第二節(jié)物質(zhì)的制備 考點一常見氣體的實驗室制法【基礎(chǔ)回顧】1.常見氣體的發(fā)生、收集裝置和制備原理:(1)發(fā)生裝置。(2)收集裝置。(3)制備原理。 氣體氣體反應(yīng)原理反應(yīng)原理發(fā)生裝發(fā)生裝置圖置圖收集收集方法方法O O2 22KMnO2KMnO4 4 K K2 2MnOMnO4 4 +MnO+MnO2 2+O+O2 22KClO2KClO3 3 2KCl+ 2KCl+ 3O3O2 22H2H2 2O O2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2_AABD或E氣體氣體反應(yīng)原理反應(yīng)原理發(fā)生裝發(fā)生裝置圖置圖收集收集方法方法H H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSOZnSO4 4+H+H2 2_B或D或F氣體氣體反應(yīng)原理反應(yīng)原理發(fā)生裝發(fā)生裝置圖置圖收集收集方法方法COCO2 2CaCOCaCO3 3+2HCl+2HCl=CaClCaCl2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O O_ClCl2 2MnOMnO2 2+4HCl(+4HCl(濃濃) ) MnClMnCl2 2+Cl+Cl2 2+2H+2H2 2O O_排飽和排飽和食鹽水食鹽水法或法或_NHNH3 3Ca(OH)Ca(OH)2 2+2NH+2NH4 4Cl Cl CaClCaCl2 2+2NH+2NH3 3+2H+2H2 2O O_B或ECEAF2.氣體的凈化:(1)氣體的除雜:除雜原理除雜原理除雜裝置除雜裝置氣固氣固反應(yīng)反應(yīng)需要加熱需要加熱: :灼熱灼熱_除去除去O O2 2灼熱鎂粉除去灼熱鎂粉除去N N2 2灼熱灼熱_除去除去H H2 2、COCO 直接吸收直接吸收: :堿石灰堿石灰( (或生石灰或生石灰) )吸收吸收_等酸性氣等酸性氣體體 銅網(wǎng)CuOCO2、Cl2、H2S、SO2除雜原理除雜原理除雜裝置除雜裝置氣液氣液作用作用常用液體吸收劑有常用液體吸收劑有水水: :吸收吸收NHNH3 3、HClHCl飽和食鹽水飽和食鹽水: :吸收吸收HClHCl酸性酸性高錳酸鉀溶液高錳酸鉀溶液: :吸收吸收_CuSOCuSO4 4溶液溶液: :吸收吸收H H2 2S S飽和飽和NaHCONaHCO3 3溶液溶液: :吸收吸收_飽和飽和NaHSONaHSO3 3溶液溶液: :吸收吸收SOSO3 3溴水溴水: :吸收吸收H H2 2S S、SOSO2 2氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液: :吸收吸收_濃硫酸濃硫酸: :吸收吸收SOSO3 3、NHNH3 3、H H2 2O O SO2HCl、SO2Cl2、H2S、SO2、HCl、CO2(2)常見干燥劑及使用范圍 類型類型干燥劑干燥劑可干燥的氣體可干燥的氣體不可干燥的不可干燥的氣體氣體酸性酸性干燥干燥劑劑濃硫酸濃硫酸中性中性:N:N2 2、O O2 2、H H2 2、CHCH4 4酸性酸性:CO:CO2 2、NONO2 2、SOSO2 2、ClCl2 2堿性堿性:NH:NH3 3還原性還原性:H:H2 2S S、HBrHBr、HIHIP P2 2O O5 5、硅膠硅膠中性中性:N:N2 2、O O2 2、H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H4 4酸性酸性:HCl:HCl、COCO2 2、NONO2 2、SOSO2 2、ClCl2 2堿性堿性:NH:NH3 3類型類型干燥干燥劑劑可干燥的氣體可干燥的氣體不可干燥的不可干燥的氣體氣體堿性堿性干燥劑干燥劑堿石堿石灰灰中性中性:N:N2 2、O O2 2、H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H4 4堿性堿性:NH:NH3 3酸性酸性:CO:CO2 2、SOSO2 2、HClHCl、NONO2 2、H H2 2S S、ClCl2 2中性中性干燥劑干燥劑無水無水CaClCaCl2 2中性中性:N:N2 2、O O2 2、H H2 2、CHCH4 4、C C2 2H H4 4酸性酸性:Cl:Cl2 2、HCl HCl 、H H2 2S S、COCO2 2、NONO2 2、SOSO2 2NHNH3 3( (與與CaClCaCl2 2反應(yīng)生成反應(yīng)生成CaClCaCl2 28NH8NH3 3) )3.尾氣處理:通常有毒和有污染的尾氣必須適當(dāng)處理。常用儀器有(1)吸收溶解度較小的尾氣(如Cl2、SO2等)用圖_裝置。(2)吸收溶解度較大的尾氣(如HCl、NH3等)用圖_或_裝置。(3)CO等氣體可用點燃或收集于塑料袋(氣球)中的方法除去,如圖_或_。ABCDE【思維診斷】(正確的打“”,錯誤的打“”)(1)用MnO2作催化劑制備O2一定不需要加熱。 ()提示:。若用MnO2作催化劑加熱KClO3制備O2需要加熱。(2)除去CO2中混有的HCl,可依次通過盛有飽和Na2CO3溶液的洗氣瓶和盛有濃硫酸的洗氣瓶。()提示:。CO2可與Na2CO3溶液反應(yīng),因此不能用Na2CO3溶液除去CO2中的HCl,應(yīng)選用飽和NaHCO3溶液。 (3)吸收NH3可采用如圖裝置。() 提示:。NH3不溶于CCl4,因此把NH3通入CCl4中不會發(fā)生倒吸,NH3從CCl4中逸出,可溶于水被吸收。(4)除去SO2中的水蒸氣,可利用盛濃硫酸的U形管。()提示:。U形管不能用于盛裝液體試劑進(jìn)行洗氣。(5)可利用如圖裝置收集H2。 ()提示:。運(yùn)用排水法收集氣體,氣體應(yīng)從短導(dǎo)管進(jìn)入,把液體從長導(dǎo)管排出。(6)實驗室中可用MnO2或KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,兩制備方法中氯氣的制取裝置完全相同。()提示:。MnO2與濃鹽酸反應(yīng)需要加熱,KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)不需要加熱,二者制備Cl2的裝置不同?！镜漕}探究】【典題】(2017全國卷)實驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號79100145()A.、中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液B.管式爐加熱前,用試管在處收集氣體并點燃,通過聲音判斷氣體純度C.結(jié)束反應(yīng)時,先關(guān)閉活塞K,再停止加熱D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣【探微題眼】(1)本題的化學(xué)過程是制取氫氣除去雜質(zhì)干燥氫氣氫氣還原WO3。(2)H2還原WO3的操作要點:加熱前,先“通氣”后驗純,再“點燈”?！窘馕觥窟xB。濃硫酸應(yīng)放在最后,來干燥氫氣,A項錯誤;可燃性氣體在加熱前需要驗純,所以管式爐加熱前,用試管在處收集氣體并點燃,通過聲音判斷氣體純度,B項正確;結(jié)束反應(yīng)時,先停止加熱,再關(guān)閉活塞K,C項錯誤;二氧化錳為粉末狀固體,不能在裝置Q(啟普發(fā)生器)中與濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣,D項錯誤。【母題變式】(1)本題中尾氣處理的方法是_。 提示:在處用氣囊收集氣體或點燃。 (2)檢驗裝置Q產(chǎn)生的氣體是H2的方法是_。 提示:驗純后,在處連接尖嘴玻璃導(dǎo)氣管并點燃,在火焰上方罩一個干而冷的燒杯,有淡藍(lán)色火焰,燒杯里有水霧生成。【歸納提升】氣體凈化與干燥的先后順序(1)若采用溶液除雜,應(yīng)該是除雜在前,干燥在后。其原因是氣體除雜過程中會從溶液中帶出水蒸氣,干燥劑可除去水蒸氣。如實驗室中利用大理石與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2,欲制得干燥、純凈的CO2,可先將產(chǎn)生的氣體通過飽和NaHCO3溶液,除去混入其中的HCl氣體,再通過濃硫酸除去水蒸氣。 (2)若采用加熱除雜,則一般是干燥在前。如N2中混有O2、CO2、H2O(g),可先將混合氣體通過堿石灰,除去CO2和H2O(g),再將從干燥管中導(dǎo)出的氣體通過裝有灼熱銅網(wǎng)的硬質(zhì)玻璃管,除去O2,即可得到干燥、純凈的N2。若將混合氣體先通過灼熱的銅網(wǎng),因氣體中混有水蒸氣,易使硬質(zhì)玻璃管炸裂?！舅仞B(yǎng)升華】模型認(rèn)知裝置連接題的思維模型【題組過關(guān)】1.(LK必修2P56改編題)下圖是一套實驗室制取氣體的裝置,用于發(fā)生、干燥、收集和吸收有毒氣體,下列各組物質(zhì)能利用這套裝置進(jìn)行實驗的是()A.MnO2和濃鹽酸B.Na2SO3(s)和濃硫酸C.Cu片和稀硝酸D.濃氨水和生石灰【解析】選B。MnO2和濃鹽酸制氯氣需加熱,不符合題意;Cu片和稀硝酸生成的NO不能用排空氣法收集;濃氨水和生石灰生成的NH3不能用濃硫酸干燥。2.(2018衡水模擬)二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59 ,沸點為11.0 ,易溶于水。工業(yè)上用稍潮濕的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 時反應(yīng)制得。某學(xué)生用如圖所示的裝置模擬工業(yè)制取及收集ClO2,其中A為ClO2的發(fā)生裝置,B為ClO2的凝集裝置,C為尾氣吸收裝置。請回答下列問題:(1)A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2和CO2等,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。 A部分還應(yīng)添加溫水浴裝置,控制溫度在60 ,B部分還應(yīng)補(bǔ)充裝置:_。 (2)該裝置按(1)補(bǔ)充完整后,裝置A、B、C中還有一處設(shè)計明顯不合理的是_(填“A”“B”或“C”)。 (3)C中的試劑為NaOH溶液,反應(yīng)時生成氯酸鈉和亞氯酸鈉(NaClO2),該反應(yīng)的離子方程式為_。若實驗時需要450 mL 4 molL-1的NaOH溶液,則在精確配制時,需要稱取NaOH的質(zhì)量是_g,所使用的儀器除托盤天平、量筒、膠頭滴管、玻璃棒外,還必須有_。 【解析】(1)A中反應(yīng)產(chǎn)物有K2CO3、ClO2、CO2,由反應(yīng)物與生成物可知反應(yīng)為2KClO3+H2C2O4=K2CO3 +2ClO2+CO2+H2O,因為B為ClO2的凝集裝置,二氧化氯是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點為-59 ,沸點為11.0 ,所以B部分還應(yīng)補(bǔ)充裝置為冰水浴冷凝裝置或盛有冰水的水槽。(2)C處為密封裝置,過量氣體不能排出,可導(dǎo)致儀器炸裂,則C不合理。(3)C為尾氣吸收裝置,可選擇NaOH溶液來吸收尾氣,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為2ClO2+2NaOH=NaClO2 +NaClO3+H2O,離子反應(yīng)為2ClO2+2OH-=Cl +Cl +H2O,配制450 mL 4 molL-1的NaOH溶液,應(yīng)該選用2O3O500 mL容量瓶,根據(jù)提供的儀器可知,還需要燒杯,需要NaOH的質(zhì)量為0.5 L4 molL-140 gmol-1 =80.0 g。答案:(1)2KClO3+H2C2O4=K2CO3+2ClO2+CO2+H2O盛有冰水混合物的水槽(或冰水浴裝置)(2)C(3)2ClO2+2OH-=Cl +Cl +H2O80.0500 mL容量瓶、燒杯2O3O【加固訓(xùn)練】1.下圖是產(chǎn)生和收集氣體的實驗裝置,該裝置最適合于()A.用濃硝酸與Cu反應(yīng)制取NO2B.用濃鹽酸和MnO2反應(yīng)制取Cl2C.用H2O2溶液和MnO2反應(yīng)制取O2D.用NH4Cl和Ca(OH)2反應(yīng)制取NH3【解析】選C。NO2溶于水,不能用排水法收集;用濃鹽酸和MnO2反應(yīng)制取Cl2需加熱。NH4Cl和Ca(OH)2是固體間反應(yīng),需加熱,NH3不能用排水法收集。該裝置適合用H2O2溶液和MnO2反應(yīng)制取O2。2.下列制備和收集氣體的實驗裝置合理的是()【解析】選D。A中的發(fā)生裝置大試管口要略向下傾斜;B中NO不能用排空氣法收集,它易和氧氣反應(yīng);C中氫氣密度小于空氣密度,氫氣要用向下排空氣法收集。實驗室制O2裝置正確?？键c二氣體制備綜合實驗探究 【典題探究】【典題】(2018聊城模擬)三氯化硼的熔點為-107.3 ,沸點為12.5 ,易水解生成硼酸和氯化氫,可用于制造高純硼、有機(jī)合成催化劑等。實驗室制取三氯化硼的原理為B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO。導(dǎo)學(xué)號79100146=(1)甲組同學(xué)擬用下列裝置制取純凈干燥的氯氣 (收集裝置略)。 裝置B中盛放的試劑是_,裝置C的作用是_。 裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。 (2)乙組同學(xué)選用甲組實驗中的裝置A、B、C和下列裝置(裝置可重復(fù)使用)制取BCl3并驗證反應(yīng)中有CO生成。乙組同學(xué)的實驗裝置中,依次連接的合理順序為ABC_FDI。 實驗開始時, 先通入干燥N2的目的是_。 能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是_。 【解析】(1)根據(jù)實驗裝置圖可知,用高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣,同時生成氯化鉀和氯化錳,制得的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣,要用飽和食鹽水除去氯化氫,用濃硫酸除去水蒸氣,從而得到干燥純凈的氯氣。根據(jù)上面的分析可知,裝置B中盛放的試劑是飽和食鹽水,裝置C中裝有濃硫酸,其作用是干燥氯氣。裝置A中高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)制得氯氣,同時生成氯化鉀和氯化錳,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Mn +16H+10Cl-=2Mn2+5Cl2+8H2O。4O(2)乙組同學(xué)選用甲組實驗中的裝置A、B、C制得干燥的氯氣,用氯氣與B2O3、C反應(yīng)生成三氯化硼和CO,三氯化硼的熔點為-107.3 ,沸點為12.5 ,所以收集三氯化硼要用冰水冷卻,未反應(yīng)的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收。三氯化硼易水解,為防止氫氧化鈉溶液中水進(jìn)入裝置E,在E和J之間接上H裝置,用于吸水,生成的CO經(jīng)干燥后再通過F裝置還原氧化銅,再將生成的氣體通過澄清石灰水檢驗,澄清石灰水變渾濁可以證明原反應(yīng)中有一氧化碳生成,多余的CO不能排放到空氣中,要用排水法收集。根據(jù)上面的分析可知,乙組同學(xué)的實驗裝置中,依次連接的合理順序為ABCGE HJHFDI。三氯化硼易水解,在實驗開始時,要將裝置中的空氣排盡,所以要先通入干燥的N2。根據(jù)實驗的原理可知,生成的CO能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅,同時產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,所以能證明反應(yīng)中有CO生成的現(xiàn)象是裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色,裝置D中澄清石灰水變渾濁。答案:(1)飽和食鹽水干燥氯氣2Mn +16H+10Cl-=2Mn2+5Cl2+8H2O(2)GEHJH排盡裝置中的空氣裝置F中黑色粉末變?yōu)榧t色,裝置D中澄清石灰水變渾濁4O【母題變式】(1)裝置連接中兩處用到裝置H的目的分別是_。 提示:干燥氣體,前者是防止水蒸氣進(jìn)入裝置E中,使三氯化硼水解。后者是防止氣體中混有水蒸氣易使裝置F的硬質(zhì)玻璃管炸裂。 (2)裝置I收集的氣體成分為_。 提示:CO、N2、CO2。實驗開始時通入的N2不參與反應(yīng),生成的CO反應(yīng)后有剩余,以及未被澄清石灰水完全吸收的CO2?！練w納提升】1.物質(zhì)制備流程:2.實驗操作流程:3.操作先后流程:(1)裝配儀器時:先下后上,先左后右。(2)加入試劑時:先固后液。(3)實驗開始時:先檢查裝置氣密性,再加藥品,后點酒精燈。(4)凈化氣體時:一般先除去有毒、有刺激性氣味的氣體,后除去無毒、無味的氣體,最后除水蒸氣。(5)防倒吸實驗:往往是最后停止加熱或停止通氣。(6)防氧化實驗:往往是最后停止通氣。 【素養(yǎng)升華】模型認(rèn)知綜合實驗題的解題模板【題組過關(guān)】1.(2018昆明模擬)某同學(xué)設(shè)計如圖所示的實驗方案,請回答下列問題。導(dǎo)學(xué)號79100147(1)A裝置的分液漏斗中盛裝濃鹽酸,燒瓶中固體為重鉻酸鉀(K2Cr2O7),還原產(chǎn)物是(CrCl3),寫出A中反應(yīng)的離子方程式_。 (2)B裝置有兩個作用,分別是除去氯氣中的氯化氫、_。拆去a導(dǎo)管的后果可能是_。 (3)U形管C中盛裝的可以是_(填序號)。 濃硫酸堿石灰無水CaCl2(4)證明溴的非金屬性比碘強(qiáng)的實驗操作和現(xiàn)象是_。 (5)E裝置中進(jìn)行的實驗存在明顯不足,不足之處是_,溶液X可以是_(填序號)。氫氧化鈉溶液亞硫酸鈉溶液亞硫酸氫鈉溶液氯化亞鐵溶液硫氫化鈉溶液碳酸氫鈉溶液【解析】(1)反應(yīng)生成氯化鉻、氯氣、水,離子反應(yīng)為Cr2 +14H+6Cl-=2Cr3+3Cl2+7H2O。(2)濃鹽酸易揮發(fā),B起除雜作用,且B的結(jié)構(gòu)決定B能作安全瓶,防止實驗過程中因?qū)Ч芏氯l(fā)生事故;a導(dǎo)管利于液體流下,若撤去a,則濃鹽酸不能順利滴入燒瓶。27O(3)C中為固體干燥劑干燥氯氣,只有符合。(4)證明非金屬性的反應(yīng)為2I-+Br2=I2+2Br-,操作和現(xiàn)象為實驗完畢,打開活塞,使少量液體流入錐形瓶,關(guān)閉活塞,振蕩錐形瓶,下層液體呈紫紅色。(5)E裝置中進(jìn)行的實驗存在明顯不足,沒有排除氯氣對溴單質(zhì)與KI反應(yīng)的干擾;溶液X用于尾氣吸收,能吸收氯氣等有毒氣體。 答案:(1)Cr2 +14H+6Cl-=2Cr3+3Cl2+7H2O(2) 作安全瓶,防止實驗過程中因?qū)Ч芏氯l(fā)生事故濃鹽酸不能順利滴入燒瓶(3)(4) 實驗完畢,打開活塞,使少量液體流入錐形瓶,關(guān)閉活塞,振蕩錐形瓶,下層液體呈紫紅色(5)沒有排除氯氣對溴單質(zhì)與KI反應(yīng)的干擾27O2.(2018孝感模擬).以下是實驗室制取氣體的三種常見裝置:(1)怎樣檢驗B裝置的氣密性? _。(2)實驗室可用A裝置制備并收集的氣體有_(選填序號,下同),可用C裝置制備的氣體有_。O2NOH2CO2C2H2Cl2.用下列裝置測定Na2O、Na2O2固體混合物中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù),完成下列填空儀器a名稱_,該實驗原理中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_。(3)實驗步驟:連接好裝置,檢查裝置氣密性裝入試劑,其中固體混合物樣品質(zhì)量為c g調(diào)節(jié)兩邊液面在同一高度后,讀取堿式滴定管讀數(shù)為V1 mL打開儀器a的活塞,將水全部放下 待反應(yīng)完成,且氣體恢復(fù)到室溫時, _,讀取堿式滴定管讀數(shù)為V2 mL。(4)實驗計算若實驗狀況下的氣體摩爾體積為b Lmol-1,則固體混合物中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。 (5)誤差分析下列操作導(dǎo)致所測Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低的有_ (選填序號)。A.沒有等氣體恢復(fù)到室溫時便讀數(shù)B.第二次俯視讀取滴定管讀數(shù)C.沒有進(jìn)行上述實驗步驟中空白處的操作,便讀數(shù)D.儀器a中的水太多E.實驗時去掉儀器a中的橡皮軟管和相應(yīng)的導(dǎo)管【解析】.(1)根據(jù)裝置B的特點,可用水壓法檢驗B裝置的氣密性,方法是關(guān)閉彈簧夾,向長頸漏斗中注入水至長頸漏斗中液面高于試管中液面后停止加水,放置一段時間后,若液面高度差不變,則氣密性良好,否則,氣密性不好。(2)A裝置適合固體加熱制取難溶于水的氣體,故O2適合;C裝置適合固-液或液-液加熱制取氣體,故Cl2適合。.如圖所示,a是分液漏斗,左側(cè)固體中的Na2O2與水反應(yīng)生成O2,在右側(cè)通過排水法收集,氣體的體積等于堿式滴定管中上升的水的體積,實驗原理中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為2Na2O2+2H2O=4Na+4OH-+O2。 (3)為了使測量結(jié)果更準(zhǔn)確,待反應(yīng)完成,先冷卻至室溫,再調(diào)節(jié)兩邊液面在同一高度,然后讀取堿式滴定管數(shù)據(jù)。(4)O2的體積為(V1-V2)10-3 L,物質(zhì)的量為 則Na2O2的物質(zhì)的量為2 mol,質(zhì)量為 g,所以固體混合物中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為312V V10mol,b312VV10b312156 VV10b120.156 VVbc。(5)A項,沒有等氣體恢復(fù)到室溫時便讀數(shù),則測得氧氣體積偏大,使結(jié)果偏高;B項,因為滴定管刻度越往上數(shù)越小,所以第二次俯視讀取滴定管讀數(shù)會導(dǎo)致V2偏小,使測得氧氣偏大,導(dǎo)致結(jié)果偏高;C項,未調(diào)節(jié)兩邊液面在同一高度,則氣體被壓縮,測得體積偏小,使結(jié)果偏低;D項,分液漏斗和錐形瓶是連通的,所以儀器a中的水太多對結(jié)果沒有影響;E項,實驗時去掉儀器a中的橡皮軟管和相應(yīng)的導(dǎo)管,則將水全部放下后未反應(yīng)的水占用了一定空間,導(dǎo)致測得氣體體積偏大,使結(jié)果偏高。綜上,C符合題意。答案:.(1)關(guān)閉彈簧夾,向長頸漏斗中注入水至長頸漏斗中液面高于試管中液面后停止加水,放置一段時間后,若液面高度差不變,則氣密性良好,否則,氣密性不好(2) .分液漏斗2Na2O2+2H2O=4Na+4OH-+O2(3)調(diào)節(jié)兩邊液面在同一高度(4)0.156(V1-V2)/bc(5)C【加固訓(xùn)練】(2018銀川模擬)氯化銅是一種廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl22H2O)。(1)實驗室采用如圖所示的裝置,可將粗銅與Cl2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為固體1(部分儀器和夾持裝置已略去)。 儀器A的名稱是_;儀器B中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為_。實驗開始前,需要做的操作是_。有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在濃硫酸洗氣瓶前增加吸收HCl的裝置,你認(rèn)為_(填“是”或“否”)。原因是_。(2)試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì), X可選用下列試劑中的(填序號)_。a.CuOb.CuSO4c.Cu2(OH)2CO3d.NH3H2Oe.Fe2O3f.Fe(3)若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗含有FeCl2,其原因可能是_,試提出改進(jìn)方案:_。 (4)在溶液2轉(zhuǎn)化為CuCl22H2O的操作過程中,發(fā)現(xiàn)溶液顏色由藍(lán)色變?yōu)榫G色。小組同學(xué)欲探究其原因。已知:在氯化銅溶液中有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:Cu(H2O) (aq)+4Cl-(aq) CuCl (aq)+4H2O(l)藍(lán)色綠色 2424取氯化銅晶體配制成藍(lán)綠色溶液Y,進(jìn)行實驗驗證以上關(guān)系,下列實驗中說法不正確的是_(填序號)。a.在Y中加入NaCl固體,溶液變?yōu)榫G色b.在Y中加入CuCl2晶體,溶液變?yōu)榫G色c.將Y加水稀釋,發(fā)現(xiàn)溶液呈藍(lán)色d.取Y溶液用惰性電極進(jìn)行電解,溶液顏色最終消失【解析】粗銅(含雜質(zhì)Fe)與氯氣反應(yīng)生成氯化鐵和氯化銅,加稀鹽酸溶解,形成氯化鐵和氯化銅溶液,再加CuO或氫氧化銅等調(diào)節(jié)pH,使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾得到的固體2為氫氧化鐵,溶液2為氯化銅溶液,氯化銅溶液在HCl氛圍中蒸發(fā)結(jié)晶得到CuCl22H2O,則(1)根據(jù)裝置圖可知儀器A的名稱是分液漏斗;儀器B用來制備氯氣,其中發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為MnO2+ 4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O;實驗開始前,需要做的操作是檢查裝置氣密性;HCl與粗銅不反應(yīng),之后可被NaOH溶液吸收,所以氯氣中的氯化氫不需要除去;(2)試劑X用于調(diào)節(jié)pH,則試劑X要能與酸反應(yīng),且不引入雜質(zhì),所以可以用氧化銅或堿式碳酸銅,答案選a、c;(3)若制備的氯化銅晶體經(jīng)檢驗含有FeCl2,這說明前面反應(yīng)時氯氣不足,銅過量,溶于鹽酸時,銅與鐵離子反應(yīng)引入了亞鐵離子,改進(jìn)方案為在溶液1加試劑調(diào)節(jié)溶液pH之前,通入足量Cl2或加足量H2O2;(4)a.在Y中加入NaCl固體,溶液中氯離子濃度增大,平衡向右移動,溶液變?yōu)榫G色,a正確;b.在Y中加入CuCl2晶體,溶液中Cu(H2O) 濃度增大,平衡向右移動,溶液變?yōu)榫G色,b正確;c.將Y稀釋,平衡向逆反應(yīng)移動,溶液呈藍(lán)色,c正確;d.取Y進(jìn)行電解,銅離子放電,溶液顏色最終消失不能證明CuCl2溶液中的轉(zhuǎn)化關(guān)系,d錯誤。24答案:(1)分液漏斗MnO2+4H+2Cl- Mn2+ Cl2+2H2O檢查裝置氣密性否HCl不影響反應(yīng)實驗的測定結(jié)果(2)a、c(3)Cl2不足以反應(yīng)粗銅. 在溶液1加試劑調(diào)節(jié)溶液pH之前,通入足量Cl2或加足量H2O2(4)d2.(2018安慶模擬)氮氣和氮的化合物在工農(nóng)業(yè)上生產(chǎn)、生活中有重要的用途。(1)N2在空氣中含量約78%,其性質(zhì)穩(wěn)定,可作保護(hù)氣,常溫下不與O2發(fā)生反應(yīng),但在閃電或者高溫條件下可發(fā)生反應(yīng),標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氮氣與氧氣反應(yīng)吸收90 kJ熱量。寫出N2與O2在放電條件下的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_。根據(jù)NO的性質(zhì),收集NO氣體的正確方法是_。(填“排水法”“向上排空氣法”或“向下排空氣法”)(2)為探究NH3的還原性,某實驗小組設(shè)計了如下實驗裝置,其中A為NH3的制取裝置。下面是實驗室制取NH3的裝置和選用的試劑,其中不合理的是_。選取合理的NH3的制取裝置,小組開始實驗,并發(fā)現(xiàn)了如下現(xiàn)象,同時小組對現(xiàn)象進(jìn)行了討論并得出了相應(yīng)的結(jié)論:序號序號現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論B B裝置中黑色氧化銅裝置中黑色氧化銅變?yōu)榧t色變?yōu)榧t色反應(yīng)生成了反應(yīng)生成了CuCu或或CuCu2 2O OC C裝置中無水裝置中無水CuSOCuSO4 4變變藍(lán)藍(lán)反應(yīng)生成了反應(yīng)生成了H H2 2O OE E裝置中收集到無色裝置中收集到無色無味氣體無味氣體反應(yīng)生成了反應(yīng)生成了N N2 2分析上面的實驗現(xiàn)象及結(jié)論,其中不合理的是_(填序號),原因是_。 (3)亞硝酸鹽既有氧化性、又有還原性,常見的亞硝酸鹽均有毒,但NaNO2是一種食品添加劑,使用時必須嚴(yán)格控制其用量。在酸性溶液中,NaNO2能使淀粉KI溶液變藍(lán)色(同時得到一種常見的氣體化合物),也能使酸性KMnO4溶液褪色,則前者反應(yīng)過程中消耗的氧化劑與生成的氧化產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為_,后者反應(yīng)的離子方程式為_。 【解析】(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L氮氣即0.5 mol氮氣與氧氣反應(yīng)吸收90 kJ熱量,則N2與O2在放電條件下的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180 kJmol-1。NO不溶于水,易被氧氣氧化生成NO2,則收集NO氣體的正確方法是排水法;(2)a.氯化銨分解生成的氨氣和氯化氫冷卻后又轉(zhuǎn)化為氯化銨,不能制備氨氣,a錯誤;b.濃氨水和氧化鈣反應(yīng)生成氨氣,b正確;c.直接加熱濃氨水,氨水分解生成氨氣,c正確;d.氨水和硫酸反應(yīng)生成硫酸銨,不能制備氨氣,d錯誤;氨氣具有還原性,能把氧化銅還原為銅或氧化亞銅,二者均是紅色的,正確;由于沒有干燥氨氣,氨氣中可能含有水蒸氣,也能使無水CuSO4變藍(lán),不一定是反應(yīng)中生成的,錯誤;氨氣具有刺激性,排水法收集到無色無味氣體,說明反應(yīng)中產(chǎn)生了氮氣,正確;(3)在酸性溶液中,NaNO2能使淀粉KI溶液變藍(lán)色(同時得到一種常見的氣體化合物),根據(jù)原子守恒和化合價變化可知該氣體是NO,反應(yīng)中氮元素化合價從+3價降低到+2價,得到1個電子,碘元素化合價從-1價升高到0價,失去1個電子,因此根據(jù)電子得失守恒可知反應(yīng)過程中消耗的氧化劑與生成的氧化產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為21;酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,把亞硝酸鈉氧化為硝酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為2Mn +5N +6H+=2Mn2+5N +3H2O。4O2O3O答案:(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180 kJmol-1排水法(2)a、d無水CuSO4變藍(lán)有可能是因為制取NH3時產(chǎn)生了H2O,不一定是反應(yīng)產(chǎn)生的H2O(3)212Mn +5N +6H+=2Mn2+5N +3H2O 4O2O3O