高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

实验室用Na₂CO₃·10H₂O晶体配制240mL 0.1mol/L Na₂CO₃溶液，回答下列问题：
（1）用托盘天平称取Na₂CO₃·10H₂O的质量为             g。
（2）操作中所需仪器除托盘天平、烧杯、玻璃棒外，还需要            （填仪器名称）。（3）配制时，正确的操作顺序是（用字母表示，每个字母只能用一次）           ；

A．用蒸馏水洗涤烧杯及玻璃棒2-3次，洗涤液均注入容量瓶，振荡

B．用托盘天平称量所需的Na2CO3·10H2O晶体，放入烧杯中，再加入少量水，用玻璃棒慢慢搅动，使其完全溶解

C．将已冷却的Na2CO3溶液沿玻璃棒注入容量瓶中

D．将容量瓶盖紧，振荡摇匀

E.改用胶头滴管加水，使溶液凹液面的最低点恰好与刻度线相切
F.继续往容量瓶内小心加水，直到液面接近刻度线1-2cm处
（4）溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为                      ；
（5）若出现如下情况，对所配溶液的浓度将有何影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）：
①没有进行A操作      ；
② 称量时，Na₂CO₃·10H₂O已失去部分结晶水      ；
③ 若定容时俯视刻度线      ；
④ 定容摇匀时，发现液面下降，又加水至刻度线      ；
⑤ 容量瓶用蒸馏水洗净后没有干燥       。

(16分)我国有丰富的海水资源，开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，下图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：

请根据以上信息回答下列问题：
I．（1）写出N的化学式和B的名称：N     、B     。  
（2）写出反应②的化学方程式，并标出其电子转移的方向和数目：     
（3）写出反应③的离子方程式：     ，
Ⅱ．粗盐中含有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-等杂质，精制时所用的试剂为：①盐酸 ②氯化钡溶液
③氢氧化钠溶液 ④碳酸钠溶液，以上试剂添加的顺序可以为     。
A. ②③④①                 B. ③④②①                 C. ④③②①          D. ③②④①
Ⅲ．提取粗盐后剩余的海水（母液）中，可用来提取Mg和Br₂。
（1）若用来提取Mg，根据上述提取Mg的流程，没有涉及到的反应类型是     。
A．分解反应               B．化合反应               C．置换反应        D．复分解反应 
（2）若用来提取Br₂，反应⑥所用的气态氧化剂的寻找货源的设想，其中合理的是     。
A．从外地购买                                  B．在当地新建生产厂
C．从本厂生产烧碱处循环                 D．从本厂生产镁单质处循环
流程⑦将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质具有     性。
（3）母液用来提取Mg和Br₂先后顺序，甲乙两位工程师有不同观点：
甲：母液先提取Mg，后提取Br₂
乙：母液先提取Br₂，后提取Mg
请你判断哪个更合适？     (填“甲”或“乙”)，理由是     。

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式：                                       ；并指明该氧化还原反应的还原剂是            ，氧化剂是           。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是                  。
(3)试管中收集气体是          ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行                  ，方法是              。这一操作的目的是                  。

如图所示的仪器装置，在蒸馏烧瓶中装有冰醋酸、乙醇、浓硫酸和沸石，水浴加热，粗制乙酸乙酯。反应一段时间后，将粗产品倒入装有水的烧杯中，液体分为两层，现用两种方法检验乙酸乙酯和水层：第一种方法加入几滴KMnO₄溶液，结果两层都没有颜色，无法区别；第二种方法是加入少量碘片，结果是上层液体呈紫红色。

在这个实验中：（1）水浴的作用是            ，浓硫酸的作用是                    。
（2）水流经冷凝管时，应从      口进入。（填a或b）
（3）烧杯中乙酸乙酯在       层，根据是                    ，加入几滴KMnO₄溶液后，水层不显紫色，是因为                  。
（4）粗制乙酸乙酯经过提纯，可得到纯净的酯，提纯的操作方法是                                         。

下图是实验室制取Cl₂并以Cl₂为原料进行特定反应的实验：

（1）A为氯气发生装置，写出反应的化学方程式________________________。
（2）实验开始先点燃A处的酒精灯，打开旋塞K，让Cl₂充满整个装置，再点燃D处的酒精灯。Cl₂通过C瓶后进入D，D装置内盛有碳粉，发生氧化还原反应，生成CO₂和HCl，写出D装置中反应的化学方程式             _____；装置C的作用是         。
（3）E处石蕊试液的现象是_______________；其原因是__________________。
（4）若将E处溶液改为石灰水，反应过程的现象是_____________________________。
A．有白色沉淀生成
B．无白色沉淀生成
C．先生成白色沉淀，然后沉淀消失
（5）D处反应完毕后，关闭旋塞K，移去酒精灯，由于余热的作用，A处仍有少量Cl₂产生，此处B中的现象是________________，B的作用是________________。

某同学用10mol/L的浓盐酸配制250mL 1mol/L的稀盐酸，并进行有关实验。请回答下列问题：
（1）需要量取浓盐酸___________mL。
（2）配制该稀盐酸时使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶外，还必须用到的仪器有________等。
（3）取所配制的稀盐酸100mL，与一定质量的锌充分反应，锌全部溶解后，生成的气体在标准状况下的体积为0.896L，设反应后溶液的体积仍为100mL，则反应后溶液中H⁺的物质的量浓度为______________。
（4）有一瓶质量分数为14℅的KOH溶液，加热蒸发掉200g H₂O后，得到160 mL质量分数为28℅的KOH溶液，则所得溶液中KOH物质的量浓度为______________。

某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用下图所示装置进行有关实验。请回答：

(1) 装置A中发生的化学反应方程式为                            。(2) 装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体，这种液体是                     ，
其作用是                           。
(3) 装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后，关闭旋塞K并移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生，此时B中现象是                   。_B中应放置的液体是(填字母)                                。
a．水    b．酸性KMnO₄溶液     c．浓溴水       d．饱和NaHSO₃溶液
(4) 实验中，取一定质量的铜片和一定体积18 mol·L^—1的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
① 有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解，你认为原因是                      
                                                                    。
② 下列药品中能用来证明反应结束后的烧瓶中确有余酸的是________(填字母)。
a．铁粉    b．BaCl₂溶液    c．银粉    d．NaHCO₃溶液

（共13分）（1）右图甲中装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。
回答下列问题：

①气体X的分子式是      。
②所选择的药品a是            ，b是           ， c是          。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是          （填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的化学方程式                 。
⑤从反应开始到反应结束，预期在试管a中可观察到的气体的实验现象有哪些，请依次逐步写出           ；          ；
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等质量均过量的浓硝酸或稀硝酸反应，所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu^2＋浓度差异引起了这种现象，你认为           （填“正确”或“不正确”），依据是：                            ；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu^2＋与NO₂混合的结果，并用实验进行了证明，请简述实验方案与实验现象：                          。

某同学欲配制450mL 0.1mol/L的碳酸钠溶液，试根据所学回答下列问题。
（1）若采用5mol/L的碳酸钠溶液配制溶液，需要用到碳酸钠溶液的体积为       。
（2）若用碳酸钠固体配制，一定会用到的仪器有________________________
A．450ml容量瓶      B．500 ml容量瓶     C．量筒    D．胶头滴管
E．烧杯              F．玻璃棒           G．托盘天平
（3）欲准确配制所需溶液，下列称量质量正确的是                （   ）
A．称Na₂CO₃  4.8克               B．Na₂CO₃ 5.3克
C．称Na₂CO₃·10H₂O  12.87克      D．称Na₂CO₃·10H₂O 14.30克
（4）若在配溶液的过程中用胶头滴管往容量瓶中加水时，不小心液面超过了刻度，处理的方法是________（填序号）。
A．吸出多余液体，使凹液面与刻度线相切
B．小心加热容量瓶，经蒸发后，使凹液面与刻度线相切
C．经计算加入一定量的碳酸钠固体
D．重新配制
（5）下列操作可能导致结果偏高的是                 。
A．转移后没有洗涤烧杯
B．定容时俯视
C．定容时仰视
D．称取的Na₂CO₃溶液中混有少量Na₂CO₃·10H₂O
E．配溶液前用碳酸钠溶液润洗容量瓶

制备溴苯的实验装置如右图所示，回答下列问题：
 
(1)该反应装置中仪器A的名称为             。反应开始前已向仪器A中加入的固体药品是铁粉，而装在左侧分液漏斗中的液体药品是          。
(2)冷凝管B有上、下两口，冷却水应从     口进入
(3)导管口不能插入锥形瓶中的液面之下，其原因    是                    ；
(4)右侧分液漏斗中的物质在反应        时加入A中（填写反应前、反应中或者反应后）。用离子方程式表达其作用是                                   。
(5)反应结束向锥形瓶中的液体中加入硝酸酸化的硝酸银溶液，可见到现象是        。
(6)该过程可以如下表述：3Br₂＋2Fe＝2FeBr₃；Br₂＋FeBr₃＝FeBr₄^－＋Br^＋(不稳定)；
＋Br^＋→[]；[]＋FeBr₄^－→＋HBr＋FeBr₃；
由上反应可知：＋Br₂→＋HBr中的催化剂为（     ）
A  Fe    B  FeBr₃    C  Br^＋    D  FeBr₄^－

用2.4 mol/L的H₂SO₄溶液配制100mL浓度为0.2 mol/L的稀H₂SO₄，回答下列问题：

（1）需用量筒量取2.4 mol/L的H₂SO₄溶液的体积是         mL。
（2）溶液配制的所需的基本步骤如下：
将上述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列___________________         。
（3）上述实验步骤A、B、E、F都用到的仪器名称为__________。  
（4）取上述所配溶液10mL与足量BaCl₂溶液反应，生成白色沉淀0.48 g。则该溶液
浓度       0.2 mol/L（填“大于”“等于”或“小于”）,造成此误差的操作可能
是      。 
a. 定容时俯视容量瓶；  b. 用量筒取2.4 mol/LH₂SO₄溶液时俯视读数；
c. 容量瓶使用前未干燥；d. 使用的烧杯和玻璃棒未洗涤彻底；
e. 定容时将蒸馏水洒在容量瓶外面

实验室要配制100 mL 2 mol/L NaCl溶液，请回答下列问题：
⑴．配制过程中需要使用的主要玻璃仪器包括烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和___________。
⑵．用托盘天平称取氯化钠固体，其质量为__________ g。
⑶．下列主要操作步骤的正确顺序是___________（填序号）。
①称取一定质量的氯化钠，放入烧杯中，用适量蒸馏水溶解；
②加水至液面离容量瓶颈刻度线下1~2厘米时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切；
③将溶液转移到容量瓶中；
④盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀；
⑤用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次，洗涤液转移到容量瓶中。
⑷．如果实验过程中缺少步骤⑤，会造成所配溶液的物质的量浓度_______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”，下同)；若定容时俯视容量瓶刻度线，会造成所配溶液的物质的量浓度_________。

（共6分）实验室制取SO₂的反应原理之一为：Na₂SO₃＋H₂SO₄（浓）===Na₂SO₄＋SO₂↑＋H₂O。请用下列装置设计一个实验，以测定SO₂转化为SO₃的转化率：（×100℅）

（1）这些装置的连接顺序（按气体左右的方向）是  →   →  →   →     →     →     →     →     （填各接口的编号）。
（2）实验时甲橡胶管的作用与原理是                               。
（3）从乙处均匀通入O₂，为使SO₂有较高的转化率，实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是                                    。
（4）Ⅳ处观察到的现象是                                        。
（5）用n mol Na₂SO₃粉末与足量浓硫酸进行此实验，当反应结束时，继续通入O₂一段时间后，称得Ⅲ处增重m g，则本实验中SO₂的转化率为              。

下图所示装置可用来制取Fe(OH)₂和观察Fe(OH)₂在空气中被氧化时的颜色变化。实验时必须使用铁屑、6 mol/L硫酸溶液，其他试剂任选。填写下列空白：

（1）B中盛有一定量的NaOH溶液，D仪器的名称        ，此实验D仪器中需要
放入        溶液，A中应预先加入的试剂是       ，A中反应的离子方程式
为                                                              。
（2）实验开始时应先将活塞E     （填“打开”或“关闭”）， 在C中收到的气体主要为       ；当C瓶或A瓶中的气泡          时，将活塞E     （填“打开”
或“关闭”），此刻B瓶中可能发生的化学反应（用离子方程式表示）是：
_                                                                   ；
（3）拔去装置B中的橡皮塞，使空气进入，写出有关反应的化学方程式：
                                                                    。

硫化钠和碳酸钠为原料、采用下述装置制备硫代硫酸钠，制备反应可表示为：
2Na₂ S +Na₂CO₃ + 4SO₂ 3Na₂S₂O₃ +CO₂。根据要求回答问题：

（1）实验时，打开K1，关闭K2，最后洗气瓶中发生反应的离子方程式是                                                   。
（2）锥形瓶内溶液pH小于7时会导致产品分解，因此实验过程中需要控制锥形瓶内溶液的pH。
①反应过程中，锥形瓶中溶液pH将________（填“增大”、“减小”或“保持不变”）。
②测量锥形瓶中溶液pH时，用注射器吸取溶液样品比直接打开锥形瓶中瓶塞取样，除操作简便外，还具有的优点是                                     。
③若实验过程中测得溶液pH已接近于7。此时应该进行的操作是                。
（3）已知：2Na₂ S₂O₃ +I₂="2NaI+" Na₂ S₄O₆。实验结束后进行相关处理，可即获得Na₂ S₂O₃ ·5H₂O晶体。为测量其纯度，取晶体样品mg，加水溶解后，滴入几滴淀粉溶液，用0．010mol/L碘水滴定到终点时，消耗碘水溶液vmL，则该样品纯度是   。
（4）制取硫代硫酸钠的另一种方法是直接将硫粉和亚硫酸钠、水混合共热制取。为探究制取硫代硫酸钠最佳条件（溶液pH、亚硫酸钠浓度、反应温度、硫粉质量），设计如下对比实验（每次实验时亚硫酸钠质量均为63g，反应时间为30min）：

实验序号	溶液pH	亚硫酸钠与水的质量比	反应温度	硫粉质量	亚硫酸钠转化率
1	10	1．5：1	100	18	80．7%
2	a	1．1：1	100	18	94．6%

①实验1、2的目的是探究亚硫酸钠浓度对亚硫酸钠转化率的影响，则a=
②若还要探究溶液pH、反应温度、硫粉质量对亚硫酸钠转化率的影响，除实验1、2外，至少还需进行          次对比实验
③实验表明：亚硫酸钠转化率不受硫粉质量多少的影响。为什么？
答：________________________________________        ___。