高中化学常见气体制备原理及装置选择简答题

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：

请回答：
（1）绿矾的化学式为          。
（2）写出反应①的化学方程式                                    ，
反应②生成沉淀的离子反应方程式                                。
（3）为了检测滤液D中含有的金属离子，可设计实验方案为（试剂自选）：     。
（4）在滤渣B中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是                    。
（5）若考虑绿色化学工艺，在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体，试剂Y为无色液体，则反应④的总化学方程式为                          ；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂Y为1mol/L的硝酸，欲使3molCu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为CuSO₄，则需该硝酸的体积     L。
碱石灰

实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄，主要流程如下

（1）为使Mg²⁺、Al³⁺同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入      （填“A”“B”或），再滴加另一反应物。制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式                        。
（2）如下图所示，过滤操作中的一处错误是            。
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是            ，高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是           。
（4）无水AlCl₃（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是          ，F中试剂的作用是         。用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为        ；

用菱锰矿（MnCO₃）常含有Fe₂O₃、FeO、HgCO₃·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要          方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是       。
（3）净化剂主要成分为(NH₄)₂S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为      。
（4）写出阳极的电极反应式       。说明电解液循环的原因              。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                             。

下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。

（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO₂并验
证其性质。装置①用于实验室制备NH₃，用装置②制备过量O₂。装置①中发生
反应的化学方程式是                。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气
体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因                       。
（2）乙同学用此套装置合成SO₃，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中
若盛放酸性K₂Cr₂O₇溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是             （生成物中Cr以Cr³⁺形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO₃，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进                   （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。

（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制
NO和NH₃），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。

请回答：装置⑦的作用可能是           ；若进入装置⑤的NO共22.4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11.2LN₂，则NO的转化率是            。

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe（OH）SO₄]的工艺流程如下：
已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Al（OH）3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入过量废铁屑的目的是                        ；加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的              
（填“Fe³⁺”“Fe²⁺”或“Al³⁺”）沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是          。
（2）在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作             ，若参与反应的O₂有11.2L（标准状况），则相当（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）²⁺离子，可部分水解生成
Fe₂（OH）₄²⁺聚合离子．该水解反应的离子方程式为             。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-，为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。（填字母）。
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液

工业上可用食盐和石灰石为主要原料，经不同的方法生产纯碱。请回答下列问题：
（1）卢布兰芳是以食盐、石灰石、浓硫酸、焦炭为原料，在高温下进行煅烧，再浸取，结晶而制得纯碱。
①食盐和浓硫酸反应的化学方程式为___________；
②硫酸钠和焦炭、石灰石反应的化学方程式为_________（已知产物之一为CaS）；
（2）氨碱法的工艺如下图所示，得到的碳酸氢钠经煅烧生成纯碱。

①图中的中间产物C是_______，D_______。（写化学式）；
②装置乙中发生反应的化学方程式为_______；

（3）联合制碱法对氨碱法的改进，其优点是______________；
（4）有人认为碳酸氢钾与碳酸氢钠的化学性质相似，故也可用氨碱法以氯化钾和石灰石为原料制碳酸钾。请结合下图的溶解度（S）随温度变化曲线，分析说明是否可行？__________。

以氯化钠和硫酸铵为原料制备氯化铵及副产品硫酸钠，工艺流程如下：


氯化铵和硫酸钠的溶解度随温度变化如上图所示。回答下列问题：
（1）写出制备 NH₄Cl的化学方程式：                                       。
（2）实验室进行蒸发浓缩用到的主要仪器有        、带铁圈的铁架台、玻璃棒、酒精灯等。
（3）实验过程中趁热过滤的目的是              。冷却结晶后的过滤采用抽滤，其装置如图1所示，请指出该装置中的错误之处                     ；
     
图1                               图2
（4）趁热过滤后，滤液冷却结晶。一般情况下，下列哪些因素有利于得到较大的晶体     。

A．缓慢冷却溶液	B．溶液浓度较高
C．溶质溶解度较小	D．缓慢蒸发溶剂

（5）为定粗产品的含氮量，称取11.2gNH₄Cl粗产品，用图2装置进行实验,充分反应后,测得B装置增重3.4g。则该粗产品中含氮的质量分数为           。