高中化学常见气体制备原理及装置选择填空题

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               __。

(15分)纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。已知：在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有                       ，“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是                          。为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加            （填试剂），无明显现象说明“水洗”合格。
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为                                                  ；
该制法的副产品为             （填化学式）；若称取11.1克无水CaCl₂，理论上应该量取质量分数30﹪、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液          mL。
（3）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应；
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
【已知：I₂+2S₂O₃^2－→ 2I^－+S₄O₆^2－（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是                                                      
②CaO₂的质量分数为                   (用字母表示)；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能                 （填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）。

高氯酸铵可用于火箭推进剂，实验室可由NaClO₃等原料制取(部分物质溶解度如右图)，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）滤渣的主要成分是             (填化学式)。
（3）滤渣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H₂SO₄    c．NaOH溶液   d．Mg   e．Fe    f．Cu
利用下图装置(夹持装置略)对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分步吸收或收集。

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  、  、  (填字母序号)。

磺酰氯（SO₂Cl₂）是一种有机氯化剂，也是锂电池正极活性物质。已知磺酰氯是一种无色液体，熔点-54.1℃，沸点69.1℃，遇水发生剧烈水解。
（1）已知：①SO₂ (g) +Cl₂ (g)+ SCl₂ (g)2SOCl₂ (g) △H="a" kJ·mol^－1
②SO₂Cl₂(g)+ SCl₂ (g)  2SOCl₂(g)  △H="b" kJ·mol^－1
则反应：SO₂(g) + Cl₂(g)SO₂Cl₂(g)  △H = kJ·mol^－1（用含a、b的代数式表示）；该反应平衡常数表达式为K = 。
（2）磺酰氯可与白磷发生反应为：P₄+ 10SO₂Cl₂= 4PCl₅ + 10SO₂↑，若生成1molSO₂，则转移电子的物质的量为  mol。
（3）某学习小组的同学依据反应：SO₂(g)+ Cl₂(g)SO₂Cl₂(g)  △H ＜0，设计的制备磺酰氯装置如图-1。

①若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl₂，其反应的化学方程式为 。
②有关图-1所示的装置说法正确的是 （不定项选择）。
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作催化剂
c.B处反应管冷却水应从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
③从化学平衡移动角度分析，反应管通水冷却的目的为 。
（4）GET公司开发的Li-SO₂Cl₂军用电池，其示意图如图-2所示，已知电池反应为：2Li + SO₂Cl₂ =" 2LiCl" + SO₂↑；则电池工作时，正极的电极反应式为 。

某合作学习小组的同学拟用硼砂制取硼酸并测定硼酸样品的纯度。制备硼酸的实验流程如下：

（1）溶解硼砂时需要的玻璃仪器有：烧杯和 。
（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为 。
（3）用盐酸酸化硼砂溶液生成硼酸的离子方程式为 。
（4）实验流程中缺少的步骤a、步骤b操作分别为 、 。
（5）硼酸酸性太弱不能用碱的标准溶液直接滴定，实验室常采用间接滴定法，其原理为：

滴定步骤为：

①定到终点时溶液颜色变化是    。
②若滴定到终点时消耗NaOH标准溶液22.00mL，则本次滴定测得的硼酸样品中硼酸的质量分数为  （假定杂质不反应）。
③若滴定时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定过程中消失，将导致测得的结果   （选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。

活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。但随着锌资源的不断开发和利用，锌矿资源越来越少，因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有重要意义。下图是以含锌铜烟尘（火法炼铜的副产品，主要成分是ZnO、CuO和FeO）制备活性氧化锌的工艺流程：

含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO，还含有少量的CuO和Fe₂O₃。
（1）操作a名称是____        ，在实验室中，该过程用到的主要玻璃仪器有            。
（2）溶解池中待固体全部溶解后，加入锌粉的作用有：
①将Fe³⁺还原为Fe²⁺;②           ：③调节溶液的pH（控制其在5,0－5．4之间）。
（3）检验溶解池中Fe³⁺已全部被还原为Fe²⁺的最佳试剂是                             ；
（4）右表列出了几种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计算）。反应池中的温度控制在90－95℃，请写出反应池中所发生反应的离子方
程式：                        。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1．1	3．2
Fe^2+	5．8	8．8
2n^2+	5．9	8．9

（5）操作b的名称是________                            ；
（6）沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为：aZnCO₃·bZn（OH）₂·cH₂O（a、b、c均为整数）。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成，进行如下实验：称取3．59g沉淀进行焙烧，将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰，它们分别增重0．72g和0．44g，则该沉淀的组成为                                    。

某化学兴趣小组采用下列方法测定Na₂SO₃样品中Na₂SO₄的质量分数。
【方法一】测 SO₂质量法

采用如图所示装置，通过实验测定生成SO₂的质量。
（1）C中盛放的试剂是          ，E装置的作用是                                  。
（2）若实验前称取m₁g样品，再测得SO₂的质量为m₂g，则可得Na₂SO₄质量分数，其中m₂是通过测定        (填装置符号)装置在实验前后的质量差得到的。该方法的缺点是（只答一点）
                                                                         。
【方法二】测沉淀质量法
第一步：称取m₃g样品，置于小烧杯中  第二步：向小烧杯中加入足量稀盐酸，加热
第三步：再向小烧杯中加入足量BaCl₂溶液，然后过滤、洗涤  第四步：干燥沉淀，称重为m₄g
（3）简述洗涤沉淀的方法：                                                            。
（4）若m₃=2m₄则试样中Na₂SO₄的质量分数为            。

下列关于各实验装置的叙述中不正确的是(        )  

A．装置①可用于分离C2H5OH和H2O的混合物

B．装置②可用于收集H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体

C．装置③中X若为CCl4，可用于吸收NH3或HCl，并防止倒吸

D．装置④可用于干燥、收集NH3，并吸收多余的NH3

溴化钙在医药上用作中枢神经抑制药，实验室用“尿素法”制备溴化钙的主要流程如下：

溴化钙的部分溶解度数值如下：

温度	0℃	10℃	20℃	40℃	60℃	80℃	100℃
溶解度(g)	125	132	143	213	278	295	312

（1）6Ca(OH)₂+6Br₂  50~70℃ 5CaBr₂+6H₂O+Ca(BrO₃)₂，每生成1 mol Ca(BrO₃)₂转移电子的物质的量为   ；50~70℃时，尿素[CO(NH₂)₂]将生成的Ca(BrO₃)₂还原为CaBr₂，尿素被氧化为N₂，该反应的化学方程式为         。
（2）过滤所需的玻璃仪器有玻璃棒、   ，   。
（3）加入氢溴酸调pH的作用是            。
（4）操作I包括  、  、过滤、  、干燥。
（5）“二氧化硫法”制备的氢溴酸粗品中常含有少量的溴和硫酸；请选用所提供的试剂，补充完整检验氢溴酸粗品中是否含有Br₂相SO₄^2－的实验方案。
限选下列试剂：氯水、淀粉KI溶液、CCl₄、BaCl₂溶液、稀盐酸、植物油。

高氯酸铵可用于火箭推进剂，实验室可由NaClO₃等原料制取(部分物质溶解度如图)，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：2NH₄ClO₄ N₂↑+ 2O₂↑ + Cl₂↑ +4H₂O，现可提供
下列试剂：a 饱和食盐水   b 浓H₂SO₄    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

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，在干燥空气中稳定，但在湿空气中则放出氨而变成碳酸氢铵、59℃时分解为氨及二氧化碳、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组用模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：2 NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)  ΔH＜0
（1）如用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是                  。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如图2所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。 当悬浮物较多时，停止制备。

①发生器用冰水冷却的原因是___________               __________________。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是_____________________________           _。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_______（填写操作名称）。 为了得到干燥产品，应采取的方法是________（填写选项序号）。
a. 常压加热烘干    b. 高压加热烘干    c.真空40℃以下烘干
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为___________。

如图是实验室制取某些气体的装置。

（1）该制气装置在加入反应物前，应事先进行的操作是_________        。
（2）若用该装置制取O₂，反应物除了可选择二氧化锰和________(填试剂名称)，还能选择________(填物质的化学式)和水。
（3）利用该装置还可制取____________(选填下列字母序号)等气体。     
a.H₂  b.CO₂  c.NH₃ 
（4）此装置中加入漂白粉和浓盐酸也可以制取Cl₂。
①写出该反应的离子方程式：________________________________________。
②若使用在空气中放置的漂白粉和浓盐酸发生反应，则制取的Cl₂中可能含有的杂质为__________________。

某火力发电厂以煤为燃料，充分燃烧后将热能转化为电能，其排出的废气中含有CO₂、SO₂、水蒸气等。为了检验该发电厂排出的废气中的成分，用如图所示的装置进行实验：

（1）仪器连接的顺序为(填导管接口字母)                             。
（2）根据                                     现象能证明有SO₂存在。
（3）根据                                     中无明显变化和装置A中                                  现象证明有CO₂存在。
（4）把装置E放置在最后，能否证明该废气中含有水蒸气?    ，理由是                    。
（5）装置B的作用是                   ，装置D的作用是                           。
（6）将SO₂通入氯水中溶液颜色变浅原因是___________________。

对叔丁基苯酚可用于生产油溶性酚醛树脂等。实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH₃)₃CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚的实验步骤如下：

步骤1：按图16组装仪器，在X中加入2.2 mL叔丁基氯(过量)和1.41 g苯酚，搅拌使苯酚完全溶解。
步骤2：向X中加入无水AlCl₃固体作催化剂，不断搅拌，有气体放出。
步骤3：反应缓和后，向X中加入8 mL水和1 mL浓盐酸，即有白色固体析出。
步骤4：抽滤得到白色固体，洗涤，用石油醚重结晶，得对叔丁基苯酚1.8 g。
（1）仪器X的名称为________。
（2）步骤2中发生主要反应的化学方程式为________。若该反应过于激烈，可采取的一种措施为________。
（3）图16中倒扣漏斗的作用是________。
（4）实验结束后，对产品进行光谱鉴定结果如下。其中属于红外光谱的谱图是________(填字母)。

（5）本实验中，对叔丁基苯酚的产率为________。

(15分)纯净的过氧化钙（CaO₂）是白色粉末，难溶于水，不溶于乙醇、乙醚，常温下较为稳定，是一种新型水产养殖增氧剂，常用于鲜活水产品的运输。已知：在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

（1）“溶解”过程需要的玻璃仪器有                       ，“沉淀”时需控制反应温度在0℃左右，比较简单易行的方法是                          。为检验“水洗”是否合格，可取少量洗涤液于试管中，再滴加            （填试剂），无明显现象说明“水洗”合格。
（2）“沉淀”时发生反应的离子方程式为                                                  ；
该制法的副产品为             （填化学式）；若称取11.1克无水CaCl₂，理论上应该量取质量分数30﹪、密度1.1g/cm³的H₂O₂溶液          mL。
（3）测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是：
第一步，准确称取a g产品于有塞锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体，再滴入少量2 mol/L的H₂SO₄溶液，充分反应；
第二步，向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液；
第三步，逐滴加入浓度为c mol/L的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液V mL。
【已知：I₂+2S₂O₃^2－→ 2I^－+S₄O₆^2－（无色）】
①第三步中说明反应恰好完全的现象是                                                      
②CaO₂的质量分数为                   (用字母表示)；
③某同学第一步和第二步的操作都很规范，第三步滴速太慢，这样测得的CaO₂的质量分数可能      
             （填“偏高”、“偏低”、“无影响”、“不能确定”）。