硫酸、盐酸和硝酸并称为工业上的“三大酸”,实验室中也常用三大酸制取某些气体,制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略加热装置、夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提
题型:不详难度:来源:
硫酸、盐酸和硝酸并称为工业上的“三大酸”,实验室中也常用三大酸制取某些气体,制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略加热装置、夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的部分物质完成相关实验。
序号
| a中的物质
| b中的物质
| c中收集的气体
| d中的物质
| 甲
| 浓硫酸
| Na2SO3
| ①
| ②
| 乙
| 浓硝酸
| Cu
| ③
| NaOH
| 丙
| 浓盐酸
| MnO2
| Cl2
| NaOH溶液
| 按要求回答下列问题: (1)表格中①②③三种物质分别是__________、__________、________(填化学式)。 (2)实验乙中生成气体③的离子反应方程式为________________________;某同学认为将浓硝酸改为稀硝酸,即可以利用本套装置制取NO气体,该同学的设计________(填“正确”或“不正确”)。 (3)已知实验丙中生成氯气的化学方程式为4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+ Cl2↑+2H2O,在该反应中每生成22.4L(标准状况下)氯气,被氧化HCl的物质的量为__________,转移电子的物质的量为________;d装置中发生反应的离子方程式为_________________。实验室还可以用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,完成并配平该反应的离子方程式: ____ MnO4-+ ____ H+ + ____ Cl- ____ Mn2+ + ____ Cl2↑+ ____ _________ |
答案
(1)SO2;NaOH;NO2 (2)Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑;不正确 (3)2.0mol;2.0mol;Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;2、16、10、2、5、8H2O |
解析
试题分析:(1)浓硫酸与亚硫酸钠反应生成硫酸钠、SO2和水,因此c中收集到的气体是SO2。SO2有毒属于大气污染物,需要尾气处理,则d中盛放的溶液是氢氧化钠,用来吸收SO2,防止污染空气。浓硝酸与铜反应生成硝酸铜、NO2和水,则c中收集的气体是NO2。 (2)浓硝酸与铜反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑;由于装置含有空气,能把生成的NO氧化转化为NO2,得不到NO,所以是不正确的。 (3)标准状况下22.4L氯气的物质的量=22.4L÷22.4L/mol=1.0mol,则根据氯原子守恒可知,被氧化的氯化氢的物质的量是1.0mol×2=2.0mol;反应中氯元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,所以生成1.0mol氯气转移电子的物质的量是2.0mol。氯气有毒需要尾气处理,与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;根据方程式可知,反应中Mn元素的化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子。氯元素的化合价从-1价升高到0价,失去1个电子,所以根据电子得失守恒可知氧化剂MnO4-与还原剂Cl-的物质的量之比是1:5。根据原子守恒可知,反应中还有水生成,所以反应的离子方程式为2MnO4-+ 16 H+ + 10 Cl-=2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O。 |
举一反三
碳酸钙和硫酸钙都是钙的重要化合物,它们在生产生活中都有着广泛的应用。甲、乙两组同学分别对碳酸钙的制备、硫酸钙的性质进行了以下探究,请你参与并完成对有关问题的解答。 (1)甲组使用大理石(含少量的Fe2O3杂质)等物质制备碳酸钙的实验流程如下:
①溶解大理石时,用硝酸而不用硫酸的原因是 。 ②上述流程中,“分离”得产品所包含的实验操作依次为:过滤、 、 。 ③“滤液A”中除H+离子外,还含有的阳离子是 ;检验该阳离子的实验方法是:取少量滤液A与 在试管中混合、加热充分反应,将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)靠近试管口,观察现象即可。 (2)乙组对某硫酸钙晶体(xCaS04·yH20)加热分解的有关反应进行探究。他们取6.52g该晶体进行加热,加热过程中,固体质量随时间的变化情况如下图所示。又知t5~t6时间段内固体质量减轻的原因是产生了两种气体,反应的化学方程式为:2CasO42CaO+2S02↑+O2↑。
①加热时,该晶体开始发生化学变化的时间是 (填“t1”、“t3”或“t5”)。 ②t4~t5时间段固体的化学式为 。 ③tl~t2时间段固体发生反应的化学方程式为 。 |
Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂,经查阅资料Cl2氧化能力强于H2O2,能将H2O2氧化。为了验证该结论,学生设计了如下图所示的实验装置进行实验(夹持装置略去)。圆底烧瓶A中的反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,请回答下列问题
A B C D (1)试管B中饱和食盐水的作用 ; (2)试管C中加入5mL 30% 双氧水,发生反应的化学方程式____________________; (3)试管D中充满10% NaOH溶液,NaOH溶液的作用是 ; (4)将浓盐酸注入圆底烧瓶A,当装置中的空气基本排尽后关闭止水夹,反应一段时间后试管D中的现象为 ,试管D中的气体检验方法为__________________; (5)有的同学对上述实验中试管D中气体来源产生质疑,你认为可能的来源有 (用化学方程式表示),对于质疑可以采用对比实验来解决。 |
实验室制取下列气体时,不能用排气法收集,而只能用排水法收集的是( ) |
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