高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

硫酸厂的烧渣的主要成分为铁的氧化物（含少量FeS及SiO₂），可以利用此烧渣制备碱式硫酸铁[化学式为Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]，主要流程如下：

（1）焙烧产生的二氧化硫会污染环境形成酸雨，该酸雨为          （填“硫酸”或“硝酸”）型酸雨．
下列措施不能防止或减少酸雨产生的是          （填字母）．
a．在已酸化的土壤中加石灰
b．对含硫化石燃料进行脱硫处理
c．对产生的二氧化硫进行吸收和利用
（2）酸溶时加入的试剂a是          （填化学式）．过滤操作所用的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、         ．
（3）反应l中加双氧水的目的是            ．
（4）为确定碱式硫酸铁的化学式，进行了如下实验：
①称取1.692g碱式硫酸铁样品溶于足量的稀盐酸中并充分混合；
②向①所得的混合物中加入足量的BaCl₂溶液，充分反应后，经过滤、洗涤、           、称重，得沉淀2.330g．若取此时的滤液少许，向其中滴加硫氰化钾溶液，可观察到的现象为           ，反应的离子方程式为             ．
③若向步骤②的滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后，再将沉淀过滤、洗涤、灼烧、称重，得固体0.640g．则碱式硫酸铁[Fex（OH）y（SO₄）z•nH₂O]样品中的y：z=             ．

浅绿色的硫酸亚铁铵晶体[又名莫尔盐（NH₄）₂SO₄•FeSO₄•6H₂O]比绿矾（FeSO₄•7H₂O）更稳定，常用于定量分析．莫尔盐的一种实验室制法如下：
废铁屑溶液A莫尔盐
（1）向废铁屑中加入稀硫酸后，并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤，其目的是          ；证明溶液A不含Fe³⁺离子的最佳试剂是          （填序号字母）．
a．酚酞溶液      b．KSCN溶液     c．烧碱溶液     d．KMnO₄溶液
操作I的步骤是：加热蒸发、           、过滤．
（2）将莫尔盐晶体放在托盘天平左盘进行称量时，天平指针向右偏转，说明           ．
（3）为了测定所得莫尔盐中Fe²⁺的含量，称取4.0g莫尔盐样品，溶于水配成溶液并加入稀硫酸，用0.2mol/L的KMnO₄溶液进行滴定，到滴定终点时，消耗了KMnO₄溶液10.00mL．则样品中Fe²⁺的质量分数为          （已知反应中MnO₄^﹣变为Mn²⁺）．
（4）从下列装置中选取必要的装置制取（NH₄）₂SO₄溶液，连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a接          ；          接          ．将装置C中两种液体分离开的操作名称是          ．装置D的作用是            ．

已知：CH₃CH₂OH+NaBr+H₂SO₄（浓） CH₃CH₂Br+NaHSO₄+H₂O．
实验室制备溴乙烷（沸点为38.4℃）的装置和步骤如下：

①按图所示连接仪器，检查装置的气密性，然后向U形管和大烧杯里加入冰水；②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL浓硫酸，然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片；③小火加热，使其充分反应．
试回答下列问题：
（1）反应时若温度过高可看到有红棕色气体产生，该气体的化学式为                 ．
（2）为了更好的控制反应温度，除用图示的小火加热，更好的加热方式是                ．
（3）反应结束后，U形管中粗制的溴乙烷呈棕黄色．将U形管中的混合物倒入分液漏斗中，静置，待液体分层后，分液，取           （填“上层”或“下层”）液体．为了除去其中的杂质，可选择下列试剂中的      （填序号）．

A．Na2SO3溶液

B．H2O

C．NaOH溶液

D．CCl4

（4）要进一步制得纯净的C₂H₅Br，可再用水洗，然后加入无水CaCl₂干燥，再进行          （填操作名称）．
（5）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中的溴元素，其正确的操作顺序是：取少量溴乙烷，然后       （填序号）．
①加热   ②加入AgNO₃溶液   ③加入稀HNO₃酸化   ④加入NaOH溶液   ⑤冷却．

某学生在如下图所示装置中用苯和液溴制取溴苯，请根据下列实验步骤完成有关问题：

（1）第一步，在分液漏斗中依次加入10 mL苯和5 mL液溴，使之混合均匀，此时观察到溴溶于苯，不反应，溶液呈深棕红色。
第二步，打开分液漏斗活塞，将苯、溴混合液按一定速率逐滴加入玻璃管甲中的铁丝上，观察到的现象是剧烈反应，玻璃管甲和导管C中有橙红色蒸气。从上述两步观察到的现象差异，可得出的结论是______________________。
（2）第三步，几分钟后，打开胶皮管夹A和B，使反应混合液流入U形管中，打开管夹B的原因是______________________；然后通过分液漏斗向U形管中加入适量的NaOH溶液，目的是（用化学方程式表示）_                 。
（3）第四步，关闭胶皮管A和B，连同A和B一起取下U形管，用力振荡并静置后，观察到无色的溴苯，它在U形管中液体的_           (填“上”或“下”)层。
（4）要证明上述溴跟苯的反应是取代而不是加成反应，请根据装置乙的作用完成下列各题：
小试管内的液体是__________(填名称)。
锥形瓶内的液体是__________(填名称)。
反应后，向锥形瓶内滴加试剂__________(填名称)溶液，作用是                   。
（5）写出上述苯跟溴反应的化学方程式__________________________。

菠菜是一种富含草酸（乙二酸）的绿色蔬菜，但食用时要避免和豆腐同时食用，因为二者容易产生难溶于水的物质而在体内生成结石。草酸也是有机化工中的重要原料，广泛应用于化工生产中。为探究草酸的某些性质，某中学化学兴趣小组查阅了一些资料如下：

物质	结构	某些性质
草酸	分子式：H2C2O4·2H2O	无色，易溶于水；其钠盐和钾盐易溶于水，钙盐难溶于水
结构简式：HOOC-COOH	熔点：101℃；升华温度：125℃；170℃以上分解

回答下列问题：
（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。

装置C中可观察到的现象是①导管口有气泡出现 ②石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物有__________。装置B的主要作用是_______________。若无此装置C中可能发生的反应的化学方程式为___________________。
（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为了进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置进行实验。

①乙组的实验装置中，装置E和H中的澄清石灰水的作用分别是_________和__________；装置G反应管中盛有的固体物质是___________；I中集气瓶收集到的气体主要是_______________。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是____________________________。

如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)。

（1）制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸，相关反应的化学方程式为___________。
（2）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依次放入物质的组合是________(填编号)。

编号	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

装置B是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，写出发生堵塞时B中的现象___________。
（3）设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性。反应一段时间后，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___________________________。
该现象________(填“能”或“不能”)说明Br₂的氧化性强于I₂。
（4）有人提出，装置F中可改用过量的NaHSO₃溶液吸收余氯，试写出相应反应的离子方程式_________________；你认为___________(填“能”或“不能”)改用NaHSO₃溶液。

氮及其化合物在生产、生活中有着非常重要的作用。题中相关的实验装置如下：

（1）实验室制取较为干燥的氨气的反应方程式为                   ；可选择上图中的装置a、b、c中的            (填代号)来制取。
（2）实验室通过使用氮气和氢气模拟工业合成氨和氨催化氧化的流程如下：

已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO₂)溶液与饱和氯化铵溶液经加热反应制取氮气。
①写出上述制取氮气的反应的化学方程式：                        ；
②从上图a、b、c中选择制取气体的合适装置(填代号)：N₂_______、H₂________。
③氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，___________(“会”或“不会”)发生倒吸。
④用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，写出装置中氨的催化氧化的化学方程式：_____________。
⑤乙装置的锥形瓶内铂丝保持红热的原因是________________。
⑥反应结束后锥形瓶内溶液中的含氮离子有_____________(填离子符号) 。
（3）农村有句谚语——雷雨肥庄稼，即雷雨时自然界发生了一系列的反应，合成了植物生长需要的氮肥，有利于植物生长。这其中使游离态的氮直接转化为化合态的氮的化学反应方程式为                     。
（4）目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染，该化学反应方程式为              。
（5）一定条件下， N₂O和CO的混合气体在点燃条件下恰好完全反应，生成的三种产物均为大气组成气体，并测得反应后气体的密度为反应前气体密度的倍。请写出该反应的化学方程式         。

三氯化铬是合成其它铬盐的重要原料，在无机合成和有机合成中有重要的作用，是合成饲料添加剂的主要成份，工业上主要用作媒染剂及催化剂。易溶于水，溶于乙醇，几乎不溶于乙醚，易潮解，易升华。在高温下能被氧气氧化，碱性条件下能被H₂O₂氧化为Cr（Ⅵ）且2 CrO₄^2- + 2 H⁺⇌Cr₂O₇^2- + H₂O。制三氯化铬的流程如下：


（1）三氯化铬碱性条件下被H₂O₂氧化为Cr（Ⅵ）的离子反应方程式为__            。
（2）已知CCl₄沸点为57.6℃，为保证稳定的CCl₄气流，适宜的加热方式是_________________。
（3）用如图装置制备CrCl₃时，主要步骤包括：①将产物收集到蒸发皿中；②加热反应管至400℃，开始向三颈烧瓶中通入氮气，继续升温到650℃；③三颈烧瓶中装入150mLCCl₄，并加热CCl₄，温度控制在50～60℃之间；④反应管出口端出现了CrCl₃升华物时，切断加热管式炉的电源；⑤停止加热CCl₄，继续通入氮气；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为：⑥→③→__________，步骤②中通如氮气的作用_______________。
（4）已知反应管中发生的主要反应有：Cr₂O₃+3CCl₄→2CrCl₃+3COCl₂，因光气剧毒，实验需在通风橱中进行，并用乙醇处理COCl₂，生成一种含氧酸酯（C₅H₁₀O₃），用乙醇处理尾气的化学方程式_____                     。
（5）样品中三氯化铬质量分数的测定称取样品0.3300g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸后加入1gNa₂O₂，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量的2mol/LH₂SO₄至溶液呈强酸性，此时铬以Cr₂O₇^2-存在，再加入1.1gKI，密塞，摇匀，于暗处静置5分钟后，加入1mL指示剂，用0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL。
已知：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺＝2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，2Na₂S₂O₃+I₂＝Na₂S₄O₆+2NaI。
①指示剂为___________，滴定终点的现象为________________________________。
②移入碘量瓶的CrCl₃溶液需加热煮沸，加入Na₂O₂后也要加热煮沸，其主要原因是      。
③样品中无水三氯化铬的质量分数为                        。（计算结果精确到0.1%）

实验室用下图所示装置进行氨气实验。

（1）试管中发生反应的化学方程式是_________________。
（2）干燥管中盛放的干燥剂是_______________（填名称）。
（3）请在方框中画出收集一烧瓶氨气的装置。
（4）检验氨气是否收集满，可选用_________试纸，实验现象是_______________。
（5）用右图装置做喷泉实验。轻轻挤压滴管，使少量水进入烧瓶，打开止水夹，观察到的现象是         ，出现这一现象的原因是        。

Ⅰ.某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO₂和CO₂气体，设计了如图所示实验装置，a、b、c为止水夹，B是用于储气的气囊，D中放有用I₂和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。

请回答下列问题
（1）对于易燃、易爆、有毒的化学物质，往往会在其包装上面贴上危险警告标签。浓硫酸的危险警告标签是                  。

（2）装置A中发生反应的化学方程式为_______________________。
（3）此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快，因此设计了虚框部分的装置，则正确的操作顺序是_________________（用操作编号填写）
①向A装置中加入浓硫酸，加热，使A中产生的气体进入气囊B，当气囊中充入一定量气体时，停止加热；
②待装置A冷却，且气囊B的体积不再变化后，关闭止水夹a，打开止水夹b，慢慢挤压气囊，使气囊B中气体慢慢进入装置C中，待达到实验目的后，关闭止水夹b；
③打开止水夹a和c，关闭止水夹b；
（4）实验时，装置C中的现象为______________________________；
（5）当D中产生____________现象时，可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO₂，而不是SO₂；写出D中发生反应的化学方程式，并标出电子转移方向和数目______________。
Ⅱ． Cu与浓硫酸反应可得硫酸铜溶液。某学习小组将铜屑放入一定浓度的硫酸中，加热并不断鼓入空气也可得硫酸铜溶液，其反应原理为2Cu＋O₂＋2H₂SO₄="=" 2CuSO₄＋2H₂O。现欲将12.8g铜完全溶解，加蒸馏水后得200 mL溶液。计算：
（6）参加反应的氧气在标准状况下的体积是___________ L。（不必写计算过程）
（7）所得硫酸铜溶液的物质的量浓度是___________ mol/L（不必写计算过程）

（1）某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如下图所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有乙醇、乙酸，D中盛有饱和碳酸钠溶液。

请回答：
① 乙醇与乙酸制取乙酸乙酯的反应类型是         。
② 若用¹⁸O标记乙醇中的氧原子，则CH₃CH₂¹⁸OH与乙酸反应的化学方程式是             。
③ 球形干燥管C的作用是          。
④ D中选用饱和碳酸钠溶液的原因是           。
⑤ 反应结束后D中的现象是          。
（2）下列叙述正确的是      （填字母）。

A．向碘水中加入酒精，萃取碘水中的碘

B．液化石油气、汽油和石蜡的主要成分都是碳氢化合物

C．用淀粉水解液做银镜反应，若有银镜产生，则证明淀粉部分水解

D．将无水乙醇和浓硫酸按体积比1∶3混合，加热至140℃制取乙烯

E．为证明溴乙烷中溴元素的存在，可向溴乙烷中加入NaOH溶液，加热；冷却后，加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴入AgNO₃溶液观察是否有淡黄色沉淀生成

如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO₂的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D（放置有铁粉）。请回答：

（1）仪器A的名称是______________，烧瓶中反应的化学方程式是_____________________。
（2）装置B中盛放液体是___________，气体通过装置B的目的是____________________。
装置C中盛放的液体是_________，气体通过装置C的目的是______________________。
（3）D中反应的化学方程式是_________________。
（4）烧杯E中盛放的液体是__________，反应的离子方程式是______________________。
（5）资料表明D中产物有以下性质：①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H₂O(g)剧烈反应。为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加_________装置。

可用图示装置制取少量乙酸乙酯。已知乙酸乙酯的沸点低于乙醇。请填空：

（1）试管a中需加入浓硫酸、冰醋酸和乙醇各2mL，正确的加入顺序及操作是                       。
（2）为防止a中的液体在实验时发生暴沸，在加热前应采取的措施是                        。
（3）实验中加热试管a的目的是：
①                                               ；
②                                                。
（4）试管b中加有饱和Na₂CO₃溶液，其作用是                                。
（5）试管b中导气管不伸入液面下的原因是                           。

某研究性学习小组同学设计了如下图制取氯气（药品：MnO₂和浓盐酸）并验证其性质的实验装置。

请回答下列问题：（1）该实验中A部分的装置是             （填写装置的序号）

（2）A中发生反应一段时间后，B中的现象是                 ；
整套实验装置存在的明显缺陷是                             。
（3）写出D装置中发生反应的离子方程式：                         。
（4）请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶C中的已被氧化（简述实验步骤）：                        。

实验室采用如下图所示的装置，可将反应粗铜与Cl₂反应转化为固体1(部分仪器和夹持装置已略去)。

（1）仪器A的名称是                    。
（2）连接好装置后，加入药品前，应该进行的实验操作是                     。
（3）装置B中发生反应的离子方程式是                              。
（4）有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要(填“是”或“否”)                 。
（5）虚线内缺少实验装置，请你画出装置图，标明药品名称。