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2022年高三化学寒假同步练习（含答案）：16物质的制备 课时1 练习
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这是一份2022年高三化学寒假同步练习（含答案）：16物质的制备 课时1 练习，共7页。试卷主要包含了气体的实验室制备，硫酸亚铁铵的性质与制备，物质制备方案的设计与选择等内容，欢迎下载使用。
基础过关]
一、气体的实验室制备
1．下图装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑加尾气处理)气体。该装置可用于 ( )
A．锌和盐酸生成氢气
B．二氧化锰与浓盐酸生成氯气
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳
D．氯化钠和浓硫酸生成氯化氢
2．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是 ( )
二、硫酸亚铁铵的性质与制备
3．莫尔盐的组成可用(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O表示，下列关于该物质的叙述不正确的是( )
A．是由硫酸铵和硫酸亚铁组成的混合物
B．是一种纯净物
C．是一种复盐
D．是一种结晶水合物
4．关于硫酸亚铁铵的溶解度的叙述正确的是 ( )
A．比硫酸亚铁大
B．比硫酸铵大
C．比硫酸亚铁、硫酸铵都小
D．比硫酸亚铁、硫酸铵都大
5．将硫酸亚铁和硫酸铵以物质的量之比为1∶1混合，加足量水溶解，然后加热浓缩，再冷却结晶，最先析出的晶体是 ( )
A．硫酸亚铁
B．硫酸铵
C．硫酸亚铁铵
D．硫酸亚铁和硫酸铵混合晶体
6．实验室配制和保存硫酸亚铁溶液，应采取的正确措施为 ( )
①把蒸馏水煮沸，以赶走水中溶解的O2 ②溶解时加入少量稀硝酸 ③加入少量还原铁粉，并充分振荡 ④加入少量稀硫酸，并装入棕色试剂瓶中
A．①②③ B．①④
C．②③④ D．①③④
三、物质制备方案的设计与选择
7．实验室制取气体时，吸收尾气的方案，正确的是 ( )
①向KMnO4晶体中加入浓盐酸，产生的气体进行漂白实验后的尾气用NaOH溶液吸收
②向Na2SO3晶体中滴入浓硫酸，尾气用氨水吸收
③向FeS固体中滴入稀盐酸，最后的尾气用CuSO4溶液吸收
④浓硫酸与食盐晶体共热，将多余的气体用水吸收
A．①④ B．②③
C．①③④ D．①②③④
8．下列反应适用于实验室制备氧气的是 ( )
①高锰酸钾热分解2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
②硝酸铵热分解2NH4NO3eq \(=====,\s\up7(△))4H2O＋2N2↑＋O2↑
③过氧化氢催化分解2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
④二氧化氮热分解2NO2eq \(=====,\s\up7(△))2NO＋O2
A．只有① B．①和②
C．①和③ D．①③④
9．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：
(1)Feeq \(――→,\s\up7(H2SO4))H2eq \(――→,\s\up7(CuO))Cu
(2)CuOeq \(――→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq \(――→,\s\up7(Fe))Cu
若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是( )
A．消耗氧化铜的质量相同
B．消耗铁的质量相同
C．消耗硫酸的质量相同
D．生成硫酸亚铁的质量相同
能力提升]
10．硫酸亚铁铵晶体原子排列比硫酸亚铁晶体更为紧密，氧气较难扩散入晶体空隙中，性质稳定许多，可在分析化学中作基准试剂。常温下，在空气中硫酸亚铁铵晶体比硫酸亚铁晶体失去结晶水要困难许多。
某化学研究小组设计如下实验来制备硫酸亚铁铵。
步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入15 mL 10%的Na2CO3溶
液，加热浸泡，用倾析法分离、洗涤、干燥、称量。
步骤二：FeSO4的制备。将称量好的铁屑放入锥形瓶，加入过量的3 ml·L－1 H2SO4溶液，加热至充分反应为止。趁热过滤，并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重。
步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取一定量的(NH4)2SO4晶体，配成饱和溶液，将其加入上面实验中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止加热，冷却析出晶体。抽滤后用无水乙醇洗涤晶体，称量所得晶体质量。
请回答下列问题：
(1)抽滤又叫减压过滤，则抽滤需用到的主要仪器有___________________、________和气泵。
(2)步骤二中有一处明显不合理，理由是_________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)步骤三中保证硫酸亚铁和硫酸铵两者物质的量相等的措施有___________________；
_________________________________________________________________________；
将(NH4)2SO4与FeSO4的溶液混合后加热、浓缩，停止加热的时机是_________________；
用无水乙醇洗涤晶体的原因是________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)FeSO4·7H2O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO4·3H2O，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
11．工业废铁屑表面常有铁锈(成分为Fe2O3)，并沾有油污。某校研究性学习小组设计实验方案，按以下①～④步骤用废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)晶体。
废铁屑eq \(――→,\s\up7(①加NaOH溶液，加热),\s\d5(过滤))铁屑
eq \(――→,\s\up7(②加一定量稀硫酸),\s\d5(不断搅拌))溶液(留有少量铁屑)
eq \(――→,\s\up7(③将溶液稍加热),\s\d5(趁热过滤))滤液eq \(――→,\s\up7(④冷却),\s\d5(结晶))绿矾晶体
根据该实验方案，回答下列问题：
(1)步骤①中废铁屑与NaOH溶液共热的目的是________________。
(2)步骤②中烧杯底部留有少量铁屑的理由是___________________________________
_______________________________________________________________________
说明剩余铁屑作用的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在步骤③中，该小组采用如图抽气过滤(减压过滤)装置代替普通漏斗，其目的是
_________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(4)检查步骤③的滤液中没有Fe3＋的方法是____________________________________
________________________________________________________________________。
拓展探究]
12．绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。
请回答下列问题：
(1)图1用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是________，集气瓶的作用是
__________________________________；烧杯中主要发生反应：
①CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4
②4CuSO4＋PH3＋4H2O===H3PO4＋4H2SO4＋4Cu↓
则烧杯中盛放的试剂是__________，其作用是________________。
(2)图2用于制备硫酸亚铁铵。在0～60 ℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。
具体操作：
①打开活塞________，关闭活塞________，从分液漏斗滴入6 ml·L－1 H2SO4到250 mL锥形瓶，充分反应。
②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________。
③放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
(3)在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2＋被氧化。设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤相同，制得硫酸亚铁铵，并对产品质量进行检测。检测结果如下：
已知产品质量标准：Fe3＋的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3＋的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制________过量为最佳。
答案
1．A 2．C 3．A 4.C 5.C 6.D 7．D 8．C 9．A
10．(1)布氏漏斗 吸滤瓶
(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余)，否则溶液中可能有Fe3＋存在
(3)准确称量反应前后铁的质量，生成的FeSO4溶液要趁热过滤 浓缩至液体表面出现结晶薄膜 硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分
(4)4FeSO4·7H2O＋O2===4Fe(OH)SO4·3H2O＋14H2O
11．(1)除去铁屑表面的油污
(2)制备出饱和的FeSO4溶液，也可使Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(3)使吸滤瓶内的压强减小，提高过滤的速率 减少滤液与空气的接触，避免Fe2＋被氧化
(4)取少许滤液，加入KSCN溶液，无血红色出现
12．(1)铁屑、稀硫酸 安全瓶作用，防止烧杯中的溶液倒吸至锥形瓶中污染产物 CuSO4溶液 吸收H2S、PH3等尾气 (2)①BC A ②BC(或B) A (3)铁
序号
反应物用量
产品质量
1
n(H2SO4)∶n(Fe)＞1∶1
介于Ⅰ级～Ⅱ级之间
2
n(H2SO4)∶n(Fe)＜1∶1
优于Ⅰ级
基础过关]
一、气体的实验室制备
1．下图装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑加尾气处理)气体。该装置可用于 ( )
A．锌和盐酸生成氢气
B．二氧化锰与浓盐酸生成氯气
C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳
D．氯化钠和浓硫酸生成氯化氢
2．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是 ( )
二、硫酸亚铁铵的性质与制备
3．莫尔盐的组成可用(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O表示，下列关于该物质的叙述不正确的是( )
A．是由硫酸铵和硫酸亚铁组成的混合物
B．是一种纯净物
C．是一种复盐
D．是一种结晶水合物
4．关于硫酸亚铁铵的溶解度的叙述正确的是 ( )
A．比硫酸亚铁大
B．比硫酸铵大
C．比硫酸亚铁、硫酸铵都小
D．比硫酸亚铁、硫酸铵都大
5．将硫酸亚铁和硫酸铵以物质的量之比为1∶1混合，加足量水溶解，然后加热浓缩，再冷却结晶，最先析出的晶体是 ( )
A．硫酸亚铁
B．硫酸铵
C．硫酸亚铁铵
D．硫酸亚铁和硫酸铵混合晶体
6．实验室配制和保存硫酸亚铁溶液，应采取的正确措施为 ( )
①把蒸馏水煮沸，以赶走水中溶解的O2 ②溶解时加入少量稀硝酸 ③加入少量还原铁粉，并充分振荡 ④加入少量稀硫酸，并装入棕色试剂瓶中
A．①②③ B．①④
C．②③④ D．①③④
三、物质制备方案的设计与选择
7．实验室制取气体时，吸收尾气的方案，正确的是 ( )
①向KMnO4晶体中加入浓盐酸，产生的气体进行漂白实验后的尾气用NaOH溶液吸收
②向Na2SO3晶体中滴入浓硫酸，尾气用氨水吸收
③向FeS固体中滴入稀盐酸，最后的尾气用CuSO4溶液吸收
④浓硫酸与食盐晶体共热，将多余的气体用水吸收
A．①④ B．②③
C．①③④ D．①②③④
8．下列反应适用于实验室制备氧气的是 ( )
①高锰酸钾热分解2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑
②硝酸铵热分解2NH4NO3eq \(=====,\s\up7(△))4H2O＋2N2↑＋O2↑
③过氧化氢催化分解2H2O2eq \(=====,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑
④二氧化氮热分解2NO2eq \(=====,\s\up7(△))2NO＋O2
A．只有① B．①和②
C．①和③ D．①③④
9．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：
(1)Feeq \(――→,\s\up7(H2SO4))H2eq \(――→,\s\up7(CuO))Cu
(2)CuOeq \(――→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq \(――→,\s\up7(Fe))Cu
若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是( )
A．消耗氧化铜的质量相同
B．消耗铁的质量相同
C．消耗硫酸的质量相同
D．生成硫酸亚铁的质量相同
能力提升]
10．硫酸亚铁铵晶体原子排列比硫酸亚铁晶体更为紧密，氧气较难扩散入晶体空隙中，性质稳定许多，可在分析化学中作基准试剂。常温下，在空气中硫酸亚铁铵晶体比硫酸亚铁晶体失去结晶水要困难许多。
某化学研究小组设计如下实验来制备硫酸亚铁铵。
步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入15 mL 10%的Na2CO3溶
液，加热浸泡，用倾析法分离、洗涤、干燥、称量。
步骤二：FeSO4的制备。将称量好的铁屑放入锥形瓶，加入过量的3 ml·L－1 H2SO4溶液，加热至充分反应为止。趁热过滤，并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重。
步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取一定量的(NH4)2SO4晶体，配成饱和溶液，将其加入上面实验中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止加热，冷却析出晶体。抽滤后用无水乙醇洗涤晶体，称量所得晶体质量。
请回答下列问题：
(1)抽滤又叫减压过滤，则抽滤需用到的主要仪器有___________________、________和气泵。
(2)步骤二中有一处明显不合理，理由是_________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)步骤三中保证硫酸亚铁和硫酸铵两者物质的量相等的措施有___________________；
_________________________________________________________________________；
将(NH4)2SO4与FeSO4的溶液混合后加热、浓缩，停止加热的时机是_________________；
用无水乙醇洗涤晶体的原因是________________________________________________
__________________________________________________________________________。
(4)FeSO4·7H2O在潮湿的空气中被氧化的产物为Fe(OH)SO4·3H2O，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________________
__________________________________________________________________________。
11．工业废铁屑表面常有铁锈(成分为Fe2O3)，并沾有油污。某校研究性学习小组设计实验方案，按以下①～④步骤用废铁屑制备绿矾(FeSO4·7H2O)晶体。
废铁屑eq \(――→,\s\up7(①加NaOH溶液，加热),\s\d5(过滤))铁屑
eq \(――→,\s\up7(②加一定量稀硫酸),\s\d5(不断搅拌))溶液(留有少量铁屑)
eq \(――→,\s\up7(③将溶液稍加热),\s\d5(趁热过滤))滤液eq \(――→,\s\up7(④冷却),\s\d5(结晶))绿矾晶体
根据该实验方案，回答下列问题：
(1)步骤①中废铁屑与NaOH溶液共热的目的是________________。
(2)步骤②中烧杯底部留有少量铁屑的理由是___________________________________
_______________________________________________________________________
说明剩余铁屑作用的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在步骤③中，该小组采用如图抽气过滤(减压过滤)装置代替普通漏斗，其目的是
_________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(4)检查步骤③的滤液中没有Fe3＋的方法是____________________________________
________________________________________________________________________。
拓展探究]
12．绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O]是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。
请回答下列问题：
(1)图1用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是________，集气瓶的作用是
__________________________________；烧杯中主要发生反应：
①CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4
②4CuSO4＋PH3＋4H2O===H3PO4＋4H2SO4＋4Cu↓
则烧杯中盛放的试剂是__________，其作用是________________。
(2)图2用于制备硫酸亚铁铵。在0～60 ℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。
具体操作：
①打开活塞________，关闭活塞________，从分液漏斗滴入6 ml·L－1 H2SO4到250 mL锥形瓶，充分反应。
②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________。
③放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
(3)在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2＋被氧化。设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤相同，制得硫酸亚铁铵，并对产品质量进行检测。检测结果如下：
已知产品质量标准：Fe3＋的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe3＋的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制________过量为最佳。
答案
1．A 2．C 3．A 4.C 5.C 6.D 7．D 8．C 9．A
10．(1)布氏漏斗 吸滤瓶
(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余)，否则溶液中可能有Fe3＋存在
(3)准确称量反应前后铁的质量，生成的FeSO4溶液要趁热过滤 浓缩至液体表面出现结晶薄膜 硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇，乙醇可以除去其表面的水分
(4)4FeSO4·7H2O＋O2===4Fe(OH)SO4·3H2O＋14H2O
11．(1)除去铁屑表面的油污
(2)制备出饱和的FeSO4溶液，也可使Fe与Fe3＋反应生成Fe2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(3)使吸滤瓶内的压强减小，提高过滤的速率 减少滤液与空气的接触，避免Fe2＋被氧化
(4)取少许滤液，加入KSCN溶液，无血红色出现
12．(1)铁屑、稀硫酸 安全瓶作用，防止烧杯中的溶液倒吸至锥形瓶中污染产物 CuSO4溶液 吸收H2S、PH3等尾气 (2)①BC A ②BC(或B) A (3)铁
序号
反应物用量
产品质量
1
n(H2SO4)∶n(Fe)＞1∶1
介于Ⅰ级～Ⅱ级之间
2
n(H2SO4)∶n(Fe)＜1∶1
优于Ⅰ级
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