高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

铁酸锌（ZnFe₂O₄）是对可见光敏感的半导体催化剂，其实验室制备原理为：
Zn²⁺+2Fe²⁺+3C₂O₄^2－+6H₂OZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O↓……………(a)
ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O  ZnFe₂O₄ + 2CO₂↑+4CO↑+6H₂O ……………(b)
（1）上述制备原理中属于氧化还原反应的是    （选填：“a”或“b”）。
（2）制备ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O时，可选用的药品有：
Ⅰ、(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O，Ⅱ、ZnSO₄·7H₂O及Ⅲ、(NH₄)₂C₂O₄·7H₂O。
①称量药品时，必须严格控制n(Fe²⁺)/n(Zn²⁺)=       。
②选用的加料方式是      (填字母)。
a．按一定计量比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌，然后升温至75℃。
b．按一定计量比，Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液，然后加入Ⅱ，然后升温到75℃。
c．按一定计量比，将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲，Ⅲ另配成溶液乙，甲、乙同时加热到75℃，然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中，并持续搅拌。
（3）从溶液中分离出ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O需过滤、洗涤。已洗涤干净的依据是    _________________。
（4）ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O热分解需用酒精喷灯，还用到的硅酸盐质仪器有：       和        。
（5）某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮（含杂质铁），结合下图信息利用实验可提供的试剂制取纯净的ZnSO₄溶液。实验中可选用的试剂如下：

a．30%H₂O₂；
b．新制氯水；
c．1.0 mol·L^－1NaOH溶液；
d．3 mol·L^-1稀硫酸；
e．纯ZnO粉末；
f．纯锌粉。
实验步骤依次为：①将锌片完全溶于稍过量的3 mol·L^－1稀硫酸，加入      （选填字母，下同）；②加入     ；③加热到60℃左右并不断搅拌；④过滤得ZnSO₄溶液。其中步骤③加热的主要目的有                     。

(8分)KMnO₄溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液，由于KMnO₄的强氧化性，它的溶液很容易被空气中或水中某些少量还原性物质还原，生成难溶性物质MnO(OH)₂，因此配制KMnO₄标准溶液的操作是：（1）称取稍多于所需量的KMnO₄固体溶于水，将溶液加热并保持微沸1h；（2）用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)₂；（3）过滤得到的KMnO₄溶液贮存于棕色试剂瓶放在暗处；（4）利用氧化还原滴定方法，在70⁰C-80⁰C条件下用基准试剂(纯度高、式量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度。请回答下列问题：
（1）将溶液加热并保持微沸1h的目的是     。
（2）如何保证在70⁰C~80⁰C条件下进行滴定操作：    。
（3）准确量取一定体积的KMnO₄溶液用________________(填仪器名称)。
（4）在下列物质中，用于标定KMnO₄溶液的基准试剂最好选用_________(填序号)。

A．H2C2O4·2H2O

B．FeSO4

C．浓盐酸

D．Na2SO3

（5）若准确称取Wg你选的基准试剂溶于水配成500 mL水溶液，取25．00 mL置于锥形瓶中，用高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗高锰酸钾溶液VmL。问：
①滴定终点标志是__________    __________；
②所配制KMnO₄标准溶液的物质的量浓度为_______________mol/ L；
（6）若用放置两周的KMnO₄标准溶液去滴定水样中Fe^2＋含量，测得的浓度值将____(填“偏高”或“偏低”)。

某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO₂)的研究。
实验I：制取NaClO₂晶体
己知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出品体是NaClO₂·3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

（1）装置③的作用是                                      
装置①的作用是                                       
（2）装置②中产生ClO₂的还原剂是                            
装置④中制备ClO₂的化学方程式为                        
（3）从装置④反应后的溶液获得NaClO₂晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶：②趁热过滤；③       ；④低于60℃干燥，得到成品。
实验Ⅱ：测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案，并进行实验：
①准确称取所得亚氯酸钠样品小打烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(已知：ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+Cl^-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25．00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol·L^-1 Na₂S₂O₃标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得平均值为V mL(已知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)。
（4）达到滴定终点时的现象为                                     
（5）该样品中NaClO₂的质量分数为                              (用含m、c、V的代数式表示)。
（6）在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，原因用离子方程式表示为                                                                。

柠檬酸亚铁(FeC₆H₆O₇)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO₄·7H₂O)通过下列反应制备：FeSO₄+Na₂CO₃="==" FeCO₃↓+Na₂SO₄ FeCO₃+C₆H₈O₇="==" FeC₆H₆O₇+CO₂↑+H₂O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^-1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1. 1	3. 2
Al^3^＋	3. 0	5. 0
Fe^2^＋	5. 8	8. 8

（1）制备FeCO₃时，选用的加料方式是       (填字母)，原因是      。
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中
（2）生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是                    。
（3）将制得的FeCO₃加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是                 。②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是             。
（4）最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是                。
（5）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃ ) 出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄·7H₂O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，          ，得到FeSO₄溶液，             ，得到FeSO₄·7H₂O 晶体。

某铜矿石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以此铜矿石为原料制备CuSO₄·5H₂O 及CaCO₃，部分步骤如下：

请回答下列问题：
（1）溶液A除含有Cu²⁺外，还可能含有的金属离子有________(填离子符号)，验证所含离子所用的试剂是______________。
（2）可用生成的CO₂制取优质碳酸钙。制备时，先向氯化钙溶液中通入氨气，再通入CO₂。
①实验室通常采用加热氯化铵和氢氧化钙混合物的方法制取氨气。某学习小组选取下图所给部分装置制取并收集纯净的氨气。

如果按气流方向连接各仪器接口，你认为正确的顺序为a→______、______→______、______→ i。其中与i相连漏斗的作用是______________。
②实验室中还可用固体氢氧化钠和浓氨水制取少量氨气，下列最适合完成该实验的简易装置是_________(填编号)

（3）测定铜矿石中Cu₂(OH)₂CO₃质量百分含量的方法是：a．将1.25g铜矿石制取的CuSO₄·5H₂O于锥形瓶中，加入适量水完全溶解；b．向溶液中加入100mL0.25mol/L的氢氧化钠溶液使Cu²⁺完全沉淀；c．过滤；d．滤液中的氢氧化钠溶液用0.5mol/L盐酸滴定至终点，耗用10mL盐酸。则铜矿石中Cu₂(OH)₂CO₃质量分数为_____________。

高氯酸铵可用于火箭推进剂，实验室可由NaClO等原料制取（部分物质溶解度如下图），其实验流程如下：


（1）氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为        。
（2）80℃时浸取液冷却至0℃过滤，滤渣的主要成分为         （写化学式）。
（3）反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为____。
（4）已知：2NH₄ClO₄N₂↑+2O₂↑+Cl₂↑+4H₂O，，现可提供下列试剂：
a．饱和食盐水 
b．浓H₂ SO₄ 
c．NaOH溶液  
d．Mg   
e．Cu   
f．Fe
利用下图装置对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分别吸收或收集。

①E中收集到的气体可能是____（填化学式）。
②A、B、C中盛放的药品依次可以是____（选填：I、Ⅱ、Ⅲ）。
I．a、b、d        Ⅱ．c、b、e          Ⅲ．b、c、f
（5）过滤用到的主要玻璃仪器是______。

用l－丁醇、溴化钠和过量较浓H₂SO₄混合物为原料，在实验室制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物。现设计如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请根据实验步骤，回答下列问题：

⑴关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。竖直冷凝管的作用是                                         ，写出该反应的化学方程式                                                  。
⑵理论上，上述反应的生成物还可能有：丁醚、1－丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。熄灭A处酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是          、         。
（3）相关有机物的数据如下：

为了进一步精制1－溴丁烷，继续进行了如下实验：待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管，塞上带温度计的橡皮塞，关闭a，打开b，接通冷凝管的冷凝水，使冷水从     （填c或d）处流入，迅速升高温度至       ℃，收集所得馏分。
（4）若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1－溴丁烷，则1－溴丁烷的产率是            。

某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）加入铁粉后发生反应的离子方程式为__________。
（2）甲、乙两同学选用下列仪器，采用不同的方法来制取氨气。

①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，则应选用装置______（填写装置代号），生成氨气的化学方程式为____________；
②乙同学选用了装置B，则使用的两种药品的名称为_______________。
（3）H₂O₂的作用是_____________。
（4）除铁过程中得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂（K₂FeO₄），该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
（5）乙知溶液a中含有CO₃^2-、SO₄^2-两种酸根阴离子，若只允许取用一次样品，检验这种离子存在的实验操作过程为___________________。

锌是一种常用金属，冶炼方法有火法和湿法。
I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似。氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。
（1）Ga的原子结构示意图为____________________。
（2）GaN可由Ga和NH₃在高温条件下合成，该反应的化学方程式为______________
（3）下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是____________________（填字母序号）。

A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠

B．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气

C．Ga2O3可由Ga(OH)3受热分解得到

D．一定条件下，Ga2O3可与NaOH反应生成盐

II．工业上利用锌焙砂（主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示，回答下列问题：

已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe₂O₄可以写成ZnO·Fe₂O₃，写出ZnFe₂O₄与H₂SO₄反应的化学方程式_______________________。
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe²⁺氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀。净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_____________________________________________________。
（6）净化II中加入Zn的目的是______________________________________________。
（7）常温下，净化I中，如果要使c(Fe³⁺) < 10^-5 mol/L，则应控制溶液pH的范围为_______________________。已知：K_sp[Fe(OH)₃] =" 8.0" × 10^-38；lg5 = 0.7

工业上处理含铬(主要成分是HCrO₄^－)污水并制备磁性铁铬氧体工艺流程如下：

（1）还原过程中HCrO₄^－转化为Cr³⁺ 的离子方程式为              ；
（2）当沉淀池中c(Fe²⁺):c(Fe³⁺)＝2:1时，能生成铁铬氧体。通入压缩空气是形成铁铬氧体的必要条件之一，通入压缩空气的目的是                 、               。在加NaOH溶液之前通入的空气量不宜过多，若过多必须向沉淀池中增补的物质可能为：              。(填字母)

A．FeSO4

B．Cu

C．H2O2

D．Fe

（3）已知三价铬[Cr(Ⅲ)]在水溶液中的存在形态随pH 的变化如右图，为尽可能除去铬元素实现清液达标排放，沉淀池中pH要控制在            ；若pH过高，溶液中残留铬量增大，其原因为           。

某研究性学习小组为合成1-丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH=CH₂+CO+H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH；
CO的制备原理：HCOOHCO↑+H₂O，CO的制备装置如图所示。请填写下列空白：

（1）装置a的作用是             ；
（2）实验时向装置b中加入几粒沸石的作用是             ，某同学进行实验时，加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是                  ；
（3）装置c的作用是                 ；
（4）实验室用浓硫酸和2-丙醇制备丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是④—_______—_______—_______—②（填序号，试剂可以重复使用）；
①饱和Na₂SO₃溶液  ②酸性KMnO₄溶液  ③石灰水  ④无水CuSO₄     ⑤品红溶液
写出生成SO₂、CO₂及水蒸气反应的化学方程式                       ；
（5）合成的1-丁醇中常含有杂质丁醛，设计出如下提纯路线：

已知：①R-CHO+NaHSO₃（饱和）→RCH(OH)SO₃Na↓；②沸点：乙醚 34℃，1-丁醇 118℃
试剂1为        ，操作1为        ，操作2为       ，操作3为       ；
（6）现用60g 2-丙醇制备1-丁醇，经分析知：由2-丙醇制备丙烯时的产率为85℅，由丙烯制丁醛产率为80℅，由丁醛制1-丁醇产率为75℅，则制得1-丁醇为          g。

某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K^＋、Mg^2＋、Br^－、SO₄^2－、Cl^－等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴，他们设计了如下流程。

研究性学习小组查寻资料得知：Br^－被氧化剂氧化成溴。溴不易溶于水而易溶于CCl₄回答以下问题：
（1）操作Ⅰ的名称为______________；要从橙色液体中分离出溴，所采取的操作需要的主要玻璃仪器除酒精灯和温度计外，还有________                       。
（2）试剂x，y，z的化学式分别为x，_______    y            z           _；检验SO₄^2－已除尽的方法是                         。
（3）写出操作Ⅲ的具体操作步骤_________________________。

氯化硫酰（SO₂Cl₂）是一种无色液体，遇水剧烈水解，其熔点为－54.1 ℃，沸点为69.1 ℃，可用作氯化剂及锂电池正极活性物质。氯化硫酰可用下列反应制取：
SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂Cl₂(l)   △H＝－97.3 kJ/mol。
（1）为了提高上述反应中Cl₂的平衡转化率，下列措施合理的是（用字母编号填写）：     。
a．缩小容器体积     b．使用催化剂     c．提高SO₂浓度      d．提高温度
（2）300 ℃时，在体积为1 L的密闭容器中充入16.20 g SO₂Cl₂，达到平衡时容器中含SO₂ 7.616 g，则300 ℃时合成SO₂Cl₂反应的平衡常数的为：                      。
（3）某同学设计了下图所示装置制取氯化硫酰：

①有关该装置的说法正确的是（用字母编号填写）：       。
a．A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和NaHSO₃溶液
b．B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭起催化作用
c．B处反应管的冷却水应从m接口通入
d．装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却
e．D处U形管中盛放的可能是碱石灰
②从化学平衡的角度分析，反应管通冷却水的目的是：                            。
③氯磺酸（ClSO₃H）受热分解也可制得氯化硫酰，并得到另外一种物质，该反应的化学方程式为______，分离产物的方法是：                                                    。
（4）下图为GET公司开发的Li－SO₂Cl₂军用电池的示意图。已知该电池的总反应为：2Li＋SO₂Cl₂＝2LiCl＋SO₂↑，则该电池工作时的正极反应为：_______________________。

(14分)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持及加热仪器已略)。

（1）制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸，则相关的化学反应方程式为：                。装置B中饱和食盐水的作用是            ；同时装置B亦是安全瓶，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                             。
（2）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依次放入         。

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

（3）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入少量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为       色，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                                    。
（4）装置F中用足量的NaOH溶液吸收余氯，试写出相应的离子方程式：                      。
（5）如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L^－1的浓盐酸混合加热，充分反应后生成的氯气     0.06 mol。(填“大于”“小于”“等于”)，若有17.4 g的MnO₂被还原，则被氧化的HCl的质量为           。

下图所涉及的物质均为中学化学中的常见物质，其中C为无色气体单质，D为有色气体单质，E为金属单质，其余为化合物。它们存在如下转化关系（反应中生成的水及次要产物均已略去）。

（1）写出有关物质的化学式：F________，H________。
（2）若反应①是在加热条件下进行，则A是________；若反应①是在常温条件下进行，则A是________。
（3）写出B与MnO₂共热获得D的化学方程式______________________________。
（4）B的稀溶液与AgNO₃溶液混合可形成沉淀AgX，已知K_sp（AgX）＝1.8×10^－10。将B的稀溶液与AgNO₃溶液等体积混合，若B的浓度为2×10^－4 mol·L^－1，则生成沉淀所需AgNO₃溶液的最小浓度为________mol·L^－1。若向AgX悬浊液中滴加KI溶液，观察到的现象是______________________________，沉淀能够发生转化的原因是_________________________________________。