主题4 第3讲 实验仪器的创新使用与连接顺序(Word教师用书)-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习(山东海南版)
2024-08-09
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教辅
内容正文:
第三讲 实验仪器的创新使用与连接顺序(综合应用课)
为了培养考生的创新能力,在高考试题中常常对实验仪器进行改进或组合达到特殊使用的目的。为了制备特定物质,要求仪器装置的连接顺序要特殊考虑,如防水、防空气等。实验的创新考查是难点,更是考生的易失分点。故特设本讲内容精讲细剖,予以突破。
真题集训——悟创新考法
1.(2022·广东卷)若将铜丝插入热浓硫酸中进行如图(a~d均为浸有相应试液的棉花)所示的探究实验,下列分析正确的是( )
A.Cu与浓硫酸反应,只体现H2SO4的酸性
B.a处变红,说明SO2是酸性氧化物
C.b或c处褪色,均说明SO2具有漂白性
D.试管底部出现白色固体,说明反应中无H2O生成
解析:选B 铜和浓硫酸反应过程中,生成CuSO4体现出浓硫酸的酸性,生成SO2体现出浓硫酸的强氧化性,故A错误;a处的紫色石蕊溶液变红,其原因是SO2溶于水生成了酸,可说明SO2是酸性氧化物,故B正确;b处品红溶液褪色,其原因是SO2具有漂白性,而c处酸性高锰酸钾溶液褪色,其原因是SO2和酸性KMnO4发生氧化还原反应,SO2体现出还原性,故C错误;实验过程中试管底部出现白色固体,根据元素守恒可知,其成分为无水CuSO4,而非蓝色的CuSO4·5H2O,其原因是浓硫酸体现出吸水性,将反应生成的H2O吸收,故D错误。
2.(2022·山东卷)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
选项
气体
液体
固体粉末
A
CO2
饱和Na2CO3溶液
CaCO3
B
Cl2
FeCl2溶液
Fe
C
HCl
Cu(NO3)2溶液
Cu
D
NH3
H2O
AgCl
解析:选A 通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O===2NaHCO3↓、CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2,由于在相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的,最终瓶中仍有白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项选;通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2===2FeCl3、2FeCl3+Fe===3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不选;通入HCl,NO在酸性条件下会表现强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C项不选;AgCl在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使沉淀溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不选。
3.(2023·广东卷)利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合K1,一段时间后( )
A.U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和O2
B.a处布条褪色,说明Cl2具有漂白性
C.b处出现蓝色,说明还原性:Cl->I-
D.断开K1,立刻闭合K2,电流表发生偏转
解析:选D 闭合K1,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl--2e-===Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-===H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。根据分析,U形管两侧均有气泡冒出,分别是Cl2和H2,A错误;左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,HClO具有漂白性,则a处布条褪色,B错误;b处出现蓝色,发生Cl2+2KI===I2+2KCl,说明还原性:I->Cl-,C错误;断开K1,立刻闭合K2,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确。
4.(2022·福建卷·节选)某兴趣小组设计实验探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率。回答下列问题:
步骤Ⅰ 制备CO
在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略),反应方程式:HCOOHCO↑+H2O
(1)装置A中盛放甲酸的仪器的名称是________。
(2)从B、C、D中选择合适的装置收集CO,正确的接口连接顺序为a→____→____→____→____→h(每空填一个接口标号)。
步骤Ⅱ 检验CO
将CO通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。
(3)该反应的化学方程式为______________________________________________
________________________________________________________________________。
步骤Ⅲ 探究Ce-MnOx催化空气氧化CO的效率
将一定量CO与空气混合,得到CO体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至120 ℃,按一定流速通入气体样品。(已知:I2O5是白色固体,易吸水潮解:5CO+I2O5===I2+5CO2)
(4)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用________方法可以缩短接触时长。
(5)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是____________________________________________。
解析:在通风橱中用A装置制取一氧化碳,该气体中含有甲酸蒸气,故用水除去甲酸,再用B装置排水收集一氧化碳气体,排出的水用E中的烧杯接收。根据气体样品通过氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳,浓硫酸吸水,一氧化碳在H中被氧气氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰水吸收,J中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气,干燥的一氧化碳和I2O5反应,进而测定生成的碘的质量,计算一氧化碳被氧化的百分率。据此解答。
(1)装置A中盛放甲酸的仪器为分液漏斗。
(2)用C除去甲酸,B收集一氧化碳,E接收排出的水,故接口连接顺序为a→d→e→c→b→h。
(3)一氧化碳和银氨溶液反应生成黑色的银,同时生成碳酸铵和氨气,化学方程式为CO+2[Ag(NH3)2]OH===2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3。
(4)增大气流速率可以缩短接触时长。
(5)I2O5是白色固体,易吸水潮解,但该装置出气口未加防潮装置。
答案:(1)分液漏斗
(2)d e c b
(3)CO+2[Ag(NH3)2]OH===2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3
(4)增大气体样品流速
(5)尾气出口未加防潮装置(或其他相似表述)
创新考查(1)——实验仪器的创新使用
1.用途多变的广口瓶
(1)收集气体:可选用装置__A__(填装置字母,下同),若用排空气法收集CO2,则应从__b__口进气;若收集氢气,则应从__a__口进气;若瓶中装满饱和食盐水,从__a__口进气,可收集Cl2。
(2)洗气除杂或干燥:可选装置__F__,比如除去Cl2中的少量HCl,则广口瓶中盛放饱和食盐水,应从__a__口进气。
(3)装置E可用于贮存少量气体,若E中收集了少量H2,排出H2的方法是打开止水夹,向长颈漏斗中注入适量蒸馏水。
(4)图中可用于测量气体体积的是__C__,用作安全瓶的是__D__或A,若用A作安全瓶,则应从__a__口进气;接在气体连续制备的实验装置中间,用于控制气流平稳的装置是__B__。
(5)用于监控气体流速(如图F),广口瓶中盛有液体,从__a__端通入气体,根据液体中产生气泡的速率来监控通入气体的流速。
2.用途多变的球形干燥管(位置不同,作用不同)
(1)在整套实验装置的中间横放——“粗进细出”
①干燥管内装有固体干燥剂,可用于干燥气体。无机实验中常用的固体干燥剂有碱石灰、无水氯化钙、五氧化二磷。
②干燥管内盛有无水硫酸铜时,可用于水蒸气的检验。
③可用于定量测定气体的质量。
(2)在整套实验装置的最后横放——“左吸右挡”
既可以吸收多余的尾气,防止污染空气,又可以阻挡外界空气中的干扰气体(如CO2、水蒸气等)进入装置中。
3.实验仪器的“多器一用”
(1)可以测量气体体积的装置
(2)可用于冷凝或冷却的装置
(3)可用于气体干燥或除杂的装置
[应用体验]
1.下列能达到实验目的的是( )
解析:选C A项,除杂质时应从长管进气且应用NaOH等强碱性溶液吸收;B项,出气管应插入烧瓶底部;D项,会产生倒吸现象。
2.用如图所示装置进行下列实验,能达到实验目的的是( )
A. 瓶中盛有适量浓硫酸,从A口进气来干燥NH3
B.从B口进气,用排空气法收集CO2
C.瓶中装满水,从B口进气,用排水法收集NO2
D.瓶中装满水,A口连接导管并伸入量筒中,从B口进气,用排水法测量生成H2的体积
解析:选D NH3与浓硫酸反应,A错误;收集CO2应用向上排空气法,B错误;NO2与水反应,不能用排水法收集,C错误。
3.某化学学习小组利用甲酸(HCOOH)制取并收集CO,化学方程式为HCOOHCO↑+H2O,其装置设计如图所示。已知:CO可以与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯单质。请回答下列问题:
(1)制取CO时,浓硫酸的作用是________________________;导管a的作用是____________________________;装置ⅱ的作用是______________。
(2)装置ⅲ中盛放的试剂是____________。
(3)实验开始时应先打开K2,关闭K1,目的是____________________________;当观察到__________________________________现象时,关闭K2,打开K1。收集满CO气体后应立即__________________,再停止加热。
(4)写出装置ⅵ中发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)由制备CO的化学方程式可知,浓硫酸不是反应物,故制取CO的反应中,浓硫酸作催化剂和脱水剂。导管a连接分液漏斗上部和烧瓶,起到平衡压强的作用,从而使浓硫酸能顺利滴下。装置ⅱ起防倒吸的作用,防止装置ⅲ中液体倒吸入装置ⅰ中的烧瓶中。(2)甲酸具有挥发性,装置ⅲ中盛放NaOH溶液,可除去挥发出的甲酸。(3)实验开始时先打开K2,关闭K1,可以排尽装置内的空气,避免收集的CO不纯。当观察到装置ⅵ中有黑色固体产生时,此时装置中的空气已经排出,再用排水法收集CO。收集满CO后,立即关闭K1,打开K2,防止CO逸出,污染空气。
答案:(1)催化剂、脱水剂 平衡压强,使浓硫酸顺利滴下 防倒吸 (2)NaOH溶液 (3)排尽装置内的空气,避免收集的CO不纯 装置ⅵ中有黑色固体产生 关闭K1,打开K2 (4)CO+PdCl2+H2O===Pd↓+CO2+2HCl
创新考查(2)——常见装置的创新设计
1.控制反应发生和停止的装置
(1)已知有以下几种气体发生原理
①CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
②Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
③2H2O22H2O+O2↑
④Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
可利用甲、乙装置来制备的气体发生原理有①④(填序号)。
以甲为例叙述此类装置控制反应发生和停止的原理:当需要反应发生时,打开止水夹,向长颈漏斗内注入液体试剂而与多孔隔板上块状固体试剂接触,反应开始;当需要停止反应时,关闭止水夹,液体在气压作用下被压回到长颈漏斗内,固液分离,反应停止。
(2)对于丙装置,若想反应发生,可采取的操作是将Cu丝插入浓硝酸中,若想停止反应,可采取的操作是将Cu丝上提,使之与浓硝酸分离。
2.平衡气压装置
橡胶管a的作用是平衡气压,便于液体顺利流下,在定量测量气体体积时还可以减小实验误差,支管b也具备平衡气压的作用。
3.防倒吸装置
(1)简述装置乙防倒吸的原理:HCl不溶于CCl4,会从CCl4层中逸出被水层吸收,导管口附近气压不会减小,不会引起倒吸。
(2)能否用苯代替CCl4:否(填“能”或“否”)。
4.防堵塞安全装置
5.防污染安全装置
(1)实验室制取Cl2时,尾气处理可采用b装置。
(2)制取CO时,尾气处理可采用a、c装置。
(3)制取H2时,尾气处理可采用a、c装置。
[应用体验]
1.按如图装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X、Y可能是( )
A.H2和Fe2O3 B.CO和CuO
C.H2和Na2CO3 D.CO和Na2CO3
解析:选B 澄清石灰水变浑浊,说明X气体与Y反应后的产物之一为二氧化碳,结合示意图分析得出B项符合题意。
2.用分液漏斗和烧杯可以组装成一套简易的、能随开随用、随关随停的气体发生装置,如图所示。能用此装置制备的气体有________(填字母)。
a.用锌粒与稀硫酸反应制取H2
b.用过氧化钠与水反应制取O2
c.用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2
d.用铜片与稀硝酸反应制取NO2
答案:a
3.下列给出了干燥管的不同应用,请回答下列问题:
(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置,下列组合中气体a和固体R均正确的是____________(填字母)。
选项
A
B
C
D
气体a
NH3
SO2
C2H4
Cl2
固体R
碱石灰
浓硫酸
高锰酸钾
碱石灰
(2)甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如,在常温下可用此装置来制备空气中的某种单质气体,此时气体a为__________,固体R为________。
(3)若按图乙来组装,可用NaOH浓溶液吸收Cl2,制“84”消毒液,此时干燥管的作用是________________________________________________________________________。
解析:(1)甲作为干燥装置,固体R必须能吸收水,且不与气体a发生反应。B中浓硫酸为液体干燥剂;C中的高锰酸钾不仅不易吸收水,还与乙烯反应;D中的碱石灰虽然能吸收水,但也能与Cl2反应。(2)甲作为制气装置,要求反应原理是在常温下某气体与固体反应产生气体,中学阶段熟悉的反应是二氧化碳与过氧化钠反应制取氧气。
答案:(1)A (2)CO2 Na2O2 (3)防止倒吸
创新考查(3)——实验仪器的科学连接
[典例] 叠氮化钠(NaN3)是一种防腐剂和分析试剂,在有机合成和汽车行业也有重要应用。制备NaN3的装置如图所示。
查阅资料:①氨基钠(NaNH2)的熔点为208 ℃,易潮解和氧化;N2O有强氧化性,不与酸、碱反应;叠氮酸(HN3)不稳定,易分解爆炸。②2HNO3+8HCl+4SnCl2===4SnCl4+5H2O+N2O↑,2NaNH2+N2ONaN3+NaOH+NH3。
回答下列问题:
(1)按气流方向,图中装置的连接顺序为__________(填仪器接口字母)。
(2)实验时装置E中生成SnO2·xH2O沉淀,反应的化学方程式为________________________________________________________。
(3)装置C中物质充分反应后,停止加热,需继续进行的操作为______________________________,其目的为____________________________。
[解析] 因为NaN3易潮解和氧化,故在制备NaN3装置前后要设置干燥装置和防氧化剂进入装置。分析图示如下:
[答案] (1)a→f(g)→g(f)→d→e→b→c→h
(2)SnCl2+N2O+(x+1)H2O===SnO2·xH2O↓+N2+2HCl (3)继续通入N2O至三颈烧瓶冷却,关闭装置A中分液漏斗活塞 防止装置B中液体倒吸入装置C中
思维建模|涉及物质制备装置仪器连接的一般顺序
(1)制备的物质若易潮解或水解,则“物质制备装置”的后面应设置“干燥装置”。
(2)制备的物质若易被氧化,则发生反应前要用“惰气”排空,同时“物质制备装置”后设置防空气进入隔空装置。
(3)洗气瓶连接时要“长进短出”,干燥管连接时要“粗进细出”。
[应用体验]
1.某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO),下列说法不正确的是( )
已知:①浓硝酸可氧化NO;
②NaOH溶液能吸收NO2,不吸收NO。
A.装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d
B.装置戊中发生的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2
C.装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO2
D.装置乙的作用是干燥,防止水蒸气进入戊中干扰反应
解析:选D 根据实验原理利用NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,所以首先应制备纯净的干燥的NO,利用铜与稀硝酸反应生成NO,由于硝酸具有挥发性,所以制得的NO中会混有硝酸和水蒸气,则先通过装置丁除去挥发出的HNO3等酸性气体,然后再通过己干燥,得到的纯净干燥的NO进入戊中与铁粉反应,最后处理多余的NO,又因为NaOH溶液不与NO反应,而浓硝酸可氧化NO生成NO2,所以先通过乙氧化NO,后再通过丙吸收,A正确;装置戊中NO被灼热的铁粉还原为N2,同时生成FeO,反应的化学方程式为2NO+2Fe2FeO+N2,B正确;装置丁盛放的是水,其作用是除去挥发出的HNO3等酸性气体,C正确;装置乙盛放的是浓硝酸,依题意知可以氧化NO,便于NaOH溶液吸收,D错误。
2.实验室用Fe制备FeCl3,已知FeCl3易潮解、易升华。
(1)仪器连接顺序为A→______________________________(仪器不重复使用)。
(2)B中冷水的作用为___________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)C→F→B→D→E或C→D→B→F→E
(2)冷却、使FeCl3蒸气变为固体
3.二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂,常温下为白色固体。其制备原理为2NaClO+C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。请选择如图所示部分装置制备二氯异氰尿酸钠。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是________。若发现实际操作过程中仪器N中浓盐酸不易流下,可将仪器N改为________。
(2)装置B的作用是____________________________________________________。
(3)装置E中发生反应的化学方程式为______________________________________
________________________________________________________________________。
(4)选择合适装置,按气流从左到右,装置的连接顺序为________________________(填接口标号)。
答案:(1)三颈烧瓶 恒压滴液漏斗
(2)除去Cl2中的HCl
(3)Ca(ClO)2+4HCl(浓)===CaCl2+2Cl2↑+2H2O (4)h→c→d→a(b)→b(a)→g
[课时跟踪检测]
1.某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法,其中不合理的是( )
A.甲装置:可用来证明碳酸的酸性比硅酸强
B.乙装置:橡胶管的作用是使盐酸顺利流下
C.丙装置:不能用来测定NH3的体积
D.丁装置:从①口进气,可收集二氧化碳,从②口进气,可收集氢气
解析:选C 植物油能隔离氨气与水,可以将水排出,可以测定氨气的体积,C错误;导管长进短出可收集密度比空气大的气体,导管短进长出可收集密度比空气小的气体,则从①口进气,可收集二氧化碳,从②口进气,可收集氢气,D正确。
2.关于下列各装置图的叙述不正确的是( )
A.装置①可验证HCl气体在水中的溶解性
B.装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2、NO等
C.装置③中X为四氯化碳,可用于吸收氨气或氯化氢
D.装置④可用于干燥、收集氨气,并吸收多余的氨气
解析:选B 装置①中HCl易溶于水,滴入水后气球膨胀,A项正确;装置②中,左边长导管进气,可收集密度比空气大的气体,如Cl2、HCl、NO2等,右边短导管进气,可收集密度比空气小的气体,如H2、NH3等,但NO不能用排空气法收集,B项不正确;四氯化碳的密度比水大,四氯化碳在下层,氨气或氯化氢不溶于四氯化碳,可以防止倒吸,C项正确;氨气的密度比空气小,可用向下排空气法收集,也可用碱石灰干燥,且多余的氨气可通过倒扣的漏斗用水吸收,D项正确。
3.(2024·福州检测)下列实验中,不能达到实验目的的是( )
A.制取氨气
B.提纯Cl2(含少量HCl、H2O)
C.制备Fe(OH)2
D.验证溴乙烷发生消去反应后产物的性质
解析:选A NH4Cl溶液和Ca(OH)2溶液反应生成NH3·H2O,A项不能达到实验目的;提纯Cl2(含少量HCl、H2O),通过稀硫酸,除去HCl,通过浓硫酸,除去水蒸气,B项能达到实验目的;先打开K1、K2,滴入稀硫酸,利用产生的氢气排尽装置中空气,一段时间后,关闭K2,利用产生的氢气将FeSO4溶液压入三颈烧瓶,可制得Fe(OH)2,C项能达到实验目的;溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中发生消去反应,产物乙烯、HBr和挥发出的乙醇都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,先通过盛有水的试管除去乙醇、HBr,再通过酸性高锰酸钾溶液检验乙烯,D项能达到实验目的。
4.下列装置正确并能达到实验目的的是( )
A.图甲装置可以验证稀硝酸的还原产物为NO
B.图乙装置可用于制备NaHCO3
C.图丙中用CO还原Fe2O3,a装置中出现的现象是管中黑色固体变为红棕色
D.图丁装置可证明氧化性:Cl2>Br2>I2
解析:选A 稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳可排除装置内空气,然后Cu与稀硝酸反应生成NO,且NO不溶于水,具支试管及集气瓶中均出现无色气体,则可验证稀硝酸的还原产物为NO,A项正确;NH3极易溶于水,伸入液面以下的中间导管应通CO2,B项错误;CO还原Fe2O3生成Fe和CO2,Fe2O3是红棕色固体,单质铁是灰黑色固体,因此反应后可以看到硬质玻璃管中红棕色固体变为灰黑色,C项错误;图丁装置不能证明Br2、I2氧化性的强弱,D项错误。
5.(2024·广州测试)将铜丝插入浓硝酸中进行如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.装置a中出现红棕色气体,只体现HNO3的酸性
B.一段时间后抽出铜丝,向装置b注入水,b中气体红棕色变浅
C.注入水后装置b中铜片表面产生气泡,说明Cu与硝酸反应生成H2
D.装置c用NaOH溶液吸收尾气,说明NO和NO2均是酸性氧化物
解析:选B 装置a中铜和浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,产生红棕色气体,HNO3体现强氧化性和酸性,A项错误;向装置b注入水,发生反应:3NO2+H2O===2HNO3+NO,气体红棕色变浅,B项正确;注入水后装置b中得到稀硝酸,铜和稀硝酸反应:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,生成的气体为NO,C项错误;装置c用NaOH溶液吸收尾气,发生反应:NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O、2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O,但NO与NaOH溶液不反应,NO2与NaOH溶液发生氧化还原反应生成两种盐和水,故NO和NO2均不是酸性氧化物,D项错误。
6.(2024·合肥模拟)下图是实验室制备氯气并进行一系列实验的装置(夹持装置已经省略),有关叙述错误的是( )
A.装置a中发生的反应为MnO2+4H++2Cl-===Mn2++2H2O+Cl2↑
B.装置b中长颈漏斗的作用是平衡压强
C.Ⅰ、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条可验证干燥的Cl2不具有漂白性
D.利用该实验装置不能证明氧化性:Cl2>Br2>I2
解析:选A 由装置图可知,制取氯气的装置没有加热装置,而二氧化锰和浓盐酸反应制Cl2需要加热,A项错误;装置b中的长颈漏斗可平衡压强,B项正确;Ⅰ、Ⅱ处依次放湿润和干燥的有色布条,Ⅰ处布条褪色,Ⅱ处布条不褪色,可说明干燥的氯气不具有漂白性,C项正确;氯气通入NaBr溶液中发生反应2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2,说明氧化性:Cl2>Br2,多余的Cl2也可与KI发生反应Cl2+2KI===2KCl+I2,故不能得到氧化性Br2>I2,D项正确。
7.[双选]实验室可在硝酸铁晶体的催化下,用液氨与钠制备氨基钠(NaNH2)。装置如图(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)。已知:NaNH2几乎不溶于液氨,易与水、氧气等反应。下列说法正确的是( )
A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是增大液氨的量,提高钠的转化率
B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置
C.钠与液氨的反应方程式为2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑
D.反应后从A的混合液中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶
解析:选BC 加Na之前通入NH3是为了赶走A中的空气,防止Na及产物被氧化,A项错误;装置B用Hg液封,可防止外界O2和水蒸气进入A中与Na及产物反应,B项正确;由题干信息可得Na与液氨的反应方程式,C项正确;NaNH2几乎不溶于液氨,可通过过滤获取,D项错误。
8.FeCl2可用作净水剂、还原剂等,回答下列问题。
制备FeCl2:装置如图所示(加持装置省略);已知FeCl2极易水解。
(1)仪器a的名称是____________。
(2)装置二中制备FeCl2的化学方程式是____________________________________
________________________________________________________________________;
装置三的作用
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(3)该装置存在一定的缺陷,可在________位置(填“A”“B”或“C”)增加如图装置。如图装置中气体从________(填“a”或“b”)流入;洗气瓶中盛装的是____________。
解析:(2)装置一中产生了H2,故装置二中制备FeCl2的化学方程式是2FeCl3+H22FeCl2+2HCl。(3)该装置的缺陷为生成的H2会带出来水蒸气进入装置二造成FeCl2水解,应在A位置加一个干燥装置,如装有浓硫酸的洗气瓶。
答案:(1)长颈漏斗 (2)2FeCl3+H22FeCl2+2HCl 吸收装置二产生的HCl 防止空气中的水蒸气进入装置二引起FeCl2水解 (3)A a 浓硫酸
9.凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵盐。已知:
NH3+H3BO3===NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)a的作用是_______________________________________________________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名称是____________。
(3)清洗仪器:g中加蒸馏水,打开K1,关闭K2、K3,加热b,蒸气充满管路;停止加热,关闭K1,g中蒸馏水倒吸进入c,原因是____________________________________;打开K2放掉水,重复操作2~3次。
解析:(1)水蒸气发生装置中,a的作用是平衡装置内外压强,避免b中压强过大。(2)制取蒸馏水时,在圆底烧瓶b中放入少量碎瓷片,用来防止液体暴沸。根据装置图可知,f是直形冷凝管。(3)停止加热,c及管路中气体温度下降,水蒸气冷凝为液态水,形成负压,g中蒸馏水倒吸进入c中。
答案:(1)避免b中压强过大 (2)防止暴沸 直形冷凝管 (3)c及管路中温度降低,形成负压
10.K4[Fe(C2O4)3]·xH2O(三草酸合亚铁酸钾)是一种橙色固体,能溶于水,难溶于乙醇,在分析化学中用作吸氧剂。可通过如下实验装置(夹持装置省略),先制得难溶于水的FeC2O4,再制取三草酸合亚铁酸钾。
(1)将铁屑放入a中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,进行的操作为:①打开K1、K3和K4,关闭K2;②……;③……;④关闭K1、K2。操作②是______________________,目的是__________________________________;经操作③,B装置中生成FeC2O4,此时活塞K2、K3的状态是______________________________。
(2)K4[Fe(C2O4)3]·xH2O加热时易分解。现利用如下装置检验其受热分解所得产物是否含有CO、CO2:
各装置接口的连接顺序为a→hi→____________(填标号);实验开始时,先通一段时间的N2,若气体产物中含有CO,则装置中的现象是____________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)亚铁离子容易被氧气氧化,因此制备过程需要无氧环境,实验中先利用Fe和H2SO4反应产生的氢气将装置中空气排尽,然后利用产生的氢气将A中FeSO4压入到B中。操作②为检验氢气纯度,目的是证明装置内空气已排尽;操作③将A中FeSO4压入到B中,K2、K3的状态为关闭K3,打开K2。(2)检验K4[Fe(C2O4)3]·xH2O受热分解所得产物是否含有CO、CO2,应先检验CO2[Ba(OH)2溶液兼具检验和吸收CO2的作用],再检验CO,CO可还原CuO为Cu,同时生成CO2使澄清石灰水变浑浊,所以装置接口的连接顺序为a→hi→fg→bc(或cb)→d(e);若气体产物中含有CO,则装置中的现象是B中黑色固体变红,E中澄清石灰水不变浑浊(说明样品分解产生的CO2已除尽),且C中澄清石灰水变浑浊。
答案:(1)验纯H2 证明装置内空气已排尽(防止产品被氧化) 关闭K3,打开K2 (2)fg→bc(或cb)→d(e) B中黑色固体变红,E中澄清石灰水不变浑浊,且C中澄清石灰水变浑浊
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