高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

工业上用软锰矿(主要成分MnO₂，杂质金属元素Fe、Al等) 制备MnSO₄·H₂O 的一种工艺流程如下：

已知：
1．浸出过程中发生的主要反应化学方程式为：MnO₂＋SO₂ =MnSO₄
2．浸出液中阳离子主要有Mn²⁺、Fe²⁺、Al³⁺等
回答下列问题：
（1）物质X最好选用             
a．盐酸     b．硫酸     c．硝酸
（2）酸浸时SO₂的吸收效率与pH、温度的关系如下图所示，为提高SO₂的吸收效率，酸浸适宜的条件是                   。

（3） 流程中“氧化”步骤主要反应的离子方程式是                 。
（4） 加入石灰浆调节pH，可将氧化后的浸出液中Fe³⁺、Al³⁺形成氢氧化物除去。检验Fe³⁺是否除尽的最佳方法是                  。
（5） 用MnSO₄可测定水中溶解氧，方法是：取100 mL 水样，迅速加入足量MnSO₄溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞上塞子、振荡，使之充分反应；打开塞子，迅速加入适量的稀硫酸，此时有I₂生成；再用5.00×10^-3 mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液和I₂反应，当消耗Na₂S₂O₃溶液 12.0 mL时反应完全。有关化学反应方程式如下：
① 2Mn^2＋＋O₂＋4OH^－＝2MnO(OH)₂（反应很快）；
② MnO(OH)₂＋2I^－＋4H^＋＝Mn^2＋＋I₂＋3H₂O；
③ I₂＋2S₂O₃^2－＝S₄O₆^2－＋2I^－。
计算水样中溶解氧的浓度（以mg·L^－1为单位），写出计算过程。              

（1）石灰水因在空气中久置出现了较多白色浑浊，某学生欲分离得到澄清石灰水，他应该选取的分离方法是___________；分离过程中除使用铁架台（带铁圈）、烧杯、滤纸外，必须使用的仪器还有（填写仪器名称）___________________。
（2）下列都是实验室常用的化学仪器，其中有“0”刻度线的是_______________（填入仪器序号，下同）。可以在酒精灯火焰上直接加热的有___________。
A．容量瓶    B．滴定管    C．试管     D．温度计
E．烧瓶      F．量筒      G．烧杯     H．坩埚
（3）实验室可以用下图所示装置，以MnO₂粉末和H₂O₂为试剂制取氧气。下列几种也是中 学化学实验中需要制取的气体，这些气体中也能用右图所示装置制取的有（填写气体化学式前的序号）________________。

A．Cl₂    B．H₂   C．CH₂=CH₂    D．NO₂    E．CH≡CH    F．CO₂

如下图所示，A、B、C是实验室常用的三种制取气体的装置，提供的药品有：大理石、浓盐酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用这些药品分别制取NH₃、Cl₂、H₂、CO₂四种气体，试回答以下问题。

（1）选用A装置可制取的气体有      ；选用B装置可制取的气体有      ；通常选用C装置制取的气体有           。若用亚硫酸钠和浓硫酸来制取二氧化硫气体应选用装置     （填装置的编号字母）。
（2）写出利用上述有关药品制取氯气的化学方程式：                   。
（3）若要制得干燥的氨气，可选用下列干燥剂中的        （填序号）。
A．生石灰      B．浓硫酸     C．五氧化二磷
（4）标号①的仪器除可用于在气体发生装置中添加试剂外，在实验中常用于      （填实验操作名称）。

某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：

(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于      上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用     ，灼烧后的坩埚应放在      上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a蒸发皿；b石棉网；c泥三角；d表面皿；e坩埚钳；f试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是                                                   。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原
b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜
d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、       、冷却结晶、       、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是                                  、                            。
(5)在测定所得胆矾(CuSO₄·xH₂O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行       次。
(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是                             (填字母编号)。
a．加热温度过高
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却
d．胆矾晶体部分风化

某化学小组的同学到实验室学习。在实验桌上摆有如图所示仪器：

(1)指导教师要求同学们写出仪器的名称，某同学书写的答案如下表，请你找出其中的错误，将改正后的名称填写在下表中(若正确，则此空不需要填写)。

仪器编号	a	b	c	d	e
名称	试管	溶量瓶	集气瓶	碱式滴定管	普通漏斗
改正的名称

 
(2)甲同学想用d进行实验，请你说出该仪器(已经洗涤干净)使用时的第一步操作：                                                                         。
(3)关于e的用途，乙同学说可组成防倒吸装置。你还能说出其他两种用途吗？
①                                                              ；
②                                                              。
(4)丙同学想用如图所示装置用大理石和稀盐酸反应制取CO₂。老师指出，这需要太多的稀盐酸，会造成浪费，该同学选用了上面的一种仪器，加在装置中，解决了这个问题。请你把该仪器画在图中合适的位置。

根据图示及描述，回答下列问题：

(1)关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。试判断：A装置是否漏气？       (填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)，判断理由                                                      。
(2)关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。试判断：B装置是否漏气？       (填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)，判断理由                                                           。

请回答下列实验室中制取气体的有关问题。
(1)如图是用KMnO₄与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B，C，D的作用分别是：B       ；C       ；D       。
(2)在实验室欲制取适量NO气体。
①下图中最适合完成该实验的简易装置是       (填序号)；

②根据所选的装置完成下表；(不需要的可不填)

	应加入的物质	所起的作用
A
B
C
D

 
③简单描述应观察到的实验现象                                        。

以白云石（化学式表示为MgCO₃·CaCO₃）为原料制备Mg(OH)₂的工艺流程如下图所示。

（1）研磨的作用是                   。
（2）该工艺中可循环使用的物质是             、          （写化学式）。
（3）白云石轻烧的主要产物是MgO·CaCO₃，而传统工艺是将白云石加热分解为MgO和CaO后提取，白云石轻烧的优点是                                               。
（4）加热反应的离子方程式为                                                   。
（5）①加热反应时，在323k和353k溶液中c(NH₄⁺)与反应时间的关系如下图所示，请在下图画出373k的曲线。

②由图可知，随着温度升高：                                              。

钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链（如图所示），将大大提高资源的利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：
（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_______周期，第______族。
（2）写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式              。
（3）制备TiO₂的方法之一是利用TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热，请结合化学方程式和必要的文字说明原因：
                                                                       
（4）由TiCl₄→Ti 需要在Ar气中进行的理由是_________________________________。反应后得到Mg、MgCl₂、Ti的混合物，可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti，依据下表信息，需加热的温度略高于          ℃即可。

	TiCl4	Mg	MgCl2	Ti
熔点/℃	－25.0	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

（5）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数为___________________。（用代数式表示）
（6）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。若不考虑生产过 程中物质的任何损失，上述产业链中每合成6mol甲醇，至少需额外补充H₂   mol。

（每空2分，共12分）实验室欲配制220mL 0.2 mol·L^－1的碳酸钠溶液，回答下列问题：
可供选择的仪器：①量筒②胶头滴管③托盘天平④药匙⑤烧瓶⑥烧杯
（1）通过计算可知，应用托盘天平称取                      g碳酸钠晶体（Na₂CO₃•10H₂O）
（2）配制过程需要的仪器______________（填序号），还缺少的仪器有            
（3）配制时，正确的操作顺序是（用字母表示，每个字母只能用一次）_____________；

A．用30mL水洗涤烧杯2~3次，洗涤液均注入容量瓶

B．用托盘天平准确称取所需的Na2CO3固体的质量，放入烧杯中，再加入少量水（约30mL），用玻璃棒慢慢搅动，使其充分溶解

C．将已冷却的溶液沿玻璃棒注入250mL的容量瓶中

D．将容量瓶盖紧，振荡，摇匀

E．改用胶头滴管加水，使溶液凹面恰好与刻度相切
F．继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度1~2cm处
（4）若出现如下情况，对所配溶液浓度将有何影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。若没有进行A操作_____________；若定容时俯视刻度线______________。

(14分)为测定NaOH溶液的浓度，实验如下：用标准稀盐酸溶液进行滴定
（1）配制100 mL 0.1000mol·L^-1盐酸标准溶液所需仪器除量筒、小烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要                 
（2）用               量取20.00 mL待测NaOH溶液放入锥形瓶中，滴加2～3滴酚酞作指示剂，用标准盐酸溶液进行滴定。为减小实验误差，进行了三次实验，假设每次所取NaOH溶液体积均为20.00 mL，三次实验结果如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗盐酸溶液体积/mL	19.00	23.00	23.04

该NaOH溶液的浓度约为____________________
（3）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛    　　　　　　　　　______
（4）下列操作会造成测定结果（待测NaOH溶液浓度值）偏低的有  _____
A. 配制标准溶液定容时，加水超过刻度      B. 锥形瓶水洗后直接装待测液
C. 酸式滴定管水洗后未用标准稀盐酸溶液润洗
D. 滴定到达终点时，俯视读出滴定管读数；
E. 酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失
F. 摇动锥形瓶时有少量液体溅出瓶外
（5）画出滴定过程中锥形瓶内溶液的pH随滴入标准盐酸溶液体积的变化曲线
（6）中和滴定的装置和相似操作来做其它实验，如据反应I₂ + 2S₂O₃^2- = 2I^- +S₄O₆^2-可以用碘水滴定Na₂S₂O₃溶液，应选_作指示剂；据反应2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂+2MnSO₄+8H₂O可以用酸性KMnO₄溶液滴定H₂C₂O₄溶液，KMnO₄溶液应装在_______滴定管中。

(11分)工业上制备BaCl₂的工艺流程图如图7：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO₄）对工业过程进行模拟实验。
已知：BaSO₄(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H₁ =" +571.2" kJ·mol^-1  ①
BaSO₄(s) + 2C(s)2CO₂(g) + BaS(s)  △H₂=" +226.2" kJ·mol^-1  ②
（1）高温焙烧时常把原料粉碎，目的是_________________________________
（2）常温下，相同浓度的Na₂S和NaHS溶液中，说法正确的是：     (3分)

A．Na2S溶液的pH比NaHS溶液pH大

B．两溶液中含有的离子种类不同

C．两溶液中滴入同体积同浓度的盐酸，产生气体速率相等

D．两溶液中加入NaOH固体，c(S^2-)都增大

E. NaHS溶液中：c(Na⁺) ＞ c(HS^-)＞ c(OH^-) ＞ c(H⁺) ＞ c(S^2-)
（3）反应C(s) + CO₂(g)2CO(g)的△H =                  
（4）制备BaCl₂的工艺流程图中气体A用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na₂S水解的离子方程式为：                                  
（5）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，目的是：                                                          
                                           （写出一种原因即可）

下图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空：
 
（1）图中，A管的作用是                             。
制取乙炔的化学方程式是                        。
（2）乙炔通入KMnO₄酸性溶液中观察到的现象是        ，乙炔发生了     反应。
（3）乙炔通入溴的CCl₄溶液中观察到的现象是          ，乙炔发生了       反应。
（4）为了安全，点燃乙炔前应               ，乙炔燃烧时的实验现象是                                           。

(1)实验室配制500mL0.5mol/L的Na₂SO₄溶液，所需仪器有托盘天平、烧杯、量筒、玻璃棒、                                 ；
(2) 用量筒量取50mL溶液，其中含有SO₄^2-的数目是               ，（阿伏伽德罗常数用N_A表示），Na⁺的物质的量浓度为                              。

⑴用18mol/L浓硫酸配制100mL 1.0mol/L的稀硫酸，若实验仪器有：
A．100mL量筒  B．玻璃棒　   C．托盘天平　 D．50mL容量瓶
E．10mL量筒　 F．胶头滴管　 G．50mL烧杯　 H．100mL容量瓶
实验时必须选用的仪器是（填入字母）               

⑵在配制过程中，下列操作不正确的是                  

A．使用容量瓶前需检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，一定要干燥后再使用
C．配制溶液时，用量筒量取试样后直接倒入容量瓶中，缓慢加入蒸馏水至刻度线
D．定容后盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀
⑶若实验时遇到下列情况，将使所配溶液的浓度         （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
A．定容时俯视读数             B．未将洗涤液转入容量瓶          
C．洗涤量筒，并将洗涤液转入容量瓶