1、氫化鈣固體登山運動員常用的能源提供劑。某興趣小組長擬選用如下裝置制備氫化鈣。 請回答下列問題: (1)請選擇必要的裝置,按氣流方向連接順序為________(填儀器接口的字母編號) (2)根據完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:檢查裝置氣密性后,裝入藥品;打開分液漏斗活塞_________(請按正確的順序填入下列步驟的標號)。 A.加熱反應一段時間 B.收集氣體并檢驗其純度 C.關閉分液漏斗活塞 D.停止加熱,充分冷卻 (3)實驗結束后,某同學取少量產物,小心加入水中,觀察到有氣泡冒出,溶液中加入酚酞后顯紅色,該同學據此判斷,上述實驗確有CaH2生成。 ① 寫出CaH2與水反應的化學方程式 ___________________ ②該同學的判斷不正確,原因是_________________ (4)請你設計一個實驗,用化學方法區分鈣與氫化鈣,寫出實驗簡要步驟及觀察到的現象___________。 (5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑,與氫氣相比,其優點是____________。 解析:(1)鈣屬于極活潑的金屬,極易與水反應生成氫氧化鈣和氫氣,而制備的氫氣中會混有水蒸氣和氯化氫,所以在與鈣化合之前需要除雜和干燥,分別選用試劑是氫氧化鈉和濃硫酸;同時為防止空氣中水蒸氣進入,最后還需要連接干燥管,所以正確的順序為:i→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a; (2)由于多余的氫氣需要燃燒反應掉,所以應該先收集一部分氣體并檢驗其純度,反應結束后還需要使氫化鈣在氫氣的氛圍中冷卻,所以應該最后關閉分液漏斗活塞,因此正確的順序為BADC; (3)氫化鈣中H顯-1價,極易與水反應生成氫氧化鈣和氫氣,方程式為:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;因為金屬鈣與水反應也會生成氫氧化鈣和氫氣,同樣會出現上述現象,所以該同學的判斷不正確。 (4)由于氫化鈣中含有氫元素,因此氫化鈣的燃燒產物有水,所以可以利于無水硫酸銅進行檢驗其燃燒產物。 (5)氫氣是氣體不方便攜帶,而氫化鈣是固體,便于攜帶。 2、某研究性學習小組為合成1-丁醇,查閱資料得知一條合成路線: CO的制備原理:HCOOHCO↑+H2O,并設計出原料氣的制備裝置(如下圖) 請填寫下列空白: (1)實驗室現有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2-丙醇,從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫出化學方程式: , 。 (2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO,裝置中a和b的作用分別是 , ; C和d中承裝的試劑分別是 , 。若用以上裝置制備H2, 氣體發生裝置中必需的玻璃儀器名稱是 ;在虛線框內畫出收集干燥H2的裝置圖。 (3)制丙烯時,還產生少量SO2、CO2及水蒸氣,該小組用以下試劑檢驗這四種氣體,混合氣體通過試劑的順序是________________(填序號) ①飽和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④無水CuSO4 ⑤品紅溶液 (4)合成正丁醛的反應為正向放熱的可逆反應,為增大反應速率和提高原料氣的轉化率,你認為應該采用的適宜反應條件是______________。 a. 低溫、高壓、催化劑 b. 適當的溫度、高壓、催化劑 c. 常溫、常壓、催化劑 d. 適當的溫度、常壓、催化劑 (5)正丁醛經催化劑加氫得到含少量正丁醛的1—丁醇粗品,為純化1—丁醇,該小組查閱文獻得知:①R—CHO+NaHSO3(飽和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸點:乙醚34℃,1—丁醇118℃,并設計出如下提純路線: 試劑1為_________,操作1為________,操作2為_______,操作3為_______。 解析:(1)氫氣可用活潑金屬鋅與非氧化性酸鹽酸通過置換反應制備,氧化性酸如硝酸和濃硫酸與鋅反應不能產生氫氣,方程式為Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;2-丙醇通過消去反應即到達丙烯,方程式為: (CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O; (2)甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO,由于甲酸易揮發,產生的CO中必然會混有甲酸,所以在收集之前需要除去甲酸,可以利用NaOH溶液吸收甲酸。又因為甲酸易溶于水,所以必需防止液體倒流,即b的作用是防止倒吸,最后通過濃硫酸干燥CO。為了使產生的氣體能順利的從發生裝置中排出,就必需保持壓強一致,因此a的作用是保持恒壓;若用以上裝置制備氫氣,就不再需要加熱,所以此時發生裝置中的玻璃儀器名稱是分液漏斗和蒸餾燒瓶;氫氣密度小于空氣的,因此要收集干燥的氫氣,就只能用向下排空氣法,而不能用排水法收集; (3)檢驗丙烯可以用酸性KMnO4溶液,檢驗SO2可以用酸性KMnO4溶液褪色、品紅溶液或石灰水,檢驗CO2可以石灰水,檢驗水蒸氣可以無水CuSO4,所以在檢驗這四種氣體必需考慮試劑的選擇和順序。只要通過溶液,就會產生水蒸氣,因此先檢驗水蒸氣;然后檢驗SO2并在檢驗之后除去SO2,除SO2可以用飽和Na2SO3溶液,最后檢驗CO2和丙烯,因此順序為④⑤①②③(或④⑤①③②); (4)由于反應是一個體積減小的可逆反應,所以采用高壓,有利于增大反應速率和提高原料氣的轉化率;正向反應是放熱反應,雖然低溫有利于提高原料氣的轉化率,但不利于增大反應速率,因此要采用適當的溫度;催化劑不能提高原料氣的轉化率,但有利于增大反應速率,縮短到達平衡所需要的時間,故正確所選項是b; (5)粗品中含有正丁醛,根據所給的信息利用飽和NaHSO3溶液形成沉淀,然后通過過濾即可除去;由于飽和NaHSO3溶液是過量的,所以加入乙醚的目的是萃取溶液中的1—丁醇。因為1—丁醇,和乙醚的沸點相差很大,因此可以利用蒸餾將其分離開。 答案:(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;(CH3)2CHOHCH2=CHCH3↑+H2O; (2)恒壓 防倒吸 NaOH溶液 濃硫酸 分液漏斗 蒸餾燒瓶 (3)④⑤①②③(或④⑤①③②); (4)b (5)飽和NaHSO3溶液 過濾 萃取 蒸餾 3、(1)下圖是用KMnO4 與濃鹽酸反應制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是:B__________;c___________;D__________; (2)在實驗室欲制取適量NO氣體。 ①下圖中最適合完成該實驗的簡易裝置是_________(填序號); ②根據所選的裝置完成下表(不需要的可不填):
③簡單描述應觀察到的實驗現象________________________________________。 答案:(1)向上排氣收集氯氣 安全作用,防止D中的液體倒吸進入集氣管B中 吸收尾氣,防止氯氣擴散到空氣中污染環境 (2)①I ②
③反應開始時,A中銅表面出現無色小氣泡,反應速率逐漸加快;A管上部空間由無色逐漸變為淺棕紅色,隨反應的進行又逐漸變為無色;A中的液體由無色變為淺藍色;B中的水面逐漸下降,B管中的水逐漸流入燒杯C中。 4、實驗室可用氯氣與金屬鐵反應制備無水三氯化鐵,該化合物是棕紅色、易潮解,100℃左右時升華。下圖是兩個學生設計的實驗裝置、左邊的反應裝置相同,而右邊的產品收集裝置則不同,分別如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示。試回答: (1)B中反應的化學方程式為:______________________________________; (2)D中的反應開始前,需排除裝置中的空氣,應采取的方法是______________________。 (3)D中反應化學方程式為:________________________________。 (4)裝置(Ⅰ)的主要缺點是:__________________________________ 。 (5)裝置(Ⅱ)的主要缺點是:_____________________________。如果選用此裝置來完成實驗,則必須采取的改進措施是:_____________________________。 4. (1) 或 (2)B中的反應進行一段時間后,看到共綠色氣體充滿裝置,再開始加熱D (3分) (3) (4)導管易被產品堵塞,尾氣排入空氣,易造成環境污染 (2分) (5)產品易受潮解 (2分) 在瓶E和F之間連接裝有干燥劑的裝置 (2) (其他既能防止產品潮解又能防止尾氣污染環境的合理答案均給分) 5、如圖所示,集氣瓶內充滿某混合氣體,置于光亮處,將滴管內的 水擠入集氣瓶后,燒杯中的水會進入集氣瓶,集氣瓶氣體是 ① CO、O2 ② Cl2、CH4 ③ NO2、O2 ④ N2、H2 A.①② B.②④ C.③④ D.②③ 5、D 6、大氣壓強對許多物理實驗和化學實驗有著重要影響。 Ⅱ.(20分)制取氨氣并完成噴泉實驗(圖中夾持裝置均已略去)。 (1)寫出實驗室制取氨氣前化學方程式: 。 (2)收集氨氣應使用 法,要得到干燥的氨氣可選用 做干燥劑。 (3)用圖1裝置進行噴泉實驗,上部燒瓶已裝滿干燥氨氣,引發水上噴的操作是 。該實驗的原理是 。 (4)如果只提供如圖2的裝置,請說明引發噴泉的方法。 (1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O (2)向下排空氣 堿石灰 (3)打開止水夾,擠出膠頭滴管中的水。 氫氣極易溶解于水,致使燒瓶內氣體壓強迅速減小。 (4)打開夾子,用手(或熱毛巾等)將燒瓶捂熱,氫氣受熱膨脹,趕出玻璃導管內的空氣,氨氣與水接觸,即發生噴泉。 7、用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 方法一:用不含Fe3_的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應制備。 (1)用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時還需加入_________。 (2)除去蒸餾水中溶解的O2常采用_____的方法。 (3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是_________。 方法二:在如圖裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。 (1)在試管Ⅰ里加入的試劑是___________。 (2)在試管Ⅱ里加入的試劑是___________。 (3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑,打開止水夾,塞緊塞子后的實驗步驟是______________。 (4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色,其理由是______。 方法一 (1)稀H2SO4 鐵屑 (2)煮沸 (3)避免生成的 Fe(OH)2沉淀接觸O2 方法二 (1)稀 H2SO4 鐵屑 (2)NaOH溶液 (3)檢驗試管Ⅱ出口處排出的氫氣的純度。當排出的H2純凈時,再夾緊止水夾。 (4)試管Ⅰ中反應生成的H2充滿了試管Ⅰ和試管Ⅱ,且外界空氣不容易進入。 8、根據下圖及描述,回答下列問題: (1)關閉圖A裝置中的止水夾a后,從長頸漏斗向試管中注入一定量的水,靜置后如圖所示。試判斷:A裝置是否漏氣?(填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”) ,判斷理由: 。 (2)關閉圖B裝置中的止水夾a后,開啟活塞b,水不斷往下滴,直至企部流入燒瓶。試判斷:B裝置是否漏氣?(填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”) , 判斷理由: 。 (1)不漏氣 由于不漏氣,加水后試管內氣體體積減小,導致壓強增大,長頸漏斗內的水面高出試管內的水面。 (2)無法確定 由于分液漏斗和燒瓶間有橡皮管相連,使分液漏斗中液面上方和燒瓶中液面上方的壓強相同,無論裝置是否漏氣,都不影響分液漏斗中的液體滴入燒瓶。 9、已知某純堿試樣中含有NaCl雜質,為測定試樣中純堿的質量分數,可用下圖中的裝置進行實驗。 主要實驗步驟如下:①按圖組裝儀器,并檢查裝置的氣密性 ②將ag試樣放入錐形瓶中,加適量蒸餾水溶解,得到試樣溶液 ③稱量盛有堿石灰的U型管的質量,得到bg ④從分液漏斗滴入6mol·L-1的硫酸,直到不再產生氣體時為止 ⑤從導管A處緩緩鼓入一定量的空氣 ⑥再次稱量盛有堿石灰的U型管的質量,得到cg ⑦重復步驟⑤和⑥的操作,直到U型管的質量基本不變,為dg 請填空和回答問題: (1)在用托盤天平稱量樣品時,如果天平的指針向左偏轉,說明 (2)裝置中干燥管B的作用是 (3)如果將分液漏斗中的硫酸換成濃度相同的鹽酸,測試的結果 (填高、偏低或不變) (4)步驟⑤的目的是 (5)步驟⑦的目的是 (6)該試樣中純堿的質量分數的計算式為 (7)還可以用其他實驗方法測定試樣中純堿的質量分數。請簡述一種不同的實驗法。 (1)樣品重,砝碼輕(2)防止空氣中的CO2和水氣進入U型管中(3)偏高(4)把反應產生的CO2全部導入U型管中(5)判斷反應產生的CO2是否全部排出,并被U型管中的堿石灰吸收(6) 10、以下各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收易溶性氣體,而且能防止倒吸的是 A B C D 19、BD 11、在下圖裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a,將滴管中的液體b擠入燒瓶內,輕輕振蕩燒瓶,然后打開彈簧夾f,燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿燒瓶. 則a和b分別是 ( ) 11.B,D 12、在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應,可以得到鐵的氧化物.該氧化物又可以經過此反應的逆反應,生成顆粒很細的鐵粉.這種鐵粉具有很高的反應活性,在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒,所以俗稱'引火鐵'.請分別用下圖中示意的兩套儀器裝置,制取上述鐵的氧化物和'引火鐵'.實驗中必須使用普通鐵粉和6摩/升鹽酸,其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去). 填寫下列空白: (1)實驗進行時試管A中應加入的試劑是___________;燒瓶B的作用是_____________________________________________;燒瓶C的作用是____________________________________________;在試管D中收集得到的是______________________. (2)實驗時,U型管G中應加入的試劑是______________________;長頸漏斗H中應加入____________________________. (3)兩套裝置中,在實驗時需要加熱的儀器是__________(填該儀器對應的字母) . (4)燒瓶I中發生的反應有時要加入少量硫酸銅溶液,其目的是_________________. (5)試管E中發生反應的化學方程式是_______________________________________. (6)為了安全,在E管中的反應發生前,在F出口處必須______________________;E管中的反應開始后,在F出口處應_____________________________________. (1)普通鐵粉(或鐵粉),作為水蒸氣發生器(或用來產生水蒸氣);防止水倒吸(或用作安全瓶);氫氣(每空1分,共4分) (2)固體NaOH(或堿石灰、CaO等堿性固體干燥劑);6摩/升HCl (每空1分,共2分)注:G中如填寫酸性干燥劑或液體干燥劑,則此空不給分. (3)A、B、E (必須全對給1分,錯、漏1個即不給分) (4)加快氫氣產生的速度(1分) (6)檢驗氫氣的純度(1分) 點燃氫氣(2分) 13、某學生利用氯酸鉀分解制氧氣的反應,測定氧氣的摩爾質量。實驗步驟如下: ①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準確稱量,質量為a g。 ②裝好實驗裝置。 ③檢查裝置氣密性。 ④加熱,開始反應,直到產生一定量的氣體。 ⑤停止加熱(如圖,導管出口高于液面)。 ⑥測量收集到氣體的體積。 ⑦準確稱量試管和殘留物的質量為b g。 ⑧測量實驗室的溫度。 ⑨把殘留物倒入指定的容器中,洗凈儀器,放回原處,把實驗桌面收拾干凈。 ⑩處理實驗數據,求出氧氣的摩爾質量。 回答下列問題: (1)如何檢查裝置的氣密性?___________________________________。 (2)以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟;①調整量筒內外液面高度使之相同;②使試管和量筒內的氣體都冷卻至室溫;③讀取量筒內氣體的體積。這三步操作的正確順序是:________(請填寫步驟代號) (3)測量收集到氣體體積時,如何使量筒內外液面的高度相同?____________。 (4)如果實驗中得到的氧氣體積是c L(25 ℃、1.01×l05 Pa),水蒸氣的影響忽略不計,氧氣的摩爾質量的計算式為(含a、b、c,不必化簡):M(O2)= ____________。 (1)將導管的出口浸入水槽的水中,手握住試管,有氣泡從導管口逸出,放開手后,有少量水進入導管,表明裝置不漏氣。(3分) (2)②①③(3分) (3)慢慢將量筒下移(3分) (4) |
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