题目内容

某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹).

请按要求填空
(1)如何检查B装置的气密性
用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.
用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.

(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验.
①若在丙中加入适量水,即可制得氯水.将所得氯水分成两份,进行I、II两个实验,实验操作、现象结论如下:
实验
序号
实验操作 现象 结论
I 将氯水滴入品红溶液 溶液褪色 Cl2与水反应的产物有漂白性
II 氯水中加入NaHCO3粉末 有无色气泡产生 Cl2与水反应的产物具有较强的酸性
请你评价实验I、II的结论是否合理?若不合理,请说明理由.
实验Ⅰ结论合理,实验Ⅱ结论不合理,因为制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡;
实验Ⅰ结论合理,实验Ⅱ结论不合理,因为制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡;

②请利用上述装置设计一个简单的实验,验证C厂和B广的还原性强弱(分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论)
在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液,烧瓶中有黄绿色气体生成,试管中溶液由无色变为橙色,证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-
在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液,烧瓶中有黄绿色气体生成,试管中溶液由无色变为橙色,证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-

(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),可制得NO2并进行有关实验.
①B中发生反应的化学方程式为
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O

②欲用D装置验证NO2与水的反应(此时c处于关闭状态),其操作步骤为先关闭止水夹
ab
ab
再打开止水夹
c
c
,使烧杯中的水进入试管丁的操作是
双手紧握试管丁使试管中气体逸出,二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流于试管丁.
双手紧握试管丁使试管中气体逸出,二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流于试管丁.

③试管丁中的NO2与水充分反应后,若向试管内缓缓通入一定量的O2,直至试管全部充满水,则所得溶液中溶质的物质的量浓度是
0.045mol/L
0.045mol/L
 (气体按标准状况计算).
分析:(1)装置气密性检查的原理一般是通过压强差产生的明显现象来判断.压强差主要来自两方面:一是利用温度的变化引起气体体积变化,二是利用外力产生压强差.
(2)①根据气体的成分及其性质分析判断;
②根据氯气的实验室制法选择甲、乙仪器中的药品,根据元素周期律中同一主族元素的递变性选择丙装置中的药品,根据生成物颜色分析实验现象;
(3)①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,写出相应的反应方程式;
②根据二氧化氮溶于水形成压强差分析;
③先根据二氧化氮的体积计算硝酸的物质的量,再根据C=
n(HNO3)
V
计算溶液的浓度;
解答:解:(1)装置气密性检查的原理一般是通过压强差产生的明显现象来判断,所以用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.
故答案为:用止水夹夹住橡皮管,向长颈漏斗中加水,若试管中液面不再改变,则装置的气密性良好.
(2)①浓盐酸有挥发性,所以制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水生成盐酸,盐酸和品红溶液不反应,但和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,氯气和水反应也生成盐酸,所以实验Ⅱ无法判断是哪部分的盐酸,所以不合理.
故答案为:实验Ⅰ结论合理,实验Ⅱ结论不合理,因为制取的氯气中含有氯化氢气体,氯化氢溶于水后能与碳酸氢钠粉末反应产生气泡;
②实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,分液漏斗只能盛装液体,所以甲装浓盐酸,乙盛装二氧化锰;丙是用来检验氯气的性质,所以盛装溴化钠溶液;二氧化锰和浓盐酸反应生成黄绿色的氯气,所以会看到烧瓶中有黄绿色的气体生成;氯气和溴属于同一主族的元素,随着原子序数的增大,非金属性逐渐减弱,所以氯气能置换出溴化钠中的溴,试管内溶液由无色变为橙色,由此证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-
故答案为:在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、二氧化锰、溴化钠溶液,烧瓶中有黄绿色气体生成,试管中溶液由无色变为橙色,证明氯气的氧化性强于溴,则证明Br-的还原性强于Cl-
(3)①铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O.
故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO32+2NO2↑+2H2O.
②若二氧化氮能和水反应,则烧杯内气体的压强会减小,小于外界大气压,烧杯中的溶液会倒流于试管丁,所以先关闭止水夹 ab再打开止水夹 c,使烧杯中的水进入试管丁.
故答案为:ab;c;双手紧握试管丁使试管中气体逸出,二氧化氮与水接触后即可引发烧杯中的水倒流于试管丁.
③设容器的体积为VL,所以二氧化氮气体的物质的量为n=
VL
22.4L/mol
,二氧化氮和氧气、水反应生成硝酸,所以溶质是硝酸.
设生成硝酸的物质的量为xmol;
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4mol          4mol
VL
22.4L/mol
  xmol
x=
VL
22.4L/mol


C=
n(HNO3)
V
=
VL
22.4L/mol
VL
=0.045mol/L
故答案为:0.045mol/L.
点评:本题考查氯气的实验室制法及氯气、二氧化氮的性质,难度不大,易错题是(2)①题,注意制取氯气的反应装置中含有氯化氢杂质,会影响氯气和水反应生成的盐酸的鉴别.
练习册系列答案
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某化学兴趣小组的同学们按照下面的实验方法制备氢氧化铁胶体:首先取少量蒸馏水于洁净的烧杯中,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴滴加饱和的FeCl3溶液继续煮沸,至液体呈透明的红褐色.FeCl3+3H2O
  △  
.
 
Fe(OH)3(胶体)+3HCl
(1)判断胶体制备是否成功,可利用胶体的
丁达尔效应
丁达尔效应

(2)在做制备氢氧化铁胶体的实验时,有些同学没有按要求进行,结果没有观察到胶体,请你预测其现象并分析原因:
①甲同学没有选用饱和氯化铁溶液,而是将稀氯化铁溶液滴入沸水中,结果没有观察到
红褐色液体
红褐色液体
,其原因是
FeCl3溶液太稀,生成的Fe(OH)3太少
FeCl3溶液太稀,生成的Fe(OH)3太少

②乙同学在实验中没有使用蒸馏水,而是用自来水,结果会
生成红褐色沉淀
生成红褐色沉淀
,原因
自来水中含有电解质,胶体发生聚沉
自来水中含有电解质,胶体发生聚沉

③丙同学向沸水中滴加饱和氯化铁溶液后,长时间加热,结果会
生成红褐色沉淀
生成红褐色沉淀
,原因是
长时间加热胶体发生聚沉
长时间加热胶体发生聚沉

(3)丁同学按要求制备了Fe(OH)3胶体,但是他又向Fe(OH)3胶体中逐滴加入了稀H2SO4溶液,结果出现了一系列变化.
①先出现红褐色沉淀,原因是
电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体聚沉而产生沉淀
电解质H2SO4使Fe(OH)3胶体聚沉而产生沉淀

②随后沉淀溶解,此反应的离子方程式是
Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+═Fe3++3H2O
某化学兴趣小组的同学用如图所示实验装置进行研究,请对其方案进行完善或评价.

(1)浓硫酸和漂白粉可发生如下反应:
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4═2CaSO4+2Cl2↑+2H2O
实验室用此原理制取并收集氯气,可选用的装置组合是
BCD
BCD
(填写装置序号)
(2)将A、C、D相连,利用实验室常用方法制取并收集氯气.在C中加入适量水,即可制得氯水.将所得氯水分为两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实验,实验操作、现象、结论如下:
实验
序号
实验操作 现象 结论
将氯水滴入品红溶液 品红溶液褪色 氯气与水反应的产物有漂白性
氯水中加入碳酸氢钠粉末 有无色气体产生 氯气与水反应的产物具有酸性
判断实验Ⅰ、Ⅱ推出相应结论是否合理;若合理,无需填写理由,若不合理,请说明.
实验Ⅰ:
不合理
不合理
,理由
没有事先证明干燥的氯气无漂白性
没有事先证明干燥的氯气无漂白性
;实验Ⅱ:
不合理
不合理
,理由
新制取的氯气中含HCl气体,溶于水也能与碳酸钠溶液反应产生气体
新制取的氯气中含HCl气体,溶于水也能与碳酸钠溶液反应产生气体

(3)将A、C、D相连,可设计实验验证SO32-还原性强于Cl-.则C中发生反应的离子方程式是
SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+
SO32-+Cl2+H2O═SO42-+2Cl-+2H+
;设计实验说明C中确实发生了上述反应(简述实验步骤、现象)
取C中反应后的溶液少许,向其中电极盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
取C中反应后的溶液少许,向其中电极盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
某化学兴趣小组的同学为模拟工业制造硫酸的生产过程,设计了如图所示的装置,请根据图回答问题:

(1)装置A用来制取氧气,写出相应的化学方程式
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2

(2)燃烧炉内放一定量黄铁矿粉末,在高温条件下和A装置制出的氧气充分反应,其化学方程式为
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+8SO2
4FeS2+11O2
 高温 
.
 
2Fe2O3+8SO2
;现有含FeS260%的黄铁矿100t,如果在煅烧的过程中,S损失了18%,则可生产质量分数为98%的硫酸
82t
82t
吨.
(3)C装置为净化装置,若无该装置,将混合气体直接通入D装置,除对设备有腐蚀外,还会造成的后果是
催化剂中毒
催化剂中毒

(4)工业上利用2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)反应制备SO3,下表是在一定条件下测定的SO2的转化率,根据表格中提供的数据,请选择工业利用该反应制备SO3的温度与压强
常压、400℃~500℃
常压、400℃~500℃

压强/Mpa
转化率
温度/℃
0.1 0.5 1 10
400 99.2 99.6 99.7 99.9
500 93.5 96.9 97.8 99.3
600 73.7 85.8 89.5 96.4
(5)为检验从接触室出来的气体成分,甲同学设计如下实验:
①A中盛放的试剂是
BaCl2溶液
BaCl2溶液

②B中盛放98.3%浓硫酸的作用是
除SO3气体
除SO3气体
,乙同学提出可用饱和NaHSO3溶液代替98.3%的浓硫酸,请你判断乙同学的方案
不可行
不可行
 (填“可行”或“不可行”),说明理由
SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰
SO3与NaHSO3反应生成SO2,对实验结果造成干扰

③C中盛放的试剂是
酸性KMnO4溶液或溴水
酸性KMnO4溶液或溴水
,其作用是
检验并吸收SO2
检验并吸收SO2

(6)在硫酸工业的尾气中,SO2是主要大气污染物,必须进行净化处理,处理方法可采用过量氨气吸收,反应的离子方程式是
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+
SO2+2NH3?H2O=SO32-+2NH4+

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