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高考二轮复习知识点:常见气体制备原理及装置选择

更新时间:2023-08-19 浏览次数:35 类型:二轮复习
一、选择题
二、非选择题
  • 26. (2022·太原模拟) 高纯度硝酸高铈铵主要用作有机合成的催化剂和氧化剂、集成电路的腐蚀剂等。它的化学式为(NH4)2[Ce(NO3)6] ,是一种橙红色单斜细粒结晶,易溶于水,几乎不溶于浓硝酸。实验室由9.99%的碳酸铈制备硝酸高铈铵时的主要步骤如下:       

    I.取适量碳酸铈[Ce2(CO3)3]于铂皿中,用硝酸溶解,配成一定浓度的硝酸铈溶液,过滤后待用。在搅拌条件下,向硝酸铈溶液中加入双氧水、氨水进行氧化沉淀,加热后过滤、洗涤、烘干得到Ce(OH)4(黃色难溶物)。

    II.将Ce(OH)4于一定温度下加入硝酸加热至浆状,生成H2[Ce(NO3)6],再加入稍过量的NH4NO3晶体,二者反应生成硝酸高铈铵沉淀,经过滤、洗涤、自然烘干后得到产品。

    回答下列问题:

    1. (1) ①步骤I中使用铂皿而不使用铁质容器的原因是,写出生成Ce(OH)4的离子方程式:

      ②步骤I中进行“氧化沉淀”时,加热的温度不宜过高,原因是

    2. (2) 步骤I中的Ce(OH)4在实验室中可由Ce(OH)3制取,某同学设计了如下装置: 。

      ①装置a圆底烧瓶中盛放的固体药品为(填化学式)。

      ②当装置b中沉淀完全变为黄色后,停止通Cl2后改通空气(图中框内改为通空气装置)的目的是;将装置b中的反应混合物过滤、洗涤,能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是

    3. (3) 步骤II中H2[Ce(NO3)6]与NH4NO3反应的化学方程式为
  • 27. (2022·昌吉模拟) 碳酸镧[La2(CO3)3]是一种用于治疗高磷血症的新型药物,实验室模拟利用碳酸氢铵溶液和氯化镧溶液反应制备水合碳酸镧[La2(CO3)3·xH2O]。

    已知:①La2(CO3)3·xH2O 为白色晶体,难溶于水,可溶于稀酸。

    ②若溶液碱性太强,易生成难溶 于水、受热易分解的碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。

    1. (1) Ⅰ.模拟制备水合碳酸镧,实验装置如下图所示(夹持装置已省略)。

      试剂X是,仪 器a的名称是

    2. (2) 制备过程中浓氨水滴速不能太快,原因是。
    3. (3) 写出该实验制备La2(CO3)3·xH2O的化学方程式
    4. (4) Ⅱ.产品成分探究

      甲小组认为产品中可能混有可溶性LaCl3、NH4Cl 等杂质,请设计实验方案检验Cl-是否存在

    5. (5) 乙小组认为产品中可能含有难溶性碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。实验装置及步骤如图所示(夹持装置已省略)。

      ①检查装置气密性,将已除去可溶性杂质的产品装入质量为m1g的硬质石英玻璃管中。

      ②打开K1、K2和K3 , 缓缓通入N2数分钟后关闭K1、K3 , 打开K4 , 点燃酒精喷灯加热。

      ③一段时间后停止加热,打开K1 , 通入N2数分钟后关闭K1和K2 , 冷却到室温,称量硬质石英玻璃管。重复上述操作步骤直至恒重,记为m2g[此时硬质石英玻璃管中固体为La2O3(Mr=326)]。 称量装置C,质量增加m3g。实验中第二次通入N2的目的是。根据实验数据计算,n(La):n(C)=(用含m1、m2、m3的计算式表示)。若 ,说明产品不含La(OH)CO3

  • 28. (2022·铁岭模拟) 硼和铝位于同一主族,它们可以形成许多组成和性质类似的化合物。已知 熔点为 ℃,沸点为12.5℃,易水解。某同学设计如图所示装置制备 并测定产品纯度。

    1. (1) 实验Ⅰ: 的制备

      D中发生的化学反应方程式为

    2. (2) 请在图示E框中补全装置
    3. (3) D中若采用玻璃管,则制得的 中常含有 ( 的熔点为 ℃,沸点为57.6℃)等杂质,可采用的方法提纯
    4. (4) F装置的作用为
    5. (5) 整个实验装置存在的缺陷为
    6. (6) 实验Ⅱ: 纯度的测定

      ①准确称取a克产品,置于蒸馏水中完全水解,过滤并洗涤难溶物,滤液合并洗涤液配成100mL溶液。

      ②取20.00mL溶液于锥形瓶中。

      ③加入VmL浓度为cmol/L 溶液使氯离子完全沉淀:向其中加入少许硝基苯用力摇动。

      ④加入2-3滴硝酸铁,用c1mol/LKSCN标准溶液滴定过量的 溶液。平行滴定3次,达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为 mL。

      已知:硝基苯密度大于水:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。

      产品中 纯度的表达式为

    7. (7) 若步骤③中未加硝基苯,可能引起 纯度(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
  • 29. (2021·成都模拟) 亚硫酰氯(SOCl2)是一种重要化工试剂,被广泛应用于结晶水合物的脱水和有机合成。工业上合成方法之一是:PCl5(s)+SO2(g)=POCl3(1)+SOCl2(1) ΔH=-101.4kJ·mol-1。已知相关物质的熔沸点及水解性如表:

    物质

    熔点/℃

    沸点/℃

    水解性

    POCl3

    1.2

    105.5

    易水解

    SOCl2

    -104.5

    76

    易水解

    PCl5

    160(升华)

    167

    易水解

    某小组在实验室模拟工业制亚硫酰氯设计如图实验。

    试回答下列问题:

    1. (1) A装置中发生反应的化学方程式为
    2. (2) B装置中盛装的a试剂为;C装置中X仪器的名称是
    3. (3) ①反应过程中C装置的烧瓶要放在冰水浴中,原因是

      ②判断PCl5已与SO2完全反应的实验现象是

    4. (4) 反应结束后,从双颈烧瓶中的液体得到较纯净的亚硫酰氯需进行的操作是
    5. (5) ①用SOCl2与MgCl2•6H2O混合加热可得无水MgCl2 , 其反应方程式为

      ②因常发生副反应,SOCl2不宜用于FeCl3•6H2O的脱水反应制取无水FeCl3。试设计实验证明两者混合加热时发生了副反应

  • 30. (2021·喀什模拟) 设计如下实验装置制备硫代硫酸钠晶体()(夹持仪器略),总反应为。已知:硫代硫酸钠晶体在中性或碱性溶液中较稳定,在酸性溶液中会产生浑浊;Na2S2O3稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。

    1. (1) 仪器a的名称为,装置A中制备SO2的化学方程式为
    2. (2) 装置B的作用是;为保证Na2S2O3的产量,实验中通入的SO2不能过量,原因是
    3. (3) 装置C中可观察到溶液先变浑浊,后又变澄清,生成的浑浊物质的化学式为
    4. (4) 充分反应后,将装置C中溶液经过一系列操作可得硫代硫酸钠晶体()。准确称取7.00 g产品,溶于蒸馏水中配成100.00 mL溶液,取20.00 mL注入锥形瓶,以淀粉作指示剂,用0.10 mol/L的标准碘溶液滴定(杂质不参与反应)。已知:(无色)

      ①标准碘溶液应盛放在(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。

      ②第一次滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图,则消耗标准碘溶液的体积为mL。

      滴定次数

      滴定前/mL

      滴定后/mL

      第二次

      1.56

      30.30

      第三次

      0.22

      26.34

      ③重复上述操作三次,记录另两次数据如表,则产品中的质量分数为%(保留四位有效数字)。

    5. (5) 若要检验固体硫代硫酸钠工业产品中是否含有Na2S2O3 , 需先加水配成稀溶液,再依次使用的试剂为和品红溶液。
  • 31. (2021·拉萨模拟) 亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,是一种无色或淡黄色发烟液体,有强烈刺激性气味,其熔点-105℃,沸点79℃,140℃以上时易分解。遇水剧烈反应生成SO2和HCl两种气体,常用作脱水剂,主要用于制造酰基氯化物,还用于医药、农药、染料等的生产。
    1. (1) 实验室合成SOCl2的原理之一为SO2+Cl2+SCl2 2SOCl2 , 部分装置(夹持、加热装置略去)如图所示。

      ①实验室用亚硫酸钠固体与70%硫酸制备SO2 , 不用稀硫酸的原因为

      ②装置A、C除干燥气体外,另一作用是;装置D的作用为

      ③仪器b的名称为;写出装置 E中发生反应的化学方程式:

      ④仪器a中的试剂为

    2. (2) 甲同学设计实验利用SOCl2和AlCl3·6H2O混合加热制取无水AlCl3

      ①用SOCl2和AlCl3·6H2O混合加热制取无水AlCl3时,SOCl2的作用为

      ②实验室常用过量NaOH溶液吸收SOCl2 , 写出反应的离子方程式:

  • 32. (2020·珠海模拟) 硫氰化钾(KSCN)是中学实验室的常见药品,某校化学兴趣小组在实验室制备少量样品,并进行探究实验。他们查有关资料:CS2+2NH3 NH4SCN+H2S,该反应比较缓慢。
    1. (1) Ⅰ.制备KSCN样品。

      先制备NH4SCN溶液,装置如图:

      ①实验开始时打开K1 , 关闭K2 , 加热水浴装置,缓缓地向三颈烧瓶中持续通入NH3 , 并持续通入N2 , 通入N2的作用是:

      ②一段时间后,当CS2反应完毕,停止实验,此时可以观察到三颈烧瓶内的现象是:

      ③烧杯内的溶液X是

    2. (2) 再制备KSCN溶液:关闭K1 , 打开K2 , 利用耐碱分液漏斗缓慢加入适量KOH溶液,继续加热,此时三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是
    3. (3) 样品检测:待冷却后,用胶头滴管吸取少量样品滴入试管中的FeCl3溶液中,并没有观察到明显变红的现象,请分析可能的原因:
    4. (4) Ⅱ.KSCN的探究实验,同学们用实验室配制的KSCN溶液做下列实验(不是刚才兴趣小组合成的)。

      同学甲想检测Fe3O4中是否有三价铁,他把在充满氧气的集气瓶中燃烧后的铁丝残渣放入试管,加适量盐酸使其溶解,再往混合液中滴入少量KSCN溶液检验是否有Fe3+ , 结果没变红,请分析原因:

    5. (5) 同学乙想利用反应Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3来研究浓度对化学平衡的影响。他往盛有5 mL 0.05 mol/L FeCl3溶液的试管中加入5 mL mol/L KSCN溶液,再把反应后的溶液均分置于两只试管中,分别加4滴浓FeCl3溶液和4滴浓KSCN溶液,观察现象并得出有关结论。
    6. (6) 同学丙往FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水,溶液变成红色,不过他注意到,当氯水过量时,红色会褪去,为此,他设计如图装置进行探究。

      Y为NaClO溶液,Z为FeCl3和KSCN的混合溶液。打开分液漏斗,持续缓慢滴入NaClO溶液至过量,他观察到:C中红色变浅,有大量气泡产生,C中还有现象为:;D中的现象为:,F中有气泡。由此推测,KSCN具有性。

  • 33. (2020·普陀模拟) 某学生欲在实验室制备无水 FeCl3 并得到副产物 FeCl3 溶液。经查阅资料得知:无水 FeCl3 在空气中易潮解,加热易升华。如图是他设计的实验装置图(加热及夹持装置略去)

    完成下列填空:

    1. (1) 装置 A 是 Cl2 发生装置,其中的化学反应方程式为
    2. (2) B 中的溶液是,C 的作用是
    3. (3) D 加热后,少量生成 FeCl3 沉积在D 的右端,要使沉积的 FeCl3 进入E,操作是E 中冰水的作用为
    4. (4) 实验员老师对上述装置提出了 2 点改进建议:一是装置连接部分都改成标准玻璃接口,不用橡胶连接件的原因是;二是这套装置还存在一个很大的缺陷,改进的方法是
    5. (5) 证明 F中 FeCl2 未被完全氧化的方法是
  • 34. (2020·西安模拟) 某学习小组根据高中知识设计如下测定室内甲醛含量的装置(夹持装置已略)。

    1. (1) I.配制银氨溶液

      盛装AgNO3溶液的仪器D的名称

    2. (2) 关闭K2和K3 , 打开K1和分液漏斗活塞,将饱和食盐水滴入到圆底烧瓶中,当观察到D中最初生成的白色沉淀恰好完全溶解时,关闭K1和分液漏斗活塞。请写出A装置中发生反应的化学方程式;饱和食盐水的用途是
    3. (3) Ⅱ.测定室内空气中甲醛含量

      用热水浴加热D,打开K3 , 将滑动隔板由最左端抽到最右端,吸入1L室内空气,关闭K3 , 后续操作是

    4. (4) 装置中毛细管的作用是
    5. (5) 已知甲醛被银氨溶液氧化的化学方程式为:HCHO+4Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3↑+2H2O,测得共生成Ag 2.16mg。则空气中甲醛的含量为mg.L-1(空气中其它物质不与银氨溶液反应)。
    6. (6) 该设计装置存在一个明显的不足之处是
  • 35. (2020·榆林模拟) 二氧化硫(SO2)是一种在空间地理、环境科学、地质勘探等领域受到广泛研究的一种气体。

    1. (1) Ⅰ.某研究小组设计了一套制备及检验 SO2 部分性质的装置,如图 1 所示。

      仪器 A 的名称,导管 b 的作用

    2. (2) 装置乙的作用是为了观察生成  SO2的速率,则装置乙中加入的试剂是
    3. (3) ①实验前有同学提出质疑:该装置没有排空气,而空气中的 O2 氧化性强于 SO2 , 因此 装置丁中即使有浑浊现象也不能说明是 SO2 导致的。请你写出 O2 与 Na2S 溶液反应的化学 反应方程式

      ②为进一步检验装置丁产生浑浊现象的原因,进行新的实验探究。实验操作及现象见表。

      序号

      实验操作

      实验现象

      1

      向 10mL 1mol·L-1 的 Na2S 溶液中通 O2

      15min 后,溶液才出现浑浊

      2

      向 10mL 1mol·L-1 的 Na2S 溶液中通 SO2

      溶液立即出现黄色浑浊

      由实验现象可知:该实验条件下 Na2S 溶液出现浑浊现象是 SO2 导致的。你认为上表实验 1 反应较慢的原因可能是

    4. (4) Ⅱ.铁矿石中硫元素的测定可以使用燃烧碘量法,其原理是在高温下将样品中的硫元素转化 为 SO2 , 以 淀 粉 和 碘 化 钾 的 酸 性 混 合 溶 液 为 SO2  吸 收 液 , 在 SO2  吸 收 的 同 时 用 0.0010mol·L-1KIO3 标准溶液进行滴定,检测装置如图 2 所示:

      [查阅资料] ①实验进行 5min,样品中的 S 元素都可转化为 SO2

      ②2IO3+5SO2+4H2O=8H+5SO42+I2

      ③I2+SO2+2H2=2I+SO42+4H

      ④IO3+5I+6H=3I2+3H2O

      工业设定的滴定终点现象是

    5. (5) 实验一:空白试验,不放样品进行实验,5min 后测得消耗标准液体积为 V1mL

      实验二:加入 1g 样品再进行实验,5min 后测得消耗标准液体积为 V2mL

      比较数据发现 V1 远远小于 V2 , 可忽略不计 V1。 测得 V2 的体积如表

      序号

      1

      2

      3

      KIO3 标准溶液体积/mL

      10.02

      9.98

      10.00

      该份铁矿石样品中硫元素的质量百分含量为

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