高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。
（1）利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O]的实验流程如下图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为             。
②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是          ；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe^3＋的方法是               。
③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是                   。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于如图所示仪器                 （填“甲”或“乙”）中。下列情况会造成实验测得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O含量偏低的是                 。

a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
（2）某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液（溶质为FeCl₂、CuCl₂、FeCl₃）出发，制备单质铜和无水FeCl₃，再由FeCl₃合成Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl₃的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、盐酸、NaOH溶液和H₂O₂溶液）：向废液中加入足量铁粉，充分反应后过滤；__________；___________；调节溶液pH，将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl₃·6H₂O；     ___________，得到无水FeCl₃。

关于下列各实验装置的叙述中，不正确的是(    )

A．图①可用于实验室制取少量NH3或O2

B．可用从a处加水的方法检验图②装置的气密性

C．实验室可用图③的方法收集H2或NH3

D．利用图④装置制硫酸和氢氧化钠，其中b为阳离子交换膜、c为阴离子交换膜

下图装置可用于制取、并收集表格中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂）其中可行的是

选项	气体	a	b	c
A	NO2	浓硝酸	铜片	NaOH溶液
B	SO2	浓硫酸	铜片	酸性KMnO4溶液
C	NH3	浓氨水	生石灰	碱石灰
D	CO2	稀盐酸	碳酸钙	浓硫酸

 

下列装置能达到实验目的的是

A．制取氨气

B．吸收多余氨气

C．收集NO

D．收集NO2

某研究性学习小组同学设计了如下图制取氯气（药品：MnO₂和浓盐酸）并验证其性质的实验装置。

请回答下列问题：（1）该实验中A部分的装置是             （填写装置的序号）

（2）A中发生反应一段时间后，B中的现象是                 ；
整套实验装置存在的明显缺陷是                             。
（3）写出D装置中发生反应的离子方程式：                         。
（4）请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶C中的已被氧化（简述实验步骤）：                        。

氯气的制取按照传统的方法，一般采用浓盐酸与MnO₂共热来制备氯气，但是这种方法制过程中存在缺陷。某学习小组采用新的方法来制备氯气并进行性质实验。
Ⅰ．实验仪器及药品：
a．实验仪器：玻璃片、表面皿（顶部贴有湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸）、胶头滴管等
b．实验药品：KMnO₄晶体、浓HCl、KBr溶液、淀粉溶液、KI溶液、FeSO₄溶液、NaOH溶液、酚酞、KSCN溶液、AgNO₃溶液、湿润的蓝色石蕊试纸和干燥的石蕊试纸。
Ⅱ．实验方法及图示：
①在玻璃片上分别滴加KBr溶液、FeSO₄溶液、NaOH稀溶液、KI溶液、AgNO₃溶液。
②在KI溶液中滴加一滴淀粉溶液
③FeSO₄溶液中滴加一滴KSCN溶液
④NaOH稀溶液中滴加一滴酚酞溶液
⑤在以上溶液分布的中心放置一块KMnO₄晶体，然后滴加2-3滴浓盐酸，迅速盖上表面皿。并观察实验现象。

（1）该反应实验原理：2KMnO₄+ 16HCl ="2KCl" +2MnCl₂ +5Cl₂↑+ 8H₂O
该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为                ；
（2）实验时反应一段时间后可以观察到KBr溶液由无色变为       色，其离子反应方程式为            ；
（3）滴有KSCN溶液的FeSO₄溶液呈           色，其离子反应方程式为            、            ；
（4）滴加淀粉溶液的KI溶液呈          色，湿润的蓝色石蕊试纸的变化为                 ，干燥的石蕊试纸的变化为                    。

铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛。某研究小组用粗铜（含杂质铁）制备氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）的流程如下：

已知常温下，Cu²⁺、Fe³⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表：

金属离子	Fe^3+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1.9	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	6.7

请回答下列问题：
（1）溶液Ⅰ中加入试剂X可以调节溶液pH，从而除去Fe³⁺且不引人杂质
①试剂X选用下列物质中的_______（填代号）。
a．NaOH   b．CuO   c．Cu    d．Cu（OH）₂
②调节溶液pH时，理论上可选择pH最大范围是____________________________。
（2）检验溶液Ⅰ中的存在Fe³⁺实验操作是_____________________。
（3）向溶液Ⅱ中通入H₂S气体，溶液变浑浊，pH减小，用离子方程式解释其原因________________；
（4）某学习小组用碘量法测定CuCl₂•2H₂O样品的纯度（杂质不参与反应），实验如下：
a．准确称取CuCl₂•2H₂O样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和足量的碘化钾，再滴入适量的稀硫酸，充分反应后，将所得混合液配成250mL待测溶液．（已知：2Cu²⁺+4I^-═2Cu↓+I₂）
b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用cmol•L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定至终点，重复2次，测得消耗标准液体积的平均值为VmL．（已知：I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）
①实验中使用的指示剂名称为___________；
②达到滴定终点时，仰视滴定管读数将使测定结果__________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）
③该样品中的质量分数为__________（用含m，c，V的代数式表示，不用化简）。
（5）在空气中由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是________________。

硫酸四氨合铜晶体（[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O）常用作杀虫剂、媒染剂，在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分，在工业上用途广泛。常温下该物质在空气中易与水和二氧化碳反应，生成铜的碱式盐，使晶体变成绿色的粉末。下面为硫酸四氨合铜晶体的制备以及NH₃和SO₄^2-质量百分数的测定实验。
步骤一：硫酸四铵合铜晶体的制备
发生反应为：CuSO₄  + 4NH₃·H₂O = [Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O + 3H₂O 。现取10 g CuSO₄·5H₂O溶于14 mL水中，加入20 mL浓氨水, 沿烧杯壁慢慢滴加95%的乙醇。静置析出晶体后，减压过滤，晶体用乙醇与浓氨水的混合液洗涤，再用乙醇与乙醚的混合液淋洗，然后将其在60 ℃左右小心烘干。
步骤二：NH₃的质量百分数的测定（装置如图所示）

称取0.250 g 样品，放入250 mL锥形瓶中，加80 mL水溶解。在另一锥形瓶中，准确加入30 mL 0.500 mol•L^-1 HCl标准溶液，放入冰水浴中。从漏斗中加入15 mL 10% NaOH溶液，加热样品，保持微沸状态 1小时左右。蒸馏完毕后，取出插入HCl 溶液中的导管，用蒸馏水冲洗导管内外，洗涤液收集在氨吸收瓶中，从冰水浴中取出吸收瓶，加 2 滴酸碱指示剂，用0.500 mol•L^-1的NaOH标准溶液滴定，用去NaOH标准溶液22.00 mL。
步骤三：SO₄^2-质量百分数的测定

称取试样0.600 g置于烧杯中，依次加入蒸馏水、稀盐酸、BaCl₂溶液，水浴加热半小时。过滤，用稀硫酸洗涤。取下滤纸和沉淀置于已恒重的坩埚中在800－850℃灼烧至再次恒重，得到固体0.699 g。
（1）步骤一加入95%乙醇的作用为____________________________。此步骤进行两次洗涤操作，用乙醇与乙醚的混合液淋洗的目的为____________________。不采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法制备硫酸四氨合铜晶体的原因为__________________。
（2）步骤二装置中15 mL 10% NaOH溶液加热样品，保持微沸状态1小时左右的目的是_______________。通过此步骤测定NH₃的质量百分数为_________________。此实验装置，如不使用空气冷凝管和冰水浴将使氨气的测定结果_______________（“偏高”、“不变”或“偏低”）。
（3）步骤二中，根据酸碱中和滴定曲线分析，此实验中所加入的酸碱指示剂为___________。
A．甲基橙     B．甲基红     C．酚酞
（4）步骤三中用稀硫酸洗涤的目的是_______________（用必要的方程式和文字说明）。该步骤中灼烧过程如果温度过高可生成一种有害气体和一种可溶于水的盐，写出该反应的化学方程式_________。

下列有关物质制取或性质探究实验设计不能达到实验目的的是（ ）

A．利用图1制取并收集干燥的氨气

B．利用图2制取Fe(OH)2，使用煤油的目的是防止生成的Fe(OH)2被空气氧化

C．利用图3制取并收集NO气体

D．利用图4以医用酒精为原料制取无水乙醇

实验室用纯溴和苯反应制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作进行提纯：
①蒸馏 ②水洗 ③用干燥剂干燥 ④10%NaOH溶液洗
正确的操作顺序是（   ）

A．①②③④②

B．②④②③①

C．④②③①②

D．②④①②③

某工厂现用锗(Ge)产品加工废料生产纳米GeO₂，实验流程如下图所示：

请回答下列问题：
（1）操作X的名称为_________。Y溶液是一种在该流程中可循环利用的物质，该物质是_________。
（2）请补充完整第②步反应的离子方程式：
Ge^2＋＋________＋H^＋===Ge^4＋＋________。
（3）若要将Fe(OH)₃和Al(OH)₃分离回收，需要用到的试剂有________(填化学式)。
（4）该锗产品加工废料中锗元素的质量分数不小于______________。

实验室里若用如图所示装置制取氨气，试用表格形式列出图中装置的错误之处，并用文字简要说明如何改正。

过氧化钠是一种淡黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用作制氧剂，供艇员呼吸之用，它与二氧化碳反应的化学方程式为2Na₂O₂＋2CO₂===2Na₂CO₃＋O₂。某学生为了验证这一实验，以足量的大理石、足量的盐酸和1．95克过氧化钠样品为原料，制取O₂，设计出如下实验装置：

（1）A中制取CO₂的装置，应为下列图①、②、③中的图________________。

B装置的作用是_                      。为了检验E中收集到的气体，在取出集气瓶后，                          。
（2）若E中的石灰水出现轻微白色浑浊，请说明原因：________________。
（3）反应完毕时，若测得E中的集气瓶收集到的气体为250 mL，又知氧气的密度为1．43 g/L，当装置的气密性良好的情况下，实际收集到的氧气体积比理论计算值__________(填“大”或“小”)，相差约________mL(取整数值，所用数据均在标准状况下测定)，这是由于__________________________。

阿司匹林（乙酰水杨酸，）是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药．乙酰水杨酸受热易分解，分解温度为128～135℃．某学习小组在实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[(CH₃CO)₂O]为主要原料合成阿司匹林，制备基本操作流程如下：

主要试剂和产品的物理常数

名称	相对分子质量	熔点或沸点（℃）	水
水杨酸	138	158（熔点）	微溶
醋酸	102	139.4（沸点）	反应
乙酸水杨酸	180	135（熔点）	微溶

请根据以上信息回答下列问题：
（1）制备阿司匹林时，要使用干燥的仪器的原因是_____________________；
（2）写出制备阿司匹林的化学方程式_____________________；
（3）①合成阿斯匹林时，最合适的加热方法是____________；
②过滤所得粗产品要用少量冰水洗涤，则洗涤的具体操作是_____________________；
（4）提纯粗产物中加入饱和NaHCO₃溶液至没有CO₂产生为止，再过滤，则加饱和NaHCO₃溶液的目的是_____________________；另一种改进的提纯方法，称为重结晶提纯法．方法如下：

（5）改进的提纯方法中加热同流的装置如下图所示，使用温度计的目的是_______________；冷凝水的流进方向是__________（填“b”或“c”）。

（6）检验产品中是否含有水杨酸的试剂是_______________；
（7）该学习小组在实验中原料用量：2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08g/cm³），最终称得产品m=2.2g，则所得乙酰水杨酸的产率为_______________；

氧化铁是一种红色的颜料，在工业上常以富含硫酸亚铁的废液为原料生产氧化铁，其主要流程如下：
已知步骤①中硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如下表所示．

温度/℃	0	10	30	50	56.7	60	64	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.2	35.3	35.6	33.0	30.5	27.0
析出晶体	FeSO4•7H2O	FeSO4•4H2O	FeSO4•H2O

若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO₄•7H₂O，控制的温度（t）为 ________________；
（1）步骤②需加一定量硫酸，其主要目的是________________；
（2）生产FeCO₃浊液的离子方程式为________________；
（3）FeCO₃浊液露置在空气中会出现红褐色的固体，该变化的化学方程式为___________；
（4）已知FeSO₄•7H₂O晶体在加热条件下发生反应，其中一种生成物会用于涂料中的着色剂。请写出FeSO₄•7H₂O分解的反应式___________________；利用如图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白：
①仪器的连接顺序为a 接_______、_____接_______、____接________、___接_____；
②装置C中的X为____________________。