高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。
Ⅰ．实验步骤：
(1)配制100 mL待测白醋溶液。量取10.00 mL市售白醋，注入烧杯中用水稀释后转移到           (填仪器名称)中定容，摇匀即得。
(2)用        量取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中，向其中滴加2＿＿＿＿＿作指示剂。
(3)读取盛装0．100 0 mol·L^－1 NaOH溶液的               (填仪器名称)的初始读数。如果液面位置下图所示，则此时的读数为               mL。

(4)滴定。滴定过程中，眼睛应观察                   。滴定终点后记录NaOH溶液的终点读数。再重复滴定3次。
Ⅱ．实验记录：　

滴定次数 实验数据/mL	1	2	3	4
V(样品)	20.00	20.00	20.00	20.00
V(NaOH)（消耗）	15.95	15.00	15.05	14.95

Ⅲ．数据处理与讨论：                                         
(1)甲同学在处理数据时计算得：
平均消耗的NaOH溶液的体积V＝[(15.95＋15.00＋15.05＋14.95)/4] mL＝15.24mL。
指出他的计算的不合理之处：______________________________________。
按正确数据处理，可得c(市售白醋)＝___________mol·L^－1；市售白醋总酸量＝_________g/100 mL。
(2)在本实验的滴定过程中，下列操作会使实验结果偏大的是_______ (填写序号)。
a．未用标准NaOH溶液润洗滴定管
b．锥形瓶中加入待测白醋溶液后，再加少量水
c．锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出
d．滴定前锥形瓶用待测白醋溶液润洗

实验室用溴和苯在FeBr₃催化下制取溴苯，得到粗溴苯后，要用如下操作提纯：（1）蒸馏；（2）水洗；（3）用干燥剂干燥；（4）用10%的NaOH溶液洗涤。正确的操作顺序是

A．（1）（2）（3）（4）	B．（4）（2）（3）（1）
C．（4）（1）（2）（3）	D．（2）（4）（2）（3）（1）

为检验炭粉与浓硫酸反应的产物设计如下装置，回答相关问题：
       
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气                                  
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
                                         
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用
A中加入的试剂和作用是______                   _____
B中加入的试剂和作用是____               ____________
D中加入的试剂和作用是__                 ___________
（4）实验时，C中应观察到的现象是______________________

在如下图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备Fe(OH)₂。

（1）在试管I中加入的试剂是            。
（2）为了制得Fe(OH)₂白色沉淀，在试管I和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后观察到试管I产生大量气体。一段时间后，检验到试管Ⅱ支管出口的气体只有一种时，再进行的操作是            ，使试管I中的溶液进入到试管Ⅱ中溶液底部，产生Fe(OH)₂。
（3）这样生成的Fe(OH)₂沉淀能较长时间保持白色，其理由是               。
（4）反应结束后，将Fe(OH)₂沉淀倒出，在空气中迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，其原因是           （用化学方程式表示）。

为了测定某种碱金属的相对原子质量，设计装置如右图。该装置(包括水)的总质量为a g，将质量b g(不足量)碱金属放到水中，立即盖紧瓶塞，反应完全后再称量此装置的总质量为c g，则

(1)计算该碱金属相对原子质量的数学表达式                 
(2)无水CaCl₂的作用是                                   ，如果不用无水CaCl₂，测出的相对原子质量比实际的相对原子质量          (填写偏大、偏小或相等)。

仅用下表提供的实验器材和药品，就能达到相应实验目的的是

编号	实验器材	实验药品	实验目的
A	托盘天平（带砝码）、100mL容量瓶、量筒、烧杯、药匙、玻玻棒	NaCl固体、蒸馏水	配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液
B	大试管、长颈漏斗、有孔塑料板、导管及橡皮塞、集气瓶、玻璃片、火柴	稀盐酸、块状石灰石	制取并收集二氧化碳气体
C	碱式滴定管、酸式滴定管、胶头滴管、铁架台（带铁夹）、锥形瓶	己知浓度的NaOH溶液、待测盐酸、蒸馏水、白纸	测定稀盐酸的物质的量浓度
D	铁架台（带铁夹）、酒精灯、大试管、集气瓶、导管及橡皮塞	氯化铵	制取并收集氨气

 

实验题：(18分，每空2分)
Ⅰ部分：
甲、乙、丙三位同学分别用如下实验装置及化学药品（碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。请你参与探究，并回答问题：

（1）他们制取氨气的化学方程式为：                             。
（2）三位同学都用向下排空气法收集氨气，其原因是          。
（3）三位同学用上述装置制取氨气时,其中有一位同学没有收集到氨（实验操作都正确），你认为没有收集到氨气的同学是___填(“甲”、“乙”或“丙”)。
（4）检验氨气是否收集满的方法是:（简述操作方法、现象和结论）
                                                               
（5）三位同学都认为他们的实验装置还可用于加热碳酸氢铵固体来制取纯净的氨气，你判断能够达到实验目的的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，该装置中的NH₄HCO₃固体能否用NH₄Cl固体代替？____    (填“能”或“不能”)。
Ⅱ部分
已知二氧化硫可使高锰酸钾溶液褪色反应的化学方程式为：
5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄
右图为验证浓硫酸与木炭在加热条件下，反应产物中是否含有SO₂和CO₂的部分装置。

（6）实验时，从    端连接盛有澄清石灰水的实验装置(用a或b 填空)。
（7）可观察到A瓶溶液                             。
（8）C瓶溶液的作用是                             。

1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用图9所示装置制备1，2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴(表面覆盖少量水)。请填写下列空白：

（1）烧瓶a要求温度迅速升高到170℃发生反应，写出该反应的化学方程式            ；该反应类型为                   。
（2）写出制备1,2-二溴乙烷的化学方程式             。
（3）安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象         。
（4）容器c中NaOH溶液的作用是          ；e装置内NaOH溶液的作用是             。
（5）某学生做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超出许多，如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因（至少2点）         、        。

(17分)实验室中有三瓶失去标签的酸，分别是浓硫酸、浓盐酸和浓硝酸。
（1）有同学认为，用金属铜做试剂可鉴别上述三种酸，请用化学方程式和必要的文字加以说明。____________________________________________________________________。
（2）请设计一个实验装置，使铜与稀硫酸反应生成硫酸铜与氢气。在下面的方框内画出装置图，并标明电极材料名称和电解质溶液名称。

（3）实验室中欲用浓硫酸配制2.0mol·L^-1的稀硫酸500mL。
①实验过程中所需仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要的仪器有____________________；
②下列操作中造成所配溶液浓度偏低的是_____________。
a．用量筒量取浓硫酸时仰视刻度线
b．定容时俯视刻度线
c．转移溶液后未洗涤烧杯和玻璃棒就直接定容
d．定容后摇匀，发现液面低于刻度，未补加蒸馏水至刻度
（4）下图所示为实验室模拟工业上利用氨催化氧化法制备硝酸的实验

用装置A制备干燥氨气，装置B制备干燥氧气。
①装置A的试管中发生反应的化学方程式为_______________________________。
装置B的烧瓶内发生反应的化学方程式为__________________________________。
②下列关于A、B装置的叙述不正确的是__________
a．若选择合适的试剂，用B装置也可制备氨气
b．实验过程中，A、B装置中一定有一个发生氧化还原反应
c．U形管中的试剂可以相同，但作用不相同
③按照a接c，b接d的顺序连接装置进行实验。
玻璃管内发生反应的化学方程式为___________________________________。
实验结束后，某同学测得装置C中试管内所得溶液的pH＜7，得出的结论为该溶液一定是硝酸。该结论__________（填“严密”或“不严密”），你的理由是_____________________________。

（每空1分，共7分）溴乙烷是一种重要的有机化工原料，其沸点为38.4℃。制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应，该反应的化学方程式是                                                 。
实际通常是用溴化钠与一定浓度的硫酸和乙醇反应。某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图，实验操怍步骤如下：

①检查装置的气密性；
②在圆底烧瓶中加入95％乙醇、80％硫酸，然后加入研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片；
③小心加热，使其充分反应。
请问答下列问题。
(1)装置A的作用是                         。
(2)反应时若温度过高，则有生成，同时观察到还有一种红棕色气体产生，该气体物质的电子式是             。
(3)反应结束后，得到的粗产品呈棕黄色。为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的           (填写上正确选项的字母)。
a．饱和食盐水         b．稀氢氧化钠溶液     c．乙醇                     d．四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是              (填仪器名称)。
(4)要进一步制得纯净的溴乙烷，可继续用蒸馏水洗涤，分液后，再加入无水，然后进行的实验操作是               (填写正确选项的字母)。
a．分液                                 b．蒸馏                          c．萃取
(5)为了检验溴乙烷中含有溴元素，通常采用的方法是取少量溴乙烷，然后                   (按实验的操作顺序选填下列序号)。
①加热   ②加入溶液  ③加入稀酸化  ④加入NaOH溶液

某化学兴趣小组在加热条件下利用二氧化锰和浓盐酸反应来制取并收集氯气。
（1）若要制取纯净干燥的氯气，应使气体依次通过装有____________和__________的洗气瓶。
（2）某同学不慎将MnO₂和KCl粉末混合了，分离该混合物的方法和步骤如下，请补充完整，①先在盛有混合粉末的烧杯中加入适量的水溶解；②将①所得的混合物过滤，该操作所用玻璃仪器有_________、玻璃棒、烧杯；③洗涤、干燥沉淀得到MnO₂；将第②步操作所得液体_______________（填操作名称）得到KCl固体。

草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料, 可广泛用于涂料、染料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。合成草酸亚铁的流程如下：

（1）配制(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是                     。
（2）得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是                。
（3）将制得的产品（FeC₂O₄·2H₂O）在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图（TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。
①则A→B发生反应的化学方程式为：                    。

②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式           ；
（4）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：
Ⅰ．准确称量m g样品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。
Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V₁ mL。
Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe³⁺恰好全部还原为Fe²⁺。
Ⅳ．过滤，洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液
Ⅴ．用c mol/L KMnO₄溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO₄溶液的体积V₂ mL。
已知：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺＝2Mn²⁺ +10CO₂+8H₂O
MnO₄^-+8H⁺+5Fe²⁺＝5Fe³⁺ + Mn²⁺+4H₂O
回答下列问题：
①若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量           （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
②m g样品中草酸根离子的物质的量为            （用c，V₁，V₂的式子表示，不必化简）。

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”，并收集纯净干燥的气体。请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的化学方程式           ；干燥剂是_________（写名称）。
（2）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是            ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是                。
（3）试管中收集气体是          (写化学式)，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行            。在虚线框内画出收集该气体的装置图。（限选仪器：试管、玻璃导管、水槽）
（4）反应后得到黑色固体，主要成分是Fe₃O₄，还含有少量Fe和FeO；限选以下试剂：稀HNO₃、稀HCl、KSCN溶液、氯水、CuSO₄溶液；
设计实验方案检验所得固体中含有Fe₃O₄，写出实验步骤和实验现象_____________。
‚证明固体中含有没完全反应的Fe____________________________。

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置（夹持设备已略）。

⑴制备氯气选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为：
__________________________________________________________________。
⑵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______________________________。
⑶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

⑷设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到无色溶液逐渐变为______色，说明氯的非金属性大于溴。
⑸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_____________。
⑹有人提出，装置F中可改用足量的NaHSO₃溶液吸收余氯，试写出相应的离子反应方程式：
______________________，判断改用NaHSO₃溶液是否可行______（填“是”或“否”）。

右图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置， 图中a、b是可控制的弹簧铁夹。（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小。）

⑴仪器A的名称是         ；水槽中应盛放的 是      ；烧杯中盛放的是       ；
烧瓶中反应的化学方程式                                          ；
⑵当收集氯气时打开       ，关闭___  。当氯气收集完毕时打开        ，
关闭___  。（填a,b）烧杯中反应的化学方程式                          。