实验室制备气体是中学生必做实验,一般地,要得到纯净、干燥气体的装置流程是:发生装置—净化装置—干燥装置---收集装置---尾气处理装置(假设需要)



发生装置A 发生装置B 净化装置C 干燥装置D

收集装置E 收集装置F(可用于收集H2等气体) 尾气处理装置G
某研究性化学学习小组现需要若干瓶CO2、O2和Cl2,回答下列问题:
(A)有关发生装置和净化装置
(i) 一般地,依据反应物的状态和反应条件选择所需装置,上述两种发生装置适用于反应物是固体+液体,生成气体的速度可通过操作分液漏斗来控制。
(ii) 如果从发生装置中出来的气体含有杂质(除水蒸汽外),要想得到纯净气体,则必须选择此装置净化,达到除杂的目的。
(1)、 要使生成气体的速度平缓,如何操作分液漏斗使液体顺利流下?_________________。
(2)、若用大理石和稀盐酸制备CO2,因盐酸挥发,使CO2混有HCl杂质,必需选用上述净化装置C除去,装置C中应装___________________溶液。
(3)、若制备O2,反应物是Na2O2和H2O,你选择上述发生装置中的________________,化学方程式是_____________________________________________________。
(4)、若制备Cl2,反应物是MnO2和浓HCl,你选择上述发生装置中的________________,化学方程式是_______________________________________________,想得到纯净、干燥的Cl2是否需要净化装置?为什么?__________________________________________________。
(B)有关收集装置
(i) 不与空气反应,且密度比空气重的气体可用向上排空气法。
(ii) 不与空气反应,且密度比空气轻的气体可用向下排空气法。
(iii) 难溶于水的气体可用排水法。
(5)、上述三种气体可用收集装置中的E装置收集的有________________。
(C)有关尾气处理:对大气产生污染的有毒气体在实验室制备时都要进行尾气处理,
(6)、多余Cl2必须处理,尾气处理装置中盛装的溶液应是___ _(选填“H2O” 、“NaOH”或 “浓H2SO4”)。
(6分)实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)滴定结果如下表所示:
| 滴定 次数 |
待测溶液的体积/mL |
标准溶液的体积 |
|
| 滴定前刻度/mL |
滴定后刻度/mL |
||
| 1 |
25.00 |
1.02 |
21.03 |
| 2 |
25.00 |
2.00 |
21.99 |
| 3 |
25.00 |
0.20 |
20.20 |
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol/L,则该样品中氮的质量分数为________。
实验室制备气体时,可根据反应物的状态、反应条件和生成气体的性质来选择气体的发生装置。
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧气时,可选用的发生装置是 (写编号);
(2)实验室用食盐固体和浓硫酸制氯化氢气体时,可选用的发生装置是 (写编号),写出微热时的反应方程式 ;
(3)高锰酸钾和二氧化锰都是强氧化剂,均可将浓盐酸氧化为氯气。
(a) 用浓盐酸和高锰酸钾制氯气的反应方程式如下:
2KMnO4 + 16HCl
2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2
+ 8H2O
①用“单线桥”在上述方程式上标出电子转移的方向和数目。
②反应中 元素被氧化, 是氧化剂。当有1mol电子转移时,可生成气体 升(标准状态下)。
(b) 用浓盐酸和二氧化锰制氯气的实验装置如图所示:
①写出圆底烧瓶中发生反应的化学方程式_
②实验结束清洗仪器时,为了减少烧瓶中残留氯气对环境的污染,可以向烧瓶中加入的溶液是________,有关的化学方程式_________________________.
某校化学课外小组用海带作为原料制取少量碘水,现用CCl4从碘水中萃取碘并用分液漏斗分离两种溶液,其实验操作可分解为如下几步:
| A.把盛有溶液的分液漏斗放在铁架台的铁圈中; |
| B.把50ml碘水和15mlCCl4加入分液漏斗中,并盖好玻璃塞 |
| C.检验分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液; |
| D.倒转漏斗用力振荡,并不时旋开活塞放气,最后关闭活塞,把分液漏斗放正; |
E.旋开活塞,用烧杯接收溶液;
F.从分液漏斗上口倒出上层水溶液;
G.将漏斗上口的玻璃塞打开或使塞上的凹槽或小孔对准漏斗口上的小孔;
H.静置、分层.
就此实验,完成下列填空:
(1)正确操作步骤的顺序是:(用编号字母填写)→→→→A→G→→E→F
(2)选用CCl4从碘水中萃取碘的原因是:、、、。
(Ⅰ)气体制备时须先检查装置的气密性,下列各图所示装置,肯定不符合气密性检查要求的是 。
(Ⅱ)下面是中学化学实验中常见的几种仪器:
a.量筒 b.容量瓶 c.分液漏斗 d.托盘天平 e.温度计
(1)其中标示出仪器使用温度的是 (填编号)。
(2)称取10.5g固体样品(1g以下使用游码)时,将样品放在了天平的右盘,则所称样品的实际质量为 g。
(3)使用前要检查仪器是否漏液的是 (填编号)。
(Ⅲ)实验室需要95 mL 1.0 mol·L-1稀硫酸,现用98%的
浓硫酸(其密度为1.84 g/mL)来进行配制。若实验仪器有:
A.100
mL量筒 B.托盘天平 C.玻璃棒D.250 mL容量瓶
E.10 mL量筒 F.胶头滴管 G.50 mL烧杯 H.100 mL容量瓶
(1)需量取浓硫酸的体积为 mL。
(2)实验时选用的仪器有(填序号)
(3)配制过程中,下列情况会使配制结果偏高的是(填序号)
A.将稀释的硫酸液转移至容量瓶后,未洗涤烧杯和玻璃棒。
B.将烧杯内的稀硫酸向容量瓶中转移时,因操作不当使部分稀硫酸溅出瓶外。
C.未冷却至室温就定容。
D.用胶头滴管加水时,俯视观察溶液凹液面与容量瓶刻度相切。
E.容量瓶使用时未干燥
F.定容后经振荡、摇匀、静置,发现液面低于刻度线,再加蒸馏水补至刻度线
(10分)已知:溴单质(Br2)、化合物与氯的性质相似,溴单质的水溶液呈黄色,溴单质的四氯化碳溶液呈橙红色。在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴液态溴单质,振荡后溶液变为黄色。
⑴甲同学认为这不是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是 (填化学式,下同);乙同学认为这是发生化学反应所致,使溶液变黄色的物质是 。
⑵现提供如下试剂:
| A.酸性高锰酸钾溶液 | B.氢氧化钠溶液 | C.四氯化碳 | D.硫氰化钾溶液 |
实验证明乙同学的推断是正确的,请用三种方法加以验证,写出选用的试剂编号及实验中观察到的现象:
| 选用试剂(代号) |
实验现象 |
|
| 第一种方法 |
||
| 第二种方法 |
||
| 第三种方法 |
⑶根据上述实验推测,若在稀溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是 。