固体ABCDA．AB．BC．CD．D【答案】D【详解】A．实验室用海水制取蒸馏水用蒸馏的方法制备，蒸馏时用到蒸馏烧瓶、酒精灯、冷凝管、牛角管、锥形瓶等仪器，注意温度计水银球应处在蒸馏烧瓶的支管口附近，冷凝管应从下口进水，上口出水，A正确；B．碘在水中的溶解度很小，在四氯化碳中的溶解度很大，可以用四氯化碳萃取碘水中的碘，四氯化碳的密度大于水，存在于下层，B正确；C．粗盐中含有较多的可溶性杂质和不溶性杂质，将粗盐溶与水形成溶液，用过滤的方法将不溶于水的杂质除去，C正确；D．直接加热会促进水解，生成的HCl易挥发，得到氢氧化铁，继续加热会使氢氧化铁分解产生氧化铁，得不到固体，D错误；故选D。3．实验室用和浓盐酸反应生成 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是A．AB．BC．CD．D【答案】D【详解】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有HCl，可用饱和食盐水除去HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A装置能达到实验目的，故A不符合题意；B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B装置能收集氯气，故B不符合题意；C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故C不符合题意；D．氯气在水中的溶解度较小，应用NaOH溶液吸收尾气，D装置不能达到实验目的，故D符合题意；答案选D。4．某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是()气体液体固体粉末ACO2饱和Na2CO3溶液CaCO3BCl2FeCl2溶液FeCHClCu(NO3)2溶液CuDNH3H2OAgCl【答案】A【解析】A项，饱和Na2CO3溶液通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3 ，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A项符合题意；B项，FeCl2溶液通入Cl2，发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不符合题意；C项，Cu(NO3)2溶液通入HCl，NO3-在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O，最终Cu消失得到澄清溶液，C项不符合题意；D项，AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，通入NH3后，Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+，使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄清溶液，D项不符合题意；故选A。5．用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是选项气体abA稀B溶液C浓铁片D浓氨水A．AB．BC．CD．D【答案】B【详解】A．与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥，故A错误；B．发生反应2H2O22H2O+O2，浓硫酸干燥氧气，故B正确；C．铁片和浓硝酸常温下发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故C错误；D．氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D错误；故选B。6．下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲除去废铜屑表面的油污B．用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑C．用装置丙过滤得到CuSO4溶液D．用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O【答案】D【详解】A.碳酸钠溶液显碱性，在加热的条件下可以除去铜屑表面的油污，A正确；B.在酸性条件下，铜与双氧水发生氧化反应得到硫酸铜，B正确；C.装置丙为过滤装置，过滤可以除去难溶杂质，得到硫酸铜溶液，C正确；D.用装置丁蒸干溶液得到硫酸铜固体，而不是CuSO4·5H2O，D错误；答案选D。7．实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是气体试剂制备装置收集方法AO2KMnO4adBH2Zn+稀H2SO4beCNOCu+稀HNO3bcDCO2CaCO3+稀H2SO4bcA．AB．BC．CD．D【答案】B【详解】A．KMnO4是固体物质，加热分解产生O2，由于O2难溶于水，因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集，故不可以使用a、d装置制取和收集O2，A错误；B．Zn与H2SO4发生置换反应产生H2，块状固体与液体反应制取气体，产生的H2 难溶于水，因此可以用排水方法收集，故可以使用装置b、e制取H2，B正确；C．Cu与稀HNO3反应产生NO气体，NO能够与O2发生反应产生NO2气体，因此不能使用排空气的方法收集，C错误；D．CaCO3与稀硫酸反应产生的CaSO4、CO2气体，CaSO4微溶于水，使制取CO2气体不能持续发生，因此不能使用该方法制取CO2气体，D错误；故合理选项是B。8．在实验室采用如图装置制备气体，合理的是化学试剂制备的气体ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(浓)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(浓)HCl【答案】C【解析】由实验装置图可知，制备气体的装置为固固加热装置，收集气体的装置为向上排空气法，说明该气体的密度大于空气的密度。A项，氨气的密度比空气小，不能用向上排空法收集，故A错误；B项，二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故B错误；C项，二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应，能选用固固加热装置，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确；D项，氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应，需要选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，故D错误；故选C。9．实验室制备下列气体的方法可行的是气体方法A氨气加热氯化铵固体 B二氧化氮将铝片加到冷浓硝酸中C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸D氧气加热氯酸钾和二氧化锰的混合物A．AB．BC．CD．D【答案】D【详解】A．氯化铵不稳定，加热易分解生成氨气和氯化氢，但两者遇冷又会化合生成氯化铵固体，所以不能用于制备氨气，A不可行；B．将铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象，不能用于制备二氧化氮，B不可行；C．硫化氢为还原性气体，浓硫酸具有强氧化性，不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体，因为该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应，C不可行；D．实验室加热氯酸钾和二氧化锰的混合物，生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，可用此方法制备氧气，D可行；故选D。10．利用如图所示装置及药品完成实验，能达到实验目的的是A．用装置甲制取O2B．用装置乙制备金属镁C．用装置丙作为蒸馏的接收装置D．用装置丁除去Cl2中混有的HCl并干燥【答案】D【详解】A．Na2O2与H2O剧烈反应生成NaOH和O2，同时放出大量的热，Na2O2不是块状且难溶于水的固体，不能用启普发生器制备，故A错误；B．Mg的金属活动顺序强于Al，不能通过铝热反应制备，故B错误；C．蒸馏时，锥形瓶不能用瓶塞，故C错误；D．稀硫酸中含有大量氢离子，可以抑制氯气的溶解，而稀硫酸中的水可以吸收HCl，洗气后再用浓硫酸干燥，可制得干燥的氯气，故D正确；选D。11．下列装置能达到实验目的的是 A．实验室可利用装置甲制备SO2B．利用装置乙分离铁粉和I2C．利用装置丙合成氨并检验氨的存在D．实验室利用装置丁分离乙醇和水(部分装置已省略)【答案】A【详解】A．实验室中常用70%的浓硫酸和Na2SO3固体制备SO2，发生的反应为，故A符合题意；B．加热时铁粉和会发生反应生成，不能利用装置乙分离铁粉和，故B不符合题意；C．检验氨气选湿润的红色石蕊试纸，干燥的pH试纸不能检验氨气，故C不符合题意；D．蒸馏时温度计应测蒸气的温度，温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处水平，故D不符合题意；故答案选A。12．下列装置能达到相应实验目的的是ABCD测定KI溶液的浓度制备乙二酸实验室制取乙酸乙酯检验乙醇发生消去反应的产物A．AB．BC．CD．D【答案】C【详解】A．溴水显酸性，且可与碱性物质发生反应，因此应该使用酸式滴定管盛装溴水，A错误；B．酸性高锰酸钾能将乙二醇氧化生成二氧化碳，B错误； C．乙酸和乙醇在浓硫酸加热的条件下生成乙酸乙酯，C正确；D．反应过程中能生成二氧化硫，也能使溴水褪色，应先除去二氧化硫再检验消去产物乙烯，D错误故选C。13．无水FeCl3是芳香烃取代反应常用的催化剂，它具有易水解、易升华的性质。某同学用5.60g干燥铁粉制得13.00g无水FeCl3样品，实验装置如图所示。下列说法正确的是A．该实验中FeCl3的产率为60%B．装置C、H中的药品可以都为P2O5C．装置B用于干燥氯气，装置E和G用于收集产物D．可用K4[Fe(CN)6]溶液检验FeCl3产品中是否存在FeCl2【答案】B【分析】A、B装置均为浓硫酸干燥Cl2，而C、H均为干燥且防止FeCl3水解。E、F、G收集FeCl3，I吸收尾气。【详解】A．根据反应2Fe+3Cl2=2FeCl3，5.6g铁粉理论上制得氯化铁的质量xg，解得x=16.25g，×100%=80%，A项错误；B．装置C和H起干燥作用，可以选择P2O5，B项正确；C．装置A的目的是干燥氯气，装置B是检查后续装置是否堵塞，C项错误；D．检验Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液，D项错误；故选B。14．利用下列实验装置(夹持装置略)或仪器进行实验操作，能达到实验目的的是 A．用甲仪器称取46.72gNaClB．用乙装置检验气体X中是否含C．从丙装置的下口中放出溶有的溶液D．用丁装置制备并收集【答案】C【详解】A．托盘天平的精确度为0.1g，故A不符合题意；B．该装置中通过的气体X还可能含甲烷等气体，故只能检验气体X组成中是否含H元素，故B不符合题意；C．的密度比水的大，分液后在下层，应从下口放出，故C符合题意；D．可溶于水且与水反应，用丁装置收集不到，故D不符合题意；故答案选C。15．下列装置不能达到实验目的的是ABCD观察铁的吸氧腐蚀除去中少量验证温度对化学平衡的影响验证1-溴丙烷发生消去反应生成丙烯A．AB．BC．CD．D【答案】B【详解】A．若装置中左试管发生吸氧腐蚀，则消耗氧气，使试管内气压下降，右试管中导管液面上升，选项A正确；B．二氧化硫和氯化氢均能与碳酸氢钠溶液反应，不符合除杂的原理，选项B错误；C．热水与冷水的温度不同，根据容器内气体颜色的变化，判断平衡移动的方向，证明温度对化学平衡的影响，选项C正确；D．1-溴丙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯，通入溴的四氯化碳溶液中，溶液褪色，证明消去反应吕有不饱和烃生成，选项D正确；答案选B。16．实验室模拟制备亚硝酰硫酸()的反应装置如图所示。已知：亚硝酰硫酸溶于硫酸，遇水易分解。下列说法错误的是 A．装置A中应使用70%的浓硫酸B．装置B、D中浓硫酸作用不同C．装置C中反应为D．虚线框内的装置可以换为盛有碱石灰的干燥管【答案】B【分析】利用亚硫酸钠固体和硫酸反应制备二氧化硫气体，为防止亚硝酰硫酸遇水分解，故在干燥的条件下制备亚硝酰硫酸，最后尾气吸收过量二氧化硫，防止污染空气。【详解】A．利用亚硫酸钠固体和硫酸反应制备二氧化硫气体，98%的浓硫酸的很难电离出H+，故一般选用70%的硫酸，A正确；B．亚硝酰硫酸遇水易分解，装置B中的浓硫酸的作用是干燥SO2气体，防止水蒸气进入装置C中，装置D中的浓硫酸的作用是防止装置E中的水蒸气进入装置C中，B错误；C．装置C中反应为，C正确；D．虚线框内的装置可以换为盛有碱石灰的干燥管，既可以吸收尾气又可以防止空气中的水蒸气进入装置C，D正确；故选B。17．利用下列装置和试剂进行实验，能达到实验目的的是A．用装置甲中铜片与浓硫酸制取B．用装置乙制备银氨溶液C．用装置丙制备无水D．用装置丁在铁片上镀铜【答案】C【详解】A．铜和浓硫酸反应需要加热，故A不符合题意； B．应该向硝酸银溶液滴加氨水配制银氨溶液，故B不符合题意；C．氯化氢可以抑制氯化镁的水解，氯化氢氛围中加热氯化镁晶体制取无水氯化镁，故C符合题意；D．在铁上镀铜，镀层金属铜作阳极，镀件铁作阴极。因此，铁作阴极连接电源负极，故D不符合题意；故选C。18．下列实验中，所选装置(可添加试剂，可重复使用)不合理的是A．盛放NaOH溶液，选用③B．用NH4Cl和Ca(OH)2固体制备氨，选用②C．配制100mL1.00mol•L-1NaCl溶液，选用⑤D．用大理石和盐酸制取CO2并比较碳酸和苯酚的酸性强弱，选用①④【答案】A【详解】A．氢氧化钠溶液能与玻璃中的二氧化硅反应，所以不能用玻璃塞试剂瓶盛放氢氧化钠溶液，故A错误；B．氯化铵固体和氢氧化钙固体共热制备氨气的反应为固固加热的反应，应选用②制备氨气，故B正确；C．配制100mL1.00mol•L-1氯化钠溶液时，应选用⑤转移溶液，故C正确；D．用大理石和盐酸制取二氧化碳并比较碳酸和苯酚的酸性强弱，应选用①制备二氧化碳、盛有饱和碳酸氢钠溶液的④除去氯化氢，盛有苯酚钠的溶液验证碳酸和苯酚的酸性强弱，故D正确；故选A。19．实验室采用如图装置制备气体，合理的是 试剂X试剂Y试剂Z制备气体A稀盐酸大理石饱和碳酸氢钠溶液CO2B浓盐酸二氧化锰饱和食盐水Cl2C浓氨水生石灰浓硫酸NH3D稀硝酸铜片水NOA．AB．BC．CD．D【答案】A【详解】A．由于CO2不能与饱和NaHCO3溶液反应，而HCl可以反应，故能除去CO2中的挥发的HCl，A符合题意；B．用MnO2和浓盐酸需要加热，图示装置没有加热仪器，B不合题意；C．氨气会被浓硫酸吸收，不能用浓硫酸干燥氨气，C不合题意；D．NO会和空气中氧气反应，不能用排空气法收集，D不合题意；故选A。20．下列装置能达到实验目的是A．装置甲：明矾晶体制备KAl(SO4)2B．装置乙：制备少量干燥的NH3C．装置丙：常温下分离苯酚与水的混合物D．装置丁：探究浓度对化学反应速率的影响【答案】A【详解】A．明矾晶体在坩埚中灼烧失去结晶水得到KAl(SO4)2，A符合题意；B．氨气会和氯化钙反应，不能用氯化钙干燥氨气，B不符合题意；C．常温下分离苯酚与水的混合物应该使用分液的方法，C不符合题意；D．过氧化氢具有强氧化性，和亚硫酸氢钠溶液发生氧化还原反应，但是实验中无明显现象，不能探究浓度对化学反应速率的影响，D不符合题意；故选A。