高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

下图是实验室中制备气体或验证气体性质的装置图

（1）写用发生装置A中制取氯气的化学方程式___________________。
（2）利用上图装置制备纯净的氯气，并证明氧化性：C1₂>Fe³⁺则装置B中的溶液的作用是____________；装置D中加的最佳试剂是(填序号)_______________：供选试剂：a.浓H₂SO₄  b．FeCl₂溶液  c．KSCN与FeCl₂的混合溶液  d．无水氯化钙
（3）在上图所示圆底烧瓶内加入碳， a中加入浓硫酸，开始实验，加热产生的气体缓慢通过后续装置同时完成如下实验：
实验1：证明SO₂具有氧化性和漂白性
实验2：证明碳元素的非金属性比硅元素的强
证明SO₂具氧化性和漂白性：B中为少量Na₂S溶液、C中加品红溶液，D中应加入足量的___________(填溶液名称)，E中加入___________溶液(填化学式)。
（4）证明碳元素的非金属性比硅元素的强的现象为_______________________；
实验2不严谨之处应如何改进____________________________。

FeSO₄·7H₂O广泛用于医药和工业领域，实验室制备FeSO₄·7H₂O的流程如下：

（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na₂CO₃溶液浸泡几分钟，操作目的是_________。
（2）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____________________。
（3）FeSO₄·7H₂O是某些补血剂的主要成分，将1.5 g某补血剂预处理，配成100mL溶液。实验室用KMnO₄溶液通过氧化还原滴定测定该补血剂（1.5 g）中铁元素的含量，①配制100 mL 1.200 × 10 ^—2 mol·L^—1的KMnO₄溶液时，将溶解后的溶液转移至容量瓶中的操作方法是__________________________；
②实验中的KMnO₄溶液需要酸化，可用于酸化的酸是_________________。
a． 稀硝酸   b.稀盐酸   c．稀硫酸   d．浓硝酸
KMnO₄溶液应盛装在__________滴定管中。滴定到终点时的现象为____________。
③滴定完毕，三次实验记录KMnO₄标准溶液的读数如下。

滴定次数实验数据	1	2	3
V（样品）/mL	20.00	20.00	20.00
V（KMnO4）/mL（初读数）	0.00	0.20	0.00
V（KMnO4）/mL（终读数）	15.85	15.22	14.98

该补血剂中铁元素的质量分数为_____________________。

某课外小组探索利用废合金(含有铝、铁、铜)粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如下：

试回答下列问题：
（1）所加试剂①、②分别是___________、____________。
（2）操作①的名称为__________，所用的仪器除铁架台、铁圈和烧杯，还需要的用品有______________。
（3）写出A→D反应离子方程式____________。
（4）滤液E经蒸发浓缩、_________得绿矾晶体，然后再经过滤、洗涤、干燥即得成品。洗涤时，下列试剂最好选用___________。
a．稀H₂SO₄    b．蒸馏水    c．酒精    d．NaOH溶液
（5）由滤渣F制CuSO₄溶液有途径I和途径Ⅱ两种，你认为最佳途径是________，理由是_________________。

氯化铁广泛应用于污水处理、五金蚀刻及有机工业的催化剂、氧化剂和氯化剂等。
（1）现用mg废铁屑（Fe₂O₃）制取FeCl₃· 6H₂O晶体，并测定废铁屑中铁的质量分数，实验装置如图（夹持装置略）。反应开始前至A中固体完全消失时，依次进行下列操作：

①缓慢滴加足量盐酸
②关闭弹簧夹K₁、打开K₂并关闭活塞a
③打开弹簧夹K₁、关闭K₂并打开活塞a
正确的操作顺序是             （填序号）；当A中溶液完全进入烧杯后，烧杯中的现象是           ，相应的离子方程式和化学方程式是：             和。
（2）实验测得B中所得的气体VmL（标准状况），由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是，该数值比实际数值偏低，若实验过程操作无误，偏低的原因是：                  。
（3）另取mg废铁屑和CO气体在加热时充分反应到恒重，测得实验后剩余固体质量是wg，由此求出铁的准确质量分数是             （用含m和w的式子表示，无需化简）。

ClO₂作为一种广谱型的消毒剂，将逐渐用来取代Cl₂成为自来水的消毒剂．已知ClO₂是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体，实验室制备ClO₂的原理是用亚氯酸钠固体与纯净的氯气反应 2NaClO₂+Cl₂═2ClO₂+2NaCl
如图1是实验室用于制备和收集一定量纯净的ClO₂的装置（某些夹持装置和垫持用品省略）．其中E中盛有CCl₄液体．

（1）仪器P的名称是                       
（2）写出装置A中烧瓶内发生反应的化学方程式：                        
（3）E装置中所盛试剂的作用是                           
（4）F处应选用的收集装置是图2          （填序号），其中与E装置导管相连的导管口是图2        （填接口字母）．

（5）以下是尾气吸收装置，能用于吸收多余ClO₂气体，并能防止倒吸的装置的是如图3的

A．①②  B．②③  C．③④  D．②④
（6）若用100mL 2mol•L^﹣1的浓盐酸与足量的MnO₂制备Cl₂，则被氧化的HCl的物质的量是         （填序号）．
A．＞0.1mol        B.0.1mol    C．＜0.1mol        D．无法判断．
（7）ClO₂也可由NaClO₃在H₂SO₄溶液存在下与Na₂SO₃反应制得．请写出反应的化学方程式：                     ．

实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，检查C装置气密性是否良好的操作方法是__________________________。
若用B装置制取氨气，用化学方程式表示制取氨气的反应原理_____________________。
（2）若用KMnO₄与浓盐酸反应制取氯气，应选用的气体发生装置是_______，用离子方程式表示制取氯气的反应原理________________________。
（3）若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的______
①CO₂ ② NO ③ Cl₂ ④ H₂ 其中在D装置连接小烧杯目的是________________
（4）下图是某同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是_________________。

（5）某兴趣小组同学模拟工业上用离子交换膜法制烧碱的方法，设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为_______________。
②得到的硫酸从               (填A,或D)排放出。
③此时通过阴离子交换膜的离子数            (填大于，小于或等于)通过阳离子交换膜的离子数。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池，则电池负极的电极反应式为            

硫酸铜在生产、生活中应用广泛。某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：

（1）写出浸出时铜与稀硝酸反应的离子方程式：______________；
（2）取样检验是为了确认Fe^3＋是否除净，你的检验方法是____________________。
（3）滤渣c是_____________。
（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为2NO＋O₂==2NO₂、_____________
（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO₂气体、SO₃气体和O₂气体，且n(SO₃)∶n(SO₂)＝1∶2，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：______________________。
某同学设计了如下图所示的实验装置分别测定生成的SO₂、SO₃气体的质量和O₂气体的体积。此设计有不合理之处，请说明理由：__________________________。

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。
已知：①Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在；
②硫代硫酸钠与碘反应的离子方程式为：2S₂O₃^2-+I₂  → S₄O₆^2- + 2I^- 。
（Ⅰ）制备Na₂S₂O₃·5H₂O

①打开K₁，关闭K₂，向放有铜片的圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热。圆底烧瓶中发生反应的化学方程式                   。
②C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。C中碳酸钠的作用是                  。D中可能发生的离子反应方程式为：                。“停止C中的反应”的操作是                。
③过滤C中的混合液。将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
④装置B中盛放的试剂是（填化学式）             溶液，其作用是                        。
（Ⅱ）用I₂的标准溶液测定产品的纯度
取5.5g产品，配制成100mL溶液。取10.00mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050mol/L I₂的标准溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示。

编号	1	2	3
溶液的体积/mL	10.00	10.00	10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL	19.95	17.10	20.05

滴定时，达到滴定终点的现象是                              。
Na₂S₂O₃·5H₂O在产品中的质量分数是           （用百分数表示，且保留1位小数）。

高纯MnCO₃是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO₂为原料制备少量高纯MnCO₃的操作步骤如下：
（1）制备MnSO₄溶液：
在烧瓶中（装置见下图）加入一定量MnO₂和水，搅拌，通入SO₂和N₂混合气体，反应3h。停止通入SO₂，继续反应片刻，过滤（已知MnO₂+H₂SO₃=MnSO₄＋H₂O）。

①石灰乳参与反应的化学方程式为                     。
②反应过程中，为使SO₂尽可能转化完全，在通入SO₂和N₂比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有                       。
③若实验中将N₂换成空气，测得反应液中Mn²⁺、SO₄^2－的浓度随反应时间t变化如下图。

导致溶液中Mn²⁺、SO₄^2－浓度变化产生明显差异的原因是             。
（2）制备高纯MnCO₃固体：已知MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH=7.7。请补充由（1）制得的MnSO₄溶液制备高纯MnCO₃的操作步骤[实验中可选用的试剂：Ca(OH)₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH]。
①边搅拌边加入        ，并控制溶液pH        ；
②                          ；
③检验SO₄^2-是否被洗涤干净；（实验操作：                       ）
④用少量C₂H₅OH洗涤；
⑤                          。

某校化学课外小组用硫酸铁废液（含少量硫酸铜和稀硫酸），制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验。制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：

请根据题目要求回答下列问题：
（1）A的化学式为                  。
（2）趁热过滤的目的是                  。
（3）结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是                  。
（4）实验室利用硫酸亚铁铵溶液[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]和草酸溶液反应生成草酸亚铁，草酸亚铁晶体（相对分子质量180）受热易分解，某课外小组设计如图的实验装置来检验其分解产物。

①该装置中最不合理的部分           （填字母），原因是                   。
②改用正确装置开始实验，B处变蓝，说明草酸亚铁晶体中有           ；C处有白色沉淀，E处黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生            （填化学式）。

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，过程如下：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。
A．品红溶液         B．紫色石蕊溶液    C．酸性KMnO₄溶液      D．溴水
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的离子方程式为：________。
（3）过程③中，需加入的物质是________。
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架、泥三角，还需要的仪器有___________。
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填选项序号)。
A．稀硫酸             B．CaCO₃                     C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70～80℃，目的是___________。
（7）实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。①用分析天平称取2.800 g样品；②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥、称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO₄)]_n，则该聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)。

实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图，相关物质的沸点见附表)。其实验步骤为：

附表 相关物质的沸点(101 kPa)

物质	沸点/℃	物质	沸点/℃
溴	58.8	1,2­二氯乙烷	83.5
苯甲醛	179	间溴苯甲醛	229

步骤1：将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl₃、1,2­二氯乙烷和苯甲醛充分混合后，升温至60 ℃，缓慢滴加经浓H₂SO₄干燥过的液溴，保温反应一段时间，冷却。
步骤2：将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中，搅拌、静置、分液。有机相用10% NaHCO₃溶液洗涤。
步骤3：经洗涤的有机相加入适量无水MgSO₄固体，放置一段时间后过滤。
步骤4：减压蒸馏有机相，收集相应馏分。
（1）实验装置中冷凝管的主要作用是________，锥形瓶中的溶液应为________。
（2）步骤1所加入的物质中，有一种物质是催化剂，其化学式为____________。
（3）步骤2中用10% NaHCO₃溶液洗涤有机相，是为了除去溶于有机相的____________(填化学式)。
（4）步骤3中加入无水MgSO₄固体的作用是___________________。
（5）步骤4中采用减压蒸馏（在蒸馏装置上连接真空泵，使系统内压降低，从而使液体化合物在较低温度下沸腾而被蒸出）技术，是为了防止____________。

己二酸是合成尼龙-66的主要原料之一。实验室合成己二酸的原理、有关数据及装置示意图如下：

物质	密度（g/cm^3）	熔点	沸点	溶解性
环己醇	0.962g/cm^3	25.9℃	160.8℃	20℃时水中溶解度为3.6g，可混溶于乙醇、苯
己二酸	1.360g/cm^3	152℃	337.5℃	在水中的溶解度：15℃时1.44g，25℃时2.3g，易溶于乙醇、不溶于苯

 

实验步骤如下：
I．在三口烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸（密度为l.3lg/cm³），再加入1～2粒沸石，滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。
II.水浴加热三口烧瓶至50℃左右，移去水浴，缓慢滴加5～6滴环己醇，摇动三口烧瓶，观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇，维持反应温度在60℃～65℃之间。
Ⅲ．当环己醇全部加入后，将混合物用80℃一90℃水浴加热约10min（注意控制温度），直至无红棕色气体生成为止。
Ⅳ，趁热将反应液倒入烧杯中，放入冰水浴中冷却，析出晶体后过滤、洗涤、干燥、称重。
请回答下列问题：
（1）本实验所用50%的硝酸物质的量浓度为__________。滴液漏斗的细支管a的作用是         。
（2）仪器b的名称为____             使用时要从________（填“上口”或“下口”）通入冷水。
（3）NaOH溶液的作用是__________，溶液上方倒扣的漏斗作用是                。
（4）向三口烧瓶中滴加环己醇时，反应温度迅速上升，为使反应温度不致过高，必要时可采取的措施是                     。
（5）进行该实验时要控制好环己醇的滴入速率，防止反应过于剧烈，否则可能造成较严重的后果，试列举两条可能的后果：            。
（6）为了除去可能的杂质和减少产品损失，可分别用__________和____________洗涤晶体。

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：
（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为___       _____（填仪器接口的字母编号）
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；下一步操作是：_________（填序号）。

A．加热反应一段时间	B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞	D．停止加热，充分冷却

（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH₂生成。
①写出CaH₂与水反应的化学方程式______    ___________
②该同学的判断不正确，原因是______             ___________（用化学方程式表示）
（4）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是____________。

三氯化碘(ICl₃)在药物合成中用途非常广泛，其熔点33℃，沸点：73℃。实验室可用如图装置制取ICl₃。

（1）仪器a 的名称是_____。
（2）制备氯气选用的药品为漂白精固体[主要成分为Ca(ClO)₂]和浓盐酸，相关反应的化学方程式为_____________。
（3）装置B可用于除杂，也是安全瓶，能监侧实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：________。
（4）试剂X为___________
（5）氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应．则装置D适宜的加热方式为__________。