鲁科版高中化学必修第一册第1章认识化学科学第2节实验整合练与钠、氯及其化合物相关的实验含答案

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第1章　认识化学科学实验整合练　与钠、氯及其化合物相关的实验实验1　钠及其化合物的制备及性质探究1.(2024山东淄博第七中学月考)某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应生成H2O,设计装置如图所示。下列说法正确的是(　　)A.检验装置A气密性的方法:关闭K1,向长颈漏斗中加水,至漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间后,长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变,说明气密性良好B.装置B中盛放无水硫酸铜,目的是除去A中挥发出来的少量水蒸气C.装置A也可直接用于大理石与稀硫酸反应制取CO2D.D中盛放无水硫酸铜的作用是检验是否有空气中的水蒸气进入2.(2024山东泰安新泰一中测试)已知NaH遇水蒸气剧烈反应。某小组设计如图实验装置制备NaH,下列说法错误的是(　　)A.安全漏斗的作用之一是液封B.装置A中的试剂可以是稀硫酸和粗锌C.装置B中的试剂是浓硫酸D.实验开始后先点燃C处酒精灯,再启动A中反应3.(2024北京十一中期中)某小组同学探究金属Na与不同浓度的盐酸反应,进行下列实验。下列说法不正确的是(　　)A.实验2中白色固体是NaClB.实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速盐酸的挥发C.实验2不如实验1剧烈,说明盐酸浓度越大反应越不剧烈D.实验2不如实验1剧烈的原因可能是表面包裹白色固体,使反应变慢4.(2024辽宁朝阳名校联考)某化学兴趣小组利用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(N2不与金属钠反应),可利用的装置如下:　　　　　　　　　　　　回答下列问题:(1)装置Ⅳ中盛放的试剂是　　　　　　,若没有该装置,可能导致生成的Na2O2中含有碳酸钠,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若规定气体的气流方向从左到右,则各仪器接口的顺序应为:空气进入h→　　　　　　　(填字母)→d。 (3)装置Ⅱ的作用是　　　　　　　　　　。 实验2　氯及其化合物的性质探究5.(2024福建宁德一中月考)84消毒液中含NaCl和NaClO。已知:酸性条件下,84消毒液中的NaCl和NaClO会反应生成氯气。实验小组同学围绕“84消毒液能否与医用酒精发生反应”这一问题进行了如下实验。下列推断不合理的是(　　)A.由①②可知,①中产生的大量气泡与酒精挥发无关B.由①③可知,①中刺激性气味的产生可能与酒精无关C.由①②③可推断,84消毒液与医用酒精混合后,溶液中发生了化学反应D.由①④可推断,酸性条件有利于84消毒液与医用酒精发生反应6.(2023山东济南期中)四氯化钛(TiCl4)极易与水反应,若遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,常用作烟幕弹。其熔点为-25 ℃,沸点为136.4 ℃。某实验小组设计如下装置(部分加热和夹持装置省略),用Cl2与炭粉、TiO2制备TiCl4。下列说法错误的是(　　)已知:实验室常用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O制取Cl2,Cl2在饱和食盐水中的溶解度比较小。A.②中应盛装饱和食盐水B.冷凝管有冷凝、回流和导气的作用C.反应结束时,应先停止③处的加热,后停止①处的加热D.该设计存在不足,如④、⑤之间缺少防止水蒸气进入④的装置7.(2024福建龙岩连城月考)实验室用如图所示装置进行氯气性质的探究并制备无水FeCl3。查阅相关资料可知:①实验室常用反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O制取氯气,氯气在饱和食盐水中的溶解度比较小;②无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。(1)仪器a的名称为　　　　　　。 (2)装置B的作用是　　　　　　　　　　,同时用作安全瓶(监测实验时装置C中是否发生堵塞);若装置C发生堵塞,则装置B中观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则实验时装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处依次放入的物质是　　　　(填字母)。  (4)装置D中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)实验结束时,应先熄灭　　　　(填“A”或“D”)处酒精灯;E中冷水的作用是　　　　　　　　。 (6)装置E中的导管应接虚线框中的　　　(填字母)。 8.(2024山东烟台莱阳一中月考)Cl2O是高效灭菌消毒剂,部分性质如表所示:实验室可利用反应HgO+2Cl2 HgCl2+Cl2O制取Cl2O,装置如图所示:已知:①Cl2的沸点为-34.6 ℃;氨气的沸点为-33 ℃。②装置①中发生反应的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓) 2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O。③装置②中饱和氯化钠溶液可以除去氯气中的氯化氢。(1)装置③中试剂是　　　　　　　　,装置⑥中主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)通入干燥空气的主要目的是　　　　　　　　　　　。 (3)装置⑤中盛有液氨制冷剂,在装置⑤中内管得到的Cl2O中可能含有的杂质是　　　　　　　　。 (4)该设计中存在不足之处,改进的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　(用简要的文字叙述)。 (5)实验完成后,取装置⑥烧杯内溶液,滴加品红溶液,发现溶液褪色。某兴趣小组设计实验探究溶液褪色原因。ⅰ.a=　　　　　。 ⅱ.由上述实验得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案与分层梯度式解析第1章　认识化学科学实验整合练　与钠、氯及其化合物相关的实验1.A　检验装置A的气密性可通过液差法,具体操作为先关闭K1,然后向长颈漏斗中加水至漏斗中液面高于试管中液面,静置一段时间后,长颈漏斗中液面高于试管中液面且高度不变,说明气密性良好,A正确;装置B中应盛放碱石灰,用于除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气,B错误;大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙会包裹在固体表面,阻碍反应继续进行,C错误;D装置中盛放的无水硫酸铜用于检验过氧化钠与氢气能否反应生成水,D错误。2.D　加入液体后,部分液体存于漏斗弯管中起液封作用,避免氢气从漏斗中逸出,A正确;装置A中稀硫酸与粗锌反应生成氢气,氢气在C中与Na反应,B正确;B是干燥氢气的装置,B中试剂应该为浓硫酸,C正确;先启动A中反应,利用生成的氢气将装置中的空气排出,再点燃C处酒精灯,D错误。3.C　钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气,氯化钠在浓度较大的盐酸中溶解度较低,所以实验2中钠表面有NaCl固体,故A正确;钠和盐酸反应放热,实验2中液面上方出现白雾是因为反应放热,加速盐酸的挥发,故B正确;一般反应物浓度越大,反应速率越快,盐酸浓度越大反应越剧烈,实验2不如实验1剧烈的原因是钠表面包裹白色固体,使钠与盐酸接触面积减小,反应变慢,故C不正确,D正确。4.答案　(1)NaOH溶液　2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2　(2)gfeab(ba)c　(3)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ思路分析　本题以Na2O2的制备为载体,考查实验装置的连接顺序、化学方程式的书写、实验方案的设计等,综合性较强。实验过程中应先除去空气中的二氧化碳,再除去空气中的水蒸气,剩余气体通入盛有钠单质的硬质玻璃管中,钠与氧气在加热条件下反应制备过氧化钠;为防止空气中的水和二氧化碳进入,需在装置Ⅰ后连接盛有碱石灰的干燥管。解题时先根据装置的作用判断装置的连接顺序,再判断接口的连接顺序。解析　(1)装置Ⅳ是利用NaOH溶液除去空气中的二氧化碳,若没有该装置,空气中的二氧化碳和过氧化钠反应会生成碳酸钠,反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2。(2)由思路分析知装置的正确连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ,各接口顺序为hgfeab(ba)cd。(3)装置Ⅱ中碱石灰可以防止空气中的水和二氧化碳进入装置Ⅰ。5.D　①中84消毒液与医用酒精混合,溶液温度升高,产生大量气泡,而②中医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴至相同温度,却无明显现象,说明①中产生的气体不是乙醇蒸气,证明①中产生的大量气泡与酒精挥发无关,故A合理。①中84消毒液和医用酒精混合均匀,溶液温度升高,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化;③中84消毒液和蒸馏水混合均匀并水浴至相同温度,产生的现象除无气泡外,其余与①相同,说明①中刺激性气味的产生可能与酒精无关,故B合理。由①②③可知84消毒液与医用酒精混合后,溶液中发生了化学反应,产生了新的物质,故C合理。在酸性条件下84消毒液中的NaCl、NaClO会反应产生Cl2,Cl2从溶液中逸出,不能说明酸性条件有利于84消毒液与医用酒精发生反应,故D不合理。6.A　装置①制得的Cl2中含有HCl和水蒸气,TiCl4极易与H2O反应,遇空气中的水蒸气即产生“白烟”,HCl不会干扰实验,所以②中应盛装浓H2SO4,A错误;TiCl4的沸点较低,制得的TiCl4应经过冷凝处理,则该装置中冷凝管具有冷凝、回流和导气的作用,B正确;反应结束时,应先停止③处加热,后停止①处加热,可以使制得的TiCl4在氯气氛围中冷却,C正确;因TiCl4极易与水反应,所以应在装置④和⑤之间增加一个防止水蒸气进入④的装置,D正确。7.答案　(1)分液漏斗　(2)除去氯气中的HCl气体　长颈漏斗中液面上升　(3)B　(4)2Fe+3Cl2 2FeCl3　(5)D　降低温度,收集FeCl3　(6)h思路分析　装置A制备氯气,装置B除去氯气中的氯化氢同时用作安全瓶,装置C验证氯气是否具有漂白性,装置D中铁和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,装置E收集氯化铁,最后连接尾气吸收装置。解析　(2)根据题给信息可知氯气在饱和食盐水中的溶解度比较小,装置B中盛装饱和食盐水,作用是除去氯气中的HCl气体;若装置C发生堵塞,装置B内压强增大,观察到的现象是长颈漏斗中液面上升。(3)装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,实验时装置C中Ⅰ处放湿润的有色布条(有色布条褪色),Ⅱ处放干燥剂干燥氯气,U形管中应装固体干燥剂,Ⅲ处放入干燥的有色布条(有色布条不褪色),说明干燥的氯气没有漂白性,故选B。(4)装置D中铁和氯气在加热条件下反应生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl2 2FeCl3。(5)为防止倒吸,实验结束时,应先熄灭D处酒精灯,再熄灭A处酒精灯;无水FeCl3受热易升华,E中冷水的作用是降低温度,收集FeCl3。(6)氯气有毒,为防止氯气污染空气,应连接氯气吸收装置,同时还要防止无水FeCl3潮解,故应选用碱石灰,E中的导管应接虚线框中的h。8.答案　(1)浓硫酸　Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O　(2)稀释Cl2O,防止Cl2O浓度过高发生爆炸　(3)Cl2　(4)装置⑤⑥之间加装一个盛有无水氯化钙的干燥管　(5)ⅰ.5.0　ⅱ.NaClO溶液具有漂白性;其他条件相同时,碱性越强,NaClO溶液的漂白能力越弱思路分析　解析　(1)装置③中试剂是浓硫酸,干燥氯气;装置⑥中氢氧化钠溶液可吸收氯气,防止污染空气,反应的化学方程式为Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O。(2)根据已知信息Cl2O浓度过高时会发生爆炸,可知通入干燥空气的目的是稀释Cl2O,防止Cl2O浓度过高爆炸。(3)装置⑤中盛有液氨制冷剂,Cl2的沸点为-34.6 ℃,氨气的沸点为-33 ℃,Cl2O的沸点为3.8 ℃,在装置⑤中内管得到的Cl2O中可能含有杂质Cl2。(4)根据Cl2O易溶于水且会与水反应生成次氯酸,可知该设计中存在的不足之处是Cl2O收集装置后缺少干燥装置,改进的措施是装置⑤⑥之间加装一个盛有无水氯化钙的干燥管。(5)ⅰ.根据控制变量法,为使实验Ⅱ、Ⅲ中氢氧化钠浓度相等,a=5.0。ⅱ.由实验得出的结论是NaClO溶液具有漂白性;其他条件相同时,碱性越强,NaClO溶液的漂白能力越弱。名师点睛　解答实验探究类试题的思路该类试题通常会提供资料信息,综合性比较强,考查实验装置的选取、实验操作、实验装置的用途、药品的选择、实验方案的评价等,难度较大。做这类题目时,首先要认真读题和审题,读清设问,搞清设问的特殊指向性,然后要学会从中提取有效信息,联系已有知识,针对问题进行迁移应用,最后组织答案,语言要规范化。实验装置实验实验操作实验现象实验10.36%HCl溶液中放入一小片金属钠钠浮在液面上并来回游动,与水的反应剧烈程度相当实验236%HCl溶液中放入与实验1表面积、质量基本相同的钠钠浮在液面上并来回游动,不如实验1剧烈;表面出现白色固体,白色固体逐渐沉到烧杯底部;液体不沸腾,液面上方出现少量白雾①分别取40 mL 84消毒液和医用酒精混合均匀,并测量溶液温度变化溶液温度由20 ℃升高至23 ℃,并产生大量气泡,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化②分别取40 mL医用酒精和蒸馏水混合均匀,水浴至23 ℃溶液中无明显现象③分别取40 mL 84消毒液和蒸馏水混合均匀,水浴至23 ℃溶液中无明显现象,略有刺激性气味,溶液颜色无明显变化④分别取40 mL 84消毒液、40 mL医用酒精和少量白醋,混合均匀产生大量气泡,有强烈刺激性气味,溶液逐渐变为淡黄绿色ABCDⅠ干燥的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条Ⅱ碱石灰无水氯化钙无水氯化钙浓硫酸Ⅲ湿润的有色布条干燥的有色布条湿润的有色布条干燥的有色布条物理性质化学性质常温下,具有强烈刺激性气味的黄棕色气体熔点:-116 ℃;沸点:3.8 ℃强氧化性;浓度过高时会发生爆炸;易溶于水且会与水反应生成次氯酸序号0.1 mol·L-1NaClO溶液体积/mL0.1 mol·L-1NaCl溶液体积/mL0.1 mol·L-1NaOH溶液体积/mLH2O体积/mL品红溶液现象Ⅰ5.0005.03滴较快褪色Ⅱ05.0a03滴不褪色Ⅲ5.005.003滴缓慢褪色