2023届高考化学鲁科版一轮复习检测-第四章第6课时　无机物转化与推断　常见气体制备装置的研究

第6课时无机物转化与推断常见气体制备装置的研究题号知识易中难无机物的转化与推断1,2,46常见气体的制备3综合应用578一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.(2022·山东泰安检测)中学化学常见物质之间,在一定条件下可以发生如图所示的转化关系(部分反应中的H2O没有标明),其中A、B、C中均含有同一种元素。下列说法错误的是(D)A.若A、B、C、D都是中学化学常见气体,则D可能是氧气B.若A是气体,D是常见金属,则反应①、②、③都是化合反应C.若B物质具有两性,A、B、C、D都是化合物,则C溶液可能呈酸性,也可能呈碱性D.若①、②、③反应都是氧化还原反应,则A、B、C中含有的同一种元素一定呈现三种不同化合价解析:若A为NH3,B为N2,C为NO,则D为O2,A正确;若A为Cl2,D为Fe,B为FeCl3,C为FeCl2,反应①、②、③都是化合反应,B正确;常见的两性化合物是Al2O3和Al(OH)3,若A为AlCl3,D为NaOH,则B为Al(OH)3,C为NaAlO2,NaAlO2溶液呈碱性,若A为NaAlO2,D为盐酸,C为AlCl3,AlCl3溶液呈酸性,C正确;若A为Cl2,D为Fe,B为FeCl3,C为FeCl2,①、②、③都是氧化还原反应,A、B、C中含有的同一种元素为氯元素,只呈现0和-1两种价态,D错误。2.(2021·重庆巴蜀中学月考)某固体混合物X可能含有FeO、NaHCO3、NaNO3、SiO2、BaO和Al2O3中的几种,某实验小组探究过程如图:下列说法正确的是(D)A.固体甲一定含有SiO2B.无色气体甲只含有NOC.固体乙中一定含有Al元素D.固体X中一定含有FeO、NaNO3解析:固体混合物X加入足量稀硫酸后,产生的固体甲可能是和稀硫酸不反应的固体SiO2,但也可能是和BaO反应生成的硫酸钡,也可能两者都有,产生的无色气体甲遇空气变成红棕色,说明无色气体甲中一定含有NO,但也可能同时含有CO2气体,说明固体X中一定含有NaNO3和具有还原性的FeO,但也可能同时含有NaHCO3,那么溶液甲中就一定含有硫酸铁,也可能含有与Al2O3生成的硫酸铝,与NaHCO3生成的硫酸钠,则固体乙中一定含有氢氧化铁,也可能含有氢氧化铝,溶液乙一定含有硫酸铵和氨水。经分析,固体甲可能是SiO2,也可能是生成的BaSO4沉淀,或两者都有,故A错误;经分析,无色气体甲中一定含有NO,但也可能同时含有CO2气体,故B错误;经分析,固体乙中一定含有氢氧化铁,可能含有氢氧化铝,则固体乙中可能含有Al元素,故C错误;经分析,固体X中一定含有FeO、NaNO3,故D正确。3.(2021·云南昭通摸底测试)用如图装置制取气体(图中加热及气体收集装置均已略去;必要时可加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂),利用下列方案可得到干燥、纯净气体的是(C)选项制备气体abcdACl2浓盐酸MnO2NaOH溶液碱石灰BNH3浓氨水CaOH2O固体NaOHCNO稀硝酸CuH2OP2O5DH2稀硝酸ZnNaOH溶液无水CaCl2解析:浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2,但NaOH溶液、碱石灰会与Cl2反应,不能用来除杂和干燥,故A错误;NH3极易溶于水,不能通入水中除杂,故B错误;稀硝酸与铜反应生成NO,NO难溶于水,且不与P2O5反应,故可以用水除杂,用P2O5干燥,故C正确;稀硝酸与Zn反应生成NO,不生成H2,故D错误。4.(2021·北京丰台期末)A、B、C、D、E是中学化学中的常见物质,A、B是短周期元素组成的单质。其转化关系如图:若C是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,D是黄绿色气体。下列说法正确的是(A)A.E物质可能是氯化铵B.C、D均极易溶于水C.组成A的元素在元素周期表中位于第二周期第ⅤA族D.反应中D得到1.2mol电子时,在标准状况下生成B气体2.24L解析:C是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,则C是氨气,D是黄绿色气体,则D是氯气,氨气与氯气反应生成氮气和氯化氢(或氯化铵),故A是氢气,B是氮气,E是氯化氢(或氯化铵)。由上述分析可知,E物质可能是氯化铵,故A正确;氨气极易溶于水,但氯气的溶解度不大,故B错误;组成B的元素在元素周期表中位于第二周期第ⅤA族,故C错误;反应中D得到1.2mol电子时,氮元素失去1.2mol电子,生成氮气(B)的物质的量是0.2mol,在标准状况下体积是4.48L,故D错误。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)5.(2021·山东青岛二模)铬与氮能形成多种化合物,其中氮化铬(CrN)是一种良好的耐磨材料。实验室可用无水氯化铬(CrCl3)与氨气在高温下反应制备,反应原理为CrCl3+NH3CrN+3HCl。下列说法正确的是(CD)A.无水氯化铬可以通过直接加热氯化铬晶体(CrCl3·6H2O)脱水得到B.反应开始时应先将硬质玻璃管预热,再打开分液漏斗活塞C.硬质玻璃管右端的导气管过细,易产生堵塞D.将12.8g产品在空气中充分加热,得15.2g固体残渣(Cr2O3),产品中可能含有Cr2N解析:CrCl3·6H2O会水解,直接加热会得到Cr(OH)3或铬的氧化物,A错误;反应开始时应先打开分液漏斗活塞,产生氨气,排尽装置中的空气,再加热硬质玻璃管,B错误;硬质玻璃管右端的导气管过细,则反应生成的HCl与NH3结合NH4Cl,易堵塞导气管,C正确;若12.8g产品全部为CrN,则在空气中充分加热,得到的Cr2O3为12.8g66g/mol×12×6.已知:甲、乙、丙、丁、戊是均含有同一种短周期元素的纯净物,A是强碱溶液,B为强酸溶液,其转化关系如图所示(反应条件和部分产物均省略)。下列说法错误的是(D)A.若丁为具有臭鸡蛋气味的气体,可判断乙、丙溶液均呈碱性B.若甲为黄绿色有毒气体,则乙、丙中有一种物质可能具有漂白性C.若甲为二氧化氮,且各反应能够顺利进行,则丁和戊反应生成甲的化学方程式为HNO2+HNO32NO2↑+H2OD.各物质间相互转化中,乙和戊、丙和丁一定不能大量共存解析:若丁为具有臭鸡蛋气味的气体,可判断丁为硫化氢,乙、丙为硫化物和亚硫酸盐,均可水解使溶液呈碱性,A项正确;若甲为黄绿色有毒气体,可判断甲为氯气,则乙、丙为氯化物、次氯酸盐,其中次氯酸盐具有漂白性,B项正确;若甲为二氧化氮,各反应能够顺利进行,则乙、丙为硝酸盐和亚硝酸盐,丁、戊是对应的酸,丁、戊反应生成甲的化学方程式为HNO2+HNO32NO2↑+H2O,C项正确;各物质间相互转化中,乙和丁、丙和戊可以是S2-和H2S、SO32-和SO2或Cl-和HCl、ClO-和HClO或NO2-和HNO三、非选择题7.(2021·浙江丽水、湖州、衢州三地市教学质量检测)某兴趣小组对化合物X开展探究实验。其中:X是由3种常见元素组成的黑灰色粉末;A和B均为纯净物;D为无色、无味气体;由D和E组成的混合气体遇湿润的红色石蕊试纸变蓝色。请回答:(1)组成X的3种元素是(填元素符号),X的化学式为。

(2)步骤Ⅳ,发生反应生成固体A的离子方程式是。

(3)步骤Ⅰ,发生反应的化学方程式是

。

(4)工业上,通常先往饱和氯化钠溶液中通气体E,然后再通气体D,能得到较多的晶体。不能先通气体D再通气体E的原因是

。

(5)气体E具有还原性。请设计实验证明:

。

解析:固体X与H2O、CO2反应产生固体A、液体B,根据X与A、B的质量关系可知反应消耗的n(H2O+CO2)=5.0g+2.1g-4.0g62g/mol=0.05mol;液体B水解产生D、E的混合气体,已知由D与E组成的混合气体遇湿润的红色石蕊试纸变蓝色,则该混合气体中含NH3,将该混合气体通过足量浓硫酸,浓硫酸增加质量1.7g,则说明该气体中含有NH31.7g,因此X中含有N元素,根据N元素守恒可得n(N)=n(NH3)=1.7g4.0(2)在步骤Ⅳ中,CO2与Ca(OH)2溶液反应产生CaCO3沉淀和水,发生反应的离子方程式是Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O。(3)在步骤Ⅰ中,CaCN2与H2O、CO2反应产生的A是CaCO3,产生的液体B含有C、N、H元素,n(H)=2.1g-0.05mol×12g/mol-0.1mol×14g/mol1mol/L=0.1mol,n(C)∶n(H)∶n(N)=0.05mol∶0.1mol∶0.1mol=1∶2∶2,则B的化学式为CH2N(4)工业上,通常先往饱和氯化钠溶液中通气体E,然后再通气体D,能得到较多的晶体,可说明E是NH3,D是CO2,物质制取时先通入NH3再通入CO2,是由于NH3在水中的溶解度远大于CO2,NH3的水溶液显碱性,先通NH3,形成碱性溶液,可吸收更多的CO2,产生更多的HCO3(5)E是NH3,N元素化合价为-3价,是N元素的最低化合价,因此具有还原性,该气体能够与CuO在加热条件下发生氧化还原反应,2NH3+3CuON2+3H2O+3Cu,实验操作为将光亮的铜丝在酒精灯火焰上加热,待铜丝变黑后,趁热伸入充满氨气的集气瓶中,看到铜丝又变为紫红色,据此证明其还原性。答案:(1)Ca、C、NCaCN2(2)Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O(3)CaCN2+H2O+CO2CH2N2+CaCO3(4)氨气在水中的溶解度远大于二氧化碳的,先通氨气,形成碱性溶液,可吸收更多的二氧化碳,能得到较多的晶体(5)将光亮的铜丝在酒精灯火焰上加热,待铜丝变黑后,趁热伸入充满氨气的集气瓶中,铜丝又变为紫红色8.氯仿(CHCl3)是无色透明液体,不溶于水和浓硫酸,溶于醇,沸点为61.2℃,工业品氯仿中常含有少量乙醇。某校同学设计实验制备少量氯仿。(1)甲组同学设计下列装置用干燥、纯净的氯气制备实验原料漂白粉[已知:3Ca(ClO)2Ca(ClO3)2+2CaCl2ΔH>0]。①各仪器接口连接顺序为(气流自左至右,用小写字母表示)。

②装置B中发生反应的离子方程式为

。

③装置A用冰水冷却的目的是

。

(2)乙组同学用甲组制得的漂白粉与乙醇溶液反应制备氯仿的实验装置如图。①装置Ⅰ需控制温度约为70℃,适宜的加热方式是,温度不宜过高,其目的是。

②装置Ⅱ的名称是。

③一定条件下,装置Ⅰ中漂白粉先与乙醇溶液反应生成Cl2和Ca(OH)2,然后Cl2与CH3CH2OH反应生成CCl3CHO,CCl3CHO再与Ca(OH)2反应生成CHCl3和一种盐,CCl3CHO与Ca(OH)2反应的化学方程式为

。

解析:(1)①用干燥、纯净的氯气制取漂白粉,实验室常用MnO2与浓盐酸反应生成Cl2,即装置B制备氯气,氯气中含有HCl和水蒸气,常用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸吸收水蒸气,然后将氯气通入石灰乳中,因为氯气有毒,因此为防止污染环境,需要尾气处理,常用氢氧化钠溶液吸收,即连接顺序是c→h→g→e→f→a(b)→b(a)→d。②装置B中发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。③3Ca(ClO)2Ca(ClO3)2+2CaCl2ΔH>0,温度高,促使平衡向正反应方向进行,副产物Ca(ClO3)2物质的量增大,温度高,不利于氯气的溶解,因此用冰水冷却的目的是减少副产物Ca(ClO3)2生成的量,并有利于氯气的吸收。(2)①漂白粉与乙醇溶液反应制备氯仿,乙醇易挥发,温度不能过高,否则造成乙醇大量挥发,降低原料的利用率,因此温度需控制约为70℃,适宜