跟蹤檢測（二十七）題型研究——以氣體制備為主體的綜合實驗1．實驗室用H2還原SiHCl3(沸點：31.85℃)制備純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說法正確的是(　　)A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃H2SO4、冰水B．實驗時，應先加熱管式爐，再打開盛裝稀硫酸的分液漏斗C．為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D．該實驗中制備氫氣的裝置也可用于氫氧化鈉稀溶液與氯化銨固體反應制備氨氣解析：選C　本題制備晶體硅，H2＋SiHCl3Si＋3HCl，此反應應在裝置Ⅳ中進行，裝置Ⅰ的目的是制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對后續(xù)實驗產生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即裝置Ⅱ中盛放濃硫酸，裝置Ⅲ的目的是提供SiHCl3氣體，因此在水浴中加熱，故A錯誤；實驗時應先通入氫氣，目的是排除裝置中的空氣，防止發(fā)生危險，故B錯誤；硅不與鹽酸反應，鐵與鹽酸反應生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN溶液反應變紅，可以鑒定是否含有鐵單質，故C正確；用NaOH溶液制備氨氣，需要加熱或NaOH溶液為濃溶液，裝置Ⅰ中沒有加熱裝置，且NaOH溶液為稀溶液，因此此裝置不能制備氨氣，故D錯誤。2.某學生想利用如圖裝置(燒瓶位置不能移動)收集下列氣體：①H2?、贑l2?、跱H3?、躉2　⑤CH4⑥NO?、逳O2?、郤O2　⑨HCl下列操作正確的是(　　)A．在燒瓶中充滿水，由b進氣收集④⑥B．在燒瓶中充滿水，由a進氣收集①③⑤⑥⑦C．燒瓶是干燥的，由b進氣收集②④⑥⑦⑧⑨D．燒瓶是干燥的，由a進氣收集①③⑤解析：選D　在燒瓶中充滿水，由b進氣只能用來洗氣，不能用來收集氣體，故A錯誤； 在燒瓶中充滿水，由a進氣收集不溶于水的氣體，為①④⑤⑥，而其他氣體與水反應或溶于水，故B錯誤；從b進應是密度比空氣大的氣體，可收集②④⑦⑧，NO不能用排空氣法收集，故C錯誤；從a進氣應是密度比空氣小的氣體，可收集①③⑤，故D正確。3．實驗室利用下列裝置可測量一定質量的鋼材中的含碳量(部分夾持裝置已略去)。下列有關判斷正確的是(　　)A．實驗時，先打開K1、K2，關閉K3，從a處通入N2，目的是排出裝置中的O2B．點燃酒精燈前，需要打開K1、關閉K2，打開K3，K1起到平衡氣壓的作用C．裝置②中的酸性KMnO4溶液吸收SO2，裝置③盛有濃硫酸，起到干燥作用D．實驗前后需稱取裝置④和裝置⑤的質量，才能準確地測得鋼材的含碳量解析：選C　樣品與濃硫酸會反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，實驗時，先打開K1、K2，關閉K3，從a處通入N2，目的是排出裝置中的CO2，故A錯誤；點燃酒精燈前，需要關閉K1、K2，打開K3，本實驗中K1無平衡氣壓的作用，故B錯誤；高錳酸鉀溶液具有強氧化性，可以吸收二氧化硫轉化為硫酸(鹽)，裝置③中的濃硫酸干燥二氧化碳，防止水蒸氣對二氧化碳吸收的影響，故C正確；裝置⑤干燥管中的堿石灰是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，故實驗前后只需稱取裝置④的質量，就能準確地測得鋼材的含碳量，故D錯誤。4．下列實驗裝置、選用的試劑或實驗操作中都正確的是(　　)A．實驗室用裝置甲制取氨氣B．用裝置乙吸收氨氣，并防止倒吸C．用裝置丙稀釋濃硫酸D．用裝置丁除去CO2中的HCl解析：選B　A項實驗室用裝置甲制取氨氣，試劑應是氫氧化鈣和氯化銨；C項不能用量筒稀釋溶液；D項應選用飽和NaHCO3溶液。 5．選用如圖所示儀器中的兩個或幾個(內含物質)組裝成實驗裝置，以驗證木炭可被濃硫酸氧化成CO2，下列說法正確的是(　　)A．按氣流從左向右流動，連接裝置的正確順序是afecdbB．丁中溶液褪色，乙中溶液變渾濁，說明甲中生成CO2C．丙中品紅溶液褪色，乙中溶液變渾濁，說明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液變渾濁，說明甲中有CO2生成解析：選A　檢驗木炭與濃硫酸反應的生成物中含有CO2，需排除SO2的干擾，再通入澄清石灰水中，洗氣裝置中導管長進短出，A正確；用酸性KMnO4溶液除去SO2后還應再通入品紅溶液，檢驗SO2是否已被除盡，否則結論不可靠，B、C、D三項均不正確。6．某研究性學習小組的同學利用MnO2、濃鹽酸反應來制取干燥的氯氣并驗證其有無漂白性，所用裝置(數(shù)量可滿足需要，不含制氣裝置)如下，下列說法正確的是(　　)A．按氣流流動的先后順序，裝置連接順序依次為dacbeB．按氣流流動的先后順序，裝置連接順序依次為dabaeC．裝置e的主要用途是制備NaClOD．若實驗中使用到裝置c且布條褪色，則說明濕潤的氯氣有漂白性解析：選B　為確定氯氣有無漂白性，需要進入到裝置b中的氯氣中不含HCl及水蒸氣，故應先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水蒸氣，為防止裝置e中水蒸氣進入裝置b中，在裝置b、e之間還應加裝一個裝置a，尾氣用NaOH溶液吸收，A、C錯誤，B正確；由裝置b中現(xiàn)象可判斷Cl2有無漂白性，濕潤有色布條褪色是因氯氣與水反應生成的HClO引起的，D錯誤。7．用如圖所示裝置進行下列實驗，將分液漏斗中溶液X加入圓底燒瓶中與Y反應，對試管B中現(xiàn)象描述不正確的是(　　) 選項X溶液固體YZ溶液現(xiàn)象A70%H2SO4Na2SO3H2S溶液產生渾濁B濃氨水CaO酚酞試劑溶液變紅C鹽酸大理石Na2SiO3溶液出現(xiàn)白色沉淀D濃鹽酸MnO2NaOH溶液黃綠色氣體被吸收解析：選D　Na2SO3和H2SO4反應生成SO2，通入H2S溶液中，生成S，出現(xiàn)渾濁，選項A現(xiàn)象正確；濃氨水滴入CaO中，產生NH3，通入酚酞試劑中，溶液變紅，選項B現(xiàn)象正確；鹽酸與大理石反應生成CO2，通入Na2SiO3溶液中生成硅酸沉淀，選項C現(xiàn)象正確；濃鹽酸與MnO2需加熱才能反應，選項D不正確。8．某興趣小組設計用鐵粉將NO還原為N2(同時生成FeO)，下列說法不正確的是(　　)已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．裝置的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB．裝置戊中發(fā)生的化學方程式為2NO＋2Fe2FeO＋N2C．裝置丁的作用是除去揮發(fā)出來的硝酸和產生的NO2D．裝置乙的作用是干燥，防止水蒸氣進入戊中干擾反應解析：選D　根據實驗原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，所以首先應制備純凈的干燥的NO，利用銅與稀硝酸反應生成NO，由于硝酸具有揮發(fā)性，所以制得的NO中會混有硝酸和水蒸氣，則先通過裝置丁除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，然后再通過己干燥，得到純凈的干燥的NO進入戊中與鐵粉反應，最后處理多余的NO，又因為NaOH 溶液不與NO反應，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以最終先通過乙氧化NO，后再通過丙吸收，故裝置接口的連接順序為a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正確；裝置戊中NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時生成FeO，反應的化學方程式為2NO＋2Fe2FeO＋N2，B正確；裝置丁盛放的是水，其作用是除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，C正確；裝置乙盛放的是濃硝酸，依題意可以氧化NO，便于NaOH溶液吸收，D錯誤。9．實驗室用如下裝置(略去部分夾持裝置)模擬利用氨氣和次氯酸鈉合成肼(N2H4)的過程。下列說法正確的是(　　)A．將裝置①中濃鹽酸換成H2O2，也可用于制備氧氣B．②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2C．③分液漏斗中盛裝飽和食鹽水D．當反應結束時，④中可收集一瓶純凈的NH3解析：選B　由圖可知，①中發(fā)生的反應為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，打開K1，Cl2能和NaOH溶液反應生成NaCl、NaClO，⑤用來制取NH3，④裝置作安全瓶，能防倒吸，在③中NH3和NaClO反應生成N2H4，發(fā)生反應ClO－＋2NH3===N2H4＋Cl－＋H2O，最后關閉K1，②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2。裝置①中濃鹽酸換成H2O2，制備氧氣時不需要加熱，MnO2作催化劑，故A錯誤；Cl2有毒，不能排放在環(huán)境中，則②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2，故B正確；③分液漏斗中應該盛裝NaOH溶液，利用Cl2與NaOH溶液反應制備NaClO，故C錯誤；反應結束后，關閉K2，多余的NH3可收集在④中，但NH3中混有水蒸氣，故D錯誤。10．Cl2O黃棕色具有強烈刺激性氣味的氣體，是一種強氧化劑，易溶于水且會與水反應生成次氯酸，與有機物、還原劑接觸或加熱時會發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。 已知：Cl2O的熔點為－116℃，沸點為3.8℃，Cl2的沸點為－34.6℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O下列說法不正確的是(　　)A．裝置②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水與濃硫酸B．通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減少爆炸危險C．從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD．裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸解析：選C　制取Cl2O需要干燥純凈的Cl2，所以②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水與濃硫酸，故A正確；高濃度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空氣可以將生成的Cl2O稀釋減少爆炸危險，故B正確；裝置⑤是收集Cl2O的裝置，所逸出的氣體不是Cl2O，故C錯誤；Cl2O與有機物接觸會發(fā)生燃燒并爆炸，裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸，故D正確。11．三氯化硼是重要的化工原料?？捎糜谥迫∫遗鹜?B2H6)，也可作有機合成的催化劑。[查閱資料]?、貰Cl3的沸點為12.5℃，熔點為－107.3℃；②2B＋6HCl2BCl3＋3H2，硼也能與強堿反應。某研究性學習小組用如圖所示裝置制備三氯化硼?；卮鹣铝袉栴}：(1)A裝置中反應的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)B裝置的作用是________；如果拆去B裝置，可能的后果是________________。(3)D裝置中發(fā)生反應的化學方程式：______________________________________。(4)G裝置的作用是____________________；為使實驗裝置簡便，可用一個裝置代替F和G裝置。該裝置所用儀器是________，所裝試劑是________。 (5)A、D兩處加熱的先后順序是________，其理由是_________________________________________________________________________________________________。(6)檢驗制得的產品中含有硼粉的實驗操作是______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)裝置A制取Cl2，因此離子反應方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)鹽酸易揮發(fā)，制取的Cl2中含有HCl，B裝置的作用是除去Cl2中的HCl雜質氣體；如果拆去B裝置，可能的后果是硼粉與HCl反應生成的產物中有H2，加熱H2與Cl2的混合氣體，易發(fā)生爆炸。(3)D裝置中發(fā)生的反應是硼粉與Cl2反應生成BCl3，反應的化學方程式為2B＋3Cl22BCl3。(4)G裝置其作用是吸收未反應完的Cl2，防止污染空氣；為使實驗裝置簡便，可用一個裝置代替F和G裝置，可防止空氣中的水蒸氣進入E，又能吸收未反應完的Cl2，該裝置所用儀器是干燥管或U形管，所裝試劑是堿石灰。(5)A、D兩處加熱的先后順序是先A后D，其理由是排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應生成B2O3。(6)檢驗制得的產品中含有硼粉的實驗操作是取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產生，則樣品中無硼粉。答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl雜質氣體　硼粉與HCl反應生成的產物中有H2，加熱H2與Cl2的混合氣體，易發(fā)生爆炸(3)2B＋3Cl22BCl3(4)吸收未反應完的Cl2，防止污染空氣　干燥管或U形管　堿石灰(5)先A后D　排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應生成B2O3(6)取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產生，則樣品中含有硼粉；若無氣泡產生，則樣品中無硼粉12．SO2為大氣污染物，研究它的性質對環(huán)境治理具有重要意義。在鋁基氧化銅作催化劑時，可利用天然氣脫除二氧化硫，并回收單質硫(熔點為112.8℃，沸點為444.6℃)。(1)①裝置中導管X的作用是：___________________________________________。②用裝置A制取SO2，則試劑的組合最好是__________(填字母)。a．18.4mol·L－1H2SO4＋Cu b．4mol·L－1HNO3＋Na2SO3c．60%H2SO4＋K2SO3③水與Al4C3在裝置A中制取甲烷，其化學方程式為________________________________________________________________________________________________。(2)利用制得的CH4和SO2并結合B～G裝置驗證反應產物：CH4＋2SO22S＋CO2＋2H2O生成的單質S和CO2。①B裝置有三個作用，分別是__________、____________、____________。②實驗裝置依次連接的合理順序為B、___________________________________(每個裝置只用一次)。③證明有CO2產生的現(xiàn)象為____________________________________________。④G裝置中發(fā)生反應的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①蒸餾燒瓶中產生氣體，使其中的壓強增大，若分液漏斗與蒸餾燒瓶不連通，則不利于液體滴入，所以裝置中導管X的作用是平衡壓強，使液體順利滴入燒瓶中。②a項，“18.4mol·L－1H2SO4＋Cu”制取SO2需要加熱，而裝置A為固、液不加熱裝置，故不適合；b項，HNO3具有強氧化性，“4mol·L－1HNO3＋Na2SO3”發(fā)生氧化還原反應，＋4價S被氧化成＋6價，得不到SO2，故不適合；c項，“60%H2SO4＋K2SO3”制取SO2符合強酸制弱酸原理，故適合。③由已知，用水與Al4C3制取甲烷，根據原子守恒還生成Al(OH)3，故化學方程式為Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑。(2)①CH4和SO2的反應需要高溫條件下在硬質玻璃管中進行，B中濃硫酸可以起到干燥CH4和SO2的作用；B裝置中可同時通入CH4和SO2，便于充分混合CH4和SO2；CH4和SO2氣體通過濃硫酸，會形成氣泡，觀察氣泡以便調節(jié)CH4和SO2的流速比約為1∶2。②根據實驗目的：驗證CH4和SO2反應生成的單質S和CO2，則裝置C冷卻得到固體S單質，用E裝置中澄清石灰水驗證CO2，為防止SO2對驗證CO2實驗造成干擾，必須先將其除盡，可依次通過酸性高錳酸鉀溶液和品紅溶液，綜上分析實驗裝置依次連接的合理順序為B、D、C、G、F、E。③若F中品紅溶液不褪色，則說明SO2已經除盡，E中澄清石灰水變渾濁則能證明該實驗有CO2產生。④G裝置中，酸性高錳酸鉀溶液與SO2發(fā)生氧化還原反應，＋7價Mn被還原為＋2價，＋4價S被氧化為＋6價，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫出離子方 程式：2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋。答案：(1)①平衡氣壓，使液體順利滴入燒瓶中　②c③Al4C3＋12H2O===4Al(OH)3↓＋3CH4↑(2)①干燥　充分混合　觀察氣泡以便調節(jié)CH4和SO2的流速?、贒、C、G、F、E?、跢中品紅溶液不褪色，E中澄清石灰水變渾濁④2MnO＋5SO2＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋13．亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓(或稍低溫度)下合成，其熔點－64.5℃，沸點－5.5℃，遇水易水解。實驗室模擬制備裝置如圖所示(部分夾持裝置省略)，D中三頸燒瓶置于－10℃冰鹽水中。經查閱資料：NO與NaOH溶液不反應，但NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。(1)儀器甲的名稱是________。(2)圖示裝置中恒壓漏斗與分液漏斗相比，其優(yōu)點為______________________________________________________________________________________________。(3)實驗開始時，先打開K1、K2，關閉K3，打開分液漏斗活塞滴入適量稀硝酸，至C中紅棕色完全消失后，關閉K1、K2，此時裝置C的作用為________。滴入適量濃鹽酸，點燃酒精燈，當________(填裝置字母)中充滿黃綠色氣體時，打開K1、K3，制備NOCl。(4)裝置乙中裝有無水CaCl2，其作用為______________；丙為尾氣處理裝置，則最佳選擇為________。解析：(1)由圖可知，儀器甲的名稱是蒸餾燒瓶。(2)圖示裝置中的恒壓分液漏斗，可以平衡分液漏斗內外壓強，便于液體順利流下。(3)關閉K1、K2，A中依然產生NO氣體，故此時C可以作為安全瓶，儲存A中產生的NO氣體，滴入適量濃鹽酸，點燃酒精燈，當D中充滿黃綠色氣體時，打開K1、K3，制備NOCl。(4)亞硝酰氯(NOCl)遇水發(fā)生水解反應，裝置乙中無水氯化鈣可以吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入D中使NOCl水解，丙為尾氣處理裝置，尾氣主要為NO、Cl2和NOCl、NO2，故在尾氣吸收時可以選用NaOH溶液，同時為了防止NOCl 和NO2揮發(fā)逸出，可以在上方加一個浸有NaOH溶液的棉花團，①中堿石灰固體不能吸收NOCl和NO氣體，③中不能避免揮發(fā)出來的氣體污染空氣，則最佳選擇為②。答案：(1)蒸餾燒瓶(2)平衡壓強，便于液體順利流下(3)儲存A中產生的NO　D(4)防止水蒸氣進入D，使NOCl水解　②