专题2 研究物质的基本方法 检测题（含解析） 2022-2023高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册
专题2 研究物质的基本方法
一、单选题
1．能用酒精灯直接加热的一组仪器是（ ）
A．蒸馏烧瓶、漏斗 B．容量瓶、冷凝管 C．坩埚、试管 D．分液漏斗、烧杯
2．以废旧电路板为原料制备硫酸铜可以变废为宝。下图是某科研小组设计的工艺流程(流程中 RH 为萃取剂)，下列说法不正确的是
A．“粉碎”可以增大反应的接触面积，提高浸取速率和铜的浸取率
B．“浸取”发生的离子反应为 Cu＋H2O2＋2NH3 +2NH4+=Cu(NH3)42+＋2H2O
C．工艺流程中循环使用的物质有 NH3、NH4Cl、RH 和有机溶剂
D．从硫酸铜溶液获得纯净的硫酸铜晶体的操作是：加入适量乙醇，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、热水洗涤、干燥
3．我国著名化工实业家侯德榜提出了“联合制碱法”，该生产工艺流程如图所示。下列说法不正确的是
A．沉淀池发生的离子反应为Na+ +CO2+NH3+H2O=NH+NaHCO3↓
B．吸收NH3可使母液中的HCO转化为CO，以提高NH4Cl纯度
C．该过程充分利用了合成氨工业提供的NH3和CO2
D．向饱和食盐水中先通CO2，再通NH3，更有利于NaHCO3析出
4．下列叙述正确的是（ ）
A．常温常压下，40gSO3溶于水配成100mL溶液，所得溶液物质的量浓度是5mol/L
B．水的摩尔质量是18g
C．2mol NH3中含有原子的数目为6NA
D．标准状况下，2.24L C2H5OH 和 2.24L NH3所含分子个数相同
5．下表为各物质中所含有的少量杂质以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的一组是（ ）
序号 物质 杂质 除杂质应选用的试剂或操作方法
① KNO3溶液 KOH 加入FeCl3溶液，并过滤
② FeSO4溶液 CuSO4 加入过量铁粉，并过滤
③ H2 CO2 通过有NaOH溶液的洗气瓶，再通过有浓硫酸的洗气瓶
④ NaNO3 CaCO3 溶解、过滤、蒸发浓缩，冷却结晶，过滤
A．①②③④ B．③④ C．②③④ D．①②③
6．将溶液和硫酸钠溶液混合，若溶液的体积变为二者体积之和，则混合溶液中钠离子浓度为
A． B． C． D．
7．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（ ）
①BeCl2 ②PCl5 ③SF6 ④CS2 ⑤CH4 ⑥SiO2 ⑦CF2Cl2
A．①②⑤ B．④⑥⑦ C．③④⑦ D．③④⑥
8．为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O（硫酸亚铁铵晶体）的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O，取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管，下列实验叙述中错误的是
A．加热，试管口有液体生成，则可证明晶体的成分中含有结晶水
B．加少量水，滴入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再滴入几滴新制氯水，溶液变为红色，则证明晶体的成分中含有Fe2+
C．加水溶解，加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO42-
D．加浓NaOH溶液，加热，用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验，试纸变红色，则证明晶体的成分中含有NH4+
9．下列关于0.2mol/L Ba（NO3）2溶液的说法中，正确的是
A．溶液中含有的阴、阳离子总数为0.6mol
B．在0.5 L该溶液中，Ba2+的浓度为0.1 mol/L
C．在500 mL该溶液中，含有0.2molNO3﹣
D．取1L该溶液稀释到10L时，NO3﹣的浓度为0.02 mol/L
10．雷雨天闪电时空气中有生成。下列说法中，正确的是。
A．因为和的组成元素相同，因此它们的化学性质也相同
B．和的相互转化是物理变化
C．在相同的温度和压强下，等体积的和含有相同的分子数
D．等物质的量的和含有相同的质子数
11．下列安全标识不适合在加油站张贴的是
A． 禁止吸烟 B． 熄火加油
C．当心电离辐射 D．当心火灾
12．某学生配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液后，经测定发现溶液浓度偏低。该学生找出以下原因，其中不会使溶液浓度偏低的是
A．没有用蒸馏水洗烧杯2—3次，并将洗液移入容量瓶中
B．容量瓶刚用蒸馏水洗净，没有烘干
C．定容时，滴加蒸馏水，先使液面略高于刻度线，再吸出少量水使液面凹面与刻度线相切
D．把配好的溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中备用
13．下列仪器：①烧杯 ②表面皿 ③试管 ④蒸馏烧瓶 ⑤坩埚 ⑥容量瓶 ⑦锥形瓶 ⑧蒸发皿，能用酒精灯直接加热的是（ ）
A．②③⑤ B．①④⑦ C．③⑤⑧ D．③⑦⑧
14．下列实验操作能达到实验目的的是
A．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中至液体呈红褐色，停止加热制取氢氧化铁胶体
B．用铜棒与钢闸门相连，验证牺牲阳极的阴极保护法
C．将MgCl2溶液直接加热蒸干制备无水MgCl2
D．实验室配制稀硫酸时，先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水
二、填空题
15．下面是印刷电路板的生产及其废液的处理的流程简图。请按要求填空：
（1）镀铜电路版制成印刷电路版的离子方程式为____________；固体1的化学成分是_________（填化学式）。
（2）反应①的化学方程式为____________；要检验废液中是否含有Fe3+所需的试剂是______（填化学式）溶液。
（3）反应④的离子方程式为_____________________________________。
16．选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上。
A．萃取分液法 B．加热分解 C．分液法 D．蒸馏法 E．过滤法
(1)___________分离饱和食盐水和沙子的混合物；
(2)___________分离水和汽油的混合物；
(3)___________从碘的水溶液里提取碘；
(4)___________分离四氯化碳(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)；
(5)___________可以淡化海水得饮用水。
三、计算题
17．取4.6g钠投入水中，完全反应后，溶液的体积为1L，问：
(1)生成的气体体积在标准状况下为多少升 ______________
(2)所得溶液溶质的物质的量浓度是多少？______________
18．有三种质量比可能相同或不同的镁铝合金样品①、②、③。甲、乙、丙三组同学各取一种样品，对合金中的镁的质量分数进行下列实验探究。
（1）甲组取样品①m1g和过量的氢氧化钠溶液反应，然后过滤；再往滤液中通入过量的二氧化碳气体，将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、灼烧，得到固体质量仍为m1g。则合金中镁的质量分数为__(结果小数点后保留两位。)
（2）乙组取样品②m2g和足量的稀硫酸反应，发现固体完全溶解，标准状况下得到气体体积为VL，则m2的取值范围是__。
（3）丙组取不同质量的样品③分别和30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体体积（标准状况下测定）如表所示：
则①盐酸的物质的量浓度为__。
②合金中镁的质量分数__(结果小数点后保留两位。)
③在c组实验后，若使剩余合金中的铝恰好完全溶解，还需向容器中加入1.0mol/L的氢氧化钠溶液的体积为__mL。
四、实验题
19．煤矿筛选煤后废弃的煤矸石主要含有SiO2、Al2O3、Fe2O3某实验室用煤矸石提取氧化铝，设计实验流程如图：
(1)将煤矸石粉碎的目的是___。
(2)步骤(I)中溶液A和沉淀分离的操作名称是___。
(3)步骤(Ⅱ)中溶液B含有的阴离子除Cl-、OH-外，还有___。
(4)步骤(Ⅲ)中溶液C的溶质含有NaHCO3，其俗称是___ (填“苏打或小苏打”)。
(5)步骤(Ⅳ)中Al(OH)3受热分解的化学方程式为___。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】A、蒸馏烧瓶需加石棉网加热，漏斗不能加热，错误；
B、容量瓶是配制溶液的仪器，不能加热，冷凝管也不能加热，错误；
C、坩埚、试管豆可以直接加热，正确；
D、分液漏斗不能用于加热，烧杯需垫石棉网加热，错误，答案选C。
2．D
【详解】A. “粉碎”可以增大反应的接触面积，提高浸取速率和铜的浸取率，正确；
B. “浸取”发生的离子反应为 Cu＋H2O2＋2NH3 +2NH4+=Cu(NH3)42+＋2H2O，正确；
C. 工艺流程中循环使用的物质有 NH3、NH4Cl、RH 和有机溶剂，正确；
D. 热水洗涤，会让硫酸铜晶体大量溶解，损失严重，应使用冷水或酒精进行洗涤，错误。
故选D。
【点睛】解工艺流程题时，判断循环使用的物质，我们可根据流程图中的箭头判断，某道工序中使用的物质，又在后续的工序中生成，该物质就是循环使用的物质。
3．D
【分析】工艺中利用合成氨工业中和为原料，通过反应获得碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，生成的二氧化碳循环使用，生成的氯化铵作化肥。
【详解】A． 碳酸氢钠的溶解度小，沉淀池发生反应：，故A正确；
B．向母液中通氨气作用有增大NH的浓度，使NH4Cl更多地析出和使NaHCO3转化为Na2CO3， 吸收可使母液中的转化为，以提高纯度，故B正确；
C． 工艺中利用合成氨工业中和为原料，该过程充分利用了合成氨工业提供的和，故C正确；
D． 二氧化碳的溶解度较小，浓度较低，不利于生产纯碱，应先通入氨气，故D错误；
故选D。
4．A
【详解】A.40gSO3的物质的量是0.5mol，溶于水反应产生H2SO4，反应产生硫酸的物质的量是0.5mol，由于配成溶液体积是100mL，因此所得溶液物质的量浓度是0.5mol÷0.1L=5mol/L，A正确；
B.水的摩尔质量是18g/mol，B错误；
C.NH3分子中含有3个氢原子和1个N原子，共4个原子，则2mol NH3中含有原子的数目为8NA，C错误；
D.标准状况下，C2H5OH呈液态，不能使用气体摩尔体积计算微粒的数目，D错误；
故合理选项是A。
5．C
【详解】①KNO3溶液中混有KOH， 加入FeCl3溶液，即便FeCl3不过量，也会引入Cl-，①不合题意；②FeSO4溶液中混有CuSO4，加入过量铁粉，CuSO4全部转化为FeSO4，过滤掉过量的铁粉，即得纯净的FeSO4溶液，②符合题意；③H2中混有CO2，通过盛有NaOH溶液的洗气瓶除去CO2，再通过盛有浓硫酸的洗气瓶进行干燥，最后得到纯净的H2，③符合题意；④NaNO3中混有CaCO3，溶解、过滤掉不溶的CaCO3、蒸发得纯净的NaNO3，④符合题意；综合以上分析，②③④符合题意，C正确；
答案选C。
6．C
【详解】溶液中钠离子浓度为，1L氯化钠溶液中钠离子的物质的量为，
溶液中钠离子浓度为，1L硫酸钠溶液中钠离子的物质的量为，
混合后溶液中的钠离子物质的量为，
故混合溶液中钠离子浓度为，故C正确。
故选C。
7．B
【详解】①BeCl2中铍元素最外层有2个电子，化合价为+2，所以最外层总共2+2=4个电子，故错误； ②PCl5中磷原子最外层电子数为5，化合价为+5，所以最外层总共5+5=10个电子，故错误； ③SF6 中硫原子最外层有6个电子，化合价为+6价，所以最外层共6+6=12个电子，故错误；④CS2中碳原子最外层电子数为4+4=8，硫原子最外层电子数6+2=8，故正确； ⑤CH4中氢原子最外层2个电子，故错误； ⑥SiO2 中硅原子最外层电子数为4+4=8，氧原子最外层电子数为6+2=8，故正确；⑦CF2Cl2中碳原子最外层电子数为4+4=8，氟原子最外层电子数为7+1=8，氯原子最外层电子数为7+1=8，故正确。故选B。
【点睛】在判断分子中所有原子是否都满足最外层为8电子结构时，可以根据以下几步进行比较简单，首先看分子中是否含有氢元素或稀有气体元素，这些元素都不满足8电子稳定结构，其次看是否书写过电子式，若写过电子式的都可以满足8电子稳定结构，最后通过计算判断，根据原子最外层电子+化合价绝对值进行计算，结果为8的就满足8电子，否则不满足。这样按照3步走可以减少计算量，提高做题的速率。
8．D
【分析】(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O，检验NH4+用浓氢氧化钠溶液，如产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体即含NH4+；向溶液中滴加KSCN溶液无红色生成，滴加氯水后出现红色，说明含Fe2+；加入盐酸酸化的氯化钡溶液能生成白色沉淀说明含有SO42-，据此分析解答。
【详解】A.晶体加热后生成液体可以判断是生成的水，证明晶体中含结晶水，A项正确，不符合题意；
B.溶液呈浅绿色证明试样溶液中含有Fe2+滴入KSCN溶液，溶液不显红色，再向试管中滴加几滴新配制的氯水，溶液的颜色变为红色，说明有Fe3+存在，这个结果间接地说明在原溶液中有Fe2+存在， B项正确，不符合题意；
C.加少量稀盐酸，无现象，再滴入几滴BaCl2溶液，有白色沉淀生成，则可证明晶体的成分中含有SO42-，这是硫酸根离子的检验方法， C项正确，不符合题意；
D.应取少量样品于试管中，加入浓NaOH溶液，并适当加热，若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，即产生NH3，则证明硫酸亚铁铵中含有NH4+， D项错误，符合题意；
答案选D。
9．C
【详解】A、由于缺少体积，无法计算出硝酸钡的物质的量，也就不能求出阴、阳离子总数，故A错误；
B、C（Ba2+）=c（Ba（NO3）2）=0.2mol/L，故B错误；
C、n（NO3﹣）=2c[Ca（NO3）2]×V=2×0.2mol/L×0.5L=0.2mol，NO3﹣总数为0.2NA，故C正确；
D、0.2mol/L Ba（NO3）2溶液中NO3﹣的浓度为0.4mol/L，取1L该溶液稀释到10L时，稀释过程中溶质的物质的量不变，NO3﹣的浓度==0.04mol/L，故D错误；
答案选C。
【点睛】本题考查了物质的量浓度的简单计算，明确溶液稀释过程中溶质的物质的量不变为解答关键，试题侧重基础知识的考查，注意掌握物质的量浓度概念及计算方法。
10．C
【详解】A．和属于不同的物质，它们的化学性质不相同，A错误；
B．和属于不同物质，相互转化是化学变化，B错误；
C．同温同压下，等体积的任何气体，具有相同的粒子数目，则在相同的温度和压强下，等体积的和含有相同的分子数，C正确；
D．每个和分别含有16个和24个质子，则等物质的量的和含有的质子数不同，D错误；
故选C。
11．C
【详解】汽油、柴油等都是易燃物，加油站中要绝对防火，适合在加油站张贴禁止吸烟、熄火加油、当心火灾等，但加油站不存在电离辐射，故C符合题意；
答案选C。
12．B
【详解】A．没有洗涤烧杯和玻璃棒，会导致溶质的损失，故所配溶液的浓度偏低，故A不选；
B．若容量瓶用蒸馏水洗净，没有烘干，即用来配制溶液，不影响溶液的体积和溶质的物质的量，对溶液浓度无影响，故B选；
C．定容时，滴加蒸馏水，先使液面略高于刻度线，再吸出少量水使液面凹面与刻度线相切，吸出的不只是水，连溶质也被吸出，故导致溶液的浓度偏低，故C不选；
D．把配好的溶液倒入刚用蒸馏水洗净的试剂瓶中备用，相当于稀释了配制好的溶液，使得溶液的浓度偏低，故D不选；
故选B。
13．C
【详解】①烧杯属于玻璃仪器，受热面积大，受热不均匀，在酒精灯上加热时必须垫石棉网，不能直接加热，故①错误；
②表面皿不能用来加热，故②错误；
③试管受热面积小，可以直接加热，故③正确；
④蒸馏烧瓶受热面积大，受热不均匀，在酒精灯上加热时必须垫石棉网，不能直接加热，故④错误；
⑤坩埚属于陶瓷类硅酸盐实验用品，可以直接加热，故⑤正确；
⑥容量瓶有刻度容量，不能加热，故⑥错误；
⑦锥形瓶受热面积大，不能直接加热，加热需要垫石棉网，故⑦错误；
⑧蒸发皿属于陶瓷类硅酸盐实验用品，可以直接加热，故⑧正确；
③⑤⑧正确，故选C。
【点睛】可以加热的常用仪器有：试管、烧杯、烧瓶、锥形瓶、蒸发皿和坩埚等；直接不能用于加热的是量筒、漏斗、集气瓶等；能加热的仪器又分为直接加热和间接加热两种，能直接加热的有：试管、蒸发皿和坩埚；需要垫石棉网加热的仪器有：烧杯、烧瓶、锥形瓶等。
14．A
【详解】A．将饱和FeCl3溶液滴入沸水中至液体呈红褐色，可得到氢氧化铁胶体，故A正确；
B．应该用活泼性大于铁的金属与钢闸门相连，验证牺牲阳极的阴极保护法，故B错误；
C．将MgCl2溶液直接加热蒸干得到氢氧化镁，故C错误；
D．实验室配制稀硫酸时，先将水加入烧杯中，后慢慢倒入浓硫酸，故D错误；
选A。
15． 2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+ Fe、Cu 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 KSCN（或NaSCN、NH4SCN）溶液 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
【详解】试题分析：（1）镀铜电路版制成印刷电路版是利用氯化铁溶液和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜而实现的，离子方程式为：2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+，废液中含有Fe3＋和Cu2＋均可以与过量的铁粉反应，因此固体1为生成的铜和过量的铁；
（2）反应①为铜与氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁，化学方程式为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，检验溶液中Fe3＋存在通常用KSCN溶液，取少量溶液与试管中，滴加KSCN溶液，溶液变红说明有Fe3＋存在。
（3）新制氯水把氯化亚铁氧化，得到三氯化铁溶液，其反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。
考点：考查铁盐和亚铁盐的相互转变，离子方程式的书写等知识。
16．(1)E
(2)C
(3)A
(4)D
(5)D
【解析】(1)
沙子不溶于水，所以分离饱和食盐水和沙子的混合物可利用过滤的方法，即选E；
(2)
水和汽油互不相溶，所以分离两者可采用分液方法，即选C；
(3)
碘单质易溶于有机溶剂，所以从碘的水溶液里提取碘，可采用萃取后再分液的方法，即选A；
(4)
四氯化碳和甲苯互溶，因沸点不同，所以可采用蒸馏法进行分离，即选D
(5)
海水淡化可采用蒸馏法获得蒸馏水，故选D。
17． 2.24L 0.2mol/L
【详解】设生成气体体积在标准状况下为V升，生成氢氧化钠的物质的量为n，4.6g钠的物质的量＝，则
（1）2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
2mol 2mol 22.4L
0.2mol n V
解得V＝2.24L、n＝0.2mol，
答：生成的气体在标准状况下为2.24L；
（2）c＝＝＝0.2mol/L，
答：所得溶液溶质的物质的量浓度是0.2mol/L。
18． 47.06% 0.80V＜m＜1.07V 2.0 mol L-1 47.06% 78mL
【分析】(1)发生的反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓、2Al(OH)3Al2O3+3H2O，得到的固体是氧化铝，反应前后质量不变，说明氧化铝中的氧元素质量分数等于镁元素质量分数；
(2)采用极限法计算固体质量范围；
(3)①先判断盐酸是否完全反应，若盐酸完全反应，根据氢气求出消耗的盐酸，再求出浓度；
②根据表中数据可知，a组中金属完全反应，根据金属的总质量和生成氢气的物质的量列方程组，计算；
③根据方程式中转化关系以及原子守恒计算。
【详解】(1)发生的反应为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、NaAlO2+CO2+2H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓、2Al(OH)3Al2O3+3H2O，得到的固体是氧化铝，反应前后质量不变，说明氧化铝中的氧元素质量分数等于镁元素质量分数，则合金中镁元素的质量分数=×100%=47.06%；
(2)假设全部是Mg，设镁的质量为x，
解得：x=1.07V；
假设合金全部是Al，设铝的质量是y，
y=0.80V，因为是两种金属的合金，所以0.80V
②设合金中Mg、Al的物质的量分别为xmol、ymol，则有：24x+27y=0.510g，x+y=，解得：x=y=0.01 mol；则ω(Mg)=×100%=47.06%；
③盐酸最终转化为NaCl，Al转化为NaAlO2，则由HCl～NaCl和Al～NaAlO2可知n(NaCl)=n(HCl)=2.0 mol L-1×0.030 L=0.06 mol；n(NaAlO2)=n(Al)==0.018 mol；根据Na+守恒得：n(NaOH)=0.06 mol+0.018 mol=0.078 mol；故V(NaOH)==0.078 L=78 mL。
19． 增大接触面积，加快反应速率 过滤 AlO(或偏铝酸根离子) 小苏打 2Al(OH)3Al2O3+3H2O
【分析】煤矿筛选煤后废弃的煤矸石主要含有SiO2、Al2O3、Fe2O3，由于SiO2不与盐酸反应，加入盐酸酸浸后沉淀是SiO2，滤液中含有Al3+和Fe3+，加入过量NaOH溶液，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Al3+转化为AlO，再通入过量二氧化碳，AlO转化为氢氧化铝沉淀，加热即可得到氧化铝，以此解答。
【详解】(1)将煤矸石粉碎的目的是：增大接触面积，加快反应速率，故答案为：增大接触面积，加快反应速率；
(2)步骤(I)中溶液A和沉淀分离的操作名称是过滤，故答案为：过滤；
(3)由分析可知，Al3+和过量NaOH溶液反应生成AlO，步骤(Ⅱ)中溶液B含有的阴离子除Cl-、OH-外，还有AlO，故答案为：AlO；
(4)NaHCO3俗称小苏打，故答案为：小苏打；
(5)Al(OH)3受热分解生成氧化铝和水，化学方程式为：2Al(OH)3Al2O3+3H2O，故答案为：2Al(OH)3Al2O3+3H2O
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