高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

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：

（1）写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式：____        。实验室用37%的盐配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的__________。
a．烧杯    b．容量瓶    c．滴定管    d．玻璃棒
（2）下图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀一溶解图

①滤渣I中含         (填化学式)。再加入NaOH调节pH =12.5可除去_____________(填离子符号)。
②加入H₂C₂0₄应避免过量的原因是_____________。
（3）25℃，H₂C₂0₄和HF两种酸的电离平衡常数如下：

①HC₂O₄^-的电离平衡常数表达式K_a2=________。
②H₂C₂O₄溶液和NaF溶液反应的离子方程式为__________

FeSO₄.7H₂O俗称“绿矾”，是一种蓝绿色晶体。某课外活动小组同学在实验室发现一瓶绿矾已部分变质，拟用该试剂为原料，重新制取FeSO₄.7H₂O晶体，并测定其纯度。
【查阅资料】
①绿矾化学性质常不稳定，在潮湿空气中逐渐氧化变质，久置的绿矾溶液逐渐变为黄色，并出现棕黄色浑浊；
②硫酸亚铁的溶解度随温度升高而增大。
【制备晶体】
①取一定量已变质的“绿矾”于烧杯中，加适量水，搅拌，得到棕黄色悬浊液。
②加入一定量稀H₂SO₄和过量铁屑，在60℃左右水浴中加热，充分反应，待溶液完全变为浅绿色为止。
③趁热过滤，并用少量热水洗涤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶。
④待结晶完毕后，过滤出晶体，用少量冰水洗涤，再用滤纸吸干水分，最后放人广口瓶中密闭保存。
请回答下列问题：
（1）完成久置绿矾溶液在空气中变质反应的离子方程式：

（2）实验步骤②中加入稀硫酸的目的是_____________
（3）实验步骤③中趁热过滤目的是_____________
（4）实验中两次用到过滤操作，完成该操作的玻璃仪器有烧杯、          。
【测定纯度】
有同学认为，制备过程中可能有少量Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，导致产品不纯。他们设计了如下方案测定产品的纯度。

请回答下列问题：
限选试剂：NaOH溶液、KSCN溶液、H₂O₂溶液、苯酚稀溶液、K₃[Fe(CN)₆]溶液、BaCl₂溶液
（5）检验产品中是否含有Fe³⁺的无机试剂最好是：_____________。
（6）试剂X是：_____________。
（7）产品中FeSO₄.7H₂O(摩尔质量为278 g/mol)的含量为：_____________(用质量分数表示)。

实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂·2H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。

A．CaO

B．CaCO3

C．NH3·H2O

D．Ba(OH)2

（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。
（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________；
③装置D的作用为______________________。
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO₃沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO₃的质量分数为__________________。

某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。
方案①：2.7 g AlX溶液Al(OH)₃沉淀
方案②：2.7 g AlY溶液Al(OH)₃沉淀
NaOH和HCl的浓度均是3 mol/L，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH和HCl时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法不正确的是

A．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液

B．在O点时两方案中所得溶液浓度相等

C．方案②中对应的O点HCl恰好反应完

D．X溶液显酸性，Y溶液显碱性

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             。
②AgNO₃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

某同学设计了如图所示装置（夹持仪器省略）进行系列实验，实验时将药品A逐滴加入到固体B中，请根据下列实验回答问题：

（1）若A为水，B为过氧化钠，C中盛有稀硫酸和FeCl₂混合溶液，旋开  活塞E后，C中溶液颜色变化为                     ，烧瓶中发生反应的化学方程式为                      。
（2）若A为盐酸、B为大理石(主要成分为CaCO₃粉末)、C中盛有水玻璃，则小试管中的现象是           ，固体的主要成分为(写化学式)_________________。
（3）利用上述装置可以验证SO₂的性质, 若A为浓硫酸，B为亚硫酸钠粉末，那么C中盛有          溶液时可验证其具有漂白性；而C中盛有               溶液时可验证其具有还原性（各填一种物质名称）。

X、Y、Z、W为电子数相同的分子或离子。X有5个原子核。通常状况下，W为无色液体。它们之间转化关系如图所示，请回答：

（1）实验室采用固件加热制取Z的化学方程式为：               。
（2）某化学小组同学模拟工业生产制取HNO₃，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。

①A中发生反应的化学方程式是                         。
②B中浓H₂SO₄的作用是                        。
（3）写出D装置中反应的化学方程式                             。
（4）向含有ag HNO₃的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应，铁粉全部溶解。已知，则被还原的HNO₃的质量为         g。

钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为                      ；为提高BaCO₃的酸浸率，可采取的措施为                          （任答一点）。
（2）配制TiCl₄溶液时，通常将TiCl₄溶于浓盐酸，目的是                   。
（3）加入H₂C₂O₄溶液时，发生反应的化学方程式           ；可循环使用的物质X是                    。
（4）煅烧得到BaTiO₃的同时，生成高温下的气体产物有CO、                 和               。

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解，易吸水，溶于水后与水反应生成碳酸氢铵和一水合氨：NH₂COONH₄+2H₂ONH₄HCO₃+NH₃·H₂O。可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的方程式：2NH₃（g）＋CO₂（g）NH₂COONH₄（s）ΔH＜0。
（1）如图所示装置制取氨气，你所选择的试剂是                。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因                           。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是                             。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是                （填写操作名称）。 为了得到干燥产品，应采取的方法是                （填写选项序号）。
a．常压加热烘干    b．高压加热烘干    c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

浓硫酸的作用：             、                 。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.1730g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.500 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为         。
[Mr（NH₂COONH₄）＝78，Mr（NH₄HCO₃）＝79，Mr（CaCO₃）＝100]

（用如下装置可以完成一系列实验（图中夹持装置已略去）。

请回答下列问题：
Ⅰ.若在装置A中选用浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO₂气体（根据需要可以加热），并通过装置B完成表中所设计实验，请填写表中空白：

B中棉花的位置	①	②	③	④
所蘸试剂	石蕊试液	品红溶液	淀粉和碘 水混合液	氢硫酸
现象	a__________	b__________	褪色	浅黄色
体现SO2的性质	c__________	d__________	e__________	f__________

Ⅱ.若在装置A中选用浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的四处棉花依次做如下处理：①包有某固体物质、②蘸有KI溶液、③蘸有石蕊溶液、④蘸有浓NaOH溶液。回答下列问题：
（1）P中所盛试剂为__________________。
（2）反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式__________________；①处包有的某固体物质可能是_____________。
a．MnO₂       b．KMnO₄       c．KCl         d．Cu
（3）在整个实验过程中，在③处能观察到的现象为__________________。
（4）反应较长时间后，②处棕黄色褪去，生成无色的IO₃^-，写出该反应的离子方程式：_______________。
（5）Ⅰ. Ⅱ两实验中尾气均可采用_________溶液吸收。（填化学式）

Ⅰ．实验室常见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B装置制取氨气其化学反应方程式为______________。
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是________(填序号，下同)。
①密度    ②颜色    ③溶解性   ④热稳定性  ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可以是下列气体中的__________。
①CO₂    ②NO     ③Cl₂    ④H₂    ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是____________________。
Ⅱ．某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。
（1）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为____________，试写出X的化学式_______________________。
（2）氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mL c_l mol·L^－1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol·L^－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
①装置中安全管的作用原理是_______________________。
②样品中氨的质量分数表达式为_____________________。

三氯化硼（BCl₃）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B₂H₆），也可做有机合成的催化剂。某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl₃。
已知：①BCl₃的沸点为12.5℃，熔点为－107.3℃；②2B+6HCl 2BCl₃↑+3H₂↑③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的离子方程式为                     。
（2）按气流方向连接各装置的连接顺序为A→              →F(装置可重复使用)，实验时应先点燃          处酒精灯（填“A” 或“B”）。
（3）装置E的两个作用是            、               。实验中若不用装置C，可能产生的危险是                    。
（4）装置D的作用是                     。
（5）BCl₃遇水产生大量的白雾，同时生成硼酸（H₃BO₃），其反应的化学方程式为__________。
（6）设计实验方案验证所得的产品中是否含有硼粉：                   。

某化学实验小组利用图所有仪器连接而成制备氮化镁，并探究其实验式。

（1）装置A中反应的化学方程式为__________________________。
（2）按气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：a→（  ）（  ）→（  ）（  ）→（  ）(    ) →(   )  (    ) →j。
（3）装置E的作用是___________________。
（4）能否将C与D的位置对调并说明理由________________________。
（5）反应过程中，装置F中的末端导管必须始终插入水中，目的是______________________。
（6）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，写出实验操作及现象_____________________。
（7）数据记录如下：

空硬质玻璃管质量	硬质玻璃管与镁的质量	硬质玻璃管与产物的质量
142.312g	142.480g	142.550g

①计算得到实验式Mg_xN₂，其中x=_________________；
②若没有装置D，请比较x与3的大小，并给出判断依据__________________。

Na₂S₂O₄俗称保险粉，大量用于漂白纸张和印染工业。某学习小组用下列方法制备该物质。
①把甲酸(HCOOH)溶于甲醇溶液，再和足量的NaOH溶液混合配成溶液；
②制取SO₂并通入上述溶液中，一段时间后可获得保险粉。
(已知：Na₂S₂O₄在水中溶解度较大，在甲醇中溶解度较小)装置如图所示

（1）A装置中的分液漏斗改为______(仪器名称)更合适，D中盛放的试剂为_______________。
（2）B装置的作用为___________________________；
（3）C装置的主要仪器名称为________，仪器内发生的化学反应方程式为____________________。
（4）分离C装置中产品时就选用下列装置______(填甲、乙、丙、丁，下同)，回收乙醇的装置为_____。

（5）Na₂S₂O₄在碱性环境中除去废水中的CrO₄^2-及+4价S的化合物，反应的离子方程式为_________。

非金属元素及其化合物在工农业生产中应用非常广泛。请回答以下问题：
I．氯及其化合物
ClO₂与Cl₂的氧化性相近。在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛，某兴趣小组通过如下图所示，对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

（1）A中发生反应的化学方程式：                               。
（2）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是                                  。
（3）已知在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，该反应的离子方程式为                            ，在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是                                 。
II．硫及其化合物：
（1）选择以下装置，通过实验现象依次完成以下验证：SO₂具有酸性、氧化性、还原性、漂白性。其仪器的连接顺序为                                 。

（2）利用下图装置能证明SO₂不与BaCl₂溶液反应，通入X气体可排除干扰达到实验目的是

A CO₂        B NH₃         C O₃         D N₂        E NO₂
C发生的离子方程式                                     。
（3）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

按上述方案实验，当消耗标准I₂溶液25.00 mL时，滴定完毕，滴定终点的标志           ，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为                g·L^－1。