内容正文:
重难点02 常见气体的实验室制取
1.(23-24高一下·山西运城·期末)实验室中可利用KMnO4与浓盐酸制取Cl2,下列制取、提纯、收集Cl2及尾气处理的装置,对此分析评价错误的是
A.装置甲不能制取Cl2,因没有加热装置
B.装置乙可用来洗气,因为Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度小
C.装置丙不能用于收集Cl2,因进气方向不对
D.装置丁吸收尾气中Cl2,可能发生倒吸
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)下列实验所用装置合理的是
A.制取氨气
B.吸收多余氯化氢气体
C.收集NO
D.收集
A.A B.B C.C D.D
3.(23-24高一下·山西太原·期末)气体的制备是实验化学中的基本技能。下列气体的制备与收集装置的连接正确的是
A.制备收集:连接a→d→e→g B.制备收集:连接b→c→g
C.制备收集:连接a→f→c→e→d D.制备收集:连接b→c→e→d
4.(22-23高一下·山西运城·期末)在实验室中,只允许选用下列玻璃仪器(非玻璃仪器药品可任意选)就能完成的实验是
A.配制100mL1mol·L-1的NaCl溶液
B.分离实验室制取氯气后的MnO2与MnCl2溶液
C.实验室用H2O2制取O2
D.用Fe粉和水蒸气反应制取H2
5.(23-24高一下·陕西渭南·期末)室温下,下列实验方案设计能达到目的的是
A.蒸发食盐水提取NaCl
B.制备NH3
C.除去CO2中的SO2
D.制备并收集Cl2及尾气处理
A.A B.B C.C D.D
6.(21-22高一下·陕西咸阳·期末)最适宜用如图所示装置干燥、收集的气体是
A.NH3 B.NO C.O2 D.SO2
7.(23-24高一下·青海海东·期末)有关氯气制备的装置如图所示,下列有关说法正确的是
A.图中气体通入浓硫酸时导管连接错误,应该是长管进气,短管出气
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和溶液
C.制备氯气时,二氧化锰作还原剂
D.图中采用了向下排空气法收集氯气
8.(22-23高一下·宁夏吴忠·期末)下列实验装置能达到实验目的的是
A.制备并收集 B.制备
C.除去中的HCl D.制备并收集
9.(23-24高一下·山西阳泉·期末)下列图示能达到相应实验目的的是(加热或夹持装置已略去)
A.转移溶液
B.检查装置气密性
C.Fe(OH)2的制备
D.氯气的收集
A.A B.B C.C D.D
10.(23-24高一下·山西忻州·期末)侯氏制碱法涉及反应:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,氨气极易溶于水。实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3,下列装置能达到实验目的的是
A.制备CO2
B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.制备Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
11.(22-23高一下·山西太原·期末)研究性学习小组的同学们为了制取并探究NO的性质,分别设计了甲、乙两组实验(装置如下图所示,夹持仪器已略去)。
(1)甲组实验中,同学们观察到集气瓶中收集到无色气体。
①铜与稀硝酸反应的化学方程式是 。
②此实验可证明NO的性质是无色、 。
③部分同学认为该实验不能确定是铜与稀硝酸反应生成了NO,因为集气瓶中无色气体的来源可能是 (用化学方程式表示)。
(2)乙组实验的操作步骤是:
①关闭活塞K1,打开活塞K2,将过量稀硝酸加入石灰石中。该操作的目的是 。
②待石灰石反应完全后,将铜丝插入过量稀硝酸中。
③一段时间后,欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO,应进行的操作是 ,观察到的现象是 ,有关反应的化学方程式是 。
12.(23-24高一下·山西太原·期末)某实验小组的同学们利用下图装行研究Na2O2与干燥CO2是否发生反应。(部分夹持仪器略去)请回答下列问题。
(1)药品X是 ,盛装X的仪器名称是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C中发生反应的化学方程式是 。
(4)将E中集满气体后,欲检验该气体.应先关闭A中的活塞,将E中导管移出水面,接下来的操作是 。
(5)你认为以上实验能否达到实验目的?理由是 。
13.(23-24高一下·陕西西安·期末)氨气在肥料制造、合成纤维、制冷剂、炼铁炼钢和水处理等领域发挥着至关重要的作用。氨气的多功能应用使其成为工业界不可或缺的化学物质之一。某实验小组欲在实验室制备少量氨气,制备装置如下,并完成相关实验:
I.氨气的制备:
(1)你选择制备氨气的装置是 (填“A”或“B”),写出相应产生NH3的化学方程式可表示为: 。
(2)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 。
Ⅱ.氨气的溶解性探究
(3)小组同学利用如下装置进行氨气溶解性的探究。用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水上喷的操作是 。
(4)以产生喷泉的原理分析,图1、2是 上部烧瓶内的压强。图3是 下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图 原理相似。
Ⅲ.反应速率的测定
某同学探究影响氨水与稀硫酸反应速率的因素时,设计如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
NH3·H2O溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
(5)写出氨水与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(6)该实验①、②可探究 对反应速率的影响,因此V3是 ,实验①、③可探究 对反应速率的影响,因此V5是 。
14.(22-23高一下·陕西安康·期末)完成下列问题
(1)实验室利用如图所示装置及药品制取氨气。
①制取氨气的化学方程式是 。
②下列装置中,可用于收集氨的是 (填字母)。
a. b. c.
(2)为了验证木炭可被浓氧化成,选用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置。
①如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母): 。
②仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出。乙中 ,丙中 。
③丁中酸性溶液的作用是 。
④写出甲中反应的化学方程式: 。
15.(21-22高一下·青海西宁·期末)实验小组的同学们设计用图一所示的装置探究Na2O2与干燥的CO2的反应。
(1)图一装置A中制取CO2反应的离子方程式是 ,从图二中选择的气体发生装置是 (填“①”或“②”)。
(2)为除去CO2中混有的HCl气体,装置B中的试剂是 (填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
(3)装置C中发生反应的化学反应方程式为 。
(4)D中反应的离子方程式为 。
(5)林林同学认为以上实验中,由于CO2中混有的 未除去,也能与Na2O2反应生成O2,所以不能达到实验目的。
16.(22-23高一下·宁夏吴忠·期末)现采用加热熟石灰与氯化铵的混合物的方法在实验室制备氨气,并进行有关氨气的性质实验。
(1)A中制氨气的化学方程式是 。
(2)B中盛放的试剂名称为 。
(3)将D装置置于C处收集氨气,其中a口接 (填“c”或“d”,下同),b口接 。
(4)E中倒置漏斗的作用为 。
(5)利用下图进行喷泉实验。若该条件为标准状况,且水充满整个圆底烧瓶,则最终所得溶液的物质的量浓度为 。
17.(22-23高一下·宁夏石嘴山·期末)实验室通常用图所示的装置来制取氨气。请按要求回答下列问题:
(1)实验室制取氨气的化学反应方程式为 。
(2)除了以上方法。下面也能用于制备氨气的是 。
①固态氯化铵加热分解
②浓氨水中加入固体氢氧化钠
③加热浓氨水
(3)NH3的催化氧化的化学反应方程式为 。
(4)①用装置A收集氨气时,应选择氨气的进气口是 (选填“a”或“b”),并说明选择的理由 。
②打开装置A中的止水夹,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨气具有的性质是 、 。
(5)通常可以用什么方法来检验无色溶液中是否有NH4+ 。
18.(23-24高一下·山西长治·期末)请利用下列装置及试剂组装一套装置,用常规方法实验室制取Cl2,检验潮湿的Cl2有无漂白性,并收集纯净干燥的Cl2。
(1)制取氯气时,在圆底烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过 (填写仪器名称)向圆底烧瓶中加入适量的浓盐酸。
(2)仪器连接顺序为: 。
a→ (_______) →(_______) → d→e→g→(_______) →(_______) →(_______) →1→m。
(3)实验中可观察到③的锥形瓶中有色布条的变化情况是 。
(4)装置②中所装试剂是饱和食盐水,作用是 。
(5)装置⑥作用是(用化学方程式表示) 。
19.(23-24高一下·陕西·期末)在工业生产中可作为原料气。
(1)实验室用和盐酸制,实验如图所示。(气密性已检验,部分加持装置已省略)
①可以选择的发生装置是 (填序号),发生反应的离子方程式是 。
②洗气装置中需添加的试剂是 。
(2)侯德榜以为原料气发明了联合制碱技术,主要流程如下图所示:
已知:i.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如。
ii.有关物质的溶解度
物质
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式是 ,析出沉淀的原因是 。
②步骤Ⅱ中煅烧制碱反应的化学方程式是 。
③该流程中可循环使用的物质是和 。
20.(23-24高一下·青海·期末)I.某兴趣小组探究气体还原、。
(1)通入足量后,装置B中的现象是 。
(2)该小组同学认为与溶液发生的是氧化还原反应。写出与溶液反应的离子方程式: 。
II.(3)用下图装置验证比酸性强
试剂X是 。证明比酸性强的现象是 。
III.在化工生产,农业,医疗,航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置(连接仪器略去):
(4)甲同学欲用加热和的浓溶液制得,应该选择的发生装置是 。
(5)在加热条件下,用干燥的还原CuO可制得,同时获得铜粉。乙同学用此法制得干燥,纯净的,且需要的以生石灰和浓氨水作原料进行制备。按气流从左到右,整套装置的连接顺序是 (填写字母序号,最后收集装置未画出,不考虑倒吸问题)。
(6)若丙同学选择固固加热装置制取,则实验室制取的化学方程式 。
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重难点02 常见气体的实验室制取
1.(23-24高一下·山西运城·期末)实验室中可利用KMnO4与浓盐酸制取Cl2,下列制取、提纯、收集Cl2及尾气处理的装置,对此分析评价错误的是
A.装置甲不能制取Cl2,因没有加热装置
B.装置乙可用来洗气,因为Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度小
C.装置丙不能用于收集Cl2,因进气方向不对
D.装置丁吸收尾气中Cl2,可能发生倒吸
【答案】A
【详解】A.KMnO4与盐酸反应制备Cl2不需要加热,2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,可以用甲装置制取Cl2,故A项错误;
B.食盐水可抑制氯气的溶解,而HCl极易溶于水,故饱和NaCl溶液可以除去Cl2中的HCl,故B项正确;
C.排饱和NaCl溶液收集Cl2时,需短进长出,即从a口进b口出,装置中进气方向不对,故C项正确;
D.该实验的尾气为Cl2,可以用NaOH吸收,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,没有连接球形管,容易发生倒吸,故D项正确;
故选A。
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)下列实验所用装置合理的是
A.制取氨气
B.吸收多余氯化氢气体
C.收集NO
D.收集
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体共热反应制备氨气,收集氨气时为防止氨气相对分子质量小,向空气中扩散,在向下排空气法收集氨气的试管口放一团棉花,A正确;
B.将极易溶于水的氯化氢气体直接通入水中,会因为气体的物质的量减小导致气体压强减小,会产生倒吸,B错误;
C.一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集一氧化氮气体,C错误;
D.二氧化硫易溶于水,不能用排水法收集二氧化硫气体,D错误;
故选A;
3.(23-24高一下·山西太原·期末)气体的制备是实验化学中的基本技能。下列气体的制备与收集装置的连接正确的是
A.制备收集:连接a→d→e→g B.制备收集:连接b→c→g
C.制备收集:连接a→f→c→e→d D.制备收集:连接b→c→e→d
【答案】C
【详解】A.实验室制备NH3,可用浓氨水和CaO固体反应,NH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,浓氨水易挥发,CaO固体与水反应放出大量的热,导致温度升高,使得氨气在水中的溶解度进一步减少,以气体的形式逸出,制得氨气,不需要额外解热,可选择b装置,制得的氨气中含有水蒸气,可用碱石灰干燥,选择d装置,氨气密度比空气小,需用向下排空气法收集,所以需短管进,长管出,可选择e装置,但由于NH3极易溶于水,因此处理NH3需要防倒吸,综合可知,连接b→d→e可制备收集氨气,故A错误;
B.实验室制备SO2,利用亚硫酸钠固体和70%浓硫酸反应,方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,反应无需加热,选择b装置,SO2和水反应生成亚硫酸,所以SO2不能用排水法收集,所以g装置不合适,故B错误;
C.实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气,所以应该用a装置制备氯气;浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有氯化氢,HCl极易溶于水,NaCl溶液抑制氯气溶解,所以可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl;HCl是酸性气体,应该用酸性干燥剂干燥,所以可以用浓硫酸干燥;HCl密度大于空气,应该用向上排空气法收集,用碱性物质处理尾气,所以连接顺序是a→f→c→e→d,故C正确;
D.实验室制备H2S,利用硫化亚铁(FeS)固体和稀盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢,其化学方程式为FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑,制取H2S的反应物为固体和液体反应不需要加热,可选择b装置,但硫化氢具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,两者发生氧化还原反应,H2S+H2SO4(浓)=SO2+S↓+2H2O,所以c装置不合适,故D错误;
故选C。
4.(22-23高一下·山西运城·期末)在实验室中,只允许选用下列玻璃仪器(非玻璃仪器药品可任意选)就能完成的实验是
A.配制100mL1mol·L-1的NaCl溶液
B.分离实验室制取氯气后的MnO2与MnCl2溶液
C.实验室用H2O2制取O2
D.用Fe粉和水蒸气反应制取H2
【答案】B
【详解】A.配制100mL1mol·L-1的氯化钠溶液不能选用1000mL容量瓶,应用100mL容量瓶配制,故A不能完成实验;
B.实验室分离二氧化锰和氯化锰溶液用过滤的方法,需要用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,故B能完成实验;
C.实验室用过氧化氢制取氧气还需要试管、导气管和集气瓶等,故C不能完成实验;
D.用铁粉和水蒸气反应制取氢气还需要试管、导气管和集气瓶等,故D不能完成实验;
故选B。
5.(23-24高一下·陕西渭南·期末)室温下,下列实验方案设计能达到目的的是
A.蒸发食盐水提取NaCl
B.制备NH3
C.除去CO2中的SO2
D.制备并收集Cl2及尾气处理
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.蒸发食盐水应该使用蒸发皿,不能使用坩埚,A错误;
B.实验室制氨气采用氯化铵和氢氧化钙共热;直接加热氯化铵,氯化铵分解成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢遇冷后又会直接生成氯化铵,B错误;
C.二氧化硫与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,二氧化碳难溶于饱和碳酸氢钠溶液,可以用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的二氧化硫杂质,C正确;
D.二氧化锰和浓盐酸制取氯气需要加热,D错误;
故选C。
6.(21-22高一下·陕西咸阳·期末)最适宜用如图所示装置干燥、收集的气体是
A.NH3 B.NO C.O2 D.SO2
【答案】A
【详解】A.NH3是密度比空气小的碱性气体,常温下与空气中的成分不反应,极易溶于水,可用图示装置干燥、收集及吸收,故A正确;
B.NO与空气中O2反应,不能用排空气法收集,故B错误;
C.O2的密度与空气接近,不能用排空气法收集,且O2为无毒气体,不需要采用尾气吸收装置,故C错误;
D.SO2为酸性气体,不能用碱石灰干燥,密度比空气大,不能用向下排空气法收集,故D错误;
故选A。
7.(23-24高一下·青海海东·期末)有关氯气制备的装置如图所示,下列有关说法正确的是
A.图中气体通入浓硫酸时导管连接错误,应该是长管进气,短管出气
B.可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和溶液
C.制备氯气时,二氧化锰作还原剂
D.图中采用了向下排空气法收集氯气
【答案】A
【详解】A. 浓硫酸的作用是干燥氯气,应该是长管进气,短管出气,故A正确;
B. 不可用饱和碳酸氢钠溶液代替饱和溶液,否则会生成二氧化碳,又引入新的杂质,故B错误;
C. 制备氯气时,二氧化锰中锰元素化合价降低,作氧化剂,故C错误;
D. 图中采用了向上排空气法收集氯气,故D错误;
故选A。
8.(22-23高一下·宁夏吴忠·期末)下列实验装置能达到实验目的的是
A.制备并收集 B.制备
C.除去中的HCl D.制备并收集
【答案】C
【详解】A.浓氨水和氧化钙反应生成氨气,氨气的密度比空气小,用向下排气法收集,但试管口应该放置棉花,减少对流,A错误;
B.浓硫酸与铜在加热条件下才生成硫酸铜,二氧化硫和水,B错误;
C.氯化氢极易溶于水,氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小,可用饱和食盐水吸收氯气中的氯化氢气体,C正确;
D.铜和浓硝酸反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,不能用排水收集二氧化氮,D错误;
故选C。
9.(23-24高一下·山西阳泉·期末)下列图示能达到相应实验目的的是(加热或夹持装置已略去)
A.转移溶液
B.检查装置气密性
C.Fe(OH)2的制备
D.氯气的收集
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.转移溶液需要使用玻璃棒引流,A错误;
B.广口瓶中长颈漏斗与外界大气相通,无法检查装置气密性,B错误;
C.煤油将空气与NaOH溶液隔绝,滴入FeSO4溶液在液面以下,二者可以发生复分解反应制备Fe(OH)2,也可以防止制取的Fe(OH)2被氧化,能够达到实验目的,C正确;
D.氯气的密度比空气大,应该使用向上排空气的方法收集,导气管应该是长进短出,装置中是短进长出,因此不能收集到氯气,D错误;
故合理选项是C。
10.(23-24高一下·山西忻州·期末)侯氏制碱法涉及反应:NH3+CO2+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,氨气极易溶于水。实验室模拟侯氏制碱法制备Na2CO3,下列装置能达到实验目的的是
A.制备CO2
B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3
D.制备Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.稀硫酸和碳酸钙反应生成硫酸钙是微溶物,覆盖在碳酸钙固体表面阻碍反应进行,实验室制取二氧化碳时选择稀盐酸与石灰石(或大理石)反应,故A错误;
B.氨气极易溶于水,其导管口不应插入液面,先通入氨气,再加入二氧化碳,故B错误;
C.析出碳酸氢钠固体,可用过滤的方法分离,故C正确;
D.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠,灼烧碳酸氢钠固体,应在坩埚中进行,故D错误;
故选:C。
11.(22-23高一下·山西太原·期末)研究性学习小组的同学们为了制取并探究NO的性质,分别设计了甲、乙两组实验(装置如下图所示,夹持仪器已略去)。
(1)甲组实验中,同学们观察到集气瓶中收集到无色气体。
①铜与稀硝酸反应的化学方程式是 。
②此实验可证明NO的性质是无色、 。
③部分同学认为该实验不能确定是铜与稀硝酸反应生成了NO,因为集气瓶中无色气体的来源可能是 (用化学方程式表示)。
(2)乙组实验的操作步骤是:
①关闭活塞K1,打开活塞K2,将过量稀硝酸加入石灰石中。该操作的目的是 。
②待石灰石反应完全后,将铜丝插入过量稀硝酸中。
③一段时间后,欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO,应进行的操作是 ,观察到的现象是 ,有关反应的化学方程式是 。
【答案】 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 难溶于水 3NO2+H2O=2HNO3+NO 生成CO2,排尽装置中的空气 打开K1,用气囊鼓入空气 圆底烧瓶内的无色气体变为红棕色 2NO+O2=2NO2
【详解】(1)①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O;
②甲组实验同学们观察到集气瓶中收集到无色气体,即能用排水法收集NO,说明NO无色、难溶于水;
③如果生成二氧化氮,二氧化氮与水反应能生成一氧化氮,反应的方程式为:3NO2+H2O=2HNO3+NO;
(2)①稀硝酸与石灰石反应生成二氧化碳,反应的离子方程式为2H++CaCO3═Ca2++CO2↑+H2O,利用生成的二氧化碳排尽装置中的空气;
③欲证明圆底烧瓶中收集到的无色气体是NO,需要根据无色的一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮验证,所以应进行的操作是打开K1,用气囊鼓入空气,可观察到的现象是圆底烧瓶内的无色气体变成红棕色,反应的化学方程式是:2NO+O2=2NO2。
12.(23-24高一下·山西太原·期末)某实验小组的同学们利用下图装行研究Na2O2与干燥CO2是否发生反应。(部分夹持仪器略去)请回答下列问题。
(1)药品X是 ,盛装X的仪器名称是 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C中发生反应的化学方程式是 。
(4)将E中集满气体后,欲检验该气体.应先关闭A中的活塞,将E中导管移出水面,接下来的操作是 。
(5)你认为以上实验能否达到实验目的?理由是 。
【答案】 石灰石 圆底烧瓶 除去CO2中混有的HCl气体 2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2 在水面下用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶移出水槽,正放在桌面上,将带火星的小木条伸入集气瓶,观察是否复燃; 不能,因为上述实验中的CO2中始终含有水蒸气
【详解】(1)根据实验目的,装置A制备的是CO2,实验室制备CO2用CaCO3和盐酸,即CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,因此试剂X为碳酸钙,盛装X的仪器是圆底烧瓶;(2)装置A中制出CO2中混有HCl,干扰实验,因此必须除去,因此装置B的作用是除去CO2中HCl气体;(3)发生反应是2Na2O2+2CO2 =2Na2CO3+ O2;(4)验证氧气生成,在水面下用玻璃片盖住集气瓶口,将集气瓶移出水槽,正放在桌面上,将带火星的小木条伸入集气瓶,观察是否复燃;(5)因为过氧化钠也能与水反应产生氧气,根据装置图,没有除去CO2中混有的水蒸气,因此不能达到实验目的。
13.(23-24高一下·陕西西安·期末)氨气在肥料制造、合成纤维、制冷剂、炼铁炼钢和水处理等领域发挥着至关重要的作用。氨气的多功能应用使其成为工业界不可或缺的化学物质之一。某实验小组欲在实验室制备少量氨气,制备装置如下,并完成相关实验:
I.氨气的制备:
(1)你选择制备氨气的装置是 (填“A”或“B”),写出相应产生NH3的化学方程式可表示为: 。
(2)检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是 。
Ⅱ.氨气的溶解性探究
(3)小组同学利用如下装置进行氨气溶解性的探究。用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水上喷的操作是 。
(4)以产生喷泉的原理分析,图1、2是 上部烧瓶内的压强。图3是 下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图 原理相似。
Ⅲ.反应速率的测定
某同学探究影响氨水与稀硫酸反应速率的因素时,设计如下系列实验:
实验序号
反应温度/℃
NH3·H2O溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
40
V1
0.10
V2
0.50
V3
③
20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
(5)写出氨水与稀硫酸反应的离子方程式: 。
(6)该实验①、②可探究 对反应速率的影响,因此V3是 ,实验①、③可探究 对反应速率的影响,因此V5是 。
【答案】(1) A(或B) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(或NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑)
(2)将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明NH3已集满
(3)打开止水夹,挤压胶头滴管 (4) 减小 增大 3
(5) (6) 温度 0 浓度 6.0mL
【详解】(1)选择A,A装置适用于固体与固体加热制气体,反应为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
选择B,B装置适用于液体与固体(或液体)不加热制气体,可以制氨的反应为NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑
故答案为:A(或B);2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(或NH3·H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑)。
(2)氨气属于碱性气体,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,即检验集气瓶中是否收集满氨气的方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近集气瓶口,若试纸变蓝,说明NH3已集满。
(3)氨气极易溶于水,能使烧瓶中气体压强突然降低,从而引发喷泉,操作是打开止水夹,挤压胶头滴管;故答案为:打开止水夹,挤压胶头滴管。
(4)从产生喷泉的原理分析,图1、2装置是减小上部烧瓶内的压强;图3装置是增大下部锥形瓶内的压强,人造喷泉及火山爆发的原理与上述图3装置的原理相似,故答案为:减小;增大;3。
(5)硫酸与氨水反应的离子方程式为。
(6)由表中所给数据可知:实验①、②温度不同故实验①、②则是探究温度对反应速率影响,故V1=10.0mL, V2=10.0mL; V3=0mL;
实验①、③温度相同,所取稀硫酸量不同,故实验①、③则是探究H+浓度对反应速率影响,故V4=10.0mL,V5=6.0mL;
故答案为:温度;0;浓度;6.0mL。
14.(22-23高一下·陕西安康·期末)完成下列问题
(1)实验室利用如图所示装置及药品制取氨气。
①制取氨气的化学方程式是 。
②下列装置中,可用于收集氨的是 (填字母)。
a. b. c.
(2)为了验证木炭可被浓氧化成,选用如图所示仪器(内含物质)组装成实验装置。
①如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母): 。
②仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出。乙中 ,丙中 。
③丁中酸性溶液的作用是 。
④写出甲中反应的化学方程式: 。
【答案】(1) b
(2) AEFCDB 出现白色沉淀 品红未褪色 吸收SO2
【详解】(1)①制取氨气的化学方程式是:;
②氨气密度比空气小,极易溶于水,可用于收集氨的是b;
(2)①连接上述装置的正确顺序是:AEFCDB;
②根据分析,乙中出现白色沉淀,丙中品红未褪色才表明已检验出;
③丁中酸性溶液的作用是:吸收SO2;
④甲中反应的化学方程式:。
15.(21-22高一下·青海西宁·期末)实验小组的同学们设计用图一所示的装置探究Na2O2与干燥的CO2的反应。
(1)图一装置A中制取CO2反应的离子方程式是 ,从图二中选择的气体发生装置是 (填“①”或“②”)。
(2)为除去CO2中混有的HCl气体,装置B中的试剂是 (填序号)。
a.饱和NaHCO3溶液 b.饱和Na2CO3溶液 c.浓H2SO4
(3)装置C中发生反应的化学反应方程式为 。
(4)D中反应的离子方程式为 。
(5)林林同学认为以上实验中,由于CO2中混有的 未除去,也能与Na2O2反应生成O2,所以不能达到实验目的。
【答案】(1) ② (2)a
(3) (4) (5)水蒸气(或H2O)
【详解】(1)在图一装置A中用CaCO3与HCl发生反应制取CO2气体,反应的离子方程式是;
该反应是固体与液体混合在室温下反应制取气体,反应不需要加热,故应该选择装置为②;
(2)a.在装置B中盛有试剂作用是除去CO2中的杂质HCl,可以使用饱和NaHCO3溶液,发生反应为HCl+NaHCO3=NaCl+CO2↑+H2O,可以达到除杂、净化的目的,a符合题意;
b.饱和Na2CO3溶液不仅可以与HCl反应,也可以与CO2反应:Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3,因此不能达到除去杂质净化的目的,b不符合题意;
c.浓硫酸只能吸收水分,不能吸收除去HCl,不能达到除去杂质净化的目的,c不符合题意;
故合理选项是a;
(3)在装置C中Na2O2与CO2会发生反应产生O2,反应方程式为:;
(4)在装置D中NaOH溶液可以吸收为反应的CO2,反应产生Na2CO3、H2O,反应的离子方程式为:;
(5)Na2O2能与H2O发生反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,反应产生O2,所以林林同学认为以上实验中,由于CO2中混有的H2O未除去,也能与Na2O2反应生成O2,所以不能达到实验目的。
16.(22-23高一下·宁夏吴忠·期末)现采用加热熟石灰与氯化铵的混合物的方法在实验室制备氨气,并进行有关氨气的性质实验。
(1)A中制氨气的化学方程式是 。
(2)B中盛放的试剂名称为 。
(3)将D装置置于C处收集氨气,其中a口接 (填“c”或“d”,下同),b口接 。
(4)E中倒置漏斗的作用为 。
(5)利用下图进行喷泉实验。若该条件为标准状况,且水充满整个圆底烧瓶,则最终所得溶液的物质的量浓度为 。
【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)碱石灰 (3) d c
(4)防止倒吸 (5)0.045mol/L
【详解】(1)在装置A中NH4Cl与Ca(OH)2混合加热发生复分解反应产生NH3,该反应的化学方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;
(2)反应产生的氨气中含有水蒸气,可根据氨气是碱性气体的性质,使用碱性干燥剂干燥氨气,则B中盛放的试剂名称为碱石灰;
(3)氨气经干燥后,利用氨气的密度比空气小,用向下排空气的方法收集。所以若将D装置置于C处收集氨气,其中a口接d,b口接c;
(4)E中导气管末端安装了一个倒扣的漏斗,倒置漏斗的作用为防止倒吸现象的发生;
(5)假设烧瓶内的气体体积是V L,则NH3的物质的量n(NH3)=,氨气会充满整个烧瓶,因此氨水的体积是V L,故所得氨水的物质的量浓度c=。
17.(22-23高一下·宁夏石嘴山·期末)实验室通常用图所示的装置来制取氨气。请按要求回答下列问题:
(1)实验室制取氨气的化学反应方程式为 。
(2)除了以上方法。下面也能用于制备氨气的是 。
①固态氯化铵加热分解
②浓氨水中加入固体氢氧化钠
③加热浓氨水
(3)NH3的催化氧化的化学反应方程式为 。
(4)①用装置A收集氨气时,应选择氨气的进气口是 (选填“a”或“b”),并说明选择的理由 。
②打开装置A中的止水夹,若观察到烧瓶内产生了红色喷泉,则说明氨气具有的性质是 、 。
(5)通常可以用什么方法来检验无色溶液中是否有NH4+ 。
【答案】 Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2H2O+2NH3↑ ②③ 4NH3+5O24NO+6H2O a 氨气的密度比空气密度小 氨气极易溶于水 氨气与水反应生成碱 加入强碱并加热,生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
【详解】(1)在加热条件下,氯化铵和氢氧化钙反应生成氨气、氯化钙和水,反应方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2 +2H2O+2NH3↑;
(2)①固态氯化铵加热分解生成氯化氢和氨气,在试管口遇冷后又生成氯化铵,则无法制取氨气;
②浓氨水中加入固体氢氧化钠,NaOH溶于水放出大量热,温度升高导致氨气的溶解度降低,能制取氨气;
③加热浓氨水,能使氨气从氨水中逸出,制取到氨气;
答案为②③;
(3)在催化剂加热条件下,NH3与O2反应生成NO和水,4NH3+5O24NO+6H2O;
(4)①氨气的密度小于空气,充入的氨气占据容器的上部,则应从a进b出;
②氨气易溶于水,使容器内压强迅速减小,形成喷泉实验;溶液显红色,则溶液显碱性;
(5)NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,可以向溶液中加入强碱并加热的条件下生成使湿润的红色试纸变蓝色的气体检验NH4+的存在。
18.(23-24高一下·山西长治·期末)请利用下列装置及试剂组装一套装置,用常规方法实验室制取Cl2,检验潮湿的Cl2有无漂白性,并收集纯净干燥的Cl2。
(1)制取氯气时,在圆底烧瓶里加入一定量的二氧化锰,通过 (填写仪器名称)向圆底烧瓶中加入适量的浓盐酸。
(2)仪器连接顺序为: 。
a→ (_______) →(_______) → d→e→g→(_______) →(_______) →(_______) →1→m。
(3)实验中可观察到③的锥形瓶中有色布条的变化情况是 。
(4)装置②中所装试剂是饱和食盐水,作用是 。
(5)装置⑥作用是(用化学方程式表示) 。
【答案】(1)分液漏斗 (2)c,b,i,h,f (3)有色布条褪色
(4)除去HCl (5)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
【详解】(1)根据装置图可知:盛有浓盐酸的仪器名称为分液漏斗;
(2)在装置①中制取Cl2,然后经装置②除去杂质HCl,除杂时导气管长进短出,再通入装置③检查潮湿的Cl2有无漂白性,导气管是长进短出;然后通过装置⑤的浓硫酸干燥,再用向上排空气方法收集Cl2,最后用装置⑥进行尾气处理,则仪器导气管连接顺序为a→c→b→d→e→g→i→h→f→l→m;
(3)在潮湿的Cl2中,Cl2与水反应产生的HClO具有强氧化性,会将有色物质氧化变为无色,因此实验中可观察到③的锥形瓶中有色布条的变化情况是:有色布条褪色;
(4)装置②中所装试剂是饱和食盐水,作用是除去Cl2中的杂质HCl;
(5)Cl2与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O,该反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
19.(23-24高一下·陕西·期末)在工业生产中可作为原料气。
(1)实验室用和盐酸制,实验如图所示。(气密性已检验,部分加持装置已省略)
①可以选择的发生装置是 (填序号),发生反应的离子方程式是 。
②洗气装置中需添加的试剂是 。
(2)侯德榜以为原料气发明了联合制碱技术,主要流程如下图所示:
已知:i.溶于水生成碱,与酸反应生成盐,如。
ii.有关物质的溶解度
物质
溶解度/g
36.0
21.7
9.6
37.2
①步骤Ⅰ中发生反应的离子方程式是 ,析出沉淀的原因是 。
②步骤Ⅱ中煅烧制碱反应的化学方程式是 。
③该流程中可循环使用的物质是和 。
【答案】(1) B 饱和溶液
(2) 溶解度较低 NaCl
【详解】(1)①实验室用和盐酸制,是室温下固液制气发生装置,B符合;根据可知,发生反应的离子方程式是。
②饱和溶液不与二氧化碳反应、能与盐酸反应产生二氧化碳气体,则要除去二氧化碳中的氯化氢气体,洗气装置中需添加的试剂是饱和溶液。
(2)①根据元素守恒,结合分析可知步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl;则离子方程式是。析出沉淀的原因是溶解度较低。
②步骤Ⅱ中煅烧制碱,即煅烧碳酸氢钠,发生分解反应得到碳酸钠,反应的化学方程式是
③步骤Ⅰ中消耗饱和食盐水、二氧化碳,步骤Ⅱ中生成二氧化碳,步骤Ⅲ所得滤液为饱和食盐水,故该流程中可循环使用的物质是和NaCl
20.(23-24高一下·青海·期末)I.某兴趣小组探究气体还原、。
(1)通入足量后,装置B中的现象是 。
(2)该小组同学认为与溶液发生的是氧化还原反应。写出与溶液反应的离子方程式: 。
II.(3)用下图装置验证比酸性强
试剂X是 。证明比酸性强的现象是 。
III.在化工生产,农业,医疗,航天航空等领域用途广泛。现提供以下装置(连接仪器略去):
(4)甲同学欲用加热和的浓溶液制得,应该选择的发生装置是 。
(5)在加热条件下,用干燥的还原CuO可制得,同时获得铜粉。乙同学用此法制得干燥,纯净的,且需要的以生石灰和浓氨水作原料进行制备。按气流从左到右,整套装置的连接顺序是 (填写字母序号,最后收集装置未画出,不考虑倒吸问题)。
(6)若丙同学选择固固加热装置制取,则实验室制取的化学方程式 。
【答案】(1)溶液蓝色褪去 (2)SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO+4H+
(3) 品红溶液 品红不褪色,澄清石灰水变浑浊 (4)A (5)DEBC
(6)
【详解】(1)装置B中发生反应I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4,二氧化硫能使含有碘的淀粉溶液褪色,故现象为溶液蓝色褪去;
(2)SO2做还原剂,被氧化为硫酸根离子,Fe3+作氧化剂,被还原为Fe2+,根据化合价升价守恒,原子守恒电荷守恒可得,反应离子方程式为:SO2+2Fe3++2H2O═2Fe2++SO+4H+;
(3)试剂X检验二氧化硫是否被吸收干净,则试剂X是品红溶液,品红不褪色,证明二氧化硫被吸收干净,澄清石灰水变浑浊,可以证明发生反应SO2+Na2CO3=CO2+Na2SO3,则证明比酸性强;
(4)加热和的浓溶液制得,液体+液体+加热,应选择的发生装置是A;
(5)用干燥的还原CuO可制得,且需要的以生石灰和浓氨水作原料,选用D装置制氨气,通过E中碱石灰干燥,进入B中还原CuO可制得,同时获得活性铜粉,B后连C浓硫酸,除去多余的氨气,并防止外界水蒸气进入B中,故从左到右的连接顺序是DEBC;
(6)若丙同学选择固固加热装置制取,则选择氯化铵和氢氧化钙混合加热制取氨气,化学方程式为。
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