2025屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)儀器裝置的作用、選擇與連接

2025屆高三高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)微專題練習(xí)儀器裝置的作用、選擇與連接1.[2024·廣東惠州調(diào)研]某化學(xué)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)“84”消毒液(主要成分為NaClO)與潔廁劑(主要成分為鹽酸)室溫下混合有Cl2生成,于是嘗試在實(shí)驗(yàn)室利用該反應(yīng)原理制取Cl2。(1)若用次氯酸鈣、濃鹽酸為原料,利用上圖裝置制取Cl2。裝置中儀器A的名稱為,反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)實(shí)驗(yàn)室制取干燥的Cl2時(shí),凈化與收集Cl2所需裝置的接口連接順序?yàn)椤?/p>

(3)經(jīng)查閱資料得知:無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。設(shè)計(jì)如圖所示裝置制備無(wú)水FeCl3(加熱裝置略)。①下列操作步驟的正確順序?yàn)?/p>

(填字母)。a.體系冷卻后,停止通入Cl2b.通入干燥的Cl2趕盡裝置中的空氣c.在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成d.用干燥的N2趕盡Cl2e.檢查裝置的氣密性②該實(shí)驗(yàn)裝置存在的明顯缺陷是。

2.[2024·安徽江淮十校聯(lián)考]二氯異氰尿酸鈉(NaC3N3O3Cl2,摩爾質(zhì)量為220g·mol-1)是一種高效廣譜殺菌消毒劑,常溫下為白色固體,難溶于冷水。其制備原理為2NaClO+C3H3N3O3(氰尿酸)NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。請(qǐng)選擇下列部分裝置制備二氯異氰尿酸鈉并探究其性質(zhì)。回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出儀器X的名稱:;導(dǎo)管Y的作用是。

(2)若裝置D中Ca(ClO)2用KMnO4代替,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

。

(3)選擇合適裝置,按氣流從左至右,導(dǎo)管連接順序?yàn)?填小寫(xiě)字母)。

(4)反應(yīng)結(jié)束后,A中濁液經(jīng)、、干燥,得到粗產(chǎn)品mg。

3.[2024·遼寧沈陽(yáng)二中模擬]碳酸釤Sm2(CO3)3為難溶于水的白色粉末,可用于治療高磷酸鹽血癥。回答下列問(wèn)題:Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室利用NH3和CO2通入SmCl3溶液中制備水合碳酸[Sm2(CO3)3·xH2O]。(1)裝置的連接順序是a→,←b(填接口字母)。

(2)生成水合碳酸釤的化學(xué)方程式為

。

(3)若氨氣過(guò)量,溶液堿性太強(qiáng)會(huì)生成副產(chǎn)物Sm(OH)CO3,減少該副產(chǎn)物生成的操作是

。

4.[2024·吉林普通高中聯(lián)考]實(shí)驗(yàn)室利用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵{[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m}和綠礬(FeSO4·7H2O),過(guò)程如下:(1)驗(yàn)證固體W焙燒后產(chǎn)生的氣體含有SO2的方法是。

(2)實(shí)驗(yàn)室制備、收集干燥的SO2,所需儀器如下。裝置A產(chǎn)生SO2,按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)閍→→→→

→f。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。D裝置的作用是。

(3)制備綠礬時(shí),向溶液X中加入過(guò)量,充分反應(yīng)后,經(jīng)過(guò)濾操作得到溶液Y,再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬。過(guò)濾所需的玻璃儀器有。

(4)欲測(cè)定溶液Y中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液,用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)應(yīng)選用滴定管(填“酸式”或“堿式”)。

5.[2024·山東濟(jì)寧三模]亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)物合成中的重要試劑,熔點(diǎn)為-64.5℃、沸點(diǎn)為-5.5℃,氣態(tài)呈黃色,液態(tài)時(shí)呈紅褐色,遇水易反應(yīng)生成一種氫化物和兩種氮的常見(jiàn)氧化物。NOCl可由NO與Cl2在通常條件下反應(yīng)得到,相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)裝置的連接順序?yàn)閍→→h,實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開(kāi)分液漏斗活塞滴入稀硝酸,當(dāng)觀察到己中時(shí),開(kāi)始向裝置中通入Cl2。

(2)裝置丁的作用:根據(jù)氣泡快慢調(diào)節(jié)氣體流速、、。

6.[2024·黑龍江哈爾濱三中一模]四氯化碳(CCl4)主要用作優(yōu)良的溶劑、滅火劑、制冷劑、萃取劑等。某化學(xué)小組模擬工業(yè)原理,用二硫化碳與氯氣反應(yīng)制取四氯化碳,部分加熱、夾持裝置已省略,所用實(shí)驗(yàn)各部分裝置如下:已知:①CS2可與溴水反應(yīng)生成硫酸和氫溴酸;②CS2與Cl2在鐵作催化劑的條件下,在85~95℃反應(yīng)可生成四氯化碳;③硫單質(zhì)的沸點(diǎn)為445℃,CS2的沸點(diǎn)為46.5℃,CCl4的沸點(diǎn)為76.8℃、密度為1.6g·cm-3。(1)CCl4分子的空間結(jié)構(gòu)為。

(2)上述儀器的連接順序?yàn)閍→→→→→→→→→。

A裝置中導(dǎo)管k的作用為。在制備氣體的實(shí)驗(yàn)中若用普通的分液漏斗,在其他條件相同的情況下,從裝置A中排出氣體的體積與本實(shí)驗(yàn)相比(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

(3)B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(4)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中F裝置的作用有、。反應(yīng)結(jié)束后關(guān)閉K1、K2,此時(shí)F裝置的作用為。

(5)反應(yīng)結(jié)束先過(guò)濾除去固體,再經(jīng)過(guò)(填操作名稱)可得到CCl4。參考答案1.(1)分液漏斗Ca(ClO)2+4HClCaCl2+2Cl2↑+2H2O(2)cdbae(3)①ebcad②缺少尾氣吸收裝置[解析](1)次氯酸鈣中+1的氯元素將鹽酸中-1價(jià)的氯元素氧化為Cl2,反應(yīng)為Ca(ClO)2+4HClCaCl2+2Cl2↑+2H2O。(2)飽和氯化鈉溶液除去HCl雜質(zhì),濃硫酸干燥氯氣,NaOH溶液吸收尾氣。(3)首先應(yīng)該檢查裝置氣密性。裝置中空氣干擾反應(yīng),加熱前應(yīng)先通入Cl2排空氣,再加熱。反應(yīng)結(jié)束后裝置中殘留的Cl2污染環(huán)境,需要用N2將裝置中的尾氣排盡。正確的順序?yàn)閑bcad。無(wú)水CaCl2不能吸收Cl2,該實(shí)驗(yàn)裝置缺少尾氣處理裝置。2.(1)三頸燒瓶平衡氣壓,使?jié)恹}酸易于滴下(2)10Cl-+2MnO4-+16H+5Cl2↑+2Mn2++8H2(3)fghabe(4)過(guò)濾冷水洗滌[解析]通過(guò)D裝置利用濃鹽酸與次氯酸鈣反應(yīng)制取氯氣,用飽和食鹽水除去氯氣中混有的HCl,然后通入A裝置中,氯氣與NaOH反應(yīng)生成NaClO,NaClO再與氰尿酸(C3H3N3O3)反應(yīng)生成NaC3N3O3Cl2,過(guò)量的氯氣用C中氫氧化鈉溶液吸收。(1)由儀器的構(gòu)造可知A為三頸燒瓶;導(dǎo)管Y連接分液漏斗和蒸餾燒瓶,可以平衡氣壓,便于濃鹽酸順利流入蒸餾燒瓶中。(2)MnO4-具有強(qiáng)氧化性,1molMnO4-得5mol電子生成Mn2+,2molCl-失2mol電子生成Cl2,根據(jù)得失電子守恒及元素守恒可得反應(yīng)的離子方程式為10Cl-+2MnO4-+16H+5Cl2↑+2Mn(3)通過(guò)D裝置制取氯氣,用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl,然后通入A裝置中,過(guò)量的氯氣用C吸收,因此接口順序?yàn)閒ghabe。(4)反應(yīng)結(jié)束后,A中濁液先過(guò)濾得到NaC3N3O3Cl2,再結(jié)合NaC3N3O3Cl2難溶于冷水的性質(zhì),用冷水洗滌產(chǎn)品。3.(1)cd(2)6NH3+3CO2+(x+3)H2O+2SmCl3Sm2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl(3)調(diào)節(jié)分液漏斗活塞即K2,慢慢滴加氨水[解析]碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,反應(yīng)裝置可以選擇啟普發(fā)生器,即裝置甲;濃氨水滴在生石灰上可以生成氨氣,發(fā)生裝置選擇乙;NH3和CO2通入SmCl3溶液中制備水合碳酸釤[Sm2(CO3)3·xH2O]。(1)由分析可知,裝置甲生成二氧化碳、裝置乙生成氨氣,NH3和CO2通入SmCl3溶液中制備Sm2(CO3)3·xH2O,由于氨氣極易溶于水,需要防倒吸裝置,故氨氣從d管進(jìn)入,故裝置的連接順序是a→c,d←b。(2)根據(jù)分析可知,NH3和CO2通入SmCl3溶液中制備Sm2(CO3)3·xH2O,則生成水合碳酸釤的化學(xué)方程式為6NH3+3CO2+(x+3)H2O+2SmCl3Sm2(CO3)3·xH2O↓+6NH4Cl。(3)若氨氣過(guò)量,溶液堿性太強(qiáng)會(huì)生成副產(chǎn)物Sm(OH)CO3,減少該副產(chǎn)物生成的操作是調(diào)節(jié)分液漏斗活塞即K2,慢慢滴加氨水。4.(1)將氣體通入品紅溶液,溶液褪色,加熱恢復(fù)原色(2)decbCu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O防止倒吸(3)鐵屑或鐵粉燒杯、漏斗、玻璃棒(4)酸式[解析]制備聚鐵[Fe2(OH)n(SO4)3?0.5n]m和綠礬(FeSO4·7H2O)流程:硫酸廠燒渣與硫酸、氧氣反應(yīng),得到溶液X和固體W(S、二氧化硅等);溶液X中加入鐵粉生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾等得到綠礬;將溶液X通過(guò)調(diào)節(jié)pH獲得溶液Z,在70~80℃條件下得到聚鐵膠體,最后得到聚鐵。(1)檢驗(yàn)SO2的一般方法:將氣體通入品紅溶液中,如果品紅褪色,加熱后溶液又恢復(fù)紅色,證明含有SO2。(2)實(shí)驗(yàn)室利用銅與濃硫酸反應(yīng)制取SO2氣體,該反應(yīng)為Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O,收集SO2前應(yīng)先干燥然后再收集。由于SO2的密度比空氣大,要從c口進(jìn)氣,SO2是有毒氣體,在排放前要進(jìn)行尾氣處理,然后再進(jìn)行排放,所以最后進(jìn)行尾氣處理,因?yàn)镾O2易與氫氧化鈉反應(yīng),故D瓶作安全瓶,以防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生,故儀器接口順序?yàn)閍→d→e→c→b→f。(3)因?yàn)樵跓屑尤肓肆蛩岷妥懔垦鯕?所以溶液X中含有Fe3+,故應(yīng)先加入過(guò)量的鐵粉(或鐵屑),發(fā)生反應(yīng):2Fe3++Fe3Fe2+,轉(zhuǎn)化為Fe2+,然后過(guò)濾除去過(guò)量的鐵粉或鐵屑,得到溶液Y,再經(jīng)濃縮、結(jié)晶等步驟得到綠礬,過(guò)濾使用的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。(4)KMnO5.(1)b→c→f→g→j→i→d→e紅棕色完全消失(2)干燥氣體平衡氣壓,避免裝置中壓強(qiáng)過(guò)大[解析]NOCl可由NO與純凈的Cl2在常溫常壓下合成,先在裝置甲發(fā)生銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO,硝酸具有揮發(fā)性,裝置甲上部含有空氣,則產(chǎn)生的NO部分被氧化為NO2,裝置乙的作用為除去氣體中的硝酸及NO2雜質(zhì);NOCl遇水易反應(yīng),因此要先在裝置丁中用濃硫酸干燥NO氣體,裝置丁除了具有干燥氣體的作用,還可以根據(jù)氣泡快慢調(diào)節(jié)氣體流速,同時(shí)平衡氣壓,避免裝置中壓強(qiáng)過(guò)大;在裝置己中NO與純凈的Cl2在10℃合成NOCl,為防止NOCl與水反應(yīng),再接裝置丙,最后連接尾氣處理裝置戊。(1)根據(jù)上述分析可知導(dǎo)管口連接順序?yàn)閍→b→c→f→g→j→i→d→e→h;由于NO是無(wú)色氣體,而NO與O2反應(yīng)產(chǎn)生的NO2是紅棕色氣體,因此實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開(kāi)分液漏斗活塞滴入稀硝酸,當(dāng)觀察到己中紅棕色完全消失,說(shuō)明其中充滿了無(wú)色NO氣體,此時(shí)開(kāi)始向裝置中通入Cl2。(2)裝置丁中盛有濃硫酸,其作用:根據(jù)氣泡快慢來(lái)調(diào)節(jié)氣體流速,并且可以干燥NO氣體,同時(shí)可以平衡氣壓,避免裝置中壓強(qiáng)過(guò)大。6.(1)正四面體(2)ijfgdebch平衡壓強(qiáng),便于溶液順利流入蒸餾燒瓶偏大(3)CS2+8Br2+10H2O2H2SO4+16HBr+CO2↑(4)除去氯氣中的HCl調(diào)節(jié)氣體流速使氣流更平穩(wěn)儲(chǔ)存未反應(yīng)完的氯氣(5)蒸餾[解析]首先利用A裝置,濃鹽酸與重鉻酸鉀反應(yīng)制取氯氣,氯氣中含有HCl用F中飽和食鹽水除去,再經(jīng)過(guò)D中濃硫酸干燥氯氣,干燥的氯氣通入C中與CS2反應(yīng)生成CCl4,揮發(fā)出的CS2用溴水吸收,未反應(yīng)的氯氣等酸性物質(zhì)用E中氫氧化鈉溶液吸收。(1)CCl4與CH4類似,呈正四面體結(jié)構(gòu)。(2)由上述分析可知儀器的連接順序?yàn)閍→i→j→f→g→d→e→b→c→h,A裝置中導(dǎo)管k連接滴液漏斗與蒸餾燒瓶,可保持上下壓強(qiáng)始終相同,有利于濃鹽酸順利滴入蒸餾燒瓶中;若改用普通分液漏斗