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2025年大学化学（无机合成实验）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题，共40分）
每题有一个或多个正确答案，请将正确答案填在括号内。每题4分，共10题。
1. 在无机合成实验中，以下哪种仪器常用于高温加热反应？（ ）
A. 蒸馏烧瓶
B. 坩埚
C. 容量瓶
D. 锥形瓶
2. 合成某种金属配合物时，选择合适的配体至关重要。以下属于常见配体的是（ ）
A. 乙醇
B. 氢氧化钠
C. 乙二胺
D. 氯化钠
3. 对于一些对水敏感的反应，通常需要在什么环境下进行？（ ）
A. 酸性环境
B. 碱性环境
C. 干燥无氧环境
D. 潮湿环境
4. 以下哪种方法可以用于分离提纯无机化合物？（ ）
A. 重结晶
B. 过滤
C. 蒸馏
D. 以上都是
5. 在制备纳米级无机材料时，常采用的方法是（ ）
A. 沉淀法
B. 气相沉积法
C. 溶胶-凝胶法
D. 以上均可
6. 合成一种新的无机化合物，需要精确控制反应温度。以下哪种温度计适合用于精确测量高温？（ ）
A. 水银温度计
B. 酒精温度计
C. 热电偶温度计
D. 红外温度计
7. 对于一些强氧化性的试剂，在储存时需要注意（ ）
A. 与易燃物分开存放
B. 密封保存
C. 低温保存
D. 以上都是
8. 在无机合成实验中，为了防止玻璃仪器炸裂，以下操作正确的是（ ）
A. 加热前充分预热
B. 加热时快速升温
C. 加热后立即用冷水冲洗
D. 加热过程中不断搅拌
9. 合成一种含有多种元素的无机化合物，如何确定各元素的含量？（ ）
A. 重量分析法
B. 比色法
C. 光谱分析法
D. 以上都可以
10. 以下哪种气体在无机合成实验中常用作保护气？（ ）
A. 氧气
B. 氮气
C. 氢气
D. 二氧化碳

第II卷（非选择题，共60分）
11（10分）：简述无机合成实验中常用的加热方式及其优缺点。

12（10分）：在合成一种新型无机材料时，发现产物中有杂质。请分析可能导致杂质产生的原因，并提出相应的解决措施。

13（15分）：设计一个实验方案，合成一种具有特定晶体结构的无机化合物。要求写出实验步骤、所需试剂和仪器。

14（15分）：阅读以下材料：在无机合成中，常常需要控制反应的pH值。例如，在制备某些金属氢氧化物沉淀时，合适的pH值范围对于沉淀的生成和纯度至关重要。通过调节溶液的pH值，可以使金属离子选择性沉淀。
问题：请举例说明如何通过调节pH值来实现金属离子的分离，并阐述其原理。

15（20分）：材料：在无机合成实验中，绿色化学理念越来越受到重视。例如，采用无毒无害的原料、减少废弃物的产生等。
问题：请结合绿色化学理念，设计一个无机合成实验方案，合成一种常见的无机化合物，要求尽量减少对环境的影响。

答案：
1. B
2. C
3. C
4. D
5. D
6. C
7. D
8. A
9. D
10. B

11. 常用加热方式有酒精灯加热、电炉加热、油浴加热、砂浴加热、高温炉加热等。酒精灯加热简单方便，但温度较低且不易精确控制；电炉加热温度较高且可调节，能满足一般实验需求；油浴加热温度范围较宽，能使受热均匀，但操作相对复杂；砂浴加热适用于高温且需缓慢升温的情况；高温炉加热可达到很高温度，常用于高温合成等。
12. 杂质产生原因可能有：试剂不纯；反应容器未清洗干净；反应条件控制不当等。解决措施：使用高纯度试剂；对反应容器进行严格清洗和预处理；精确控制反应温度、时间、反应物比例等条件；在反应过程中采取适当的分离提纯方法去除杂质。
13. 实验步骤：首先准备所需试剂，如金属盐、沉淀剂等。将金属盐溶解在合适的溶剂中配成溶液，在搅拌下缓慢加入沉淀剂，控制反应温度和pH值。待沉淀完全后进行过滤、洗涤，然后将沉淀在一定温度下烘干或煅烧得到产物。所需试剂：金属盐、沉淀剂、溶剂等。仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、烘箱、马弗炉等。
14. 例如，在含有铁离子和铝离子的混合溶液中，调节pH值至3-4左右，铁离子会以氢氧化铁沉淀的形式析出，而铝离子仍留在溶液中。原理是不同金属离子形成氢氧化物沉淀时所需的pH值不同，通过控制溶液pH值，使达到某金属离子的沉淀pH范围，从而实现分离。
15. 以合成硫酸铜为例。原料选择高纯度的氧化铜和稀硫酸。将氧化铜加入到适量的稀硫酸中，在加热搅拌下反应至完全溶解。反应方程式为CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O。反应过程中无有害气体产生。反应结束后，通过蒸发浓缩冷却结晶得到硫酸铜晶体，过滤分离出晶体，母液可回收利用。整个过程减少了废弃物排放，符合绿色化学理念。