《3年高考2年模拟》2022课标版高中化学一轮复习 第3讲　常见气体的实验室制备.docx

1、第第 3 3 讲讲常见气体的实验室制备常见气体的实验室制备 考试要点核心素养 1.掌握常见气体的实验室制法 (包括所用试剂、反应原理、仪 器和收集方法)。 2.识别典型的实验仪器装置图。 3.以上各部分知识与技能的综合 应用。 1.科学探究与创新意识:能根据题给信息,明确探究实验的 目的和原理,设计实验方案,进行实验探究,分析解决实验 中出现的问题,得出正确的实验结论。 2.证据推理与模型认知:从实验的本质对实验题进行分类 建模,能运用模型解释化学现象,依据答题模板快速准确地 回答问题。 一、常见气体的实验室制备 1.常见气体的实验室制法 (1)O2的实验室制法 (2)CO2的实验室制法 (3

2、)H2的实验室制法 (4)NH3的实验室制法 (5)Cl2的实验室制法 2.实验室制备气体的发生装置 反应装置类型反应装置图注意事项 固固加热型 a.试管要干燥 b.试管口略向下倾斜 c.加热时先均匀加热再固定加热 d.用 KMnO4制取 O2时,需在试管口处塞一小 团棉花 固液加热型或 液液加热型 a.圆底烧瓶加热时要垫石棉网 b.反应物均为液体时,圆底烧瓶内要加碎瓷 片或沸石 固液不 加热型或 液液不 加热型 a.使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面 以下 b.使用分液漏斗既可增强装置的气密性,又 可控制加入液体的流速 3.常见气体的收集方法 收集方法排水法向上排空气法向下排空气法 收集原

3、理 收集的气体不与水反 应且难溶于水 收集的气体密度比空气 大,且与空气密度相差 较大,不与空气中成分反应 收集的气体密度比空气 小,且与空气密度相差 较大,不与空气中成分反应 收集装置 适用的 气体 H2、O2、NO、CH4等Cl2、CO2、NO2、SO2等H2、NH3等 4.常见气体的检验 气体检验特征性质备注 O2使带火星的木条复燃 H2 纯净的 H2在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在火焰上方 罩一个干而冷的烧杯,烧杯的内壁有水雾生成 产物只有水 CH4 在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干而 冷的烧杯,烧杯的内壁有水雾生成,同时生成能使澄清 石灰水变浑浊的气体 产物有二氧化碳和水

4、 CO 在空气中燃烧产生蓝色火焰,生成能使澄清石灰水变浑 浊的气体 产物只有二氧化碳 CH2CH2 在空气中燃烧火焰明亮,有黑烟;可使溴水、酸性 KMnO4 溶液褪色 SO2 无色,有刺激性气味;能使品红溶液褪色,加热后恢复红 色;能使酸性 KMnO4溶液褪色;能使溴水褪色;能使澄清 石灰水变浑浊 CO2也能使澄清石灰水变浑 浊;SO2的漂白原理与新制氯 水的漂白原理不同 CO2能使澄清石灰水变浑浊,能使燃着的木条熄灭 应注意区别,SO2也能使澄清 石灰水变浑浊,N2也能使燃着 的木条熄灭 NO无色气体,在空气中立即变为红棕色 Cl2黄绿色,有刺激性气味,能使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝注意闻气

5、体气味的方法 NO2 红棕色,有刺激性气味,通入水中生成无色溶液并产生 无色气体,水溶液显酸性 NO2的颜色与溴蒸气相近,NO2 溶于 AgNO3溶液无沉淀生成, 而溴蒸气溶于 AgNO3溶液有 淡黄色沉淀生成 HCl 无色,有刺激性气味,在潮湿的空气中形成白雾;用蘸有 浓氨水的玻璃棒靠近时有白烟生成;通入 AgNO3溶液时 有白色沉淀生成 HCl 极易溶于水,做相关实验 时应防倒吸 NH3 无色,有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;用 蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时有白烟生成 NH3极易溶于水,做相关实验 时应防倒吸 5.气体检验中干扰因素的排除 气体检验中干扰因素的排除方法一般是先检验出一

6、种可能具有干扰性的气体,并除去该气 体,而且要确认该气体已经除尽,再检验其余气体。如在 SO2存在的条件下检验 CO2,可设计如下 检验思路:品红溶液检验 SO2酸性高锰酸钾溶液除去 SO2品红溶液检验 SO2是否除尽澄清石 灰水检验 CO2。与此类似的还有在 SO2存在的条件下检验乙烯等。 二、气体的净化和尾气处理 1.气体的净化 (1)原理:酸性杂质用碱性物质吸收;碱性杂质用酸性物质吸收;易溶于水或能 与水反应的用水吸收;还原性杂质可用氧化性较强的物质来吸收或转化;氧化性杂质可用 还原性较强的物质来吸收或转化。 (2)装置 (3)常见干燥剂 液态干燥剂固态干燥剂 装置 常见 干燥剂 浓硫酸

7、(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性) 不可干燥 的气体 NH3、H2S、HBr、HI等NH3Cl2、H2S、HCl等 2.尾气的处理 通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常见仪器: (1)吸收溶解度较小的尾气用图A装置。 (2)吸收溶解度较大的尾气用图B或C装置。 (3)CO 等气体可用点燃或收集于气球中的方法除去,如图D或E。 及时提醒(1)具有氧化性的干燥剂(如浓硫酸)不能干燥具有还原性的气体(如 H2S、HI 等)。 (2)不能用 CaCl2干燥 NH3,因为 CaCl2与 NH3能发生反应。 (3)当气体中含有多种杂质时,若采用洗气装置除杂,通常是除杂在前,干燥在后。若用

8、加热 装置除杂,通常是干燥在前,除杂在后。 (4)尾气处理装置应与大气相通,如图所示装置不能作为尾气处理装置。 1.易错易混辨析(正确的画“”,错误的画“”)。 (1)用大理石和稀硫酸反应制备 CO2() (2)用镁粉和稀硝酸反应制备 H2() (3)加热 NH4Cl 可制得纯净 Cl2() (4)用排水法可收集 NH3、NO2() (5)用排空气法可收集 CH2CH2和 NO 等气体() (6)用排饱和 NaCl 溶液法收集 Cl2() (7)用饱和 Na2CO3溶液可除去 Cl2中混有的 HCl() (8)用灼热的铜粉可除去 CO 中混有的 O2() (9)实验室制备 Cl2时,可用石灰水

9、进行尾气处理 () (10)实验制备 NH3时,可用 CCl4吸收多余的 NH3() 答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 2.气体制备实验中注意事项。 (1)加热操作要求 使用可燃性气体(如:H2、CO、CH4等)加热来制备物质时,先用, 再,以防止爆炸。 制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如 H2还原 CuO 的实验),反应结束时,先, 继续通至试管冷却。 (2)实验室装置要求 制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如 Al2S3、AlCl3等),往往在装置的末端, 以防止空气中的水蒸气进入装置。 用盛有碱石灰的干燥管吸收测定实验中生成 CO2的质量时

10、,在干燥管前连盛有无水 CaCl2的 U 形管,在干燥管后再连一个盛有碱石灰的干燥管,前一个的目的是,后一个的目 的是。 答案(1)原料气赶走系统内的空气点燃酒精灯加热 熄灭酒精灯原料气 (2)再接一个干燥装置干燥 CO2防止空气中的 CO2和 H2O(g)进入装置 3.欲对 Cl2进行干燥、吸收,需选用下列装置中的(填写序号)。 答案 考点一考点一气体的制备和收集气体的制备和收集 题组一气体的制备原理及发生装置的选择 1.用如图装置制取、干燥并收集选项中的四种气体(a、b、c 表示相应仪器中加入的试剂),其中 可行的是() 选项气体abc ANO2浓硝酸CuNaOH 溶液 BSO2浓硫酸Cu

11、酸性 KMnO4 CNH3浓氨水生石灰碱石灰 DCO2稀盐酸CaCO3浓硫酸 答案DNO2会与 NaOH 发生反应而被吸收,所以不能用 NaOH 溶液净化,错误;浓硫酸与金属铜 的反应需在加热的条件下进行,而本实验装置不能加热,且 SO2会被酸性 KMnO4溶液除去,错误;氨 气密度比空气小,不能用向上排空法收集,错误;盐酸与碳酸钙在常温下发生反应生成二氧化碳, 浓硫酸作干燥剂干燥二氧化碳,并且二氧化碳密度大于空气,可用向上排空法收集,正确。 2.用如图装置进行实验,将液体 A 逐滴加入固体 B 中,下列叙述正确的是() A.若 A 为浓盐酸,B 为 KMnO4晶体,C 中盛有紫色石蕊溶液,则

12、 C 中溶液最终呈红色 B.实验仪器 D 可以起到防止液体倒吸的作用 C.若 A 为浓氨水,B 为生石灰,C 中盛有 AlCl3溶液,则 C 中溶液先产生白色沉淀,然后沉淀又溶解 D.若 A 为浓硫酸,B 为 Cu,C 中盛有澄清石灰水,则 C 中溶液变浑浊 答案B若 A 为浓盐酸,B 为 KMnO4晶体,二者反应生成氯气,把氯气通入紫色石蕊溶液中,氯气 与水反应生成 HCl 和 HClO,HCl 使紫色石蕊溶液变红,HClO 具有漂白性,使溶液褪色,C 中溶液最 终无色,A 错误;球形干燥管 D 的中间部分较粗,可以盛放较多量的液体,倒吸的液体靠自身重量 回落,因此可以防止液体倒吸,B 正确

13、;若 A 为浓氨水,B 为生石灰,滴入后产生氨气,氨气溶于 AlCl3溶液中反应生成氢氧化铝沉淀,但氢氧化铝不溶于弱碱,所以 C 中产生的白色沉淀不溶 解,C 错误;若 A 为浓硫酸,B 为 Cu,反应需要加热才能发生,如果不加热,则没有二氧化硫气体产 生,C 中溶液无变化,D 错误。 名师拓展 百变的“启普发生器” 启普发生器(如图 a 所示) (1)用启普发生器制取气体的三个条件:块状固体与液体反应;不需加热;生成的气体难溶于 水。 (2)使用方法:使用时,打开导气管上的旋塞,球形漏斗中的液体进入容器与固体反应,气体 的流速可用旋塞调节。停止使用时,关闭旋塞,容器中的气体压强增大,将液体压

14、回球形漏斗中, 使液体和固体分离,反应停止。 题组二气体收集装置的选择和利用 3.用于干燥、收集并吸收多余气体的装置如图所示,下列方案正确的是() 选项X收集气体Y A碱石灰HCl水 B碱石灰NH3水 C氯化钙SO2氢氧化钠溶液 D氯化钙NO氢氧化钠溶液 答案CHCl 能和碱石灰反应,故不能用碱石灰干燥,故 A 错误;NH3密度比空气小,导气管应该 “短进长出”,故 B 错误;SO2属于酸性氧化物,能和氢氧化钠溶液反应,所以可以用氢氧化钠溶 液吸收 SO2,氯化钙为中性干燥剂,可以干燥 SO2气体,故 C 正确;NO 能与 O2反应,不能用排空气法 收集,并且 NO 不能和氢氧化钠反应,所以不

15、能用氢氧化钠溶液吸收 NO,故 D 错误。 4.下图为中学化学实验中的常见实验装置。 (1)装置 A 可用于制备多种气体,请写出用 A 装置制备下列气体时,圆底烧瓶和分液漏斗中应装 的化学试剂。 气体O2CO2NH3SO2 试剂 (2)装置 B 可用于收集多种气体,若要用于收集氨气,则进气管为;若要收集 NO,简述用 装置 B 收集 NO 的方法:。 答案(1) MnO2和 H2O2溶液(或 Na2O2 和 H2O) CaCO3和稀盐酸 生石灰和浓氨水(或 NaOH 固体和浓氨水等) Na2SO3固体和浓硫酸 (2)b将集气瓶中装满水,塞上塞子,从 b 端通入 NO 气体,从 a 端排出水 题

16、组三常见仪器的组装使用 5.按照从左向右的顺序连接下列实验仪器,能证明亚硫酸的酸性强于次氯酸的是() A.B. C.D. 答案A漂白粉有强氧化性,SO2有还原性,不能将 SO2直接通入漂白粉溶液,可先用亚硫酸制得 CO2,后通入漂白粉溶液,若溶液产生白色沉淀,可说明酸性:H2SO3H2CO3HClO,中产生 SO2,同时 含有 HCl,用饱和 NaHSO3溶液除去 HCl,通入碳酸氢钠溶液,产生 CO2,用酸性高锰酸钾溶液除去 SO2,用品红验证 SO2是否除尽,最后通入漂白粉溶液,故连接顺序为,故 A 正确。 6.下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸

17、收)。 关于这些装置的连接,下列说法正确的是 () A.制备收集 C2H4:连接 adf B.制备收集 NO2,连接 acf C.制备收集 H2S,连接 bce D.制备收集 NH3,连接 bde 答案D实验室利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反 应:CH3CH2OHCH2CH2+H2O,需温度计测反应混合物的温度,故 A 错误;实验室制备 NO2,利 用铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,反应的化学方程式为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,反应无需加热,所以不选择 a 装置,二氧化氮和水反应生 成一氧化氮和硝酸,所以二氧化氮不能

18、用排水法收集,故 B 错误;实验室制备 H2S,利用硫化亚铁 (FeS)固体和稀盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢,反应的化学方程式为 FeS+2HClFeCl2+H2S, 制取 H2S 的反应物为固体和液体,反应不需要加热,可选择 b 装置,但硫化氢具有还原性,浓硫酸 具有强氧化性,两者会发生氧化还原反应:H2S+H2SO4(浓)SO2+S+2H2O,所以不能选 c 装置,故 C 错误。 名师总结 化学实验操作中的先后原则 (1)“从下往上”原则 以 Cl2的实验室制法为例,组装发生装置的顺序是放好铁架台摆好酒精灯根据酒精灯位 置固定好铁圈垫上石棉网固定好圆底烧瓶。 (2)“从左到右”原则 组装复

19、杂装置应遵循“从左到右”的原则,如气体制取实验中装置连接顺序为发生装置 除杂装置集气装置尾气处理装置。 (3)先“塞”后“定”原则 带导管的塞子在烧瓶固定前塞好,以免烧瓶固定后因不宜用力而塞不紧或因用力过猛而损 坏烧瓶。 (4)“固体先放,液体后加”原则 固体试剂应在固定仪器前加入,而液体药品在仪器固定后加入。如实验室用 MnO2和浓盐酸 制取 Cl2,MnO2应在烧瓶固定前装入,而浓盐酸应在烧瓶固定后从分液漏斗中缓慢加入。 (5)“先验气密性”原则 进行与气体有关的实验时,应在装入药品前进行气密性检查。 (6)“先验纯”原则 可燃性气体在点燃前,必须先检验气体的纯度,否则可能会发生爆炸。 考

20、点二考点二气体的净化和尾气处理气体的净化和尾气处理 题组一常见气体的净化 1.下列有关气体的除杂或收集方法,说法合理的是() A.要除去 NO 中混有的 NO2,可以将混合气体先通过足量水,然后用 CaCl2干燥 B.CO2中混有的 CO 气体可用点燃法除去 C.除去 H2S 中混有的水蒸气,用浓硫酸干燥即可 D.如图装置只能用来收集 CO2,不能收集 H2、NH3等 答案AA 项,NO 中混有 NO2时,先通过足量水,NO2与水发生反应得到稀硝酸和 NO,然后通过 CaCl2干燥即可得到纯净的 NO,正确;B 项,由于 CO2不支持燃烧,无法用点燃法除去 CO2中混有的 CO,可将混合气体通

21、过灼热的 CuO,利用 CO 的还原性将 CO 除去,错误;C 项,H2S 具有还原性,能被 浓硫酸氧化,错误;D 项,用题图装置收集气体时,从 a 端进气可收集 CO2等密度比空气大的气体, 从 b 端进气可收集 H2、NH3等密度比空气小的气体,错误。 2.除去 SO2中混有的 HCl、H2O 时,混合气体依次通过的试剂是 () A.饱和 NaCl 溶液、浓硫酸 B.饱和 NaHCO3溶液、碱石灰 C.饱和 NaHSO3溶液、浓硫酸 D.品红溶液、碱石灰 答案CHCl 与 NaHSO3发生反应生成 SO2,而 SO2不与饱和 NaHSO3溶液反应,故用饱和 NaHSO3溶 液除去 HCl,

22、用浓硫酸除去 H2O。 名师归纳 气体除杂原则 (1)不引入新的杂质。如除去甲烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液,因为酸性高锰酸钾溶 液会氧化乙烯生成二氧化碳,又引入了新的杂质。 (2)不减少被净化气体的量。如除去 CO2中混有的 SO2,不能用 NaOH 溶液,而应该用饱和 NaHCO3溶液。 题组二有害气体的尾气处理方法 3.双球洗气管是一种多用途仪器,常用于除杂质、气体干燥、气体吸收等实验操作。下图是一 个以双球洗气管为尾气处理装置,用吸收剂 X 吸收气体 Y 的实验操作,其中符合事实的组合是 () 选项ABCD 气体 YCl2HClSO2NO 吸收剂 X饱和 NaCl 溶液水浓硫酸NaO

23、H 溶液 答案BA 项,Cl2在饱和 NaCl 溶液中的溶解度很小,不能被吸收,错误;B 项,HCl 极易溶于水, 极易被吸收,正确;C 项,SO2能用浓硫酸干燥,但不能被吸收,错误;D 项,NO 有毒,不能直接排放到 大气中,且 NO 不能与 NaOH 溶液反应,不能被吸收,错误。 4.MnSO4H2O 是一种易溶于水的微红色斜方晶体,某同学设计下列装置制备硫酸锰: 下列说法错误的是() A.装置烧瓶中放入的药品 X 为铜屑 B.装置中用“多孔球泡”可增大 SO2的吸收速率 C.装置用于吸收未反应的 SO2 D.用装置反应后的溶液制备 MnSO4H2O 需经历蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤及

24、干燥的过 程 答案ACu 与浓硫酸常温下不反应,X 不可能为 Cu,A 项错误。 名师归纳 常见改进的尾气吸收装置 1.(2020 课标,9,6 分)下列气体去除杂质的方法中,不能实现目的的是() 气体(杂质)方法 ASO2(H2S)通过酸性高锰酸钾溶液 BCl2(HCl)通过饱和的食盐水 CN2(O2)通过灼热的铜丝网 DNO(NO2)通过氢氧化钠溶液 答案AA 项,二氧化硫也有较强的还原性,也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能实现除杂目 的;B 项,饱和的食盐水可以除去氯气中的氯化氢气体,同时可以降低氯气的溶解度,可达到除杂 的目的;C 项,杂质氧气会与灼热的铜丝反应,生成氧化铜固体,而氮气不

25、会与铜反应,能达到除杂 的目的;D 项,混合气体通过氢氧化钠溶液,NO 不与氢氧化钠溶液反应,而 NO2会与氢氧化钠溶液 反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,能达到除杂的目的。 2.(2019 课标,12,6 分)下列实验不能达到目的的是() 选项目的实验 A制取较高浓度的次氯酸溶液将 Cl2通入碳酸钠溶液中 B加快氧气的生成速率在过氧化氢溶液中加入少量 MnO2 C除去乙酸乙酯中的少量乙酸加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D制备少量二氧化硫气体向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 答案AA 项,Cl2+2Na2CO3+H2O2NaHCO3+NaCl+NaClO,故将 Cl2通入 Na2CO3溶液中不能制备较

26、 高浓度的 HClO 溶液,错误;B 项,MnO2作催化剂可以加快 H2O2的分解速率,正确;C 项,乙酸和 Na2CO3溶液可以反应,乙酸乙酯在饱和 Na2CO3溶液中的溶解度较低,溶液分层,正确;D 项,根据强 酸制弱酸原理可知正确。 3.(2019 江苏单科,5,2 分)下列实验操作能达到实验目的的是 () A.用经水湿润的 pH 试纸测量溶液的 pH B.将 4.0gNaOH 固体置于 100mL 容量瓶中,加水至刻度,配制 1.000molL -1NaOH 溶液 C.用装置甲蒸干 AlCl3溶液制无水 AlCl3固体 D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量 SO2 答案DA 项,用

27、pH 试纸测溶液的 pH 时,用水湿润 pH 试纸相当于稀释溶液,可能导致测量的 pH 出现误差,错误;B 项,不能在容量瓶中直接溶解固体溶质,错误;C 项,AlCl3易水解,在加热蒸 干 AlCl3溶液时,HCl 挥发,留下的固体是 Al(OH)3,错误;D 项,SO2可被 NaOH 溶液吸收,CH2CH2与 NaOH 溶液不反应且不溶于 NaOH 溶液,正确。 4.(2019 天津理综,4,6 分)下列实验操作或装置能达到目的的是() ABCD 混合浓硫酸和乙醇配制一定浓度的溶液收集 NO2气体证明乙炔可使溴水褪色 答案BA 项,浓硫酸密度较大,与乙醇混合时应向乙醇中慢慢倒入浓硫酸,边加边

28、搅拌,错误;B 项,用容量瓶配制一定物质的量浓度的溶液,液面接近刻度线 12cm 时改用胶头滴管定容,平视 液面,直至凹液面最低点与刻度线相切,正确;C 项,NO2气体密度比空气大,收集时气体应“长进 短出”,错误;D 项,电石中含有含硫元素的杂质,与水反应生成还原性气体 H2S,H2S 也能使溴水褪 色,干扰乙炔的检验,错误。 A A 组组基础达标基础达标 1.已知 NH3、HCl 极易溶于水,Cl2能溶于水。下列各装置不能达到实验目的的是() A.利用装置 1 吸收多余的氨气 B.装置 2 可用于除去 CO2中的 HCl C.装置 3 可用于干燥氨气 D.装置 4 可用于排空气法收集 H2

29、、CO2、Cl2、HCl 等气体 答案B氯化氢和二氧化碳都能和氢氧化钠溶液反应而被除去,最终得不到二氧化碳,故B错误。 2.下列有关物质的制备装置、制备时使用的原料与收集方法均正确的是() 选项ABCD 物质O2NOCl2CH2CH2 制备 装置 制备时 使用的 原料 H2O2溶液和二氧化锰 粉末 浓硝酸和铜粉 浓盐酸与高锰酸钾 固体 乙醇和 3mol/L 的 H2SO4 溶液 收集 方法 排水法排空气法排饱和食盐水法排水法 答案C制取氧气时如果选用 A 中装置,选用的药品应该是氯酸钾与二氧化锰,A 项错误;制取 NO 时应选用稀硝酸和铜粉,收集方法应为排水法,B 项错误;因为 C 中无加热装

30、置,所以可以选用 具有强氧化性的高锰酸钾与具有强还原性的浓盐酸反应制取氯气,C 项正确;制取乙烯时应选用 浓硫酸,加沸石,垫石棉网,D 项错误。 3.用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是() 选项实验目的试剂 a试剂 b试剂 c装置 A验证非金属性:SCSi稀硫酸Na2CO3 Na2SiO3 溶液 B制备纯净的 NO浓硝酸Cu水 C检验溶液 X 中含有 CO3 2- 盐酸溶液 X澄清石灰水 D除去 Na2SO3中的 Na2SO4氯水混合物NaOH 溶液 答案A稀硫酸能和碳酸钠反应制得二氧化碳,二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成不溶性的硅酸, 该实验证明酸性:H2SO4H2CO3H2SiO3,则

31、非金属性:SCSi,A 项正确;Cu 与浓硝酸反应生成 NO2,B 项错误;二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,无法检验溶液 X 中含有 CO3 2-,C 项错误; 氯水能把 Na2SO3氧化成 Na2SO4,D 项错误。 4.实验室用 H2还原 WO3制备金属 W 的装置如图所示(Zn 粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶 液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是() A.、中依次盛装 KMnO4溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液 B.管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度 C.结束反应时,先关闭活塞 K,再停止加热 D.装置 Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与

32、浓盐酸反应制备氯气 答案BA 项,中应盛 KMnO4溶液(除去 H2S 等还原性气体),中应盛焦性没食子酸溶液(吸收 少量 O2),中应盛浓 H2SO4(干燥 H2);C 项,应先停止加热,继续通 H2,直至冷却至室温,防止灼热 的 W 被氧化;D 项,MnO2为粉末状固体,且用 MnO2和浓盐酸反应制 Cl2需要加热,因此不能用启普 发生器。 5.(2020 广东东莞模拟)某同学按如图所示实验装置探究铜与浓硫酸的反应,记录实验现象如下。 下列说法正确的是() 试管 实验 现象 溶液仍为无色,有白 雾、白色固体产生 有大量白色沉淀产 生 有少量白色沉淀产 生 品红溶液褪色 A.中白色沉淀是 B

33、aSO3 B.中可能有部分浓硫酸挥发了 C.为了确定中白色固体是否为硫酸铜,可向冷却后的试管中注入水,振荡 D.实验时若先往装置内通入足量 N2,再加热试管,实验现象不变 答案B二氧化硫不与氯化钡溶液反应,白色沉淀不可能是 BaSO3,A 错误;冷却后的试管中仍有 浓硫酸剩余,不能将水注入试管中,C 错误;若先往装置内通入足量 N2,体系内没有氧气,则无 SO3 生成,试管、中将无沉淀产生,实验现象发生变化,D 错误。 6.用如图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前、后玻璃管的质 量差和 U 形管的质量差,实验测得m(H)m(O)18。下列对导致这一结果的原因分析中,一

34、定 错误的是() A.装置、之间缺少干燥装置 B.装置之后缺少干燥装置 C.装置中玻璃管内有水冷凝 D.CuO 没有全部被还原 答案D用 H2还原 CuO 时,装置中 CaCl2吸收的是生成的水,而装置中玻璃管通 H2前后的 质量差为反应时消耗 CuO 中氧元素的质量,即生成的水中氧元素的质量,而m(水)-m(氧)=m(氢)。 Zn 和稀硫酸反应产生的 H2不干燥,会使m(水)偏大,进而使氢元素的质量增加,而氧元素的质量 不变;装置之后不加干燥装置,会导致 CaCl2吸收空气中的水分,使m(水)偏大,进而使氢元素 的质量增加,而氧元素的质量不变;装置中玻璃管内有水冷凝,会使m(氧)偏小,以上情

35、况都会 造成测得的m(H)m(O)18。测得的 H2O 的组成与 CuO 是否完全反应无关,只与通 H2前、后玻 璃管的质量差(氧元素的质量)和 U 形管的质量差(水的质量)有关。 7.文献报道,H2能还原 FeCl2。某学习小组设计实验探究“文献”的真实性,下列各步实验装置 错误的是() 答案C氢气还原氯化亚铁生成铁、氯化氢,检验氯化氢可以确认氢气是否能还原氯化亚铁。 A 装置用于制备氢气;B 装置用于还原氯化亚铁;C 装置用于检验氯化氢,因为氯化氢极易溶于水, 必须采用防倒吸装置;D 装置用于干燥气体。 8. (2020 湖北襄阳联考)下列有关实验的图示及分析均正确的是() 选项实验目的实

36、验图示实验分析 A 催化裂解正戊烷 并收集产物 正戊烷裂解为相对分子质量较小的烷 烃和烯烃 B酸碱中和滴定 摇动锥形瓶,使溶液向一个方向做圆周 运动,勿使瓶口接触滴定管,溶液也不 得溅出 C制取并收集乙炔 用饱和食盐水代替纯水,可达到降低反 应速率的目的 D实验室制硝基苯 反应完全后,可用仪器 a、b 蒸馏得到 产品 答案B正戊烷裂解为相对分子质量较小的烷烃和烯烃,常温下均为气体,不能冷凝收集,且催 化裂化中使用具有聚热功能的碎瓷片作催化剂,若改用没有聚热功能的氧化铝固体,实验效果不 理想,故 A 错误;用饱和食盐水代替纯水能减缓反应速率,可以得到较平缓的乙炔气流,但乙炔的 密度与空气的密度相

37、近,排空气法收集的乙炔不纯,可利用乙炔难溶于水的性质,使用排水法收 集,故 C 错误;反应完全后,硝基苯与酸分层,应选分液漏斗分离,粗产品再蒸馏得到硝基苯,题图 中仪器b为圆底烧瓶,蒸馏操作时用蒸馏烧瓶和直形冷凝管,并使用温度计测蒸气温度,故 D 错误。 9.Cl2O 是黄棕色具有强烈刺激性气味的气体,是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯 酸,与有机物、还原剂接触或加热时会发生燃烧并爆炸。一种制取 Cl2O 的装置如图所示。 已知:Cl2O 的熔点为-116,沸点为 3.8;Cl2的沸点为-34.6;HgO+2Cl2HgCl2+Cl2O。 下列说法中不正确的是() A.装置、中盛装的试

38、剂依次是饱和食盐水和浓硫酸 B.通入干燥空气的目的是将生成的 Cl2O 稀释,减小爆炸危险 C.从装置中逸出气体的主要成分是 Cl2O D.装置与之间不用橡胶管连接,是为了防止橡胶管燃烧和爆炸 答案C制取 Cl2O 需要干燥纯净的氯气,所以、中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫 酸,A 项正确;Cl2O 易爆炸,所以通入干燥空气的目的是将生成的 Cl2O 稀释,减小爆炸危险,B 项正 确;装置是为了收集 Cl2O,所以温度低于 3.8,此时氯气是气体,逸出的气体主要是空气和反 应剩余的 Cl2,C 项错误;Cl2O 与有机物接触会发生燃烧并爆炸,装置与之间不用橡胶管连接, 是为了防止橡胶管燃烧和

39、爆炸,D 项正确。 B B 组组综合提升综合提升 10.(2020 陕西汉中质量检测)甲酸(化学式 HCOOH,分子式 CH2O2,相对分子质量 46),俗名蚁酸,是 最简单的羧酸,无色有刺激性气味的易挥发液体。熔点为 8.6,沸点 100.8,25电离常数 Ka=1.810 -4。某化学兴趣小组进行以下实验。 .用甲酸和浓硫酸制取一氧化碳 (1)请说出图 B 中盛装碱石灰的仪器名称。 用图 A 所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成 CO,反应的化学方程式是; 实验时,不用加热也能产生 CO,其原因是。 (2)如需收集 CO 气体,连接上图中的装置,其

40、连接顺序为 a(按气流方向, 用小写字母表示)。 .对一氧化碳的化学性质进行探究 资料:.常温下,CO 与 PdCl2溶液反应,有金属 Pd 和 CO2生成,可用于检验 CO; .一定条件下,CO 能与 NaOH 固体发生反应:CO+NaOHHCOONa。 利用下列装置进行实验,验证 CO 具有上述两个性质。 (3)打开 K2,F 装置中发生反应的化学方程式为;为了使气囊收集到 纯净的 CO,以便循环使用,G 装置中盛放的试剂可能是, H 装置的作用是。 (4)现需验证 E 装置中 CO 与 NaOH 固体发生了反应,某同学设计下列验证方案:取少许固体产物, 配制成溶液,在常温下测该溶液的 p

41、H,若 pH7,证明 CO 与 NaOH 固体发生了反应。该方案是否可 行,请简述你的观点和理由:,。 (5)25甲酸钠(HCOONa)的水解平衡常数Kh的数量级为。若向 100mL0.1molL -1的 HCOONa 溶液中加入 100mL0.2molL -1的 HCl 溶液,则混合后溶液中所有离子浓度的排列顺序 为。 答案(1)球形干燥管HCOOHCO+H2O浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热(2)cb edf(3)PdCl2+CO+H2OPd+CO2+2HCl氢氧化钠溶液除去 CO 中的水蒸气(4)方 案不可行无论 CO 与 NaOH 固体是否发生反应,溶液的 pH 均大于 7(5)10 -

42、11 c(Cl - )c(H +)c(Na+)c(HCOO-)c(OH-) 解析A 装置利用浓硫酸的脱水性制备 CO,生成的 CO 中含有挥发出的甲酸气体,需要利用碱石 灰除去甲酸,利用排水法收集 CO,结合物质的性质和装置分析解答。(1)题图 B 中盛装碱石灰的 仪器名称是球形干燥管。用题图 A 所示装置进行实验。利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸 混合,甲酸发生分解反应生成 CO,根据原子守恒可知反应的化学方程式是 HCOOHCO+H2O。 由于浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热,因此实验时,不用加热也能产生 CO。(2)根据以上分析 可知如需收集 CO 气体,题图中的装置的连接顺序为 acb

43、edf。(3)常温下,CO 与 PdCl2 溶液反应,打开 K2,有金属 Pd 和 CO2生成,则 F 装置中发生反应的化学方程式为 PdCl2+CO+H2O Pd+CO2+2HCl;由于 F 装置中有二氧化碳和氯化氢生成,且二者都是酸性气体,则为了使气囊收 集到纯净的 CO,以便循环使用,G 装置中盛放的试剂可能是氢氧化钠溶液。剩余的 CO 中还含有 水蒸气,则 H 装置的作用是除去 CO 中水蒸气。(4)无论 CO 与 NaOH 固体是否发生反应,溶液的 pH 均大于 7,所以该方案不可行。(5)25甲酸电离常数Ka=1.810 -4,则 25甲酸钠(HCOONa)的水 解平衡常数Kh= 10-14 1.810-4,其数量级为 10 -11。若向 100mL0.1molL-1的 HCOONa 溶液中加入 100mL0. 2molL -1的 HCl 溶液,反应后溶液中含有等物质的量浓度的甲酸、氯化钠、氯化氢,则混合后溶 液中所有离子浓度的排列顺序为c(Cl -)c(H+)c(Na+)c(HCOO-)c(OH-)。