高中化学常见气体制备原理及装置选择实验题

实验室用MnO₂和浓盐酸反应制取Cl₂，发生装置如图A。

回答下列问题：
（1）仪器a的名称是              。
（2）书写实验室制备氯气化学方程式
（3）制得的气体除去HCl杂质后，为得到干燥的Cl₂，应通过        装置（填 “B” “C”或“D”）。
（4）若制得氯气0.56L（标准状况），则被氧化的HCl的物质的量_________mol，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得______________g次氯酸钙。
（5）漂白粉在空气中长期放置失效的化学方程式             、                    。

高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾，其部分流程如下：

（已知锰酸钾为墨绿色固体、高锰酸钾为紫黑色固体）
（1）在操作①和②中，MnO₂是该反应的                （“氧化剂”或“还原剂”）；第①步加热熔融时应选用的仪器是                 ：A. 铁坩埚   B. 瓷坩埚    C. 石英坩埚
（2）为提高第③步的浸出速率，可采取的措施有__________、___________（写出两项即可）。
（3）第④步通入适量CO₂，发生反应生成MnO₄^-和MnO₂和碳酸盐，则发生反应的离子方程式为                                       。
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。干燥过程中，温度不宜过高，其原因是                       （用化学方程式表示）；所得晶体中可能含有的可溶性杂质的化学式为_______________。
（5）H₂O₂和KMnO₄都是常用的强氧化剂，若向H₂O₂溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，写出该反应的离子方程式：___________________________。

乳酸亚铁{[CH₃CH(OH)COO]₂Fe}是一种很好的食品铁强化剂，易溶于水，吸收效果比无机铁好，可由乳酸与FeCO₃反应制得。
I．制备碳酸亚铁：装置如图所示。

（1）装置B发生反应的离子方程式为_______________________；B中可观察到的现象是铁粉逐渐溶解，_________________________。
（2）将B中生成的FeCl₂溶液压入装置C的操作是______________________。
Ⅱ．制备乳酸亚铁：
将制得的FeCO₃加入乳酸溶液中，加入少量铁粉，在75℃下搅拌使之充分反应，然后再加入适量乳酸。
（3）FeCO₃与乳酸[CH₃CH(OH)COOH]反应的离子方程式为_________________________。
（4）反应后加入适量乳酸的作用是________________。
（5）从所得溶液中获得乳酸亚铁晶体所需的实验操作是______   _、过滤、洗涤、干燥。
（6）设计实验证明乳酸亚铁中含Fe²⁺ ____________________       _________。

盐泥是氯碱工业中的废渣，主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO₄·7H₂O的流程如下：

已知：(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)₂]＝6.0×
(Ⅱ) Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺开始沉淀到完全沉淀的pH范围依次为：7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7
(Ⅲ) 三种化合物的溶解度（S）随温度变化曲线如图。

回答下列问题：
（1）在盐泥中加H₂SO₄溶液控制pH为1～2以及第一次煮沸的目的是：                      。
（2）若溶液中Mg²⁺的浓度为6 mol/L，溶液pH≥                   才可能产生Mg(OH)₂沉淀。
（3）第二次过滤需要趁热进行，主要原因是                。所得滤渣的主要成分是              。
（4）从滤液Ⅱ中获得MgSO₄·7H₂O晶体的实验操作步骤为：①向滤液Ⅱ中加入                   ，②过滤，得沉淀，③                       ，④蒸发浓缩，降温结晶，⑤过滤、洗涤得产品。
（5）若获得的MgSO₄·7H₂O质量为24.6 g，则该盐泥中含镁[以Mg(OH)₂计]的百分含量约           （MgSO₄·7H₂O式量为246）

硼镁矿属于硼酸盐，可用来制备硼酸（H₃BO₃）和MgO，方法如下：硼镁矿粉与(NH₄)₂SO₄溶液混合后加热，反应生成H₃BO₃晶体和MgSO₄溶液，同时放出NH₃；再向MgSO₄溶液中通入NH₃与CO₂，得到MgCO₃沉淀和滤液，沉淀经洗涤、煅烧后得MgO，滤液则循环使用。回答下列问题：
（1）与硅酸盐类似，硼酸盐结构也比较复杂，如硬硼钙石化学式为Ca₂B₆O₁₁·5H₂O，将其改写为氧化物的形式                              。
（2）上述制备过程中，检验沉淀洗涤是否完全的方法是                        。
（3）写出MgSO₄溶液中通入NH₃与CO₂反应的化学方程式                        。
（4）若准确称取1.68 g硼镁矿，完全反应后得H₃BO₃晶体1.24 g，MgO 0.8 g，计算该硼酸盐的组成。（写出计算过程）

硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O）俗名“大苏打”，又称“海波”。已知它易溶于水，难溶于乙醇，加热易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如下图：

（1）装置A中发生反应的化学方程式是                        。
（2）装置B中通入SO₂反应生成Na₂S₂O₃和CO₂，其离子方程式为                     ，生成的硫代硫酸钠粗品可用              洗涤。
（3）装置C的作用是检验装置B中SO₂的吸收效率，C中试剂是              ，表明SO₂吸收效率低的实验现象是C中溶液                。为了使SO₂尽可能吸收完全，在不改变B中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是                    （写出一条）。
（4）本实验所用的Na₂CO₃中含少量NaOH，检验含有NaOH的实验方案为：                  （实验中供选用的试剂及仪器： CaCl₂溶液、Ca(OH)₂溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管。提示：室温时CaCO₃饱和溶液的pH＝9.5）

下图为制取纯净干燥的Cl₂并让其与铁发生反应的装置，A是Cl₂发生装置，C、D为气体净化装置，E硬质玻璃管中装有细铁丝网；F为干燥的空广口瓶；烧杯G为尾气吸收装置。

试回答：
（1）C、G两个装置所盛放的试剂分别是：
C_____   _____G              。
（2）①装置搭好须进行气密性检查，写出操作方法：                              。
②两处酒精灯应先点燃        处(填写A或E)，目的是                       。
③F中的现象为______________，G中出现了一种沉淀，该沉淀的化学式_____      _。
（3）写出在A、E中发生反应的化学方程式为：
A：                       。
E：                       。

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na₂S₂O₅。
已知：① 装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为Na₂SO₃＋SO₂===Na₂S₂O₅。
② Na₂S₂O₅晶体在空气中被氧化生成Na₂SO₄。

（1） 装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________。
（2） 要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是          。
（3） 装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

（4） 检测Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是       ___________________。

（5）为了研究干燥的Cl₂与干燥SO₂反应及进行程度。用如图所示装置收集满干燥的Cl₂，再通入干燥SO₂，集气瓶中立即产生无色液体SO₂Cl₂，充分反应后，将液体和剩余气体分离。继续用NaOH溶液吸收分离出的气体，用足量稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是             ，由此可知反应后剩余气必然存在                气体，综合实验信息，请写出干燥的SO₂与Cl₂反应的化学方程式              。

某校化学兴趣小组为研究Cl₂的性质，设计如下图所示装置进行实验。装置III中夹持装置已略去，其中a为干燥的品红试纸，b为湿润的品红试纸。

（1）实验室以二氧化锰和浓盐酸制备氯气的化学方程式是                 。
（2）装置Ⅱ的作用是                    。
（3）实验过程中，装置IV中的实验现象为________________________；发生反应的化学方程式为                    。
（4）实验结束后，该组同学在装置III中观察到b的红色褪去，但是并未观察到“a无明显变化”这一预期现象。为了达到这一实验目的，你认为还需在上图装置     与      之间添加下图中的       装置(填序号)，该装置的作用是_______________。

（5）装置Ⅴ的目的是防止尾气污染空气，写出装置Ⅴ中发生反应的离子方程式               。

某同学预设计实验测定H₂在通常状况下的摩尔体积，设计如下实验步骤：①连接如图所示装置，并检查装置的气密性

②向a仪器中装入VmL稀盐酸，锥形瓶中加入锌粒，B中加入碱石灰；
③称取A装置和B仪器和药品的总质量，记为a g；
④采取措施使装置A中发生反应；
⑤反应停止后，测得在通常状况下收集的气体体积为b mL；
⑥再次称量A装置和B仪器得总质量（含内装物质），记为c g；
⑦处理数据等。
（1）写出A仪器中发生反应的化学方程式                 
（2）写出检查该装置气密性的方法                 
（3）A装置中仪器a的名称为            
（4）若拆除B仪器（其他仪器不变），      （填“会”或“不会”） 对本实验产生影响，理由是      
（5）根据上述数据，计算在通常状况下，H₂的摩尔体积V_m=        （用含a、b、c等字母的代数式表示）

实验室用下列仪器和药品制取并收集干燥纯净的氯气。

（1） 盛有浓盐酸的仪器名称是___________________。
（2）按气流从左到右，装置正确的连接是：a 接（ ）、（ ）接（ ）、（ ）接（ ）、（ ）接（ ）（填各接口字母）
（3）装置F 的作用是__________，装置B 的作用是____________。
（4）装置E 中发生反应的化学方程式是____________________。
（5）装置A 中发生反应的化学方程式是_________________________，
若A 中有4.48L 氯气产生(标准状态下)，则参加反应的HCl有_______________g。

化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。某化学兴趣小组对氯及其化合物进行探究。
（1）漂白精广泛用于饮用水消毒、医院环境消毒、游泳池消毒。资料查阅：随漂白精溶液酸性的增强，溶液会变为黄绿色。出现该现象的原因为_______________________（用离子方程式表示）。
（2）实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁.三氯化铁呈棕红色、易潮解,100℃左右时升华。某化学兴趣小组利用下列装置(有些装置可重复使用)设计实验制备并收集无水三氯化铁。

①仪器X的名称为__________________。
②制备三氯化铁的反应开始前，需排除装置中的空气，采取的方法是_________________。
③实验装置的连接顺序是a→___→___→___→___→___→___→___→___→___。
（3）设计实验证明FeC1₃的氧化性比I₂强：__________________。

在实验室里制取某些有毒气体时，为了尽量防止毒气逸散造成空气污染，有人设计了如下图所示的装置［Ⅰ］。并设想用［Ⅱ］或［Ⅲ］两种装置代替［Ⅰ］的b～c部分，以求达到同样的目的。

试回答：
（1） 若用［Ⅰ］制取氯气，b瓶加入的液体一般为  ______________。在选取试剂正确且适量的前题下，反应开始后，当关闭活塞K时，如若发现c中液面不明显上升，你分析可能的原因是                     ，检查的简单方法是                                      。
（2） 装置（Ⅰ）中b能防止多余气体逸散的原因是：                                           。
（3） 欲用［Ⅱ］或［Ⅲ］代替［Ⅰ］中的b～c部分(选用液体相同)，是否可行?说明理由。
［Ⅱ］是否可行(填“是”或“否”)           理由是：                                     。
［Ⅲ］是否可行(填“是”或“否”)           理由是：                                      。

Ⅰ.拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。

气体	a	b	c	d
C2H4	乙醇	浓H2SO4	NaOH溶液	浓H2SO4
Cl2	浓盐酸	MnO2	NaOH溶液	浓H2SO4
NH3	饱和NH4Cl溶液	消石灰	H2O	固体NaOH
NO	稀HNO3	铜屑	H2O	P2O5

（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是        。
（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
① 气体_____________，理由是____________________________ 。
② 气体_____________，理由是____________________________ 。
③ 气体_____________，理由是____________________________ 。
④ 气体_____________，理由是____________________________ 。
Ⅱ.用下图装置进行实验，将A逐滴加入B 中。

（1）若A为醋酸，B为石灰石，C为C₆H₅ONa溶液，则在 小试管中发生的现象是_______________，其中发生反应的化学方程式为_______________________。
（2）若B为生石灰，实验中观察到C溶液中先产生沉淀，而后沉淀逐渐溶解。当沉淀恰好溶解时，关闭E，然后向烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁上出现银镜。则A是_________，C是__________和乙醛的混合液，发生银镜反应的化学方程式为____________________________仪器D在实验中的作用是__________________。

实验室用下列装置所示的流程进行气体性质实验。图中用箭头表示气体的流向，A为一种纯净、干燥的气体，B是另一种气体，己中有红棕色气体出现。实验中所用的药品只能从下列物质中选取：Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂O、Na₂O₂、NaCl、无水CaCl₂、(NH₄)₂CO₃、碱石灰等固体和蒸馏水。根据图中装置和现象请回答：

（1）按上图组装好实验装置后，首先进行的操作是                                 。
（2）丙中发生反应的化学方程式为                                 。
（3）丁中应选用的干燥剂                    ，戊中的反应开始后断开电源，铂丝继续保持红热，说明该反应                   （填“吸热”或“放热”）。
（4）戊中发生的主要反应的化学方程式