高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

下列实验装置图正确的是

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即在沸腾炉中煅烧黄铁矿、SO₂的催化氧化及其SO₃的吸收。请回答下列几个有关硫酸工业中的几个问题。
（1）生产硫酸最古老的方法是以绿矾为原料，在蒸馏釜中煅烧。反应的化学方程式为：2FeSO₄·7H₂O  Fe₂O₃ + SO₂↑+ SO₃↑+ 14H₂O。其中三氧化硫与水蒸气同时冷凝便得到硫酸。用如图所示装置模拟用绿矾制硫酸的实验，并检验生成的硫酸和二氧化硫（加热装置已略去）。其中b为干燥的试管。下列关于该反应说法正确的是(     )

A．若将反应后的三种气体通入BaCl2溶液中，产生的沉淀为BaSO3、BaSO4

B．b中产物用紫色石蕊试液即可检验出其中H^+和SO4^2^—

C．为检验反应的另一种生成物，试管c中应加入的试剂为NaOH溶液

D．b中所得到的硫酸的质量分数为29.5%

(2)从沸腾炉中出来的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入接触室，其主要目的是__________。
(3)接触室中热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的，如气、液热交换时通常使用的仪器是______________。
(4)接触室中主要反应是SO₂的催化氧化，在生成硫酸的过程中，钒触媒(V₂O₅)所以能加快二氧化硫氧化的速度，除了具有吸附作用外，有人认为反应过程中还产生了一连串的中间体(如图)。c步的化学方程式可表示为_______________________。

(5) 工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N₂、O₂外，还含有SO₂、微量的SO₃和酸雾。为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO₂转化为有用的副产品。将尾气通入粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液中，经过一系列处理后得到一种相对分子质量为172的化工原料J。试写出J的化学式_________。

将潮湿的Cl₂通过甲装置后，再通过放有干燥红色布条的乙装置，红色布条不褪色。则甲装置中所盛试剂（足量）可能是（   ）

①浓硫酸                 ②NaOH溶液          ③KI溶液                ④饱和食盐水

A．①②

B．②③

C．①②③

D．①②③④

已知：在实验中，常常利用高沸点酸制低沸点酸。以六水合氯化镁(MgCl₂·6H₂O)为原料制备无水氯化镁。已知MgCl₂·6H₂O晶体在空气中加热时，释放出部分结晶水，同时生成Mg(OH)Cl或MgO；在干燥HCl气流中加热，能制得无水MgCl₂。
可选用药品：MgCl₂·6H₂O晶体、NaCl(s)、KClO₃(s)、MnO₂、浓H₂SO₄、浓盐酸、稀NaOH溶液。
仪器如图所示(装置可重复使用)。回答下列问题：

(1)组装氯化氢气体发生器，应选用的仪器(用编号A、B等填入)是                ，
有关的化学方程式是                                。
(2)按气流方向，其余装置的连接顺序(用数字①、②等填入)是：
（    ）→（   ）（   ）→（    ）（    ）→（    ）（    ）
(3)各装置中应放的药品： B．______，D．______，E．______。
(4)B装置的作用是_________________。
（5）从实验安全角度考虑，上述所给药品和仪器设计的实验存在不足，请你提出修改建议：       。

如右图所示，B中盛装的是一种固体物质。当A中的溶液滴入B内反应一段时间后，所得产物经装置C后可得到纯净的气体X，每个X分子中含有10个电子。D中盛装的是黑色粉末，当X气体通过D时，黑色粉末逐渐变成红色，最后从E装置中出来的气体是一种纯净的单质Y，Y在标准状况下的密度为1.25g/L。装置中A、B、C、D、E中的药品只能从下列所给试剂a~p中选择，图中某些夹持仪器未画出。

a．浓硫酸　　b．浓硝酸　　c．稀硝酸　　d．浓盐酸　　e．稀硫酸　　f．浓氨水
g．铜片　　h．锌片　　i．碱石灰　　j．硫酸铜　　k．生石灰　　l．硝酸铵晶体
m．固体烧碱　　n．稀NaOH溶液　　o．CuO　　p．MnO₂
回答下列问题：
⑴C装置内的药品是     （用a~p中的字母表示），其作用是          。
⑵A中溶液和B中固体的所有可能的组合共有       种。
⑶纯净气体X通过D时，发生反应的化学方程式是              ，反应中若转移电子的物质的量为1.2mol，则D装置中黑色固体共失重        g。
⑷E中的药品是         （用a~p中的字母表示），其作用是             。

研究某一化学反应的实验装置如下图所示：

A～F属于下列物质中的六种物质：浓硫酸、浓盐酸、浓氨水、稀硫酸、稀盐酸、稀氟水、水、锌粒、铜片、食盐、高锰酸钾、氯化钙、氧化钙、四氧化三铁、氧化铁、氧化铜、氢气、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳、氯气、氯化氢、氨气、氮气、氧气。
实验现象；
（1）D物质由黑色变为红色
（2）无水硫酸铜粉末放入无色透明的E中得到蓝色溶液
（3）点燃的镁条伸入无色无味的F中．镁条表面生成一种灰黄色固体物质。将该发黄色物质放入水中，有气体放出，该气体具有刺激性气味。并能使润湿的红色石蕊试纸变蓝。通过分析回答：
l、写出A～F的物质名称：
A              ，B              ，C             ，D              ，E            ，F             。
2、写出有关的化学方程式：
A与B                                       ；
C与D                                       ；
E与无水硫酸铜                              ；
F与Mg                                                  ；
F与Mg的反应产物与水                                               。

图19-1装置可用于（　　　）

A．加热无水醋酸钠和碱石灰的混合物，制取甲烷。

B．加热氯酸钾和少量二氧化锰的混合物，制取氧气。

C．加热二氧化锰和浓盐酸的混合物，制取氯气。

D．加热氯化铵和消石灰的混合物，制取氨气。

某课外小组模拟上述部分过程设计了如下实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）


（1）工业上用氨气制取NO的化学方程式是           。
（2）连接好装置后，首先进行的操作是             。
（3）通入a气体的目的是                     .
（4）盛有Na₂CO₃溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中发生反应的化学方程式是
2NO₂+Na₂CO₃=====NaNO₂+         +         
（5）已知：温度低于21.15°C时，NO₂几乎全部转变为N₂O₂。工业上可用N₂O₄与水反应来提高硝酸产率。N₂O₄与a气体在冷水中生成硝酸的化学方程式是         。
  （6）一定条件下，某密闭容器中N₂O₄和NO₂的混合气体达到平衡时，c（NO₂）=0.500mol/L，c（N₂O₄）=0.125mol/L。则2NO₂（g）      N₂O₄（g）的平衡常数K=     。若NO₂起始浓度为2mol/L，相同条件下，NO₂的最大转化率为           。

（ 13分）实验室中需要22．4 l（标准状况）SO₂气体。化学小组同学依据化学方程式Zn+2H₂SO₄（浓）ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O计算后，取65.0g锌粒与98%的浓H₂SO₄（）110mL充分反应锌全部溶解，对于制得的气体，有同学认为可能混有杂质。
（1）化学小组所制得的气体中混有的主要杂质气体可能是            （填分子式）。产生这种结果的主要原因是                                            
（用化学方程式和必要的文字加以说明）
（2）为证实相关分析，化学小组的同学设计了实验，组装了如下装置，对所制取的气体进行探究。

①装置B中加入的试剂         ，作用是                     。
②装置D加入的试剂         ，装置F加入的试剂                     。
③可证实一定量的锌粒和一定量的浓硫酸反应后生成的气体中混有某杂质气体的实验现象是                                      。
④U型管G的作用为                                       .

某研究性学习小组为研究Cu与浓H₂SO₄的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）。

实验选用铜片、98.3%的H₂SO₄、品红溶液、澄清石灰水、CCl₄、NaOH溶液等药品，铜片一端没入浓H₂SO₄中，另一端露置在液面上方。
回答下列问题。
（1）Cu与浓H₂SO₄的反应的化学方程式为____________________。
（2）D、E两容器中CCl₄的作用是____________________。
（3）加热过程中，观察到A容器中出现大量白色烟雾，随着反应的进行，A容器下有白色沉淀生成，你认为该沉淀物是_________________，分析可能的原因是____________________。
（4）对A容器中的浓H₂SO₄和铜片进行加热，很快发现C容器中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀。你的猜想是__________________，设计实验验证你的猜想__________________。
（5）实验结束后，为了减少环境污染，排除各装置中的SO₂，可采取的操作是___________。

（1）右图所示是实验室中制取气体的一种简易装置。

①请简述检验它的气密性的方法               。
②利用右图所示装置可以制取      气体（填反应物状况及发生反应是否需要的条件）。
（2）张明同学设计下图所示装置，用粗铁粒与189g·L^-1硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题。

①189g·L^-1硝酸的物质的量浓度为        。
②NO气体能用排水法收集，而不能用排空气法收集的可能原因是         。
③当找末止水夹a，关闭止水夹b时，A装置的干燥管中观察到的现象是       。B装置烧杯中液体的作用是            。当A装置中气体几乎无色时，打开止水夹b，关闭止水夹a，可用C装置收集NO气体。
④该实验中，若去掉B装置，对实验结果是否有影响？             。
⑤将a mol铁与含b molHNO₃的稀溶液充分反应后，若HNO₃的还原产物只有NO，反应后Fe和HNO₃均无剩余，则反应中转移电子的物质的量是     （用含a和b的代数式表示）。
⑥完全反应后，A装置烧杯里含铁的价态可能是        。现有仪器和药品：试管和胶头滴管。0.1mol·L^-1KSCN溶液、0.1mol·L^-1KI溶液、0.2mol·L^-1酸性KMnO₄溶液、氯水等。请你设计一个简单实验，探究上述判断，填写下列实验报告：

实验步骤	操作	现象与结论
第一步	取少量液体装于试管，向试管中滴入几滴KSCN溶液
第二步		若溶液紫色退去，则说明含有Fe^2+，若无明显变化，则说明不含Fe^2+

为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO₂气体，从下图中选择合适的的装置并连接。合理的是（）

A．	a-a′→d-d′→e	B．	b-b′→d-d′→g
C．	c-c′→d-d′→g	D．	d-d′→c-c′→f

工业上制备的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分）对工业过程进行模拟实验。查表得
      ①
      ②
（1）气体用过量溶液吸收,得到硫化钠。水解的离子方程式为。
（2）向溶液中加入和，当两种沉淀共存时，= 。
[=5.4×10^-13，=2.0×10^-10]
（3）反应的=。
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是。

工业上制纯碱的方法是向饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱（纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数为92%~96%）。涉及到的化学方程式有：

NH₃+CO₂+H₂O → NH₄HCO₃，NH₄HCO₃+NaCl（饱和）→ NaHCO₃↓+NH₄Cl，。请回答：
（1）工业制得的纯碱中常常含有少量的氯化钠杂质，其主要原因是     。
（2）现有甲、乙、丙三个学生，欲测定某工业纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数，分别设计如下方案，请你帮助他们完成如下实验。
甲：用     （填实验仪器）称取10.0g样品，利用上图所示装置，测出反应后装置C中碱石灰增重3.52g。装置D中碱石灰的作用是     。
乙：准确称取10.00g样品后，用     （填实验仪器）配成1000mL溶液，用
   式滴定管量取25.00mL放入锥形瓶中，加入2滴酚酞作指示剂，用0.15mol·L^－1的标准盐酸溶液滴定至终点（有关反应为Na₂CO₃+HCl → NaCl+NaHCO₃）。完成三次平行实验后，消耗盐酸体积的平均值为15.00mL。
丙：准确称取10.00g样品后，向其中加入过量的盐酸，充分反应直至样品中无气泡冒出，蒸干混合溶液将所得到固体物质于干燥器中冷却至室温后称量。反复加热、冷却、称量，直至所称量的固体质量几乎不变为止，此时所得固体的质量为10.99g。请分析、计算后填表：

分析与计算 分组	计算样品中碳酸钠的质量分数	实验结果的评价	实验失败的主要原因及对结果的影响
甲		失   败
乙		成   功
丙		成   功

仅通过物理方法就能从海水中获得的物质是

A．钠、镁

B．溴、碘

C．食盐、淡水

D．氯气、烧碱