高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

为除去下表所列物质含有的少量杂质（括号内为杂质），在A项中选择试剂，在B项中选择操作的方法，将其代号填入表中：
A：（1）NaCl细颗粒；  （2）NaOH溶液； （3）水；  （4）CaO；
（5）饱和Na₂CO₃；  （6）溴水；      （7）KMnO₄溶液。
B：（1）过滤；  （2）盐析；   （3）蒸馏；   （4）分液；   （5）结晶；
（6）洗气；  （7）渗析

物质	蛋白质溶液 （氯化钠溶液）	乙  烷 （乙烯）	肥 皂 （甘油）	乙醇（水）	乙酸乙酯（乙酸）	溴苯（溴）
加入试剂
操作方法

合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，目前工业上用氢气和氮气直接合成氨，制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下，若N₂和H₂以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态时，测得混合气体中氨的体积分数为20.0%，则：
（1）合成氨反应达到平衡的标志   ▲  。

A．容器内气体压强保持不变

B．容器内各物质的浓度不随时间变化

C．当υ(H2,正)=0.3mol·L^-1·min^-1，υ(NH3,逆)=0.2mol·L^-1·min^-1时

D．1个N≡N键断裂的同时，有3个H-H键形成

（2）达到平衡时，N₂和H₂的转化率分别为   ▲  。
（3）用氨催化氧化可生产硝酸，取所生产的硝酸溶液100mL，与足量的铜反应，生成的NO₂和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L，物质的量之比为2:1，求所生产硝酸的物质的量浓度？(请写出该小题的计算过程)
   ▲  。
（4）某厂用NH₃生产硝酸，然后再制硝酸铵，其过程如下：

其中反应②为：4NO＋3O₂＋2H₂O4HNO₃，原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中，反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c，则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为   ▲  。

（14 分）孔雀石主要含Cu₂(OH)₂CO₃，还含少量Fe、Si的化合物。以孔雀石为原料可制备CuSO₄·5H₂O及纳米材料G，步骤如下：

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+	2.7	3.7
Fe^2+	7.6	9.6
Cu^2+	4.7	6.7

请回答下列问题：
（1）溶液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺。根据上述实验过程，可作为试剂①的最合理的是   ▲  （填代号）。
a．KMnO₄        b．(NH₄)₂S         c．H₂O₂         d．KSCN
（2）向溶液B中加入CuO的作用是   ▲  。
（3）由溶液C获得CuSO₄·5H₂O，需要经过   ▲  操作。
（4）制备纳米材料G时，应向CaCl₂溶液中先通入   ▲  （填化学式）。写出该反应的化学方程式   ▲  。
（5）欲测定溶液A中Fe²⁺的浓度，可取A溶液稀释一定倍数后，用KMnO₄标准溶液滴定，滴定时盛放待测液A的玻璃仪器是   ▲  （填名称）；滴定达到终点的现象为   ▲  。

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）。

制取碘盐的流程如下：

试回答下列问题
（1）检验母液中是否含有SO₄^2－离子的方法是                                  ▲                        。
（2）过滤时，用到的玻璃仪器有：     ▲   、     ▲    、     ▲    。
（3）国家标准GB546061-92规定碘盐含碘量（以碘计），出厂产品≥40mg/Kg。销售品≥30mg/Kg。某次实验时向一干净的坩埚中放入5g精盐，加入1mL0.001mol/L标准KIO₃溶液搅拌均匀，在100℃恒温烘干1h,即得碘盐产品，该碘盐的含碘量约为：                     ▲                 mg/Kg（保留一位小数），是否是合格产品             ▲      （填：合格、不合格）。
（4）检验碘盐是否加有碘酸钾，定性检验方法是在酸性介质中加还原剂KCNS，其反应如下：6IO₃^－+5CNS^－+H⁺+2H₂O=3I₂+5HCN+5SO₄^2－，检验时，除需用KCNS外，还需要的一种试剂，最好是                                       ▲                          。
（5）碘盐中的碘酸钾在560℃开始分解产生无色气体，剩余固体加硝酸酸化的硝酸银有黄色沉淀，碘盐在热水中，也会生成两种单质，其中一种是无色气体，滴加酚酞显红色，请写出碘酸钾两种情况下分解的化学方程式：               ▲          或        ▲         。

现有乙酸、苯、苯酚、苯甲酸四种有机物组成的混合物，可按右面的图示程序进行分离（已知苯甲酸是微溶于水的白色晶体）。

请在圆括号内填上适当的试剂名称，在方格号内填上分离操作的名称，在方框内填上适当物质的化学式。

工业上制备的工艺流程图如下：

某研究小组在实验室用重晶石（主要成分）对工业过程进行模拟实验。查表得
      ①
      ②
（1）气体用过量溶液吸收,得到硫化钠。水解的离子方程式为。
（2）向溶液中加入和，当两种沉淀共存时，= 。
[=5.4×10^-13，=2.0×10^-10]
（3）反应的=。
（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是。

（1）在质量分数为28%的KOH水溶液中，OH^-离子与H₂O分子数之比是_______。
（2）在KCl和CaCl₂所组成的某混合物中，K⁺与Ca²⁺的物质的量之比为2∶1，则该混合物中含CaCl₂的质量分数为__________，KCl与CaCl₂的物质的量之比为__________，含1 mol Cl^-的该混合物的质量是____________g。
（3）在标准状况下，由CO和CO₂组成的混合气体13.44 L,质量为20 g,该混合气体中，碳与氧两种原子的数目之比为__________。

(11分)物质的分类方法有多种。如根据同一种物质可能属于不同类别进行分类，也可用归纳、比较等方法对物质进行分类等，完成下列题目。
(1)现有①氧气、②空气、③碱式碳酸铜、④氯酸钾、⑤硫、⑥水、⑦氧化镁、⑧氯化钠、⑨氯水、⑩纯醋酸(CH₃COOH)、⑪硫酸钡、⑫乙醇、⑬铜等物质。
其中属于单质的有________，属于化合物的有________，其中________属于含氧化合物，________属于氧化物，属于混合物的有________，属于电解质的是________，属于非电解质的有________(均填序号)。
(2)今有下列两组物质，每组中都有一种物质跟其他三种属于不同的种类。将此种物质和分类依据(选出的物质与其他物质不同之处)写在下面相应的表格内。两组物质分别为：
①O₂、Cl₂、S、N₂
②Fe、Na、Al、Si

组别	被选出的物质	分类依据
第①组
第②组

 

制备AgI胶体的做法是：取一支大试管，注入0.01 mol/L KI溶液10mL，用胶头滴管滴入8～10滴相同浓度的AgNO₃溶液，边滴入边振荡。KI＋AgNO₃＝AgI（胶体）＋KNO₃
简要回答下列问题：
（1）为什么要用稀的KI溶液和稀的AgNO₃溶液？
____________________________________。
（2）为什么要缓慢地滴加AgNO₃溶液于KI溶液中？并且还要边振荡？____________________________________。

向橙色的溴水中撒入足量的镁粉，充分振荡后过滤，溶液呈现___________色，原因是______________________。若向滤液中加入适量的氯水后，溶液呈___________色，原因用离子方程式表示为_________________________。
若向此滤液中加入适量的硝酸银溶液，溶液中有___________生成，原因用离子方程式可表示为_________________________________。

在已经提取氯化钠、溴、镁等化学物质的富碘卤水中，采用下面的工艺流程生产单质碘：

试完成下列问题：
(1)乙、丁中溶质的化学式：乙____________；丁____________。
(2)第④步操作中用稀H₂SO₄浸洗的目的是____________(填写字母编号)。
a.除去未反应的             b.除去未反应的I^-
c.除去未反应的Fe               d.除去碱性物质
(3)第⑦步操作可供提纯I₂的一种方法是____________(不要求写具体步骤)。
(4)实验室检验I₂的方法是________________________。
(5)甲物质见光易变黑，其原因是______________________________(用化学方程式表示)。

下列两题分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，请你选择其中一题作答，如果两题全做，则按A题评分。

A．【物质结构与性质】
1915年诺贝尔物理学奖授予Henry Bragg和Lawrence Bragg，以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
⑴科学家通过X射线探明，NaCl、KCl、MgO、CaO晶体结构相似，其中三种晶体晶格能数据如下表：

晶体	NaCl	KCl	CaO
晶格能／(kJ·mol^－1)	786	715	3 401

4种晶体NaCl、KCl、MgO、CaO熔点由高到低的顺序是  ▲ 。
⑵科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键，又含有氢键，其结构示意图可简单表示如下，其中配位键和氢键均采用虚线表示。

①写出基态Cu原子的核外电子排布式  ▲ ；金属铜采用下列  ▲ （填字母代号）堆积方式。

 
A              B             C              D
②写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式（必须将配位键表示出来）  ▲ 。
③水分子间存在氢键，请你列举两点事实说明氢键对水的性质的影响  ▲ 。
④SO₄^2－的空间构型是  ▲ 。
B．【实验化学】
硫酸亚铁铵的化学式为(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O，又名莫尔盐，是分析化学中常见的还原剂。某化学研究小组设计如下实验来制备莫尔盐并测定硫酸亚铁铵的纯度。
步骤一：铁屑的处理与称量。在盛有适量铁屑的锥形瓶中加入Na₂CO₃溶液，加热，过滤、洗涤、干燥、称量，质量记为m₁。
步骤二：FeSO₄的制备。将上述铁屑加入到一定量的稀H₂SO₄中，充分反应后过滤并用少量热水洗涤锥形瓶和滤纸。滤液及洗涤液完全转移至蒸发皿中。滤渣干燥后称重，质量记为m₂。
步骤三：硫酸亚铁铵的制备。准确称取所需质量的(NH₄)₂SO₄加入“步骤二”中的蒸发皿中，缓缓加热一段时间后停止，冷却，待硫酸亚铁铵结晶后过滤。晶体用无水乙醇洗涤并自然干燥，称量所得晶体质量。
步骤四：用比色法测定硫酸亚铁铵的纯度。
回答下列问题：
⑴步骤三中称取的(NH₄)₂SO₄质量为  ▲ 。
⑵①铁屑用Na₂CO₃溶液处理的目的是  ▲ 。制备FeSO₄溶液时，用右图装置趁热过滤，原因是  ▲ 。
②将(NH₄)₂SO₄与FeSO₄混合后加热、浓缩，停止加热的时机是  ▲ 。
③比色法测定硫酸亚铁铵纯度的实验步骤为：Fe^3＋标准色阶的配制、待测硫酸亚铁铵溶液的配制、比色测定。标准色阶和待测液配制时除均需加入少量稀HCl溶液外，还应注意的问题是  ▲ 。
④该实验最终通过  ▲ 确定硫酸亚铁铵产品等级。

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）俗称固体双氧水，是一种很好的消毒剂和供氧剂（有活性氧存在），外观为白色自由流动颗粒，其制备流程如下图所示。图中BC—1、BC—2均为稳定剂，其中BC—1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成。

 
过碳酸钠简易制备工艺路线
（1）制备过程中加入BC—1的目的是                                    。
（2）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是                               。
（3）洗涤抽滤产品，合适的洗涤试剂是         （填选项编号）。

A．饱和NaCl溶液

B．水

C．异丙醇

D．碳酸钠饱和溶液

（4）写出制备过碳酸钠的方程式：                                       。
（5）由实验测定反应温度对产物的影响如下表：

T/°C	活性氧百分含量	产率
5～10	13.94	85.49
10～15	14.02	85.78
15～20	15.05	88.38
20～25	14.46	83.01

根据上表数据，你认为反应最佳的温度选择的范围是             。

实验室用右图所示的装置制取溴乙烷。在试管I中依次

加入2 mL 蒸馏水、4 mL浓硫酸、2 mL 95％的乙醇和3g溴化钠
粉末，在试管Ⅱ中注入蒸馏水，在烧杯中注入自来水。加热试管
I至微沸状态数分钟后，冷却。
试回答下列问题：
（1）试管I中浓硫酸与溴化钠加热反应生成氢溴酸，写出氢溴酸与乙醇在加热时反应的化学方程式    _______   。
（2）试管I中反应除了生成溴乙烷，还可能生成的有机物有   _______   (任写两种结构简式)。
（3）设计实验证明试管Ⅱ收集的溴乙烷中含有溴元素，完成以下实验报告：

实验步骤	实验操作	预期现象和结论
1	_______	_______
2	_______	_______
3	_______	_______
4	_______	_______

（4）设计实验方案，检验溴乙烷与NaOH乙醇溶液发生消去反应后生成的气体X中是否含乙烯。在答题卡对应的方框中画出实验装置图，并注明所用试剂的名称。