2024届高考一轮复习课时分层作业23　常见气体制备方法及装置的研究

课时分层作业(二十三)常见气体制备方法及装置的研究一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)1．(2022·石家庄模拟)ClO2(熔点：－59.0℃，沸点：10.0℃)具有强氧化性，其在空气中的质量分数超过7%就有爆炸危险。实验室模拟ClO2的工业制法，将经干燥、稀释的氯气通入装有固体亚氯酸钠(NaClO2)的U形管内制备ClO2，用稳定剂EDTA吸收ClO2，实验装置如图所示。下列说法错误的是()A．通入空气可以减少安全隐患B．B中盛放Na2CO3溶液，导管G用于平衡气压C．可以通过C装置观察气泡产生速率，以便控制气体流速D．U形管内制备ClO2的化学方程式为2NaClO2＋Cl2=2NaCl＋2ClO22．(2022·合肥模拟)某兴趣小组设计用铁粉将NO还原为N2(同时生成FeO)。下列说法不正确的是()已知：①浓硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．装置的连接顺序为a→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Feeq\o(=,\s\up10(△))2FeO＋N2C．装置F的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2D．装置B的作用是干燥，防止水蒸气进入E中干扰反应3．(2022·徐州模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2=3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是()A．导管a的作用是有利于硫酸滴入B．装置A中的反应体现硫酸的氧化性C．装置B、D作用完全相同D．装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成4．实验室用如图装置通过NO与Cl2反应制备亚硝酰氯(NOCl)。已知亚硝酰氯：沸点－5.5℃，遇水生成一种氢化物和两种氧化物。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是()A．装置X的突出优点是随开随用，随关随停且排除了空气干扰B．实验时应先关闭K3，打开K1和K2，一段时间后再打开K3C．1mol亚硝酰氯遇水完全反应转移电子数目为NAD．试剂a可以是碱石灰，作用是干燥、除杂二、非选择题5．(2022·武汉月考)磺酰氯(SO2Cl2)可用于制造锂电池正极活性物质。实验室可利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2，装置如图(部分夹持装置已省略)。已知：①SO2(g)＋Cl2(g)=SO2Cl2(l)ΔH＝－97.3kJ·mol-1②SO2Cl2熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，常温下较稳定，遇水剧烈水解，100℃以上易分解(1)仪器A的名称是________，装置丙中橡胶管的作用是_______________________________________________________________________________________。(2)装置丙中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________，上述仪器正确的连接顺序是e→________→g，h←________←f(填仪器接口字母编号，仪器可重复使用)。(3)仪器F的作用是________________________________________________________________________________________________________________________。(4)装置丁中三颈烧瓶置于冷水浴中，其原因是____________________________________________________________________。(5)某实验小组利用该装置消耗了氯气1120mL(已转化为标准状况，SO2足量)，最后得到纯净的磺酰氯4.0g，则磺酰氯的产率为________(结果保留三位有效数字)。6．1，2­二氯乙烷是一种用途广泛的工业原材料，也是一种重要的有机溶剂。某实验小组设计实验合成1，2­二氯乙烷，并测量其纯度，装置如图所示。原理：C2H5OHeq\o(→,\s\up10(P2O5),\s\do10(150℃))CH2=CH2↑＋H2O；Cl2＋CH2=CH2→CH2ClCH2Cl回答下列问题：(1)装置A中用KMnO4与浓盐酸反应也可以制取氯气，则等物质的量的KMnO4和KClO3理论上产生的氯气质量之比为________。(2)该实验设计若去掉B装置可能带来的后果是_______________________________________________________________________________________________。(3)装置D中多孔球泡的作用除了增大气体与液体的接触面积外还可以____________________________________________________________________________。(4)F装置的作用是_________________________________________________________________________________________________________________________。(5)G装置还缺少一个关键仪器，该仪器为____________。(6)P2O5在反应中的作用是____________________________________________。课时分层作业（二十三）1．B[氯气在溶液中存在平衡Cl2＋H2O⥬HCl＋HClO，Na2CO3溶液能与HCl反应，平衡不断右移，会造成氯气的损失，B中应盛放饱和食盐水，为了防止B装置中压强过大，导管G连通大气平衡气体压强，B项错误。]2．CD[F中的P2O5的作用是干燥NO，C错误；B的作用是氧化吸收NO，D错误。]3．BC[装置A中反应体现硫酸的酸性，B错误；装置B的作用调速和恒压，而D作用是作安全瓶，防止倒吸，C错误。]4．BC[选项A，反应时关闭K1，装置X中生成的NO使压强增大，稀硝酸与铜丝分离，反应停止，打开K1反应继续进行，且装置X制取的NO被液封不和空气接触，正确；选项B，实验开始时应先排除装置中空气，但不应该用NO，因为NO会与O2反应生成NO2，干扰实验，错误；选项C，由题意可得2NOCl＋H2O=2HCl＋NO＋NO2，分析反应方程式可知1mol亚硝酰氯参与反应转移电子数目为0.5NA，错误；选项D，碱石灰不与NO反应，由于亚硝酰氯易水解，因此需要除去水蒸气防止其水解，正确。]5．解析：(5)n(Cl2)＝0.05mol，n(SO2Cl2)＝0.05mol，所以产率为eq\f(4.0g,0.05mol×135g·mol-1)×100%＝59.3%。答案：(1)蒸馏烧瓶平衡气压，使液体顺利滴下(2)2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2Oc→d→a→bb←a(3)吸收SO2、Cl2，防止污染空气；同时防止水蒸气进入使磺酰氯水解(4)制备SO2Cl2的反应为放热反应，SO2Cl2沸点低，温度过高易汽化且易分解(5)59.3%6．解析：(1)装置A中KMnO4和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为2MnOeq\o\al(－,4)＋10Cl－＋16H＋=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O，氯酸钾和浓盐酸反应制取氯气的离子方程式为ClOeq\o\al(－,3)＋6H＋＋5Cl－=3Cl2↑＋3H2O，故等物质的量的KMnO4和KClO3理论上产生的氯气质量之比为5∶6。(2)浓盐酸具有挥发性，生成的氯气中混