高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

(12分)高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：

试回答下列问题
（1）操作①搅拌的目的是：                                                     。
（2）操作②与操作③相同，该操作名称是：___________________。
（3）反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO₃)₃反应的离子方程式为： _______________________。
（4）次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________。（计算结果保留一位小数）
 
（5）从环境保护的角度看，制备中间产物Na₂FeO₄较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为                                                  。

回收的废旧锌锰干电池经过处理后可得到锰粉（主要含MnO₂、Mn(OH)₂、Fe、NH₄Cl和炭黑等），由锰粉制取MnO₂的步骤和数据如下：

物质	开始沉淀	沉淀完全
Fe(OH)3	2.7	3.7
Fe(OH)2	7.6	9.6
Fe(OH)2	8.3	9.8

  （1）在加热条件下，用浓盐酸浸取锰粉得到含有Mn²⁺、Fe³⁺等离子的溶液，MnO₂与浓盐酸反应的离子方程式         ，该处理方法的缺点         。
（2）步骤I中滤渣的化学式         ，步骤I中滤渣的化学式         。
（3）向步骤I的滤液中加足量H₂O₂的作用为         。再加NaOH溶液调节pH在3.7<pH<8.3，目的是                   。
（4）向步骤II的滤液中H₂O₂溶液，再加NaOH溶液调节pH为9，使Mn²⁺转化成MnO₂，在这一过程中H₂O₂起         （填氧化剂、还原剂）的作用。

(12分)实验室制取Cl₂及性质的验证实验组合装置如下：

A       B       C      D      E      F      G
回答下列问题：
(1)A中的化学方程式为                                                     。
(2)B的作用是除去HCl气体，C的作用是                                   。
(3)E、F中观察到的现象分别是                                            ，你得到的结论是                                                          。
(4)G的作用是                                                               ，
化学方程式为                                                             。

（1）要配制浓度约为2mol/L的NaOH溶液100ml，下面操作正确的是    
①称取8g NaOH固体，放入250ml烧杯中，用100ml量筒量取100ml蒸馏水，加入烧杯中，同时不断搅拌至固体溶解
②称取8g NaOH固体，放入100ml量筒中，边搅拌，边慢慢加入蒸馏水，待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100ml
③称取8g NaOH固体，放入100ml容量瓶中，加入适量蒸馏水，振荡容量瓶使固体溶解，再加入水到刻度线，盖好瓶塞，反复摇匀
④用100ml量筒量取40ml 5mol/L NaOH溶液，倒入250ml烧杯中，再用同一量筒取60ml蒸馏水，不断搅拌下，慢慢倒入烧杯中
（2）有下列八种物质 ①NH₄Cl   ②NaOH   ③FeCl₃   ④NaHCO₃   ⑤Al ⑥CH₃COOH  ⑦盐酸  ⑧H₂CO₃ 
(A)属于强电解质的是             （填序号）
(B)既与盐酸反应又与氢氧化钠反应的是               （填序号）
(C)将③的饱和溶液滴入沸水中，继续加热可得红褐色液体，此液体不具有的性质是   
A．光束通过该液体时形成光亮的“通路”
B．插入电极通过直流电后，有一极附近液体颜色加深
C．向该液体中加入硝酸银溶液，无沉淀产生
D．将该液体加热蒸干、灼烧后，有氧化物生成

氯化钠样品含有少量的Na₂SO₄ 和 Na₂CO₃，按下列流程进行净化，请在流程中的（ ）中写上合适的试剂，在[  ]中写上实验操作名称

写出有关反应的化学方程式:
第步②                                                                      
第步③                                                                      
第步⑤                                                                      

(6分)氨气跟氧化铜反应可以制备氮气，化学方程式：2NH₃+3CuO3Cu+3H₂O+N₂，纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁，但氮化镁遇水即剧烈反应生成氢氧化镁和氨气。下面是某化学课外小组的同学提出的实验室制备氨气的几种方案：

A．NH4Cl固体与消石灰(Ca(OH)2)共热	B．浓氨水逐滴加到新制的生石灰中
C．在一定条件下，N2与H2化合	D．加热分解NH4Cl固体

你认为其中合理的方案有      （填字母）；其反应的化学方程式为：      ；      。

实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。
请回答下列问题：
（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入__  _，目的是_           ____。
（2）反应中加入过量的乙醇，目的是_____                           ________。
（3）现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框图是分离操作步骤流程图：

则试剂a是：____________，分离方法I是____________，分离方法II是____________，
试剂b是______________，分离方法III是______________。
（4）甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH溶液中和酯中过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来。甲、乙两人实验结果如下：
甲得到了显酸性的酯的混合物；乙得到了大量水溶性的物质。
丙同学分析了上述实验目标产物后认为上述实验没有成功。试解答下列问题：
①甲实验失败的原因是：_______________________________________________
②乙实验失败的原因是：_______________________________________________

在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中： ① 为氯气发生装置；②的试管里盛有15mL30％KOH 溶液，并置于热水浴中； ③ 的试管里盛有15mL 8 % NaOH 溶液，并置于冰水浴中； ④ 的试管里加有紫色石蕊试液； ⑤ 为尾气吸收装置。
请填写下列空白：
（l）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰。通过_______________________
（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_____________________（填写下列编号字母）的净化装置。

A．碱石灰

B．饱和食盐水

C．浓硫酸

D．饱和碳酸氢钠溶液

（2）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件。二者的差异是： ___________________________
反应完毕经冷却后，② 的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的是_________________（填写编号字母）；从②的试管中分离出该晶体的方法是__________(填写实验操作名称）。

（3）本实验中制取次氯酸钠的离子方程式_______________________ 。
（4）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为____色	氯气与水反应生成的H^+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色
然后溶液从无色逐渐变为____色

(12分)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)₂沉淀。 
方法一：用不含Fe³⁺的FeSO₄溶液与用不含O₂的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO₄溶液时还需加入稀H₂SO₄和______。
（2）除去蒸馏水中溶解的O₂常采用____________的方法。
（3）生成白色Fe(OH)₂沉淀的操作是用长滴管吸取不含O₂的NaOH溶液，插入FeSO₄溶液液面下再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_______________________________。
方法二：在如图所示装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H₂SO₄等试剂制备。

（1）在试管工里加入的试剂是_______________。
（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是_______________。
（3）为了制得白色Fe(OH)₂沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是_________________________________。
（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________________________________________________________。

下图表示某种盐C的制备及其性质的实验步骤：
   
已知：盐C溶液呈黄色；沉淀D焙烧分解，生成红棕色粉末E。
（1）请写出下列物质的化学式：
A         ，B           ，C             ，D            ，
（2）写出相应反应的离子方程式
A→B:                 ，B→C:                    ，
（3）向B的溶液中滴加NaOH溶液，可观察到白色沉淀产生，该沉淀在空气中放置的现象为                       ，发生上述变化的化学方程式为                     

由CH₃CH₂Cl经过3步制乙二醇（HO CH₂CH₂OH，写出化学方程式，注明反应条件及反应类型：
(1)                                                            反应
(2)                                                            反应
(3)                                                            反应

欲制无水氯化铝并保存备用。现有仪器如下图所示，并有浓盐酸、水、固体烧碱、铝粉、二氧化锰、浓硫酸、碱石灰（主要成分为CaO， NaOH）、食盐固体等八种试剂。
设计的制取过程是：制氯气 → 净化和干燥氯气 → 制氯化铝
查资料得知：无水AlCl₃极易与水作用而变质：AlCl₃易升华

 
请回答下列问题：
（1）从上列仪器中选取必须的几种，连接成一个制无水氯化铝的连续装置，按前后顺序填写图的编号（可以重复使用）。
仪器编号      、      、      、       、       、   ④   
（2）写出实验过程中有关反应的化学方程式(任意2个)。
                                                  
                                                  
（3）以上连接装置中最后连接④的作用是                                          
                                                                              

实验室配制500mL 0.2mol/L Na₂SO₄溶液，所需仪器有                  ；若实验操作中某同学在加蒸馏水至刻度线时仰视观察确定蒸馏水的加入量，则所配溶液浓度          （选填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)₃沉淀。Fe(OH)₃有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去（或撇掉）浮渣层，即起到了浮选净化的作用。
某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置如下图所示：

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的           。
a.H₂SO₄      b.BaSO₄   c.Na₂SO₄    d.NaoH    e.CH₃CH₂OH
（2）电解池阳极的电极反应分别是①          ；②         。
（3）电极反应①和②的生成物反应得到Fe(OH)₃沉淀的离子方程式是：             。
（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应式为：CH₄+4CO₃^2—8e^-   5CO₂+2H₂O。
①正极的电极反应是                          。
②为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环。则A物质的化学式是             。
（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH₄（标准状况）                   L。

下图所示装置为铜跟浓硫酸反应制取二氧化硫的实验装置，请回答下列问题：

Ⅰ．（1）盛放药品前，检验此装置的气密性的操作方法和现象是：
_______________                                                 
（2）在装置A中放入有关药品后，打开活塞K，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中反应的化学方程式为：
                                                       
（3）装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是                其作用是：                                                         
（4）装置B的作用是贮存多余的二氧化硫和防止其污染环境，则B中应盛放的液体是（填写字母代号）________；
a．水     b．浓溴水；  c．KMnO₄酸性溶液     d．NaHSO₃饱和溶液
Ⅱ．两位同学设计了下述两个方案，并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证无色混合气体中含有CO2和SO2．

试评价上述各方案是否严密，并说明理由：
                                                                    。