高考試題
考點一常見氣體的實驗室制法
1. (2023年安徽理綜,8,6分)實驗室中某些氣體的製取、收集及尾氣處理裝置如圖所示(省略夾持和淨化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質完成相關實驗,最合理的選項是( )
解析:nh3應用向下排氣法收集,a項不合理;稀硝酸與cu反應,產物為no,且no與空氣中的o2反應,不應用排氣法收集,c項不合理;濃鹽酸與mno2在常溫下不反應,d項不合理。
答案:b
2.(2023年江蘇化學,6,2分)用下列實驗裝置進行相應實驗,能達到實驗目的的是( )
a.用圖1所示裝置除去cl2中含有的少量hcl
b.用圖2所示裝置蒸乾nh4cl飽和溶液製備nh4cl晶體
c.用圖3所示裝置製取少量純淨的co2氣體
d.用圖4所示裝置分離ccl4萃取碘水後已分層的有機層和水層
解析:氣體的除雜要保證原氣體與洗滌液不反應,由於cl2能與naoh溶液反應,a選項錯;由於nh4cl受熱易分解,所以不能蒸乾溶液,應該加熱濃縮,冷卻結晶獲得nh4cl晶體,b選項錯;圖3是簡易啟普發生器裝置,要求用塊狀固體,純鹼是粉末狀固體,使粉末漏於容器底部而無法控制反應速率,c選項錯;對於不相混溶的液體,用分液漏斗進行分離,d選項正確。
答案:d
3.(2023年福建理綜,25,15分)實驗室常用mno2與濃鹽酸反應製備cl2(反應裝置如圖所示)。
(1)製備實驗開始時,先檢查裝置氣密性,接下來的操作依次是 (填序號)。
a.往燒瓶中加入mno2粉末
b.加熱
c.往燒瓶中加入濃鹽酸
(2)製備反應會因鹽酸濃度下降而停止。為測定反應殘餘液中鹽酸的濃度,**小組同學提出的下列實驗
方案:甲方案:與足量agno3溶液反應,稱量生成的agcl質量。
乙方案:採用酸鹼中和滴定法測定。
丙方案:與已知量caco3(過量)反應,稱量剩餘的caco3質量。
丁方案:與足量zn反應,測量生成的h2體積。
繼而進行下列判斷和實驗:
①判定甲方案不可行,理由是
②進行乙方案實驗:準確量取殘餘清液稀釋一定倍數後作為試樣。
a.量取試樣20.00 ml,用0.100 0 mol·l-1naoh標準溶液滴定,消耗22.00 ml,該次滴定測的試樣中鹽酸濃度為 mol·l-1;
b.平行滴定後獲得實驗結果。
③判斷丙方案的實驗結果 (填「偏大」、「偏小」或「準確」)。
[已知:ksp(caco3)=2.8×10-9、ksp(mnco3)=2.3×10-11]
④進行丁方案實驗:裝置如圖所示(夾持器具已略去)。
(i)使y形管中的殘餘清液與鋅粒反應的正確操作是將轉移到中。
(ii)反應完畢,每間隔1分鐘讀取氣體體積,氣體體積逐次減小,直至不變。氣體體積逐次減小的原因是
排除儀器和實驗操作的影響因素)。
解析:(1)加藥順序一般是先加入固體藥品,再加入液體藥品,最後再加熱。則依次順序是acb。
(2)①加入足量的硝酸銀溶液只能求出氯離子的量,而不能求出剩餘鹽酸的濃度。
②由chclvhcl=cnaohvnaoh可得出鹽酸的濃度為0.110 0 mol/l。
③由於ksp(mnco3)m(caco3),故最終剩餘的固體質量增加,導致測得c(h+)偏小。
④使zn粒進入殘餘清液中讓其發生反應。這樣殘餘清液就可以充分反應,如果反過來,殘餘清液不可能全部轉移到左邊。反應完畢時,相同時間內則氣體體積減少,又排除了其他影響因素,只能從氣體本身角度思考,聯想到該反應是放熱的,就可能想到氣體未冷卻了。
答案:(1)acb(按序號寫出三項)
(2)①殘餘清液中,n(cl-)>n(h+)(或其他合理答案)
②0.110 0 ③偏小 ④(i)zn粒殘餘清液(按序號寫出兩項)
(ii)裝置內氣體尚未冷卻至室溫
4.(2023年天津理綜,9,18分)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:
ch3ch=ch2+co+h2ch3ch2ch2cho ch3ch2ch2ch2oh;
co的製備原理:hcoohco↑+h2o,並設計出原料氣的製備裝置(如圖)。
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製備氫氣、丙烯,寫出化學反應方程式
(2)若用以上裝置製備乾燥純淨的co,裝置中a和b的作用分別是c和d中盛裝的試劑分別是若用以上裝置製備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乾燥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,你認為應該採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℃,並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)實驗室用鋅粒和稀鹽酸製備氫氣;用2丙醇和濃硫酸共熱,消去反應製備丙烯;(2)在題給裝置中,a的作用是保持分液漏斗和燒瓶內的氣壓相等,以保證分液漏斗內的液體能順利加入燒瓶中;b主要是起安全瓶的作用,以防止倒吸;c為除去co中的酸性氣體,選用naoh溶液,d為除去co中的h2o(g),試劑選用濃硫酸;若用題給裝置製備h2,則不需要酒精燈,必須得是反應容器和滴加鹽酸的儀器,氫氣用向下排空氣法收集,注意導氣管伸入底部;(3)檢驗丙烯和少量so2、co2及水蒸氣組成的混合氣體各成分時,應首先選④無水cuso4檢驗水蒸氣,然後用⑤品紅溶液檢驗so2,並用①飽和na2so3溶液除去so2;然後用③石灰水檢驗co2,用②酸性kmno4溶液檢驗丙烯,應該先除盡so2,因為丙烯和so2都能使酸性kmno4褪色;(4)題給合成正丁醛的反應為氣體體積減小的放熱反應,為增大反應速率和提高原料氣的轉化率,選b;(5)由操作1後得到「濾液」和資訊①可知,試劑1應為nahso3飽和溶液,操作為過濾;加入乙醚時1丁醇易溶解於其中,故操作2為萃取分液;根據兩種有機物沸點的不同,操作3應為蒸餾。
答案:(1)zn+2hclzncl2+h2↑
ch3chch2↑+h2o
(3)④⑤①②③(或④⑤①③②)
(4)b (5)飽和nahso3溶液過濾萃取蒸餾
5.(2023年福建理綜,25,17分)某研究性小組借助a～d的儀器裝置完成有關實驗
【實驗一】 收集no氣體。
(1)用裝置a收集no氣體,正確的操作是 (填序號)。
a.從①口進氣,用排水法集氣
b.從①口進氣,用排空氣法集氣
c.從②口進氣,用排水法集氣
d.從②口進氣,用排空氣法集氣
【實驗二】 為了**鍍鋅薄鐵板上的鋅的質量分數w(zn)和鍍層厚度,查詢得知鋅易溶於鹼:zn+2naohna2zno2+h2↑據此,擷取面積為s的雙面鍍鋅薄鐵板試樣,剪碎、稱得質量為m1g。用固體燒鹼和水作試劑,擬出下列實驗方案並進行相關實驗。
方案甲:通過測量試樣與鹼反應生成的氫氣體積來實現**目標。
(2)選用b和 (填儀器標號)兩個裝置進行實驗。
(3)測得充分反應後生成氫氣的體積為vl(標準狀況),w(zn)= 。
(4)計算鍍層厚度,還需要的乙個物理量是 。
(5)若裝置b中的恆壓分液漏斗改為普通分液漏斗,測量結果將 (填「偏大」、「偏小」或「無影響」)。
方案乙:通過稱量試樣與鹼反應前後的質量實現**目標。選用儀器c做實驗,試樣經充分反應,濾出不溶物、洗滌、烘乾,稱得其質量為m2g。
(6)w(zn)= 。
方案丙:通過稱量試樣與鹼反應前後儀器、試樣和試劑的總質量(其差值即為h2的質量)實現**目標。實驗同樣使用儀器c。
(7)從實驗誤差角度分析,方案丙方案乙(填「優於」、「劣於」或「等同於」)。
解析:(1)no遇空氣立即被氧化,故不能用排空氣法收集,只能用排水法收集。排水時應用短進長出。
(2)方案甲:zn和fe中只有zn可以與naoh產生氣體,通過排水收集氣體,依據反應方程式即可算出zn的質量分數。所以需要的裝置有測h2的體積的d裝置。
(3)zn與h2之間量為1∶1,則n(zn)= mol,w(zn)= =
(4)有了zn的質量,如果有密度,則可以求出zn的體積,再由zn的截面積,即可求出zn的高度(厚度)。
(5)恆壓式分液漏斗產生的氣體有部分殘留在分液漏斗上方,故收集氣體少了,所以用普通分液漏斗時收集的h2多一些,則計算出的zn的量偏大。
(6)減少的質量即為zn的質量。
(7)丙方案h2逸出時會帶出部分水蒸氣造成較大誤差,再者h2質量很小,用該法測出的誤差較大。
答案:(1)c (2)d (3) (或等其他合理答案)
(4)金屬鋅的密度(或其他合理答案)
(5)偏大
(6) (或其他合理答案) (7)劣於
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