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高考化学题型专讲之化学实验( 6

7、尾气处理装置

有毒有害尾气应该进行适当的处理,以免污染环境。

1)用液体吸收

装置①适用于一些水中溶解度不大的气体的吸收。NaOH吸收氯气、 CO 2;硫酸铜吸收 H 2 S(气体溶解或反应速度不很快,不易引起倒吸)

装置②、③可用于一些易溶于的水溶解度较大的气体的吸收。HClHBrNH 3等。

其他防止倒吸装置:

2)用气球收集

3)点燃处理

一些可燃气而且燃烧产物无毒无害的气体可用燃烧的方法处理。H 2CO等。

模拟练习

1、( 2012·福州期末)图中装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于( )

A.锌和盐酸生成氢气

B.亚硫酸钠和浓硫酸生成二氧化硫

C.碳酸钙和盐酸生成二氧化碳

D.浓氨水和烧碱制取氨气

答案: A

解析: A项可用此装置; B项,二氧化硫能溶于水且密度比空气大,所以 B项错误; C项,二氧化碳能与水反应且密度比空气大, C项错误; D项,氨气极易溶于水, D项错误。

2、( 2012·湖北重点中学联考)在实验室进行物质制备,下列设计中,理论上正确、操作上可行、经济上合理、环境上友好的是()

答案: D

解析: A项,反应条件不易控制,可直接将 C完全燃烧生成 CO 2,错; B项, AgNO 3的价格贵,用来制取 Cu (OH) 2太浪费,错; C项, Fe点燃应生成 Fe 3 O 4,错。

3、( 2012·九江统考)对实验Ⅰ~Ⅳ的实验现象预测正确的是()

A.实验Ⅰ:液体分层,下层呈无色

B.实验Ⅱ:烧杯中先出现白色沉淀,后溶解

C.实验Ⅲ:试管中立刻出现红色沉淀

D.实验Ⅳ:放置一段时间后,饱和 CuSO 4溶液中出现蓝色晶体

答案: D

解析:实验Ⅰ的四氯化碳密度比水大,下层为紫红色, A项不正确; BNH 3溶于水形成的一水合氨不能溶解氢氧化铝; C项溶液变红色,不是生成沉淀。

4、( 2012·宁波八校高三下学期期初)下列实验设计能完成或实验结论合理的()

A.证明一瓶红棕色气体是溴蒸气还是二氧化氮,可用湿润的碘化钾一淀粉试纸检验,观察试纸颜色的变化

B.铝热剂溶于足量稀盐酸再滴加 KSCN溶液,未出现血红色,该铝热剂不含氧化铁

C.测氯水的 pH可用玻璃棒蘸取氯水点在 pH试纸上,待其变色后和标准比色卡比较

D.用新制氢氧化铜悬浊液可以鉴别甲酸、甲酸甲酯、乙酸、乙酸乙酯四种物质

答案: D

解析: A项溴蒸气和二氧化氮均具有强氧化性,都能够使碘化钾一淀粉试纸变蓝,不正确;由于 Fe 3+能够被铝转化为 Fe 2+,故 B项不正确;氯水具有强氧化性,能够使 pH试纸变红后褪色,无法测量其 pHC项不正确;常温下,根据能否溶液新制氢氧化铜的分为两组甲酸和乙酸、甲酸甲酯和乙酸乙酯,然后加入过量新制氢氧化铜加热,甲酸和甲酸甲酯的溶液能够生成红色沉淀。

5、( 2012·唐山期末)在实验室中某实验小组同学关于硫酸铜的制取和应用,设计了以下实验:

( 1)铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。

①装置 A中发生反应的化学方程式为_______________________________________________;

②装置中导管 B的作用你认为可能是(写出一种)__________________________________________。

( 2)为符合绿色化学的要求,某同学进行如下设计:将铜粉在________(填仪器名称)中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应,反应后溶液经过________、________、过滤、洗涤、干燥,即可得到产品 CuSO 4· 5 H 2 O晶体,干燥需要控制温度小于 100℃,若温度过高,则会导致________________。

( 3)将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量 FeSO 4作催化剂,即发生反应,生成硫酸铜。其反应过程的第 2步是: 2 Fe 3Cu= 2 Fe 2Cu 2,请写出其第 1步反应的离子方程式__________________________________________。

( 4)制取的 CuSO 4溶液和“另一物质”在 4050℃混合时生成了一种难溶物质氢化亚铜 (CuH)CuH溶解在稀盐酸中时生成了一种气体,这种气体是____________,经收集测定生成的该气体为标况下 11.2 L,则被还原的离子得电子的物质的量是____________(已知 Cu在酸性条件下发生反应 2 Cu= Cu 2Cu)。

答案:( 1)① 2 H 2 SO 4(浓)+ Cu= CuSO 4SO 2↑+ 2 H 2 O

②安全管;平衡气压;防倒吸;若连 C的导气管堵塞时防止装置爆炸;拆除装置前,从 B管口向 A中鼓气使 SO 2被全部吸收

( 2)坩埚蒸发浓缩(加热蒸发)冷却结晶  CuSO 4· 5 H 2 O失去部分结晶水

( 3) 4 Fe 2O 24 H= 4 Fe 32 H 2 O

( 4) H 2 0.75 mol

解析:( 1)反应产生的 SO 2溶于 NaOH溶液,极易导致倒吸现象,为防止出现此情况, B导气管可以平衡试管内的压强。

( 2)坩埚是用于固体加热的仪器。 CuSO 4易溶于水,故可通过浓缩后,冷却结晶即可得到硫酸铜晶体。加热硫酸铜溶液温度过高,容易失去部分结晶水。

( 3)第二步是利用 Fe 3氧化 Cu,故第一步产生了 Fe 34 Fe 2O 24 H= 4 Fe 32 H 2 O

( 4)从元素组成可知,生成的气体为 H 2CuH中的 CuH的化合价为+ 1、- 1价,反应的方程式为 2 CuH2 HCl= CuCl 2Cu2 H 2↑。

6、( 2012·江西联考)氢化钙( CaH 2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存,一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,图 1是模拟制取装置。

1)装置 B的作用是_______;装置 D的作用是________;

2)利用图 1实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,__________(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。

①加热反应一段时间 ②收集气体并检验其纯度 ③关闭分液漏斗活塞 ④停止加热,充分冷却

3)为了确认进入装置 C的氢气已经干燥,应在 BC之间再接一装置,该装置中加入的试剂是:__________。

4)甲同学设计一个实验,测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。请完善下列实验步骤。

①样品称量 ②加入________溶液(填化学式),搅拌、过滤 ③________(填操作名称)④_______(填操作名称) ⑤称量碳酸钙

5)乙同学利用图 2装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。他称取 46 mg所制得的氢化钙样品,记录开始时注射器活栓停留在 10.00 mL刻度处,反应结束后充分冷却,活栓最终停留在 57.04 mL刻度处。(上述气体体积均在标准状况下测定)

试通过计算求样品中氢化钙的纯度:____________ 。

( 6)请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法:____________。

答案:( 1)除去氢气中的水蒸气;防止空气中的水蒸气进入 C装置

2)②①④③

3)无水硫酸铜(或其他合理答案)

4Na 2 CO 3K 2 CO 3或其他合理答案)洗涤 烘干(干燥)

595.9

6)称取一定量的样品( m 1 g),加入盐酸溶液至不再冒气泡(反应完全),然后将溶液蒸发得到氯化钙固体( m 2 g),根据 m 1m 2即可得到氢化钙的纯度。(或其他合理答案)

解析:( 1C装置中的钙能够与水反应,为防止引入新的杂质和 CaH 2变质,故 BD装置均是为防止水蒸气进入 C装置。

2)氢气易燃易爆,故在实验中应先排净装置中的空气,以及反应结束应使装置 C在氢气氛围下冷却。

3)实验室中检验水的常用试剂是无水硫酸铜。

4)从最终称量碳酸钙可知,应加入 Na 2 CO 3溶液,使 CaH 2反应的同时,得到碳酸钙沉淀,然后经过滤、烘干、称量,确定纯度。

5)生成氢气的体积为 47.04 mL,氢化钙与氢气的关系: CaH 2~ 2 H 242 g :44.8 L= m47.04 mLm= 44.1 mg故氢化钙的纯度为: 44.1 mg /46 mg× 100%= 95.9%

7、( 2012·黄冈期末)已知氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用。为了探究二氧化硫的漂白作用到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,某学习小组设计了如下装置来进行实验。

请回答相关问题。

1)为了探究干燥的 SO 2能不能使品红褪色,某同学设计了如图所示实验装置,请指出实验装置图设计中的不合理之处。

① _______________;

②______________ 。

2)按照修改后的装置,实验中控制二氧化硫以大约每秒 3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。这说明品红褪色的原因不是二氧化硫直接导致。为此, SO 2能使品红的水溶液褪色的可能微粒有____________ 。

3)甲同学实验如下:取等量、相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,对此,他得出结论:使品红褪色的微粒是 HSO 3SO 3 2 -,不是 H 2 SO 3你认为他的结论是否正确________,其理由是 ___________。

4)为了进一步探究,乙组同学做了如下实验:分别取相同浓度的品红水溶液各 20 ml于两只小烧杯中,两只烧杯中同时一次性各加入 20 mL 0.1 molL的亚硫酸钠, 20 mL 0.1 mol/ L的亚硫酸氢钠溶液,发现加人亚硫酸钠溶液的品红褪色较快。

①微粒浓度与褪色快慢关系,请用“多”或“少”填写“____”内容。

②根据实验和分析,该同学得出的结论是_________

答案:( 1)①没有尾气吸收装置;②没有气体干燥装置

2HSO 3-SO 3 2 -H 2 SO 3

3)不正确,因 HSO 3-SO 3 2 -水解也产生 H 2 SO 3

4)①少,多,多;②主要是 SO 3 2 -有漂白作用

解析:( 1SO 2未经干燥通入品红,不能达到实验目的。 SO 2有毒,不能直接排入大气中。

2SO 2水反应: SO 2+ H 2 O H 2 SO 3H 2 SO 3 H++ HSO 3-HSO 3- SO 3 2 -+ H+,故应是该溶液中除含 SO 2外的含硫微粒。

3H 2 SO 3为弱酸,其酸式盐、正盐均能够发生水解,溶液中也会含有 H 2 SO 3

4)①从实验现象来看, SO 3 2 -对品红的褪色起作用较大。比较两种溶液中 SO 3 2 -离子浓度的相对大小, SO 3 2 -离子浓度较大的溶液变色较快。②综合分析本实验可知, SO 3 2 -对漂白品红作用最块。