高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

乳酸亚铁{[CH₃CH(OH)COO]₂Fe}是一种很好的食品铁强化剂，易溶于水，吸收效果比无机铁好，可由乳酸与FeCO₃反应制得。
I．制备碳酸亚铁：装置如图所示。

（1）装置B发生反应的离子方程式为_______________________；B中可观察到的现象是铁粉逐渐溶解，_________________________。
（2）将B中生成的FeCl₂溶液压入装置C的操作是______________________。
Ⅱ．制备乳酸亚铁：
将制得的FeCO₃加入乳酸溶液中，加入少量铁粉，在75℃下搅拌使之充分反应，然后再加入适量乳酸。
（3）FeCO₃与乳酸[CH₃CH(OH)COOH]反应的离子方程式为_________________________。
（4）反应后加入适量乳酸的作用是________________。
（5）从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是______   _、过滤、洗涤、干燥。
（6）设计实验证明乳酸亚铁中含Fe²⁺ ____________________       _________。

硼镁矿属于硼酸盐，可用来制备硼酸（H₃BO₃）和MgO，方法如下：硼镁矿粉与(NH₄)₂SO₄溶液混合后加热，反应生成H₃BO₃晶体和MgSO₄溶液，同时放出NH₃；再向MgSO₄溶液中通入NH₃与CO₂，得到MgCO₃沉淀和滤液，沉淀经洗涤、煅烧后得MgO，滤液则循环使用。回答下列问题：
（1）与硅酸盐类似，硼酸盐结构也比较复杂，如硬硼钙石化学式为Ca₂B₆O₁₁·5H₂O，将其改写为氧化物的形式                              。
（2）上述制备过程中，检验沉淀洗涤是否完全的方法是                        。
（3）写出MgSO₄溶液中通入NH₃与CO₂反应的化学方程式                        。
（4）若准确称取1.68 g硼镁矿，完全反应后得H₃BO₃晶体1.24 g，MgO 0.8 g，计算该硼酸盐的组成。（写出计算过程）

硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O）俗名“大苏打”，又称“海波”。已知它易溶于水，难溶于乙醇，加热易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如下图：

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                        。
（2）装置B中通入SO₂反应生成Na₂S₂O₃和CO₂，其离子方程式为                     ，生成的硫代硫酸钠粗品可用              洗涤。
（3）装置C的作用是检验装置B中SO₂的吸收效率，C中试剂是              ，表明SO₂吸收效率低的实验现象是C中溶液                。为了使SO₂尽可能吸收完全，在不改变B中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是                    （写出一条）。
（4）本实验所用的Na₂CO₃中含少量NaOH，检验含有NaOH的实验方案为：                  （实验中供选用的试剂及仪器： CaCl₂溶液、Ca(OH)₂溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管。提示：室温时CaCO₃饱和溶液的pH＝9.5）

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na₂S₂O₅。
已知：① 装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为Na₂SO₃＋SO₂===Na₂S₂O₅。
② Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄。

（1） 装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________。
（2） 要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是          。
（3） 装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

（4） 检测Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是       ___________________。

（5）为了研究干燥的Cl₂与干燥SO₂反应及进行程度。用如图所示装置收集满干燥的Cl₂，再通入干燥SO₂，集气瓶中立即产生无色液体SO₂Cl₂，充分反应后，将液体和剩余气体分离。继续用NaOH溶液吸收分离出的气体，用足量稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是             ，由此可知反应后剩余气必然存在                气体，综合实验信息，请写出干燥的SO₂与Cl₂反应的化学方程式              。

某校化学兴趣小组为研究Cl₂的性质，设计如下图所示装置进行实验。装置III中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。

（1）实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式是                 。
（2）装置Ⅱ的作用是                    。
（3）实验过程中，装置IV中的实验现象为________________________；发生反应的化学方程式为                    。
（4）实验结束后，该组同学在装置III中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在上图装置     与      之间添加下图中的       装置(填序号)，该装置的作用是_______________。

（5）装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气，写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式               。

某同学预设计实验测定H₂在通常状况下的摩尔体积，设计如下实验步骤：①连接如图所示装置，并检查装置的气密性

②向a仪器中装入VmL稀盐酸，锥形瓶中加入锌粒，B中加入碱石灰；
③称取A装置和B仪器和药品的总质量，记为a g；
④采取措施使装置A中发生反应；
⑤反应停止后，测得在通常状况下收集的气体体积为b mL；
⑥再次称量A装置和B仪器得总质量（含内装物质），记为c g；
⑦处理数据等。
（1）写出A仪器中发生反应的化学方程式                 
（2）写出检查该装置气密性的方法                 
（3）A装置中仪器a的名称为            
（4）若拆除B仪器（其他仪器不变），      （填“会”或“不会”） 对本实验产生影响，理由是      
（5）根据上述数据，计算在通常状况下，H₂的摩尔体积V_m=        （用含a、b、c等字母的代数式表示）

化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。某化学兴趣小组对氯及其化合物进行探究。
（1）漂白精广泛用于饮用水消毒、医院环境消毒、游泳池消毒。资料查阅：随漂白精溶液酸性的增强，溶液会变为黄绿色。出现该现象的原因为_______________________（用离子方程式表示）。
（2）实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁.三氯化铁呈棕红色、易潮解,100℃左右时升华。某化学兴趣小组利用下列装置(有些装置可重复使用)设计实验制备并收集无水三氯化铁。

①仪器X的名称为__________________。
②制备三氯化铁的反应开始前，需排除装置中的空气，采取的方法是_________________。
③实验装置的连接顺序是a→___→___→___→___→___→___→___→___→___。
（3）设计实验证明FeC1₃的氧化性比I₂强：__________________。

在实验室里制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如下图所示的装置［Ⅰ］。并设想用［Ⅱ］或［Ⅲ］两种装置代替［Ⅰ］的b～c部分，以求达到同样的目的。

试回答：
（1） 若用［Ⅰ］制取氯气，b瓶加入的液体一般为  ______________。在选取试剂正确且适量的前题下，反应开始后，当关闭活塞K时，如若发现c中液面不明显上升，你分析可能的原因是                     ，检查的简单方法是                                      。
（2） 装置（Ⅰ）中b能防止多余气体逸散的原因是：                                           。
（3） 欲用［Ⅱ］或［Ⅲ］代替［Ⅰ］中的b～c部分(选用液体相同)，是否可行?说明理由。
［Ⅱ］是否可行(填“是”或“否”)           理由是：                                     。
［Ⅲ］是否可行(填“是”或“否”)           理由是：                                      。

Ⅰ.拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。

气体	a	b	c	d
C2H4	乙醇	浓H2SO4	NaOH溶液	浓H2SO4
Cl2	浓盐酸	MnO2	NaOH溶液	浓H2SO4
NH3	饱和NH4Cl溶液	消石灰	H2O	固体NaOH
NO	稀HNO3	铜屑	H2O	P2O5

（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是        。
（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
① 气体_____________，理由是____________________________ 。
② 气体_____________，理由是____________________________ 。
③ 气体_____________，理由是____________________________ 。
④ 气体_____________，理由是____________________________ 。
Ⅱ.用下图装置进行实验，将A逐滴加入B 中。

（1）若A为醋酸，B为石灰石，C为C₆H₅ONa溶液，则在 小试管中发生的现象是_______________，其中发生反应的化学方程式为_______________________。
（2）若B为生石灰，实验中观察到C溶液中先产生沉淀，而后沉淀逐渐溶解。当沉淀恰好溶解时，关闭E，然后向烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁上出现银镜。则A是_________，C是__________和乙醛的混合液，发生银镜反应的化学方程式为____________________________仪器D在实验中的作用是__________________。

实验室用下列装置所示的流程进行气体性质实验。图中用箭头表示气体的流向，A为一种纯净、干燥的气体，B是另一种气体，己中有红棕色气体出现。实验中所用的药品只能从下列物质中选取：Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaCl、无水CaCl₂、(NH₄)₂CO₃、碱石灰等固体和蒸馏水。根据图中装置和现象请回答：

（1）按上图组装好实验装置后，首先进行的操作是                                 。
（2）丙中发生反应的化学方程式为                                 。
（3）丁中应选用的干燥剂                    ，戊中的反应开始后断开电源，铂丝继续保持红热，说明该反应                   （填“吸热”或“放热”）。
（4）戊中发生的主要反应的化学方程式                                     

苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，有机化学中通过酯化反应原理，可以进行苯甲酸甲酯的合成。有关物质的物理性质、实验装置如下所示：

	苯甲酸	甲醇	苯甲酸甲酯
熔点/℃	122.4	-97	-12.3
沸点/℃	249	64.3	199.6
密度/g.cm^-3	1.2659	0.792	1.0888
水溶性	微溶	互溶	不溶

实验一：制取苯甲酸甲酯：在大试管中加入15g苯甲酸和一定量的甲醇，边振荡边缓慢加入一定量浓硫酸，按图A连接仪器并实验。

（1）苯甲酸与甲醇反应的化学方程式为______________________。
（2）大试管Ⅰ中除了装有15g苯甲酸和一定量的甲醇和沸石外还需要加入一定量浓硫酸，浓硫酸的作用是                。
（3）实验室制取乙酸乙酯时，为了除去乙酸乙酯中混有的乙酸所用试剂为              。
实验二：提纯苯甲酸甲酯：该实验要先把图A中制备的苯甲酸甲酯水洗提纯，再利用图B装置进行蒸馏提纯
（4）水洗提纯时所进行的操作为（填操作名称）                   。
（5）用图B装置进行蒸馏提纯时，当温度计显示             时，可用锥形瓶收集苯甲酸甲酯。

氯气是一种重要的化工原料，自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等都需要用到氯气。某学生设计如下图所示的实验装置，利用氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉(这是一个放热反应)，据此回答下列问题：

（1）在A装置中用固体二氧化锰与浓盐酸在加热条件下制取氯气，若在标准状态下收集到22.4升的氯气，则被氧化的HCl的物质的量是              。
（2）漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是                       。
（3）C装置的作用是                      。
（4）此实验所得漂白粉的有效成分偏低,该学生经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中还存在两个副反应。
①温度较高时氯气与消石灰反应生成Ca(ClO₃) ₂，为避免此副反应的发生，可采取的措施是                       。
②试判断另一个副反应(用化学方程式表示)                       。为避免此副反应的发生，可将装置作何改进                        。
（5）家庭中使用漂白粉时，为了增强漂白能力，可加入少量的物质是               。

A．食盐

B．食醋

C．烧碱

D．纯碱

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固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为：          。装置B中饱和食盐水的作用是_________；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象_________。
（2）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	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
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

（3）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中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为__________色，说明_________________________。
打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是___________。
（4）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的化学方程式：_________________。

资料显示：a．Na₂S₂O₃、BaS₂O₃、BaS均易溶于水。
b．SO₂、Na₂SO₃、Na₂CO₃反应可生成Na₂S₂O₃。某化学小组据此进行了制备硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）的探究。实验制备装置如图所示（省略夹持装置）：

回答问题：
（1）装置A中发生反应的化学方程式是__________________；
（2）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率．
①B中最好盛装的液体是____________________；
a．蒸馏水   b．饱和Na₂SO₃溶液   c．饱和NaHSO₃溶液    d．饱和NaHCO₃溶液
②如使SO₂缓慢进入烧瓶C，正确的操作是________________；
（3）在装置C中生成Na₂S₂O₃．
①完成反应方程式：___SO₂+_____ Na₂S+_____Na₂CO₃=_____Na₂S₂O₃+ _____
②反应开始先使A中发生反应一会儿，再使C中反应发生，其原因是_______________；
（4）完成对所得产品的检测的实验：

推测	操作和现象	结论
杂质中的正盐成分可能有：Na2S、Na2CO3、Na2SO4 及___________	①取Wg产品配成稀溶液； ②向溶液中滴加过量BaCl2溶液， 有白色沉淀生成，过滤，得沉淀和滤液； ③向沉淀中加入过量盐酸，沉淀完全溶解， 并有刺激性气味的气体产生。	产品杂质中： 一定含有________ 可能含有________ 一定不含有_________

 

亚氯酸钠（NaClO₂）是重要的漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl．
（1）装置C的作用是______________，如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是    __________。
（2）已知装置B中的产物有ClO₂气体，则装置B中反应的方程式为__________；装置D中反应生成NaClO₂的化学方程式为__________。
（3）反应后的溶液中阴离子除了ClO₂^-、ClO₃^-、Cl^-、ClO^-、OH^-外还可能含有的一种阴离子是______；检 验  该离子的方法是_______。
（4）请补充从装置D反应后的溶液中获得NaClO₂晶体的操作步骤。
①减压，55℃蒸发结晶；②_______；③用38℃～60℃热水洗涤；④_________得到成品。