高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl₃）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）

已知黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅。PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl；遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃。PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为     。
（2）B中所装试剂是         ，E中冷水的作用是               ，F中碱石灰的作用是      。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用是               。
（4）粗产品中常含有POC1₃、PCl₅等。加入黄磷加热除去PCl₅后．通过      （填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl₃。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数
①迅速称取1．00g产品，加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25．00mL，向其中加入10．00 mL 0．1000 mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0．1000 mol／L的Na₂S₂O₃，溶液滴定
④重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃，溶液8．40ml
已知：                                                                      ，假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据，该产品中PCl₃的质量分数为          。

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。

（1）装置A是氯气的发生装置，请写出相应反应的化学方程式：           。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是           ；同时装置B也是安全瓶，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：               。
（3）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处依次放入物质的组合应是        (填字母编号)。

编号	I	II	III
a	干燥的有色布条	碱石灰	湿润的有色布条
b	干燥的有色布条	无水硫酸铜	湿润的有色布条
c	湿润的有色布条	浓硫酸	干燥的有色布条
d	湿润的有色布条	无水氯化钙	干燥的有色布条

 
（4）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后，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                           ，该现象          (填“能”或“不能”)说明溴单质的氧化性强于碘，原因是            。
（5）装置F的作用是                  ，其烧杯中的溶液不能选用下列中的      (填字母编号)。
a．饱和NaOH溶液      b．饱和Ca(OH)₂溶液
c．饱和Na₂SO₃溶液     d．饱和Na₂CO₃溶液

如图所示，是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置，其中各试剂瓶装的试剂为：B(氢硫酸)、C(溴化亚铁溶液)、D(碘化钾淀粉溶液)、E(混有SO₂的氯化钡溶液)、F(水)、H(紫色石蕊试液)。

(1)A是氯气发生装置，其离子反应方程式是：__________。
(2)Ⅰ中b瓶内加入的液体最好是____________。
(3)用图示的Ⅱ或Ⅲ代替Ⅰ是否可行？________，简要说明理由_____________________________。
(4)实验开始时，先点燃A处酒精灯，打开分液漏斗旋塞和Ⅰ处活塞，让氯气充满整个装置，再点燃G处酒精灯，回答下列问题：
①怎样证明氯气已充满整个装置？_____________。
②下列装置中的现象是C______________________；
D________；E____________；F________________。
(5)G装置的硬质玻璃管内盛有碳粉，发生氧化还原反应，其产物为二氧化碳和氯化氢，写出G中反应的化学方程式_______________________。装置F的作用是______________________。
(6)在H处，紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色，再变为无色，其原因是______________________________。

从明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的流程如下：

明矾焙烧的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O+3S＝2K₂SO₄ +2Al₂O₃+9SO₂↑+48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂是                 。
（2）步骤②中，为提高浸出率，可采取的措施有             。

A．粉碎固体混合物

B．降低温度

C．不断搅拌

D．缩短浸泡时间

（3）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是          。
（4）步骤③电解的化学方程式是               ，电解池的电极是用碳素材料做成，电解过程中，阳极材料需要定期更换，原因是：         。
（5）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，则该电池的正极电极反应式是                           。
（6）焙烧a吨明矾（摩尔质量为b g/mol），若SO₂的转化率为96%，可生产质量分数为98％的H₂SO₄质量为                      吨(列出计算表达式)。

在试管A中加入3mL乙醇，然后边振荡管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL乙酸，按下图所示连接好装置进行实验，以制取乙酸乙酯。

（1）试管B中盛放的试剂是           （填名称），实验时往往在B试管中可以看到少量气泡，写出与此现象对应的离子方程式                                。
（2）乙醇与乙酸反应的化学方程式是                             。
（3）实验完成后，试管B的液面上有透明的不溶于水的油状液体产生。若要分离B中的液体混合物需要用到的玻璃仪器是            。
（4）用30g乙酸与46g乙醇反应，如果实验产率是理论产率的60%，则可得到的产物质量是        g。
（5）某同学采用“CH₃CH₂¹⁸OH”做该实验，结果含¹⁸O原子的产物的结构简式为        ，乙酸分子的官能团名称为        ，乙酸在反应中被取代的原子团的电子式为        。

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO₄·7H₂O)，过程如下：

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是________。
A．品红溶液　　　  B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO₄溶液　　　  D．溴水
(2)过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为______________________________
(3)过程③中，需加入的物质是________。
(4)过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、泥三角，还需要的仪器有________________。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的________(填选项序号)。
A．稀硫酸　　B．CaCO₃　　C．NaOH溶液
(6)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80 ℃，目的是______________________。

废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁，利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下：

(1)电解时废旧刀具做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为                                                   。
(2)净化步骤所得滤饼的主要成分是           。回收的洗涤液代替水配制电解液，目的是回收利用其中的           。
(3)溶液Ⅰ的主要成分是           。洗涤CoC₂O₄不充分对最终产品纯度并无明显影响，但焙烧时会造成环境污染，原因是                                         。
(4)将Co₂O₃还原成Co粉的化学反应方程式为                                        。

某校化学研究性学习小组，在学习金属的冶炼以后对一氧化碳还原金属氧化物的实验非常感兴趣，他们查阅有关资料后发现，一氧化碳的制备可利用甲酸和浓硫酸共热到60～80 ℃发生脱水反应制取：
HCOOHCO↑＋H₂O
请根据以下各图帮他们组装成一套相对合理的实验装置图(某些装置可重复使用)。

回答以下问题：
(1)合理实验装置的连接顺序是(写小写字母)       。
(2)在反应时一定要先通一会一氧化碳气体，然后再点燃加热氧化铁的酒精灯，原因是       。

A．因为一般反应从左到右进行

B．排除体系内的空气，使反应过程更安全

C．甲酸与浓硫酸反应可以产生大量的CO

D．此反应加热时间长有利于产生CO

(3)请说出你所选择的第一个NaOH洗气瓶的作用是                                  。
(4)在观察到硬质玻璃管中的物质由       色完全变为       色时停止加热，然后继续           ，原因是防止铁被氧化。
(5)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为                           。
(6)该实验的一个优点是把实验过程中的尾气利用排水法收集起来，收集的气体前后有几瓶，分别按收集的先后顺序编号，点燃各个瓶中的气体，中间编号的集气瓶中气体           ，编号最先和最后的集气瓶中气体       ，原因是                    。

某校化学实验小组为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，用如图所示装置进行实验(加热装置和夹持装置均已略去，装置气密性良好，F是用于鼓入空气的双连打气球)。

实验操作及现象：

实验操作	现象
Ⅰ.将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触	产生气体
Ⅱ.当C装置中产生白色沉淀时，立刻将B装置上提
Ⅲ.将A装置中铜丝放入稀硝酸中，给A装置微微加热	A装置中产生无色气体 E装置中开始时出现浅红棕色气体
Ⅳ.用F装置向E装置中鼓入空气	E装置内气体颜色逐渐加深
Ⅴ.一段时间后	C装置中白色沉淀溶解

 
试回答下列问题：
(1)操作Ⅰ中产生气体的化学式为                 ；操作Ⅰ的目的是                ；D装置的作用是                                                。
(2)C装置中白色沉淀的化学式是                                  ，操作Ⅱ中当C装置中产生白色沉淀时立刻将B装置上提的原因是                                。
(3)操作Ⅲ中A装置中产生无色气体的化学方程式是                                。
(4)E装置内气体颜色逐渐加深的原因是                                。
(5)操作Ⅴ现象产生的原因是(用化学方程式说明)                                。

某兴趣小组的同学共同设计了如图所示的多功能实验装置。该装置既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质。

(1)现有以下药品：锌粒、铜片、浓H₂SO₄、浓HNO₃、蒸馏水、NaOH溶液。打开K₁，关闭K₂，可制取         气体。
(2)某同学用石灰石、醋酸、硅酸钠溶液等药品设计了另一实验。他的实验目的是               ；打开K₂，关闭K₁，将A中液体加入B中后，观察到的实验现象为                                    。

铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题。
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe₃C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是             ；Y与过量浓硝酸反应后溶液中含有的盐的化学式为                                               。
(2)某溶液中有Mg^2＋、Fe^2＋、Al^3＋、Cu^2＋等离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧，并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是       。
A．Mg^2＋  B．Fe^2＋  C．Al^3＋  D．Cu^2＋
(3)氧化铁是重要的工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是       ；操作Ⅱ的名称是       ；操作Ⅱ的方法为                                                               。
②请写出生成FeCO₃沉淀的离子方程式：                             。

纯碱(Na₂CO₃)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na₂CO₃的流程图。

已知：向饱和食盐水中通入NH₃、CO₂后发生的反应为NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂O=NaHCO₃↓＋NH₄Cl。请回答以下问题：
(1)粗盐中含有的杂质离子有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－等。
精制除杂的步骤顺序是a→       →       →       →b(填字母编号)。
a．粗盐溶解，滤去沉渣
b．加入盐酸调pH
c．加入Ba(OH)₂溶液
d．加入Na₂CO₃溶液
e．过滤
向饱和食盐水中先通入NH₃，后通入CO₂，理由是                                      。
(2)灼烧固体A制Na₂CO₃在       (填字母序号)中进行。
a．坩埚      b．蒸发皿     c．烧杯       d．锥形瓶
证明滤液A中含有NH₄^＋的方法是                                        。
对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH＝13含Na^＋、K^＋的溶液中加入少量NH₄HCO₃使pH降低，反应的离子方程式为                   。
(3)下图装置中常用于实验室制备CO₂的是       (填字母编号)；用b装置制备NH₃，分液漏斗中盛放的试剂是       (填试剂名称)，烧瓶内可加入的固体试剂是       (填试剂名称)。

(4)一种天然碱晶体成分是aNa₂CO₃·bNa₂SO₄·cH₂O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na₂CO₃的质量分数的实验方案。(仪器自选)请把实验方案填全：
供选择的试剂：1.0 mol·L^－1 H₂SO₄溶液、1.0 mol·L^－1 BaCl₂溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸馏水
①称取m₁g天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。
②                                                              。
③                                                              。
④计算天然碱晶体中含Na₂CO₃的质量分数。

某探究小组在实验室中用铝土矿(主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、SiO₂)提取氧化铝。回答下列问题：

(1)在实验中需用1  mol·L^－1的NaOH溶液480 mL，配制该溶液已有下列仪器：托盘天平(砝码)、胶头滴管、药匙、玻璃棒，还缺少的仪器是                                           。
在灼烧操作中用到下列仪器中的一种，其名称是             。

(2)写出步骤①中发生反应的离子方程式                                    。
(3)操作③中的洗涤操作如何进行？                                        。
(4)甲同学在实验室中用如图装置制备CO₂气体，并通入滤液B中制备Al(OH)₃时，结果没有产生预期现象。

乙同学分析认为：甲同学通入CO₂的量不足是导致实验失败的原因之一，你认为乙的分析是否合理？       。若合理，请用离子方程式解释其原因                              (若你认为不合理，该空不作答)。
丙同学分析认为：甲同学通入的CO₂中含有HCl气体，也是导致实验失败的原因，在实验中增加某装置可解决这个问题。请帮助丙同学画出该装置图，并注明试剂名称。

某研究小组利用题9图装置探究铜与浓硫酸反应的产物。

实验步骤与现象如下：
①检查装置气密性，向A中加入5 mL浓硫酸，打开K，将铜丝伸入浓硫酸中，给A处加热，观察到B中品红溶液褪色，再关闭K。
②实验观察到A中液面下铜丝变黑，产生气泡，液面上方产生大量白雾，一段时间后溶液中有白色固体出现，拉出铜丝，停止加热。回答下列问题：
（1）溶液中白色固体是       (填化学式)，C中CCl₄的作用是             。
（2）取出铜丝，用蒸馏水洗净后伸入到稀硫酸中，铜丝变亮、溶液变蓝。写出A中可能发生反应的化学方程式：                    、                    。
（3）分离出C中的上层液体，滴加过量稀盐酸和BaCl₂溶液，有白色沉淀产生。
①分离的操作名称为：             ：
②白色沉淀为：             ；
③产生白色沉淀的原因可能是                  。

某校学生化学实验小组,为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮,设计了一套实验装置(部分夹持装置已略去):

(1)写出A中反应的离子方程式　　　　　。
(2)B中出现黄色浑浊现象,产生此现象的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　。
(3)D中干燥管中出现的现象是              ，化学方程式　　　　　　　　　　　。
(4)有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮,需要在C之前加装洗气装置，请指出洗气装置盛装试剂　　　　　　。
(5)还有什么方法能证明氧化性Cl₂>S ,用一种相关事实说明　　　　　　　　　　。