2024届高考化学一轮复习 课时分层作业23　常见气体制备方法及装置的研究 （含答案）

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＋2ClO2

2．(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→d

B．装置E中发生反应的化学方程式为2NO＋2Fe2FeO＋N2

C．装置F的作用是吸收挥发出来的硝酸和产生的NO2

D．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K3

C．1 mol亚硝酰氯遇水完全反应转移电子数目为NA

D．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＝－97.3 kJ·mol-1

②SO2Cl2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1 120 mL(已转化为标准状况，SO2足量)，最后得到纯净的磺酰氯4.0 g，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：C2H5OHCH2===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1 mol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)＝0.05 mol，n(SO2Cl2)＝0.05 mol，所以产率为×100%＝59.3%。

答案：(1)蒸馏烧瓶　平衡气压，使液体顺利滴下　(2)2MnO＋10Cl－＋16H＋===2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O　c→d→a→b　b←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2MnO＋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ClO＋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，生成的氯气中混有氯化氢气体，氯化氢可以与乙烯发生加成反应生成一氯乙烷，造成产品纯度降低。(3)Cl2与乙烯理论上按物质的量之比为1∶1反应，通过观察多孔球泡产生的气泡速度控制气体流速，节约药品。

答案：(1)5∶6　(2)HCl与乙烯反应生成一氯乙烷，导致产品纯度降低　(3)通过观察气泡控制气体流速　(4)除去乙烯中的乙醇杂质　(5)温度计　(6)催化剂、脱水剂