高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

(18分)一氯甲烷，也叫甲基氯，常温下是无色气体，密度为0.9159g/cm³，熔点为－97.73℃，沸点为－24.2℃，18℃时在水中的溶解度为280mL/mL水，与乙醚、丙酮或苯互溶，能溶于乙醇。在实验室里可用下图装置制造一氯甲烷：

制备装置的分液漏斗和烧瓶中分别盛有甲醇和浓盐酸。
试填写下列空白：
（1）制备一氯甲烷的化学方程式             ，其反应类型属于      反应；
（2）装置b的作用是                         ；
（3）已知卤代烃能发生碱性水解，转化为醇。装置e中可能发生的反应方程式为                   ；
（4）检验气体产物CH₃Cl的方法是：在e的逸出口点燃CH₃Cl气体，火焰呈蓝绿色（与其它烃燃烧现象有明显区别）。CH₃Cl燃烧的化学方程式是                 ；
（5）实验中实际按甲醇和浓盐酸1︰2（物质量之比）进行反应的理由是         ；
（6）某学生在关闭活塞x的情况下做此实验时发现，收集到一定体积的气体产物所消耗的甲醇～
浓盐酸的混和液的量比正常情况下多（装置的气密性没有问题），其原因是              ；
（7）实验结束后，d中收集到的液体中含有                              。

某化学兴趣小组欲制取氨气和氯化氢气体并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：                                      。
（2）收集氯化氢气体应使用          法，要得到干燥的氨气可选用         作干燥剂。
（3）如果用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，打开止水夹，挤出胶头滴管中的水引发水上喷。该实验的原理 是                     。
（4）如果用图2装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氯化氢气体，请说明引发喷泉的方法       。
（5）若至喷泉实验停止时，图1中剩有烧瓶容积1/5的气体；图2烧瓶中剩有烧瓶容积1/4的气体；则图2烧瓶中盐酸的物质的量浓度为          （两种气体均在标准状况下收集）；图1烧瓶中氨水的物质的量浓度          （填“大于”、“小于”、“等于”）图2烧瓶中盐酸的物质的量浓度。

(8分)氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛。
已知：(浓)="===" ，在实验室可用二氧化锰固体或高锰酸钾固体和浓盐酸反应制取氯气。可供选用的发生装置如下图。

（1）若用高锰酸钾固体和浓盐酸反应制取氯气，发生装置是      。(选填A或B或c)
（2）写出用二氧化锰固体和浓盐酸反应制取氯气的化学方程式：                  。
（3）实验室收集氯气的方法是          。
（4）常用溶液吸收氯气防止污染。写出该反应的离子方程式                。

二氧化氯(ClO₂)是一种高效消毒剂，沸点为11℃。用氯酸钾粉末与草酸在60℃时反应可生成二氧化氯等物质，实验装置如下图所示：

（1）装置A中还应安装的玻璃仪器是____，装置B用冰水浴的原因是________．
（2）装置A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：________________．
（3）①实验过程中，装置C中少量的ClO₂与NaOH溶液反应产生两种钠盐，且物质的量之比为1:1，其中一种为NaClO₂，写出装置C中生成这两种钠盐的离子方程式：_____________________________。
②饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体NaClO₂．3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体NaClO₂。请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
a．____________________;b________________________;c．洗涤；d．干燥。
（4）还可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO₂。用H₂O₂作还原剂制备ClO₂更受欢迎，其主要原因是______________。

（1）下列实验操作中，错误的是_____________（填序号，下同）
①用10mL量筒量取6.4 mL盐酸；
②切割金属钠时，将残留物放入废物缸中；
③配制FeSO₄溶液时一般要加入适量铁屑；
④配制一定物质的量浓度的溶液定容时仰视读数会使所配溶液浓度偏高；
⑤不慎接触过多的氨，应及时吸入新鲜的空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛；
⑥用带橡皮塞的棕色试剂瓶存放浓HNO₃；
⑦稀释浓硫酸时应把水倒入浓硫酸中。
（2）下图为实验室制H₂的装置。若液面刚好不与锌粒接触而又无酸液可加入，则可以从长颈漏斗中加入适量试剂是__________________

①食盐水         ②苯              ③四氯化碳
④Na₂CO₃溶液       ⑤硫酸铜溶液      ⑥KNO₃溶液

某化学兴趣小组用铜和浓硫酸制取SO₂，并依次检验SO₂具有酸性氧化物的性质和还原性、漂白性、氧化性，所用仪器如下图所示（图中连接胶管、夹持和加热装置省略）：

查阅资料可知，HSO₃^－ 的酸性强弱与H₂CO₃相近。请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的化学方程式是：A
（2）上述装置的接口连接顺序依次是a→   →   →   →   →g→h→d（填导管接口字母）。
（3）证明SO₂具有氧化性的现象是                                        ；证明SO₂具有还原性的实验中，反应的离子方程式是                                                   。
（4）C试管中NaOH溶液的作用是                         ，CCl₄的作用是                 。

(12分)如图为实验室制取和收集纯净干燥的氯气,并进行氯气性质探究的实验装置图:

C1

（1）反应前,在__________中装浓盐酸(填写仪器名称),__________中装MnO₂(填写仪器名称)
（2）装置A中所装试剂是______,装置B中所装的试剂是             。
（3）装置D中所装试剂是______,发生反应的化学方程式为_____________________。

某化学兴趣小组为探究SO₂的性质，按下图所示装置进行实验。请回答下列问题：

（1）装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是____________________，其中发生反应的化学方程式为_________________________________。
（2）实验过程中，装置B中发生的现象是           ，说明SO₂ 具有        性；
装置C中发生的现象是               ，说明 SO₂ 具有        性；
（3）装置D的目的是探究SO₂与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象：______________；
（4）尾气可采用                  溶液吸收。

某粗氧化铜样品中含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质，某化学兴趣小组利用该样品制取胆矾晶体，测定胆矾晶体中结晶水的含量，并计算样品中氧化铜的含量，设计了如下方案进行实验。

查阅资料知Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺在水溶液中形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：

请回答下列问题：
（1）在整个实验过程中，下列仪器中不可能用到的是__________（填编号）。

（2）物质X应选用_________（填字母）。
a.氢氧化钠    b.双氧水     c.铁粉       d.高锰酸钾
（3）为保证沉淀Ⅱ沉淀完全，操作③中溶液pH的调节范围为      。
（4）操作④的步骤有       、冷却结晶、        、自然干燥。
（5）在测定所得胆矾（CuSO₄·xH₂O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行__ 次若测定结果x值偏大，可能的原因是_______________。
a．加热温度过高     
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却   
d．加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
（6）该小组一位同学根据实验结果求出样品中CuO的质量分数为，另一位同学不同意，其原因是                 。

(18分)某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH₃)_xSO₄·H₂O．并测量x值。

【Cu(NH₃)_xSO₄·H₂O制备】见图1
（1）A中发生的化学反应方程式为        ；B中观察到的现象是       。
（2）C中CCl₄的作用是               。
（3）欲从Cu(NH₃)_xSO₄溶液中析出Cu(NH₃)_xSO₄·H₂O晶体,可加入试剂              。
【x值的测量】见图2
步骤一：检查装置气密性，称取0 .4690 g晶体[M = (178+17x)g/mol]于锥形瓶a中
步骤二：通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液
步骤三：用0.5000 mol/L的NaOH标液滴定b中剩余HCI，消耗标液16. 00 mL
（4）步骤二的反应可理解为Cu(NH₃)_xSO₄与NaOH在溶液中反应，其离子方程式为          。
【x值的计算与论证】
（5）计算：x =            ，
该学习小组针对上述实验步骤，提出测量值(x)比理论值偏小的原因如下：
假设1：步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损；
假设2：步骤二中                               （任写两点）；
假设3 ：步骤三中测定结束读数时，体积读数偏小。该假设    （填“成立”或“不成立”），
针对假设l，你对实验的处理意见是            。

(12分)氯气是一种重要的工业原料。
（1）实验室可用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是：__________________。
（2）资料显示： 
某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质。

①在该实验中，甲部分的装置是______(填字母)。如何检查该装置的气密性?_________________。

②乙装置中FeCl₂溶液与Cl₂反应的离子方程式是_______________。
③丙装置中通入少量Cl₂，可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。已知碳酸的酸性强于次氯酸。则丙中发生反应的化学方程式是____________。
④该实验存在明显的缺陷．改进的方法是_______________________________________________。

下表是实验室制备气体的有关内容：

编号	实验内容	实验原理	气体发生装置
①	制备氧气	H2O2→O2
②	制备氨气	NH4Cl→NH3
③	制备氯气	HCl→Cl2

（1）从上述气体制备原理中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是         （填气体的化学式，下同）；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是            。
（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。
（3）某学习小组设计了如下图实验，将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：

①通入氯气后，A中的现象是                          ，
整套实验装置存在的明显缺陷是                             。
②C装置中发生反应的离子方程式为:                                      。

(14分)乙酸异戊酯（）是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图（有关的加热和夹持仪器略去）和有关数据如下：

实验步骤：在烧瓶中加入4.4 g的异戊醇，6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热烧瓶，回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁晶体，进行蒸馏纯化，收集140～143 ℃馏分，得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题：

	相对分子质量	密度/（g·cm^-3）	沸点/℃	水中溶解性
异戊醇	88	0.8123	131	微溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
乙酸异戊酯	130	0.8670	142	难溶

（1）写出制取乙酸异戊酯的化学方程式 。
（2）冷凝管的作用是   ，碎瓷片的作用是   。
（3）若乙酸异戊酯产率偏低，其原因可能是   。
A．原料没有充分反应
B．发生了副反应
C．在进行蒸馏纯化操作时，从143 ℃开始收集馏分
（4）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后   （填标号），
A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是   。
（6）本实验的产率是   
A．30℅           B．40℅             C．50℅            D．60℅

实验室制取乙酸丁酯的实验装置有如右下图所示两种装置供选用。其有关物质的物理性质

如下表：

	乙酸	1-丁醇	乙酸丁酯
熔点(℃)	16.6	－89.5	－73.5
沸点(℃)	117.9	117	126.3
密度(g/cm^3)	1.05	0.81	0.88
水溶性	互溶	可溶(9g/100g水)	微溶

（1）制取乙酸丁酯的装置应选用_______(填“甲”或“乙”)。不选另一种装置的理由是                     。
（2）该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外，还可能生成的有机副产物有（写出结构简式）：        、      。
（3）酯化反应是一个可逆反应，为提高1-丁醇的利用率，可采取的措施是     。
（4）从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时，需要经过多步操作，下列图示的操作中，肯定需要的化学操作是__________（选填答案编号）。

（5）有机物的分离操作中，经常需要使用分液漏斗等仪器。使用分液漏斗前必须   ；某同学在进行分液操作时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还可能                   。

CaCO₃广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。某大理石主要成分为CaCO₃，另外有少量的不溶于水的亚硫酸盐。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO₂气体。下列装置可用于CO₂气体的提纯和干燥。

完成下列填空：
（1）用100 mL浓盐酸配制1:1（体积比）的稀盐酸时，需要用量筒量取水     mL
（2）为了检验CO₂气体中的某种杂质气体有无除尽，上述装置中，A是       溶液。
（3）上述装置中，B物质是                。
（4）一次性饭盒中石蜡和CaCO₃在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重
①从物质分类的角度分析，石蜡属于有机物中的      类，为了将石蜡从饭盒中溶出，应选用下列试剂中的        。
a．氯化钠溶液        b．稀醋酸            c．稀硫酸         d 正已烷
②饭盒中的碳酸钙常用稀醋酸将其溶出，试写出其反应的离子方程式                。