1、1题型三 以“气体流程”为载体的定性、定量实验探究1.(2018新乡市高三三模)亚硝酸钠(NaNO 2)外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，但使用过量会使人中毒。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：【制取 NaNO2】设计的制取装置如下图(夹持装置略去)：该小组查阅资料知：2NONa 2O2=2NaNO2；2NO 2Na 2O2=2NaNO3；NO 能被酸性高锰酸钾氧化为 NO 。 3(1)装置 A 中用于盛放稀硝酸的仪器名称为_，装置 A 中发生主要反应的离子方程式为_。(2)装置 D 的作用是_。(3)若无装置 B，则进入装置 D 中的气体除 N2、NO 外还可能有_。(4
2、)甲同学检查装置气密性后进行实验，发现制得的 NaNO2中混有较多的 NaNO3杂质。下列可以提高 NaNO2纯度的方案是_(填字母)。a.将 B 中的药品换为碱石灰b.将稀硝酸换为浓硝酸c.实验开始前通一段时间 CO22d.在装置 A、B 之间增加盛有水的洗气瓶【测定制得样品中 NaNO2的含量】(5)该实验中需配制 KMnO4标准溶液并酸化，应选择_(填化学式)来酸化 KMnO4溶液。(6)已知：在酸性溶液中，NO 可将 MnO 还原为 Mn2 。为测定样品中亚硝酸钠的含量，该 2 4小 组 称 取 4.0 g 样 品 溶 于 水 配 制 成 250 mL 溶 液 ， 取 25.00 mL
3、 溶 液 于 锥 形 瓶 中 ， 用 0.100 molL1 的酸性 KMnO4 溶液进行滴定，消耗 20.00 mL 酸性 KMnO4溶液。滴定过程中酸性KMnO4溶液的作用是_，所得样品中 NaNO2的质量分数为_。答案 (1)分液漏斗 3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O 3(2)吸收过量的 NO，避免尾气造成污染(3)O2、NO 2(4)ad(5)H2SO4(6)作氧化剂和指示剂 86.25%解析 (1)控制液体的滴加速度，装置 A 中用于盛放稀硝酸的仪器为分液漏斗；金属铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，所以装置 A 中发生主要反应的离子方程式为3Cu8H 2NO =
4、3Cu2 2NO4H 2O。 3(2)装置 D 中盛有酸性高锰酸钾溶液，能够氧化一氧化氮气体，减少气体对环境的污染。(3)没有氯化钙，水蒸气就会与过氧化钠反应生成氧气，部分 NO 会被氧气氧化为 NO2，所以，若无装置 B，则进入装置 D 中的气体除 N2、NO 外还可能有 O2、NO 2。(4)由于获得一氧化氮所用的硝酸具有挥发性，且获得 NO 的过程中会产生其他氮氧化物，因此提高 NaNO2纯度需要除去硝酸气体和其他氮氧化物。将 B 中的药品换为碱石灰可以吸收硝酸气体和氮氧化物，a 正确；将稀硝酸换为浓硝酸，硝酸的挥发性增强，不能除去硝酸气体，b 错误；实验开始前通一段时间 CO2不能除去
5、硝酸气体和氮氧化物，c 错误；在 A、B 之间增加盛有水的洗气瓶可以吸收硝酸气体和氮氧化物，d 正确。(5)高锰酸钾具有强氧化性，配制 KMnO4标准溶液并酸化，酸化的酸应选择稀硫酸。(6)NO 可 将 MnO 还 原 为 Mn2 ， 体 现 了 高 锰 酸 钾 的 强 氧 化 性 ， 滴 定 终 点 的 现 象 为 滴 入 最 后 2 4一 滴 高 锰 酸 钾 溶 液 ， 溶 液 变 成 紫 红 色 ， 且 半 分 钟 内 不 变 色 ； 消 耗 标 准 液 的 体 积 为 20.00 mL,25.00 mL 样品消耗高锰酸钾的物质的量为 0.100 molL1 0.02 L0.002 mo
6、l，则250 mL 样品溶液中消耗高锰酸钾的物质的量为 0.002 mol 0.02 mol，根据化合价250 mL25 mL变化可得反应关系式：2MnO 5NO ，则 4.0 g 样品中含有亚硝酸钠的物质的量为 0.02 4 2mol 0.05 mol，质量为 69 gmol1 0.05 mol3.45 g，所以反应后的固体中亚硝酸52钠的质量分数为 100%86.25%。3.45 g4.0 g32.(2018河南省高三 4 月适应性考试)某化学探究学习小组拟利用如图所示装置(部分固定装置已略去)测定某黑色铜硫化物样品的化学式，按照如下步骤进行了实验。步骤一：利用如图所示装置，高温灼烧 1.
7、6 g CuxSy至固体质量不再变化，得到红色固体和一种能使品红溶液褪色的气体。步骤二：将 D 中所得溶液按下述流程进行处理。煮沸 D 中溶液并冷却配制 250 mL 溶液取 25.00 mL 溶液，滴入 23 滴酚酞溶液滴定，消耗 0.1 molL1 NaOH 溶液 20.00 mL。请回答下列问题：(1)A 装置中发生反应的化学方程式为_。停止加热后还需继续通入一段时间的 O2，其目的是_。(2)仪器 a 的作用为_。装置 D 中反应的化学方程式为_。(3)步骤二中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有_；判断滴定终点的现象是_。(4)利用题中提供的数据可计算得出该铜硫化物的化学式
8、为_。(5)有同学认为可将装置 D 改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案_(填“合理”或“不合理”)，原因是_。答案 (1)2Na 2O22H 2O=4NaOHO 2 使生成的 SO2全部被 H2O2溶液吸收(2)防止倒吸 SO 2H 2O2=H2SO4(3)250 mL 容量瓶、胶头滴管 当加入最后一滴 NaOH 溶液时，溶液变为浅红色且 30 秒内不褪色(4)Cu2S(5)不合理 部分 SO2被氧化，且空气中的 CO2和水蒸气可能使干燥管增重4解析 (1)装置 A 中发生反应：2Na 2O22H 2O=4NaOHO 2，根据操作步骤需要测
9、 SO2的含量，求铜硫化合物中硫的量，因此必须让 SO2全部被吸收，反应停止后，继续通一段时间的O2，其目的是让 SO2全部被吸收。(2)仪器 a 是干燥管，目的是防止倒吸；装置 D 中盛放的是 H2O2溶液，能氧化 SO2，化学反应方程式为 H2O2SO 2=H2SO4。(3)配制溶液时，用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250 mL 容量瓶，缺少的是胶头滴管、250 mL 容量瓶；判断滴定到终点的标志是加入最后一滴 NaOH 溶液时，溶液变为浅红色且 30 秒内不褪色。(4)样品中硫的物质的量为 mol0.01 mol，样品中铜的物质的量为2010 30.12 25025(1.60.
10、0132)/64 mol0.02 mol，因此铜硫化物的化学式为 Cu2S。(5)装置 D 不能改用足量的碱石灰，因为空气中含有 CO2和水蒸气，均能被碱石灰吸收，造成所测 S 的物质的量偏大，因此此方案不合理。3.(2018茂名市高三下学期二模)ICl(氯化碘)红棕色液体，熔点 13.9 ，沸点 97.4 ，易水解，接触空气时能形成五氧化二碘，能与许多单质发生作用，溶于乙醇、乙醚等。某校研究性学习小组的同学拟用下列仪器制备氯化碘。回答下列问题：(1)检查 A 装置气密性的方法为_。(2)上述装置，按气流方向连接的顺序为_(装置可重复使用)，A 中发生反应的离子方程式为_。(3)C 装置的作用
11、是_。(4)E 装置的烧瓶反应时需放在水中，控制温度大约 40 ，其目的是_。(5)按上述连接好的装置进行实验，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关闭分液漏斗活塞停止加热 E，充分冷却5水浴加热 E请按正确的顺序填入上述步骤的序号_。(6)在 A 装置后可连接如图的装置，当反应结束关闭分液漏斗活塞后，关闭 K，该装置的作用是_。(7)ICl 和水反应的化学方程式为_。答案 (1)从 A 的导管口连接一个导管伸入水中，关闭分液漏斗活塞，手握圆底烧瓶，若导管口有气泡冒出，手放开烧瓶后，有一段水柱倒吸入导管，说明 A 装置气密性良好(2)ACBEBD MnO 24H 2Cl M
12、n2 Cl 22H 2O= = = = = (3)除去 Cl2中混有的 HCl(4)减少 I2的升华和 ICl 的挥发(5)(6)储存多余的 Cl2(7)IClH 2O=HIOHCl解析 (2)利用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，氯气中含有氯化氢、水蒸气杂质，因此混合气体先通过饱和食盐水溶液，除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水蒸气，得到干燥纯净的氯气，氯气进入到装置 E 中，与碘进行反应，由于 ICl(氯化碘)为红棕色液体，易水解，所以还必须连接装置 B，最后多余的尾气被碱液吸收；按气流方向连接的顺序为 ACBEBD，A 中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气，离子方程式为 MnO24H 2Cl
13、 Mn2 Cl 22H 2O。= = = = = (4)氯化碘是红棕色液体，熔点 13.9 ，沸点 97.4 ，根据信息可知 ICl 易挥发，温度高挥发的快，同时单质碘也易升华，因此 E 装置的烧瓶反应时需放在水中，控制温度大约 40 ，以减少 I2的升华和 ICl 的挥发。(5)装置连接好后，首先检查装置的气密性，不漏气后，加入药品，打开分液漏斗活塞，反应开始进行，用水浴法给装置 E 加热，反应结束后，停止加热 E，充分冷却，待到室温后，再关闭分液漏斗活塞，正确实验步骤为。(6)在 A 装置后可连接如图的装置，当反应结束关闭分液漏斗活塞后，关闭 K，该装置可以用来储存多余的 Cl2，避免释放
14、到空气中污染空气。(7)ICl 易发生水解，生成盐酸和次碘酸，反应的化学方程式为 IClH 2O=HIOHCl。4.(2018珠海市高三 3 月质量检测)甲醛(HCHO)，无色气体，易溶于水，有特殊的刺激气味，6对人眼、鼻等有刺激作用。40%甲醛溶液沸点为 96 ，易挥发。甲醛在碱性溶液中具有极强的还原性。为探究过量甲醛和新制 Cu(OH)2反应的产物成分，进行如下研究：(1)在下图装置中进行实验，向 a 中加入 0.5 molL1 CuSO4溶液 50 mL 和 5 molL1 NaOH 溶液 100 mL，振荡，再加入 40%的甲醛溶液 40 mL，缓慢加热 a，在 65 时回流 20 分
15、钟后冷却至室温。反应过程中观察到有棕色固体生成，最后变成红色，并有气体产生。仪器 b 的名称是_。仪器 c 的作用为_。能说明甲醛具有还原性的实验现象是_。(2)查阅资料发现气体产物是副反应产生的。为确认气体产物中含 H2不含 CO，将装置 A 和如下图所示的装置连接后进行实验。依次连接的合理顺序为：AB_G。装置 B 的作用是_。确认气体产物中含 H2而不含 CO 的现象是_。(3)已知： 。证明 a 中甲醛的碳元素 被 氧 化 被 氧 化 未被氧化成4 价的实验方案为：取少量 a 中反应后的清液，_，则说明甲醛的碳元素未被氧化成4 价。(4)为研究红色固体产物的组成，进行如下实验(以下每步
16、均充分反应)：7已知：.Cu 2O Cu(NH3)4 (无色) Cu(NH3)42 (蓝色) 易 溶 于 浓 氨 水 在 空 气 中 .2Cu8NH 3H2OO 2=2Cu(NH3)42 4OH 6H 2O通过上述实验，可以得出红色固体产物主要是_。答案 (1)恒压漏斗 冷凝回流 A 中出现红色物质(或 A 中出现棕色物质)(2)E F D C 吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验 F 中 CuO 颜色由黑变红，D 中无水硫酸铜变蓝，C 中澄清石灰水不变浑浊(3)滴入过量的浓盐酸，未见气泡产生(4)Cu2O 和 Cu解析 (1)仪器 b 为恒压漏斗。仪器 c 为球形冷凝管，主要是冷凝回流反应物。能
17、说明甲醛具有还原性的实验现象是和新制氢氧化铜加热反应生成氧化亚铜红色沉淀，A中出现红色物质(或 A 中出现棕色物质)。(2)为确认气体产物中含 H2不含 CO，装置 A 连接装置 B 除去甲醛，防止干扰后续实验验证，利用装置 E 吸收水蒸气，通过装置 F 中氧化铜加热反应，利用装置 D 中无水硫酸铜检验是否生成水蒸气，装置 C 中澄清石灰水检验是否生成二氧化碳，从而验证气体中是否含一氧化碳，通过装置 G 收集剩余气体，依次连接的合理顺序为 ABEFDCG。装置 B 的作用是吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验。F 中氧化铜颜色由黑变红，D 中无水硫酸铜变蓝，说明生成了水蒸气，原气体中含有氢气；C 中澄清石灰水不变浑浊，说明没有生成二氧化碳，说明气体产物中不含 CO。(3)甲醛被氧化为甲酸，甲酸被氧化为碳酸，若碱溶液中甲醛被氧化生成碳酸盐，加入浓盐酸会生成二氧化碳气体，设计实验证明 a 中甲醛的碳元素未被氧化成4 价的方法为：取少量 a 中反应后的清液，滴入过量的浓盐酸，未见气泡产生，说明甲醛的碳元素未被氧化成4 价。(4)红色固体与浓氨水混合，得到无色溶液，在空气中变化为蓝色，说明含有 Cu2O；剩余固体中加入浓氨水并摇动锥形瓶得深蓝色溶液是铜、氧气和一水合氨溶液反应生成深蓝色络离子，说明含有 Cu，因此红色固体产物主要是 Cu2O 和 Cu。
