高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

(碱式氧化镍 (Ni00H)可用作镍氢电池的正极材料。以含镍（Ni2+ )废液为原料生产 Ni00H的一种工艺流程如下：

（1）加入Na₂C0₃溶液时，证明Ni2+已经完全沉淀的实验方法是      ，过滤时需用到的玻璃仪器有烧杯、    。
（2）写出碳酸镍与稀硫酸反应的离子方程式 :                    。
（3）硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂C0ni^(1-n) Fe₂0⁴。
如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中w值变化的曲线，由图分析可知Co²⁺、Ni²⁺两种离子中催化效果更好的是              。

（4）写出在空气中加热Ni（0H)₂NK0H)制取Ni00H的化学方程式：        。

乳酸亚铁（[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O，M=288g/mol）是一种常用的补铁剂，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得：
CH₃CH(OH)COOH+FeCO₃+2H₂O→[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O+CO₂↑。
已知FeCO₃易被氧化：4FeCO₃+6H₂O+O₂=4Fe(OH)₃+4CO₂
某兴趣小组用FeCl₂(用铁粉和稀盐酸制得)和NH₄HCO₃制备FeCO₃的装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）稀盐酸盛放在装置          中(填字母，下同)，NH₄HCO₃盛放在装置            中。
（2）装置C中涉及的主要反应的离子方程式                                       ；
将生成的FeCl₂溶液和NH₄HCO₃溶液混合时的操作是                             。
（3）将制得的FeCO₃加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌发生反应。铁粉
的作用是                                                            ；
反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是                             。
（4）该兴趣小组用KMnO₄法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现
产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是                                   。

氢化钙（CaH₂）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂，某化学小组的同学在老师的指导下制备氢化钙。
【查阅资料】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得。
氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，并放出大量的热。
标准状况下氢气的密度为0.09g/L。
【进行实验】小组同学设计的制取装置如下图所示（固定装置略）。

回答下列问题：
（1）写出A中发生反应的化学方程式             。
（2）B、D中所盛试剂相同，该试剂为      ，其作用分别是      、     。
（3）实验时先打开A中活塞，一段时间后，再点燃C中酒精灯，其目的是            。
（4）装置C中制取氢化钙的化学方程式是           。
【实验反思】小组同学通过反思提出问题：上述制得的氢化钙是否纯净？
他们再次设计实验进行检验，实验步骤如下：
步骤1：检查装置气密性，装入足量的水和已称好质量的氢化钙样品，按图所示连接仪器（固定装置略）．

步骤2：将Y形管倾斜，使A中的水全部进入B中，完全反应后，冷却至室温，读取量筒读数．
通过上述实验可分析出制得的氢化钙是否纯净，其依据是______．

实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁，该化合物是棕红色，易潮解，100℃左右时升华。下图是两个学生设计的实验装置，左边的反应装置相同，而右边的产品收集装置则不同，分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。试回答：

（1）B中反应的化学方程式为：                            。
（2）D中的反应开始前，需排除装置中的空气，应采取的方法是：_______________。
（3）D中反应化学方程式为：                              。
（4）装置(Ⅰ)的主要缺点是：                               。
（5）装置(Ⅱ)的主要缺点是：                               。如果选用此装置来完成实验，则必须采取的改进措施是：                  。
（6）在A,B的装置中，反应一段时间后液体不能顺利流出，应如何改进            
（7）在制得的无水三氯化铁含有氯化亚铁，应如何改进                    

实验室可利用硫酸厂炉渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁和绿矾（FeSO₄•7H₂O），聚铁的化学式为[Fe₂(OH)_n(SO₄)_3﹣0.5n]_m，制备过程如图所示：下列说法不正确的是

A．炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为：4FeS+3O2+12H^+═4Fe^3++4S↓+6H2O

B．气体M的成分是SO2，通入双氧水得到硫酸，可循环使用

C．溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏大

D．向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤得到绿矾

实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理是先用乙醇制备出乙烯，再将乙烯通入溴水中发生如下反应：。可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如图所示。回答下列问题：
（1）写出装置A中制备乙烯的化学方程式                        ；
（2）实验开始要尽可能快地把反应温度提高到170℃，其最主要目的是____(填正确选项前的字母)；
A．引发反应    B．加快反应速度     C．防止乙醇挥发    D．减少副产物乙醚生成
（3）在装置C中应加入_____ (填正确选项前的字母)，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体；
A．水    B．浓硫酸       C．氢氧化钠溶液      D．饱和碳酸氢钠溶液
（4）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在________层(填“上”、“下”)；
（5）若产物中有少量未反应的Br₂，最好用_________洗涤除去 (填正确选项前的字母)。
A．水    B．氢氧化钠溶液    C．碘化钠溶液    D．乙醇
（6）装置B的作用有两个，分别是检查实验进行时试管D是否发生堵塞和_____________。

三氯化碘（ICl₃ ，I的化合价为+3价）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）试剂X、Y分别是：       、         。装置E的作用是：                        。
（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，能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象：                                          。
（4）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                 。
（5）某同学欲测定ICl₃样品中ICl₃的纯度，他准确称取ICl₃样品10.0g于烧杯中，加入适量水和过量KI晶体，充分反应：ICl₃+3KI=2I₂+3KCl（样品中杂质不反应）。将所得溶液配置成100mL待测液。取25.00mL待测液，用2.0mol/L的Na₂S₂O₃标准液滴定（I₂+2 S₂O₃^2-_-=2I-+S₄O₆^2-）,以淀粉溶液作指示剂，达到终点时的现象为：                                。重复滴定3次，测得消耗Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00mL。该样品中ICl₃的质量分数为：            。(ICl₃相对分子质量为233.5)

KI在食品、医药领域有广泛用途。某科研小组利用碘废弃液（主要含I₂、I^－）制备KI，流程如下：

已知：I₂＋2S₂O₃^2-==S₄O₆^2-＋2I^－
（1）加入胆矾的作用                            。
（2）为制得KI晶体粗产品，滤液后续操作步骤是                           。
（3）用沉淀滴定法测定样品中KI含量的实验步骤如下：
a.称取3.000 g样品，溶解，配制成250 mL溶液
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中
c.用0.1000 mol•L^－1AgNO₃标准溶液滴定至终点，记录消耗AgNO₃标准溶液的体积
d.重复b、c操作2～3次，平均消耗AgNO₃标准溶液16.50 mL
①配制250mL样品溶液时，所需的仪器除烧杯、玻璃棒之外，还缺少的玻璃仪器是             。AgNO₃标准溶液在使用之前通常要重新标定，原因是                      ；本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是______（填编号）。

③该样品中KI的质量百分数为          。
④下列因素会导致KI含量的测定结果偏高的是        。

A．配制样品溶液定容时仰视

B．锥形瓶未干燥

C．滴定管未用AgNO3标准溶液润洗

D．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

最常见的塑化剂邻苯二甲酸二丁酯可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得，反应的化学方程式及装置图(部分装置省略）如图：


已知：正丁醇沸点118℃，纯邻苯二甲酸二丁酯是无色透明、具有芳香气味的油状液体，沸点340℃，酸性条件下，温度超过180℃时易发生分解。
由邻苯二甲酸酐、正丁醇制备邻苯二甲酸二丁酯实验操作流程如下：
① 向三颈烧瓶内加入30g（0.2mL）邻苯二甲酸酐，22g正丁醇以及少量浓硫酸。
② 搅拌，升温至105℃，持续搅拌反应2小时，保温至反应结束。
③ 冷却至室温，将反应混合物倒出，通过工艺流程中的操作X，得到粗产品。
④ 粗产品用无水硫酸镁处理至澄清→取清液（粗酯）→圆底烧瓶→减压蒸馏，经过处理得到产品20.85g。
请回答以下问题：
（1）步骤②中不断从分水器下部分分离出产物水的目的是      。判断反应已结束的方法是       。
（2）上述实验可能生成的副产物的结构简式为        （填一种即可）
（3）操作X中，应先用5%碳酸钠溶液洗涤粗产品，纯碱溶液浓度不宜过高，更不能使用氢氧化钠；若使用氢氧化钠溶液，对产物有什么影响？（用化学方程式表示）      。
（4）操作X中，分离出产物的操作中必须使用的主要玻璃仪器有      。
（5）粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是      。
（6）本实验中，邻苯二甲酸二丁酯（式量是278）的产率为         。

毒重石的主要成分BaCO₃（含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺等杂质），实验室利用毒重石制备BaCl₂∙2H₂O的流程如下：

	Ca^2+	Mg^2+	Fe^3+
开始沉淀的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀的pH	13.9	11.1	3.2

已知：Ksp（BaC₂O₄）= 1.6×10^–7，Ksp（CaC₂O₄）= 2.3×10^–9
（1）实验室用37%的盐酸配制1mol/L盐酸，除烧杯外，还需要使用下列玻璃仪器中的：______________。
a．容量瓶   b．量筒   c．玻璃棒   d．滴定管
为了加快毒重石的酸浸速率，可以采取的措施有：_______________________。（至少两条）
（2）加入氨水调节溶液pH=8的目的是：________________________________。滤渣Ⅱ中含__________（填化学式）。加入H₂C₂O₄时应避免过量，原因是：_____________________________。
（3）操作Ⅳ的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、____________。
（4）利用间接酸碱滴定法可测定Ba²⁺的含量，实验分两步进行。
已知：2CrO₄^2—+2H⁺=Cr₂O₇^2—+H₂O     Ba²⁺+CrO₄^2—=BaCrO₄↓
步骤Ⅰ 移取x mL一定浓度的Na₂CrO₄溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L^－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V₀ mL。
步骤Ⅱ：移取y mL BaCl₂溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na₂CrO₄溶液，待Ba²⁺完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L^－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V₁ mL。
氯化钡溶液浓度为______________________ mol·L^－1(用含字母的式子表示)。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则Ba²⁺浓度的测量值将___________（填“偏大”或“偏小”）。

高锰酸钾是中学化学常用的试剂。工业上用软锰矿制备高锰酸钾流程如下：

（1）铋酸钠（NaBiO₃，不溶于水）用于定性检验酸性溶液中Mn²⁺的存在（铋的还原产物为Bi³⁺），Mn的氧化产物为+7价，写出反应的离子方程式               。
（2）KMnO₄稀溶液是一种常用的消毒剂。其消毒原理与下列物质相同的是  （填代号）。
a．84消毒液（NaClO溶液）   b．双氧水   c．苯酚    d．75%酒精
（3）上述流程中可以循环使用的物质有       、       （写化学式）。
（4）理论上（若不考虑物质循环与制备过程中的损失）1 mol MnO₂可制得           mol KMnO₄。
（5）该生产中需要纯净的CO₂气体。写出实验室制取CO₂的化学方程式                    ，所需气体发生装置可以是       （选填代号）。

（6）操作Ⅰ的名称是         ；操作Ⅱ根据KMnO₄和K₂CO₃两物质在          （填性质）上的差异，采用                           （填操作步骤）、趁热过滤得到KMnO₄。

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持及加热仪器已略）。

（1）制备氯气选用的药品为二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为：              。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是              。
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入            。

	a	b	c	d
Ⅰ	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
Ⅱ	碱石灰	无水CaCl2	浓硫酸	无水CaCl2
Ⅲ	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为         色，打开D装置中活塞，将D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是         。经认真考虑，有同学提出该实验方案仍有不足，请说明其中不足的原因是         。
（5）装置F中用足量NaOH溶液吸收剩余的氯气，试写出相应的化学方程式：                。

某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂CH₃CH₂CH₂CHO CH₃CH₂CH₂CH₂OH
CO的制备原理：HCOOH CO↑+H₂O，并设计出原料气的制备装置如下：

请填写下列空白：
（1）实验室现有稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2-丙醇，从中选择合适的试剂制备丙烯。写出化学方程式：                          。
（2）若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是            、            ；
c和d中盛装的试剂分别是             ，               。
（3）制丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是             _（填序号）
①饱和Na₂SO₃溶液  ②酸性KMnO₄溶液  ③石灰水  ④无水CuSO₄  ⑤品红溶液
（4）正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品，为纯化1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R—CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH（OH）SO₃Na↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为_________，操作1、操作2为、操作3分别为_____________________。

亚硝酸钠被称为工业盐，不能用作食品工业，但在漂白、电镀等方面应用广泛。现以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示（部分夹持装置略）。

已知：室温下，①2NO+Na₂O₂ ＝ 2NaNO₂
②3NaNO₂+3HCl=3NaCl+HNO₃+2NO↑+H₂O；
③酸性条件下，NO或NO₂^–都能与MnO₄^–反应生成NO₃^–和Mn²⁺
完成下列填空：
（1）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式                       。
（2）B中观察到的主要现象是有无色气体产生和            ，D装置的作用是                 。
（3）检验C中产物有亚硝酸钠的方法是                      。
（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置，则该装置中盛放的药品名称           。
（5）将7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要木炭         g。

亚硝酸钠常用作食品防腐剂。现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸的反应及生成气体产物的成分。
已知：①NO＋NO₂＋2OH^－===2NO₂^-＋H₂O
②气体液化的温度：NO₂：21℃、NO:－152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（按左→右连接）：
（2）组装好仪器后，接下来进行的操作是                       ．
（3）关闭弹簧夹K₁，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体中含有NO，依据的现象是___________________。
②装置B的作用是____________________,装置E的作用是______________
（4）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的化学方程式为                。如果没有装置C，对实验结论造成的影响是_________________________。