高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

CMA（醋酸钙、醋酸镁固体的混合物）是高速公路的绿色融雪剂。以生物质废液——木醋液（主要成分乙酸，以及少量的甲醇、苯酚、焦油等杂质）及白云石（主要成分MgCO₃·CaCO₃，含SiO₂等杂质）等为原料生产CMA的实验流程如下：

（1）步骤①发生的反应离子方程式为                   。
（2）步骤②所得滤渣1的主要成分为              （写化学式）；步骤②所得滤液常呈褐色，颜色除与木醋液中含有少量的有色的焦油有关外，产生颜色的另一主要原因是               。
（3）已知CMA中钙、镁的物质的量之比与出水率（与融雪效果成正比）关系如右图所示，步骤④的目的除调节n(Ca)∶n(Mg)约为             （选填： 1∶2；3∶7；2∶3）外，另一目的是              。

（4）步骤⑥包含的操作有             、过滤、洗涤及干燥。

(14分)如下图中A～J分别代表有关反应中的一种中学化学常见单质或化合物,其中B、C、D、I均为无色气体，G为白色沉淀。(部分产物和反应条件已略去)

（1）若A加热后得到等物质的量的B和C，则A的化学式为                。
（2）实验室检验B的方法是                                            。
（3）写出上述由I生成J的化学方程式：                                   。
（4）写出C和少量Na[Al(OH)₄]溶液反应的离子方程式：                               。
（5）若实验室要制备纯净的物质C(可含水蒸气)所需试剂最好选择     (填代号)。
A．石灰石 
B．稀硝酸 
C．稀硫酸    
D．稀盐酸  
E．纯碱
所需气体发生装置是    (填代号)；所选装置中涉及的玻璃仪器的名称为________________________。

“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、               、             。

下图为制取纯净干燥的Cl₂并让其与铁发生反应的装置，A是Cl₂发生装置，C、D为气体净化装置，E硬质玻璃管中装有细铁丝网；F为干燥的空广口瓶；烧杯G为尾气吸收装置。

试回答：
（1）C、D、G三个装置所盛放的试剂分别是：
C_____________________________________________________
D___________                                   
G                                                    
（2）F中的现象为___________________________，生成物是________。
（3）写出在A、E、G中发生反应的化学方程式为：
A：                                                                   ;
E：                                                                   ;
G:                                                                 

明矾石经处理后得到明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]。从明矾制备Al、K₂SO₄和H₂SO₄的工艺过程如下所示：

焙烧明矾的化学方程式为：4KAl(SO₄)₂·12H₂O＋3S2K₂SO₄＋2Al₂O₃＋9SO₂↑＋48H₂O
请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，还原剂是                       。
（2）从水浸后的滤液中得到K₂SO₄晶体的方法是                           。
（3）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，该电池反应的化学方程式是                           。

（共13分）从固体混合物A出发可以发生如下框图所示的一系列变化：

（1）在实验室中常用反应①制取气体C。若要收集气体C，可选择下图装置中的     （填字母）

（2）操作②的名称是      ，在操作②中所使用的玻璃仪器的名称是                 。
（3）写出下列反应的方程式：反应①的化学方程式                                         
反应③的化学方程式                                        
（4）在实验室中，要获得干燥纯净的黄绿色气体F，可以将它通过下图中的装置，

其中瓶I中盛放的是             ，瓶II中盛放的是          。
（5）实验中必须吸收多余的气体，以免污染空气。下图是实验室NaOH溶液吸收气体F的装置，为防止发生倒吸现象，合理的装置是          （填选项字母）

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         。

某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄•7H₂O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

沉淀物	Al(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

回答下列问题：
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、蒸发皿外还需要的主要仪器为                        。
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是                                     。
（3）“酸浸”时所加入的酸是             （填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是                 。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是：                      。
（5）“调pH为2~3”的目的是                                                   。
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄·7H₂O），其原因可能是               __。

湿法炼锌的冶炼过程可用如图简略表示：

请回答下列问题：
（1）NH₃的空间构型是               ．氨气易液化，液氨常做制冷剂，氨气易液化的原因是_____________________．
（2）已知ZnO属于两性氧化物，写出ZnO与NaOH溶液反应的化学方程式：                   ．
（3）上述电解过程中析出锌的电极反应式为                       ．
（4）产生的SO₂可用Ba（NO₃）₂溶液吸收，部分产物可作为工业原料，其反应的离子方程式为           
（5）氨是最重要的化工产品之一。合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:
CH₄(g)+H₂O(g）CO(g)+3H₂(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示,则CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CO(g)和H₂(g)的热化学方程式为_______________________．
      

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          。

利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe₃O₄胶体粒子及副产物ZnO，制备流程图如下：

已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。
回答下列问题：
（1）步骤I中所用的试剂是___________。
（2）步骤III中反应的离子方程式是__________________________________。
（3）步骤V可选用的试剂是_________（填序号）。
a．NaOH溶液     b．氨水      c．盐酸
（4）步骤VI的实验操作是_____________。

已知孔雀石的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量FeO、SiO₂。现以孔雀石为原料制备CuSO₄·5H₂O。
 
（1）实验步骤中试剂①最佳选择             （填代号）；
a．H₂O₂       b．Cl₂       c．KMnO₄       d．HNO₃
请写出其对应的离子方程式                                 。
（2）溶液B中加入CuO作用是                              。
（3）由溶液C获得CuSO₄·5H₂O晶体，需要经___________、____________和过滤。
（4）25 ℃，Fe(OH)₃的K_sp＝1×10^-38，若要将溶液中的Fe³⁺沉淀完全，必需调节溶液pH＞          。
（5）实验室用惰性电极电解500ml的CuSO₄溶液一段时间后，撤去电源，若加入0.2mol Cu(OH)₂恰好使电解液恢复到原来状态，则电解过程中转移电子的物质的量为__________mol，原CuSO₄溶液的物质的量浓度为________mol·L^－1。

铁及其化合物有重要用途，如聚合硫酸铁[]是一种新型高效的水处理混凝剂，而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂，某课题小组设计如下方案制备上述两种产品：

请回答下列问题：
（1）若A为H₂O(g)，写出反应方程式___________________________；
（2）若B为NaClO₃与稀硫酸，写出其氧化Fe²⁺的离子方程式(还原产物为Cl^-)_________________；
（3）若C为KNO₃和KOH的混合物，写出其与Fe₂O₃加热共融制得高铁酸钾(K₂FeO₄)的化学方程式，并配平：
□Fe₂O₃+□KNO₃+□KOH→□ ________ +□KNO₂+□ ______
（4）为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量，实验操作如下：准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中，加入足量H₂O₂，调节pH＜3，加热除去过量H₂O₂；加入过量KI充分反应后，再用0.1000mol・L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL．
已知：2Fe³⁺+2I^-═2Fe²⁺+I₂； I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₄^2-
①滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象__________________________；
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为__________ g・L^-1．若滴定前溶液中H₂O₂没有除尽，所测定的铁元素的含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(14分)尿素可作为H₂O₂的稳定载体，生产一种固态、耐储存、易运输的新型氧化剂和消毒剂—过氧化尿素[CO(NH₂)₂·H₂O₂]，其合成工艺流程如下：
请回答下列问题：
（1）操作I、II的名称分别是________、_________。CO(NH₂)₂·H₂O₂分子中尿素和过氧化氢之间以________结合，其结合力较弱，具有尿素和过氧化氢双重性质。

（2）工业上生产尿素所需的原料气可由天然气与水反应制备，已知：
①甲烷、氢气的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol
②H₂O(l)=H₂O(g)    H =+44.0kJ/mol
写出CH₄与水蒸气作用生产CO₂和H₂的热化学方程式：                        。
（3）为测定产品中H₂O₂的含量，称取干燥样品12.0g配成250mL溶液，取25.00mL
于锥形瓶中，加入适量硫酸酸化，用0.20mol/LKMnO₄标准溶液滴定，三次滴定平均消耗KMnO₄溶液20.00mL.（KMnO₄溶液与尿素不反应）.
①完成并配平方程式：

②计算出产品中H₂O₂的质量分数为_____________。
（4）电解含尿素的废水既可以处理废水，又可制得纯氢，电解原理如图所示。电解池中隔膜仅阻止气体通过，A、B两极均为惰性电极。请写出阳极的电极反应方程为_____________。

(15分)电子垃圾含70%Cu、25%Al、4%Fe以及少量Pt、Au)实验室现欲回收处理制备硫酸铜和硫酸铝晶体，合成路线如下

查阅资料获取下列信息Cu可与H₂SO₄、H₂O₂反应生成CuSO₄;铁铝铜等离子沉淀为氢氧化物的PH值如表所示

请回答下列问题
（1）写出Cu与稀H₂SO₄、H₂O₂反应的离子方程式                              ；
（2）操作Ⅱ中X的取值范围                              ；
（3）操作Ⅲ中蒸发浓缩所需的玻璃仪器                             ;
（4）操作中的滤渣生成Al₂(SO₄)₃·18H₂O的化学方程式                       ；
（5）为测定CuSO₄ ·5H₂O晶体的纯度，取ag试样配成100ml溶液，取25．00ml，消除干扰离子后，用 b mol．L^-1EDTA(Na₂H₂Y)标准溶液滴定Cu²⁺(离子方程式为Cu²⁺+H₂Y^2-=CuY^2-+2H⁺)滴定至终点平均消耗EDTA12．00ml，则CuSO₄·5H₂O的纯度为                           。