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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 氯气的制取 乙烯的制取 气体的收集、净化、干燥 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 试题正文
  • 实验题
    （每空2分，共16分）铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％-5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
    [方案一]
    〖实验方案〗将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是                           。
    〖实验步骤〗
    （1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中。为使其反应完全，则NaOH溶液的体积V ≥               。
    （2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将         (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
    [方案二]
    〖实验方案〗将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01105Pa）的体积。
    〖问题讨论〗（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验：

    ①你认为最简易的装置其连接顺序是：a接（  ）（   ）接（  ）（  ）接（  ）（填接口字母，可不填满。）
    ②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开分液漏斗可旋转的活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶中。请你帮助分析原因                         。
    ③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为最合理的顺序是          。
    A．等待实验装置冷却
    		B．上下移动量筒f，使其中液面与广口瓶中液面相平
    		C．上下移动量筒g，使其中液面与广口瓶中液面相平
    		D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
    （2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了右图所示的实验装置。

    ①装置中导管a的作用是                         。
    ②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL。则产生氢气的体积为_________mL。
    本题信息：化学实验题难度较难 来源:未知
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本试题 “（每空2分，共16分）铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3％-5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量...” 主要考查您对

氯气的制取

乙烯的制取

气体的收集、净化、干燥

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

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  • 氯气的制取
  • 乙烯的制取
  • 气体的收集、净化、干燥
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

氯气的实验室制法:

(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。

(2)装置图：

(3) 步骤：





氯气的工业制法：

(1)电解饱和食盐水(氯碱工业)，化学方程式为：

(2)电解熔融的氯化钠(可制得金属蚋)，化学方程式为：
(3)电解熔融的氯化镁(可制得金属镁)，化学方程式为：


乙烯的制取：

(1)实验室里是把酒精和浓硫酸按1：3混合迅速加热到170℃，使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。 　　
制取乙烯的反应属于液--液加热型
C2H6OCH2=CH2↑+H2O
(2)装置图：

(3) 注意事项：
①酒精和浓硫酸按体积1比3混和，使乙醇利用率提高，必须使用无水酒精，而且必须控制170摄氏度才能制得乙烯。装置连接时由下至上，由左至右。温度计插入液面下。
②烧瓶内加沸石以避免暴沸。
③温度计水银头插入液面下，但不要接触烧瓶底部，以测定液体温度。
④要使液面温度迅速升到170摄氏度，以避免副反应发生。
(4)收集方法：乙烯的密度与空气相当，所以不能用排空气取气法，只能用排水法收集。
检验：点燃时火焰明亮，冒黑烟，产物为水和CO2；通入酸性高锰酸钾溶液中，紫色高锰酸钾褪色。
(5)实验现象：生成无色气体，烧瓶内液体颜色逐渐加深。 
(6)两点说明
①实验室中用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯气体，加热不久圆底烧瓶内的液体容易变黑，原因是：浓硫酸将无水乙醇氧化生成碳单质等多种物质，碳单质使烧瓶内的液体带上了黑色。制得的C2H4中往往混有等气体。
②实验时要求使反应温度迅速卜升到170℃并稳定在170℃左右，因该温度下主要产物是乙烯和水，而在140℃时主要产物是乙醚和水，当温度高于170℃ 时，乙醇和浓硫酸发生的氧化反应更加突出，反应产物有等多种物质。相关反应方程式为：



收集方法及装置：

a.排水集气法：适用于收集不溶于水，不与水反应的气体。装置如下：如采用第二个装置，气体应短进长出。

b.向上排空气法：适用于收集密度比空气大不与空气反应的气体，装置如下：如采用第二个装置，气体应长进短出。

c.向下排空气法：适用于收集密度比空气小不与空气反应的气体。装置如下：如采用第二个装置，气体应短进长出。


气体净化:

装置：


气体干燥：

(1)干燥原则：
干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。
①酸性干燥剂不能干燥碱性气体。
②碱性干燥剂不能干燥酸性气体。
③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。注意H2、CO、SO2虽具有还原性，但可用浓H2SO4干燥。
(2)常见物质干燥




实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑
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