高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

实验室常用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净氮气，反应式为：
NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O↑+Q实验
装置如图所示，试回答：

①装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是____。（填写编号）a．防止NaNO2饱和溶液蒸发b．保证实验装置不漏气c．使NaNO2饱和溶液容易滴下
②B部分的作用是____。a．冷凝b．冷却氮气c．缓冲氮气流
③加热前必须进行的一个操作步骤是____；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原</PGN0021B.TXT/PGN>因是______________。
④收集N2前，必须进行的步骤是（用文字说明）____；收集N2最适宜的方法是（填写编号）________。a．用排气法收集在集气瓶中b．用排水法收集在集气瓶中c．直接收集在球胆或塑料袋中

（ 12分)某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯

    .

	图一
			图二

 

 
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热
至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是____________，导管B除了导气外还具有的作用是____________。
②试管C置于冰水浴中的目的是________________________________________________。
（2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_________层(填上或下)，分液后用_________ (填入编号)洗涤。
a．KMnO₄溶液      b．稀H₂SO₄
c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏，冷却水从_________口进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是__________________。

	图三

 

 
③收集产品时，控制的温度应在_________左右。
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是_________。
a．用酸性高锰酸钾溶液        b．用金属钠            c．测定沸点

从环己烷可制备1，4-环己二醇的二醋酸酯，下列有关的8步反应（其中所有无机产物都已略去）：

其中有3步属于取代反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。
反应①____和____属于取代反应。
化合物的结构简式是：B____，C_____。
反应④所用试剂和条件是_______。

某兴趣小组同学在实验室用加热l－丁醇、浓H₂SO₄和溴化钠混合物的方法来制备1－溴丁烷，并检验反应的部分副产物，设计了如下装置，其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。
请根据实验步骤，回答下列问题：

 
⑴关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备1－溴丁烷。冷凝回流的主要目的是    。
⑵理论上，上述反应的副产物可能有：丁醚（CH₃CH₂CH₂CH₂－O－CH₂CH₂CH₂CH₃）、1－丁烯、溴化氢、硫酸氢钠、水等。
①熄灭酒精灯，在竖直冷凝管上方塞上塞子、打开a，利用余热继续反应直至冷却，通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是    。
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“－CH₂CH₂CH₂CH₃”， 来确定副产物中存在丁醚。请你对该同学的观点进行评价：    。
⑶为了进一步分离、提纯1－溴丁烷，该兴趣小组同学查得相关有机物的有关数据如下：

物质	熔点／℃	沸点／℃
1－丁醇	－89.5	117.3
1－溴丁烷	－112.4	101.6
丁醚	－95.3	142.4
1－丁烯	－185.3	－6.5

请你补充下列实验步骤，直到分离出1－溴丁烷。
①待烧瓶冷却后，拔去竖直的冷凝管；
②    ；③    ；
④    ；⑤   ，收集所得馏分。
⑷若实验中所取1－丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g，蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1－溴丁烷，则1－溴丁烷的产率是     。

为测定固体磷铵化肥中铵态氮的质量分数，实验室用右图所示装置进行实验。实验时，在A中加入mg磷铵样品，关闭止水夹a，打开止水夹b，向A中加入足量的浓NaOH溶液，完全反应后C中浓硫酸增重ng。请回答下列问题：

(1)试说明检查该装置气密性的操作方法和实验现象：                              。
(2)实验过程应该在何时鼓入空气？答：         (填“实验开始前”、“反应过程中”或“完全反应后”)
(3)如某次测定的铵态氮的质量分数明显偏低，则可能的原因是           (填字母)。
A．磷铵样品与氢氧化钠未充分反应       B、A和B中残留了一定量的氨气
C．氢氧化钠溶液的浓度太大
(4)某厂利用生产磷铵排放的磷石膏废渣制硫酸联产水泥，硫酸返回用于生产磷铵。其生产流程图如下：


①操作b的名称是浓缩、冷却、                 。
②如反应Ⅱ的产物是两种酸式盐，则物质B中溶质的化学式是                 。
③若在实验室中对反应Ⅲ产生的气体用NaOH溶液吸收，可使用的装置是             
(填字母)。

④该生产流程最大的优点是尽可能地实现原料的循环使用和副产物的综合利用，该生产流程体现的基本思想是                          。

绿矾（FeSO₄·7H₂O）、硫酸亚铁铵(FeSO₄·(NH₄ )₂SO₄·6H₂O)是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。
   
图Ⅰ                                      图Ⅱ
请回答下列问题：
（1）图Ⅰ用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________，集气瓶的作用是__________；烧杯中主要发生：①CuSO₄+H₂S=CuS↓+H₂SO₄②4CuSO₄+PH₃+4H₂O=H₃PO₄+4H₂SO₄+4Cu↓，则烧杯中盛放的试剂是___      ___，其作用是_______________。
（2）图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。在0~60℃的温度范围内，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小，冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作：①打开活塞____________，关闭活塞_________，从分液漏斗滴入6 mol·L^-1 H₂SO₄到250 mL锥形瓶，充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞________，打开活塞________。③放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
（3）在制备硫酸亚铁的过程中，理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe²⁺被氧化。设计两个实验：实验一，控制酸过量；实验二，控制铁过量；其余步骤同，制得硫酸亚铁铵，并对产品质量进行检测。检测结果如下：

序号	反应物用量	产品质量
1	n(H2SO4):n(Fe)>1:1	介于Ⅰ级～Ⅱ级之间
2	n(H2SO4):n(Fe)<1:1	优于Ⅰ级

已知产品质量标准：Fe³⁺的质量分数等于0.005%，产品质量定为Ⅰ级；Fe³⁺的质量分数等于0.01%，产品质量定为Ⅱ级，从实验结果中，可得出制备硫酸亚铁溶液时，反应控制___________过量为最佳。

化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O（Fe为＋3价）是一种光敏材料，实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。
Ⅰ．制备
K₂C₂O₄
FeCl₃
⑴结晶时应将溶液用冰水冷却并在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：_________________
_______________________________________________。
⑵操作Ⅲ的名称是___________。
Ⅱ．组成测定
称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H₂SO₄，将C₂O₄^2－转化为H₂C₂O₄后用0.1000 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定，当消耗KMnO₄溶液24.00mL时恰好完全反应；再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe^3＋完全转化为Fe^2＋，用KMnO₄溶液继续滴定，当Fe^2＋完全氧化时，用去KMnO₄溶液4.00mL。相关反应的化学方程式如下：
2 KMnO₄＋5H₂C₂O₄＋3H₂SO₄＝2MnSO₄＋K₂SO₄＋10CO₂↑＋8H₂O
MnO₄^－＋5Fe^2＋＋8H^＋＝Mn^2＋＋5Fe^3＋＋4H₂O
⑶配制100mL 0.1000 mol·L^－1KMnO₄溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有_______________________________（填仪器名称）。两个滴定中，终点时溶液颜色为________色，且30 秒内不变色。
⑷该化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O中，x＝_______。

在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物，该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉，这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”，请分别用下图中示意的两套仪器装置，制取上速铁的氧化物和“引火铁”，实验中必须使用普通铁粉、6molL-1盐酸，其它试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去）。

填写下列空白：
（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是       
烧瓶B的作用是       ；
烧瓶C的作用是        
在试管D中收集得到的是        
（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是        
分液漏斗H中应加入         
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应字母）          
（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是         
（5）试管E中发生反应的化学方程式是         
（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须 ；E管中反应开始后，在F出口处应         

下面是实验室制取氧气、氢气、二氧化碳的装置图，根据装置图回答下列问题：
　　
　　(1)写出标有①、②序号的仪器的名称：①____　　②____
　　(2)实验室制取氧气时，可选用的发生装置是____；因为氧气不易溶于水，所以可用____装置收集(写装置代号以下同)
　　(3)实验室收集氢气时，可选用的装置是____和____。
(4)装置B是实验室制取____和____气体的发生装置。

下图Ⅰ、II、Ⅲ是常见的气体发生装置；IV、V、VI是气体收集装置，根据要求回求答下列问题：

（1）气体发生装置的选择：若用CaCO₃与盐酸反应制CO₂,则可选择        ；（填序号）
若用NH₄Cl和Ca(OH)₂反应制NH₃，则可选择             ；（填序号）
若用MnO₂与浓盐酸反应制取氯气，应选用装置          ，（填序号）用离子方程式表示制取氯气的反应原理是                                  。
（2）收集装置的选择：若选用V为氯气收集装置，则氯气应从         口通入。用化学方法检验氯气收集满的方法是                                          。
（3）气体的吸收：若经试验发现，现1体积的水已吸收336体积的HCl，且得到的溶液的密度为1.08g/cm³,则所得溶液中溶质的物质的量浓度为            mol/L。

Ⅰ．实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体混合物来制取氨气，其反应的化学方程式：
2NH₄Cl＋Ca（OH）₂CaCl₂＋2NH₃↑＋2H₂O。问：
　　（1）实验室制取(不包括收集)氨气的装置，可选用制取__   __(H₂或O₂或CO₂)的装置。其理由是___      _，收集氨气可用_            ___法。
　　（2）若要制得干燥的氨气，可用_    ___做干燥剂。
　　（3）写出氨气与氧气反应的化学方程式：__    __。
（4）将氨气溶于水制成氨水，应选用下图装置中的_   ___(填序号)。

　　　               A　　　 B　　 　C
ⅠⅠ．实验室合成氨装置如右图所示，试回答

（1）装置甲的作用是：
①                               ，②                                 ，③                                        。
（2）从乙处导出的气体是          ，检验产物的简单化学方法                 
                                                             。
Ⅲ．实验室常用饱和NaNO₂与NH₄Cl溶液反应制取纯净氮气，反应式为：
NaNO₂+NH₄Cl＝NaCl+N₂↑+2H₂O↑+Q
实验装置如下图所示，试回答：

（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是_______(填写编号)
a.防止NaNO₂饱和溶液蒸发
b.保证实验装置不漏气
c.使NaNO₂饱和溶液容易滴下
（2）加热前必须进行的一个操作步骤是___________，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是                       。
（3）收集N₂前，必须进行的步骤是(用文字说明)           ，收集N₂最适宜的方法是(填写编号)                             。
a.用排气法收集在集气瓶中     
b.用排水法收集在集气瓶中
c.直接收集在球胆或塑料袋中

从固体混合物A出发可以发生如下框图所示的一系列变化：

（1）在实验室中常用反应①制取气体C。若要收集气体C，可选择下图装置中的      （填字母）
 
A                    B                    C
（2）操作②的名称是       ，在操作②中所使用的玻璃仪器的名称是                  。
（3）写出下列反应的方程式：
反应①的化学方程式                                         
反应③的化学方程式                                        
（4）在实验室中，要获得干燥纯净的黄绿色气体F， 可以将它通过下图中的装置，其中瓶I中盛放的是              ，瓶II中盛放的是        　　。

 
（5）实验中必须吸收多余的气体，以免污染空气。下图是实验室NaOH溶液吸收气体F的装置，为防止发生倒吸现象，合理的装置是           （填选项字母）

A              B                C             

海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法、。
（2）将溶液进行电解，在电解槽中可直接得到的产品有、、、或、。
（3）步骤Ⅰ中已获得，步骤Ⅱ中又将还原为，其目的为。
（4）步骤Ⅱ用水溶液吸收，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为，由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是。
（5）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，的沸点为59℃。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器的名称：。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：。
④中液体产生颜色为。为除去该产物中仍残留的少量，可向其中加入溶液，充分反应后，再进行的分离操作是。

二氧化氯（）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl₂比，不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
（1）在的制备方法中，有下列两种制备方法：
方法一：↑↑
方法二↑↑：
用方法二制备的更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是。
（2）用处理过的饮用水（为5.5~6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（）。2001年我国卫生部规定，饮用水中的含量应不超过0.2。饮用水中、的含量可用连续碘量法进行测定。被还原为、的转化率与溶液的关系如图所示。

当≤2.0时，也能被还原成。
反应生成的I₂用标准溶液滴定：

①请写出≤2.0时，与反应的离子方程式。
②请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取水样加入到锥形瓶中。
步骤2：调节水样的为7.0~8.0。
步骤3：加入足量的晶体。
步骤4：加入少量淀粉溶液，用溶液滴定至终点，消耗溶液。
步骤5：。
步骤6：再用溶液滴定至终点，消耗溶液。
③根据上述分析数据，测得该饮用水样中浓度为用含字母的代数式表示）
④若饮用水中的含量超标，可向其中加入适量的将还原成，该反应的氧化产物是（填化学式）。