高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。
请回答下列问题：
⑴在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入__________，目的是__________。
⑵反应中加入过量乙醇，目的是__________________________。
⑶如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸，然后通过分液漏斗边滴加乙酸，边加热蒸馏。这样操作可以提高酯的产率，其原因是________       
_            _____________________________________________。
⑷现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，下列框图是分离操作步骤流程图：

则试剂a是：____________，分离方法III是______________。
⑸甲、乙两位同学欲将所得含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品提纯，在未用指示剂的情况下，他们都是先加NaOH溶液，中和酯中过量的酸，然后用蒸馏法将酯分离出来。甲、乙两人实验结果如下：
甲得到了显酸性的酯的混合物；
乙得到了大量水溶性的物质；
丙同学分析了上述实验目标产物后，认为上述实验都没有成功。
试解答下列问题：
①甲实验失败的原因是_______________________________________________。
②乙实验失败的原因是_______________________________________________。

加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂，可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。
【问题1】工业生产碘酸钾的流程如下： 

（1）已知步骤①反应器发生的反应中，生成的两种还原产物所得电子数相同。请写出反应器中发生反应的化学方程式：　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）参照下表碘酸钾的溶解度，操作③得到碘酸钾晶体，你建议的方法是　　   　。

温度/℃	20	40	60	80
KIO3g/100g水	8.08	12.6	18.3	24.8

【问题2】已知：KIO₃＋5KI＋3H₂SO₄=3K₂SO₄＋3I₂＋3H₂O；  I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－。
（1）检验加碘食盐中的碘元素，学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验碘单质时，看到的明显现象有             　　　　　      。
（2）测定加碘食盐中碘的含量，学生乙设计的实验步骤如下：
a．准确称取w g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
b．用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量KI溶液，使KIO₃与KI反应完全；
c．以淀粉为指示剂，逐滴加入物质的量浓度为2.0×10^－3mol/L的Na₂S₂O₃溶液10.0mL
恰好反应完全。则加碘食盐样品中的碘元素含量是             mg/kg（以含w的代数式表示）。
（3）学生丙又对纯净的NaCl（不含KIO₃）进行了下列实验：

操作步骤	实验现象
取1g纯净的NaCl，加3mL水配成溶液。	溶液无变化
滴入5滴淀粉溶液和1mL 0.1mol/L KI溶液，振荡。	溶液无变化
然后再滴入1滴1mol/L的H2SO4，振荡。	溶液变蓝色

①请推测实验中产生蓝色现象的可能原因，用离子方程式表示         。
②根据学生丙的实验结果，请对学生乙的实验结果作出简要评价：             。

某实验小组用如图所示装置进行铜与浓硫酸反应的实验探究。

(1)写出甲中反应的化学方程式：                                        。
(2)乙试管口的棉花应沾有的试剂是     ，其作用是                           。
(3)实验小组成员观察乙试管内液体变化是                                 。
(4)充分反应后，若甲试管中有铜片剩余，继续向甲中加入溶液，发现铜片溶解，此反应的离子方程式为                                         。
(5)在100mL 18mol·L^-1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，产生的气体在标准状况下的体积可能是          。(填字母)

A．40.32L

B．30.24L

C．20.16L

D．13.44L

(7分)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。(锥形瓶中装待测液)
配制待测液：将2.0g含有少量杂质(杂质不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制200mL溶液。
(1) 滴定：盛装0.20mol/L盐酸标准液应该用酸式滴定管；滴定时，先向盛待测液的锥形瓶中加酚酞作为指示剂；滴定过程中两眼应该注视__________________________________。
滴定终点的现象是:________________________________
(2) 有关数据记录如下：

滴定序号	待测液体积(ml)	所消耗盐酸标准液的体积(ml)
滴定前	滴定后
1	20.00	0.50	20.55
2	20.00	6.00	25.95

纯度计算：烧碱样品的纯度为________________。
(3) 对几种假定情况的讨论：(填无影响、偏高、偏低)（说明：测定的结果指烧碱样品的纯度）
①若用蒸馏水冲洗锥形瓶，则会使测定的结果___________________
②若滴定前用蒸馏水冲洗酸式滴定管后即装标准盐酸，则会使测定结果__________
③滴加盐酸速度过快，未充分振荡，刚看到溶液变色，立刻停止滴定，则会使测定结果__________。

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

“套管实验”具有装置简洁便利等有优点，结合图示回答有关问题

（1）欲利用图1比较碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，并检验分解产物。最好应在大试管底部加入          （填化学式），石灰水变浑浊的烧杯是      (填：甲、乙) 。
请写出试管中反应的化学反应方程式：                                      
（2）使用图2中大小不一的试管，用铝粉和氢氧化钠溶液制取氢气，并收集一试管氢气，
将铝粉和氢氧化钠溶液放入  试管内(填：大、小)组成发生装置，请写出该反应的离子
方程式为：                                   为了使得所收集的氢气能较
纯净地充满所收集氢气的试管，应如何操作，写出大致的步骤：                   
                                                                         。

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______________________

（共16分）在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。
请填写下列空白：
(1)制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过_____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_______(填写下列编号字母)的净化装置。

A．碱石灰

B．饱和食盐水

C．浓硫酸

D．饱和碳酸氢钠溶液

(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是：____________________________。
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。下图中符合该晶体溶解度曲线的是_______(填写编号字母)；从②的试管中分离出该晶体的方法是__________(填写实验操作名称)。

(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是______________________________________。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为_______色	氯气与水反应生成的H^＋使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色	_______________________________
然后溶液从无色逐渐变为_______色	_______________________________

 

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)。

现用质量分数为98%、密度为1.84 g·cm^－3的浓H₂SO₄来配制500 mL0.2 mol/L的稀H₂SO₄。可供选择的仪器有：①玻璃棒②烧瓶③烧杯④胶头滴管⑤量筒⑥容量瓶⑦托盘天平⑧药匙。请回答下列问题：
(1)上述仪器中，在配制稀H₂SO₄时用不到的有             (填代号)。
(2)经计算，需浓H₂SO₄的体积为           。现有①10 mL ②50 mL ③100 mL三种规格的量筒，应选用的量筒是         (填代号)。
(3)将浓H₂SO₄加适量蒸馏水稀释，冷却片刻，随后全部转移到      mL的容量瓶中，转移时应用玻璃棒                。转移完毕，用少量蒸馏水洗涤         2～3次，并将洗涤液全部转移到容量瓶中，再加适量蒸馏水，振荡容量瓶，使溶液混合均匀。然后缓缓地把蒸馏水直接注入容量瓶直到液面接近刻度         处。改用         加蒸馏水到瓶颈刻度的地方，使溶液的         。振荡、摇匀后，装瓶、贴签。
(4)在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中：
能引起误差偏高的有             (填代号)。
①洗涤量取浓H₂SO₄后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的H₂SO₄溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③将浓H₂SO₄直接倒入烧杯，再向烧杯中注入蒸馏水稀释浓H₂SO₄
④定容时，加蒸馏水超过标线，又用胶头滴管吸出
⑤转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
⑥定容摇匀后，发现液面低于标线，又用胶头滴管加蒸馏水至标线
⑦定容时，俯视标线

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                             。

完成以下实验：①用右图所示的装置制取溴乙烷；②进行溴乙烷  
的性质实验。

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         _           、              (写出两种有机 物的结构简式）
（3）溴乙烷的沸点较低，易挥发，为了使溴乙烷冷凝在试管Ⅱ中，减少挥发，上图中采取的措施有                     (答两点措施)
（4）在进行溴乙烷与NaOH乙醇溶液共热的性质实验时，把生成的气体通过下图所示的装置。用下图装置进行实验的目的是     _；下图中右边试管中的现象是          ；水的作用是       

(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_____________________________。

某学生用0.2000mol·L^-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作步骤如下：
①量取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴酚酞溶液。
②用标准液滴定至终点，记录滴定管液面读数，所得数据如下表：

滴定次数	盐酸体积	NaOH溶液体积读数（mL）
滴定前	滴定后
1	20.00	0.00	18.10
2	20.00	0.00	16.30
3	20.00	0.00	16.22

请回答下列问题：
（1）步骤①中，量取20.00mL待测液应使用________________(填仪器名称)，若在锥形瓶装液前残留少量蒸馏水，将使测定结果_______________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（2）步骤②中，滴定时眼睛应注视________________（填仪器名称），判断到达滴定终点的依据是___________________________________________。
（3）第一次滴定记录的NaOH溶液的体积明显多于后两次的体积，其可能的原因是_______________________（填字母）
A．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束时无气泡
B．锥形瓶装液前用待测液润洗
C．NaOH标准液保存时间过长，有部分Na₂CO₃生成
D．滴定终点时，俯视读数
（4）根据上表记录数据，通过计算可得该盐酸的浓度为______  mol·L^-1 。

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                          。