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课时跟踪检测(二十) 以气体制备为主体的实验探究
一、选择题
1.侯氏制碱法制取NaHCO3的原理为NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。实验室用如图所示的装置模拟侯氏制碱法制取少量NaHCO3固体。下列有关说法正确的是( )
A.装置Ⅰ中反应的离子方程式为
COeq \o\al(2-,3)+2H+===CO2↑+H2O
B.向装置Ⅱ洗气瓶中加入饱和Na2CO3溶液以除去CO2中的少量HCl
C.装置Ⅲ中用冰水浴冷却试管内溶液有利于析出NaHCO3固体
D.析出NaHCO3固体的上层清液中不存在HCOeq \o\al(-,3)
解析:选C CaCO3难溶于水,书写离子方程式时不能拆开,要保留化学式的形式,正确的离子方程式为CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O,A错误;饱和Na2CO3溶液能吸收CO2,除去CO2中的少量HCl要用饱和NaHCO3溶液,B错误;为降低NaHCO3的溶解度,装置Ⅲ中用冰水浴充分冷却试管内溶液,使NaHCO3固体析出,C正确;析出NaHCO3固体后的溶液为混有NH4Cl的饱和NaHCO3溶液,上层清液中还存在HCOeq \o\al(-,3),D错误。
2.AlCl3熔点194 ℃,沸点182.7 ℃,在177.8 ℃升华。某同学利用如下装置(部分夹持仪器已略)制备无水AlCl3,其中能达到相应实验目的的是( )
解析:选C MnO2与浓盐酸制Cl2需要加热,A错误;Cl2是酸性气体,能被碱石灰吸收,不能用碱石灰干燥,B错误;Cl2与Al在加热条件下生成AlCl3,且出气导管较粗,可防止AlCl3结晶堵塞导管,无水CaCl2装置可防止锥形瓶中压强过大造成危险,并防止空气中水蒸气进入而无法制备无水AlCl3,C正确;Cl2在饱和食盐水的溶解度小,无法被吸收,D错误。
3.[双选]超酸(HSbF6)是石油重整中常用的催化剂,实验室常以SbCl3、Cl2和HF为原料通过反应SbCl3+Cl2===SbCl5、SbCl5+6HF===HSbF6+5HCl制备。制备SbCl5的实验装置如图所示。已知:SbCl3的熔点73.4 ℃,沸点220.3 ℃,易水解;SbCl5的熔点3.5 ℃,液态SbCl5在140 ℃时即发生分解,2.9 kPa下沸点为79 ℃,也易水解。下列说法不正确的是( )
A.装置Ⅰ中的a为冷凝水的进水口
B.装置Ⅱ的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气
C.SbCl5制备完成后,可直接常压蒸馏分离出SbCl5
D.由SbCl5制备HSbF6时,能选用玻璃仪器
解析:选CD 冷凝装置中水的流向是下进上出,故装置Ⅰ中的a为冷凝水的进水口,A正确;SbCl3和SbCl5都易水解,氯气污染环境,故装置Ⅱ的主要作用是吸收Cl2和空气中的水蒸气,B正确;根据题中信息,为防止其分解,应在2.9 kPa下蒸馏,C错误;由SbCl5制备HSbF6时用到HF,HF能与玻璃反应,故不能选用玻璃仪器,D错误。
4.某实验小组用Hg(NO3)2作催化剂,以乙炔为原料制备草酸(H2C2O4)的装置如下。
下列说法错误的是( )
A.装置A中使用多孔球泡可加快反应速率
B.装置B、D中得到的溶液可循环使用
C.装置E的作用是吸收氮氧化物和乙炔
D.生成草酸的反应为C2H2+8HNO3Hg(NO3)2,H2C2O4+8NO2+4H2O
解析:选C 装置A为反应装置,C2H2在硝酸汞作用下与浓硝酸反应生成H2C2O4和NO2,NO2气体进入B中发生3NO2+H2O===2HNO3+NO,NO进入C中与O2反应生成NO2,NO2、O2进入D中与水反应生成硝酸,为了防止未反应的NO和NO2污染空气,再将D装置中剩余气体通入装有NaOH溶液的烧杯中,据此分析。多孔球泡增加C2H2与溶液接触面积,加快反应速率,A正确;B、D中都有HNO3的产生,生成的HNO3可以在装置A继续使用,B正确;装置E吸收的是氮的氧化物,C2H2不溶于水,且不能与NaOH溶液反应,因此装置E不能吸收C2H2,C错误;C2H2与HNO3(浓)在硝酸汞作催化剂下反应生成草酸、NO2和H2O,D正确。
5.根据实验目的设计如下装置的连接中,正确的是( )
A.制备收集HCl:连接a→c→g
B.制备收集NO:连接b→c→e→d
C.制备收集NH3:连接b→d→e→c
D.制备收集Cl2:连接a→f→c→e→d
解析:选D 制备HCl时,不能用排水法收集,故A项错误。NO密度与空气密度接近,且能够与空气中氧气反应,不能用排空气法收集,故B项错误。NH3能够与浓硫酸反应,尾气吸收易产生倒吸现象,故C项错误。实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取Cl2,所以应该用a装置制备