突破03 气体流程型实验（一）-备战2023年高考化学《化学实验大题》专题突破系列

这是一份突破03 气体流程型实验（一）-备战2023年高考化学《化学实验大题》专题突破系列，共8页。试卷主要包含了题型剖析，有气体参与的制备实验应注意事项，已知氯化亚铁的熔点674 ℃等内容，欢迎下载使用。
化学实验专题训练(一)
——气体流程型实验
1、题型剖析

2、有气体参与的制备实验应注意事项
(1)操作顺序问题
与气体有关的实验操作顺序：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器
(2)加热操作的要求
①使用可燃性气体(如：H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却
(3)尾气处理的方法：有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放
(4)特殊实验装置
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S2、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入
②用液体吸收气体，若气体溶解度较大，要加防倒吸装置
③若制备物易被空气中氧气氧化，应加排空气装置
【例题】
1、某学习小组查阅资料可知高温下，FeCl2与O2反应一定生成Fe2O3，可能生成FeC13或Cl2。该小组同学利用如下装置对该反应进行探究。回答下列问题：

查阅资料：FeCl2固体呈绿色，熔点为674℃，沸点为1023℃；FeC13在100℃左右升华。
(l)装置A中盛放蒸馏水的仪器名称为________________
(2)按气流从左到右的顺序，上述装置合理的连接顺序为________________________(填仪器接口的小写字母)
2、三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理B2O3+3C+3Cl2 =2BCl3+3CO，某实验小组利用干燥的氯气和下列装置（装置可重复使用）制备BCl3并验证反应中有CO生成。已知：BCl3的熔点为-107.3℃，沸点为12.5℃，遇水水解生成H3BO3和HCl，请回答下列问题：
(实验Ⅰ)制备BCl3并验证产物CO

(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→_____→_____→_____→____→F→D→I。其中装置E的作用是__________
(2)装置J中反应的化学方程式为____________________________________
【课后作业】
1、某研究性学习小组的同学通过查阅资料得到如下信息:草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，熔点为101℃，受热脱水、升华，易溶于水，170℃以上分解可得到CO、CO2、H2O，CaC2O4难溶于水。他们欲利用如下装置验证上述产物(加热仪器、夹持仪器省略)

(1)加热草酸晶体使其分解的装置是________(从I、II、III中选取)，验证其分解产物的装置依次是__________→A→尾气处理装置 (用装置字母作答，装置可重复使用)
(2)D中试剂是___________，证明有CO生成的现象是___________________________________
(3)实验中有两处需要加热，加热的顺序是_______________，写出一种处理尾气的方法：_________________
(4)若上述实验均产生了预期的现象，写出草酸分解的化学方程式：__________________________________
(5)设计一种方案证明草酸是弱酸____________________________________________________________
2、三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料，可用于制取乙硎烷(B2H6)，也可做有机合成的催化剂。某兴趣小组选用下列装置制备BCl3。查阅资料：①BCl3的沸点为12.5℃，熔点为－107.3℃，易水解；②2B+6HCl2BCl3+3H2

请回答下列问题：
(1)装置A中盛浓盐酸的仪器名称为_________；装置A中发生反应的离子方程为___________
(2)按气流方向连接各装置的接口，顺序为a→___→___→___→___→b→c→f→g→h，连接好装置后的第一步实验操作为_____________________________
(3)装置C中盛放的试剂为_____________，实验中若不用装置C，可能产生的危险为_______________________
(4)装置E的作用为__________________________________________________________
(5)常温下， KSP[Mn(OH)2]=1.0×10-13，向制取Cl2后的残余液中加入氢氧化钠溶液至Mn2+沉淀完全[c(Mn2+)≤1.0×10-5mol·L-1]溶液的pH最小为_________
3、直接排放含SO2的烟气会形成酸雨，危害环境。某化学兴趣小组进行如下有关SO2性质和含量测定的探究活动。

(1)装置A中仪器a的名称为____________，写出A中发生反应的离子方程式_____________________________，若利用装置A 中产生的气体证明+4价的硫元素具有氧化性，试用化学方程式表示该实验方案的反应原理_________________________________
(2)选用图中的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱：
①甲同学认为按A→C→F→尾气处理顺序连接装置可以证明亚硫酸和次氯酸的酸性强弱，乙同学认为该方案不合理，其理由是_________________________________________
②丙同学设计的合理实验方案为：按照A→C→_______________→F→尾气处理(填字母) 顺序连接装置。证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的酸性的实验现象是________________________________________________
③其中裝置C的作用是___________________________________________
(3)为了测定装置A残液中SO2的含量，量取10.00mL残液于圆底烧瓶中，加热使SO2全部蒸出，用20.00 mL0.0500 mol·L-1的KMnO4溶液吸收。充分反应后，再用0.2000 mol·L-1的KI标准溶液滴定过量的KMnO4，消耗KI溶液20.00mL。
已知：5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 10I-+2MnO4-+16H+=2Mn2++5I2+8H2O
①残液中SO2的含量为____g·L-1
②若滴定前读数时平视，滴定终点读数时俯视则测定结果________ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
4、氯化亚砜(SOCl2)是一种液态化合物，在农药、制药行业中用途广泛。实验室利用SO2、Cl2和 SCl2制备 SOCl2，部分装置如下图所示。请回答：
已知：①SOC12遇水剧烈反应，液面上产生白雾，并有气体产生 ②SOC12沸点为77℃，SC12的沸点为 50 ℃。

(1)实验室制取SOCl2的反应方程式为_______________________________________
(2)实验室制取SOC12在三颈烧瓶中合成，整个装置所选仪器的连接顺序是⑥→ _________→①，________→②(某些仪器可以重复使用)
(3)使用冷凝管的作用是______________；冷凝管上连接的干燥管的作用是_____________________________
(4)实验结束后，将三颈烧瓶中混合物分离实验操作名称是____________
(5)若反应中消耗的Cl2的体积为896mL (已折算为标准状况，SO2足量) 最后得到纯净的SOCl26.76g，则SOCl2的产率为_________(保留二位有效数字)
(6)取少量的SOCl2加入足量NaOH溶液，振荡静置得到无色溶液，检验溶液中存在Cl-的方法是________________
______________________________________________________________________________________________
5、一氯化碘(沸点97.4 ℃)是一种红棕色易挥发的液体，不溶于水，溶于乙醇和乙酸。某校研究性学习小组的同学拟制备一氯化碘。回答下列问题：
(1)甲组同学拟利用干燥、纯净的氯气与碘反应制备一氯化碘，其装置如下：(已知碘与氯气的反应为放热反应)

①各装置连接顺序为A→__________________；A装置中发生反应的离子方程式为____________________
②B装置烧瓶需放在冷水中，其目的是________________，D装置的作用是_____________________________
③将B装置得到的液态产物进一步提纯可得到较纯净的ICl，则提纯采取的操作方法是________________
(2)乙组同学采用的一种制一氯化碘的方法为：在三颈烧瓶中加入粗碘和盐酸，控制温度约50 ℃，在不断搅拌下逐滴加入氯酸钠溶液，生成一氯化碘。则发生反应的化学方程式为________________________________
(3)设计实验证明：
①ICl的氧化性比I2强：___________________________________________________________________
②ICl与乙烯作用发生加成反应：____________________________________________________________


6、NCl3既可用于漂白，又可用于柠檬等水果的熏蒸处理。已知：NCl3熔点为－40 ℃，沸点为70 ℃，95 ℃以上易爆炸，有刺激性气味，在热水中易水解。实验室可用Cl2和NH4Cl溶液反应制取NCl3。某小组利用如图所示的装置制备NCl3，并探究NCl3的漂白性。回答下列问题：

(1)仪器M中盛放的试剂为________。
(2)各装置接口连接的顺序为________(用小写字母表示)。
(3)当装置B的蒸馏烧瓶中出现较多油状液体后，关闭b处的活塞，应控制水浴加热的温度为________，装置C的作用为_______________________________________________________。
(4)当装置D的锥形瓶内有较多黄色油状液体出现时，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取该液体滴到干燥的红色石蕊试纸上，试纸不褪色；若取该液体滴入50～60 ℃的热水中，片刻后取该热水再滴到干燥的红色石蕊试纸上，则试纸先变蓝后褪色。结合化学方程式解释该现象：__________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
(5)在pH＝4时电解NH4Cl溶液也可以制得NCl3，然后利用空气流将产物带出电解槽。电解池中产生NCl3的电极为________(填“阴极”或“阳极”)，该电极的电极反应式为________________________________________
(6)NCl3可与NaClO2溶液反应制取ClO2气体，同时产生一种无污染的气体，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
7、已知氯化亚铁的熔点674 ℃、沸点1 023 ℃；三氯化铁在300 ℃左右时升华，易溶于水并且有强烈的吸水性。在500 ℃条件下氯化亚铁与氧气可能发生多种反应，反应之一为12FeCl2＋3O22Fe2O3＋8FeCl3。某兴趣小组选用如下部分装置(夹持装置省略，装置不可重复选用)进行氯化亚铁与氧气反应的探究。

(1)装置E的名称为________________
(2)实验装置的合理连接顺序为A→________________→F
(3)反应过程发现，装置B中除生成红棕色固体外 ，还观察到黄绿色气体，生成该气体的化学方程式为____________________________________
(4)装置G中冰盐水的作用是___________________________________
(5)利用反应生成的FeCl3设计简单实验，证明Fe(OH)3是弱碱，实验方案为________________________________
___________________________________________________________________________________________
8、氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧。某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。甲同学的实验方案如下：

(1)仪器的组装连接：上述仪器装置按气流从左到右连接顺序为______________________，加入药品前首先要进行的实验操作是_______________(不必写出具体的操作方法)；其中装置B的作用是____________________
(2)添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是____________________，然后快速把锂放入到石英管中
(3)通入一段时间氢气后加热石英管，通氢气的作用是___________________________；在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作是___________________
(4)加热一段时间后，停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险，反应方程式为____________________________
(5)准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4 mL(已换算成标准状况)，则产品中LiH与Li的物质的量之比为____________
9、S2Cl2用作橡胶的低温硫化剂和粘结剂，向熔融的硫中通入限量氯气反应制得，进一步氯化可得SCl2。S2Cl2、SCl2的某些性质如下：

水溶性
密度(g/cm3)
颜色
熔点
沸点
S2Cl2
空气中发烟雾，遇水即水解
1.687
金黄色
-76℃
138℃
SCl2
溶于水且剧烈反应
1.621
樱桃红
-122℃
59℃
用如图所示装置制备S2Cl2，回答下列问题：

(1)已知S2Cl2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构，则S2Cl2的电子式为______________
(2)制取Cl2应选用的裝置是________(填字母编号)；反应的离子方程式为____________________________
(3)欲得到较纯净的S2Cl2，上述仪器装置的连接顺序为___________________(按气流方向，用小写字母表示)
(4)仪器D的名称是__________；D中碱石灰的作用是_________________________
(5)为了获得更纯净的S2Cl2，需要对产品进行的操作是_____________________
(6)若将S2Cl2放入水中同时产生沉淀和气体，写出反应的化学方程式____________________________________；该反应中被氧化和被还原的元素的质量之比为____________
10、铝氢化钠(NaAlH4)是有机合成的重要还原剂，其合成路线如图所示

(1)已知AlCl3的熔点为190℃，沸点为178℃，在潮湿的空气中易水解。某实验小组利用下图中装置制备无水AlCl3。

①写出圆底烧瓶中发生反应的离子方程式：______________________________
②按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→________________→b→c→__________________(填接口字母)
③装置F中应盛装的试剂是____________________，装置D的作用是____________________________
(2)AlCl3与NaH反应时，需先将AlCl3溶于有机溶剂，再将得到的溶液滴加到NaH粉末中，此反应中NaH的转化率较低，其原因可能是__________________________________________________
(3)通过测定铝氢化钠与水反应生成氢气的体积来测定铝氢化钠样品的纯度
①铝氢化钠与水反应的化学方程式为___________________________________
②设计如下四种装置测定铝氢化钠样品的纯度(杂质只有氢化钠)。从简约性、准确性考虑，最恰当的装置是
_________(填编号)

11、氨基甲酸铵(NH2COONH4)是重要的氨化剂，分解温度40℃，遇水水解为碳酸氢铵。某研究小组欲探究NH2COONH4的制备与性质。
Ⅰ、实验室制备NH2COONH4
反应原理：2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) ΔH7或向等物质的量浓度的盐酸和草酸溶液中各滴入2滴石蕊试液，草酸溶溶中红色浅一些
2、(1)分液漏斗 MnO2+4H++2Cl- Mn2+ + Cl2↑+2H2O (2)edjk 检查装置的气密性
(3)饱和NaCl溶液 Cl2和H2加热发生爆炸
(4)防止空气中的水蒸气进入U形管使产物发生水解；吸收多余Cl2,防止污染空气 (5)10
3、(1)分液漏斗 CaSO3+2H+=Ca2++H2O+ SO2↑ SO2+2H2S=3S↓+2H2O
(2)次氯酸在水溶液中能将SO2氧化，并非强酸制弱酸 B→E→D F中有沉淀后溶解，D不变色 除去挥发HCl
(3)3.2 偏高
4、(1)SO2+Cl2+SCl2 2SOCl2
(2)⑫→⑪→⑨→⑩ ⑦→⑨→⑩
(3)冷凝、回流 SCl2 和 SOCl2 吸收逸出的 Cl2、 SO2，防止空气中的水蒸气进入反应装置使 SOCl2 水解
(4)蒸馏(或分馏) (5)71%
(6)取少量溶液于试管中，加入过量 Ba(NO3)2溶液，静置，取上层清液，滴加HNO3酸化，再加入AgNO3 溶液，产生白色沉淀，则说明溶液中有 Cl-
5、(1)①C→E→B→D MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
②防止ICl挥发　吸收未反应的氯气，防止污染空气　③蒸馏
(2)3I2＋6HCl＋NaClO36ICl＋NaCl＋3H2O
(3)①用湿润的KI­淀粉试纸检验一氯化碘蒸气，试纸变蓝
②在ICl的乙醇溶液中通入乙烯，溶液褪色
6、(1)浓盐酸　
(2)a、b、c、e、f、d　
(3)70～95 ℃　吸收尾气并防止倒吸　
(4)在热水中发生的反应为NCl3＋3H2O3HClO＋NH3↑，NCl3本身无漂白性，但在热水中会水解生成NH3·H2O使红色石蕊试纸变蓝，而生成的HClO又使其褪色　
(5)阳极　3Cl－＋NH－6e－===NCl3＋4H＋　
(6)2NCl3＋6NaClO2===6ClO2↑＋6NaCl＋N2↑
7、(1)(球形)干燥管
(2)D(E)→B→G→E(D)
(3)4FeCl2＋3O22Fe2O3＋4Cl2
(4)冷却生成的FeCl3
(5)将少量FeCl3固体溶于水，用pH试纸测定溶液的pH，若溶液呈酸性则说明Fe3＋水解，即Fe(OH)3为弱碱(其他答案合理即可)
8、(1)e接a，b接f，g接d，c （f和g调换也可以） 检验装置的气密性 除去H2中的H2O和HCl
(2)除去锂表面的石蜡
(3)赶走装置中空气，防止加热时锂、氢气与氧气反应，发生爆炸 收集c处排出的气体并检验H2纯度
(4)LiH + H2O = LiOH + H2↑
(5)10∶1
9、(1)
(2)C MnO2＋4H+＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O
(3)ejkhicdabfg
(4)干燥管 吸收剩余的Cl2，并防止空气中的水蒸气进入A中使S2Cl2水解
(5)分馏（或蒸馏）
(6)2S2Cl2＋2H2O＝SO2↑＋3S↓＋4HCl 1︰3
10、(1)①5Cl-+ClO3-+6H+==3Cl2↑+3H2O
②k→j→d→e h→i→f→g
③饱和NaCl溶液 吸收未反应的Cl2,并防止空气中的水蒸气进入装置E中
(2)NaH是离子化合物，难溶于有机溶剂，使反应物难以接触(或其他合理答案)
(3)①NaAlH4+2H2ONaAlO2+4H2↑ ②丁
11、(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O↑
(2)D B C 碱石灰 防倒吸
(3)通过冰水浴及时降温促进平衡正向移动以提高产率 便于观察NH3、CO2的混合比例(或易于NH3和CO2的充分混合) NH2COONH4+2H2O=NH4HCO3+NH3·H2O 过滤
(4)①将产物取样加热到40 ℃让其分解，如果有固体剩余则含尿素
②取一定质量样品用蒸馏水溶解后，加入足量Ba(OH)2溶液，测量单位质量的样品所产生沉淀的质量，如果每克样品产生沉淀小于g，则含(NH4)2CO3
12、(1)平衡气压，使液体顺利流下 NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O
(2)A、D、C、E
(3)蒸馏
(4)F 排除装置中的空气，保证反应在无水无氧环境下进行
(5)不能 B装置可以吸收水，但不能阻止空气中的氧气，不能保证反应在无氧环境下进行