题目内容

1．实验室可以用纯净的氯气和铁粉反应制取少量氯化铁固体，其反应装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）A装置可制取氯气，反应前分液漏斗中药品为浓盐酸，圆底烧瓶中药品为二氧化锰．
（2）写出A装置中制取氯气所发生的化学方程式是MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O．
（3）装置B中盛放的试剂是饱和食盐水．
（4）装置E的作用是安全瓶，防止倒吸．
（5）装置F的作用是尾气吸收，其反应的化学方程式是2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O．

分析 （1）实验室制备氯气用的原料为浓盐酸与二氧化锰；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水；
（3）浓盐酸具有挥发性，制备的氯气中含有氯化氢，要制备纯净的氯气应除去氯化氢，结合氯化氢、氯气的溶解性选择合适的除杂剂；
（4）氯气与氢氧化钠反应，被氢氧化钠吸收，容易发生倒吸，装置E作用是防止倒吸的发生；
（5）氯气有毒，装置F中盛有氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水．

解答 解：（1）实验室制备氯气用的原料为浓盐酸与二氧化锰，所以分液漏斗中为浓盐酸，圆底烧瓶中药品为二氧化锰；
故答案为：浓盐酸；二氧化锰；
（2）二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，化学方程式：MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
故答案为：MnO2+4HCl（浓） $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O；
（3）浓盐酸具有挥发性，制备的氯气中含有氯化氢，要制备纯净的氯气应除去氯化氢，氯化氢易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度不大，所以可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，
故答案为：饱和食盐水；
（4）氯气与氢氧化钠反应，被氢氧化钠吸收，容易发生倒吸，装置E作用作为安全瓶，防止倒吸的发生；
故答案为：安全瓶，防止倒吸；
（5）氯气有毒，所以装置F的作用是尾气吸收，装置F中盛有氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，化学方程式：2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O；故答案为：尾气吸收；2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O．

点评 本题通过氯化铁的制备为载体，考查了氯气的制备、净化、收集、性质的检验等，明确氯气制备原理和氯气的性质是解题关键，题目难度不大．

练习册系列答案
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11．由化学能转变的热能或电能是人类使用的最主要的能源．
（1）在25℃、101kPa下，16g的甲醇（液）（CH3OH）完全燃烧生成CO2和液态水时放出352kJ的热量，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-704KJ/mol．
（2）化学反应中放出的热能（焓变，△H）与反应物和生成物的键能（E）有关．
已知：H2 （g）+Cl2 （g）═2HCl （g）△H=-185kJ/mol
E（H-H）=436kJ/mol       E（Cl-Cl）=243kJ/mol
则E（H-Cl）=432kJ/mol．
（3）如图是N2和H2反应生成2mol NH3过程中能量变化示意图，请计算每生成1mol NH3放出热量为：46.1kJ．
（4）纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注．已知：
2Cu（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═Cu2O（s）△H=-169kJ•mol-1，
C（s）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO（g）△H=-110.5kJ•mol-1，
2Cu（s）+O2（g）═2CuO（s）△H=-314kJ•mol-1
则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为C（s）+2CuO（s）=Cu2O（s）+CO（g）△H=+34.5kJ•mol-1．
12．化学课外兴趣小组学生在实验室里制取的乙烯中常混有少量的二氧化硫，老师启发他们并由他们自己设计了如图所示的实验装置以确认上述混合气体中有C2H4和SO2．回答下列问题：
（1）Ⅱ、Ⅳ装置可盛放的试剂是ⅡB；ⅣD
（将下列有关试剂的序号填入上面空格内）．
A．品红溶液   B．NaOH溶液   C．浓硫酸   D．酸性KMnO4溶液
（2）能说明SO2气体存在的现象是Ⅰ中品红褪色．
（3）使用装置Ⅱ的目的是除去混合气体中剩余的SO2，
写出发生在装置Ⅱ中的离子方程式：SO2+2OH-═SO32-+H2O．
（4）使用装置Ⅲ的目的是检验SO2是否除尽．
（5）确定含有乙烯的现象是Ⅲ中品红溶液不褪色，Ⅳ中酸性KMnO4溶液褪色．
9．某工厂用CaSO4、NH3、CO2制备（NH4）2SO4，其工艺流程如下．回答下列问题：

（1）硫酸铵在农业生产中的用途是（一种即可）用作肥料，写出利用该流程制备（NH4）2SO4的总化学方程：CaSO4+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+（NH4）2SO4．
（2）a和b分别是B（填序号）．
A．足量CO2、适量NH3 B．足量NH3、适量CO2
C．适量CO2、足量NH3 D．适量NH3、足量CO2
（3）上述流程中，可以循环使用的物质有CO2、NH3（写化学式）．
（4）从滤液中获得（NH4）2SO4晶体，必要的操作步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）上述流程中，有关NH3作用的说法正确的是ABD．
A．提供制备所需的氮元素   B．增大CO32-的浓度促进反应发生
C．作反应的催化剂　　　   D．生产1mol （NH4）2SO4，至少消耗2mol NH3．
16．正丁醚常用作有机反应的溶剂．实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：2CH3CH2CH2CH2OH$?_{135℃}^{浓硫酸}$（CH3CH2CH2CH2）2O+H2O，反应物和产物的相关数据如表：
相对分子质量沸点/℃密度/（g/cm3）水中的溶解性
正丁醇74117.20.8109微溶
正丁醚130142.00.7704几乎不容
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石．
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间．
③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物．
④粗产物依次用40mL水、20mL NaOH溶液和40mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙．
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11g．请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加正丁醇．
（2）加热A前，需先从b （填“a”或“b”）口向B中通入水．
（3）步骤③的目的是初步洗去浓H2SO4，振摇后静置，粗产物应上 （填“上”或“下”）口倒出．
（4）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集D （填选项字母）左右的馏分．
A．100℃B．117℃C．135℃D．142℃
（5）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A．分水器中上层液体的主要成分为正丁醇，下层液体的主要成分为水．
（6）本实验中，正丁醚的产率为34% （精确到1%）．
6．某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现：在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色．
（1）提出问题：Fe3+、Br2哪个氧化性更强？
（2）猜想：①甲同学认为氧化性：Fe3+＞Br2，故上述实验现象不是发生氧化还原反应所致，则溶液呈黄色是含Br2（填化学式，下同）所致．
②乙同学认为氧化性：Br2＞Fe3+，故上述现象是发生氧化还原反应所致，则溶液呈黄色是含Fe3+所致．
（3）设计实验并验证丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的．
供选用的试剂：a、酚酞试液  b、CCl4   c、无水酒精   d、KSCN溶液．
请你在表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到得现象．
选用试剂（填序号）实验现象
方案1
方案2
（4）结论
氧化性：Br2＞Fe3+．故在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-．
（5）实验后的思考
①根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中通入氯气，首先被氧化的离子是Fe2+．
②在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2（标准状况），溶液中有$\frac{1}{2}$的Br-被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液的物质的量浓度为1mol/L．
13．反应N2+3H2?2NH3在固定容积的密闭容器中进行并达到平衡状态，此时，c（N2）=3.5mol/L，c（H2）=11mol/L，c（NH3）=5mol/L．
求：（1）该温度下，反应的平衡常数是多少？
（2）N2和H2的起始浓度是多少？
（3）N2的转化率是多少？
（4）平衡时的压强与开始时的压强比是多少？
10．有关合成氨工业的说法中，正确的是（　　）
A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以合成氨工厂的效率都很低
B．由于氨易液化，N2、H2是循环使用，所以总体来说氨的产率很高
C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．合成氨工厂采用的压强是2×107～5×107Pa，因为在该压强下铁触媒的活性最大
11．无水氯化铝是一种重要的催化剂，工业上由Al2O3制备无水氯化铝的反应为2Al2O3（s）+6Cl2（g）$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4AlCl3（g）+3O2（g）△H＞0．下列分析错误的是（　　）
A．增大反应体系的压强，反应速率增大
B．加入碳粉，平衡向右移动，原因是碳与O2反应，降低了生成物的浓度且放出热量
C．电解熔融的Al2O3和AlCl3均能得到单质铝
D．升高温度，反应的平衡常数将增大

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