专题04 物质的检验(模拟测试)(解析版)-2021年高考化学实验突破

2021 年高考化学实验突破 专题 04 物质的检验 一、选择题（每小题只有一个正确选项，共 10*6 分） 1．（2021·上海徐汇区·高三一模）只使用待选试剂能完成元素检验的是 待检验元素 待选试剂 A 海带中的碘元素 淀粉溶液 B CH3CH2Cl 中的氯元素 AgNO3 溶液 C 明矾中的铝元素 氢氧化钠溶液 D FeSO4 中的铁元素 KSCN 溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．碘单质与淀粉相遇，变为蓝色，碘离子不具有此性质，不能完成元素检验，故 A 不选；B．一 氯乙烷属于共价分子，不存在自由移动的氯离子，加入硝酸银溶液，不会有白色沉淀产生，不能完成元素 检验，故 B 不选；C．明矾中含有铝离子，逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量，铝离子与氢氧化钠先生成氢氧 化铝白色沉淀，碱过量，氢氧化铝溶于过量的强碱，变为溶液，看到的现象为：先有白色沉淀，后沉淀消 失，可以检验铝元素的存在，故 C 可选；D．铁离子与硫氰根离子反应生成血红色络合物，亚铁离子与硫氰 根离子相遇没有此现象，不能完成铁元素的检验，故 D 不选；故选 C。 2．（2020·高三其他模拟）现有①MgSO4 ②Ba(NO3)2 ③NaOH ④CuCl2 四种溶液，不加其 他试剂就可鉴别出来，鉴别的先后顺序是( ) A．④③①② B．③④①② C．②①③④ D．③④②① 【答案】A 【解析】首先观察溶液颜色，蓝色的是 CuCl2；再用 CuCl2 取滴定其他 3 个溶液，有蓝色沉淀产生的是 NaOH； 用 NaOH 去滴定其他 2 个溶液，有白色沉淀产生的是 MgSO4；最后余下 Ba(NO3)2。故鉴别先后顺序为④③①②， 故选 A。 3．（2020·湖南永州市·高三一模）下列有关离子检验的说法正确的是 选 项 实验操作及现象 实验结论 A 取少量待测液于试管中先加入氯水，再加入 KSCN 溶液，溶液变红色 该溶液中一定含有 Fe2＋ B 取少量待测液于试管中加入 Ca(NO3)2 溶液，生成白色沉淀 该溶液中一定含有 CO 2- 3 C 用洁净的铂丝蘸取待测液，在酒精灯上灼烧，透过蓝色的钴玻璃片观察显紫 色 该溶液中一定含有 K＋ D 取少量待测液于试管中，滴加 BaCl2 溶液产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉 淀不溶解 该溶液中一定含有 Ag ＋ A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A. 取待测液于试管中，通入氯气，滴加 KSCN 溶液后呈血红色，则原溶液含有 Fe2＋或 Fe3＋中的至 少一种，故 A 错误；B. 取少量待测液于试管中加入 Ca(NO3)2 溶液，生成白色沉淀，该白色沉淀可能是碳酸 钙或者硫酸钙，该溶液中可能含有 CO 2- 3 或 2- 4SO ，故 B 错误；C. 用洁净的铂丝蘸取待测液，在酒精灯上灼 烧，透过蓝色的钴玻璃片观察显紫色，该溶液中一定含有 K＋，故 C 正确；D. 取少量待测液于试管中，滴加 BaCl2 溶液产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，该沉淀可能是 AgCl 或者 BaSO4，该溶液中可能含有 Ag＋或者 2- 4SO ，故 D 错误；故选 C。 4．（2021·湖南永州市·高三二模）下列实验操作和现象与实验结论一定正确的是 实验操作和现象 实验结论 A 加入少量硫酸铜可加快锌与稀硫酸的反应速率 Cu2＋是该反应的催化剂 B 向溶液 X 中滴加 NaOH 稀溶液，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试 纸不变蓝 无法证明溶液 X 中是否存在 NH + 4 C 将苯加入到橙色的溴水中，充分振荡后静置，下层液体几乎无色 苯与 Br2 发生了取代反应 D 向淀粉水解后的溶液中加入碘水，溶液变蓝色 淀粉没有水解 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【解析】A．在锌与稀硫酸反应时加入少量硫酸铜可加快反应速率，是因为锌与 Cu2+发生置换反应生成 Cu， Zn-Cu 与硫酸形成微型原电池加快了反应速率，A 正确；B． 4NH  检验时，应取少量溶液于试管中，向溶液 加入 NaOH 溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸置于试管口，试纸变蓝则证明有 4NH  ，选项中的操作无加热， B 错误；C．苯是常用的萃取剂，可以将溴水中的溴萃取出来，使下层水层颜色变浅或无色，而不是发生了 取代反应，C 错误；D．淀粉水解后的溶液中，淀粉含量减少，并非没有淀粉，D 错误；故选 B。 5．（2020·上海长宁区·高三二模）只用水就能鉴别的一组物质是（ ） A．苯、乙酸、四氯化碳 B．乙醇、乙醛、乙酸 C．乙醛、乙二醇、硝基苯 D．己烷、乙醇、甘油 【答案】A 【解析】A.苯与水不互溶且比水的密度小，混合时苯在上层，乙酸与水互溶不分层，四氯化碳与水不互溶 且比水的密度大，混合时四氯化碳在下层，则能用水进行区分，故 A 正确；B.乙醇、乙醛、乙酸均能溶于 水，与水混合时均不分层，则不能用水进行区分，故 B 错误；C.乙醛、乙二醇均能溶于水，与水混合时均 不分层，则不能用水进行区分，故 C 错误；D.乙醇、甘油均能溶于水，与水混合时均不分层，则不能用水 进行区分，故 D 错误；综上所述，答案为 A。 6．（2020·安徽蚌埠市·高三月考）用如图所示装置及表中的药品(装置 I 中的试剂足量)并依据装置Ⅱ中 的现象，检验混合气体中的某种成分，方案合理的是( ) 选项 实验目的 装置Ⅰ中的试剂 装置Ⅱ中的试剂 A 检验 CO2 中混有的 CH4 澄清石灰水 溴水 B 检验 H2S 中混有的 SO2 酸性 KMnO4 溶液 品红溶液 C 检验溴蒸气中混有的 NO2 CC14 石蕊试液 D 检验 HI 中混有的 HCl 饱和食盐水 AgNO3 溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．CH4 不能使溴水褪色，不能达到检验的目的，故 A 错误；B．二者均能被高锰酸钾氧化，I 中褪 色，不能检验二氧化硫，故 B 错误；C．溴易溶于四氯化碳，二氧化氮可使石蕊先变红后褪色，图中装置可 检验二氧化氮，故 C 正确；D．HCl 和 HI 均能溶于饱和食盐水中，不能检验 HCl，故 D 错误；故选 C。 7．（2020·山东省济钢高级中学高三月考）某无色气体可能含有 CO、CO2 和 H2O(g)、H2 中的一种或几种，依 次进行如下处理(假定每步处理都反应完全)：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时， 黑色固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色晶体；④通过澄清石灰水时，溶液变得浑浊。 由此可以确定原无色气体中( ) A．一定含有 CO2、H2O(g)，至少含有 H2、CO 中的一种 B．一定含有 H2O(g)、CO，至少含有 CO2、H2 中的一种 C．一定含有 CO、CO2，至少含有 H2O(g)、H2 中的一种 D．一定含有 CO、H2，至少含有 H2O(g)、CO2 中的一种 【答案】D 【解析】①通过碱石灰时，气体体积变小；碱石灰吸收 H2O 和 CO2，体积减小证明至少有其中一种，而且通 过碱石灰后全部吸收；②通过赤热的 CuO 时，固体变为红色；可能有 CO 还原 CuO，也可能是 H2 还原 CuO， 也可能是两者都有；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色，证明有水生成，而这部分水来源于氢气还 原氧化铜时生成，所以一定有 H2；④通过澄清石灰水时，溶液变浑浊证明有 CO2，而这些 CO2 来源于 CO 还原 CuO 产生的，所以一定有 CO。综上分析：混合气体中一定含有 CO、H2，至少含有 H2O、CO2 中的一种，故合理 选项是 D。 8．（2020·黑龙江哈尔滨市·高三月考）某溶液中可能含有 K+、Na+、Mg2+、NH4 +、Fe2+、Br-、CO3 2-、 SO4 2-、SO3 2-中的若干种离子。某同学做了如下实验： ①取少量溶液，滴加足量氯水，有气泡产生且溶液颜色变成黄色 ②另取少量溶液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成 ③蘸取原溶液，做焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色。 为进一步确定该溶液的组成，无需进行的实验是 A．上述实验③不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色 B．取少量溶液，滴加氯水和 CCl4，振荡、静置 C．取少量溶液，滴加适量的稀硫酸和品红溶液 D．取少量溶液，滴加适量的 NaOH 浓溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体 【答案】B 【解析】①取少量溶液，滴加足量氯水，有气泡产生，说明含有 CO3 2-，则不含有 Mg2+、Fe2+，溶液颜色变成 黄色，说明含有 Br-；②另取少量溶液，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，无沉淀生成，说明没有 SO4 2-；③蘸取 原溶液，做焰色反应，透过蓝色钴玻璃观察到火焰呈紫色，说明含有 K+；溶液中还有 Na+、NH4 +、SO3 2-，无法 确定是否存在；A．上述实验③不透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，若火焰颜色为黄色，则说明含有 Na+，需 要进行该操作，A 不符合题意；B．通过分析可知，溶液中含有 Br-，不含有 Fe2+，不需要滴加氯水和 CCl4， 该步实验无需进行，B 符合题意；C．取少量溶液，滴加适量的稀硫酸，产生的气体通入品红溶液，若品红 溶液褪色，说明含有 SO3 2-，否则不含有，需要进行该步实验操作，C 不符合题意；D．取少量溶液，滴加适 量的 NaOH 浓溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体，若变蓝色，说明含有 NH4 +，否则不含有，需要 进行该步实验操作，D 不符合题意； 故合理选项是 B。 9．（2020·上海宝山区·高三一模）某白色固体由 NaCl、KBr、MgCl2、CaCO3 中的一种或两种组成，进行如 下实验：① 把固体溶于水，得到澄清透明溶液；②取部分溶液，滴加 AgNO3 溶液，出现白色沉淀；③向剩 余溶液中滴加 NaOH 溶液，产生白色沉淀。根据实验现象可判断其组成为 A．NaCl、CaCO3 B．只有 MgCl2 C．一定有 MgCl2，可能有 NaCl D．NaCl、MgCl2 【答案】C 【解析】①把固体溶于水，得到澄清透明溶液，说明不含 CaCO3；②取部分溶液，滴加 AgNO3 溶液，出现白 色沉淀，说明有氯化银沉淀生成，无溴化银沉淀生成，白色固体不含 KBr，含 NaCl 和 MgCl2 中至少一种；③ 向剩余溶液中滴加 NaOH 溶液，产生白色沉淀为氢氧化镁，说明一定含有 MgCl2。综合以上分析，可判断白 色固体一定不含 CaCO3 和 KBr，一定有 MgCl2，可能有 NaCl，C 选项正确，答案选 C。 10．（2020·河北张家口市·高三一模）C 和 CuO 在高温下反应生成 Cu、Cu2O、CO2、CO。现将 1 g 碳粉跟 8 g CuO 混合，在硬质试管中隔绝空气高温加热，将生成的气体全部通入足量 NaOH 溶液中，并收集残余的气体， 测得溶液增加的质量为 1.1 g，残余气体在标准状况下的体积为 560 mL。下列说法不正确的是 A．反应后硬质试管中碳粉有剩余 B．反应后生成 Cu2O 为 0.025 mol C．该氧化还原反应共转移电子 0.2 mol D．反应后硬质试管中剩余的固体混合物的总质量为 7.2 g 【答案】C 【解析】生成的气体全部通过足量 NaOH 溶液，收集残余气体．测得溶液增重的 1.1g 为二氧化碳的质量， 二氧化碳的物质的量为： 1.1g 44g/mol =0.025mol，残余气体在标准状况下的体积为 560mL 为 CO 的体积，一氧 化碳的物质的量为： 0.56L 22.4L/mol =0.025mol， A．根据碳元素守恒可知：参加反应的 C 原子的物质的量等于 CO2 与 CO 的物质的量之和，所以参加反应的碳 元素质量为：(0.025mol+0.025mol)×12g/mol=0.6g，碳粉总质量为 1 g，则反应后硬质试管中碳粉有剩余， 故 A 正确；B．氧化铜的物质的量为：n(CuO)= 8g 80g/mol =0.1mol，二氧化碳与一氧化碳含有的氧原子物质的 量为：0.025mol×2+0.025mol×1=0.075mol，反应后氧原子还存在于氧化亚铜中，所以氧化亚铜的物质的 量为：0.1mol-0.075mol=0.025mol，故 B 正确；C．反应中 C 元素化合价升高，铜元素化合价降低，碳元素 失去的电子物质的量与铜元素得到电子的物质的量相等，所以转移电子物质的量为：0.025mol×4+0.025mol ×2=0.15mol，故 C 错误；D．根据 B 项分析，氧化铜的物质的量为 0.1mol，生成的氧化亚铜的物质的量为 0.025mol，生成的铜单质的物质的量=氧化铜中铜原子的物质的量-氧化亚铜中铜原子的物质的量 =0.1mol-0.025mol×2=0.05mol，根据 A 项分析，反应后碳有剩余，剩余碳的质量为 1g-0.6g=0.4g，则硬质 试管中剩余的固体混合物的总质量=氧化亚铜的质量+铜单质的质量+剩余碳粉的质量=0.025mol× 144g/mol+0.05mol×64g/mol+0.4g=7.2 g，故 D 正确；答案选 C。 二、主观题（共 2 小题，共 40 分） 11．（2020·高三零模）（18 分）某气体 X 可能由氢气、一氧化碳、甲烷中的一种或几种组成， 将 X 燃烧，把燃烧后生成的气体通过如图所示的 A、B 两个洗气瓶，试回答： (1)若 A 洗气瓶的质量增加，B 洗气瓶的质量不变，则 X 气体是(填化学式，下同)．________。 (2)若 A、B 两个洗气瓶的质量都增加，则 X 气体可能的组合是(每空填一种组合)：①________， ②________， ③________，④________， ⑤________。 【答案】（每空 3 分）(1)H2 (2) ①CH4 ②H2、CO ③CO、CH4 ④CH4、H2 ⑤CH4、CO、H2 【解析】A 装置的作用是吸收水蒸气，B 装置的作用是检验并吸收二氧化碳气体，氢气燃烧生成水，一氧化 碳燃烧生成二氧化碳，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，根据生成水和二氧化碳的质量就可以判断 X 气体的组 成。 (1)若 A 洗气瓶的质量增加，B 洗气瓶的质量不变，说明 X 燃烧后只生成水，那么 X 气体就是氢气； (2)若 A、 B 两个洗气瓶的质量都增加，说明同时生成了水和二氧化碳，那么 X 气体的组成情况就有以下几 种可能：①CH4、H2；②CO、H2；③CH4、H2、CO；④CH4；⑤CH4、CO 等（序号顺序可随意颠倒，组合符合题意 即可）。 12．（2021·新疆高三模拟）（22 分）现有四种溶液 m，n，p、q，分别含阴阳离于 NH4 +、Na+、Ba2+、Al3+、OH-、 SO4 2-、HCO3 -、NO3 -中的各一种，为了确定组成，进行了以下实验：将四种溶液两两混合，发现 m、n 能剧烈反 应，产生白色沉淀和无色气体，p、q 能产生无色有刺激性气味的气体，p 与 m，n 均有沉淀产生，且在 m 中 逐滴滴入 p 时，沉淀增多，后减少但没有完全消失。回答下列问题。 (1)p 是________，q 是_________(均填化学式)。 (2)写出在 m 中逐滴滴入 p，沉淀减少时发生反应的离子方程式__________。 (3)实验室检验 q 中阳离子需要的试剂或试纸是___________。 (4)经分析，SO4 2-存在于_________(填 m、n、p、q)溶液中，实验室常用重量法检验该溶液中 SO4 2- 离子的浓 度，步骤如下：Ⅰ用量筒取该溶液 8.0mL 并转移至小烧杯中；Ⅱ加入盐酸酸化，然后加入足量的 BaCl2 溶液 (沉淀反应在接近沸腾的温度下进行)；Ⅲ过滤所得沉淀；洗涤，烘干后得到 ag 固体。 ①所用量简的规格为___________。 A．10mL B．50mL C．100mL D．500mL ②过滤时，沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度，从利于过滤的角度分析，沉淀反应需要在接近沸腾的温度 下进行的原因可能是__________。 ③检验沉淀洗涤干净的方法是___________。 ④计算，硫酸根的浓度为___________mol/L(用含 a 的式子表示)。 【答案】(1)Ba(OH)2（2 分） NH4NO3（2 分） (2) Al(OH)3+OH-=AlO2 -+2H2O（2 分） (3)NaOH 溶液，红色石蕊试纸(3 分) (4)m（2 分）①A（2 分） ②沸腾时，有利于产生颗粒较大的沉淀或有利于晶体生长(3 分) ③用小试管 取最后一次洗涤液少许，向其中加入少量的 AgNO3 溶液，如没有浑浊，说明沉淀洗涤干净，反之，说明沉淀 没有洗涤干净(3 分) ④125a 233 (3 分) 【解析】由 m 中逐滴滴入 p 时，沉淀增多，后减少但没有完全消失，可知在现有离子中，能满足先沉淀后 部分溶解现象的，一定是向铝盐溶液中逐滴滴入强碱溶液，故 m 为可溶性铝盐，p 为强碱，再结合碱过量， 沉淀未溶解完全，说明强碱与铝盐混合，除了有氢氧化铝生成，还有其他沉淀生成，则可判断出 m 为 Al2(SO4)3， p 为 Ba(OH)2，则 p、q 能产生无色有刺激性气味的气体，q 含 NH4 +，m、n 能剧烈反应，产生白色沉淀和无色 气体，符合铝离子与 HCO3 -双水解生成氢氧化铝和二氧化碳的现象，则 n 含 HCO3 -，由于所剩离子仅为 Na+和 NO3 -，溶液呈电中性，故 q 为 NH4NO3，n 为 NaHCO3。 (1)根据上述分析，p 为 Ba(OH)2，q 为 NH4NO3，故答案依次为 Ba(OH)2，NH4NO3。 (2)m 为 Al2(SO4)3，p 为 Ba(OH)2，沉淀为氢氧化铝，沉淀减少时的离子方程式为 Al(OH)3+OH-=AlO2 -+2H2O，故 答案为 Al(OH)3+OH-=AlO2 -+2H2O。 (3)q 为 NH4NO3，则检验 NH4 +的方法为：取待测液于试管中，加入浓氢氧化钠溶液，加热，用湿润的红色石蕊 试纸检验逸出的气体，若试纸变蓝，则原待测液中含 4NH  ，故需要的试剂或试纸为氢氧化钠溶液和红色石 蕊试纸，故答案为 NaOH 溶液，红色石蕊试纸。 (4) m 为 Al2(SO4)3，故 SO4 2-存在于 m 溶液中；故答案为：m。 ①量筒量取液体时，所选规格遵循“近而大”的原则，故选规格为 10mL 的量筒；故答案选 A。 ②过滤时，沉淀物颗粒的大小会影响过滤速度，颗粒较大，有利于液体顺利滤出，故沉淀过程在接近沸腾 的温度下进行，是为了尽量使沉淀凝聚，即有利于产生颗粒较大的沉淀，或有利于晶体生长。 ③检验沉淀是否洗涤干净，本质就是沉淀表面是否仍有可溶性离子残留，即是否有 Cl-残留，故方法是，取 最后一次洗涤液少许于试管中，向其中加入少量的 AgNO3 溶液，如没有浑浊，说明沉淀洗涤干净，反之，说 明沉淀没有洗涤干净，故答案为：用小试管取最后-次洗涤液少许，向其中加入少量的 AgNO3 溶液，如没有 浑浊，说明沉淀洗涤干净，反之，说明沉淀没有洗涤干净。 ④烘干后的固体成分仍为 BaSO4，硫元素守恒，故 8.0mL 溶液，n(SO4 2-)=n(BaSO4)= a 233 mol，则 c(SO4 2-)= n V =125a 233 mol/L；故答案为125a 233 。