高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

(10分)“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室我们也可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。完成下列问题：

(1)写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式__________________________________________。
(2)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是：________________。
(3)浓硫酸的作用是：①___________________________；②___________________________。
(4)饱和碳酸钠溶液的主要作用是
__________________________________________________。
(5)装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止
___________________________________________。
(6)若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是____________________________。
(7)做此实验时，有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片，其目的是
______________________________________________________________________________。
(8)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号) _________________。
①单位时间里，生成1 mol乙酸乙酯，同时生成1 mol水
②单位时间里，生成1 mol乙酸乙酯，同时生成1 mol乙酸
③单位时间里，消耗1 mol乙醇，同时消耗1 mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化

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       。

将3a L NO₂气体依次通过盛有下列物质的容器：饱和NaHCO₃溶液、浓硫酸、固体Na₂O₂，发生反应的化学方程式是（1）________，（2）________，（3）________。最后用排水法收集残余气体，收集到的气体是________，体积是________L。

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl₃：Si＋3HCl  SiHCl₃＋H₂
③SiHCl₃与过量H₂在l000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为                                       。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl₃(沸点33.0℃)中含有少量SiCl₄(沸点57.6℃)和HCl(沸点—84.7℃)，提纯SiHCl₃采用的方法为                     。
(3)用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如下(热源及夹持装置略去)：

①装置B中的试剂是            。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是       
                                           。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是                               ，
装置D不能采用普通玻璃管的原因是                                       ，
装置D中发生反应的化学方程式为                                       。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检验实验装置的气密性，控制好反应温度以及                                         。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂(填写字母代号)是                。
a.碘水  b．氯水   c．NaOH溶液  d．KSCN溶液  e.Na₂SO₃溶液

某课外活动小组拟用下列装置做炼铁原理的实验，同时检测氧化铁的纯度(假设矿石不含其他与CO反应的成分)。CO用H₂C₂O₄====CO₂↑+CO↑+H₂O来制取。与Fe₂O₃反应的CO需纯净、干燥。

（1）若所制的气体的流向为从左向右时，下列仪器组装连接的顺序是(用a,b……表示)
______________接________________，________________接_______________，_____________接________________，________________接________________。
(2)装置乙的作用是，装置丙的目的是______________________________________________。
(3)实验结束后，先熄灭戊处的酒精灯，再熄灭甲处的酒精灯，其主要原因是____________。

(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     。

已知酒精的沸点常压下为78.6 ℃。工业酒精中含水量较多，制无水乙醇时需要除水。
（1）为除去工业酒精中的水分所加试剂为______________，进行的操作为______________。
（2）为完成上述操作某同学设计了如下两套装置：

①用“→”标出上图装置a中冷却水进出的方向，用“———”画出装置b中所加液体液面的合适位置。
②你认为应该选用的合适装置是a还是b？_________________（填“a”或“b”）。若选用装置a应注意装置的气密性。那么，检验装置a的气密性的方法是______________________。若选用装置b，有人总结出了进行此操作时注意的三点原则，即“一贴”“二低”“三靠”。那么，它们的具体含义是：
“一贴”，
_______________________________________________________________________。
“二低”，
_______________________________________________________________________。
“三靠”，______________________________________________________________________。
（3）检验上述除水过程中水是否除尽的方法是______________________________________。

氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，并计算产率，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：
(1)制备氧化铜

①步骤I的目的是除不溶性杂质。操作是                      。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H₂O₂溶液，稍加热；当Fe²⁺转化完全后，慢慢加入Cu₂(OH)₂CO₃粉末，搅拌，以控制溶液pH＝3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH＝1。控制溶液pH＝3.5的原因是                         
                                                                        。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO₄·5H₂O晶体。操作是                  ，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是                          。
(2)探究氧化铜性质
①取A、B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3％H₂O₂溶液，只观察到A中有大量气泡。结论是                            。
②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有           
                                               。

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                  。

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：
                                                                    。

海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素，碘元素以离子的形式存在。实验中从海藻提取碘的流程图如下：

（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称①                  写出过程②中有关反应的离子方程式：
（2）提取碘的过程③中可选择的有机试剂为

A．酒精、四氯化碳	B．四氯化碳、苯
C．汽油、醋酸	D．汽油、甘油

（3）请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还含有单质碘的简单方法：
______________________________________________________________。
（4）在过程④的操作中发现晶体碘大量附着在烧瓶内壁上，是由于碘具有          性质

在实验室制各氯气的实验中：制法
（1）反应原理（方程式）为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（2）实验装置如图所示

指出下列装置中所盛试剂及其作用：
C．                                                      
D．                                                      
F．