- 反应条件及设备的选择
- 共189题
实验室常用饱和NaNO2和NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气．反应式为：
NaNO2+NH4Cl═NaCl+N2↑+2H2O↑+Q，实验装置如下图示，试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是______．
（2）B部分的作用是______．干燥管内装有______，作用是______．
（3）加热前必须进行一个操作步聚是：______；加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是：______．
（4）收集N2前必须进行的步聚是：______；收集N2最适宜的方法是______．
正确答案
解：（1）装置中A部分中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管能使烧瓶与分液漏斗中压强保持一致，分液漏斗的液柱差使NaNO2饱和溶液易于滴下，
故答案为：使NaNO2饱和溶液容易滴下；
（2）B中装有冰盐，利用热交换，可起到冷凝水蒸气的作用，干燥管内装有固体干燥剂，可用碱石灰进行干燥，作用是吸收氮气中未被冷凝的水蒸气，
故答案为：冷凝；碱石灰；吸收水蒸气；
（3）该反应为制取氮气的反应，所以需装置不漏气，实验前需检查装置的气密性，方法是关闭分液漏斗下端活塞并将导管连接长导管后置于水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯后导管内有一段水柱，则装置气密性好；反之，则装置气密性不好，NaNO2+NH4Cl═NaCl+N2↑+2H2O↑+Q，+Q说明该反应为放热反应，所以加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，
故答案为：检查装置气密性；该反应为放热反应；
（4）制取纯净的氮气，不能混有其它气体，装置内有残留的空气，所以需排尽装置内空气，收集干燥的氮气用排空气法收集，
故答案为：排尽装置内空气；用排气法收集在气球或塑料袋中；
解析
解：（1）装置中A部分中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接导管能使烧瓶与分液漏斗中压强保持一致，分液漏斗的液柱差使NaNO2饱和溶液易于滴下，
故答案为：使NaNO2饱和溶液容易滴下；
（2）B中装有冰盐，利用热交换，可起到冷凝水蒸气的作用，干燥管内装有固体干燥剂，可用碱石灰进行干燥，作用是吸收氮气中未被冷凝的水蒸气，
故答案为：冷凝；碱石灰；吸收水蒸气；
（3）该反应为制取氮气的反应，所以需装置不漏气，实验前需检查装置的气密性，方法是关闭分液漏斗下端活塞并将导管连接长导管后置于水中，用酒精灯微热圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，撤掉酒精灯后导管内有一段水柱，则装置气密性好；反之，则装置气密性不好，NaNO2+NH4Cl═NaCl+N2↑+2H2O↑+Q，+Q说明该反应为放热反应，所以加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，
故答案为：检查装置气密性；该反应为放热反应；
（4）制取纯净的氮气，不能混有其它气体，装置内有残留的空气，所以需排尽装置内空气，收集干燥的氮气用排空气法收集，
故答案为：排尽装置内空气；用排气法收集在气球或塑料袋中；
下面是某课外活动小组在实验室模拟沼气池发酵制取沼气，收集较纯净的甲烷并测定产生甲烷体积的实验．如图，甲瓶是产生沼气的发酵瓶，将堆沤过的牛、马粪按比例均匀拌人沼气菌种，放进发酵瓶甲内并加满水；乙瓶中充满水；丙瓶内盛有X溶液；丁为量筒．
（1）按实验要求，将四个装置a～f各个导管口连接起来，其正确的顺序是a→______→______→______→______→______（填接口序号）．
（2）丙瓶内盛有的X溶液为______（填序号）．
A．浓氨水 B．NaOH溶液 C．CuSO4溶液 D．盐酸
（3）若要验证CH4中含有H2S气体，要在甲装置后增加一个洗气瓶装置，该装置中的试剂可能是______（填序号）．
A．浓氨水 B．NaOH溶液 C．CuSO4溶液 D．盐酸
（4）若取1molCH4作与Cl2 反应的实验，待甲烷充分反应后测得四种有机取代物的物质的量相等，则消耗的Cl2 为______mol．
正确答案
解：（1）从题目所给实验装置可知，甲装置产生甲烷，甲烷中混有CO2、H2S等酸性杂质气体，可用碱液除杂（长进短出），然后用装置乙排水（短进长出）、量水，利用量筒中水的体积计算甲烷的体积，因此按实验要求，将四个装置a～f各个导管口连接起来，其正确的顺序是a→d→e→c→b→f，
故答案为：d；e；c；b；f；
（2）丙瓶内盛有的X溶液为碱性溶液，浓氨水易挥发出氨气，因此该溶液为NaOH溶液，故选B；
（3）要验证CH4中含有H2S气体，选取的试剂与甲烷不反应，但能和H2S反应，并有明显的现象，浓氨水和NaOH溶液能和H2S反应，但没有明显现象，盐酸和H2S不反应，CuSO4溶液和H2S反应生成CuS沉淀，故选C；
（4）1mol甲烷完全与氯气发生取代反应，若生成相同物质的量的四种取代物，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气，生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气，生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol，所以总共消耗氯气的物质的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol，
故答案为：2.5．
解析
解：（1）从题目所给实验装置可知，甲装置产生甲烷，甲烷中混有CO2、H2S等酸性杂质气体，可用碱液除杂（长进短出），然后用装置乙排水（短进长出）、量水，利用量筒中水的体积计算甲烷的体积，因此按实验要求，将四个装置a～f各个导管口连接起来，其正确的顺序是a→d→e→c→b→f，
故答案为：d；e；c；b；f；
（2）丙瓶内盛有的X溶液为碱性溶液，浓氨水易挥发出氨气，因此该溶液为NaOH溶液，故选B；
（3）要验证CH4中含有H2S气体，选取的试剂与甲烷不反应，但能和H2S反应，并有明显的现象，浓氨水和NaOH溶液能和H2S反应，但没有明显现象，盐酸和H2S不反应，CuSO4溶液和H2S反应生成CuS沉淀，故选C；
（4）1mol甲烷完全与氯气发生取代反应，若生成相同物质的量的四种取代物，所以每种取代物的物质的量是0.25mol，甲烷和氯气的取代反应中，被取代的氢原子的物质的量与氯气的物质的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯气0.25mol氯气，生成0.25mol二氯甲烷需要氯气0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯气0.75mol氯气，生成0.25mol四氯化碳需要氯气1mol，所以总共消耗氯气的物质的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol，
故答案为：2.5．
实验室用KClO3和MnO2来制取O2，要进行以下操作：①向试管中加入药品；②加热试管；③检查装置的气密性；④用带有导管的橡皮塞塞紧试管；⑤将装置固定在铁架台上；⑥将导管口伸入水槽里装满水的倒立的集气瓶中．其中正确的操作顺序是（ ）
正确答案
解析
解：根据实验室制取氧气的装置操作步骤：应先连接装置，所以选④用带有导管的橡皮塞塞紧试管；装置不能漏气所以选③检查装置的气密性；需加药品所以选①向试管中加入药品；根据酒精灯外焰的高度确定试管的高度，所以选⑤将装置固定在铁架台上；需加热反应，反应一段时间排出空气所以选②加热试管；用排水法收集所以选⑥将导管口伸入水槽里装满水的倒立的集气瓶中；所以正确的顺序为④③①⑤②⑥，
故选C．
用H2C2O4•2H2O滴加浓H2SO4制备CO，通入灼热的铁的氧化物粉末中，做炼铁实验．但此法制备的CO中含有其他气体，必须除去．现有下列装置：
根据题目要求，回答下列问题：
（1）写出H2C2O4•2H2O在浓硫酸催化作用下制备CO的化学方程式．______；
（2）用a～h表示连接顺序，正确顺序为：
a→______→______→______→______→______→______→______→i
（3）用A～F正确表示下面实验操作的先后顺序：______．
A．点燃甲装置的酒精灯，打开分液漏斗，调节浓硫酸的滴速．
B．点燃乙装置中的酒精灯，加热氧化铁．
C．检查整套装置的气密性．
D．将导管口i处的尾气验纯后，点燃加以处理．
E．待乙装置玻璃管内的Fe2O3完全变黑时，熄灭乙装置中的酒精灯．
F．关好甲装置中分液漏斗的开关后，再熄灭该装置中的酒精灯．
（4）空洗气瓶的作用是______
（5）假设乙中所装为铁氧化物的混合物，可能是FeO、Fe2O3、Fe3O4的任意组合，现取a克混合物充分反应后，质量减轻了8a/29克，通过计算确定该混合物中三种氧化物的物质的量的关系为______．
正确答案
解：（1）草酸晶体在浓硫酸作催化剂、加热的条件下，发生分解反应，根据碳元素的化合价变化可知，除生成一氧化碳外还有二氧化碳生成，反应方程式为
H2C2O4•2H2O
故答案为：H2C2O4•2H2O
（2）得到纯净干燥的一氧化碳应先除去二氧化碳后干燥，除去二氧化碳要防止溶液倒吸，所以装置的连接顺序为a接d；e 接g；f 接c； b 接h，
故答案为：d e g f c b h；
（3）制备气体要先检验装置的气密性，然后加料制备CO并用CO排尽装置难度空气，CO有毒，污染空气，验纯后，点燃处理，再进行用CO炼铁实验，使用结束，为防止铁被氧化，冷却后，停止通CO．所以操作步骤顺序为CADBEF，故答案为：CADBEF；
（4）除去二氧化碳要防止溶液倒吸，进入乙装置的气体应干燥，所以空洗气瓶的作用是防倒吸，
故答案为：防倒吸；
（5）ag铁氧化物的混合物所含铁原子的质量为（a-
所以混合物中n（Fe）：n（O）=
由于Fe3O4中铁原子与氧原子的个数比为3：4，只要FeO与Fe2O3保证混合铁原子与氧原子的个数比为3：4，即可，与Fe3O4任意含量无关，
令n（FeO）为x，n（Fe2O3）为y，所以有（x+2y）：（x+3y）=3：4，即x：y=1：1，
且满足三者质量之和为ag，即72n（FeO）+160n（Fe2O3）+232n（Fe3O4）=a
故答案为：n（FeO）：n（Fe2O3）=1：1，n（Fe3O4）≥0；72n（FeO）+160n（Fe2O3）+232n（Fe3O4）=a．
解析
解：（1）草酸晶体在浓硫酸作催化剂、加热的条件下，发生分解反应，根据碳元素的化合价变化可知，除生成一氧化碳外还有二氧化碳生成，反应方程式为
H2C2O4•2H2O
故答案为：H2C2O4•2H2O
（2）得到纯净干燥的一氧化碳应先除去二氧化碳后干燥，除去二氧化碳要防止溶液倒吸，所以装置的连接顺序为a接d；e 接g；f 接c； b 接h，
故答案为：d e g f c b h；
（3）制备气体要先检验装置的气密性，然后加料制备CO并用CO排尽装置难度空气，CO有毒，污染空气，验纯后，点燃处理，再进行用CO炼铁实验，使用结束，为防止铁被氧化，冷却后，停止通CO．所以操作步骤顺序为CADBEF，故答案为：CADBEF；
（4）除去二氧化碳要防止溶液倒吸，进入乙装置的气体应干燥，所以空洗气瓶的作用是防倒吸，
故答案为：防倒吸；
（5）ag铁氧化物的混合物所含铁原子的质量为（a-
所以混合物中n（Fe）：n（O）=
由于Fe3O4中铁原子与氧原子的个数比为3：4，只要FeO与Fe2O3保证混合铁原子与氧原子的个数比为3：4，即可，与Fe3O4任意含量无关，
令n（FeO）为x，n（Fe2O3）为y，所以有（x+2y）：（x+3y）=3：4，即x：y=1：1，
且满足三者质量之和为ag，即72n（FeO）+160n（Fe2O3）+232n（Fe3O4）=a
故答案为：n（FeO）：n（Fe2O3）=1：1，n（Fe3O4）≥0；72n（FeO）+160n（Fe2O3）+232n（Fe3O4）=a．
实验室制取下列气体的方法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．实验室中用二氧化锰和浓盐酸加热来制取氯气，原理是：MnO2+4HCl
B．二氧化碳密度比空气大，可用向上排空气法收集，实验室通常用稀盐酸与大理石（或石灰石）反应制取二氧化碳，CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；稀硫酸和石灰石反应，生成硫酸钙，微溶于水的硫酸钙覆盖在石灰石的表面，阻碍反应进一步进行，故B错误；
C．氨气的密度比空气小，可用向下排空气法收集，实验室用氯化铵和熟石灰反应制取氨气，即碱与盐反应生成新碱和新盐，化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2
D．铜粉加入浓硝酸中4HNO3（浓）+Cu=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，不能用排水法收集，故D错误；
故选C．
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