高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

已知磺酰氯(SO₂Cl₂)是一种有机氯化物，也是锂电池正极活性物质，SO₂Cl₂是一种无色液体，熔点—54.1 ℃，沸点69.1 ℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。磺酰氯(SO₂Cl₂)的制备方法及装置图如下：SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂C1₂(g) H＜0，

（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是                  。
（2）仪器D的名称是             ，仪器C的作用除了吸收氯气和二氧化硫，还具有           作用。
（3）戊是贮气装置，则E中的溶液是             ；若缺少装置乙和丁，则产物变质，发生反应的化学方程式是                          
（4）反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是         。
（5）有关该实验叙述正确的是
a、X、Y最好的席间组合是铜片和浓硫酸
b、活性炭的作用是作催化剂
c、冷凝管B也可以用作蒸馏
（6）GET公司开发的Li-SO₂Cl₂军用电池，其示意图如图所示，已知电池反应为：，则电池工作时，正极的电极反应式为是                          

某同学查阅资料后设计了一条1-丁醇的合成路线：

（1）利用图一装置可制备CO、丙烯等原料气体。①装置中e的名称是            ；
②a的作用                           ；
（2）实验室常用浓硫酸与甲酸作用来制备CO。写出对应的化学方程式：                 。
（3）制CO时，伴随的副产物还有少量S0₂、C0₂气体，某同学设计用图二装置进行检验。
①E₁的作用是：               ；E₃的作用是：              ；
②判断产物中有CO₂的现象是
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是

A．高温、常压、催化剂	B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂	D．适当的温度、高压、催化剂

（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1一丁醇粗品，为提纯1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHS0₃（饱和）→RCH(OH)S0₃Na ↓；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2为                ，操作3为             

明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O＋3S2K₂SO₄＋2Al₂O₃＋9SO₂↑＋48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是                       。
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是                           。
（3）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，该电池反应的化学方程式是                           。

实验室以苯、乙醛为原料，AlCl₃为催化剂制备1，1–二苯乙烷，其反应原理为：

已知：AlCl₃固体遇水会发生较强烈水解。
I．制取装置如右图所示。

（1）该反应需控制反应温度为20℃。控制20℃的方法是          ；该反应不高于20℃的可能原因是：         。
（2）仪器a的作用是                ；装置c的作用是吸收HCl，写出产生HCl的化学方程式            ；装置b的作用是                 。
Ⅱ．实验结束后，将三口烧瓶中的混合物倒入冷稀盐酸中，用分液漏斗分离出有机层，依次用水、2％碳酸钠溶液、水洗涤，洗涤后加入少量无水硫酸镁固体，过滤、蒸馏，得到1，1–二苯乙烷。
（1）分液漏斗中，产品在     (填“上”或“下”)层；洗涤操作中，第二次水洗的目的是            ；无水硫酸镁也可用物质                代替。
（2）蒸馏提纯时，下列装置中会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是           (选填编号)。

（3）三口烧瓶中加入120mL苯(密度0．88g/mL)、19g A1C1₃和3．7g乙醛，20℃时充分反应，制得纯净的1，1–二苯乙烷7．8g。该实验的产率约为            。

下图是实验室制取Cl₂并以Cl₂为原料进行特定反应的实验：

（1）A为氯气发生装置，写出反应的化学方程式________________________。
（2）实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl₂通过C瓶后进入D，D装置内盛有碳粉，发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl，写出D装置中反应的化学方程式              _____；装置C的作用是          。
（3）E处石蕊试液的现象是_______________；
（4）若将E处溶液改为石灰水，反应过程的现象是_____________________________。
A．有白色沉淀生成     B．无白色沉淀生成   C．先生成白色沉淀，然后沉淀消失
（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此时B中的现象是________________，B的作用是________________。

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76．5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。
回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是_______ 。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。在装置中，仪器b的作用是___________ ；仪器c的名称是 ，其作用是___________ 。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是_________ 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是______ (填标号)。
A 分液漏斗 B 漏斗 C 烧杯 D 直形冷凝管 E 玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是________________ ，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是_________ 。
（4）用CuCl₂• 2H₂O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)₂沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是______________ 。
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)₂搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是_____________________ 。

在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如下图：

（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）：E接       ；       接       ；        接       ；
       接        。
（2）装置中，饱和食盐水的作用是                             ；NaOH溶液的作用是                           。
（3）化学实验中常用湿润的淀粉—KI试纸检验是否有Cl₂产生。如果有Cl₂产生，可观察到                   ，
（4）写出下列化学反应的方程式：
①气体发生装置中进行的反应：                                                      
②NaOH溶液中发生的反应：                                                                 
（5）KMnO₄的氧化性比MnO₂强得多，实验室可以用KMnO₄固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：
2KMnO₄+16HCl (浓)= 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
①请用“双线桥”标出电子转移的方向和数目：
2KMnO₄+16HCl (浓)= 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
②该反应中被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比是               ，如果将20ml 12mol·L^－1的浓盐酸与足量KMnO₄充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将                    。

A．≥1.68L

B．＞1.68L

C．≤1.68L

D．＜1.68L

二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
（1）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO₂，还生成CO₂和KHSO₄等物质。写出该反应的化学方程式      。
（2）实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO₂：
①电解时发生反应的化学方程式为                         。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是       (填标号)。
a．水 b．碱石灰C．浓硫酸 d．饱和食盐水
（3）用下图装置可以测定混合气中ClO₂的含量：

Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I₂+2S₂O₃^2-＝2I^－+S₄O₆^2－)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为                       。
②玻璃液封装置的作用是               。
③V中滴定至终点的现象是              。
④测得混合气中ClO₂的质量为           g.。

下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若锥形瓶中盛装Na₂O₂固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞：
① 锥形瓶内产生的气体主要有（写化学式）                 。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是（填字母）（  ）→（  ）→（  ）→E 
③试管B中的现象为             ，反应方程式为                       。
（2）若锥形瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO₄粉末。
①此实验的目的是                                             ，
D装置的作用是                                             。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                     。（写出一种即可）
③加热前必须进行的操作是                                    。

某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃，不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O) ，设计了如下流程：

下列说法不正确的是 (  )

A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al^3+转化为Al(OH)3，进入固体2

C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解

D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[]是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）若A为H₂O(g)，写出反应方程式___________________________；
（2）若B为NaClO₃与稀硫酸，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式(还原产物为Cl^-)_________________；
（3）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾(K₂FeO₄)的化学方程式，并配平：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH→□ ________ +□KNO₂+□ ______
（4）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用0.1000mol・L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂； I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₄^2-
①滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象__________________________；
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为__________ g・L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

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________________。

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______________。

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__________________________。

实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：

存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据列如下表：

实验步骤如下：
取100mL烧杯，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中。把18 mL（15．84 g）苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5％NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl₂颗粒，静置片刻，弃去CaCl₂，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。
回答下列问题：
（1）装置B的名称是___________。装置C的作用是_____________。
（2）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：________________。
（3）为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是______________________。
（4）在洗涤操作中，第二次水洗的作用是__________________________。
（5）在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是_______________________。
（6）本实验所得到的硝基苯产率是______________________。