高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

某研究性学习小组在实验室模拟工业“侯氏制碱法”原理制取NaHCO₃。下图是该学习小组进行模拟实验时所用到的主要装置。

请回答下列问题：
（1）B装置中仪器a的名称是______________。
（2）C装置中发生的现象是_____________，反应的化学方程式是___________________。
（3）检验A装置气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的橡胶塞，夹紧弹簧夹后，向漏斗里注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，若__________________________________________．说明装置不漏气。
（4）D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，装置D的作用是____________________________。
（5）实验时向饱和NaCl溶液中先通入NH₃，再通入CO₂的原因是__________________________________。
（6）设计实验方案，检验NaHCO₃产品中是否含有氯化钠_________________________________________。

三乙酸甘油酯是一种优良的溶剂、定香剂和增塑剂。实验室制备三乙酸甘油酯的反应原理、实验装置及相关数据如下：

	物质	相对 分子质量	密度/g·cm^－3	沸点/℃	水中 溶解性
甘油	92	1.2636	290 （分解）	溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
三乙酸甘油酯	218	1.1596	258	不溶

实验步骤：
步骤1.在500mL反应器中加入200g冰醋酸，92g甘油和100mL苯，开动搅拌器，慢慢从插温度计口加入3mL浓硫酸后，缓缓加热并回流1h，停止加热。
步骤2.用5%碳酸钠溶液洗涤，再用水洗涤，最后加入无水氯化钙。
步骤3.先进行常压蒸馏收集75～85℃馏分。
步骤4.将常压馏分再进行减压蒸馏，收集128～131℃/933Pa馏分，最终得产品176g。
（1）步骤1先开搅拌器后加浓硫酸的目的是            ；冰醋酸过量的目的是              。
（2）用5%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是             ；加无水氯化钙的目的是               。
（3）最后用减压蒸馏而不用常压蒸馏其原因是                  。
（4）本次实验产率为                   。

(10分)NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可以电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图：

请回答下列问题：
（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取速率可采取的措施有____________(任写一点)。
（2）向滤液中滴入适量的Na₂S溶液，目的是除去Cu^2＋、Zn^2＋，写出除去Cu^2＋的离子方程式：_________________。
（3）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是____________。
（4）确定步骤四中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是___________。
（5）操作Ⅰ的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6mol·L^－1的H₂SO₄溶液、蒸馏水、pH试纸)：
①_________________________；
②_________________________；
③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO₄·6H₂O晶体；
④用少量乙醇洗涤NiSO₄·6H₂O晶体并晾干。

实验室用如下图所示装置验证苯与溴反应的产物以及反应类型。

（1）由分液漏斗往烧瓶中滴加苯与溴的混合液时，反应很剧烈，可明显观察到烧瓶中充满了______________色气体。反应方程式：                        ；
（2）洗气瓶中产生的现象是：               ，四氯化碳的作用是：                  ，如果省略洗气瓶，             （填“能”或“不能”得到正确结论；
（3）则烧杯中产生的现象：                       ，说明苯与溴的反应是            反应；
（4）用离子方程式表示除去溴苯中溶解的溴：                       。

为证明Na₂O₂可作为潜水艇的供氧剂，某化学小组在实验室模拟CO₂与Na₂O₂反应产生氧气的实验。

（1）生成CO₂的化学反应方程式：               
（2）饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去CO₂中混有的HCl气体，浓H₂SO₄的作用是               
（3）u形管中的现象是                  ，反应方程式为               

二氧化钛是钛的重要化合物，钛白（纯净的二氧化钛）是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿（主要成分FeTiO₃，含Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制取二氧化钛，常用硫酸法，其流程如下：

（1）钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是TiOSO₄和FeSO₄，该反应的化学方程式为              
（2）为提高“固体熔块”水浸取时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间外，适宜的条件还可以选择                。
（3）浸取液与铁屑反应的离子方程式为                      ；X（晶体）为绿矾（FeSO₄·7H₂O），配制、保存该溶液时需加少量铁屑，目的是                  。
（4）过滤时所需玻璃仪器为               、            和烧杯。
（5）第③步反应化学方程式                           。

（本题共12分）如下图所示，A、B、C是实验室常用的三种制取气体的装置，提供的药品有：大理石、浓盐酸、锌粒、稀盐酸、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用这些药品分别制取NH₃、Cl₂、H₂、CO₂四种气体，试回答以下问题：

（1）选用A装置可制取的气体有________；选用B装置可制取的气体有________；通常选用C装置制取的气体有________。
（2）标号为①、②的仪器名称依次是________、______________。
（3）写出利用上述有关药品制取Cl₂的离子方程式：_______________________________。

某化学研究性学习小组设计制取氯气及探究其性质的方案，并按下图所示装置完成实验。（A中发生反应的化学方程式为：MnO₂ + 4HCl（浓） ====MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O）

【实验探究】
（1）装置A中，仪器a的名称是           。
（2）装置B中无色溶液将变为           色，该反应的化学方程式是                 。
（3）装置C中湿润的有色布条                （填“褪色”或“不褪色”），其原因是氯气与水反应生成了                （填化学式）
（4）为了吸收多余的氯气，防止造成空气污染，装置D中应盛放           溶液。

硫酸锰可作为饲料添加剂用于增肥，也可用于某些化学反应的催化剂，易溶于水，不溶于乙醇。工业上常用软锰矿（主要成分为MnO₂，含有MgSO₄等杂质）制备硫酸锰，其简化流程如下：

（1）为了加快软锰矿与硫酸、黄铁矿反应的速率，工业上除采用粉碎软锰矿的方法，还可以用哪些方法          （写两种）。
（2）流程中黄铁矿（主要含FeS₂)和FeSO₄的作用都是作还原剂，请写出FeSO₄与软锰矿反应的离子方程式        。
（3）双氧水和氨水的作用分别是        ．
（4）操作II包括    、     、    、洗涤、干燥，可制得MnSO₄·H₂ O粗产品．洗涤中最好选用        ’

A．稀硫酸

B．水

C．乙醇

D．浓硫酸

将CaCl₂投入过氧化氢(H₂O₂)溶液中，并通入适量气体，可得到CaO₂·8H₂O白色沉淀。
已知：①CaO₂·8H₂O属微溶性化合物；
②过氧化物受热或在强酸性条件下比较容易分解；
③由于大量水分子参与结晶，该反应放热；
④H₂O₂具有微弱的酸性，CaO₂可看作它对应的一种盐。
（1）制取上述过氧化钙晶体的反应条件应包括____(选择填空)
a．适当低温      b．高温      c．强酸性      d．反应物浓度足够高
（2）通入的气体是______。
（3）写出该反应的化学方程式_______________。
（4）产物被滤出后用蒸馏水淋洗。如何确定“洗净”？_________________

(8分)实验室利用反应TiO₂（s）+CCl₄（g）TiCl₄（g）+CO₂（g），在无水无氧条件下制备TiCl₄，实验装置示意图如下：

有关物质性质如下表

物质	熔点/℃	沸点/℃	其他
CCl4	-23	76	与TiCl4互溶
TiCl4	-25	136	遇潮湿空气产生白雾

（1）仪器A的名称是        ，装置E中的试剂是            。反应开始前依次进行如下操作：组装仪器、         、加装药品、通N₂一段时间后点燃酒精灯。
（2）反应结束后的操作包括：
a停止通N₂ 
b熄灭酒精灯 
c冷却至室温
正确的顺序为     （填序号）。欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是          。

实验室制备1，2-二溴乙烷的反应原理如下：

可能存在的主要副反应有：乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置及有关数据列表如下：

	乙醇	1,2-二溴乙烷	乙醚
状态	无色液体	无色液体	无色液体
密度/g· cm^-3	0.79	2.2	0.71
沸点/℃	78.5	132	34.6
熔点/℃	-l30	9	-1l6

回答下列问题：
（1）在此制各实验中，要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右，其最主要目的是            (填正确选项前的字母)
A．引发反应           B．减少副产物          C．防止乙醇挥发
（2）在装置C中应加入      ，其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体：(填正确选项前的字母)
A．饱和碳酸氢钠溶液         B．浓硫酸          C．氢氧化钠溶液
（3）判断装置D中该制备反应已经结束的最简单方法是                               。
（4）将1，2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在     层(填“上”、“下”)。
（5）若产物中有少量副产物乙醚，除去乙醚的方法是           （填实验操作方法。

某校化学兴趣小组利用在加热条件下浓盐酸与二氧化锰的反应来制取并收集氯气，实验装置如下图所示。

（1）写出该反应的离子方程式：               。
（2）上述反应中，盐酸表现出性质是                    。
（3）兴趣小组的同学准备在烧杯中加入下列溶液中的一种来吸收残余氯气，你认为错误的是        。

A．NaOH 溶液

B．Na2CO3溶液

C．饱和食盐水

D．浓硫酸

（4）实验室取含氯化氢14.6g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，可以收集到标准状况下的氯气体积       （填大于、小于或等于）2.24L，原因是                

已知下表所示数据：

物质	熔点(℃)	沸点(℃)	密度(g·cm^－3)
乙醇	－117.3	78.5	0.79
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	－83.6	77.5	0.90
浓硫酸		338.0	1.84

某学生实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①在30 mL的大试管A中按体积比2∶3∶3配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。
②按图甲连接好装置(装置气密性良好)，用小火均匀加热装有混合液的大试管 5～ 10 min。
③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤出试管B并用力振荡，然后静置待分层。
④分离出乙酸乙酯层，洗涤、干燥。

请根据题目要求回答下列问题：
（1）配制该混合液的主要操作步骤为___________________。
（2）导管不能插入到Na₂CO₃溶液中的原因是____________________________。
（3）步骤②中需要小火均匀加热，其主要原因是________________________________。
（4）指出步骤③所观察到的现象：_______________________________________；
（5）充分振荡试管，然后静置，待液体分层后，分液得到的上层液体即为乙酸乙酯。分离出乙酸乙酯层后，可以用用________________________洗涤.
A．乙醇               B．饱和食盐水
C．饱和碳酸钠溶液      D．NaOH溶液

某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇、无水醋酸，D中放有饱和碳酸钠溶液。请回答：

（1）若用同位素¹⁸O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示¹⁸O位置的化学方程式：______________________________
（2）球形干燥管除起冷凝作用外，另一重要作用是_________________。
（3）若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，产生此现象的原因是(用离子方程式表示)__________ _；反应结束后D中的现象是________________________。