高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

计算：
（1）同温同压下的两个相同容器中分别装有O₂和O₃气体，则两瓶气体中分子数之比是           ，质量之比是             ，密度之比是             
（2）下列所给出的几组物质中：含有分子数最多的是           ；含有原子数最多的是          ；标准状况下体积最大的是            。（填序号）
①1gH₂； ②2.408×10²³个CH₄；③10.8gH₂O； ④ 标准状况下6.72LCO₂
（3）设N_A表示阿伏加德罗常数，如果ag某气体含有的分子数是b，则cg该气体在标准状况下的体积是             （用含N_A的式子表示）。
（4）工业上，向500—600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行试验。

回答下列问题：
①制取无水氯化铁的实验中，装置B中加入的试剂是             。
②制取无水氯化亚铁的实验中若操作不当，制得的FeCl₂会含有少量FeCl₃，欲制得纯净的FeCl₂，在实验操作中应先                  ，再                    。

MnO₂是一种重要的无机功能材料。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯净MnO₂的实验，其流程如下：

请回答下列问题：
（1）第①步加稀硫酸时，粗MnO₂样品中的MnO和MnCO₃转化为（填化学式）_______________。
（2）第①步反应中的硫酸能否用盐酸代替？____________（填“能”或“否”），理由是____________。
（3）第②步发生反应的离子方程式为：___________________________。
（4）取17.4gMnO₂与200g36.5%的浓盐酸（足量）反应，将反应后剩余的溶液用水稀释至500mL，计算稀释后溶液中Cl^-的物质的量浓度（写出计算过程）。

四氯化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO₃）制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe³⁺ + Fe ="===" 3Fe²⁺    2TiO²⁺（无色）+ Fe + 4H⁺="===" 2Ti³⁺（紫色）+ Fe²⁺+2 H₂O
Ti³⁺（紫色）+ Fe³⁺+ H₂O ====TiO²⁺（无色）+ Fe²⁺+2H⁺
加入铁屑的作用是                。
（2）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂·nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在_________范围。
（3）写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应的化学方程式：______________________________。
（4）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是            （只要求写出一项 ）。
（5）依据表格信息，要精制含少量SiCl ₄杂质的TiCl ₄，可采用            方法。

	TiCl4	SiCl4
熔点/℃	-25.0	-68.8
沸点/℃	136.4	57.6

 

孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量FeO、SiO₂。以孔雀石为原料可制备CuSO₄·5H₂O步骤如下：
 
（1）.写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式：____________                                    ，
为了提高原料浸出速率，可采取的措施有______________________（写出两条）。
（2）. 溶液A的金属离子有Cu²⁺、Fe²⁺。实验步骤中试剂①最佳选        （填代号）。
a．KMnO₄               b．Cl₂          c．H₂O₂          d．HNO₃    
（3）溶液B中加入CuO作用是__________________     _______________。
（4）常温下Fe(OH)₃的K_sp=1×10^-39，若要将溶液中的Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀，使溶液中c(Fe³⁺)降低至1×10^—3mol／L，必需将溶液pH调节至           。
（5）由溶液C获得CuSO₄·5H₂O晶体，需要经_____________、___________和过滤。
（6）可用KMnO₄标准溶液测定溶液A中Fe²⁺的浓度，量取A溶液20.00ml，用0.010mol/L酸性KMnO₄标准溶液滴定，消耗KMnO₄  10.00ml, A溶液中Fe²⁺的物质的量浓度_________mol/L.
（反应原理：MnO₄^- + 5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O）

以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：



（1）反应I前需在FeSO₄溶液中加入             （填字母），以除去溶液中的Fe^3＋。

A．锌粉

B．铁屑

C．KI溶液

D．H2

（2）反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃，其目的是         。
（3）工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂，其目的是        。
（4）反应Ⅳ常被用于电解生产（NH₄)₂S₂O₈（二硫酸铵）。电解时均用惰性电极，阳极发生的电极反应可表示为          。

制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式:___________________________ 。
（2）收集氨气应使用      法，要得到干燥的氨气可选用      做干燥剂。用______方法检验氨气是否已收集满。
（3）用左上图装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是               。

硫酸锌是制备荧光粉的原料之一。工业上由锌白矿（主要成分是ZnO，还含有Fe₂O₃、CuO、SiO₂等杂质）制备ZnSO₄•7H₂O的流程如下。

已知：常温下，溶液中的Fe³⁺、Zn²⁺、Fe²⁺以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为：3.7，6.5，9.7。
（1）浸取过程中提高浸出效率可采用的措施有                  （任答一条），ZnO和硫酸反应的化学方程式为                              。
（2）加入适量锌粉的作用为：①使溶液中的Fe³⁺转化为Fe²⁺；②                    。
（3）氧化过程中H₂O₂发生反应的离子方程式为                       。
（4）加入适量Ca(OH)₂调节溶液pH，促进Fe³⁺水解，Fe³⁺水解反应的平衡常数表达式K＝        ，Ca(OH)₂不能过量的原因是                              。

(12分)高氯酸钠可用于制备高氯酸。以精制盐水等为原料制备高氯酸钠晶体(NaClO₄·H₂O)的流程如下：

（1）由粗盐(含Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2－、Br^－等杂质)制备精制盐水时需用到NaOH、BaCl₂、Na₂CO₃等试剂。Na₂CO₃的作用是____________；除去盐水中的Br^－可以节省电解过程中的电能，其原因是____________。
（2）“电解Ⅰ”的目的是制备NaClO₃溶液，产生的尾气除H₂外，还含有________(填化学式)。“电解Ⅱ”的化学方程式为__________________________________________。
（3）“除杂”的目的是除去少量的NaClO₃杂质，该反应的离子方程式为______________。
“气流干燥”时，温度控制在80～100 ℃的原因是________________________。

七铝十二钙（12·7）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含和）和废片制备七铝十二钙的工艺如下：

（1）煅粉主要含和，用适量的溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶， 若溶液I中（）小于5×10^-6,则溶液大于（的=5×10^-12）；该工艺中不能用代替，原因是。
（2）滤液I中的阴离子有（忽略杂质成分的影响）；若滤液I中仅通入，会生成，从而导致产率降低。
（3）用溶液可除去废片表面的氧化膜，反应的离子方程式为。
（4）电解制备时，电极分别为片和石墨，电解总反应方程式为。
（5）一种可超快充电的新型铝电池，充放电时和两种离子在电极上相互转化，其它离子不参与电极反应，放电时负极的电极反应式为。

［化学——选修2：化学与技术］(15分)最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe₂O₄)可以用于热化学循环分解水制氢，因而受到许多发达国家的青睐。MnFe₂O₄的制备流程如下：

（1）原料Fe(NO₃)_n中n＝____，投入原料Fe(NO₃)_n和Mn(NO₃)₂的质量之比应为______。
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是___________________________________________；
步骤三中洗涤干净的标准_____________________________________________。
（3）利用MnFe₂O₄热化学循环制氢的反应可表示为
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe₂O_4－x中x＝0.6，则MnFe₂O_4－x中Fe^2＋占全部铁元素的百分率为_______。
②该热化学循环新氢法的优点有____________________________(答两点即可)。
③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是_____________。

“烂版液”是制印刷锌板时，用稀硝酸腐蚀锌板后得到的“废液”（含有少量的Cl^－、Fe^3＋），某化学兴趣小组拟用“烂版液”制取Zn(NO₃)₂·6H₂O的过程如下：

已知：Zn(NO₃)₂·6H₂O是一种无色晶体，水溶液呈酸性，Zn(NO₃)₂能与碱反应，得到的固体产物具有两性。
（1）若稀硝酸腐蚀锌板产生的气体N₂O，写出稀硝酸腐蚀锌板反应的主要化学方程式         。
（2）在操作①中保持pH＝8的目的是                                              。
（3）沉淀I的主要成分是                                                        。
（4）操作③中加热、煮沸的目的是                                                ；
此步骤操作的理论依据是                                                    。
（5）操作④保持pH＝2的目的是                                                  ；
此步骤操作中所用的仪器有带铁圈铁架台、酒精灯、               、             。

（1）配制0.5mol/L的NaOH溶液，定容时向容量瓶中加蒸馏水超过刻度线，其结果          （填“偏大”、“偏小”、或“不变”）。
（2）从石油中分离出汽油、煤油和柴油等，所采用的方法是__________（填“干馏”或“分馏”）。
（3）除去二氧化碳气体中的氯化氢杂质，选用的试剂是_______         __（填“NaOH溶液”或“饱和NaHCO₃溶液”）。
（4）下图是实验室制取氨气的装置，回答下列问题：
①收集氨气的方法是         排空气法。
②验证氨气是否收集满的方法是        （写一种）。

硼镁泥是一种工业废料，主要成份是MgO（占40%），还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁，可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

根据题意回答下列问题：
（1）实验中需用1 mol·L^－1的硫酸80mL，若用98%的浓硫酸来配制，除量筒、玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有                               。
（2）加入的NaClO可与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀，该反应的离子方程式：           。
（3）在调节pH=5～6之前，还有一种离子也会被NaClO氧化，该反应的离子方程式为：        。
（4）如何检验滤液中Fe³⁺是否被除尽，简述检验方法                                。
（5）已知MgSO₄、CaSO₄的溶解度如下表：

温度（℃）	40	50	60	70
MgSO4	30.9	33.4	35.6	36.9
CaSO4	0.210	0.207	0.201	0.193

“除钙”是将MgSO₄和CaSO₄混合溶液中的CaSO₄除去，根据上表数据，简要说明主要操作步骤                、                  。
（6）如果提供的硼镁泥共100 g，得到的MgSO₄·7H₂O 196.8 g，则MgSO₄·7H₂O的产率为         。

下图中的实验装置可以用于实验室制取乙炔。请填空：

（1）图中A管的作用是                    ，制取乙炔的化学反应方程式为                 。
（2）乙炔通入酸性KMnO₄溶液中，发生        反应，可以观察到的现象为                 ，
若通入溴水中，发生             反应，反应方程式为                            。
（3）乙炔燃烧的化学方程式为               ，燃烧时的现象为                             ，
为了安全，点燃乙炔前应该先              。

镁橄榄石主要成分是Mg₂SiO₄，电解法促进镁橄榄石固定CO₂的工艺流程如下图所示：
已知：Mg₂SiO₄(s)+4HCl(aq)2MgCl₂(aq)+SiO₂(s)+2H₂O(l)  △H =－49.04 kJ·mol^-1
固碳时主要反应的方程式为NaOH(aq)+CO₂(g)=NaHCO₃(aq)。

（1）上图方框里的操作名称是        ，横线上的物质有（填化学式）        。
（2）下列物质中也可用作“固碳”的是（填字母序号）        。

A．CaCl2	B．NH3·H2O
C．Na2CO3	D．H2O

（3）由下图可知，90 ℃后曲线A溶解效率下降，分析其原因                      。

（4）经分析，所得碱式碳酸镁沉淀中含有少量NaCl。为提纯，可采取的方法是         。本流程中可循环利用的物质是（填化学式）         。
（5）另一种橄榄石的组成是Mg₉FeSi₅O₂₀，用氧化物的形式可表示为          。