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    18．某兴趣小组设计了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质．打开K1关闭K2，可制取某些气体．

    （1）甲同学认为装置Ⅰ可用于制取H2、NH3、O2，但装置Ⅱ只能收集H2、NH3，不能收集O2．其理由是氧气的密度比空气大．乙同学认为在不改动装置Ⅱ仪器的前提下，对装置Ⅱ进行适当改进，也可收集O2．你认为他的改进方法是将装置Ⅱ中装满水．打开K2关闭K1，能比较一些物质的性质．
    （2）丙同学设计实验比较氧化性：KClO3＞Cl2＞Br2．在A中加浓盐酸后一段时间，观察到C中的现象是溶液呈橙色；仪器D在该装置中的作用是防止倒吸．在B装置中发生反应的离子方程式为ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O．
    丁同学用石灰石、醋酸、苯酚钠等药品设计了另一实验．他的实验目的是比较醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱（实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH）．
    （3）实验室常用浓H2SO4与硝酸钠反应制取HNO3．
    ①下列装置中最适合制取HNO3的是b．
       
    ②实验室里贮存浓硝酸的方法是盛装在带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶中，放置在阴凉处（阴暗低温的地方）．

    分析 （1）氧气密度比空气大，用排空气法收集，需用向上排空气法收集，Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法；用排水法可以收集O2等气体；
    （2）装置Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质（K2打开，K1关闭）．根据氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物，氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物，如要设计实验证明氧化性KClO3＞Cl2＞Br2，则I中发生KClO3和浓盐酸的氧化还原反应，Ⅲ中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，有缓冲作用的装置能防止倒吸，在B装置中+5价的氯离子和-1价的氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应生成氯气，根据强酸制弱酸，石灰石和醋酸反应生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚钠反应生成苯酚，据此分析实验目的；
    （3）①根据化学反应原理，硝酸的制取原理是：固体和液体微热制取，难挥发性的酸来制取挥发性的酸，据此选择装置；
    ②根据硝酸的性质选择合适的贮存方法，硝酸见光分解，保存是不能见光，常温下即可分解，需要低温保存．

    解答 解：（1）甲同学：Ⅱ装置中进气管短，出气管长，为向下排空气法，O2的密度大于空气的密度，则氧气应采用向上排空气法收集，乙同学：O2 不能与水发生反应，而且难溶于水，所以能采用排水法收集；所以改进方法是将装置Ⅱ中装满水，
    故答案为：氧气的密度比空气大；将装置Ⅱ中装满水；
    （2）根据氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物，氧化性：氧化剂＞氧化产物，还原性：还原剂＞还原产物，如要设计实验证明氧化性KClO3＞Cl2＞Br2，装置Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质（K2打开，K1关闭），则I中发生KClO3和浓盐酸的氧化还原反应，Ⅲ中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，由氧化性为氧化剂＞氧化产物，则A中为浓盐酸，B中为KClO3固体，C中为NaBr溶液，观察到C中的现象为溶液呈橙色，仪器D为干燥管，有缓冲作用，所以能防止倒吸，在B装置中氯酸根离子和氯离子在酸性条件下发生价态归中反应生成氯气，反应为：ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O，石灰石和醋酸反应生成二氧化碳，二氧化碳和苯酚钠反应生成硅酸沉淀，所以B中固体溶解，产生无色气体，C试管中产生白色沉淀，实验的目的是比较碳酸、醋酸、苯酚的酸性强弱（实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH），
    故答案为：溶液呈橙色；防止倒吸；ClO3-+6H++5Cl-=3Cl2↑+3H2O；比较醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱（实证酸性：CH3COOH＞H2CO3＞C6H5OH）；
    （3）①硝酸的制取原理是：固体和液体微热制取，故d错误，该反应符合难挥发性的酸来制取挥发性的酸，硝酸易挥发，不能用排空气法收集，故a、c错误；所以硝酸的挥发性注定了选择的收集方法是b装置所示．
    故答案为：b；
    ②纯净的硝酸或浓硝酸在常温下见光或受热就会分解生成二氧化氮、氧气、水，保存时需要低温且使用棕色的试剂瓶，
    故答案为：盛装在带玻璃塞的棕色细口玻璃瓶中，放置在阴凉处（阴暗低温的地方）．

    点评 本题考查气体的制备及性质实验方案设计，为高频考点，把握气体的性质及密度选择相应的收集方法以及实验设计的方案的设计，侧重于考查学生对实验原理的把握和对仪器的使用，题目难度中等．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    7．根据如图回答，下列说法不正确的是（　　）
    A．此装置用于铁表面镀铜时，a为铁
    B．此装置用于电镀铜时，硫酸铜溶液的浓度不变
    C．燃料电池中正极反应为$\frac{1}{2}$O2+2e-+2H+═H2O
    D．若用该装置进行粗铜的精炼，当有1 mol水生成时，可得到64 g精铜

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    8．下列事实能说明氯气与水的反应是可逆反应的是（　　）
    A．氯水的漂白作用B．氯水呈黄绿色
    C．氯水与NaOH反应D．氯水与锌反应产生H2

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    6．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞作指示剂．请填写下列空白：
    （1）用标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手把握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化．直到因加入一滴标准液而使溶液由红色变为无色并在30s内不恢复．
    （ 2）下列说法中正确的有A
    A．滴定管主要用来精确地放出一定体积的溶液
    B．碱性溶液和强氧化性溶液应该选择碱式滴定管
    C．滴定管润洗的方法是从上口将所要盛装的溶液装满，在从下口将液体放入预置的烧杯中
    D．排出碱式滴定管尖嘴部分气泡的方法是打开活塞快速放液以赶走气泡
    E．本实验中待测的氢氧化钠溶液需要用量筒来量取
    （3）下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是D
    A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液
    B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
    C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
    D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
    （4）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，请将数据填入下面表格的空白处．
    滴定次数待测氢氧化钠溶液的体积/mL0.1000mol/L盐酸的体积（mL）]
    滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL
    第一次25.00
    第二次25.001.5628.0826.52
    第三次25.000.2226.3426.12
    （5）请根据上表中数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度：c（NaOH）=0.1044mol/L．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    13．实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围是：甲基橙：3.1～4.4 石蕊：5.0～8.0 　　酚酞：8.2～10.0，用0.1 000mol•L-1 NaOH 溶液滴定未知浓度的CH3COOH 溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是（　　）
    A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂
    B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂
    C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂
    D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    3．物质的结构决定物质的性质．请回答下列涉及物质结构和性质的问题：
    （1）第二周期中，元素的第一电离能处于B与N之间的元素有3种．
    （2）某元素位于第四周期Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态原子的价层电子排布式为3d84s2．
    （3）乙烯酮（CH2=C=O）是一种重要的有机中间体，可用CH3COOH在（C2H5O）3P=O存在下加热脱H2O得到．乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是sp2和sp，1mol（C2H5O）3P=O分子中含有的σ键的数目为25NA．
    （4）已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如图1：
     物质氢键X-H…Y 键能kJ．mol-1 
     （HF）n D-H…F 28.1
     冰 O-H…O 18.8
     （NH3）n N-H…N 5.4

    解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因单个氢键的键能是（HF）n＞冰＞（NH3）n，而平均每个分子含氢键数：冰中2个，（HF）n和（NH3）n只有1个，气化要克服的氢键的总键能是冰＞（HF）n＞（NH3）n，．
    （5）碳化硅的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能．碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有4个，与碳原子等距离最近的碳原子有12个．已知碳化硅晶胞边长为apm，则晶胞图2中1号硅原子和2号碳原子之间的距离为$\frac{\sqrt{11}a}{4}$pm，碳化硅的密度为$\frac{1.6×1{0}^{32}}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g/cm3．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．生产MnO2和Zn的工艺简化流程如图所示（中间产物的固体部分已经略去）：

    软锰矿：MnO2含量≥65%；Al2O3含量为4%．闪锌矿：ZnS含量≥80%；FeS、CuS、CdS含量各为2%．滤液B中含金属离子：Zn2+、Mn2+、Fe2+、Al3+．
    试求下列问题：
    （1）步骤①中软锰矿、闪锌矿与硫酸溶液共热时可析出硫，且金属元素均转化为相应的硫酸盐（铁元素以+3价存在）．则其中MnO2和FeS发生反应的离子方程式为3MnO2+2FeS+12H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe3++3Mn2++2S+6H2O．
    （2）步骤③中的MnO2也可用下列B（填字母）物质代替（不考虑Mn2+的反应）．
    A．KMnO4固体   B．H2O2  C．浓硝酸  D．新制氯水
    （3）步骤⑤电解过程中阳极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+（使用惰性电极）．
    （4）加入化合物X后可得纯净的ZnSO4、MnSO4溶液，X可以是ZnO或Zn（OH）2，Mn（OH）2或MnCO3，则产品D为H2SO4（填化学式）．
    （5）Ⅰ．将制得的MnO2（s）与KOH（s）、KClO3（s）按比例混合，加热熔融（不断搅拌）可得KCl和K2MnO4的固体混合物．
    Ⅱ．再用5%的KOH溶液溶解得绿色（MnO42-的颜色）溶液；
    Ⅲ．向绿色溶液中通入适量CO2后，将溶液加热，并趁热滤去残渣[含MnO2（s）]；
    Ⅳ．将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得紫色KMnO4晶体．
    ①第Ⅲ步操作中“趁热过滤”的目的是防止温度降低，KMnO4晶体析出导致产率下降．
    ②写出Ⅲ中生成KMnO4的化学方程式：2CO2+3K2MnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3．
    ③Ⅲ中需控制CO2的用量，若CO2过量，会使所得产品的纯度降低，原因可能是通入过量CO2会生成溶解度小的KHCO3，随KMnO4晶体一起析出．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．在有机合成中，常利用反应：R-CN+2H2O+H+-→R-COOH+NH4+引入羧基，而-CN可以通过CO与HCN反应引入：
    过与HCN反应引入：$→_{一定条件}^{HCN}$

    现有某有机物的合成途径为：$→_{一定条件①}^{HCN}$A$\underset{\stackrel{{H}_{2}O，{H}^{+}}{→}}{②}$B$→_{③}^{浓H_{2}SO_{4}，△}$C$→_{催化剂④}^{聚合}$D
    （1）写出A、D的结构简式：A，D．
    （2）有机物B中含有的官能团名称为羧基和羟基．
    （3）下列反应类型为：①加成反应，③消去反应．
    （4）写出B→C的化学方程式$→_{△}^{浓硫酸}$CH2=CHCOOH+H2O．
    写出两分子B反应生成的环状酯的结构简式．

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    8．判断下列说法，正确的是⑤⑥
    ①某有机物完全燃烧后生成二氧化碳和水，说明该有机物中必定含有C、H、O3种元素
    ②煤的干馏是化学变化，石油分馏也是化学变化，煤的气化是物理变化
    ③淀粉、纤维素、油脂、蛋白质可以作为营养物质被人利用和吸收
    ④将蔗糖放入试管中，加水和稀硫酸震荡，水溶加热5分钟，取水3ml加入新制的Cu（OH）2，加热后没有看到砖红色物质出现，这是因为加热时间不够；
    ⑤油脂在碱性条件下水解反应成为皂化反应
    ⑥聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等高分子化合物都是由加聚反应制得的
    ⑦海水淡化的主要方法是蒸馏法、电渗析法、离子交换法等．其中蒸馏法历史最久，技术和工艺成熟且成本低．

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