内容正文:
题型03常见气体的实验室制取
内容概览
考向1 含硫气体的实验室制取
考向2 含氮气体的实验室制取
考向3 其他气体的实验室制取
考向1 含硫气体的实验室制取
1.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)用如图所示装置探究SO2与Fe3+发生的反应是否属于氧化还原反应(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.装置甲中进行的反应为氧化还原反应
B.试剂a为饱和NaHCO3溶液
C.装置丙中溶液pH降低,证明Fe3+氧化了SO2
D.若Fe3+氧化了SO2,则向装置丙的溶液中滴加BaCl2溶液,会出现白色沉淀
【答案】D
【分析】甲用于制取二氧化硫,Na2SO3与浓盐酸反应生成NaCl、SO2和H2O,方程式为:Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑;乙中试剂a除去二氧化硫中的HCl杂质,且不能与二氧化硫反应,常用饱和亚硫酸氢钠溶液;并用丙探究SO2与Fe3+间是否发生氧化还原反应,三价铁离子具有强的氧化性,能够氧化二氧化硫生成硫酸根离子,二者反应的离子方程式:2Fe3++SO2+2H2O=+2Fe2++4H+,以此解答该题。
【详解】A.由分析可知,装置甲中进行的反应为Na2SO3+2HCl=2NaCl+H2O+SO2↑,反应中没有元素的化合价发生改变,不属于氧化还原反应,A错误;
B.饱和NaHCO3溶液与二氧化硫、HCl均能反应,故不能用饱和NaHCO3溶液来除去SO2中的HCl,应该用饱和NaHSO3溶液, B错误;
C.二氧化硫与水反应生成亚硫酸,亚硫酸为中强酸,若二氧化硫与铁离子不反应,C中溶液酸性仍然增强,溶液pH降低,所以不能证明Fe3+氧化了SO2,C错误;
D.由分析可知,若Fe3+氧化了SO2生成Fe2+和硫酸根离子,离子方程式为:2Fe3++SO2+2H2O=+2Fe2++4H+,在丙中的溶液中滴加BaCl2溶液,会硫酸钡白色沉淀,D正确;
故答案为:D。
2.(23-24高一下·内蒙古包头·期中)下列离子方程式正确的是
A.碳酸氢铵与过量烧碱溶液:
B.用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体:
C.实验室用硫酸铝溶液和氨水制备氢氧化铝:
D.用铜与稀硝酸反应制备一氧化氮:
【答案】B
【详解】A.碳酸氢铵与过量烧碱溶液反应生成碳酸钠和一水合氨,离子方程式应为:,A错误;
B.氢氧化钠溶液与少量二氧化硫气体反应生成亚硫酸钠和水,反应的离子方程式为:,B正确;
C.硫酸铝溶液和氨水反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸铵,一水合氨为弱碱,不能拆写,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3,C错误;
D.铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的离子方程式为,D错误;
故选B。
3.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)二氧化硫是一把“双刃剑”,既是重要的化工原料,又是大气污染物。某化学小组用如图装置制备SO2,并验证SO2的部分性质(夹持及加热仪器已省略)。
实验部分操作:
I检查气密性后,加入药品,开始实验,关闭K2,打开K1和仪器a活塞,至B处固体变蓝;
II.关闭K1,打开K2。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,装置D的作用是 。
(2)实验过程中观察到C处蘸有酸性KMnO4溶液的棉花褪色,写出C处发生反应的离子方程式: (已知转化为Mn2+)。
(3)装置A (填“需要”或“不需要”)加热,装置A中发生的化学反应方程式为 。
(4)若试剂X是Na2S溶液,反应一段时间,可观察到现象为 ,该反应中SO2表现 性。
(5)若试剂X是1mol⋅L-1的溶液,装置E中得到了大量白色沉淀;而用1mol⋅L-1的BaCl2溶液,装置E中无白色沉淀生成。
①前者生成的白色沉淀为BaSO4,生成该沉淀的原因是 (由语言描述)。
②后者无白色沉淀生成,可说明酸性:H2SO3 (填“>”或“<”)HCl。
【答案】(1) 分液漏斗 吸收多余的气体,防止污染空气
(2)
(3) 需要
(4) 生成浅黄色沉淀 氧化
(5) 与水反应生成,酸性条件下,具有强氧化性,可把、氧化生成,与反应生成白色沉淀。 <
【分析】装置A用于制备,关闭,打开,反应生成的气体进入装置B、C,其中无水硫酸铜用于检验水,蘸有酸性溶液的棉花用于检验,装置D用于吸收尾气;关闭,打开,装置A生成的气体进入装置E中,用于检验的部分性质,装置F用于吸收尾气。据此答题。
【详解】(1)仪器a的名称是分液漏斗。装置D用于吸收多余的气体,防止污染空气。
(2)具有还原性,能使酸性溶液褪色,反应的离子方程式为:。
(3)铜与浓硫酸反应需要加热,因此装置A需要加热。发生反应的化学方程式为:。
(4)中具有还原性,可与发生氧化还原反应,被氧化生成S,被还原生成S,因此可观察到有浅黄色沉淀生成,反应中表现了氧化性。
(5)①与水反应生成亚硫酸,使溶液呈酸性,酸性条件下,具有强氧化性,可把+4价的硫元素氧化成+6价从而生成,因此通入溶液中能生成大量的BaSO4白色沉淀。
②溶于水生成,不与反应生成白色沉淀,原因是的酸性比HCl的弱。
4.(23-24高一下·辽宁·期中)某研究性学习小组对二氧化硫的制备、性质以及含量测定进行探究。
Ⅰ.制备二氧化硫:用70%的浓硫酸与固体反应制备气体
(1)制备气体最合适的发生装置是 (填写字母) 。
Ⅱ.探究的性质:在下图装置中先后三次加入相同浓度、相同体积、不同条件下的钡盐溶液,控制食用油油层厚度一致、打开开关K,通入流速一致。三次实验现象如下表:
①
②
③
已煮沸的溶液
未煮沸的溶液
已煮沸的溶液
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
三次实验分别得到如下pH-t图:
(2)A装置中覆盖食用油的目的是 ;B装置的作用 。
(3)pH-t图中,曲线①呈缓慢下降趋势,这是因为 ;甲同学向①反应后的溶液中通入某无色气体(不是氧气),产生白色沉淀,则该气体的化学式为 ;写出实验③中反应的离子方程式为 。
(4)为对排气法收集到的SO2气体进行含量测定,将2240mL气体(已折算为标准状况)通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀20.038g。则SO2气体的体积分数为 。若该实验数据较实际值偏低,则可能的原因是 (选填编号)。
a.气体通入速率过快 b.沉淀未进行恒重操作
c.收集的气体中有CO2 d.未用食用油覆盖液面
【答案】(1)B
(2) 隔绝空气,避免空气中的氧气干扰实验 吸收尾气SO2并防止倒吸
(3) 不与反应,溶于水的部分与水反应生成,电离出氢离子,pH减小 NH3
(4) 0.86(或86%) a
【分析】由图可知,曲线①的变化说明SO2不与BaCl2反应,溶于水的SO2部分与水反应生成H2SO3;曲线②的变化说明溶液中的O2将SO2氧化为强酸H2SO4;曲线③的变化说明反应生成的弱酸H2SO3在溶液中电离出氢离子,具有强氧化性的硝酸根离子将SO2氧化为硫酸根离子,生成BaSO4沉淀;曲线④的变化说明溶液中的弱酸H2SO3被空气中的O2氧化为强酸H2SO4,氢离子浓度增大,硝酸根离子的氧化性强,将SO2氧化为硫酸根离子,生成BaSO4沉淀;
【详解】(1)浓硫酸与Na2SO3固体的反应为固液不加热的反应,因此选择装置B,反应的方程式为Na2SO3+H2SO4(浓) = Na2SO4+SO2↑+H2O;
(2)A装置中覆盖食用油的目的是隔绝空气,防止氧气对实验造成干扰;B装置的作用吸收尾气SO2并防止倒吸;
(3)pH-t图中,曲线①呈缓慢下降趋势,这是因为SO2不与BaCl2 反应,但溶于水的 SO2 部分与水反应生成 H2SO3,H2SO3电离出氢离子,导致pH减小;向①反应后的溶液中通入某无色气体(不是氧气),产生白色沉淀,可调节溶液为碱性,生成BaSO3沉淀,则该气体的化学式为NH3;实验③中二氧化硫和硝酸钡发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀和NO,反应的方程式为;为对排气法收集到的SO2气体进行含量测定,将2240mL气体(已折算为标准状况)通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀20.038g。则SO2气体的体积分数为
(4)将标准状况2240mL气体的物质的量为0.1mol,通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到BaSO4沉淀20.038g,则BaSO4沉淀的物质的量为,根据S元素守恒,则SO2的物质的量为0.086mol,则体积分数即物质的量分数为;
a.若气体通入速率过快,SO2不能完全吸收,生成的BaSO4的质量偏小,则所测结果偏低,故a符合题意;
b.若沉淀未进行恒重操作可能会使BaSO4沉淀表面附有杂质离子,生成的BaSO4的质量偏大,则所测结果偏高,故b不符合题意;
c.若收集的气体中的CO2不与Ba(NO3)2反应,对结果无影响,故c不符合题意;
d.生成BaSO4沉淀的量与食用油没关系,未用食用油覆盖液面对结果无影响,故d不符合题意;故答案为:86%;a。
5.(23-24高一下·内蒙古通辽·期中)某兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,设计如图所示装置进行实验。请回答有关问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是 ,其中反应的化学方程式为 。
(2)实验过程中,根据装置C、D内产生的现象分别说明了SO2具有的性质是 和 。若加热装置D,可观察到的现象是 。
(3)装置B的作用是储存多余的气体。当装置D处有明显现象后,关闭K,移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A处仍有气体产生,此时装置B中的现象是 。装置B中应放置的液体是 (填字母)。
a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液
【答案】(1) 分液漏斗 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(2) 还原性 漂白性 溶液又变成红色
(3) 试剂瓶内液面下降,长颈漏斗内液面上升 d
【分析】装置A中浓硫酸与铜在加热条件反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,装置C可以验证二氧化硫的还原性,装置D中盛有品红溶液检验二氧化硫的漂白性,二氧化硫有毒,不能随意排放在空气中,可用浸有氢氧化钠溶液的棉花进行吸收,关闭止水夹K后,B装置可以贮存多余的气体;
【详解】(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是分液漏斗,浓硫酸与铜在加热条件反应生成二氧化硫、硫酸铜和水,反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)酸性高锰酸钾溶液褪色,说明高锰酸钾发生还原反应,体现二氧化硫还原性;品红溶液褪色体现二氧化硫的漂白性,加热溶液,二氧化硫和品红生成的无色物质被破坏,溶液又恢复红色;
(3)装置B的作用是贮存多余的气体,而不是吸收,所以盛放的液体不能与二氧化硫反应,二氧化硫易溶于水,则不能用水,酸性高锰酸钾和浓溴水都可以氧化二氧化硫从而进行吸收,饱和的亚硫酸氢钠与二氧化硫不反应,且对二氧化硫的溶解度较小,所以可以选用饱和亚硫酸氢钠;气体进入后,集气瓶内压强增大,导致长颈漏斗内液面上升,集气瓶内液面下降。
6.(23-24高一下·辽宁·期中)某学习小组在实验室中探究浓硫酸与生铁共热的反应并完成相关性质探究。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质,为验证气体成分,设计了如图所示装置进行实验探究。
①少量单质铁与浓硫酸共热的化学方程式为 ;装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液,反应的离子方程式为 。
②装置C中品红溶液的作用是 ;装置D中的试剂是 。
③实验中可观察到装置F中黑色固体变红,装置G中白色固体变蓝,可证明A中有 生成(填名称);装置H的作用是 。
(2)学习小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为 。
②为验证SO2的还原性,取试管b中充分反应后的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
方案III:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述方案中合理的是 (填I、II或III)。
【答案】(1) 验证SO2是否吸收完全 澄清石灰水 氢气 防止空气中水蒸气进入干燥管而影响杂质气体的检验
(2) a试管中有淡黄色沉淀生成 II
【分析】装置A是浓硫酸和铁钉的反应装置,装置B是高锰酸钾溶液,吸收生成的二氧化硫,装置C是检验二氧化硫是否吸收完全,避免干扰二氧化碳的检验,装置D应是澄清石灰水,用于检验二氧化碳的存在,装置E干燥气体,装置F是检验生成气体中是否含氢气,生成的水蒸气用G中无水硫酸铜检验,最后H装置防止空气中H2O进入干燥管。
【详解】(1)①少量单质铁与浓硫酸共热生成硫酸铁、二氧化硫、水,反应的化学方程式为;装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液把二氧化硫氧化为硫酸,高锰酸钾被还原为硫酸锰,根据得失电子守恒,反应的离子方程式为。
②二氧化硫能使品红溶液褪色,装置C中品红溶液的作用是验证SO2是否吸收完全,若品红不褪色,说明二氧化硫被完全吸收;装置D的作用是检验二氧化碳,试剂是澄清石灰水。
③氢气能还原氧化铜,生成铜和水,实验中可观察到装置F中黑色固体变红,装置G中白色固体变蓝,可证明A中有H2生成;装置H的作用是防止空气中水蒸气进入干燥管而影响杂质气体的检验。
(2)①二氧化硫具有氧化性,可以和最低价的硫化钠发生氧化还原反应,生成淡黄色的沉淀S,能验证SO2具有氧化性的实验现象为a试管中有淡黄色沉淀生成。
②方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去,可以是二氧化硫的漂白性也可能氯水中含有的漂白性物质次氯酸起的作用,不能体现二氧化硫的还原性;方案Ⅱ:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明溶液中出现硫酸根离子,是二氧化硫在酸性环境下和氯水反应生成的,即SO2+Cl2+2H2O=4H+++2Cl-,能说明二氧化硫有还原性;方案Ⅲ:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成,可能是氯水中的氯离子产生的作用,不能说明二氧化硫的还原性,故选Ⅱ。
考向2 含氮气体的实验室制取
7.(23-24高一下·黑龙江·期中)下列装置能达到实验目的的是
A.装置甲:制备少量干燥的
B.装置乙:分离淀粉和NaCl溶液的混合物
C.装置丙:探究浓度对化学反应速率的影响
D.为检查图丁所示装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位
【答案】D
【详解】A.氨气与氯化钙反应,应选碱石灰干燥氨气,故A错误;
B.胶体粒子、分子、离子均可透过滤纸,不能选图中过滤装置分离,应选渗析法,故B错误;
C.过氧化氢与亚硫酸氢钠反应生成硫酸钠和水,无明显现象,虽浓度不同,不能探究浓度对化学反应速率的影响,故C错误;
D.关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若气密性不好,气体就能够加入,活塞不能回到原位;若气密性良好,活塞可以回到原位,故D正确;
故选:D。
8.(23-24高一下·辽宁沈阳·期中)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。实验室可选用下列装置和试剂制备氨气,并干燥、收集和处理尾气,下列说法正确的是
A.①和②均可用于实验室制备氨气
B.③中盛有碱石灰或无水氯化钙可用于干燥氨气
C.④可用于收集氨气,气流方向为a进b出
D.⑤中盛有稀硫酸可用于氨气的尾气处理
【答案】C
【详解】A.氯化铵固体受热分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口遇冷反应生成氯化铵,则装置①不能用于制备氨气,故A错误;
B.氯化钙能吸收氨气生成八氨氯化钙,则不能用无水氯化钙干燥氨气,故B错误;
C.氨气的密度比空气的密度小,应用向下排空气法收集氨气,则装置④可用于收集氨气,且气流方向为a进b出,故C正确;
D.氨气与硫酸反应生成硫酸铵,将氨气直接通入稀硫酸中会产生倒吸,则装置⑤不能用于氨气的尾气处理,故D错误;
故选C。
9.(23-24高一下·吉林四平·期中)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理设计实验探究硝酸的制备和性质,装置如图所示(装置内空气均已排尽)。下列说法错误的是
A.甲装置中的固体也可以是或
B.装置丁可以起到防倒吸作用
C.理论上装置丙中通入的氨气和氧气物质的量之比为时可以完全被吸收生成
D.装置乙中的干燥剂可以为碱石灰
【答案】A
【分析】甲中浓氨水与过氧化钠反应制备氨气和氧气,经过干燥后在丙中发生氨气的催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮可生成二氧化氮,过量的氧气与二氧化氮在戊中可生成硝酸,己为尾气吸收装置,据此分析解答;
【详解】A.甲装置需要提供氨气和氧气,如果甲装置中的固体是NaOH或CaO ,只能提供氨气,不能提供氧气,A错误;
B.若发生倒吸,水先进入丁试管中,所以装置丁可以起到防倒吸作用,B正确;
C.根据反应:、可知,装置丙中通入的氨气和氧气物质的量之比为时可以完全被吸收生成,C正确;
D.乙用于干燥氨气、氧气,可用碱石灰干燥,D正确;
答案选A。
10.(23-24高一下·吉林·期中)下列气体可用如图所示方法收集的是
A.NO B.HCl C.SO2 D.NH3
【答案】A
【详解】该题所考查的是气体的收集方法,图为排水法收集。HCl、SO2、NH3易溶于水,不能用排水法收集,NO不溶于水,可以用排水法收集,故选A。
11.(23-24高一下·辽宁鞍山·期中)下列实验操作正确且能达到实验目的的是
选项
A
B
装置
预期目的
向反应后的溶液中直接加水,可观察到溶液呈蓝色
比较非金属性:S>C>Si
选项
C
D
装置
预期目的
制备、收集氨气
检验CO2
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.Cu与浓硫酸反应后混合物的密度大于水的密度,且浓硫酸稀释放热,应将混合物注入水中观察颜色的变化,A错误;
B.H2SO4与Na2CO3反应生成CO2,CO2溶于水形成H2CO3,H2CO3与Na2SiO3反应生成H2SiO3沉淀,证明非金属性S>C>Si,B正确;
C.氯化铵分解后,在试管口氨气与氯化氢化合生成氯化铵,不能制备氨气,应选氯化铵与氢氧化钙加热制备氨气,C错误;
D.木炭与浓硫酸反应生成二氧化碳和二氧化硫,都能使澄清石灰水变浑浊,D错误;
故选B。
12.(23-24高一下·内蒙古包头·期中)某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。
(1)A装置中生成的化学方程式为: 。
(2)D装置后接尾气吸收装置,下列能用来吸收尾气的装置是 (填装置序号)。
(3)若将装置D与已经收集满的E装置中a处导管相连,打开止水夹后在E中产生白色沉淀,其沉淀的化学式为 。
设计实验验证E装置反应后的氯化钡溶液中含有,具体操作方法,使用试剂和现象是
(4)若向E装置中a处导管分别通入大量_____(填选项字母),则在E中不会产生白色沉淀。
A. B. C. D.
(5)实验发现:装置C中黑色粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,同时还产生一种单质气体。
①若红色固体为单质,实验后将装置C中红色固体单质与浓硫酸混合加热,该反应化学方程式为: ;
若充分反应后的溶液中仍有红色固体有剩余,可向反应后的溶液中再加入下列的 试剂(填选项字母),红色固体又可以继续溶解。
A.稀溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
②称量装置C中反应前后的粉末质量:若反应前装置C中质量为,充分反应后冷却至室温,装置C中红色固体质量为。已知:也为红色固体。则此时装置C中可能发生的反应方程式为 。
【答案】(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)②③
(3) BaSO3 取E装置中溶液少许于试管中,加入少量NaOH固体,加热,有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,则含有
(4)AB
(5) Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑ + 2H2O CD
【分析】A装置采用实验室制法产生NH3,经B装置除去水得到干燥的NH3,在加热条件下和CuO反应,D装置无水硫酸铜检验是否有H2O产生。
【详解】(1)A装置中氢氧化钙和氯化铵固体混合物在加热的条件下反应生成氨气,化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)氨气极易溶于水,尾气吸收需要防止倒吸,图中能用来吸收尾气的装置是②③,①装置容易发生倒吸,④装置没有出气口。
(3)氨气和二氧化硫在水中生成亚硫酸铵,亚硫酸铵与氯化钡反应生成BaSO3沉淀。检验铵根离子的方法是:取E装置中溶液少许于试管中,加入少量NaOH固体,加热,有使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体生成,则含有。
(4)A.CO2和均不和BaCl2溶液反应,若向E装置中a处导管通入大量CO2,不会产生白色沉淀,A选;
B.H2S和发生反应:,有黄色沉淀生成,不会产生白色沉淀,B选;
C.具有强氧化性,Cl2、SO2和BaCl2溶液反应氧化还原反应生成BaSO4白色沉淀,BaCl2+SO2+Cl2+2H2O=BaSO4+4HCl,C不选;
D.和水反应生成HNO3,HNO3可以将氧化为,生成BaSO4白色沉淀,D不选;
答案选AB。
(5)①该红色单质为Cu,和浓硫酸混合加热的化学式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O,充分反应后浓硫酸变稀,反应停止,加入FeCl3溶液,其中的Fe3+可以氧化Cu,红色固体又可以继续溶解;加入KNO3溶液,则和剩余的H+形成硝酸,可和Cu继续发生反应,红色固体又可以继续溶解,Fe2+和稀H2SO4均不和Cu反应,故选CD;
②反应前C中CuO质量为80.0g,即有含有1molCuO。反应后C中红色固体质量为68.0 g,由铜元素守恒可知,其中含有64g(1mol)Cu元素和4g(0.25mol)O元素,Cu和CuO均为红色固体,可知反应后生成了0.25molCu2O,0.5molCu,即CuO、Cu、Cu2O的化学计量数之比为4∶2∶1,D中无水硫酸铜变蓝,说明有H2O生成,还产生一种单质气体,根据元素守恒,该气体为N2,根据得失电子守恒和原子守恒配平C中发生的总反应方程式为。
13.(23-24高一下·辽宁·期中)下图中制取氨气的装置和选用的试剂合理的是
A.①② B.②③ C.②④ D.①③
【答案】C
【详解】加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气,故①错误;
浓氨水和氧化钙反应放出氨气,故②正确;
加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制备氨气,试管口应略向下倾斜,故③错误;
氨气易挥发,加热浓氨水可以放出氨气,氨气是碱性气体,用碱石灰干燥氨气,故④正确;
合理的是②④,选C。
14.(23-24高一下·吉林·期中)某学习小组用如图所示的实验装置探究能否被硝酸盐氧化(部分夹持仪器省略)。
回答下列问题:
(1)盛装浓硫酸的仪器名称是 ,该仪器使用的第一步操作是 。
(2)实验时,先打开弹簧夹通一段时间,再滴加70%浓硫酸,目的是 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(4)开始实验后装置C中产生白色沉淀,实验结束后装置D试管中收集到的气体遇空气变为红棕色,则实验初期装置C中发生反应的离子方程式是 。
(5)若D中试管收集到标准状况下0.224L气体,再向其中通入标准状况下 L ,可使试管内充满液体。
(6)测定反应后装置B溶液中的浓度时,只考虑与的反应。用0.10酸性溶液与20.00mLB中溶液中的反应,共消耗溶液18.00mL,则B中为 (保留两位小数)。
【答案】(1) 分液漏斗 检查是否漏水
(2)排尽装置中的空气,防止实验时干扰气体性质验证(答案合理即可)
(3)
(4)
(5)0.168
(6)0.45mol/L
【分析】A中通过反应:制取SO2,B、C用于探究SO2能否被硝酸盐氧化,D用于收集反应中产生的气体,为防止实验时装置内的空气干扰气体性质验证,实验时,应先打开弹簧夹通一段时间N2,再滴加70%浓硫酸,以排尽装置中的空气。
【详解】(1)由图可知,盛装浓硫酸的仪器为:分液漏斗;该仪器使用的第一步操作是检查是否漏水;
(2)实验时,先打开弹簧夹通一段时间N2,再滴加70%浓硫酸,目的是:排尽装置中的空气,防止实验时干扰气体性质验证(答案合理即可);
(3)A中浓硫酸与Na2SO3反应生成Na2SO4、水、SO2,反应的化学方程式为:;
(4)实验初期装置C中SO2被氧化为 , 与Ba2+结合为BaSO4沉淀,反应的离子方程式为:;
(5)由方程式可知,若D中试管收集到标准状况下0.224L气体即0.01molNO,再向其中通入氧气可使试管内充满液体,即需要标准状况下O2:22.4L/mol×0.0075mol= 0.168L;
(6)Fe2+被酸性高锰酸钾氧化的离子方程式为:,可得关系式:,即 ,。
15.(23-24高一下·吉林·期中)某化学兴趣小组利用图1装置(加热和夹持装置已省略)制备氨气并进行喷泉实验。
ⅰ.氨气的制备:打开、,关闭,和固体在甲处试管内反应生成。
ⅱ.氨气的喷泉实验:当丁中溶液变蓝后,停止制备,关闭、,打开,挤压胶头滴管,三颈烧瓶内气体压强随时间的变化关系如图2所示。
请回答下列问题:
(1)甲处试管内生成氨气反应的化学方程式为 ;丁处倒置漏斗的作用是 。
(2)C→D过程中,三颈烧瓶中的现象为 ;能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的黏膜等,若实验室用稀硫酸吸收氨气,则反应的离子方程式为 。
(3)该兴趣小组利用如图3所示装置进行另外一种喷泉实验。
①锥形瓶中反应的离子方程式为 。
②烧杯中发生反应(未配平),该反应的氧化剂为 (填化学式),氧化产物和还原产物的物质的量之比为 (填最简整数比)。
【答案】(1) 防倒吸
(2) 产生红色喷泉 (或)
(3) (或) 5∶3
【分析】甲中加热氯化铵和氢氧化钙的混合物产生氨气,乙、丙用于实施氨气的喷泉实验,丁吸收氨气,可防止尾气污染,倒扣的漏斗可防倒吸,以此解答。
【详解】(1)甲用于“固+固,加热”制氨气,则装置甲的试管内的药品为NH4Cl与Ca(OH)2的混合物,化学方程式为,丁处倒置漏斗的作用是防倒吸。
(2)氨气极易溶于水且水溶液呈碱性,C→D过程中,烧瓶内压强逐渐增大,丙中液体逐渐填满三颈烧瓶,则三颈烧瓶中的现象为产生红色喷泉;稀硫酸吸收氨气的离子方程式为(或)。
(3)①锥形瓶中铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮,离子方程式为;
②中N元素由+2价上升到+5价,Mn元素由+7价下降到+2价,根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒,配平为,该反应中锰元素化合价降低,因此氧化剂为KMnO4,NO是还原剂,Mn2+是还原产物,是氧化产物,则氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶3。
16.(23-24高一下·辽宁鞍山·期中)氨气广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。某化学兴趣小组欲利用如图所示装置制备氨气。请回答下列问题:
(1)该小组选用氯化铵固体与氢氧化钙固体共热的方法制备氨气,其反应的化学方程式为 ,制取气体的发生装置应选用装置 (填“A”或“B”),若要制取并收集一瓶干燥的氨气,再进行尾气处理,则接口的连接顺序为 (按气流方向填写,部分装置可重复使用)。
(2)装置E的作用是 ,反应结束后向装置E中滴入数滴酚酞试剂,则装置E中的现象为 ,氨水呈 (填“酸”或“碱”)性。
【答案】(1) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O B bihfeg或bihfeihg
(2) 吸收氨气,防止倒吸 溶液变红 碱
【分析】该小组选用氯化铵固体与氢氧化钙固体共热的方法制备氨气,其反应的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O,选用B装置;要制取并收集一瓶干燥的氨气,再进行尾气处理,B中生成氨气,生成的氨气中混有水蒸气,通过F进行干燥,氨气密度小于空气,收集时氨气从短导管进入,空气从长导管出,最后用水吸收多余的氨气,氨气极易溶于水,需进行防倒吸处理,也可以在E和D之间连接一个F,防止E中水蒸气进入D中,因此接口连接顺序为bihfeg或bihfeihg
【详解】(1)根据分析,制备氨气的化学方程式为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;发生装置选用B装置,装置连接顺序为:bihfeg或bihfeihg;
(2)装置E的作用为吸收氨气,防止倒吸。氨气溶于水生成一水合氨,溶液呈碱性,滴加数滴酚酞试剂,溶液变红色,说明氨水呈碱性;
17.(23-24高一下·内蒙古·期中)在如图所示的转化关系中,A是一种极易溶于水的气体,D是人类赖以生存的一种无色液体,E为红棕色气体,G的一种同素异形体常用于吸附室内异味。(反应条件和部分生成物未列出)
(1)A的电子式为 ,E的化学式为 。
(2)的化学方程式为 ;的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)将H通入澄清石灰水中至过量,观察到的现象为 ,最终生成的盐在水中的电离方程式为 。
(4)实验室制取气体A的化学方程式为 ,气体A遇到氯化氢气体的现象为 ,生成的物质为 (填化学式)。
【答案】(1) NO2
(2) 4:1
(3) 先生成沉淀,后沉淀溶解 Ca(HCO3)2=Ca2++2
(4) 产生白烟 NH4Cl
【分析】在如图所示的转化关系中,A是一种极易溶于水的气体,D是人类赖以生存的一种无色液体,E为红棕色气体,G的一种同素异形体常用于吸附室内异味,则A是NH3,B是O2,D是H2O,NH3与O2在催化剂存在条件下加热发生氧化还原反应产生NO、H2O,因此C是NO,NO与O2反应产生红棕色气体E是NO2,NO2被水吸收反应产生的F是HNO3,浓HNO3与C混合加热发生氧化还原反应,产生NO2、CO2、H2O,G是C单质,H是CO2气体,然后根据问题分析解答。
【详解】(1)根据上述分析可知:A是NH3,B是O2,C是NO,D是H2O,E是NO2,F是HNO3,G是C单质,H是CO2。
A是NH3,在NH3分子中N原子与3个H原子形成3个共价键,使分子中各个原子都达到最外层8个或2个电子的稳定结构,其电子式为;
E是红棕色的二氧化氮气体,化学式是NO2;
(2)NH3与O2在催化剂存在条件下加热发生氧化还原反应产生NO、H2O,该反应的化学方程式为;
C与浓硝酸在加热时发生氧化还原反应产生NO2、CO2、H2O,该反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O,在该反应中C为还原剂,HNO3为氧化剂,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1;
(3)H是CO2,将其通入到澄清石灰水中,当CO2气体少量时,反应产生CaCO3白色沉淀,当CO2气体过量时,CaCO3与CO2、H2O反应产生最终得到可溶性Ca(HCO3)2,因此看到的现象是先生成沉淀,后沉淀溶解;Ca(HCO3)2在水中电离产生Ca2+、,电离方程式为:Ca(HCO3)2=Ca2++2;
(4)在实验室中用铵盐NH4Cl与碱Ca(OH)2混合加热制取NH3,该反应的化学方程式为:;
NH3与HCl混合,反应产生NH4Cl白色固体,故气体A遇到氯化氢气体的现象为产生白烟,该白烟的物质化学式是NH4Cl。
18.(23-24高一下·内蒙古·期中)氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为 ;装置B内的试剂是 。
②装置D中发生反应的离子方程式是 ,铜丝可抽动的优点是 。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为 。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α= ,c(NaOH)= 。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为 。
【答案】(1) Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O; 碱石灰 Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O 可控制反应 4:3
(2) 50% 1.25mol·L-1 1.6
【详解】(1)①用装置A加热氢氧化钙和氯化铵,制备NH3,其中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;装置B的作用是干燥氨气,U型管内的试剂是碱石灰,装置B内的试剂是碱石灰。故答案为:Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O;碱石灰;
②铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水,装置D中发生反应的离子方程式是Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O,反应生成的氮的氧化物是大气污染气体,铜丝可抽动的优点是可控制反应。故答案为:Cu+4H++2NO=Cu2++2NO2↑+2H2O;可控制反应;
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,NH3还原NO2的化学方程式为6NO2+8NH3=7N2+12H2O,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为4:3。故答案为:4:3;
(2)①用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α=50%,c(NaOH)=1.25mol·L-1 。故答案为:50%;1.25mol·L-1;
②若一定体积的NOx被0.250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,n(NaOH)=0.250L×2mol·L-1=0.5mol,溶液质量增加19.8g,即NOx的质量,M==(14+16x)g/mol , 则x的值为1.6。故答案为:1.6。
考向3 其他气体的实验室制取
19.(23-24高一下·黑龙江·期中)用图示装置和对应试剂能够制取、收集相应气体的是(夹持仪器已省略)
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓氨水
浓硝酸
稀硝酸
浓盐酸
Y中试剂
CaO
FeS
Cu
KMnO4
气体
NH3
H2S
NO
Cl2
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氨气极易溶于水,不能排水法收集,A错误;
B.由于稀硝酸具有强氧化性,与FeS发生氧化还原反应生成SO2、NO等混合气体,得不到H2S,B错误;
C.Cu与稀硝酸反应生成NO,且NO不溶于水,图中装置可制备并收集NO,C正确;
D.常温下,高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气,但氯气能溶于水,不能用排水法收集,采用向上排空气法收集,D错误;
故答案为:C。
20.(23-24高一下·内蒙古·期中)海洋是巨大的资源宝库,对海水进行如图操作制备和等。请回答下列问题:
(1)粗盐(含有泥沙、)精制为精盐的过程:
①为了除去粗盐中的杂质离子,下列试剂添加顺序合理的是 (填标号);实验室将溶液换成溶液除杂的优点是 。
A.溶液溶液溶液
B.溶液溶液溶液
C.溶液溶液溶液
D.溶液溶液溶液
②将杂质离子沉淀后,再进行过滤,过滤时使用的主要成分为硅酸盐的仪器有烧杯、 、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是 。
③过滤后,向得到的滤液中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,该操作的目的为 。
(2)电解饱和食盐水反应的化学方程式为 ,反应中氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(3)将通入溶液中得到漂白液,发生该反应的离子方程式为 。
【答案】(1) BD 可以同时除去和 漏斗 引流 除去过量的和
(2)
(3)
【分析】由题给流程可知,海水晾晒得到粗盐,粗盐精制得到精盐,精盐溶于水得到饱和食盐水,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气。
【详解】(1)①除去粗盐中的杂质离子时,加入过量氢氧化钠溶液的目的是除去溶液中的镁离子,加入氯化钡溶液的目的是除去溶液中的硫酸根离子,但会引人钡离子,加入碳酸钠溶液的目的是除去溶液中钙离子和过量的钡离子,氯化钡溶液必须在碳酸钠溶液之前加入,则加入试剂的顺序为溶液溶液溶液或溶液溶液溶液,故选BD;实验室将氯化钡溶液换成氢氧化钡溶液除杂的优点是可以不用加入氢氧化钠溶液,且可以同时除去镁离子和硫酸根离子,故答案为:BD;可以同时除去和;
②过滤时使用的主要成分为硅酸盐的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,其中玻璃棒起引流的作用,故答案为:漏斗;引流;
③加入过量氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液时,会引入氢氧根离子和碳酸根离子,所以过滤后,向得到的滤液中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性除去溶液中过量的氢氧根离子和碳酸根离子,故答案为:除去过量的和;
(2)由分析可知,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的化学方程式为,反应中氢元素的化合价降低被还原,水是反应的氧化剂、氢气是还原产物,氯元素的化合价升高被氧化,氯化钠是还原剂、氯气是氧化产物,则由方程式可知,氧化产物与还原产物的质量之比为71:2,故答案为:;71:2;
(3)得到漂白液的反应为氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为,故答案为:。
21.(23-24高一下·黑龙江·期中)亚硝酰氯(NOCl)是有机物合成中的重要试剂,是一种红褐色液体或黄色气体,遇水剧烈反应,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃。某研究性学习小组在实验室中按照下图所示装置制备NOCl,请回答下列问题:
(1)仪器a中发生反应的离子方程式为 。
(2)盛装无水的仪器名称为 ,无水的作用是 。
(3)试剂X和试剂Y分别是 、 。
(4)装置D中,将三颈烧瓶浸在冰盐浴中的目的是 。
(5)尾气中含有少量NOCl,可用NaOH溶液吸收,请写出发生反应的化学方程式: 。
【答案】(1)3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O
(2) 球形干燥管 防止水蒸气进入三颈烧瓶
(3) 浓硫酸 饱和食盐水
(4)将亚硝酰氯冷凝为液体
(5)NOCl+2NaOH=NaNO2+NaCl+H2O
【分析】实验室用Cl2和NO按如图装置制备NOCl,A装置制取NO,因为硝酸具有挥发性导致生成的NO中含有硝酸,用B装置除去硝酸,C装置干燥NO,G装置制取氯气,因为浓盐酸具有挥发性,所以生成的氯气中含有HCl,且还含有水蒸气,用F中饱和食盐水除去HCl,用E装置中浓硫酸干燥氯气,NO和氯气加入D装置发生反应生成NOCl;
【详解】(1)仪器a中过量铁和硝酸反应生成硝酸亚铁、NO和水,离子方程式为3Fe+8H++2=3Fe2++2NO↑+4H2O;
(2)盛装无水CaCl2的仪器名称为球形干燥管,由于亚硝酰氯遇水剧烈反应,所以无水CaCl2的作用是防止水蒸气进入三颈烧瓶;
(3)因为浓盐酸具有挥发性,所以生成的氯气中含有HCl,且还含有水蒸气,用F中饱和食盐水除去HCl,用E装置中浓硫酸干燥氯气,试剂X和Y分别是浓硫酸和饱和食盐水;
(4)由于亚硝酰氯的熔沸点低,所以将三颈烧瓶浸在冰盐浴中的目的是将亚硝酰氯冷凝为液体;
(5)2NOCl+H2O=NO+NO2+2HCl,HCl和NaOH反应生成氯化钠和水,NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,所以NOCl和NaOH溶液反应方程式NOCl+2NaOH=NaNO2+NaCl+H2O。
1..(23-24·高一下·黑龙江牡丹江·期中)制备下列气体所需的反应物和发生装置均可行的是
选项
A
B
C
D
气体
一氧化氮
氯气
硫化氢
氨气
反应物
铜丝、稀硝酸
浓盐酸、高锰酸钾溶液
硫化钠固体、浓硫酸
铵盐、熟石灰
发生装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.Cu与稀硝酸反应生成NO,抽动铜丝可使反应停止,图中装置可制备NO,A正确;
B.高锰酸钾溶液与浓盐酸直接反应制备氯气,不需要加热,所以不需要酒精灯,B错误;
C.硫化钠固体与浓硫酸发生氧化还原反应不生成硫化氢,应选稀硫酸,C错误;
D.铵盐固体、熟石灰为固固加热制备氨气,不能用固液反应产生气体的装置,D错误;
故选A。
2.(23-24高一下·黑龙江双鸭山·期中)下列实验装置正确且能够达到目的的是
A.甲装置除去中的杂质 B.乙装置证明和浓反应放热
C.丙装置制取并收集 D.丁装置制取并控制气体产生或停止
【答案】B
【详解】A.与溶液会发生反应,可以用饱和碳酸氢钠溶液除中的,故A错误;
B.反应放热,气体体积膨胀,红墨水左低右高,故B正确;
C.氨气密度小于空气,应用向下排空气法收集,故C错误;
D.浓硫酸与锌粒反应生成气体,应该用稀硫酸与锌粒反应制备氢气,故D错误;
选B。
3.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)下列气体只能用向下排空气法收集的是
A.NO B.SO2 C.NH3 D.CO2
【答案】C
【详解】A.NO能与空气中氧气反应,不能用排空气法收集,A错误;
B.SO2密度比空气大,用向上排空气法收集,B错误;
C.NH3密度比空气小,用向下排空气法收集,C正确;
D.CO2密度比空气大,用向上排空气法收集,D错误;
故选C。
4.(23-24·高一下·内蒙古·期中)下列实验装置正确且能够达到目的的是
A.甲装置除去CO2中的SO2杂质 B.乙装置证明Cu和浓HNO3反应放热
C.丙装置制取并收集NH3 D.丁装置制取SO2并控制气体产生或停止
【答案】B
【详解】A.碳酸钠与二氧化碳反应,A错误;
B.若铜与浓硫酸反应放热,气体受热膨胀,U形管页面左低右高,B正确;
C.氨气密度比空气小,用向下排空气法收集,C错误;
D.亚硫酸钠固体粉末状,不能用多孔隔板控制反应发生于停止,D错误;
答案选B。
5.(23-24高一下·内蒙古赤峰·期中)下列实验操作合理且能达到相应目的的是
A.制备并收集
B.测定Zn与稀硫酸反应的反应速率
C.制备适量
D.除去气体中含有的HCl
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.NO2和水反应,不能用排水法收集,A错误;
B.长颈漏斗漏气,不能收集到氢气,B错误;
C.制二氧化碳用盐酸,硫酸钙是微溶物,会附着在碳酸钙表面,阻碍反应的继续进行,C错误;
D.NaHSO3可与HCl反应生成,,NaHSO3与不反应,D正确;
故选D。
6.(23-24·高一下·吉林长春·期中)利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是
A.测定有机物C2H6O的结构
B.检验淀粉是否水解
C.SO2的性质实验
D.实验室制备NH3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.实验中用的是乙醇水溶液,水也可以和钠反应生成氢气,无法确定醇和氢气之间比例关系,也无法确定其结构,另外钠较少时,乙醇不能反应完,也不能确定与氢气比例关系。A错误;
B.加氢氧化铜之前需要加碱中和催化剂硫酸,B错误;
C.SO2溶于水生成亚硫酸,使紫色石蕊变红,使品红、酸性高锰酸钾褪色,后被浓氢氧化钠吸收,安全气球收集多余的尾气,C正确;
D.NH3密度比空气小,应该用向下排空气法,导管应深入试管底部。试管口应该塞棉花而不是用塞子密封,D错误。
答案选C。
7.(23-24·高一下·辽宁·期中)下列实验操作合理且能达到相应目的的是
A.制备并收集
B.测定Zn与稀硫酸反应的反应速率
C.制备适量
D.进行喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.NO2和水反应,不能用排水法收集,故A错误;
B.长颈漏斗漏气,不能收集到氢气,故B错误;
C.二氧化锰和浓盐酸反应需要加热,故C错误;
D.二氧化硫和氢氧化钠溶液反应,可以发生喷泉实验,故D正确;
故选D。
8.(23-24高一下·辽宁大连·期中)下列有关实验操作,不能够达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
干燥氨气
B
检验氨气
C
上下移动铜丝,体现绿色化学思想
D
验证铜与浓硫酸反应有生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.浓硫酸会与氨气反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,不能够达到实验目的,A符合;
B.在试管口放置湿润的红色石蕊试纸,若试纸变蓝,证明氨气已经充满,能够达到实验目的,B不符合;
C.上下移动铜丝,做到反应随用随停,节省原料,减少SO2的排放,体现绿色化学思想,C不符合;
D.反应后溶液中还有过量的浓硫酸,检验其中的Cu2+必须将溶液倒入盛水的烧杯,搅拌散热观察现象,能够达到实验目的,D不符合;
故选A。
9.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)氮的化合物在日常生活及工、农业生产中涉及广泛,已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)①~④各步转化中,属于氮的固定的是 (填序号)。常用作制冷剂的氮的气态氢化物是 (填化学式)。
(2)NO2为红棕色气体,与水反应的离子方程式: 。
(3)工业上用氨气制备NO的化学方程式是 。
(4)实验室中检验NH3的方法是 (答出一种即可)。
海洋生物参与氮循环过程如图所示(其它含氮物质不参与反应)。
(5)以上六种含氮微粒中,一共呈现了氮元素的 种价态。
(6)反应③和⑤中,若生成等量的N2,则转移的电子数之比为 。
【答案】(1) ① NH3
(2)
(3)
(4)湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近产生白烟
(5)5
(6)2∶3
【分析】N2与H2在高温高压催化剂条件下合成NH3,NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO、H2O,NO与O2在常温下反应产生NO2,NO2与H2O反应产生HNO3、NO。
【详解】(1)氮的固定是氮元素的单质转化为氮元素的化合物的过程。在上述反应中只有反应①中N2与H2在高温高压催化剂条件下合成NH3属于氮的固定,故合理选项是①;作制冷剂的氮的气态氢化物是NH3,故答案为:①;NH3。
(2)NO2与水会发生化学反应,反应方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO,离子方程式为:,故答案为:。
(3)NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生氧化反应产生NO、H2O,该反应的化学方程式为:,故答案为:。
(4)检验NH3的方法是湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近产生白烟,故答案为:湿润的红色石蕊试纸变蓝或蘸有浓盐酸玻璃棒靠近产生白烟。
(5)以上六种含氮微粒中,氮元素的化合价分别为-3、-2、-1、0和+3价,一共呈现了氮元素的5种价态,故答案为:5。
(6)反应③中,氮元素从-2价升高到0价,则得关系式:,反应⑤中,氮元素从+3价降低到0价,则得关系式:,反应③和⑤中,若生成等量的N2,则转移的电子数之比为4∶6=2∶3,故答案为:2∶3。
10.(23-24高一下·内蒙古赤峰·期中)易升华,是基础工业原料,广泛应用于食品医药、化工、农业等领域。从干海带中提取的一种流程如图所示,请回答下列问题:
(1)灼烧会用到下列仪器中的 (填标号);操作a为 。
A.酒精灯 B.烧杯 C.坩埚 D.试管
(2)实验室用和盐酸制备时,反应的离子方程式为 ;新制氯水放置一段时间后,溶液的酸性会 (填“增强”“减弱”或“不变”);可选择 (填标号)检验加入新制氯水后的溶液中是否含有。
A.NaOH溶液 B.澄清石灰水 C.品红溶液 D.淀粉溶液
(3)利用如图所示装置分离和NaCl,该过程中,发生了 (填“物理”或“化学”)变化;若用该装置分离和NaCl,则烧瓶外壁上收集的固体为 (填化学式);不能用该装置分离和,原因是 (写化学方程式)。
【答案】(1) AC 过滤
(2) 增强 D
(3) 物理 加热会升华,加热会分解,
【分析】干海带灼烧后加水溶解,煮沸,过滤,加氯气置换出I2,加入四氯化碳进行萃取分液得到含有碘的四氯化碳溶液,经系列操作得到碘单质,据此分析
【详解】(1)灼烧会用到三脚架、酒精灯、坩埚、泥三角,选AC,操作a为过滤;
(2)实验室用和盐酸制备时,反应的离子方程式为;新制氯水放置一段时间后,溶液的酸性会增强,方程式为;可选择淀粉溶液检验加入新制氯水后的溶液中是否含有,选D;
(3)发生了升华,是物理变化;先分解,两种气体在烧瓶外壁上相遇反应生成,收集的固体为;加热会升华,加热会分解,,故不能用该装置分离和。
11.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)二氧化氮是主要的大气污染物之一,工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原,产生两种对环境友好的物质。某同学在实验室对该反应进行了探究。回答下列问题:
(1)下图中制取氨气的装置和选用的试剂,合理的是 (填序号)。
(2)利用铜和浓硝酸制备NO2的离子方程式是 。
(3)将上述收集到的NH3干燥后充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
Y管中红棕色气体慢慢变浅
①反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
②
③
【答案】(1)②
(2)
(3) Z中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外压
【分析】浓硝酸具强氧化性,铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮、水。
【详解】(1)氯化铵受热分解生成氯化氢和氨气,两者遇冷生成氯化铵,不适合制取氨气;氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气,试管口需要向下倾斜;氧化钙和水生成氢氧化钙放出大量的热,促使氨气逸出;故选②;
(2)铜和浓硝酸生成硝酸铜和二氧化氮、水,离子方程式为;
(3)氨气具有还原性,工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原,产生两种对环境友好的物质,则在催化剂作用下和二氧化氮反应生成氮气和水,反应的化学方程式为:;由方程式可知,反应后气体分子数减少,即反应后气体体积减小,导致装置中压强减小,打开K2,Z中NaOH溶液产生倒吸现象。
12.(23-24·高一下·黑龙江牡丹江·期中)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料生产,某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。
(1)该实验中A装置制备NH3的化学方程式为 。
(2)D装置后接尾气吸收装置。下列能用来吸收尾气的装置是 (填装置序号)
(3)若将D与a相连,在E中产生白色沉淀,该沉淀的化学式为 。若向a处通入 (填下列气体编号),在E中也会产生白色沉淀。
A.Cl2 B.NO2 C.N2 D.CO2
(4)实验发现C中粉末完全变红,D中无水硫酸铜变蓝,还产生一种单质气体。
①若红色固体为单质,实验后将C中固体与浓硫酸混合加热,其化学方程式为: ;若充分反应后红色固体有剩余,再加入下列的 试剂,固体又可以继续溶解。
A.稀H2SO4 B.FeCl3溶液 C.FeCl2溶液 D.KNO3溶液
②已知Cu2O也为红色固体,反应前C中CuO质量为8g,反应后C中红色固体质量为6.8g,则C中发生的总反应方程式为: 。
【答案】(1)Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
(2)②③
(3) BaSO3 AB
(4) Cu+2H2SO4(浓)CuSO4.+SO2↑+2H2O BD 2NH3+4CuO2Cu+Cu2O+N2+3H2O
【分析】利用装置A制取氨气,装置B中的碱石灰可以干燥氨气,装置C中CuO和氨气反应,装置D中的无水硫酸铜用于检验反应是否有水生成。
【详解】(1)该实验A装置中Ca(OH)2与NH4Cl共热生成CaCl2、NH3和H2O,则制备NH3的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
(2)①氨气极易溶于水,若将导管直接通入水中会发生倒吸,所以①不可用;
②中用一倒扣于水面的漏斗可以防止氨气倒吸,可以用来吸收尾气;
③用一个安全瓶,烧杯中的水回流到安全瓶中,不会回流到反应装置中,可以用来吸收尾气;
④是一个密闭体系,容易由于气体压强过大而发生危险,不可用;
综上所述,能用来吸收尾气的是②③。
(3)将D与a相连,将氨气通入BaCl2溶液中,同时向BaCl2溶液中通入SO2,SO2和NH3反应生成(NH4)2SO3,和BaCl2反应生成BaSO3白色沉淀,则该沉淀的化学式为BaSO3。若将氨气换成氯气或NO2,氯气有强氧化性,NO2溶于水生成的硝酸也有强氧化性,能将SO2氧化为,遇Ba2+能生成BaSO4沉淀;氮气和CO2不能氧化SO2,所以不能产生白色沉淀,故选AB。
(4)C中粉末完全变红,可能为单质Cu,也可能为Cu2O,也可能为两者的混合物;D中无水硫酸铜变蓝,说明有水生成;还产生一种单质气体,根据元素守恒,该单质气体为N2。
①将铜与浓硫酸共热,生成硫酸铜、SO2和水,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。只有浓硫酸能和铜反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,反应就停止了,此时溶液中有H+,再加入KNO3溶液,酸性溶液中的有强氧化性,能将铜氧化为Cu2+,FeCl3中的Fe3+也能和铜反应:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,加入稀硫酸和FeCl2溶液不能和铜继续反应,故选BD。
②反应前C中CuO质量为8g,物质的量为0.1mol,若反应后全部转变为Cu,则0.1molCu的质量为6.4g,若反应后全部转化为Cu2O,则物质的量为0.05mol,质量为7.2g,所以反应后6.8g固体中既有铜,也有Cu2O,设铜的物质的量为x,Cu2O的物质的量为y,则有64x+144y=6.8,x+2y=0.1,可求出x=0.05mol,y=0.025mol。则CuO、Cu、Cu2O的物质的量之比为4:2:1,若4molCuO参加反应,根据电子守恒,则有2molNH3参加反应,生成1molN2,则反应的化学方程式为:2NH3+4CuO2Cu+Cu2O+N2+3H2O。
13.(23-24·高一下·黑龙江双鸭山·期中)如图所示简易实验装置可用于制取气体并进行性质探究(经检查装置气密性良好)。回答下列问题:
I.的制取与性质探究
(1)仪器a的名称为 。c中试剂为粉末,a中试剂为70%浓硫酸,使用70%浓硫酸的原因是 。装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)若d中试剂为酸性高锰酸钾溶液,观察到的现象为 ,体现了 性,此装置的缺陷是 。
II.NO的制取与收集
(3)c中放一小块铜片,a中试剂为稀硝酸,则可以制取NO气体。若NO中含有杂质,则d中可以盛放 (填试剂名称)将除去,反应的离子方程式为 。收集NO时不能用向上排空气法的原因是 。
【答案】(1) 分液漏斗 硫酸太浓不利于反应的发生,硫酸太稀不利于气体的逸出
(2) 高锰酸钾溶液褪色 还原 没有进行尾气处理
(3) 蒸馏水 NO密度与空气接近且与空气中的氧气反应
【分析】I.若是制备SO2,则用较浓的硫酸与亚硫酸钠反应,反应方程式为:,后续再进行SO2的性质实验;
II.若是制备并收集NO,A中用Cu与稀硝酸反应,NO中若有NO2杂质,可以通过水除掉,由于NO密度与空气接近且易与空气中氧气反应,故不能采用排空法收集;
【详解】(1)仪器a为分液漏斗;制备SO2使用70%浓硫酸的原因是硫酸太浓不利于反应的发生,硫酸太稀不利于气体的逸出;A中反应的化学方程式为:;
(2)若d中试剂为酸性高锰酸钾溶液,SO2与酸性高锰酸钾溶液反应使其褪色;体现了SO2的还原性,改装置的缺陷是没有进行尾气处理;
(3)由分析可知,NO中含有杂质,则d中可以盛放蒸馏水将除去,反应的离子方程式为:,NO不能采用排空法收集的原因是NO密度与空气接近且与空气中的氧气反应。
14.(23-24高一下·黑龙江牡丹江·期中)某化学兴趣小组利用铜跟浓硫酸反应,探究的部分性质。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是 (填序号);
①水 ②饱和的溶液 ③饱和的溶液 ④酸性溶液
(3)装置C和D中产生的现象相同,但原因却不同。C中是由于与溶液中的反应使碱性减弱,而D中则是由于具有 性。
(4)若实验中用一定质量的铜片和的浓硫酸在加热条件充分反应,最终铜片与硫酸均有剩余。假定反应前后溶液的体积不变,设剩余硫酸的浓度为,现向反应后溶液中缓慢加入硝酸钾固体,充分搅拌直到剩余铜片恰好完全反应,反应消耗硝酸钾 mol。
【答案】(1)
(2)②
(3)漂白性
(4)0.1
【分析】浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与铜发生氧化还原反应:,反应生成的SO2可用排饱和NaHSO3溶液收集,SO2具有氧化性、还原性和漂白性,可使品红溶液褪色,随着反应的进行,硫酸浓度不断降低,稀硫酸与铜不发生反应,据此分析来解答。
【详解】(1)装置A中铜与浓硫酸加热生成硫酸铜、二氧化硫、水,反应的化学方程式为。
(2)①二氧化硫能溶于水;②二氧化硫难溶于饱和的NaHSO3溶液;③二氧化硫与溶液反应生成亚硫酸钠、水和二氧化碳; ④二氧化硫被酸性KMnO4溶液氧化为硫酸根离子。装置B的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是饱和的NaHSO3溶液,选②;
(3)装置C和D中产生的现象相同,但原因却不同。C中是由于与溶液中的反应使碱性减弱,而D中则是由于具有漂白性性。
(4)剩余硫酸的浓度为,物质的量为,氢离子的物质的量为0.4mol,设反应消耗硝酸钾x mol,根据可得,,解得x=0.1,则反应消耗硝酸钾0.1mol。
15.(23-24高一下·内蒙古呼和浩特·期中)亚硝酸钠广泛用于工业、建筑业及食品加工业.某课外活动小组的同学拟制备亚硝酸钠、测定其产品的纯度并验证亚硝酸钠的某些性质。
(1)甲组同学采用下图装置制取亚硝酸钠。
①仪器M的名称是 。
②A中用的硫酸而不用稀硫酸的原因是 。
③若通入装置中的与按物质的量之比1:1被溶液完全吸收,反应过程中无气体生成,则装置中发生反应的化学方程式为 。
(2)乙组同学测定甲组制得的产品中的纯度。称取试样于锥形瓶中,加入适量水溶解,与的酸性溶液恰好完全反应,则产品的纯度为 (用含c、m、V的代数式表示)。
(3)现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应气体产物的成分。已知:气体液化的温度为为℃。
①为了检验装置中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左右连接)为、 、 、 。
②装置的作用是 。
③滴入硫酸后,观察到A中有红棕色气体产生。依据 的现象,确定该气体中还有NO。
④通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是 。
【答案】(1) 圆底烧瓶 SO2易溶于水,在稀硫酸中不易逸出
(2)
(3) E D B 冷凝,使NO2完全液化 D中出现红棕色气体
【分析】由装置图可知,装置A用80%硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,反应生成的二氧化硫通入到装置B中,SO2与8mol/L硝酸反应制得等物质的量的NO与NO2,等物质的量的NO与NO2通入到装置C中,与碳酸钠溶液反应制得亚硝酸钠。
【详解】(1)①仪器M的名称是圆底烧瓶;
②SO2易溶于水,在稀硫酸中不易逸出;
③NO与NO2按物质的量之比1:1被Na2CO3溶液完全吸收,反应过程中无气体生成,则装置C中发生反应的化学方程式为:;
(2)根据离子方程式可知:可知,n(NaNO2)=n(KMnO4)=mol,产品的纯度为=;
(3)①在装置A中制取气体,用浓硫酸C进行干燥,用冰水浴E冷凝NO2,再用O2与热水浴D检验NO,最后用NaOH溶液B进行尾气处理,仪器的连接顺序ACEDB;
②装置E的作用是冷凝,使NO2完全液化;
③滴入硫酸后,观察到A中有红棕色气体产生,依据D中出现红棕色气体,确定该气体中还有NO;
④A中生成NO2与NO气体,反应的化学方程式是。
16.(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·期中)某化学兴趣小组在教师的指导下,利用如图装置(夹持和加热装置已省略)和试剂进行NH3制备及性质探究的一体化实验。请回答下列问题:
(1)实验开始后,关闭K2,K3,打开K1、K4,加热甲处试管。甲处试管内发生反应的化学方程式为 ;乙处瓶内观察到的现象为 ;丙处烧杯中的试剂为稀硫酸,丙处球形干燥管的作用是 。
(2)一段时间后关闭K1,打开K2,丁处瓶内发生反应的离子方程式为 ;继续反应一段时间后,关闭K2、K4,打开K3,挤压胶头滴管,己处圆底烧瓶内能观察到的现象为 。
(3)甲装置可以用如图所示装置代替,试剂a可选择 (填试剂名称)。氨的催化氧化是工业制硝酸的基础,氨与氧气在催化剂加热发生反应的方程式为 ;该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) 有白烟生成 防倒吸
(2) 产生红色喷泉
(3) 碱石灰或生石灰或固体氢氧化钠 4 NH3+5O24NO+6H2O 5:4
【分析】甲中氯化铵和氢氧化钙固体混合物受热反应生成氨气,生成的氨气进入己中,氨气极易溶于水,将胶头滴管中的水挤压入烧瓶内,氨气溶于水烧瓶内压强减小,使戊中溶液进入己中,氨气进一步溶解在水溶液中,烧瓶内压强骤降,即可引起喷泉,且氨气溶于水后溶液呈碱性,使滴有酚酞的水溶液变红,产生红色喷泉。氨气通入氯化铝溶液中,铝离子和一水合氨反应生成氢氧化铝白色沉淀,浓盐酸具有挥发性,氨气通入浓盐酸中,HCl与NH3反应生成NH4Cl,可观察到液面上有白烟,最后氨气通入丙中进行尾气处理。
【详解】(1)加热甲处试管,氯化铵和氢氧化钙加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水,化学方程式为。浓盐酸具有挥发性,挥发出来的HCl与NH3反应生成NH4Cl颗粒,可观察到液面上有白烟生成。氨气极易溶于稀硫酸,因此丙处球形干燥管的作用为防止倒吸。
(2)丁瓶中铝离子和一水合氨反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子,离子方程式为。关闭K2、K4,打开K3,挤压胶头滴管,根据分析可知,己瓶中会形成红色的喷泉。
(3)氨气也可以由浓氨水和CaO反应得到,试剂a可以为碱石灰、生石灰或者固体氢氧化钠等。NH3与O2在催化剂加热条件下反应生成NO和H2O,化学方程式为4 NH3+5O24NO+6H2O,该反应中O2得电子为氧化剂,NH3失电子为还原剂,氧化剂和还原剂的物质的量之比为5:4。
17.(23-24高一下·吉林长春·期中)ⅰ.某学习小组在实验室中利用下图装置制备并进行其相关性质的探究。
回答下列问题:
(1)装置C中的现象为 ;装置D中的现象为 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置E中 (填现象)可说明具有还原性。
(4)装置F中过量的NaOH溶液吸收尾气,发生反应的离子方程式为 。
ⅱ.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如图所示(夹持装置略),已知在溶液中:(棕色),该反应可用于检验NO。
(5)实验开始前,需向装置中通入一段时间的,目的是 。
(6)写出装置E中发生反应的离子方程式: 。
(7)若观察到装置H中红色粉末变黑,则NO与Cu发生反应,同时生成一种单质,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1) 品红溶液由红色褪为无色 溴水褪色
(2)(浓)
(3)酸性溶液紫红色变浅甚至褪去
(4)
(5)排尽装置中的空气,防止生成的NO被氧气氧化
(6)
(7)
【分析】I. 装置A中,利用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,B中观察气体的流速需要用不与二氧化硫反应的亚硫酸氢钠,C中的品红用来检验二氧化硫,KI检验二氧化硫的氧化性,KMnO4溶液检验二氧化硫的还原性,最终用NaOH溶液除去二氧化硫,以此分析;
Ⅱ.由实验装置可知,先通入氮气可将装置内空气排出,三颈烧瓶中铜与稀硝酸反应生成NO,F中水可除去挥发的硝酸,G中无水氯化钙干燥NO,H中Cu与NO反应生成CuO、氮气,I中盛放硫酸亚铁溶液检验NO,J中收集NO,以此解答。
【详解】(1)装置C中是SO2与品红溶液反应,使品红溶液褪色;装置D中是SO2将溴水还原,使溴水褪色;
(2)装置A中利用浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫,发生反应的化学方程式为:(浓);
(3)装置E中高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫具有还原性,故观察到溶液的紫色褪去,即可说明具有还原性;
(4)F中的NaOH溶液吸收二氧化硫生成亚硫酸钠;
故答案为:;
(5)NO很容易与氧气反应生成NO2,所以反应开始前先通入一段时间氮气,排除装置中的空气,防止生成的NO被氧气氧化;
(6)装置E中铜与稀硝酸反应生成NO,离子方程式为;
(7)装置H中红色粉末为Cu,生成的黑色物质为CuO,同时还生成一种单质,应为N2,化学方程式为。
18.(23-24高一下·吉林白山·期中)下图是快速制备氨气以及验证其性质的组合装置,部分固定装置未画出。
(1)A中盛放浓氨水的仪器名称是 ,装置D的作用是 ;
(2)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没固体后关闭分液漏斗,稍候片刻,装置C中黑色固体逐渐变紫红色,装置E中长导管处冒出大量气泡,装置B的试剂是 C中发生反应的化学方程式为
(3)一段时间后,装置E中出现白色沉淀,写出生成该白色沉淀的离子方程式 ;
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F,则F中参加该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
【答案】(1) 分液漏斗 安全瓶,防倒吸
(2) 碱石灰
(3)或
(4)
【分析】A装置中浓氨水与生石灰反应生成NH3,B中装碱石灰用于干燥氨气,C中氨气与氧化铜反应,生成铜和氮气,D起到防倒吸作用,NH3通入E中,先与SO2反应生成亚硫酸铵,进一步与Ba2+反应会生成亚硫酸钡沉淀;最后关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,氨气进入F中与氯气反应,会生成氯化铵,看到白烟生成。
【详解】(1)A中盛放浓氨水的仪器名称是分液漏斗;由分析可知,D的作用是作安全瓶,防倒吸;
(2)进入C中硬质试管的氨气应干燥,装置B的作用是干燥氨气,干燥氨气用碱石灰;C中氧化铜与氨气反应生成铜与氮气,化学方程式为:;
(3)由分析可知,NH3通入E中,先与SO2反应生成亚硫酸铵,进一步与Ba2+反应会生成亚硫酸钡沉淀,离子方程式为:或;
(4)氯气有强氧化性,氧化氨气生成N2,产生白烟,说明生成固体,故还生成NH4Cl,反应方程式为:3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl;反应中氯气是氧化剂,有2mol氨气被氧化,作还原剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为:。
19.(23-24高一下·辽宁大连·期中)某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变为橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为 。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在 。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是 。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是: 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象: 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是 。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因: 。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑
(2) Fe3+ Fe3+可能将+4价含硫物质氧化 H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-;使c(Fe3+)降低,氧化性减弱,不能将+4价含硫物质氧化 加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘2Fe3++2I-=2Fe2++I2
(3) Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3 持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化
【详解】(1)A中用亚硫酸钠和70%的浓硫酸来制取SO2的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑;
(2)实验二中,取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红,证明溶液中存在Fe3+;由于Fe3+具有氧化性,能将SO氧化成SO,故并不能确认原溶液中是否含有SO;实验三中:由于H2C2O4溶液溶解沉淀并形成[Fe(C2O4)3]3-,再继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解,可知白色沉淀为亚硫酸钡,即确认X中不含SO;实验四中:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去,发生的反应方程为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI,静置,一段时间后蓝色复现,是因为溶液中的铁离子将碘离子氧化为单质碘:2Fe3++2I-=2Fe2++I2。
(3)①由已知a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2可得,向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是Fe3+与SO、H2O(或OH﹣)形成配合物的稳定性强于Fe(SCN)3;②由已知b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(HSO),可得溶液最终“几乎无色”的原因为持续通入SO2一段时间后,溶液酸性增强,生成的H2SO5将橙色溶液中的HOFeOSO2氧化。
20.(23-24高一下·辽宁朝阳·期中)A、B是两种有刺激性气味的气体且均可以使品红溶液褪色。
回答下列问题:
(1)气体A、B使品红溶液褪色的原理 (填“相同”或“不同”)。利用如图所示装置制取A、B气体并探究其使品红溶液褪色的原理,若装置Ⅳ中品红溶液褪色后加热,溶液重新变红色,写出装置V中反应的化学方程式: 。
(2)若气体A、B中均含有HCl杂质,除杂所用试剂分别为 、 (填名称)。
(3)检验含C、D的无色溶液中D的阴离子的方法为 。
(4)向含C、D的无色溶液滴入Ba(OH)2溶液至沉淀恰好完全的离子方程式为 ,若气体A、B各2.24L(标准状况下)通入水中(假设反应完全)。 向含C、D的无色溶液滴入0.5000mol/LBa(OH)2溶液至溶液恰好呈中性,需要0.5000mol/LBa(OH)2溶液的体积为 L。
(5)向Ba(OH)2溶液中通入气体B直至过量,现象为 。
【答案】(1) 不同
(2) 饱和食盐水 饱和亚硫酸氢钠
(3)取溶液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明含氯离子
(4) 0.4
(5)先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,直至完全溶解
【分析】A、B是两种有刺激性气味的气体且均可以使品红溶液褪色,加入硝酸银与氢氧化钡可形成沉淀,说明溶液中含硫酸根离子和氯离子,则两种气体为氯气和二氧化硫,B气体通入氢氧化钡溶液中可形成沉淀,说明气体B为二氧化硫,气体A为氯气;
【详解】(1)二氧化硫具有漂白性使品红褪色,氯气溶于水生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性使品红褪色,原理不同;装置Ⅳ中品红溶液褪色后加热,溶液重新变红色,说明V中生成的气体为二氧化硫,可通过浓硫酸与铜反应生成,化学方程式:;
(2)若氯气中混HCl气体,可通入饱和食盐水除去;若二氧化硫中混有HCl气体,可通入饱和亚硫酸氢钠溶液除去;
(3)D与硝酸银溶液反应生成沉淀,说明为氯离子,检验氯离子方法:取溶液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若有白色沉淀,说明含氯离子;
(4)滴入Ba(OH)2溶液至沉淀恰好完全的离子方程式:;若气体A、B各2.24L(标准状况下),即二氧化硫和氯气均为0.1mol,根据反应:,生成氢离子物质的量0.4mol,需消耗氢氧化钡:0.4L;
(5)向Ba(OH)2溶液中通入气体B直至过量,先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,直至完全溶解。
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题型03常见气体的实验室制取
内容概览
考向1 含硫气体的实验室制取
考向2 含氮气体的实验室制取
考向3 其他气体的实验室制取
考向1 含硫气体的实验室制取
1.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)用如图所示装置探究SO2与Fe3+发生的反应是否属于氧化还原反应(夹持装置已省略)。下列说法正确的是
A.装置甲中进行的反应为氧化还原反应
B.试剂a为饱和NaHCO3溶液
C.装置丙中溶液pH降低,证明Fe3+氧化了SO2
D.若Fe3+氧化了SO2,则向装置丙的溶液中滴加BaCl2溶液,会出现白色沉淀
2.(23-24高一下·内蒙古包头·期中)下列离子方程式正确的是
A.碳酸氢铵与过量烧碱溶液:
B.用氢氧化钠溶液吸收少量二氧化硫气体:
C.实验室用硫酸铝溶液和氨水制备氢氧化铝:
D.用铜与稀硝酸反应制备一氧化氮:
3.(23-24高一下·黑龙江绥化·期中)二氧化硫是一把“双刃剑”,既是重要的化工原料,又是大气污染物。某化学小组用如图装置制备SO2,并验证SO2的部分性质(夹持及加热仪器已省略)。
实验部分操作:
I检查气密性后,加入药品,开始实验,关闭K2,打开K1和仪器a活塞,至B处固体变蓝;
II.关闭K1,打开K2。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,装置D的作用是 。
(2)实验过程中观察到C处蘸有酸性KMnO4溶液的棉花褪色,写出C处发生反应的离子方程式: (已知转化为Mn2+)。
(3)装置A (填“需要”或“不需要”)加热,装置A中发生的化学反应方程式为 。
(4)若试剂X是Na2S溶液,反应一段时间,可观察到现象为 ,该反应中SO2表现 性。
(5)若试剂X是1mol⋅L-1的溶液,装置E中得到了大量白色沉淀;而用1mol⋅L-1的BaCl2溶液,装置E中无白色沉淀生成。
①前者生成的白色沉淀为BaSO4,生成该沉淀的原因是 (由语言描述)。
②后者无白色沉淀生成,可说明酸性:H2SO3 (填“>”或“<”)HCl。
4.(23-24高一下·辽宁·期中)某研究性学习小组对二氧化硫的制备、性质以及含量测定进行探究。
Ⅰ.制备二氧化硫:用70%的浓硫酸与固体反应制备气体
(1)制备气体最合适的发生装置是 (填写字母) 。
Ⅱ.探究的性质:在下图装置中先后三次加入相同浓度、相同体积、不同条件下的钡盐溶液,控制食用油油层厚度一致、打开开关K,通入流速一致。三次实验现象如下表:
①
②
③
已煮沸的溶液
未煮沸的溶液
已煮沸的溶液
无白色沉淀生成
有白色沉淀生成
有白色沉淀生成
三次实验分别得到如下pH-t图:
(2)A装置中覆盖食用油的目的是 ;B装置的作用 。
(3)pH-t图中,曲线①呈缓慢下降趋势,这是因为 ;甲同学向①反应后的溶液中通入某无色气体(不是氧气),产生白色沉淀,则该气体的化学式为 ;写出实验③中反应的离子方程式为 。
(4)为对排气法收集到的SO2气体进行含量测定,将2240mL气体(已折算为标准状况)通入足量的Ba(NO3)2溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀20.038g。则SO2气体的体积分数为 。若该实验数据较实际值偏低,则可能的原因是 (选填编号)。
a.气体通入速率过快 b.沉淀未进行恒重操作
c.收集的气体中有CO2 d.未用食用油覆盖液面
5.(23-24高一下·内蒙古通辽·期中)某兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,设计如图所示装置进行实验。请回答有关问题:
(1)装置A中盛放浓硫酸的仪器名称是 ,其中反应的化学方程式为 。
(2)实验过程中,根据装置C、D内产生的现象分别说明了SO2具有的性质是 和 。若加热装置D,可观察到的现象是 。
(3)装置B的作用是储存多余的气体。当装置D处有明显现象后,关闭K,移去酒精灯,但由于余热的作用,装置A处仍有气体产生,此时装置B中的现象是 。装置B中应放置的液体是 (填字母)。
a.水 b.酸性KMnO4溶液 c.浓溴水 d.饱和NaHSO3溶液
6.(23-24高一下·辽宁·期中)某学习小组在实验室中探究浓硫酸与生铁共热的反应并完成相关性质探究。
(1)有同学认为制得的SO2中可能混有杂质,为验证气体成分,设计了如图所示装置进行实验探究。
①少量单质铁与浓硫酸共热的化学方程式为 ;装置B中可加入酸性高锰酸钾溶液,反应的离子方程式为 。
②装置C中品红溶液的作用是 ;装置D中的试剂是 。
③实验中可观察到装置F中黑色固体变红,装置G中白色固体变蓝,可证明A中有 生成(填名称);装置H的作用是 。
(2)学习小组设计如图装置验证二氧化硫的化学性质。
①能验证SO2具有氧化性的实验现象为 。
②为验证SO2的还原性,取试管b中充分反应后的溶液分成三份,分别进行如下实验:
方案I:向第一份溶液加入品红溶液,红色褪去;
方案II:向第二份溶液加入BaCl2溶液,产生白色沉淀;
方案III:向第三份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
上述方案中合理的是 (填I、II或III)。
考向2 含氮气体的实验室制取
7.(23-24高一下·黑龙江·期中)下列装置能达到实验目的的是
A.装置甲:制备少量干燥的
B.装置乙:分离淀粉和NaCl溶液的混合物
C.装置丙:探究浓度对化学反应速率的影响
D.为检查图丁所示装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位
8.(23-24高一下·辽宁沈阳·期中)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。实验室可选用下列装置和试剂制备氨气,并干燥、收集和处理尾气,下列说法正确的是
A.①和②均可用于实验室制备氨气
B.③中盛有碱石灰或无水氯化钙可用于干燥氨气
C.④可用于收集氨气,气流方向为a进b出
D.⑤中盛有稀硫酸可用于氨气的尾气处理
9.(23-24高一下·吉林四平·期中)氨催化氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径,某同学用该原理设计实验探究硝酸的制备和性质,装置如图所示(装置内空气均已排尽)。下列说法错误的是
A.甲装置中的固体也可以是或
B.装置丁可以起到防倒吸作用
C.理论上装置丙中通入的氨气和氧气物质的量之比为时可以完全被吸收生成
D.装置乙中的干燥剂可以为碱石灰
10.(23-24高一下·吉林·期中)下列气体可用如图所示方法收集的是
A.NO B.HCl C.SO2 D.NH3
11.(23-24高一下·辽宁鞍山·期中)下列实验操作正确且能达到实验目的的是
选项
A
B
装置
预期目的
向反应后的溶液中直接加水,可观察到溶液呈蓝色
比较非金属性:S>C>Si
选项
C
D
装置
预期目的
制备、收集氨气
检验CO2
A.A B.B C.C D.D
12.(23-24高一下·内蒙古包头·期中)某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。
(1)A装置中生成的化学方程式为: 。
(2)D装置后接尾气吸收装置,下列能用来吸收尾气的装置是 (填装置序号)。
(3)若将装置D与已经收集满的E装置中a处导管相连,打开止水夹后在E中产生白色沉淀,其沉淀的化学式为 。
设计实验验证E装置反应后的氯化钡溶液中含有,具体操作方法,使用试剂和现象是
(4)若向E装置中a处导管分别通入大量_____(填选项字母),则在E中不会产生白色沉淀。
A. B. C. D.
(5)实验发现:装置C中黑色粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,同时还产生一种单质气体。
①若红色固体为单质,实验后将装置C中红色固体单质与浓硫酸混合加热,该反应化学方程式为: ;
若充分反应后的溶液中仍有红色固体有剩余,可向反应后的溶液中再加入下列的 试剂(填选项字母),红色固体又可以继续溶解。
A.稀溶液 B.溶液 C.溶液 D.溶液
②称量装置C中反应前后的粉末质量:若反应前装置C中质量为,充分反应后冷却至室温,装置C中红色固体质量为。已知:也为红色固体。则此时装置C中可能发生的反应方程式为 。
13.(23-24高一下·辽宁·期中)下图中制取氨气的装置和选用的试剂合理的是
A.①② B.②③ C.②④ D.①③
14.(23-24高一下·吉林·期中)某学习小组用如图所示的实验装置探究能否被硝酸盐氧化(部分夹持仪器省略)。
回答下列问题:
(1)盛装浓硫酸的仪器名称是 ,该仪器使用的第一步操作是 。
(2)实验时,先打开弹簧夹通一段时间,再滴加70%浓硫酸,目的是 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(4)开始实验后装置C中产生白色沉淀,实验结束后装置D试管中收集到的气体遇空气变为红棕色,则实验初期装置C中发生反应的离子方程式是 。
(5)若D中试管收集到标准状况下0.224L气体,再向其中通入标准状况下 L ,可使试管内充满液体。
(6)测定反应后装置B溶液中的浓度时,只考虑与的反应。用0.10酸性溶液与20.00mLB中溶液中的反应,共消耗溶液18.00mL,则B中为 (保留两位小数)。
15.(23-24高一下·吉林·期中)某化学兴趣小组利用图1装置(加热和夹持装置已省略)制备氨气并进行喷泉实验。
ⅰ.氨气的制备:打开、,关闭,和固体在甲处试管内反应生成。
ⅱ.氨气的喷泉实验:当丁中溶液变蓝后,停止制备,关闭、,打开,挤压胶头滴管,三颈烧瓶内气体压强随时间的变化关系如图2所示。
请回答下列问题:
(1)甲处试管内生成氨气反应的化学方程式为 ;丁处倒置漏斗的作用是 。
(2)C→D过程中,三颈烧瓶中的现象为 ;能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的黏膜等,若实验室用稀硫酸吸收氨气,则反应的离子方程式为 。
(3)该兴趣小组利用如图3所示装置进行另外一种喷泉实验。
①锥形瓶中反应的离子方程式为 。
②烧杯中发生反应(未配平),该反应的氧化剂为 (填化学式),氧化产物和还原产物的物质的量之比为 (填最简整数比)。
16.(23-24高一下·辽宁鞍山·期中)氨气广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。某化学兴趣小组欲利用如图所示装置制备氨气。请回答下列问题:
(1)该小组选用氯化铵固体与氢氧化钙固体共热的方法制备氨气,其反应的化学方程式为 ,制取气体的发生装置应选用装置 (填“A”或“B”),若要制取并收集一瓶干燥的氨气,再进行尾气处理,则接口的连接顺序为 (按气流方向填写,部分装置可重复使用)。
(2)装置E的作用是 ,反应结束后向装置E中滴入数滴酚酞试剂,则装置E中的现象为 ,氨水呈 (填“酸”或“碱”)性。
17.(23-24高一下·内蒙古·期中)在如图所示的转化关系中,A是一种极易溶于水的气体,D是人类赖以生存的一种无色液体,E为红棕色气体,G的一种同素异形体常用于吸附室内异味。(反应条件和部分生成物未列出)
(1)A的电子式为 ,E的化学式为 。
(2)的化学方程式为 ;的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(3)将H通入澄清石灰水中至过量,观察到的现象为 ,最终生成的盐在水中的电离方程式为 。
(4)实验室制取气体A的化学方程式为 ,气体A遇到氯化氢气体的现象为 ,生成的物质为 (填化学式)。
18.(23-24高一下·内蒙古·期中)氮氧化物(NOx)是大气污染物之一,处理工业废气中的NOx对于环境保护具有重要的意义。
(1)在一定条件下NH3可将NO2还原。甲同学在实验室对该反应进行了探究。实验设计如图(部分夹持装置省略)。
①用装置A制备NH3,其中发生反应的化学方程式为 ;装置B内的试剂是 。
②装置D中发生反应的离子方程式是 ,铜丝可抽动的优点是 。
③在装置M中NH3和NO2充分反应,生成两种对环境友好的物质,该反应中NH3和NO2的物质的量之比为 。
(2)用NaOH溶液吸收法处理NOx(仅含NO、NO2)。已知过程中发生的反应有:2NaOH+NO+NO2=2NaNO2+H2O;2NaOH+2NO2=NaNO3+NaNO2+H2O
①用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气,关系如图:
(α表示NOx中NO2的含量):
用NaOH溶液吸收氮氧化物的最佳条件为:α= ,c(NaOH)= 。
②若一定体积的NOx被250mL2mol·L-1的NaOH溶液恰好完全吸收,溶液质量增加19.8g,则x的值为 。
考向3 其他气体的实验室制取
19.(23-24高一下·黑龙江·期中)用图示装置和对应试剂能够制取、收集相应气体的是(夹持仪器已省略)
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓氨水
浓硝酸
稀硝酸
浓盐酸
Y中试剂
CaO
FeS
Cu
KMnO4
气体
NH3
H2S
NO
Cl2
A.A B.B C.C D.D
20.(23-24高一下·内蒙古·期中)海洋是巨大的资源宝库,对海水进行如图操作制备和等。请回答下列问题:
(1)粗盐(含有泥沙、)精制为精盐的过程:
①为了除去粗盐中的杂质离子,下列试剂添加顺序合理的是 (填标号);实验室将溶液换成溶液除杂的优点是 。
A.溶液溶液溶液
B.溶液溶液溶液
C.溶液溶液溶液
D.溶液溶液溶液
②将杂质离子沉淀后,再进行过滤,过滤时使用的主要成分为硅酸盐的仪器有烧杯、 、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是 。
③过滤后,向得到的滤液中滴加盐酸使滤液呈中性或微酸性,该操作的目的为 。
(2)电解饱和食盐水反应的化学方程式为 ,反应中氧化产物与还原产物的质量之比为 。
(3)将通入溶液中得到漂白液,发生该反应的离子方程式为 。
21.(23-24高一下·黑龙江·期中)亚硝酰氯(NOCl)是有机物合成中的重要试剂,是一种红褐色液体或黄色气体,遇水剧烈反应,熔点:-64.5℃,沸点:-5.5℃。某研究性学习小组在实验室中按照下图所示装置制备NOCl,请回答下列问题:
(1)仪器a中发生反应的离子方程式为 。
(2)盛装无水的仪器名称为 ,无水的作用是 。
(3)试剂X和试剂Y分别是 、 。
(4)装置D中,将三颈烧瓶浸在冰盐浴中的目的是 。
(5)尾气中含有少量NOCl,可用NaOH溶液吸收,请写出发生反应的化学方程式: 。
1..(23-24·高一下·黑龙江牡丹江·期中)制备下列气体所需的反应物和发生装置均可行的是
选项
A
B
C
D
气体
一氧化氮
氯气
硫化氢
氨气
反应物
铜丝、稀硝酸
浓盐酸、高锰酸钾溶液
硫化钠固体、浓硫酸
铵盐、熟石灰
发生装置
A.A B.B C.C D.D
2.(23-24高一下·黑龙江双鸭山·期中)下列实验装置正确且能够达到目的的是
A.甲装置除去中的杂质 B.乙装置证明和浓反应放热
C.丙装置制取并收集 D.丁装置制取并控制气体产生或停止
3.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)下列气体只能用向下排空气法收集的是
A.NO B.SO2 C.NH3 D.CO2
4.(23-24·高一下·内蒙古·期中)下列实验装置正确且能够达到目的的是
A.甲装置除去CO2中的SO2杂质 B.乙装置证明Cu和浓HNO3反应放热
C.丙装置制取并收集NH3 D.丁装置制取SO2并控制气体产生或停止
5.(23-24高一下·内蒙古赤峰·期中)下列实验操作合理且能达到相应目的的是
A.制备并收集
B.测定Zn与稀硫酸反应的反应速率
C.制备适量
D.除去气体中含有的HCl
A.A B.B C.C D.D
6.(23-24·高一下·吉林长春·期中)利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是
A.测定有机物C2H6O的结构
B.检验淀粉是否水解
C.SO2的性质实验
D.实验室制备NH3
A.A B.B C.C D.D
7.(23-24·高一下·辽宁·期中)下列实验操作合理且能达到相应目的的是
A.制备并收集
B.测定Zn与稀硫酸反应的反应速率
C.制备适量
D.进行喷泉实验
A.A B.B C.C D.D
8.(23-24高一下·辽宁大连·期中)下列有关实验操作,不能够达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
干燥氨气
B
检验氨气
C
上下移动铜丝,体现绿色化学思想
D
验证铜与浓硫酸反应有生成
A.A B.B C.C D.D
9.(23-24高一下·黑龙江大庆·期中)氮的化合物在日常生活及工、农业生产中涉及广泛,已知氮元素及其化合物的转化关系如图所示,回答下列问题。
(1)①~④各步转化中,属于氮的固定的是 (填序号)。常用作制冷剂的氮的气态氢化物是 (填化学式)。
(2)NO2为红棕色气体,与水反应的离子方程式: 。
(3)工业上用氨气制备NO的化学方程式是 。
(4)实验室中检验NH3的方法是 (答出一种即可)。
海洋生物参与氮循环过程如图所示(其它含氮物质不参与反应)。
(5)以上六种含氮微粒中,一共呈现了氮元素的 种价态。
(6)反应③和⑤中,若生成等量的N2,则转移的电子数之比为 。
10.(23-24高一下·内蒙古赤峰·期中)易升华,是基础工业原料,广泛应用于食品医药、化工、农业等领域。从干海带中提取的一种流程如图所示,请回答下列问题:
(1)灼烧会用到下列仪器中的 (填标号);操作a为 。
A.酒精灯 B.烧杯 C.坩埚 D.试管
(2)实验室用和盐酸制备时,反应的离子方程式为 ;新制氯水放置一段时间后,溶液的酸性会 (填“增强”“减弱”或“不变”);可选择 (填标号)检验加入新制氯水后的溶液中是否含有。
A.NaOH溶液 B.澄清石灰水 C.品红溶液 D.淀粉溶液
(3)利用如图所示装置分离和NaCl,该过程中,发生了 (填“物理”或“化学”)变化;若用该装置分离和NaCl,则烧瓶外壁上收集的固体为 (填化学式);不能用该装置分离和,原因是 (写化学方程式)。
11.(23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中)二氧化氮是主要的大气污染物之一,工业上在一定条件下用NH3可将NO2还原,产生两种对环境友好的物质。某同学在实验室对该反应进行了探究。回答下列问题:
(1)下图中制取氨气的装置和选用的试剂,合理的是 (填序号)。
(2)利用铜和浓硝酸制备NO2的离子方程式是 。
(3)将上述收集到的NH3干燥后充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
Y管中红棕色气体慢慢变浅
①反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
②
③
12.(23-24·高一下·黑龙江牡丹江·期中)人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料生产,某化学兴趣小组利用如图装置制备氨气并探究相关性质。
(1)该实验中A装置制备NH3的化学方程式为 。
(2)D装置后接尾气吸收装置。下列能用来吸收尾气的装置是 (填装置序号)
(3)若将D与a相连,在E中产生白色沉淀,该沉淀的化学式为 。若向a处通入 (填下列气体编号),在E中也会产生白色沉淀。
A.Cl2 B.NO2 C.N2 D.CO2
(4)实验发现C中粉末完全变红,D中无水硫酸铜变蓝,还产生一种单质气体。
①若红色固体为单质,实验后将C中固体与浓硫酸混合加热,其化学方程式为: ;若充分反应后红色固体有剩余,再加入下列的 试剂,固体又可以继续溶解。
A.稀H2SO4 B.FeCl3溶液 C.FeCl2溶液 D.KNO3溶液
②已知Cu2O也为红色固体,反应前C中CuO质量为8g,反应后C中红色固体质量为6.8g,则C中发生的总反应方程式为: 。
13.(23-24·高一下·黑龙江双鸭山·期中)如图所示简易实验装置可用于制取气体并进行性质探究(经检查装置气密性良好)。回答下列问题:
I.的制取与性质探究
(1)仪器a的名称为 。c中试剂为粉末,a中试剂为70%浓硫酸,使用70%浓硫酸的原因是 。装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)若d中试剂为酸性高锰酸钾溶液,观察到的现象为 ,体现了 性,此装置的缺陷是 。
II.NO的制取与收集
(3)c中放一小块铜片,a中试剂为稀硝酸,则可以制取NO气体。若NO中含有杂质,则d中可以盛放 (填试剂名称)将除去,反应的离子方程式为 。收集NO时不能用向上排空气法的原因是 。
14.(23-24高一下·黑龙江牡丹江·期中)某化学兴趣小组利用铜跟浓硫酸反应,探究的部分性质。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B的作用是贮存多余的气体,B中广口瓶内应盛放的液体是 (填序号);
①水 ②饱和的溶液 ③饱和的溶液 ④酸性溶液
(3)装置C和D中产生的现象相同,但原因却不同。C中是由于与溶液中的反应使碱性减弱,而D中则是由于具有 性。
(4)若实验中用一定质量的铜片和的浓硫酸在加热条件充分反应,最终铜片与硫酸均有剩余。假定反应前后溶液的体积不变,设剩余硫酸的浓度为,现向反应后溶液中缓慢加入硝酸钾固体,充分搅拌直到剩余铜片恰好完全反应,反应消耗硝酸钾 mol。
15.(23-24高一下·内蒙古呼和浩特·期中)亚硝酸钠广泛用于工业、建筑业及食品加工业.某课外活动小组的同学拟制备亚硝酸钠、测定其产品的纯度并验证亚硝酸钠的某些性质。
(1)甲组同学采用下图装置制取亚硝酸钠。
①仪器M的名称是 。
②A中用的硫酸而不用稀硫酸的原因是 。
③若通入装置中的与按物质的量之比1:1被溶液完全吸收,反应过程中无气体生成,则装置中发生反应的化学方程式为 。
(2)乙组同学测定甲组制得的产品中的纯度。称取试样于锥形瓶中,加入适量水溶解,与的酸性溶液恰好完全反应,则产品的纯度为 (用含c、m、V的代数式表示)。
(3)现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应气体产物的成分。已知:气体液化的温度为为℃。
①为了检验装置中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左右连接)为、 、 、 。
②装置的作用是 。
③滴入硫酸后,观察到A中有红棕色气体产生。依据 的现象,确定该气体中还有NO。
④通过上述实验探究过程,可得出装置A中反应的化学方程式是 。
16.(23-24高一下·内蒙古鄂尔多斯·期中)某化学兴趣小组在教师的指导下,利用如图装置(夹持和加热装置已省略)和试剂进行NH3制备及性质探究的一体化实验。请回答下列问题:
(1)实验开始后,关闭K2,K3,打开K1、K4,加热甲处试管。甲处试管内发生反应的化学方程式为 ;乙处瓶内观察到的现象为 ;丙处烧杯中的试剂为稀硫酸,丙处球形干燥管的作用是 。
(2)一段时间后关闭K1,打开K2,丁处瓶内发生反应的离子方程式为 ;继续反应一段时间后,关闭K2、K4,打开K3,挤压胶头滴管,己处圆底烧瓶内能观察到的现象为 。
(3)甲装置可以用如图所示装置代替,试剂a可选择 (填试剂名称)。氨的催化氧化是工业制硝酸的基础,氨与氧气在催化剂加热发生反应的方程式为 ;该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
17.(23-24高一下·吉林长春·期中)ⅰ.某学习小组在实验室中利用下图装置制备并进行其相关性质的探究。
回答下列问题:
(1)装置C中的现象为 ;装置D中的现象为 。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置E中 (填现象)可说明具有还原性。
(4)装置F中过量的NaOH溶液吸收尾气,发生反应的离子方程式为 。
ⅱ.某学习小组设计实验探究NO与铜粉的反应并检验NO,实验装置如图所示(夹持装置略),已知在溶液中:(棕色),该反应可用于检验NO。
(5)实验开始前,需向装置中通入一段时间的,目的是 。
(6)写出装置E中发生反应的离子方程式: 。
(7)若观察到装置H中红色粉末变黑,则NO与Cu发生反应,同时生成一种单质,写出该反应的化学方程式: 。
18.(23-24高一下·吉林白山·期中)下图是快速制备氨气以及验证其性质的组合装置,部分固定装置未画出。
(1)A中盛放浓氨水的仪器名称是 ,装置D的作用是 ;
(2)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没固体后关闭分液漏斗,稍候片刻,装置C中黑色固体逐渐变紫红色,装置E中长导管处冒出大量气泡,装置B的试剂是 C中发生反应的化学方程式为
(3)一段时间后,装置E中出现白色沉淀,写出生成该白色沉淀的离子方程式 ;
(4)关闭弹簧夹1,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F,则F中参加该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
19.(23-24高一下·辽宁大连·期中)某实验小组探究SO2与K2FeO4的反应,实验如下。
资料:i.K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
ii.Fe3+可以与C2O形成[Fe(C2O4)3]3-;
装置
操作及现象
实验一:向B中通入SO2,产生暗红褐色沉淀X和溶液Y(略显红色);继续通入SO2一段时间后,溶液呈红色,继而变为橙色,最终沉淀消失,溶液几乎无色。
(1)A中产生SO2的化学方程式为 。
(2)暗红褐色沉淀X可能含Fe3+、OH-、SO、SO,检验如下:
实验二:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。取少量溶液,滴加KSCN溶液后变红。证明溶液中存在 。另取少量溶液滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,但不能确认含有SO,原因是 。
实验三:向X中加入H2C2O4溶液,沉淀溶解。继续滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤后,向沉淀中加入盐酸,白色沉淀溶解。确认X中不含SO。实验三中用H2C2O4溶液溶解沉淀的目的是: 。
实验四:向X中加入足量盐酸,沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉),蓝色立即褪去。静置,一段时间后蓝色复现,振荡,不褪色。结合离子方程式解释沉淀溶解后的现象: 。
(3)查阅资料:a.Fe3+、SO、H2O(或OH﹣)会形成配合物HOFeOSO2。
b. SO和O2在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸(H2SO5)
①向溶液Y中滴加2滴KSCN溶液,未见红色;再加几滴6mol·L-1盐酸,溶液变红。溶液Y中存在Fe(Ⅲ),但直接滴加KSCN溶液未见红色的原因是 。
②取出部分实验一中的橙色溶液,久置不褪色。结合资料a中过程ii分析实验一中溶液最终“几乎无色”的原因: 。
总结:SO2与K2FeO4发生了氧化还原反应和复分解反应,并且遵循化学反应速率和限度规律。
20.(23-24高一下·辽宁朝阳·期中)A、B是两种有刺激性气味的气体且均可以使品红溶液褪色。
回答下列问题:
(1)气体A、B使品红溶液褪色的原理 (填“相同”或“不同”)。利用如图所示装置制取A、B气体并探究其使品红溶液褪色的原理,若装置Ⅳ中品红溶液褪色后加热,溶液重新变红色,写出装置V中反应的化学方程式: 。
(2)若气体A、B中均含有HCl杂质,除杂所用试剂分别为 、 (填名称)。
(3)检验含C、D的无色溶液中D的阴离子的方法为 。
(4)向含C、D的无色溶液滴入Ba(OH)2溶液至沉淀恰好完全的离子方程式为 ,若气体A、B各2.24L(标准状况下)通入水中(假设反应完全)。 向含C、D的无色溶液滴入0.5000mol/LBa(OH)2溶液至溶液恰好呈中性,需要0.5000mol/LBa(OH)2溶液的体积为 L。
(5)向Ba(OH)2溶液中通入气体B直至过量,现象为 。
试卷第6页,共30页
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