高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

现有以下实验装置供实验时挑选使用。

（1）利用Cu和浓硝酸反应制备NO₂，用过氧化氢溶液和MnO₂制取O₂，根据反应原理应选用_______装置（填序号，从A、B、C中选取）。
（2）欲用石灰石和浓盐酸反应制取纯净干燥的CO₂气体，将你所选的仪器按气体由左向右方向连接，连接顺序为：        → G →       →       。用饱和碳酸氢钠溶液除去挥发出的HCl优于用水除HCl的原因是_____________________。
（3）某小组为了探究Ag与浓硝酸反应过程中可能产生NO，设计了一连接顺序为D→H→I→K的实验装置。
①反应开始前通入N₂的目的是______________________，
②反应结束，若H瓶中溶液体积为100mL，从中取出25.00mL溶液以酚酞作指示剂，用0.1000mol·L^—1NaOH溶液进行滴定，两次滴定用去NaOH溶液的体积分别为16.98mL和17.02mL，则该瓶中硝酸的物质的量浓度为_______________。若实验测得NO的体积为95.2mL（已折算成标准状况），请你通过数据说明Ag与浓硝酸反应过程中________（填“是”或“否”）有NO产生。
（4）某同学设计下列四种制备NH₃的方法，不合理的是_________（填序号）

实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热，图中省去了加热装置)：H₂SO₄(浓)＋NaBr  NaHSO₄＋HBr↑，CH₃CH₂OH＋HBrCH₃CH₂Br＋H₂O。有关数据见下表：

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色液体	无色液体	深红色液体
密度/(g·cm^－3)	0.79	1.44	3.1
沸点/℃	78.5	38.4	59

 

（1）A装置的名称是              。
（2）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为                         。
（3）给A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，均会使Ｃ中收集到的粗产品呈橙色，原因是Ａ中发生了副反应，写出此反应的化学方程式                      。
（4）给A加热的目的是                  ，F接橡皮管导入稀NaOH溶液，其目的主要是               。
（5）图中C中的导管E的末端须在水面以下，其目的是                      。
（6）为了除去产品中的主要杂质，最好选择下列__（选填序号）溶液来洗涤所得粗产品
A．氢氧化钠 　   B．碘化钾 　  C．亚硫酸钠 　  D．碳酸氢钠
（7）粗产品用上述溶液洗涤、分液后，再经过蒸馏水洗涤、分液，然后加入少量的无水硫酸镁固体，静置片刻后过滤，再将所得滤液进行蒸馏，收集到的馏分约10.0 g。
①在上述提纯过程中每次分液时产品均从分液漏斗的_____________(上口或下口)取得。
②从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是______________。

无水三氯化铁易升华，有强烈的吸水性，是一种用途比较广泛的盐。
（1）实验室中可将FeCl₃溶液          、        、过滤、洗涤干燥得FeCl₃·6H₂O；再         ，得到无水FeCl₃。
（2）利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O]的实验流程如下图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为            。
②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是                 ；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe^3＋的方法是                       。
③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是             。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于右图所示仪器      (填“甲”或“乙”)中；下列情况会造成实验测得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O含量偏低的是             。

a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数

实验室用粗锌(含铅等杂质)与过量的稀硫酸反应制氢气的废液制备硫酸锌晶体，其流程如下：
 
已知ZnSO₄的溶解度如下表所示：

温度/℃	0	10	20	30	40	60	80	100
溶解度/g	41.6	47.5	53.8	61.3	70.5	75.4	71.1	60.5

（1）实验过程中多次用到如右图所示的过滤装置，仪器a的名称为                    。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分为                    。X的化学式为                    。
（3）溶解过程中加入的稀硫酸的作用是                     。
（4）结晶的操作为              。
（5）用酒精进行洗涤的原因是             。

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是                 ，该工艺中“搅拌”的作用是            。
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为             ，在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂的作用是                。（用化学方程式表示）
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下的原因是             。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。(填写字母)
A．氯水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO₄溶液

亚硫酸钠和硫粉通过化合反应可制得硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)。
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在。有关物质的溶解度随温度变化曲线如右下图所示。某研究小组设计了制备Na₂S₂O₃·5H₂O的如下装置图 。
     
部分操作步骤如下：
①打开K1，关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热。
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。
当C中溶液的pH接近7时，即停止C中的反应，停止加热
③过滤C中的混合液，并将滤液进行处理，得到产品。
31．步骤①中，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是            。
32．步骤②中，“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是            。“停止C中的反应”的操作是            。
33．步骤③中，“过滤”用到的玻璃仪器是烧杯、            、           (填仪器名称)。将滤液进行处理过程是将滤液经过           、              、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
依据反应2S₂O₃^2－ + I₂ → S₄O₆^2－   + 2I^－，可用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10mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050 mol/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	4
溶液的体积/mL	10.00	10.00	10.00	10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL	19.99	19.98	17.13	20.03

34．判断达到滴定终点的现象是            。
35．Na₂S₂O₃·5H₂O在产品中的质量分数是                。(计算结果请用百分数表示并保留1位小数)(Na₂S₂O₃·5H₂O的式量为248)

目前，世界上生产的镁有60%来自海水，其生产流程图如下

（1）贝壳的主要化学成分为          （写化学式）；
（2）写出反应②的离子方程式：                           
（3）写出Mg与CO₂反应的化学方程式：                         
其中还原刘是          

甲酸钠广泛用作催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，还可用于生产保险粉、草酸和甲酸。用电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO₂、H₂S、N₂、CH₄等）其合成部分工艺流程如下：

（1）上述工艺用碱液洗涤的目的是           ，可能发生的反应有            （列举两例）。
（2）上述合成工艺中采用循环喷射吸收合成，其目的是         ；最后排空的尾气主要成分是                      。
（3） 合成时，得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，合成塔反应液中分离出HCOONa·2H₂O的主要步骤有          、          、          ，再经洗涤干燥得到。
（4） 甲酸钠高温时分解制取草酸钠的化学方程式为      。
（5） 在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体，可得到重要工业产品保险粉（Na₂S₂O₄）同时产生二氧化碳，该反应离子方程式为               。

环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：

物质	沸点(℃)	密度(g-cm^-3，20^0C)	溶解性
环己醇	161.1(97.8)*	0.9624	能溶于水
环己酮	155.6(95)*	0.9478	微溶于水
水	100.0	0.9982

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
（1）酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化环己醇反应的△H<0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55-60℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95-100℃的馏分，得到主要的含环己酮和水的混合物。
①酸性Na₂Cr₂O₇溶液的加料方式为                           。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是                         。
（2）环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：
a蒸馏，收集151-156℃的馏分；b 过滤；c 在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d 加入无水MgSO₄固体，除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是                     (填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需                。
③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是                               。
（3）利用红外光谱图，可确定环己酮分子含官能团名称

(每空2分，共10分)绿矾(FeSO₄·7H₂O)、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，反应原理为：
(NH₄)₂SO₄＋FeSO₄＋6H₂O===(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O↓。其流程可表示为：

（1）洗涤中Na₂CO₃的主要作用是_____________。
（2）结晶过程中需要加热蒸发溶剂，加热到_____________(填字母)时，停止加热，冷却结晶。

A．沸腾	B．液体表面出现晶膜
C．析出少量晶体	D．快蒸干，还有少量液体

（3）过滤是用下图装置进行，这种过滤跟普通过滤相比，过滤速度较快的原因是___。

（4）用无水乙醇洗涤的目的是①___________，②__________。

氯气是一种重要的化工原料，自来水消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用到氯气。
I．工业上通常采用电解法制氯气：观察下图，回答：

（1）若饱和食盐水中含有酚酞，通电后______(填a或b)侧先变红。
（2）电解反应的化学方程式为___________________________。
（3）漂白粉长期露置在空气中失效，请写出相关氧化还原反应的一条化学方程式____________________。
II．下图所示为常见气体的制备、除杂、性质验证和尾气处理等实验的仪器装置（加热设备及部分夹持固定装置已略去）。请根据要求完成下列各题。

（1）若实验室制取纯净、干燥的Cl₂，并进行检验其和铜的反应。所选装置的顺序依次为（从左向右）        ；
（2）写出A中反应的离子方程式并用双线桥法表示反应中电子转移的方向和数目_________________；若在标准状态下收集到2．24 L氯气，则被氧化的HCl的物质的量是____________mol。
（3）E管中现象___________________________；脱脂棉的作用是____________________。

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

为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO₄·7H₂O）和胆矾晶体。

请回答：
（1）写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：                         。
（2）试剂X是             。步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是               。
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO₂并将制得的气体通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为了避免固体C减少，可采取的改进措施是               。
（4）用固体F制备CuSO₄溶液，可设计以下三种途径：
   
写出途径①中反应的离子方程式                                ，请选出你认为的最佳途径           说明选择的理由                  。

苄叉二氯沸点206℃）是合成苯甲醛的中间体，实验室合成苄叉二氯的装置如图所示。
    
回答下列问题：
（1）实验室常用高锰酸钾与浓盐酸制取氯气，反应的离子方程式为________；
（2）图中装置A的作用是                   ；装置B的作用是____；装置D的作用是              ；
（3）仪器X的名称为     ，冷凝水从     (填“a”或“b”)口进入；装置C中甲苯与C1₂反应生成苄叉二氯的化学方程式为
（4）最后蒸馏收集204～208℃的馏分，蒸馏时用的冷凝管可选用右图中的              （填字母）。
（5）若实验前甲苯的质量为46 g，最后苄叉二氯的质量也是46 g，则该实验的产率为
（6）设计实验证明溶液m中含有ClO^-：

高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾，其部分流程如下：

（已知锰酸钾为墨绿色固体、高锰酸钾为紫黑色固体）
（1）在操作①和②中，MnO₂是该反应的                （“氧化剂”或“还原剂”）；第①步加热熔融时应选用的仪器是                 ：A. 铁坩埚   B. 瓷坩埚    C. 石英坩埚
（2）为提高第③步的浸出速率，可采取的措施有__________、___________（写出两项即可）。
（3）第④步通入适量CO₂，发生反应生成MnO₄^-和MnO₂和碳酸盐，则发生反应的离子方程式为                                       。
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，其原因是                       （用化学方程式表示）；所得晶体中可能含有的可溶性杂质的化学式为_______________。
（5）H₂O₂和KMnO₄都是常用的强氧化剂，若向H₂O₂溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，写出该反应的离子方程式：___________________________。