高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

（包括2小题，满分共10分）
Ⅰ.玻璃棒是化学实验中常用的仪器，其作用是用于搅拌、过滤或转移液体时引流。下列有关实验过程中，肯定不需要使用玻璃棒进行操作的是_______________________（可以多选）              
A.用pH试纸测定Na₂CO₃溶液的pH 
B.从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl 
C.实验室用新制的FeSO₄溶液和预处理过的NaOH溶液制备Fe(OH)₂白色沉淀 
D.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液 
E.取某溶液做焰色反应实验，说明该溶液中含有钠元素
F.用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行浓硫酸的脱水性实验 
G.促使过饱和的硝酸钾溶液析出晶体
H.用倾析法进行分离、洗涤颗粒较大的沉淀
Ⅱ．二氧化氯（ClO₂）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。ClO₂是一种黄绿色的气体，易溶于水。实验室以NH₄Cl、盐酸、NaClO₂（亚氯酸钠）为原料制备ClO₂的流程如下：

⑴写出电解时发生反应的化学方程式：                ；
⑵除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是          ；（填序号）
A．饱和食盐水    B．碱石灰    C．浓硫酸    D．水
⑶测定ClO₂（如右图）的过程如下：在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用100mL水溶解后，再加3mL硫酸溶液；在玻璃液封管中加入水；将生成的ClO₂气体通过导管在锥形瓶中被吸收；将玻璃封管中的水封液倒入锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液，用cmol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定 (I₂+2S₂O₃^2－=2I^－ +S₄O₆^2－)，共用去VmL硫代硫酸钠溶液。①装置中玻璃液封管的作用是                      ；

②请写出上述二氧化氯气体与碘化钾溶液反应的离子方程式   　              　；
③测得ClO₂的质量m(ClO₂)=                  。（用含c、V的代数式表示）

制取纯净的氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O）的生产过程如下：
I．将粗氧化铜（含少量Fe）溶解在足量的稀盐酸中，然后加热、过滤得到CuCl₂（含少量FeCl₂）溶液，经测定，溶液pH为2。
II．对I中所得到的溶液按下列步骤进行提纯。

已知：

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe^3+	1.9	3.2
Cu^2+	4.7	6.7

   试回答下列问题：
（1）下列物质中，最适合作为氧化剂X的是          。（填序号）
A．KMnO₄        B．K₂Cr₂O₄              C．H₂O₂                  D．NaClO
（2）①加紧入的物质Y是             。
②写出沉淀Z在水中的沉淀溶解平衡方程式：                 。
（3）分离出沉淀Z，并将滤液蒸发，欲获得氯化铜晶体（CuCl₂·2H₂O），应采取的措施是                                                 。  
（4）①某同学利用反应：Cu+2H⁺===Cu²⁺+H₂↑设计实验来制取CuCl₂溶液，该同学设计的装置应该为          。（填“原电池”或“电解池”）
②请你在下面方框中画出该同学设计的装置图，并指明电极材料和电解质溶液。

（5）已知一些难溶物的浓度积常数如下表：

物质	FeS	MnS	CuS	PbS	HgS	ZnS
Ksp	6.3×10^-18	2.5×^-13	1.3×10^-36	3.4×10^-28	6.4×10^-53	1.6×10^-24

       某工业废水中含有Cu²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺，最适宜向此工业废水中加入过量的      除去它们。（选填序号）
①NaOH           ②FeS                      ③Na₂S

氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工原料。某研究小组用粗铜(含杂质Fe) 按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)。

⑴实验室采用如右图所示的装置，可将粗铜与Cl₂反应转化为固体
1(部分仪器和夹持装置已略去)。
①仪器A的名称是_________________。
②装置B中发生的反应的离子方程式是
__________________________________。
③有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要______(填“是”或“否”)。
⑵试剂X用于调节pH以除去杂质，X可选用下列试剂中的_________(填序号)。
a．NaOH     b．NH₃·H₂O    c．CuO    d．Cu₂(OH)₂CO₃     e．CuSO₄
⑶在溶液2转化为CuCl₂·2H₂O的操作过程中，发现溶液颜色由蓝色变为绿色，小组同学欲探究其原因。已知：在氯化铜溶液中有如下转化关系：
Cu(H₂O)₄^2＋(aq)＋4Cl^－(aq)CuCl₄^2－(aq)＋4H₂O(l)
蓝色                   黄色
①上述反应的化学平衡常数表达式是K＝________________________，若增大氯离子浓度，K值_________(填“增大”、 “减小”或“不变”)。
②取氯化铜晶体配制蓝绿色溶液Y，进行如下实验，其中能够证明CuCl₂溶液中有上述转化关系的是___________(填序号)。
a．将Y稀释，发现溶液呈蓝色          
b．在Y中加入CuCl₂晶体，溶液变为绿色   
c．在Y中加入NaCl固体，溶液变为绿色    
d．取Y进行电解，溶液颜色最终消失

瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色、刺激性气味的气体——氯气。某学生使用这一原理设计如图所示的实验装置，并且利用制得的氯气与潮湿的消石灰反应制取少量漂白粉（这是一个放热反应），据此回答下列问题：

（1）A仪器的名称是__________，所盛试剂是__________，B中发生反应的化学方程式是__________。
（2）漂白粉将在U形管中产生，其化学方程式是____________________。
（3）此实验结果所得产率太低，经分析并查阅资料发现，主要原因是在U形管中存在两个副反应：
①温度较高时氯气与消石灰反应生成，为避免此副反应的发生，可采取的措施是______________________________。
②试判断另一个副反应（写出此反应方程式）：____________________。为避免此副反应发生，应采取的措施是______________________________。
（4）漂粉精同盐酸作用产生氯气：，该反应中每生成，转移电子的物质的量为__________，被氧化的的物质的量为__________。有效氯是漂粉精中有效的含量大小的标志。已知：
有效氯=（漂粉精加盐酸所释放出的氯气的质量/漂粉精的质量）100%，该漂粉精的有效氯为65%，则该漂粉精中的质量分数为__________（保留一位小数）。

以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：FeTiO₃+2H₂SO₄=TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O

回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于________（选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）；
（2）反应TiCl₄+2Mg=2MgCl₂+Ti在Ar气氛中进行的理由                      ；
（3）上述生产流程中加人物质A的目的是防止Fe²⁺被氧化，物质A是____，上述制
备TiO₂的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物质是              。
（4）钛、氯气和过量焦炭在高温下反应的化学方程式                     ；
（5）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt（不考虑损耗），则钛铁矿中钛的质量分数____（用A、B字母表示）。

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得。
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在。
（1）某研究小组设计了制备Na₂S₂O₃·5H₂O装置和部分操作步骤如下。

I．打开K₁，关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热。
II．C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应，停止加热。
III．过滤C中的混合液。
IV．将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
①I中，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是                     。
②II中，“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是                   。
“停止C中的反应”的操作是                           。
③III中，“过滤”用到的玻璃仪器是（填仪器名称）                。
④装置B中盛放的试剂是（填化学式）         溶液，其作用是                。
（2）依据反应2S₂O₃^2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-，可用I₂的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g产品，配制成100mL溶液。取10mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050mol/L I₂的标准溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示。

编号	1	2	3	4
溶液的体积/mL	10．00	10．00	10．00	10．00
消耗I2标准溶液的体积/mL	19．99	19．98	17．13	20．03

② 断达到滴定终点的现象是                                           。
②Na₂S₂O₃·5H₂O在产品中的质量分数是（计算结果保留1位小数）             。

X、Y、Z、W四种化合物均由常见元素组成，其中X含有四种元素，Y、Z含有三种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体。这四种化合物具有右图转化关系（部分反应物、产物及反应条件已略去）。请回答：

（1）W的分子式是                   
（2）X与Y在溶液中反应的离子方程式是                                       
（3）X含有的四种元素之间（二种、三种或四种）可组成多种化合物，选用其中某些化合物，利用下图装置（夹持固定装置已略去）进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。（该气体可以使带火星的木条复燃）
   
①装置Ⅰ中反应的化学方程式是                                         ，
装置Ⅱ中物质的化学式是                   。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是                   ，所需仪器装置是
               （从上图中选择必要装置，填写编号）。
向Z溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有X和另一种物质生成，该反应的化学方程式是                                         

(10分)某学生利用以下装置探究氯气与氨之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨反应的装置。 

请回答下列问题： 
(1)装置F中发生反应的化学方程式为                                ．
(2)装置B中仪器的名称是                      ；装置E的作用是                 ．
(3)装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。
写出反应的化学方程式                                       ．
（4）装置C内当有a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数
常数为      mol^-1   (用含a、b的代数式表示)。
(5)将用F、E、D装置制得的氯气通人含74gCa(OH)₂的石灰乳中，最多可制得漂白粉    g．

(8分)已知：CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄(浓)  CH₃CH₂Br+NaHSO₄ +H₂O。
实验室制备溴乙烷（沸点为38.4℃）的装置和步骤如下：

①按右图所示连接仪器，检查装置的气密性，然后向U形管和大烧杯里加入冰水；②在圆底烧瓶中加入10mL95％乙醇、28mL浓硫酸，然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片；③小火加热，使其充分反应。
试回答下列问题：
(1)反应时若温度过高可看到有红棕色气体产生，该气体的化学式为
            。
（2）为了更好的控制反应温度，除用图示的小火加热，更好的加热方式是__________。
(3)反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色。将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，分液，取        (填“上层”或“下层”)液体。为了除去其中的杂质，可选择下列试剂中的     (填序号)。

A．Na2SO3溶液

B．H2O

C．NaOH溶液

D．CCl4

(4)要进一步制得纯净的C₂H₅Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl₂干燥，再进行      (填操作名称)。
(4)下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中的溴元素，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后              (填序号)。
①加热  ②加入AgNO₃溶液  ③加入稀HNO₃酸化  ④加入NaOH溶液  ⑤冷却

某化学兴趣小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气发生反应的装置。

请回答下列问题：
（1）装置A中的固体物质不宜选用_______________（填字母编号）。
a.无水氯化钙        b.氢氧化钠      c.氧化钙      d.碱石灰    e.无水硫酸铜
（2）写出装置F中发生反应的离子方程式：
_______________________________________________________________________；
E装置的作用为________________________________________________________。
（3）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，原因是________________________
___________________________________________________________________________。
（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。当有0.15molCl₂参与反应时，则生成的气体在标准状况下的体积为____________。
（5）上述装置还存在一处明显的缺陷，你认为改进的措施是____________________
___________________________________________________________________________。

三氯化铁是中学化学实验室中必不可少的重要试剂。某同学利用废铁屑（含少量铜等不与盐酸反应的杂质）来制备FeCl₃·6H₂O，该同学设计的实验装置如图所示，A中放有m克废铁屑，烧杯中盛有过量的稀硝酸，实验时打开a，关闭b，从分液漏斗内向A中加过量的稀盐酸，此时溶液呈浅绿色，再打开b进行过滤，过滤结束后，取烧杯内溶液倒人蒸发皿加热，蒸发掉部分水并使多余HNO₃分解，再降温结晶得FeCl₃·6H₂O晶体。

填写下列空白：
（1）如何检查装置A的气密性：                   。
（2）滴加盐酸时，发现反应速率较之同浓度盐酸与铁粉反应要快，其原因是         。
（3）将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl₃·6H₂O晶体，而不用直接蒸发结晶的方法来制得晶体的理由                   。
（4）用该法制得的晶体中往往混有Fe（NO₃）₃，为了制得较纯净的FeCl₃·6H₂O，可将烧杯内的稀硝酸换成         。
（5）若要测废铁屑的纯度，可测出从B处放出气体的体积，测量气体体积时，需待气体冷却至室温时进行，现有下列装置测定从B处放出气体的体积（忽略导管在量筒中所占的体积），应选用         （填序号），理由是         。

(15分)氟化钠是一种重要的氟盐，主要用作农业杀菌剂、杀虫剂、木材防腐剂和生产含氟牙膏等。实验室可通过下图所示的流程以氟硅酸（H₂SiF₆）等物质为原料制取氟化钠，并得到副产品氯化铵：
有关物质在水中溶解度(g/100gH₂O)如下：

温度	10℃	20℃	30℃	溶解度：20℃NaF—4   0℃NH4F—100； 常温Na2SiF6微溶于水
NH4Cl溶解度	33.3	37.2	41.4

 
请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器有                           。
（2）上述流程中发生两步反应，化学方程式为：
             　                                                 
                                                                 
（3）操作II的作用是                　                               
操作Ⅲ的具体过程是                                               
（4）流程中NH₄HCO₃必须过量，其原因是                   　　　      
_______________________________________________________________________

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

			a

 

请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有           。
（2）A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验。
① 若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象结论如下：

实验序号	实验操作	现象	结论
Ⅰ	将氯水滴入品红溶液	溶液褪色	氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入 NaHCO3粉末	有无色气泡产生	氯气与水反应的产物具有较强的酸性

请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由。                   
                                                                        。
② 请利用上述装置设计一个简单的实验，验证Cl^－和Br^－的还原性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论）                                 
                                                                       。
（3）B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂
并进行有关实验。
① B中发生反应的化学方程式为                                            。
② 欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹     ，再打开止水夹     ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是                              。
③ 试管丁中的NO₂与水充分反应后，若向试管内缓缓通入一定量的O₂，直至试管全部充满水，则所得溶液中溶质的物质的量浓度是               （气体按标准状况计算）。