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专题15 气体的制备
1.(2021·上海静安·二模)根据如图装置,回答下列有关问题(E中是氢氧化钠溶液)。
①采用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,二氧化锰的作用是______,反应的化学方程式是______。
②SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水和碱溶液;实验室常用粉末状的亚硫酸钠(Na2SO3)固体与稀硫酸在常温下反应制取SO2,反应的化学方程式:Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O。实验室制取二氧化硫,制取装置的最佳组合及顺序是______(填字母编号),选择的理由主要是______。
③12.6g Na2SO3完全反应可以生成SO2的物质的量为多少摩尔?______(根据化学方程式列式计算)
④2mol二氧化硫中约含______个二氧化硫分子(用科学记数法表示)。
【答案】催化作用 2KClO32KCl+3O2↑ CFE 反应物为粉末状固体与液体,C装置中的分液漏斗可以控制液体试剂的滴加速率从而获得较平稳的气流,F装置可用通过长管进气收集密度比空气大的二氧化硫,E装置处理多余的二氧化硫气体,防止逸出造成空气污染 0.1摩尔 1.204×1024
【详解】①在二氧化锰的催化作用下,加热氯酸钾分解为氯化钾和氧气,化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑;故填:催化作用;2KClO32KCl+3O2↑;
②实验室常用粉末状的亚硫酸钠(Na2SO3)固体与稀硫酸在常温下反应制取SO2,该反应属于固液常温型,选择装置C来作为气体的发生装置,此装置可以控制反应的速率;SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,所以采用装置F来收集,因为SO2是一种无色有刺激性气味的有毒气体,所以要尾气进行处理,最后连接盛有水或碱溶液的装置E;故填:CFE;反应物为粉末状固体与液体,C装置中的分液漏斗可以控制液体试剂的滴加速率从而获得较平稳的气流,F装置可用通过长管进气收集密度比空气大的二氧化硫,E装置处理多余的二氧化硫气体,防止逸出造成空气污染。
③设可产生SO2的物质的量为x,则:
12.6gNa2SO3的物质的量为:12.6g÷126g/mol=0.1mol
x=0.1mol
答:可以生成SO2的物质的量为0.1摩尔;
④1mol二氧化硫中约含6.02×1023个二氧化硫分子,所以2mol二氧化硫中约含二氧化硫分子的个数为:2×6.02×1023=1.204×1024;故填:1.204×1024。
2.(2021·上海杨浦·二模)下图是实验室常用的制备气体的装置。
①仪器 a 的名称_______。
②实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气,反应的化学方程式是_______。应选用的发生和收集装置是________填序号);图二中,连接仪器的操作,正确的是________填序号)。
③能用 B、C 装置制取的气体是_______。
④实验室常用 3%的 H2O2溶液在二氧化锰催化作用下获得平稳的氧气流。现有 17%的 H2O2溶液,能达到此效果的最佳装置是_______。
⑤10g17%H2O2溶液完全反应,可生成氧气物质的量是_______。(根据化学方程式列式计算)
【答案】铁架台 AC E CO2或O2等 D 10g17%H2O2溶液中H2O2物质的量为,设可生成氧气物质的量为x,则
x=0.025mol。
【详解】①分析图示可知,仪器a的名称是铁架台;
②加热条件下二氧化锰催化氯酸钾反应生成氯化钾和氧气,则化学反应方程式为,氯酸钾和二氧化锰为固体,反应条件是加热,发生装置为A,氧气的密度比空气大,收集方法为向上排空气法,收集装置为C;分析图二仪器的连接方法可知,把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口,切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子,以免压破试管,正确的方式为E,F会把试管压碎;
③分析B、C装置的特点可知,反应为固液常温型,气体密度比空气密度大,则能用B、C装置制取的气体是氧气、二氧化碳;
④分析图示可知,将17%的H2O2溶液滴入水中,稀释成3%的H2O2溶液,在二氧化锰催化作用下获得平稳的氧气流的装置为D,该装置不仅能稀释过氧化氢溶液,而且能通过分液漏斗控制滴加液体药品的速率控制反应速率;
⑤见答案。
3.(2021·上海崇明·二模)实验室中,常用下图所示装置制取和收集某些气体。
①仪器a的名称是_________________。
②实验室既可用于制取氧气,又可用于制取二氧化碳的发生装置是_____________(填字母)。
③实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取3.2g氧气,求分解的过氧化氢的物质的量。(根据化学方程式列式计算)_______________。