高中化学常见气体制备原理及装置选择试题

异丙苯()氧化法是工业生产苯酚和丙酮最主要的方法。其反应和流程如下：

已知：

完成下列填空：
（1）．X物质是         ；Y物质是         。
（2）．浓硫酸的作用是        ，其优点是用量少，可能的缺点是           (写一条)。
（3）．Z物质最适宜选择          (选填编号)。
a．NaOH        b．Na₂CO₃       c．NaHCO₃      d．CaCO₃
（4）．步骤⑥分馏，工业上在分馏塔中进行，如右图，产品T是        ，请说明理由                 。
废水中苯酚的含量，可根据苯酚与溴水的反应，用以下方法测定：

①把20.00mL废水、20mLKBrO₃和KBr混合溶液[其中：
c(KBrO₃)=0.0100mol/L，c(KBr)=0.0600mol/L]置于锥形瓶中，再加入10mL6mol/L的盐酸，迅速盖好盖子，摇动锥形瓶。
②充分反应后，稍松开瓶塞，从瓶塞和瓶壁间缝隙迅速加入10%KI溶液10mL(过量)，迅速加盖，充分摇匀。加入少许淀粉溶液。
③用0.0250 mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定至终点。用去Na₂S₂O₃溶液22.48mL。
（5）．已知：BrO₃^–+5Br^–+6H⁺→3Br₂ + 3H₂O ；写出苯酚与浓溴水反应的化学方程式        ；
第①步加盐酸、第②步加KI溶液，要迅速盖好盖子的原因是                      。
（6）．已知：I₂ + 2Na₂S₂O₃→2NaI + Na₂S₄O₆；滴定终点的现象是                ；该废水中苯酚的浓度是        mol/L(保留4位小数)。

毒重石的主要成分BaCO₃(含Ca²⁺、Mg2⁺、Fe³⁺等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl₂.2H₂O的流程如下：

（1）写出“浸取”环节发生的主要反应的离子方程式：____        。实验室用37%的盐配置15%的盐酸，除量筒外还需使用下列仪器中的__________。
a．烧杯    b．容量瓶    c．滴定管    d．玻璃棒
（2）下图是一些难溶氢氧化物在不同pH下的沉淀一溶解图

①滤渣I中含         (填化学式)。再加入NaOH调节pH =12.5可除去_____________(填离子符号)。
②加入H₂C₂0₄应避免过量的原因是_____________。
（3）25℃，H₂C₂0₄和HF两种酸的电离平衡常数如下：

①HC₂O₄^-的电离平衡常数表达式K_a2=________。
②H₂C₂O₄溶液和NaF溶液反应的离子方程式为__________

FeSO₄.7H₂O俗称“绿矾”，是一种蓝绿色晶体。某课外活动小组同学在实验室发现一瓶绿矾已部分变质，拟用该试剂为原料，重新制取FeSO₄.7H₂O晶体，并测定其纯度。
【查阅资料】
①绿矾化学性质常不稳定，在潮湿空气中逐渐氧化变质，久置的绿矾溶液逐渐变为黄色，并出现棕黄色浑浊；
②硫酸亚铁的溶解度随温度升高而增大。
【制备晶体】
①取一定量已变质的“绿矾”于烧杯中，加适量水，搅拌，得到棕黄色悬浊液。
②加入一定量稀H₂SO₄和过量铁屑，在60℃左右水浴中加热，充分反应，待溶液完全变为浅绿色为止。
③趁热过滤，并用少量热水洗涤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶。
④待结晶完毕后，过滤出晶体，用少量冰水洗涤，再用滤纸吸干水分，最后放人广口瓶中密闭保存。
请回答下列问题：
（1）完成久置绿矾溶液在空气中变质反应的离子方程式：

（2）实验步骤②中加入稀硫酸的目的是_____________
（3）实验步骤③中趁热过滤目的是_____________
（4）实验中两次用到过滤操作，完成该操作的玻璃仪器有烧杯、          。
【测定纯度】
有同学认为，制备过程中可能有少量Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，导致产品不纯。他们设计了如下方案测定产品的纯度。

请回答下列问题：
限选试剂：NaOH溶液、KSCN溶液、H₂O₂溶液、苯酚稀溶液、K₃[Fe(CN)₆]溶液、BaCl₂溶液
（5）检验产品中是否含有Fe³⁺的无机试剂最好是：_____________。
（6）试剂X是：_____________。
（7）产品中FeSO₄.7H₂O(摩尔质量为278 g/mol)的含量为：_____________(用质量分数表示)。

完成下列实验所选择的装置或仪器不正确的

	A	B	C	D
实验	分离 水和酒精	用铵盐和碱 制取NH3	用排空气法 收集NO2	用自来水 制取蒸馏水
装置 或 仪器

 

（1）某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如下图所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有乙醇、乙酸，D中盛有饱和碳酸钠溶液。

请回答：
① 乙醇与乙酸制取乙酸乙酯的反应类型是         。
② 若用¹⁸O标记乙醇中的氧原子，则CH₃CH₂¹⁸OH与乙酸反应的化学方程式是             。
③ 球形干燥管C的作用是          。
④ D中选用饱和碳酸钠溶液的原因是           。
⑤ 反应结束后D中的现象是          。
（2）下列叙述正确的是      （填字母）。

A．向碘水中加入酒精，萃取碘水中的碘

B．液化石油气、汽油和石蜡的主要成分都是碳氢化合物

C．用淀粉水解液做银镜反应，若有银镜产生，则证明淀粉部分水解

D．将无水乙醇和浓硫酸按体积比1∶3混合，加热至140℃制取乙烯

E．为证明溴乙烷中溴元素的存在，可向溴乙烷中加入NaOH溶液，加热；冷却后，加入稀硝酸至溶液呈酸性，滴入AgNO₃溶液观察是否有淡黄色沉淀生成

以玉米(主要成分是淀粉)为原料提炼酒精的流程如下：

下列说法中不正确的是

A．C12H22O11属于二糖

B．化合物X属于还原型糖

C．反应③中1mol化合物X分解成3mol乙醇

D．欲使发酵液中的酒精和水初步分离，可采取的操作是蒸馏

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

根据题意回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称是         ，固体X中主要含有             （填写化学式）；
（2）用醋酸调节溶液pH=7～8后再进行操作Ⅱ所得固体Y的成分为          （写化学式）.
（3）酸化步骤中调节溶液pH＜5时发生反应2CrO₄^2－＋2H⁺Cr₂O₇^2－＋H₂O.若将将醋酸改用盐酸，盐酸会与Cr₂O₇^2－反应造成大气污染并生成Cr³⁺杂质，该反应的离子方程式为                  
（4）下表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是Na₂Cr₂O₇+2KCl=K₂Cr₂O₇↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是：           。

（5）含铬废渣（废水）的随意排放对人类生存环境有极大的危害。电解法是处理铬污染的一种方法，金属铁作阳极、石墨作阴极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，一段时间后产生Fe(OH)₃和Cr(OH)₃沉淀。
①电解法处理废水的总反应如下，配平并填写空缺：(已知产物中n(Fe(OH)₃): n (H₂)=1:1)
___Fe＋___Cr₂O₇^2-＋___   ＋___H₂O ___Fe(OH)₃↓＋___Cr(OH)₃↓＋___H₂↑；
②已知常温下Cr(OH)₃的K_sp=6.4×10^–32mol⁴/l⁴，若Ⅰ类生活饮用水水质标准铬含量最高限值是
0.052 mg/L，要使溶液中c(Cr³⁺)降到符合饮用水水质标准，须调节溶液的pH大于______。（已知lg2=0.3）

CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿(主要成分为Co₂O₃、Co(OH)₃，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等)制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液中含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：(金属离子浓度为：0．01mol/L)

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
开始沉淀	2．7	7．6	7．6	4．0	7．7
完全沉淀	3．7	9．6	9．2	5．2	9．8

③CoCl₂·6H₂O熔点为86℃，加热至110~120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴。
（1）写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式________________________。
（2）写出NaClO₃发生反应的主要离子方程式____________________；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO₃时，可能会生成有毒气体，写出生成该有毒气体的离子方程式_________________________。
（3）“加Na₂CO₃调pH至a”,过滤所得到的两种沉淀的化学式为                    。
（4）制得的CoCl₂·6H₂O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
（5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________；其使用的最佳pH范围是________________。

A．2．0~2．5   B．3．0~3．5   C．4．0~4．5    D．5．0~5．5
（6）为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100％，其原因可能是_____________________。（答一条即可）

实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂·2H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。

A．CaO

B．CaCO3

C．NH3·H2O

D．Ba(OH)2

（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。
（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________；
③装置D的作用为______________________。
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO₃沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO₃的质量分数为__________________。

某同学研究铝及其化合物的性质时设计了如下两个实验方案。
方案①：2.7 g AlX溶液Al(OH)₃沉淀
方案②：2.7 g AlY溶液Al(OH)₃沉淀
NaOH和HCl的浓度均是3 mol/L，如图是向X溶液和Y溶液中分别加入NaOH和HCl时产生沉淀的物质的量与加入盐酸和氢氧化钠溶液体积之间的关系，下列说法不正确的是

A．b曲线表示的是向X溶液中加入NaOH溶液

B．在O点时两方案中所得溶液浓度相等

C．方案②中对应的O点HCl恰好反应完

D．X溶液显酸性，Y溶液显碱性

KI在食品、医药领域有广泛用途。某科研小组利用碘废弃液（主要含I₂、I^－）制备KI，流程如下：

已知：I₂＋2S₂O₃^2-==S₄O₆^2-＋2I^－
（1）加入胆矾的作用                     。
（2）为制得KI晶体粗产品，滤液后续操作步骤是                    。
（3）用沉淀滴定法测定样品中KI含量的实验步骤如下：
A．称取3.000 g样品，溶解，配制成250 mL溶液
B．量取25.00 mL待测液于锥形瓶中；
C．用0.1000 mol•L^－1AgNO₃标准溶液滴定至终点，记录消耗AgNO₃标准溶液的体积；
D．重复b、c操作2～3次，平均消耗AgNO₃标准溶液16.50 mL
①配制250mL样品溶液时，所需的仪器除烧杯、玻璃棒之外，还缺少的玻璃仪器是             。
②AgNO₃标准溶液在使用之前通常要重新标定，原因是                      ；本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是______（填编号）。

③该样品中KI的质量百分数为          。
④下列因素会导致KI含量的测定结果偏高的是        。
A．配制样品溶液定容时仰视        B．锥形瓶未干燥
C．滴定管未用AgNO₃标准溶液润洗  D．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

工业上处理含铬(主要成分是HCrO₄^－)污水并制备磁性铁铬氧体工艺流程如下：

（1）还原过程中HCrO₄^－转化为Cr³⁺ 的离子方程式为              ；
（2）当沉淀池中c(Fe²⁺):c(Fe³⁺)＝2:1时，能生成铁铬氧体。通入压缩空气是形成铁铬氧体的必要条件之一，通入压缩空气的目的是                 、               。在加NaOH溶液之前通入的空气量不宜过多，若过多必须向沉淀池中增补的物质可能为：              。(填字母)

A．FeSO4

B．Cu

C．H2O2

D．Fe

（3）已知三价铬[Cr(Ⅲ)]在水溶液中的存在形态随pH 的变化如右图，为尽可能除去铬元素实现清液达标排放，沉淀池中pH要控制在            ；若pH过高，溶液中残留铬量增大，其原因为           。

某同学设计了如图所示装置（夹持仪器省略）进行系列实验，实验时将药品A逐滴加入到固体B中，请根据下列实验回答问题：

（1）若A为水，B为过氧化钠，C中盛有稀硫酸和FeCl₂混合溶液，旋开  活塞E后，C中溶液颜色变化为                     ，烧瓶中发生反应的化学方程式为                      。
（2）若A为盐酸、B为大理石(主要成分为CaCO₃粉末)、C中盛有水玻璃，则小试管中的现象是           ，固体的主要成分为(写化学式)_________________。
（3）利用上述装置可以验证SO₂的性质, 若A为浓硫酸，B为亚硫酸钠粉末，那么C中盛有          溶液时可验证其具有漂白性；而C中盛有               溶液时可验证其具有还原性（各填一种物质名称）。

淀粉水解的产物(C₆H₁₂O₆)用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图所示(加热、搅拌和仪器固定装置均已略去)：

实验过程如下：
①将1∶1的淀粉水乳液与少许98%硫酸加入烧杯中，水浴加热至85～90 ℃，保持30 min，然后逐渐将温度降至60 ℃左右；
②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；
③控制反应液温度在55～60 ℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸(65% HNO₃与98% H₂SO₄的质量比为4∶3)溶液；
④反应3 h左右，冷却，减压过滤后再重结晶得草酸晶体。
硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：
C₆H₁₂O₆＋12HNO₃→3H₂C₂O₄＋9NO₂↑＋3NO↑＋9H₂O
C₆H₁₂O₆＋8HNO₃→6CO₂↑＋8NO↑＋10H₂O
3H₂C₂O₄＋2HNO₃→6CO₂↑＋2NO↑＋4H₂O
请回答下列问题：
（1）实验①加入98%硫酸少许的目的是__________________________。
（2）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为________________。
（3）冷凝水的进口是________(填“a”或“b”)。
（4）装置B的作用为____________________。
（5）实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是______________________。
（6）当尾气中n(NO₂)∶n(NO)＝1∶1时，过量的NaOH溶液能将氮氧化物全部吸收，只生成一种钠盐，化学方程式为______________________。，若用步骤④后含硫酸的母液来吸收氮氧化物，其优点是____________，缺点是________________________。
（7）将产品在恒温箱内约90 ℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸。用KMnO₄标准溶液滴定，该反应的离子方程式为2MnO＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O。称取该样品0.12 g，加适量水完全溶解，然后用0.020 mol·L^－1的酸性KMnO₄溶液滴定至终点(杂质不参与反应)，此时溶液颜色由__________变为__________。滴定前后滴定管中的液面读数如图所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为________________。

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：

（1）写出铜帽溶解时铜与加入的稀硫酸、30%H₂O₂反应的离子反应方程式                 ；铜帽溶解完全后，需加热(至沸)将溶液中过量的H₂O₂除去。
（2）为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H₂O₂后溶液中Cu^2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu^2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：2Cu^2＋+4I^－=2CuI(白色)↓+I₂   2S₂O₃^2－+I₂=2I^－+S₄O₆^2－
①滴定选用的指示剂为           ，滴定终点观察到的现象为                          ；
②某同学称取1.0g电池铜帽进行实验，得到100.00mL含有Cu^2＋的溶液，量取20.00mL上述含有Cu^2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3～4，加入过量的KI，用0.1000mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点。再重复操作实验3次，记录数据如下：

实验编号	1	2	3	4
V（Na2S2O3）(mL)	28.32	25.31	25.30	25.32

计算电池铜帽中Cu的质量分数为          ，（结果保留四位有效数字）若滴定前溶液中的H₂O₂没有除
尽，则所测定c (Cu^2＋)将会           (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)；
（3）常温下，若向50mL 0.0001mol/L CuSO₄溶液中加入50mL0.00022mol/LNaOH溶液，生成了沉淀。已知K_SP[Cu (OH)₂] =2.0×10^－20(mol/L)³，计算沉淀生成后溶液中c(Cu²⁺)=                mol/L；
（4）已知pH>11 时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1.0 mol·L^-1计算)。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1.1	3.2
Fe^2^＋	5.8	8.8
Zn^2^＋	5.9	8.9

实验中可选用的试剂：30%H₂O₂、1.0 mol·L^-1HNO₃、1.0 mol·L^-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①向滤液中加入适量30% H₂O₂，使其充分反应；
②                            ；③过滤；
④                            ；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。