题目内容

19．在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气时，如图是某学生设计的实验装置图，请指出下述装置中的4个错误．

①使用长颈漏斗添加盐酸；     ②使用稀盐酸；
③缺少酒精灯；      ④缺少尾气处理装置
实验室制取氯气的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
因浓HCl有挥发性，制的Cl2中常混有杂质，常用饱和食盐水除HCl，用浓硫酸除水蒸气，其顺序是先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸．可用向上排空气法收集氯气．因Cl2有毒污染空气，用NaOH溶液吸收多余的氯气，反应的化学方程式为2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，用湿润的KI淀粉试纸检验，现象是试纸变蓝，有关反应的化学方程式为2KI+Cl2═2KCl+I2．

分析 本题的实验目的是制得纯净、干燥的氯气，用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备的氯气，用分液漏斗向圆底烧瓶中添加浓盐酸，制备的氯气中有挥发出来的HCl气体和水蒸气，先用饱和食盐水除去HCl气体，再用浓硫酸吸收水蒸气，由于氯气密度比较空气大，采取向上排空气法收集，氯气有毒不能直接排放到空气中，可以用氢氧化钠溶液吸收，氯气与KI反应生成碘单质，碘遇淀粉变蓝色，可以检验氯气．

解答 解：用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备的氯气，用分液漏斗向圆底烧瓶中添加浓盐酸，氯气有毒不能直接排放到空气中，可以用氢氧化钠溶液吸收，装置中的4个错误为：使用长颈漏斗添加盐酸，使用稀盐酸，缺少酒精灯，缺少尾气处理装置；
实验室制取氯气的化学方程式：MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
因浓HCl有挥发性，制的Cl2中常混有HCl与水蒸气，常用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸除去水蒸气，其顺序是先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，氯气密度比较空气大，可用向上排空气法收集氯气．因Cl2有毒污染空气，用NaOH溶液吸收多余的氯气，反应的化学方程式为2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O，用湿润的KI淀粉试纸检验，现象是试纸变蓝，有关反应的化学方程式为：2KI+Cl2═2KCl+I2，
故答案为：使用长颈漏斗添加盐酸；使用稀盐酸；缺少酒精灯；缺少尾气处理装置；
MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；HCl；水蒸气；饱和食盐水；浓硫酸；向上；NaOH溶液；2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O；蓝；2KI+Cl2═2KCl+I2．

点评 本题为考查氯气的实验室制法，熟悉实验室制取氯气的反应原理和实验过程是解题关键，注意除杂的顺序，题目难度不大．

练习册系列答案
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9．对于反应3A+B═2C，下列说法正确的是（　　）
A．某温度时，化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示，其数值都是相同的
B．其它条件不变时，升高温度，反应速率加快
C．其它条件不变时，增大压强，反应速率加快
D．若增加或减少A物质的量，反应速率一定会发生明显的变化
10．辣椒素是辣椒的活性成分，可在口腔中产生灼烧感，能够起到降血压和胆固醇的功效，进而在很大程度上预防心脏病，也能缓解肌肉关节疼痛．辣椒素酯类化合物的结构可以表示为：
（R为烃基）
其中一种辣椒素酯类化合物J的合成路线如下：

已知：
①A、B和E为同系物，其中B的相对分子质量为44，A和B核磁共振氢谱显示都有两组峰；
②化合物J的分子式为C15H22O4；
回答下列问题：
（1）G所含官能团的名称为羟基、醚键．
（2）由A和B生成C的化学方程式为（CH3）3CCHO+CH3CHO$→_{△}^{稀NaOH}$（CH3）3CCH=CHCHO+H2O．
（3）由C生成D的反应类型为加成反应，D的化学名称为4，4-二甲基-1-戊醇．
（4）由H生成I的化学方程式为．
（5）J的结构简式为．
（6）G的同分异构体中，苯环上的一氯代物只有一种的共有8种（不含立体异构），核磁共振氢谱显示2组峰的是（写结构简式）．
7．（Ⅰ）如图1所示装置中，甲、乙两个烧杯分别依次盛放200mL饱和食盐水、足量的AgNO3溶液，a、b、c、d四个电极均为石墨电极．接通电源，经过一段时间后，测得乙中d电极质量增加了2.16g．据此回答问题：

（1）电源的N端为负极；
（2）电极b上发生的电极反应为2H++2e?=H2↑；
（3）电极c上生成的气体在标准状态下的体积：0.112L；
（4）甲溶液的氢氧根离子浓度为0.1mol/L（设溶液体积仍为200mL）；
（5）欲在丙烧杯中实现铁的表面镀上一层铜，则电解质溶液为ZnCl2f电极的电极反应式为Zn2++2e-=Zn
（Ⅱ）依据反应：2Ag+（aq）+Cu（s）═Cu2+（aq）+2Ag（s）设计的原电池如图甲所示．
①电极X的材料是Cu
②在电池放电过程中，盛有饱和KCl琼脂溶胶的盐桥中，向CuSO4溶液一端扩散的离子是Cl-（填离子符号）
14．按如图装置进行实验，并回答下列问题
（1）判断装置的名称：A池为原电池B池为电解池
（2）铜极为正极，电极反应式为Cu2++2e-→Cu
（3）B装置中，C1与C2均为石墨棒，石墨棒C1为阳极，电极反应式为2Cl--2e-→Cl2↑，石墨棒C2附近发生的实验现象为电极上有气泡产生，无色溶液变红色
（4）当C2极析出224mL（标准状态）气体时，锌的质量减少0.65g．
4．全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题．
（1）地球上的能主要于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以描述分为下列三步（用“C5”表示C5H10O4，用“C3”表示C3H6O3）：
Ⅰ：H2O（l）=2H+（aq）+$\frac{1}{2}$O2（g）+2e-△H=+284kJ/mol
Ⅱ：CO2（g）+C5（s）+2H+（aq）=2C3+（s）△H=+396kJ/mol
Ⅲ：12C3+（s）+12e-=C6H12O6（葡萄糖、s）+6C5（s）+3O2（g）△H=-1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式6CO2（g）+6H2O（l）=C6H12O6（葡萄糖、s）+6O2（g）△H=+2880 kJ•mol-1．
（2）减少温室气体排放的关键是节能减排，大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标．如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定．将其插入KOH溶液，从而达到吸收CO2的目的．
①通入氧气一极的电极反应式为O2+4e-+2H2O═4OH-；
②随着电池不断放电，电解质溶液的pH减小（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③通常情况下，甲烷燃料电池的能量利用率大于（填大于、小于或等于）甲烷燃烧的能量利用率．
11．火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）?二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响?对燃煤废气进行脱硝?脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保?节能减排?废物利用等目的?
（1）脱硝?利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ/mol则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-867 kJ/mol?
（2）脱碳?将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同?容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO2转化为甲醇的反应热△H3＜0（填“＞”?“＜”或“=”），该反应的平衡常数表达式为$\frac{C（C{H}_{3}OH）×C（{H}_{2}O）}{C（C{O}_{2}）{C}^{3}（{H}_{2}）}$?
②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应?测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图2所示，试回答：
0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/（L•min）?第10min后，若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数变大 （填“变大”?“减少”或“不变”）?
（3）脱硫?
①有学者想利用如图3所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料．A?B是惰性电极，A极的电极反应式为：SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+．
②某种脱硫工艺中将废气处理后，与一定量的氨气?空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物，可作为化肥?常温下，向一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的氨水溶液，使溶液中的NO3-和NH4+的物质的量浓度相等，则溶液的pH=7（填写“＞”“=”或“＜”）?
8．如图蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2O$?_{充电}^{放电}$Fe（OH）2+Ni（OH）2
①若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是A（填序号）
A．NiO2 B．Fe C．Fe（OH）2 D．Ni（OH）2
②该电池放电时，正极附近溶液的pH增大（填增大、减小、不变）
③放电时该电池的正极电极反应式NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-．
9．现有一包氯化钠固体，其中混有少量的硫酸钠和氯化镁，可通过以下实验除去杂质得到纯净的氯化钠．请将正确合理的操作顺序填入括号中，并简要回答（1）～（3）题．
③在溶液中加入稍过量的碳酸钠溶液，然后过滤．
②加入稍过量的氯化钡溶液，然后过滤．
⑤在滤液中加入稀盐酸至溶液呈中性．
①将混有杂质的氯化钠完全溶解于水．
⑥蒸发结晶．
④在滤液中加入稍过量的氢氧化钠溶液，然后过滤．
（1）为什么要加入稍过量的碳酸钠溶液？为了除去溶液中多余的钡离子．
（2）为什么要加入稀盐酸至溶液呈中性？为了除去过量的碳酸根和氢氧根．
（3）写出上述两步骤中的有关化学方程式Na2CO3+BaCl2═BaCO3↓+2NaCl，
Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O，
NaOH+HCl═NaCl+H2O．

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