专题2《研究物质的基本方法》测试卷
一、单选题
1．(2019 龙泉中学)(实验装置)下列实验装置设计正确且能达到目的的是( )
A．海水的淡化 B．分离植物油和NaCl溶液
C．分离CCl4中的Br2 D．除去CO2气体中的HCl气体
2．用NaCl固体配制0.1 mol·L－1的NaCl溶液，下列操作或说法正确的是
A．将5.85 g NaCl固体放入1 000 mL容量瓶，加水溶解并准确定容
B．称量时，将固体NaCl直接放在天平左盘上
C．固体溶解后，冷却后将溶液直接转移到容量瓶中，然后向容量瓶中加水至刻度线
D．配制溶液时容量瓶中原来有少量蒸馏水不会影响实验结果
3．如图为常用玻璃仪器组成的七种实验装置，根据需要可在其中加入液体或固体试剂。下列说法错误的是
A．A、B装置既能用于收集Cl2，又能用于收集NO
B．装有浓硫酸的F装置可用于干燥CO2气体
C．C、E装置可用于尾气吸收，能防止液体倒吸到气体发生装置中
D．G装置可用于合成氨实验中，可干燥、混合并大致观察H2和N2的体积比
4．下列实验中，能达到相应实验目的是：
选项 实验目的 实验操作
A 除去二氧化碳中的氯化氢和水蒸气 将混合气体依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸的洗气瓶、收集
B 分离碳酸钙和氯化钙的固体混合物 将混合物放入烧杯，加入足量水搅拌，充分溶解，过滤
C 制备氢氧化亚铁 向盛有一定量硫酸铁溶液的烧杯中，逐滴加入氢氧化钾溶液至过量，过滤
D 探究铁锈蚀的条件 将一枚光亮的铁钉放入盛有适量水的试管中，观察
A．A B．B C．C D．D
5．关于实验室中的仪器①试管、②烧杯、③容量瓶、④量筒、⑤分液漏斗、⑥滴定管、⑦蒸馏烧瓶、⑧蒸发皿，下列说法错误的是（ ）
A．能直接加热的有①⑧
B．常用于物质分离的有⑤⑦⑧
C．使用前应进行检漏的有③⑤⑥
D．标有使用温度的有③④⑥⑦
6．实验室需用0.1 mol·L－1硫酸铜溶液950 mL，配制时应称取固体质量是( )
A．15.2 g CuSO4 B．15.2 g CuSO4·5H2O
C．23.8g CuSO4·5H2O D．25.0 g CuSO4·5H2O
7．在相同体积、相同物质的量浓度的碱中，必然相等的是（ ）
A．溶质的质量 B．溶质的质量分数
C．溶质的物质的量 D．OH-离子的物质的量
8．将2.7 g铝放入足量氢氧化钠溶液中完全反应后，在标准状况下，生成气体的体积是（ ）
A．1.12 L B．2.24 L C．3.36 L D．4.48 L
9．He可以作为核聚变材料。下列关于He的叙述中，正确的是
A．质子数为2 B．电子数为3 C．中子数为2 D．质量数为2
10．某同学购买了一瓶“84消毒液”，包装说明如下，下列分析不正确的是（ ）
A．“84消毒液”保存时不能敞口放置，需要密封保存
B．该“84消毒液”中NaClO的物质的量浓度约为4mol·L-1
C．取100mL该“84消毒液”稀释100倍后用以消毒，稀释后的溶液中c（Na+）约为0.04mol·L-1
D．欲用NaClO固体配制含25% NaClO的消毒液480mL，需要称量的NaClO固体质量为142.8g
11．阿伏伽德罗常数约为6.02×1023 mol－1，下列叙述中正确的是（ ）
A．1.01×105Pa、25℃时，2.24LCl2中含有的原子数为0.2×6.02×1023
B．0.1L3mol·L－1NH4NO3溶液中含有的N原子数目为0.3×6.02×1023
C．5.6g铁粉与足量CuSO4溶液反应生成的铜原子数为1×6.02×1023
D．46gNO2和N2O4的混合物中含有的原子数为3×6.02×1023
12．关于Ts中数字的描述正确的是
A．117是Ts 的质子数 B．117是Ts的中子数
C．291是Ts元素的相对原子质量 D．291是Ts元素的质量数
13．下列关于溶液的叙述中错误的是( )
A．将20 mL2 mo/L的H2SO4溶液加水稀释至40 mL，浓度变为1mo/L
B．配制0.1 mol/L的NaCl溶液240 mL，需称量NaCl固体1.5g
C．配制溶液时，转移操作之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤会导致浓度偏低
D．在标准状况下将22.4 L HCl气体溶于1 L水中，得到1mol/L的盐酸
14．下列说法正确的是．
A．在盛有硫酸亚铁铵溶液的试管中，滴加几滴新制氯水，无明显现象，然后滴加KSCN溶液，若观察到溶液变为血红色，则说明硫酸亚铁铵中含有
B．测量某溶液的pH，pH试纸一旦用水湿润，一定会产生实验误差
C．灼烧海带可以在坩埚中进行，也可以在蒸发皿中进行
D．实验室用已知浓度的醋酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时，选用酚酞做指示剂比用甲基橙做指示剂时带来的误差要小一点
15．下列实验装置图正确的是
A．称量氢氧化钠固体
B．配制150mL0.1mol/L盐酸
C．简易测定中和热
D．酸式滴定管读数为3.40mL
二、填空题
16．将分离、提纯下列物质的方法的序号填在横线上。
①过滤 ②蒸馏 ③加热 ④分液 ⑤萃取⑥结晶
(1)除去石灰水中悬浮的 CaCO3颗粒∶___________。
(2)除去NaCl晶体中混有的碘单质∶___________。
(3)分离汽油和煤油的混合物∶___________。
(4)分离水和苯的混合物∶___________。
(5)用四氯化碳提取溴水中的溴单质∶___________
(6)从含有少量氯化钠的硝酸钾溶液中提取硝酸钾∶___________
17．研究有机化合物的基本步骤
(1)提纯混有杂质的有机物的方法很多，基本方法是利用有机物与杂质物理性质、化学性质的差异而将它们分离。分离和提纯的主要区别为分离是把混合物分成几种纯净物，而提纯是去除杂质。提纯的原则是___________。
(2)常用的分离、提纯方法包括蒸馏、萃取、重结晶。
三、计算题
18．白磷(P4)是磷的单质之一，易氧化，与卤素单质反应生成卤化磷。卤化磷通常有三卤化磷或五卤化磷，五卤化磷分子结构(以PCl5为例)如右图所示。该结构中氯原子有两种不同位置。
(1)6.20g白磷在足量氧气中完全燃烧生成氧化物，反应所消耗的氧气在标准状况下的体积为______________L。上述燃烧产物溶于水配成50.0mL磷酸(H3PO4)溶液，该磷酸溶液的物质的量浓度为________________mol·L-1。
(2)含0.300mol H3PO4的水溶液滴加到含0.500mol Ca(OH)2的悬浮液中，反应恰好完全，生成l种难溶盐和16.2g H2O。该难溶盐的化学式可表示为____________________。
(3)白磷和氯、溴反应，生成混合卤化磷(，且x为整数)。如果某混合卤化磷共有3种不同结构(分子中溴原子位置不完全相同的结构)，该混合卤化磷的相对分子质量为____________________________。
(4)磷腈化合物含有3种元素，且分子中原子总数小于20。0.10mol PCl5和0.10mol NH4Cl恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物。推算磷腈化合物的相对分子质量______(提示：M>300)。
19．实验室用高速离心机分离细胞各组分时需要使用蔗糖()溶液。所需的蔗糖溶液物质的量浓度为。含有蔗糖的该溶液的体积为_______升。
四、实验题
20．现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合物，选择适当的试剂除去杂质，从而得到纯净的NaNO3晶体，相应的实验流程如图所示。
请回答下列问题：
（1）写出实验流程中下列物质的化学式：试剂X____。
（2）上述实验流程中①②③步均要进行的实验操作是____（填操作名称）。
（3）上述实验流程中加入过量Na2CO3溶液的目的是____________。
（4）按此实验方案得到的溶液3中肯定含有杂质。为了解决这个问题，可以向溶液3中加入适量的________（填化学式）。
21．除去下表内各物质中含有的少量杂质，写出除杂试剂，并填写分离方法。_______。
序号 物质 杂质 所加试剂 分离方法
(1) NO NO2
(2) Fe粉 Al粉
(3) 氯化钠固体 氯化铵固体
参考答案：
1．B
【详解】A．淡化海水，应加热至沸腾，然后再冷凝得到蒸馏水，不用水浴加热，且温度计水银球部分应放在蒸馏烧瓶的支管口处，故A错误；
B．植物油不溶于水，会和氯化钠溶液分层，可用分液的方法分离，故B正确；
C．二者混溶形成溶液，不能过滤分离，沸点不同，可用蒸馏的方法分离，故C错误；
D．二者都与氢氧化钠溶液反应，应用饱和碳酸氢钠溶液除杂，故D错误；
故答案为B。
2．D
【详解】A.因容量瓶不能用于固体溶解，故不符合固体配制试验操作，故A错误；
B.称量固体不能直接天平左盘上，应在托盘上放上滤纸，避免药品损坏天平，故B错误；
C.溶液不能直接转移到容量瓶中，应用玻璃棒引流，且玻璃棒与容量瓶的接触点要位于刻度线以下，然后洗涤、转移、定容，故C错误；
D.容量瓶最后都要加蒸馏水定容，故先前有一些蒸馏水不会影响实验结果，故D正确。
故答案是D。
【点睛】固体溶液配制要注意几点：1、按步骤进行：计算→称量→溶解、冷却→移液→洗涤→定容→摇匀、装瓶；2、注意天平、烧杯、容量瓶的使用的注意事项,一方面要防止容器损坏，另一方面防止错误操作导致溶液浓度偏低或者偏高。
3．B
【详解】A．A装置可用向上排空气法收集Cl2，若A装置装满水，则可用于收集NO，B装置可用排饱和食盐水法收集Cl2，也能用排水法收集NO，A正确；
B．F装置为U形干燥管，该装置只能盛装固体干燥剂，B错误；
C．C装置中的烧杯可吸收尾气，集气瓶起到缓冲作用，防止烧杯中的液体倒吸入气体发生装置中，E装置可防止倒吸，C正确；
D．G装置中装入浓硫酸，可干燥H2和N2，通过气泡多少可大致观察H2和N2的体积比，D正确；
故选B。
4．A
【详解】A．将混合气体依次通过盛有饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸的洗气瓶，分别能除去氯化氢气体、水蒸气，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项实验能达到相应实验目的。
B．氯化钙易溶于水，碳酸钙难溶于水，可用加入足量水搅拌，充分溶解，过滤、蒸发的方法进行分离，故选项实验不能达到相应实验目的。
C．向盛有一定量硫酸铁溶液的烧杯中，逐滴加入氢氧化钾溶液至过量，生成氢氧化铁沉淀和硫酸钾，故选项实验不能达到相应实验目的。
D．将一枚光亮的铁钉放入盛有适量水的试管中，无法确定铁锈蚀的条件，应设计对比实验，故选项实验不能达到相应实验目的。
故选A。
5．D
【详解】A．能直接加热的有试管、蒸发皿；容量瓶、量筒、分液漏斗、滴定管不能加热；烧杯、蒸馏烧瓶可以垫上石棉网加热，故A正确；
B．分液漏斗用于分离互不相溶的液体，蒸馏烧瓶用于沸点不同的溶液，蒸发皿用于除去溶液中的溶剂，故B正确；
C．使用前应进行检漏的带塞子或活塞的仪器，有容量瓶、分液漏斗、滴定管，故C正确；
D．标有使用温度的有容量瓶、量筒、滴定管，蒸馏烧瓶不标温度，故D错误；
答案选D。
【点睛】所有的具备体积测量功能的玻璃仪器都要注明使用温度，这是考虑到环境温度的大幅度变化会导致仪器的测量值误差较大，热胀冷缩引起的变化，高中阶段仪器需要标明温度的有量筒，容量瓶，滴定管等。
6．D
【分析】实验室中没有950mL的容量瓶，应用1000mL的容量瓶，然后利用m=nM计算1000mL溶液中CuSO4的质量。
【详解】实验室中没有950mL的容量瓶，应用1000mL的容量瓶，1000mL0.1 mol·L－1硫酸铜溶液中CuSO4的物质的量为1000×10－3L×0.1mol·L－1=0.1mol，如果用CuSO4固体配制该溶液，应称量0.1mol×160g·mol－1=16.0g，如果用CuSO4·5H2O配制，应称量0.1mol×250g·mol－1=25.0g，故选D。
【点睛】学生计算CuSO4的物质的量是用950×10－3×0.1=0.095mol，称量CuSO4的质量为0.095mol×160g·mol－1=15.2g，忽略了实验室中容量瓶的结构和规格，实验室中容量瓶的规格是100mL、250mL、500mL、1000mL，计算本题应用1000mL。
7．C
【详解】A．由于溶液的组成不同，根据nB=cB V可知，溶液中含有的碱的物质的量相等，但溶质未知，其质量不一定相同，A项错误；
B．溶液组成不同，由w=×100%可知，溶质的质量分数不一定相等，B项错误；
C．由nB= cB V可知，溶液中含有的溶质碱的物质的量一定相等，C项正确；
D．根据nB=cB V可知，溶液中含有的碱的物质的量相等，由于强碱完全电离出氢氧根离子，弱碱部分电离出氢氧根离子，所以溶液中氢氧根离子的物质的量不一定相等，D错误；
故选C。
8．C
【详解】铝的物质的量为0.1 mol，由2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑可知，生成氢气0.15 mol，V(H2)＝0.15 mol×22.4 L·mol－1＝3.36 L；
故选C。
9．A
【详解】质子数是2，中子数是1，质量数是3，因此选项是A。
10．D
【详解】A.次氯酸钠易与二氧化碳反应生成次氯酸，次氯酸易分解为盐酸和氧气， 所以“84消毒液”保存时不能敞口放置，需要密封保存，故A正确；
B.该“84消毒液”中NaClO的物质的量浓度约为mol·L-1，故B正确；
C. 稀释前NaClO的物质的量浓度约为4mol·L-1，稀释100倍，NaClO的物质的量浓度约为0.04mol·L-1，所以溶液中c（Na+）约为0.04mol·L-1，故C正确；
D. 欲用NaClO固体配制含25% NaClO的消毒液480mL，需用500 mL容量瓶，需要称量的NaClO固体质量为500 mL ×1.19g/ mL×25%= 148.8g，故D错误；选D。
11．D
【详解】A.不是标准状况下，不能使用标况下的气体摩尔体积计算2.24L氯气的物质的量，故A错误；
B. 0.1L3mol·L－1NH4NO3溶液中含有溶质硝酸铵0.3mol，0.3mol硝酸铵中含有0.6mol氮原子，含有的N原子数目为0.6×6.02×1023，故B错误；
C. 5.6g铁的物质的量为0.1mol，0.1mol铁与硫酸铜溶液反应能够置换出0.1mol铜，反应生成的铜原子数为0.1×6.02×1023，故C错误；
D. NO2和N2O4的最简式都为NO2，46g “NO2”的物质的量为1mol，含有3mol原子，混合气体中含有的原子数为3×6.02×1023，故D正确；
故答案选D。
12．A
【分析】左下数字表示质子数，左上数字表示质量数，质量数=质子数+中子数。
【详解】A、左下数字表示质子数，的质子数是117，故A正确；
B、的中子数=质量数-质子数=291-117=174，117指的是质子数，故B错误；
C、291是的质量数，故C错误；
D、291是的质量数，Ts元素有多种原子，故D错误。
答案选A。
13．D
【详解】A.将20mL2mol/L的H2SO4溶液加水稀释至40mL，稀释了2倍，则浓度变为1mo/L，A正确；
B.配制0.1mol/L的NaCl溶液240mL，需要250mL容量瓶，则需称量NaCl固体的质量是0.1mol/L×0.25L×58.5g/mol＝1.4625≈1.5g，B正确；
C.配制溶液时，转移操作之后没有对烧杯和玻璃棒进行洗涤会导致溶质的物质的量减少，浓度偏低，C正确；
D.在标准状况下将22.4 L HCl气体溶于1L水中，得不到1mol/L的盐酸，因为溶液的体积不是1L，D错误；
答案选D。
14．D
【详解】A、滴加KSCN，无明显现象，再加氯水，看到溶液变为血红色，则亚铁离子被氧化生成铁离子，则说明原溶液中含有，若先加氯水，后加KSCN，溶液呈血红色，只能说明现溶液中含有，不能说明原溶液中含有，故A错误；
B、pH试纸测定溶液pH时，若试纸用水湿润，可能会导致实验误差，若测定溶液为中性溶液，则不会对结果有影响，故B错误；
C、物质的灼烧应放在坩埚中，不能放在蒸发皿中灼烧，故C错误；
D、醋酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时，反应终点在左右，选用酚酞作指示剂，滴定终点与反应终点接近误差小，而选甲基橙作指示剂时与反应终点与滴定终点的差距大，则误差大，故D正确；
故选D。
【点睛】对于酸碱中和滴定实验中酸碱指示剂的选择：滴定终点溶液为中性，可选用甲基橙或酚酞；滴定终点溶液为酸性，一般选用甲基橙；滴定终点溶液为碱性，一般选用酚酞。
15．D
【详解】A.砝码与药品的位置放错，NaOH不宜用滤纸来称量,故A错误；
B.应该用玻璃棒引流，且容量瓶应选择250mL，故B错误；
C.测定中和热时大小烧杯上口应齐平，故C错误；
D.是滴定管，数值是上小下大故读数为：3.40mL。故D正确。
故答案选D。
16． ① ③ ② ④ ⑤ ⑥
【详解】(1)分离固体和液体的混合物，用过滤的方法，故答案为：①；
(2)加热可使碘升华，故答案为：③；
(3)分离沸点相差较大的液体混合物，用蒸馏的方法，故答案为：②；
(4)分离互不相溶的液体混合物，用分液的方法，故答案为：④；
(5)利用溶质在不同溶剂中的溶解度的不同分离物质的方法称为萃取，故答案为：⑤；
(6)利用物质溶解度随温度变化的差异分离提纯物质的方法为结晶法，故答案为：⑥。
17．不增、不减、易分离、易复原
【详解】提纯是去除杂质，提纯的原则是不增、不减、易分离、易复原；即不增加新的杂质，不减少被提纯物质，被提纯物质易于分离，易于复原。
18． 5.6 4.00 Ca5(PO4)3(OH) 297.5或342 348和464
【详解】(1)由白磷的相对分子质量为31×4=124，则白磷的物质的量为=0.05mol，
设白磷完全燃烧生成五氧化二磷消耗氧气的物质的量为x，
则 P4+5O22P2O5
1 5
0.05mol x
=，解得x=0.25mol，则标准状况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L；
由磷原子守恒可知P4～4H3PO4，则生成磷酸的物质的量为0.05mol×4=0.20mol，由溶液体积为50mL=0.05L，则磷酸溶液的物质的量浓度为=4.00mol/L；
答案为：5.6L；4.00；
(2)16.2gH2O的物质的量为=0.9mol，0.300molH3PO4与0.500molCa(OH)2生成盐和水，则设盐的化学式为X，则3H3PO4+5Ca(OH)2═X+9H2O，根据质量守恒可知该物质中含有5个钙离子和3个磷酸根离子及含有1个氢氧根离子，则盐的化学式写作Ca5(PO4)3(OH)；
答案为：Ca5(PO4)3(OH)；
(3)根据题意x为整数，则可能有PCl4Br、PCl3Br2、PCl2Br3、PClBr4四种，再由混合卤化磷有三种不同结构，根据PCl5的结构可知氯原子有两种不同位置，则混合卤化磷可能为PCl3Br2或PCl2Br3；
若为PCl3Br2，则其相对分子质量可能为31+35.5×3+80×2=297.5；
若为PCl2Br3，则其相对分子质量可能为31+35.5×2+80×3=342；
答案为：297.5或342；
(4)由0.10molPCl5和0.10molNH4Cl恰好完全反应，生成氯化氢和0.030mol磷腈化合物，根据质量守恒定律，则化合物提供的Cl原子的物质的量为0.1mol×5+0.1mol×1=0.6mol，又磷腈化合物中只含有三种元素，则必须将其中的氢原子全部除去，两物质提供的H原子的物质的量为0.1mol×4=0.4mol，由氢原子守恒则生成的氯化氢的物质的量为0.4mol，则磷腈化合物中含有的Cl原子为0.6mol-0.4mol=0.2mol、P原子为0.1mol、N原子为0.1mol，则该化合物的最简式为PNCl2；设磷腈化合物的分子式为(PNCl2)x，由其含有的原子总数小于20；
则知：4x＜20，故x＜5；
假设x=4，其分子式为P4N4Cl8，相对分子质量为31×4+14×4+35.5×8=464；
假设x=3，其分子式为P3N3Cl6，相对分子质量为31×3+14×3+35.5×6=348；
假设x=2，其分子式为P2N2Cl4，相对分子质量为31×2+14×2+35.5×4=232＜300，则不符合题意应舍去；根据质量守恒，反应前磷原子物质的量为0.1mol，反应后磷腈化合物为0.03mol，为上述两种腈化合物的混合物，故磷腈化合物的相对分子质量可能为348和464。
答案为：348或464。
19．0.125
【详解】根据,蔗糖的摩尔质量M=342 g/mol，可得：
。
20． AgNO3 过滤 除去过量的Ba2+和Ag+ HNO3
【分析】由流程可知，①中加氯化钡，硫酸根离子转化为沉淀，则沉淀A为BaSO4，溶液1中含氯化钠、硝酸钠、氯化钡，②中加AgNO3后氯离子转化沉淀，沉淀B为AgCl，溶液2中含硝酸钠、硝酸银、硝酸钡，③中加碳酸钠，钡离子、银离子转化为沉淀，沉淀C为碳酸钡、碳酸银，溶液3为硝酸钠和碳酸钠，转化中试剂过量保证离子完全转化为沉淀，以此来解答。
【详解】由流程可知，①中加氯化钡，硫酸根离子转化为沉淀，则沉淀A为BaSO4，溶液1中含氯化钠、硝酸钠、氯化钡，②中加AgNO3后氯离子转化沉淀，沉淀B为AgCl，溶液2中含硝酸钠、硝酸银、硝酸钡，③中加碳酸钠，钡离子、银离子转化为沉淀，沉淀C为碳酸钡、碳酸银，溶液3为硝酸钠和碳酸钠；
(1)由上述分析可知，X为AgNO3；
(2)流程中①②③步均生成沉淀，需要进行过滤操作；
(3)加入过量的Na2CO3的目的是使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀；
(4)溶液3中肯定含有Na2CO3，可加适量的稀硝酸，除去碳酸钠生成硝酸钠。
【点睛】把物质中混有的杂质除去而获得纯净物叫提纯，将相互混在一起的不同物质彼此分开而得到相应组分的各纯净物叫分离。在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则: ①不能引入新的杂质(水除外)，即分离提纯后的物质应是纯净物(或纯净的溶液)，不能有其他物质混入其中；②分离提纯后的物质状态不变；③实验过程和操作方法简单易行，即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学，先简单后复杂的原则。
21．
序号 物质 杂质 所加试剂 分离方法
(1) NO NO2 H2O 洗气
(2) Fe粉 Al粉 NaOH溶液 过滤
(3) 氯化钠固体 氯化铵固体 加热
【分析】NO2能和水反应生成NO；Al既能和酸反应又能和碱反应，而Fe只能和酸反应；氯化钠受热不分解，而氯化铵受热易分解。
【详解】⑴NO2能和水反应生成NO，可以用水洗气以除去NO中的NO2；故答案为：水；洗气。
⑵Al既能和酸反应又能和碱反应，而Fe只能和酸反应，故可以用氢氧化钠溶液除去铁中的铝；故答案为：氢氧化钠溶液；过滤。
⑶氯化钠受热不分解，而氯化铵受热易分解，故可以用加热的方法来除去氯化钠中的氯化铵，故答案为：加热。
