高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题9 大题题空逐空突破(十五) 仪器连接、操作先后顺序集训（含解析）

这是一份高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题9 大题题空逐空突破(十五) 仪器连接、操作先后顺序集训（含解析），共8页。试卷主要包含了三氯化硼是一种重要的化工原料，探究草酸的不稳定性，制备无水氯化铁，制备碳酸亚铁的装置如图所示等内容，欢迎下载使用。

1．三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。实验室制备BCl3的原理：B2O3＋3C＋3Cl2 ===2BCl3＋3CO，某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。(已知：BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃；硝基苯的密度比水大)请回答下列问题：


(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→______→______→________→________→F→D→I；其中装置E的作用是______________________________________________。
(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，请写出该反应的化学方程式：__________________
________________________________________________________________________。
(3)能证明反应中有CO生成的现象是______________________________________________
__________________________。
答案　(1)E　H　J　 H　将BCl3冷凝为液态分离出来
(2)BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl
(3)F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊
解析　(1)干燥的氯气、B2O3、C反应生成BCl3和CO，BCl3的熔点为－107.3 ℃，沸点为12.5 ℃，收集三氯化硼要用冰水冷却，未反应的氯气用氢氧化钠溶液吸收，三氯化硼易水解，为防止氢氧化钠溶液中的水进入装置E，在E和J之间添加H装置，用于吸水，生成的CO经干燥后再通过F装置还原氧化铜，再将生成的气体通过澄清石灰水检验，可以证明原反应中有CO生成，多余的CO不能排放到空气中，用排水法收集。则该实验装置中合理的连接顺序为G→E→H→J→H→F→D→I；其中装置E的作用是将BCl3冷凝为液态分离出来。
(2)BCl3接触潮湿空气时会形成白雾，是三氯化硼水解生成HCl，HCl溶于空气中的水形成盐酸小液滴，则三氯化硼水解的化学方程式为BCl3＋3H2O===H3BO3＋3HCl。
(3)CO能还原氧化铜，把黑色的氧化铜还原成红色的铜单质，CO自身被氧化成二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，则能证明反应中有CO生成的现象是F中黑色固体变成红色且澄清石灰水变浑浊。
2．氯化氨基汞[Hg(NH2)Cl]是祛斑霜中常用的添加剂，可由反应：Hg＋2NH3＋Cl2===Hg(NH2)Cl↓＋NH4Cl制备，某学习小组在实验室中利用下列装置制备氯化氨基汞，回答下列问题。


(1)A中发生反应的离子方程式为__________________________________________________。
(2)F中发生反应的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)盛装碱石灰的仪器名称为________，其作用为_____________________________
________________________________________________________________________。
(4)整个装置的仪器连接顺序为A→_______________________________________________
_______________________________________________________________________________
(装置不能重复使用)。该实验的不足之处是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)E中短导管a通入的气体是____________，导管ab采用长短不同的原因是______________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋2H2O＋Cl2↑
(2)NH3·H2O＋CaONH3↑＋Ca(OH)2
(3)U形管　干燥氨气
(4)D→B→E←C←F　无尾气处理装置
(5)氯气　氯气的密度大于空气，氨气的密度小于空气，采用逆流原理，使氯气、氨气、汞充分混合
解析　(4)整个装置分成两部分，一部分是由A装置中的氯气经除杂并干燥后得到干燥的氯气，一部分是由F装置生成的氨气经干燥后得到干燥的氨气，最后将干燥的氯气和氨气一起通入E中制得Hg(NH2)Cl，则整个装置的仪器连接顺序为A→D→B→E←C←F，该实验的不足之处是没有尾气处理装置。
3．拟用如下装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应。


(1)A中所发生反应的化学方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)上图中的装置连接顺序为A→____→____←____←____←B(用大写字母表示)。若按照正确顺序连接实验装置后，则整套实验装置还存在的主要缺点是__________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
(2)D　F　C　E　无尾气处理装置
4．三氯化硼(BCl3)，主要用作半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，还用于高纯硼或有机硼的制取。某兴趣小组用氯气和硼为原料，采用下列装置(部分装置可重复使用)制备BCl3。


已知：①BCl3的沸点为12.5 ℃，熔点为－107.3 ℃；遇水剧烈反应生成硼酸和盐酸；②2B＋6HCl2BCl3＋3H2；③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应。
请回答下列问题：
(1)A装置可用氯酸钾固体与浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式为____________。
(2)装置从左到右的接口连接顺序为a→___________________________________→j。
(3)装置E中的试剂为______________，如果拆去E装置，可能的后果是__________________
________________________________________________________________________。
(4)D装置中发生反应前先通入一段时间的氯气，排尽装置中的空气。若缺少此步骤，则造成的结果是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O
(2)ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de
(3)饱和食盐水　硼粉与HCl气体反应生成H2，加热H2与Cl2的混合气体易发生爆炸　(4)会生成B2O3，使产品不纯
解析　(2)根据分析，A制备氯气，E中饱和食盐水吸收挥发出的HCl气体，C中浓硫酸吸水干燥，为保证除杂充分，导气管均长进短出，干燥纯净的氯气与硼粉在D中发生反应，用B中冰水冷凝产物BCl3并收集，F中NaOH吸收尾气，防止污染空气，为防止F中的水蒸气进入B装置，在B和F之间连接一个C干燥装置，故连接顺序为：a→ih→de→fg(或gf)→bc(或cb)→de→j。
5．探究草酸的不稳定性。已知：草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色，易溶于水，熔点为101 ℃，受热易脱水、升华，170 ℃以上分解产生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸强，其钙盐难溶于水。


(1)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用，加热装置和连接装置已略去)。仪器装置连接顺序为：A→________→_______→_______→________→E→B→G→________。
(2)若实验结束后测得B管质量减轻4.8 g，则至少需分解草酸晶体的质量为________g(已知草酸晶体的M＝126 g·mol－1)。
答案　(1)C　D　G　F　J　(2)37.8
解析　(1)为证明草酸受热分解的产物中含有H2O、CO2和CO，首先将混合气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管检验水蒸气，如果变蓝说明有水蒸气产生；再通入盛有冰水的洗气瓶除去草酸蒸气，防止草酸干扰二氧化碳的检验；接着通入盛有澄清石灰水的洗气瓶检验二氧化碳，如果澄清石灰水变浑浊，则证明含有二氧化碳气体；再用盛有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化碳，防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验；然后再将洗气后的气体进行干燥，再将气体通入黑色的氧化铜装置，一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳，再用澄清石灰水检验二氧化碳是否存在，如果澄清石灰水变浑浊，则证明该混合气体中含有一氧化碳；为防止有毒的一氧化碳污染环境，用排水集气法收集一氧化碳，连接顺序为A→C→D→G→F→E→B→G→J。
(2)由化学方程式CuO＋COCu＋CO2可知A管减轻的质量为氧原子的质量，则n(CO)∶m(O)＝1∶16＝n(CO)∶4.8 g，解得n(CO)为0.3 mol，H2C2O4·2H2O受热分解的方程式为H2C2O4·2H2O3H2O＋CO↑＋CO2↑，由化学方程式可知分解的草酸晶体为0.3 mol，所以质量为0.3 mol×126 g·mol－1＝37.8 g。
6．制备无水氯化铁。


(1)仪器X的名称为________。
(2)装置的连接顺序为a→________→j，k→________(按气流方向，用小写字母表示)。
(3)实验结束后，取少量F中的固体加水溶解，经检测发现溶液中含有Fe2＋，其原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)圆底烧瓶　(2)h，i→d，e　g，f→b
(3)未升华出来的FeCl3与未反应的铁粉在水溶液中反应生成Fe2＋
解析　(2)首先制取氯气，然后除杂、干燥，导管应长进短出，所以a连接h，i接d；在F中与铁粉反应，为防止FeCl3堵塞导管，出气导管应用粗导管，则e接j，冷凝法收集升华出的FeCl3，所以k接g；最后连接盛有碱石灰的干燥管，吸收未反应的氯气，所以f接b，则装置的连接顺序为a→h，i→d，e→j，k→g，f→b。
7．硫是一种自然界分布较广的元素，在很多化合物中都含有该元素，回答下列问题：


(1)装置A中反应的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)使分液漏斗中液体顺利流下的操作是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)选用上面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱：
①甲同学认为按照A→C→F的顺序连接装置即可证明，乙同学认为该方案不合理，其理由是________________________________________________________________________。
②丙同学设计的合理实验方案为A→C→________→________→D→F，其中装置C的作用是________________________________________________________________________，
证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的实验现象是______________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)CaSO3＋2HCl===CaCl2＋SO2↑＋H2O
(2)拔下分液漏斗顶部的塞子(或使分液漏斗瓶塞上的凹槽对准瓶颈的小孔)，然后再旋转下部活塞　(3)①SO2通入次氯酸钙溶液发生氧化还原反应，不能证明强酸制备弱酸的原理　②B　E　除去HCl气体　D中品红不褪色，F中出现白色沉淀
解析　(3)①次氯酸具有强氧化性、二氧化硫具有还原性，两者可发生氧化还原反应；②A装置制备二氧化硫，由于盐酸易挥发，制备的二氧化硫中混有HCl，用饱和的亚硫酸氢钠除去HCl，再通过碳酸氢钠溶液，可以验证亚硫酸的酸性比碳酸强，用酸性高锰酸钾溶液氧化除去二氧化碳中的二氧化硫，用品红溶液检验二氧化碳中二氧化硫是否除尽，再通入F中，则：装置连接顺序为A→C→B→E→D→F，其中装置C的作用是除去HCl气体，D中品红不褪色，F中出现白色沉淀，可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
8．某化学兴趣小组的同学进行三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解的实验探究。经小组讨论，他们设计了如下装置进行实验。烧瓶B中盛有饱和NH4Cl和饱和NaNO2混合液(常用于实验室制N2)，干燥管C1中装有碱石灰。

(1)B中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
(2)C2的作用是_________________________________________________________，C3中盛装的试剂是_______________________________________________________________________。
(3)若实验中观察到E1、E4中的澄清石灰水均变浑浊，则E3中的现象是______________
________________________________________________________________________，证明气体产物是____________________________________________________。
(4)实验装置中有2个酒精灯，先点燃A1，一段时间后，熄灭A1，关闭止水夹a，再点燃A2，待D中的样品充分反应后，再次打开止水夹a，点燃A1，则第二次点燃A1的理由是
________________________________________________________________________。
答案　(1)NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O　(2)检验水蒸气　P2O5或CaCl2　(3)固体由黑色变红色
CO2和 CO　(4)第二次点燃A1，是利用生成的氮气将装置中残余的气体吹到后续装置，使其充分吸收
9．制备碳酸亚铁的装置如图所示。

(1)仪器B的名称是____________。
(2)实验操作如下：关闭活塞2，打开活塞1、3，加入适量稀硫酸反应一段时间，其目的是：________________________________________________________________________，然后关闭活塞1，接下来的操作是：________________________________________。
C中发生反应的离子方程式为________________________________________。
答案　(1)蒸馏烧瓶　(2)排尽装置内的空气，防止二价铁被氧化　关闭活塞3，打开活塞2　
Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O
10．如图装置，经过一系列操作完成抽滤和洗涤。请选择合适的编号，按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次)：

开抽气泵→a→b→d→______→c→关抽气泵。
a．转移固液混合物；b.关活塞A；c.开活塞A；d.确认抽干；e.加洗涤剂洗涤
抽滤和普通过滤相比，优点是______________________________________________。
答案　c→e→b→d　加快过滤速度(其他合理答案也可)
11．为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量为252 g·mol－1)的分解产物，按下图连接好装置，在A中加入5.040 g样品进行实验。

(1)仪器C的名称是________。
(2)连接好装置，点燃酒精灯之前，需进行的必要操作是________________________________
________________________________________________________________________。
(3)反应结束后，依然要通一段时间的氮气的原因是__________________________________
________________________________________________________________________。
(4)加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A中残留物为Cr2O3、B中质量的变化为1.44 g，写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式：_________________________________。
答案　(1)(球形)干燥管　(2)检查装置的气密性后通入氮气一段时间将装置内空气排尽　(3)将A中分解产生的气体全部赶入B中，防止产生实验误差
(4)(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O
解析　(4)根据产物和水的质量计算，(NH4)2Cr2O7 (摩尔质量为252 g·mol－1)，5.040 g样品的物质的量为＝0.02 mol，分解产生的水的物质的量为：＝0.08 mol，观察到D中溶液不变色，则可得出反应生成了氮气，同时测得A中残留物为Cr2O3，故反应方程式为(NH4)2Cr2O7Cr2O3＋N2↑＋4H2O。