《化学反应的利用第一课时》习题
考查点一：氯气的实验室制备
1．下列物质可用来干燥Cl2的是 ( )。
①碱石灰；②浓硫酸；③无水CaCl2；④P2O5
A．①② B．①③④
C．②③④ D．①②③④
解析 因为Cl2是酸性气体，可用酸性干燥剂(②浓硫酸和
④P2O5)或中性干燥剂(③无水CaCl2)干燥，不能用碱性干燥剂(①碱石灰)干燥。故C项正确。
答案 C
2．已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2。若用如图所示的实验装置制
备纯净、干燥的Cl2，并观察它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是 ( )。
A．只有①和②处 B．只有②处
C．只有②和③处 D．只有②③④处
解析 KMnO4和浓HCl在常温下就可以反应生成Cl2，不需要酒精灯加热，①正确；反应产生的Cl2可能混有HCl，需要进行净化，但不能使用NaOH溶液，因为Cl2也能和NaOH溶液反应，应该使用饱和食盐水，②错误；净化后的Cl2可以用浓硫酸干燥，但气体应用长导管直接通入浓硫酸中，且出气导管应在液面以上，③错误；干燥的Cl2和金属反应的容器只有气体进入而无气体排出，一段时间后压强升高，可能会使实验装置中某处的橡皮塞弹开，④错误。
答案 D
3．舍勒发现氯气的方法至今是实验室制取氯气的方法之一。其反应原理如下：
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2↑
请你分析：
(1)该反应的氧化剂为________，还原剂为________，两者的物质的量之比为________。
(2)该反应是否可以写成离子方程式？________。若是，离子方程式为_______________________________________________________________。
解析 (1)根据元素化合价变化可知氧化剂为MnO2，还原剂为HCl，但4 mol HCl只有2 mol做还原剂。
(2)浓盐酸中HCl的浓度并不大，在溶液中可以电离出H＋和Cl－。
答案 (1)MnO2 HCl 1∶2
(2)是 4H＋＋2Cl－＋MnO2Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O
4．某化学小组在学习Cl2的实验室制法后，在实验时发现用加热浓盐酸与MnO2
混合物的方法制Cl2既浪费能源又不易控制温度，他们现欲对该实验进行改进并验证Cl2的部分性质，进行了如下的探究活动：
查阅资料：KMnO4和KClO3的氧化性都比MnO2强，在不加热的条件下即可与浓盐酸反应，将其中的Cl－氧化成为Cl2，从而实现制取Cl2的目的。
设计实验：
(1)确定反应原理：2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。
(2)选择装置：在实验中，有如图所示的装置，他可以选择其中的________(填字母序号)。
(3)他们的正确连接装置为________(用小写字母顺序连接)。
(4)①进行实验：在实验时C洗气瓶中所装液体是________；
②在制氯气前，必须进行的一项操作步骤是_______________________________________________________________；
③某同学在实验中发现量筒中未收集到液体，则失败的原因可能是_______________________________________________________________。
解析 在解此类题目时，一般应根据实验目的、实验原理选择并连接装置。本题要得到干燥纯净的氯气并测定其性质和体积。按装置串联的一般顺序：发生装置→净化装置→性质检验装置→收集装置→尾气处理装置，本题发生装置为A，净化装置为C和B，性质验证装置为E和G，气体体积测量装置为C和D。洗气瓶C的作用是除去挥发出的HCl气体，应装入饱和食盐水。在制取任何气体前，都应该先检查装置的气密性。收集不到液体的原因可能是盐酸浓度太低，反应不能进行；或者是装置漏气，产生的气体逸出；或者可能是e与f相连，故量筒中收集不到液体。
答案 (2)ABCDEG (3)a→d→e→b→c→g→h→i→j→e→d→f(b、c可颠倒) (4)①饱和食盐水 ②检查装置的气密性③装置漏气(或盐酸过稀或e与f连接)
考查点二：常见气体的制备
5．如图所示是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是 ( )。
A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B．锌粒和稀硫酸制氢气
C．浓盐酸和二氧化锰制氯气
D．电石和水制取乙炔
解析 根据题中所给装置特点，制取气体的反应应该具备以下特点：①反应不需加热，②反应不能太剧烈，因此C、D选项不合理，又因硫酸钙微溶于水，故生成的CaSO4附着于大理石表面时，可能阻止反应进行，故A不符合，选B。
答案 B
6．按下述实验方法制备气体，合理又实用的是 ( )。
A．锌粒与稀H2SO4反应制备H2
B．用稀HCl溶液和MnO2制备Cl2
C．亚硫酸钠与HNO3反应制备SO2
D．大理石与浓H2SO4反应制备CO2
解析 A项可行；B项中应用浓盐酸；C项中HNO3具有强氧化性；D项中反应生成微溶的CaSO4附着在大理石的表面，阻止大理石与浓H2SO4继续反应。
答案 A
7．如图所示是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物
质中能利用这套装置进行实验的是 ( )。
A．铜屑和浓硝酸 B．MnO2和浓盐酸
C．氯酸钾和MnO2 D．碳酸钙和稀盐酸
解析 铜屑与浓硝酸反应制取NO2，需要尾气吸收装置；用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热；氯酸钾和MnO2反应制取氧气是固体与固体反应，且需加热，故A、B、C三项均不符合题意。用碳酸钙与稀盐酸反应制CO2的反应不需加热，CO2跟浓硫酸不反应且密度大于空气，无毒，可用这套装置。
答案 D
8．实验室里可按图所示的装置来干燥、收集气体R，多余的气体R可用水吸收，则R是( )。
A．HCl B．Cl2
C．CO D．NH3
解析 HCl和Cl2的密度比空气的大，CO的密度与空气的相差不大，故不能用题目所给图示收集，题中收集气体只能收集密度比空气密度小的，故D项中NH3正确。
答案 D
9．下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是( )。
A．NO和O2 B．HCl和NH3
C．H2和CO D．SO2和CO2
解析 A、B两项中的两组气体常温下会发生反应，不能共存；C项中的H2不能用向上排空气法收集，而CO一般用排水法收集；而D项中的SO2和CO2常温下不发生反应，而且两者的密度均比空气大，都可以用向上排空气法收集。
答案 D
10．工业上以空气、煤等为原料制取硝酸铵，其生产过程有6个阶段：①合成氨；②空气液化分离；③氨氧化；④制取水煤气；⑤生成硝酸；⑥生成硝酸铵。制取硝酸铵最合理的生产流程是( )。
解析 先制取氮气和氢气，再进行化合生成氨气，然后进行催化氧化生成硝酸，最后硝酸和氨气反应生成硝酸铵。
答案 D
11．实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题：
(1)写出编号所指仪器的名称：
①______________；②______________。
(2)以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方并把改正的结果填在下列横线上：
①___________________________________________________________；
②___________________________________________________________。
上述装置改进后，请继续回答下列问题。
(3)小李在实验室中用氯酸钾和另一种固体制取氧气，他选择上述装置中的A和________(填字母)进行组装。小红在实验室中选用C装置作为氧气的发生装置。在他们的实验中都用到了一种相同的固体药品是________(填化学式)，在两个反应中它起________作用。请你写出小红制取氧气的化学反应方程式： _____________________________________。
(4)实验室选用C和E装置还可以制取的气体是________(填化学式)，写出实验室制取该气体的化学方程式：_______________________________________。
(5)装置B也可以用来制取(4)中的气体，指出B装置的一个突出优点_____________________________________________________________。
(6)有一名同学欲用G装置收集H2，则H2应从导管口________通入。
答案 (1)①分液漏斗 ②集气瓶
(2)①A图中，给试管中的固体物质加热时，试管口向上倾斜了，应该略向下倾斜
②E图中，用向上排空气法收集气体时，导气管伸入过短，应伸到集气瓶的底部
(3)E或F或G MnO2 催化 2H2O22H2O＋O2↑
(4)CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(5)可以随时控制反应的进行，随开随停
(6)b
12．在实验室用锌粒跟稀硫酸起反应而制得的氢气，含有水蒸气等杂质；被干
燥后，经催化剂的催化作用，再跟干燥的氮气起反应，生成氨气。
(1)根据上述要求，小强同学尝试安装了以下装置。
试填空：
①请指出上述装置中的错误之处：
___________________________________________________________；
_________________________________________________________。
②装置Ⅲ的作用是___________________________________________。
③写出图中所标试剂的名称：
a________，b________，c________，d________。
(2)为什么不能用浓硫酸跟锌反应来制取氢气？
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(3)为什么不能用铜跟稀硫酸反应来制取氢气？
_______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)怎样检验生成的氨气？
_______________________________________________________________
___________________________________________________________。
解析 本题通过对初中和高中有关化学内容的整合与创新，设计出对基本化学实验知识的考查题。
(1)长颈漏斗下口未浸入液面下，气体从中逸出；Ⅱ中长、短管反向连接，气体无法顺利通过Ⅱ。Ⅲ的作用：在催化剂作用下N2、H2反应生成NH3；干燥H2应用浓H2SO4，所以a中为浓H2SO4；Ⅲ中反应需N2，故b为N2；c是合成NH3的催化剂，为铁粉；由于合成氨反应是可逆的，故d为NH3、N2、H2的混合物。
(2)因为浓硫酸具有强氧化性，跟锌反应生成二氧化硫。
(3)因为铜不活泼，不能从稀硫酸中置换出氢。
(4)NH3遇水呈碱性NH3＋H2O??NH3·H2O??NH＋OH－，可使湿润的红色石蕊试纸变蓝；NH3有刺激性气味；NH3＋HCl===NH4Cl生成白烟。
答案 (1)①装置Ⅰ的长颈漏斗下端未插入酸液中
装置Ⅱ洗气瓶长、短导管反向连接
②在催化剂存在下，将H2、N2混合加热制备NH3
③浓硫酸 氮气 铁粉 氨气、氢气和氮气的混合气体
(2)因为浓硫酸具有强氧化性，跟锌反应生成SO2，不生成H2
(3)因为铜不活泼，不能从稀硫酸中置换出氢
(4)用湿润的红色石蕊试纸检验或闻气味或用蘸浓盐酸的玻璃棒靠近气体检验《化学反应的利用第二课时》习题
考查点一:化学能与其他形式的能量的相互转化
1．下列有关能量的叙述错误的是( )。
A．化石能源物质内部蕴藏着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C．吸热反应中由于反应物总能量小于生成物总能量，因而没有利用价值
D．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能为人类所利用
解析 C项中可以利用吸热反应的发生，使周围环境的温度降低。
答案 C
2．市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑，碳粉、木屑和少量氯化钠、水等。“热敷袋”启用之前用塑料袋使之与空气隔绝，启用时打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后发现有大量铁锈存在。
(1)“热敷袋”利用了________放出的热量。
(2)碳粉的主要作用是____________________________________________。
(3)加入氯化钠的主要作用是_________________________________。
(4)木屑的作用是__________________________________________。
解析 铁在潮湿的情况下生锈会放出热量，只是比其燃烧缓慢一些。
答案 (1)铁屑被氧气氧化
(2)作原电池的正极
(3)作原电池的电解质溶液
(4)让“热敷袋”产生的热量均匀地向外散失、传递
考查点二:原电池及其正、负极的判断
3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )。
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．产生气泡的速度甲比乙慢
D．两烧杯中溶液的H＋的浓度均减小
解析 甲池为原电池，乙池不是原电池，二者反应的实质都为Zn失电子，溶液中H＋得到电子，使c(H＋)减小。
答案 D
4．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中 ( )。
①铝合金是阳极 ②铝合金是负极 ③海水是电解液
④铝合金电极发生还原反应
A．②③ B．②④ C．①③ D．①④
解析 电池电极只称为正、负极，故①错。其中活泼的一极为负极，即为铝合金，②对，电极在海水中，故海水为电解质溶液，③对。铝合金为负极，则发生氧化反应，故④错。
答案 A
5．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；b、c相连时，c上有大量气泡；b、d相连时，d上有大量气泡产生，则这四种金属的活动顺序由强到弱为 ( )。
A．a>b>c>d B．a>c>b>d C．c>a>b>d D．b>d>c>a
解析 由“a、b相连时a为负极”可知金属a的活泼性>金属b的活泼性，由“c、d相连时电流由d到c”知金属c的活泼性>金属d的活泼性，由“b、c相连时c上有大量气泡”知金属b的活泼性>金属c的活泼性，因此，A项正确。
答案 A
6．研究人员研制出一种锂水电池，可作为鱼雷和潜艇的储备电源。该电池以金属锂和钢板为电极材料，以LiOH为电解质，使用时加入水即可放电。关于该电池的下列说法不正确的是( )。
A．水既是氧化剂又是溶剂 B．放电时正极上有氢气生成
C．放电时OH－向正极移动 D．总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑
解析 锂水电池是一种比较简单的原电池，Li做负极，钢铁做正极，其中水电离出的H＋在正极放电生成H2，B项正确。该电池的总反应为：2Li＋2H2O===2LiOH＋H2↑，其中生成的LiOH溶于水，水做溶剂，A、D两项正确。电池放电时，阴离子向电池的负极移动，C项错误。
答案 C
7．某活动小组设计原电池装置，你认为设计合理的是( )。
解析 由原电池的构成条件可知，A项中两个电极材料相同，不能形成原电池；C项中没有形成闭合回路，不能形成原电池；D项中酒精为非电解质，也不能形成原电池；Fe与CuSO4溶液能反应，B项正确。
答案 B
8．银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，其电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，总反应式为Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，下列说法中不正确的是( )。
A．原电池放电时，负极上发生反应的物质是Zn
B．负极发生的反应是Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2
C．工作时，负极区溶液酸性增强，正极区碱性增强
D．溶液中OH－向正极移动，K＋、H＋向负极移动
解析 根据总反应Ag2O＋Zn＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2，分析其化合价变化可知，Zn在负极上反应，Ag2O在正极上反应，电解质溶液为KOH溶液，所以负极反应式为Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－。这样，在负极区因OH－被消耗，碱性减弱，pH减小，溶液的OH－作定向移动到负极来补充，正极区生成OH－碱性增强，pH增大，故D项错误。
答案 D
9．研究人员最近发明了一种“水”电池，这种电池能利用淡水与海水之间含盐量差别进行发电，在海水中电池总反应可表示为：5MnO2＋2Ag＋2NaCl===Na2Mn5O10＋2AgCl。下列“水”电池在海水中放电时的有关说法正确的是( )。
A．正极反应式：Ag＋Cl－－e－===AgCl
B．每生成1 mol Na2Mn5O10转移2 mol电子
C．Na＋不断向“水”电池的负极移动
D．AgCl是还原产物
解析 原电池的正极反应为还原反应，应得电子，A项错误；原电池电解质溶液中的阳离子应该向正极移动，C项错误；在该原电池的反应中，Ag失电子做负极，属于还原剂，因此AgCl是氧化产物，D项错误。
答案 B
10．有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均用镁片和铝片做电极 ，但甲同学将电极放入6 mol·L－1的硫酸溶液中，乙同学将电极放入6 mol·L－1的NaOH溶液中，如图所示。
(1)写出甲中正极的电极反应式____________________________________。
(2)乙中负极为________，总反应的离子方程式：______________________
_______________________________________________________________。
(3)甲与乙同学均认为“如果构成原电池的电极材料都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出__________活动性更强，而乙会判断出__________活动性更强(填写元素符号)。
(4)由此实验得出的下列结论中，正确的有________。
A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质
B．镁的金属性不一定比铝的金属性强
C．该实验说明金属活动性顺序表已过时，没有实用价值了
D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
解析 甲同学依据的化学反应原理是Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑，乙同学依据的化学反应原理是2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。但是由于Al与碱的反应是一个特例，不可作为判断金属活动性强弱的依据，所以判断一个原电池的正、负极应依据实验事实。
答案 (1)2H＋＋2e－===H2↑
(2)Al 2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
(3)Mg Al (4) AD
11．我国首先研制的以铝、空气、海水为能源的新型航标灯，是以海水为电解质溶液的，只要把灯放入海水中，数分钟就会发出耀眼的光，其能量比普通干电池高20～50倍，试推测此电池的基本结构。
(1)电池的负极________，其电极反应式为________。
(2)可用________材料作正极。
(3)已知正极发生的电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，则电池的总反应式为___________________________________________________________。
解析 活泼金属铝作负极，比Al不活泼的金属或非金属作正极，海水为电解质溶液，空气中的O2为正极反应物。
答案 (1)Al Al－3e－===Al3＋
(2)石墨
(3)4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
12．利用生活中或实验中常见的物品，根据氧化还原反应知识和电化学知识，自己动手设计一个原电池。请填写下列空白：
(1)实验原理：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
(2)实验用品：电极(________、________)、________、________、稀硫酸、耳机(或者电流计)(请在空格中填写所缺的实验用品)。
(3)实验装置(如右图)。
(4)原电池设计及注意的问题：
①按如图所示连接好实验仪器，注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出，如果没有，可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意：接触的同时耳机的另一极是连接在原电池的另一个电极上的)，这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓……”的声音。其原因是：在原电池中，由化学能转化为________，在耳机中又由________转化为声音这种能量。
②如果将装置中的耳机改为电流计，则铁钉应该接电流计的________极，电极反应是________________________，发生了________反应。
解析 根据电池反应：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑可知，正极为不比铁活泼的金属或非金属导体。耳机发生声音是电能转化为声音。由于铁为负极，应连接电流计的负极。
答案 (2)铁钉或铁条 铜片(其他合理答案也可) 烧杯导线 (4)①电能 电能 ②负 Fe－2e－===Fe2＋ 氧化
