主題3物質(zhì)的制備

1.(2022年海南中學(xué)月考)下列氣體中,可用如圖所示裝置干燥、收集及處理尾氣的是()。①H2②HCl③NH3④Cl2⑤SO2⑥H2S⑦NOA.①②④ B.③④⑤ C.②④⑤ D.②⑥⑦【答案】C【解析】干燥劑是濃硫酸,不能干燥具有較強(qiáng)還原性的氣體和堿性氣體,即H2S、NH3不能用濃硫酸干燥。氣體收集采用的是向上排空氣法,H2不能用向上排空氣法收集;NO易與空氣中氧氣反應(yīng),不能用排空氣法收集。HCl、Cl2、SO2不與濃硫酸反應(yīng),密度比空氣大,且均能被NaOH溶液吸收。2.(2022年江蘇泰州中學(xué)模擬)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理或?qū)嶒?yàn)操作正確的是()。A.用裝置甲收集SO2并驗(yàn)證其漂白性B.用裝置乙驗(yàn)證氯氣與AgNO3溶液反應(yīng)有白色沉淀生成C.用NaOH溶液除去苯中混有的少量苯酚,反應(yīng)后分液D.用澄清石灰水鑒別蘇打溶液和小蘇打溶液【答案】C【解析】二氧化硫使酸性高錳酸鉀溶液褪色體現(xiàn)其還原性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;HCl易揮發(fā),應(yīng)除盡HCl后再通入AgNO3溶液中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NaOH溶液與苯酚反應(yīng)生成苯酚鈉,苯酚鈉溶于水,苯不溶于水,可通過(guò)分液進(jìn)行分離,故C項(xiàng)正確;Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH、2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,都出現(xiàn)白色沉淀,用澄清石灰水無(wú)法鑒別二者,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.(2022年山東濰坊模擬)下列儀器和裝置,用橡膠管經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單連接,可制備、收集多種純凈、干燥的氣體(要考慮污染性氣體的尾氣吸收)。下列關(guān)于這些裝置的連接,正確的是()。A.制備并收集Cl2:a→f→c→e→dB.制備并收集H2:b→c→gC.制備并收集CO2:b→d→eD.制備并收集NH3:b→d→e→c【答案】A【解析】用排水法收集不到干燥的氣體,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2不能用堿石灰干燥,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于氨氣極易與濃硫酸反應(yīng),吸收尾氣時(shí)導(dǎo)管插入液面下易發(fā)生倒吸,且收集NH3時(shí)不能用向上排空氣法,D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.(2022年山東臨沂高三月考)依據(jù)反應(yīng)NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl制備碳酸氫鈉,下列實(shí)驗(yàn)裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)。A.用裝置甲制取氨氣B.用裝置乙制取二氧化碳C.用裝置丙制取碳酸氫鈉D.用裝置丁分離碳酸氫鈉與母液【答案】D【解析】加熱固體NH4Cl分解產(chǎn)生HCl和NH3,這兩種氣體在試管口處遇冷又重新化合生成NH4Cl固體,因此不能用于制取氨氣,A項(xiàng)錯(cuò)誤;稀硫酸和碳酸鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣屬于微溶物,覆蓋在CaCO3表面,會(huì)阻止進(jìn)一步反應(yīng),應(yīng)該用稀鹽酸和碳酸鈣制取二氧化碳,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氨氣極易溶于水,為防止倒吸要有緩沖裝置,通入氨氣的裝置要使用球形干燥管,能防止倒吸,而通CO2氣體不需要緩沖裝置,C項(xiàng)錯(cuò)誤。5.(2022年山西晉中高三適應(yīng)性考試)氫化鋰(LiH)在干燥的空氣中能穩(wěn)定存在,遇水或酸劇烈反應(yīng),能夠引起燃燒。某化學(xué)科研小組準(zhǔn)備使用下列裝置制備LiH固體。下列說(shuō)法正確的是()。A.上述儀器裝置按氣流從左到右連接順序:e接d,c接f,g接aB.實(shí)驗(yàn)中所用的金屬鋰保存在煤油中C.在加熱D處的石英管之前,應(yīng)先通入一段時(shí)間氫氣,排盡裝置內(nèi)的空氣D.干燥管中的堿石灰可以用無(wú)水CaCl2代替【答案】C【解析】氫氣和鋰發(fā)生反應(yīng)生成LiH,LiH在干燥的空氣中能穩(wěn)定存在,遇水或酸能夠引起燃燒,所以氫氣必須干燥、純凈。利用裝置C制備氫氣,用裝置A中的堿石灰除去氫氣中的氯化氫和水蒸氣,通入裝置D中加熱和鋰反應(yīng)生成氫化鋰,最后連接裝置B,防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置D,裝置連接順序:e接a,b接f,g接d,A項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中所用的金屬鋰保存在石蠟中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在加熱D處的石英管之前,應(yīng)先通入一段時(shí)間氫氣,排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時(shí)鋰燃燒,也防止氫氣與氧氣發(fā)生爆炸反應(yīng),C項(xiàng)正確;用裝置A中的堿石灰除去氫氣中的氯化氫和水蒸氣,干燥管中的堿石灰不可以用無(wú)水CaCl2代替,CaCl2無(wú)法除去HCl,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.(2022年淮南模擬)某學(xué)習(xí)小組擬用如圖裝置制備氮化鈣(化學(xué)式為Ca3N2,極易與H2O反應(yīng)),下列說(shuō)法不正確的是()。A.打開(kāi)活塞K通入N2,試管A內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明裝置氣密性良好B.將產(chǎn)物Ca3N2加入鹽酸中,能得到CaCl2和NH4Cl兩種鹽形管中盛放的干燥劑可以是堿石灰,但不能用濃硫酸D.反應(yīng)結(jié)束后,先熄滅酒精燈,待反應(yīng)管冷卻至室溫后再關(guān)閉活塞K【答案】A7.(2022年陜西西安鐵一中模擬)乳酸亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288}是一種常用的補(bǔ)鐵劑,可通過(guò)乳酸與碳酸亞鐵反應(yīng)制得:2CH3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。已知FeCO3易被氧化:4FeCO3+6H2O+O24Fe(OH)3+4CO2。某興趣小組用FeCl2(用鐵粉和稀鹽酸制得)和NH4HCO3制備FeCO3的裝置如圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)NH4HCO3盛放在裝置(填字母)中,該裝置中涉及的主要反應(yīng)的離子方程式為

。

(2)將生成的FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合時(shí)的操作是。

(3)將制得的FeCO3加入足量乳酸溶液中,再加入少量鐵粉,75℃下攪拌反應(yīng)。鐵粉的作用是,反應(yīng)結(jié)束后,無(wú)須過(guò)濾,除去過(guò)量鐵粉的方法是。

(4)該興趣小組用KMnO4法測(cè)定樣品中亞鐵含量進(jìn)而計(jì)算產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液用(填“酸式”或“堿式”)滴定管盛裝。下列操作會(huì)引起測(cè)定結(jié)果偏高的是(填字母)。

a.滴定管在盛裝高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液前未用待裝液潤(rùn)洗b.滴定過(guò)程中,錐形瓶振蕩的太劇烈,以致部分液體濺出c.滴定前讀數(shù)正確,滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù)d.滴定前讀數(shù)正確,滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù)(5)經(jīng)查閱文獻(xiàn)后,該興趣小組改用鈰(Ce)量法測(cè)定產(chǎn)品中Fe2+的含量。取g產(chǎn)品配成100mL溶液,每次取mL,進(jìn)行必要處理,用mol·L-1Ce(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗Ce(SO4)2溶液【答案】(1)CFe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H(2)待裝置D中導(dǎo)氣管處的氣體純凈后,關(guān)閉活塞3,打開(kāi)活塞2(3)防止Fe2+被氧化加入適量乳酸讓鐵粉反應(yīng)完全(4)酸式ad(5)%【解析】(2)裝置B中鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,利用氫氣排盡裝置C中的空氣,防止碳酸亞鐵被空氣中的氧氣氧化,待排盡裝置中空氣后,關(guān)閉活塞3,打開(kāi)活塞2,利用生成的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng),將氯化亞鐵溶液壓入裝置C中與碳酸氫銨反應(yīng)。(4)高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液具有強(qiáng)氧化性和酸性,用酸式滴定管盛裝。a項(xiàng),滴定管在盛裝高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液前未用待裝液潤(rùn)洗,滴定管壁上附著的蒸餾水會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小,導(dǎo)致滴定過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積增加,測(cè)定結(jié)果偏高;b項(xiàng),滴定過(guò)程中,錐形瓶振蕩劇烈,以致部分液體濺出,導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積減小,測(cè)定結(jié)果偏低;c項(xiàng),滴定前讀數(shù)正確,滴定終點(diǎn)時(shí)俯視讀數(shù),消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏小,計(jì)算結(jié)果偏低;d項(xiàng),滴定前讀數(shù)正確,滴定終點(diǎn)時(shí)仰視讀數(shù),消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積讀數(shù)偏大,計(jì)算結(jié)果偏高。(5)n(Fe2+)=n(Ce4+)=mol·L-1×L×5=mol,乳酸亞鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0.00985mol×2888.(2022年山東煙臺(tái)模擬)Cl2O為國(guó)際公認(rèn)的高效安全的滅菌消毒劑之一,實(shí)驗(yàn)室可利用氯氣和空氣(氯氣與空氣的體積之比為1∶3,空氣不參與反應(yīng))的混合氣與含水8%的碳酸鈉反應(yīng)制備,所用實(shí)驗(yàn)裝置和Cl2O的性質(zhì)如下:顏色棕黃色沸點(diǎn)℃狀態(tài)氣體水溶性極易溶于水,與水反應(yīng)生成次氯酸氣味強(qiáng)刺激性熔點(diǎn)-116℃熱穩(wěn)定性42℃以上分解為Cl2和O2回答下列問(wèn)題:(1)儀器a的名稱為球形干燥管,所盛放的藥品是。

(2)寫出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:

。

(3)裝置C的主要作用是。

(4)裝置D、E中都用到多孔球泡,其作用是

。

(5)寫出裝置D中生成Cl2O的化學(xué)方程式:

。

(6)Cl2O是一種理想的飲用水消毒劑,ClO2和Cl2O在消毒時(shí)自身均被還原為Cl-,ClO2的消毒能力是等質(zhì)量的Cl2O的(結(jié)果保留兩位小數(shù))倍。

(7)裝置E中所得溶液呈黃綠色,可能的原因是裝置D中的氯氣過(guò)量而進(jìn)入裝置E中,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:

。

(8)該制備Cl2O的裝置中存在缺陷,請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)措施:

。

【答案】(1)堿石灰(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(3)控制氯氣和空氣的體積比(4)增大接觸面積,使反應(yīng)充分進(jìn)行(5)2Cl2+2Na2CO3+H2O2NaCl+Cl2O+2NaHCO3(6)(7)取少量裝置E中溶液,滴加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若有白色沉淀生成,則說(shuō)明是氯氣過(guò)量所致(8)將裝置D放在冰水浴中,以控制三頸燒瓶?jī)?nèi)的溫度不超過(guò)42℃【解析】(6)ClO2和Cl2O在消毒時(shí)自身均被還原為Cl-,質(zhì)量相同的ClO2和Cl2O的消毒能力之比就是它們得電子的數(shù)目之比。設(shè)ClO2和Cl2O的質(zhì)量均為1g,1gClO2得電子數(shù)為167.5×5mol=567.5mol,1gCl2O得電子數(shù)為187×4mol=487mol,則ClO2與Cl2O的消毒能力之比為567(8)Cl2O在42℃以上分解為Cl2和O2,因此裝置D中的溫度不能過(guò)高,所以應(yīng)將裝置D放在冰水浴中,以控制三頸燒瓶?jī)?nèi)的溫度不超過(guò)42℃。9.(2022年遼寧沈陽(yáng)郊聯(lián)體高三期末考試)光氣(COCl2,熔點(diǎn)為-118℃,沸點(diǎn)為℃,微溶于水,易溶于甲苯等有機(jī)溶劑)可作為化學(xué)武器的成分,其制備實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(夾持裝置已省略)。已知:3CCl4+2H2SO4(濃)3COCl2↑+4HCl+S2O5Cl2。下列說(shuō)法正確的是()。A.裝置組裝連接后,第一步操作為通入冷凝水,然后才能加熱B.冷凝水從冷凝管的X口通入,且被冷凝的物質(zhì)是CCl4C.裝置乙中可收集到光氣的甲苯溶液,裝置丙、丁均可收集到液態(tài)光氣D.可將裝置丁的尾氣通過(guò)導(dǎo)管直接通入NaOH溶液中進(jìn)行尾氣處理【答案】C【解析】根據(jù)反應(yīng)方程式,有氣體生成,因此第一步操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性,A項(xiàng)錯(cuò)誤;冷凝水應(yīng)從下口通入,上口出水,即從Y口進(jìn)水,X口出水,被冷凝的物質(zhì)是COCl2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;光氣易溶于甲苯,因此揮發(fā)出的光氣被甲苯吸收,得到光氣的甲苯溶液,根據(jù)光氣的物理性質(zhì),裝置丙、丁均可收集到液態(tài)光氣,C項(xiàng)正確;尾氣中含有HCl,若將導(dǎo)管直接通入NaOH溶液,會(huì)引起倒吸,D項(xiàng)錯(cuò)誤。10.(2022年石家莊模擬)實(shí)驗(yàn)室制備1,2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下:CH3CH2OH+H2O+Br2BrCH2CH2Br可能存在的主要副反應(yīng):乙醇在濃硫酸、140℃的條件下脫水生成乙醚。用少量的溴和足量的乙醇制備1,2-二溴乙烷的裝置如圖所示(加熱及夾持裝置省略):有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:乙醇1,2-二溴乙烷乙醚狀態(tài)無(wú)色液體無(wú)色液體無(wú)色液體密度/g·cm-3沸點(diǎn)/℃132熔點(diǎn)/℃-1309-116回答下列問(wèn)題:(1)在此制備實(shí)驗(yàn)中,要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右,其最主要的目的是。

a.引發(fā)反應(yīng) b.加快反應(yīng)速率c.防止乙醇揮發(fā) d.減少副產(chǎn)物乙醚生成(2)在裝置C中應(yīng)加入,其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體。

a.水 b.濃硫酸c.氫氧化鈉溶液 d.飽和碳酸氫鈉溶液(3)判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是

。

(4)將1,2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中,加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物應(yīng)在(填“上”或“下”)層。

(5)若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2,最好用洗滌除去。

a.水 b.氫氧化鈉溶液c.碘化鈉溶液 d.乙醇(6)若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚,可用的方法除去。

(7)反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D,其主要目的是

;

但又不能過(guò)度冷卻(如用冰水),其原因是

。

【答案】(1)d(2)c(3)溴的顏色完全褪去(4)下(5)b(6)蒸餾(7)避免溴大量揮發(fā)1,2-二溴乙烷的熔點(diǎn)低,過(guò)度冷卻會(huì)因凝固而堵塞導(dǎo)管【解析】(5)溴在水中溶解度小,不能用水除溴;碘化鈉與溴反應(yīng)生成碘,碘會(huì)溶解在1,2-二溴乙烷中,不能用碘化鈉溶液除溴;乙醇與1,2-二溴乙烷混溶,不能用乙醇除溴。(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù),乙醚沸點(diǎn)低,可通過(guò)蒸餾除去(不能采用蒸發(fā),乙醚易燃不能散發(fā)到空氣中,且蒸發(fā)會(huì)導(dǎo)致1,2-二溴乙烷揮發(fā)到空氣中)。11.過(guò)氧化鍶(SrO2)通常用作分析試劑、氧化劑、漂白劑等。制備原理為Sr+O2SrO2。某興趣小組利用下列裝置在實(shí)驗(yàn)室中模擬制備過(guò)氧化鍶。(1)選擇必要儀器制備過(guò)氧化鍶(氣流按從左到右的流向):(填字母)。

(2)該實(shí)驗(yàn)制備氧氣的化學(xué)方程式為。

(3)連接好裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下,正確的操作順序?yàn)?填字母)。

①打開(kāi)分液漏斗活塞,將水滴入燒瓶中②在相應(yīng)裝置中裝入藥品③檢查裝置氣密性④加熱⑤停止加熱⑥關(guān)閉分液漏斗活塞(4)利用反應(yīng)Sr2++H2O2+2NH3+8H2OSrO2·8H2O↓+2NH4①儀器X的作用是。

②氨氣在該反應(yīng)中所起的作用是。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,得到SrO2·8H2O的操作為。

(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性強(qiáng):

。

【答案】(1)A→B→E→B(2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑(3)③②①④⑤⑥(4)①防倒吸②中和生成的氫離子,促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行③過(guò)濾、洗滌、干燥(5)在鹽酸酸化的氯化亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液,再向其中加入少量過(guò)氧化鍶,溶液變?yōu)榧t色,證明SrO2的氧化性比FeCl3的強(qiáng)【解析】(1)根據(jù)反應(yīng)原理,需要制備氧氣。由于鍶是活潑金屬,能與水發(fā)生反應(yīng),因此需要預(yù)先除去氧氣中的水蒸氣,然后通入玻璃管中與鍶發(fā)生反應(yīng),同時(shí)防止空氣中的水和二氧化碳進(jìn)入E裝置,因此裝置的連接順序是A→B→E→B。(3)由于有氣體參加反應(yīng),所以首先要檢查裝置的氣密性,然后加入藥品。打開(kāi)分液漏斗活塞,排盡裝置內(nèi)的空氣,對(duì)玻璃管進(jìn)行加熱,發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)完全后,停止加熱,關(guān)閉分液漏斗活塞,故實(shí)驗(yàn)操作的順序是③②①④⑤⑥。(4)①氨氣極易溶于水,因此儀器X的作用是防倒吸。②根據(jù)反應(yīng)原理Sr2++H2O2SrO2+2H+,通入氨氣可中和H+,促進(jìn)反應(yīng)的正向進(jìn)行。12.硫的氧化物SO2是一種大氣污染物,高濃度的SO2可用氣相催化氧化法轉(zhuǎn)換為SO3,即用TiO2細(xì)粉作催化劑的片材,只要將片材放在陽(yáng)光下就可以將SO2完全轉(zhuǎn)化為SO3,再回收生產(chǎn)硫酸;低濃度的SO2多用堿性溶液吸收處理?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)氧氣的制備氧氣的發(fā)生裝置可以選擇上圖中的,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。欲收集一瓶干燥的氧氣,選擇上圖中的裝置,其連接順序:發(fā)生裝置→(按氣流方向,用小寫字母表示)。

(2)氧氣與二氧化硫的反應(yīng)將上述收集到的O2充入注射器X中,硬質(zhì)玻璃管Y中加入少量催化劑,充入SO2(兩端用夾子K1、K2夾好)。在一定條件下按圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,連接好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先進(jìn)行的操作是,其方法是

。

②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后,填寫表中空白:操作步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋原因打開(kāi)K1,推動(dòng)注射器活塞,使X中的氣體緩慢