2021届高三化学一轮复习-气体性质有关的基础实验(知识梳理和训练).docx

1、2021届高三化学一轮复习 气体性质有关的基础实验（知识梳理和训练）知识梳理1气体制备实验的基本思路2重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：(1)固体固体气体发生装置：制备气体：O2、NH3、CH4等(2)固体液体气体或液体液体气体发生装置：制备气体：Cl2、C2H4等(3)固体液体(不加热)气体发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的所有气体。3气体的除杂方法除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不损失主体气体；(2)不引入新的杂质气体；(3)在密

2、闭装置内进行；(4)先除易除的气体。一般可从以下几个方面考虑：易溶于水的杂质可用水吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂吸收；能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。4气体的干燥、净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体加热装置常见干燥剂浓H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂Cu、CuO、Mg等当CO2中混有O2杂质时，应选用上述中的装置除O2，除杂试剂是Cu粉。5气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H2、Cl2(饱和NaCl溶液)、

3、CO2(饱和NaHCO3溶液)、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应Cl2、SO2、CO2等向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH3等6.尾气处理的原因和方法(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转换为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。7常见气体的检验(1)可燃性气体的检验(2)酸性气体的检验(3)强氧化性气体的检验8根据原理选择装置有以下三种实验装置用下列实验原理制取常见气体，请选择相应的上述装置。(1)2Na2O2

4、2H2O=4NaOHO2_。(2)2H2O22H2OO2_。(3)2KClO32KCl3O2_。(4)ZnH2SO4=ZnSO4H2_。(5)CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2_。(6)2NaHCO3Na2CO3H2OCO2_。(7)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O_。答案(1)C(2)C(3)A(4)C(5)C(6)A(7)B9根据性质除去杂质为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)(1)含有HCl杂质的气体CO2(HCl)：_；Cl2(HCl)：_。(2)中性气体中含有酸性杂质气体O2(Cl2)：_；CO(CO2)：_。(3)酸性气体中含有其他酸性气体CO

5、2(SO2)：_。(4)含有O2杂质的气体CO2(O2)：_；N2(O2)：_。答案(1)饱和NaHCO3溶液饱和食盐水(2)NaOH溶液NaOH溶液(3)饱和NaHCO3溶液或KMnO4溶液(4)灼热铜网灼热铜网1(2017浙江4月选考，28)FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4Fe2O3SO2SO3请回答：(1)将FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO3和SO2。能说明SO2存在的实验现象是_；为测定BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为_、洗涤、干燥、称量。(2)设计一个实验方案，用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其他反应)_。答案(1)品红溶

6、液褪色过滤(2)取适量固体，加足量稀盐酸溶解。取反应后溶液滴加KSCN溶液，若显血红色，则有Fe3(含Fe2O3)；另取一份试液滴加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则有SO(含有未分解的FeSO4)2(2017浙江11月选考，28)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。已知：3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)请回答：(1)虚线框处宜选择的装置是_(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_。(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明

7、该固体中没有3价的铁，判断结论是否正确并说明理由_。答案(1)乙铜丝变红色，试管壁有水珠生成(2)不正确，剩余的铁将生成的三价铁离子还原成了二价铁离子：Fe2Fe3=3Fe2解析(1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuOH2H2OCu，所以铜丝变红色，试管壁有水珠出现。(2)已知3Fe4H2O(g)Fe3O44H2，Fe3O4中含有三价铁离子，但是剩余的铁单质会和三价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾溶液，就不会出现血红色。3(2016浙江4月选考，28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可

8、通过加热分解得到的CO2质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下：请回答：(1)仪器a的名称是_。(2)装置B中冰水的作用是_。(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是_(填字母)。A样品分解不完全B装置B、C之间缺少CO2的干燥装置C产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收D反应完全后停止加热，通入过量的空气答案(1)干燥管(2)使水蒸气变成液态的水(3)AC解析该实验的原理：通过称量反应前后C装置(吸收NaHCO3加热分解后的CO2)的增重，来计算样品中NaHCO3的质量，进而计算样品中Na2CO3的质量及其质量分数。(1

9、)仪器a的名称为干燥管。(2)为减少实验误差，需要将装置B中NaHCO3分解产生的水蒸气变为液态水，仅使CO2被装置C中的碱石灰吸收。(3)若样品分解不完全，则被C装置吸收的CO2量减少，即样品中的NaHCO3质量偏低，从而计算求得的样品中Na2CO3质量分数偏高，A正确；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，则使C装置的增重偏大，即样品中NaHCO3的质量偏大，从而Na2CO3的质量分数偏低，B错误；产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，使C装置的增重偏低，即样品中NaHCO3的质量偏低，从而使Na2CO3的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中含有部分CO2，

10、使C装置的增重偏高，即样品中NaHCO3的质量偏高，从而Na2CO3的质量分数偏低，D错误。4(2018普陀区二模)依据SO2的性质，下列实验目的能够达成的是()答案B解析SO2与硫化氢发生归中反应，生成单质硫，体现了SO2的氧化性，不能达到实验目的，A错误；二氧化硫具有漂白性，可使品红褪色，操作符合要求，可达到实验目的，B正确； 二氧化硫密度比空气大，可用向上排空气法收集，气体应从长导管进入，C错误；二氧化硫不溶于饱和亚硫酸氢钠溶液，应用氢氧化钠溶液吸收尾气，且防止倒吸，D错误。 5(2019温州第一学期第二次模拟)向如图所示装置中缓慢通入气体X，若打开活塞K，则品红溶液褪色；若关闭活塞K，

11、则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊。X和Y可能是()选项ABCDXSO2Cl2HClNO2YNaOH溶液饱和NaHCO3溶液饱和NaCl溶液Na2SO3溶液答案B解析二氧化硫和NaOH溶液反应，若关闭活塞K，品红溶液不褪色，澄清石灰水也不变浑浊，故不选A项；若关闭活塞K，Cl2NaHCO3=NaClCO2HClO，则品红溶液无变化而澄清石灰水变浑浊，若打开活塞K，氯气能使品红溶液褪色，不能使澄清石灰水变浑浊，故选B项；若关闭活塞K，将HCl通入饱和NaCl溶液，氯化氢气体被吸收，故无论是否打开活塞K，品红都不褪色且澄清石灰水也不变浑浊，故不选C项；若关闭活塞K，将NO2通入Na2SO3溶液，二

12、氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，硝酸将Na2SO3氧化为Na2SO4，故无论是否打开活塞K，品红都不褪色且澄清石灰水也不变浑浊，故不选D项。6(2019杭州高三联考)常温下，二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体，遇水易水解，工业上用于橡胶的硫化。某学习小组用氯气和硫单质合成S2Cl2的实验装置如图所示，下列说法不正确的是()A实验时需后点燃E处的酒精灯BC、D中所盛试剂为饱和氯化钠溶液、浓硫酸C二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物为S、H2S、HClDG、H之间应加上D装置答案C解析根据实验目的，分液漏斗中盛浓盐酸、烧瓶中盛二氧化锰，加热制取氯气；C瓶中盛饱和氯化钠溶液，吸收挥发出的HCl气

13、体，D瓶中盛浓硫酸吸水干燥；E装置中氯气和硫单质合成S2Cl2；G为收集产品装置，同时可防止H中溶液倒吸，H为吸收剩余氯气装置。因为装置中有空气，所以实验时应先点燃最左边酒精灯，通入氯气排出空气，再点燃E处酒精灯，故A正确；因为S2Cl2遇水易水解，所以E中应为纯净干燥的氯气与S反应，C瓶中盛饱和氯化钠溶液，吸收挥发出的HCl气体，D瓶中盛浓硫酸吸水干燥，故B正确；根据元素守恒，二氯化二硫(S2Cl2)水解反应产物中一定有含氧元素的化合物，且元素的化合价必须有升有降，故C错误；因为二氯化二硫遇水易水解，所以G、H之间应加上D装置，以防止右侧水蒸气扩散进入E中，故D正确。7(2019宁波高三质量

14、调研)四氯化锡(SnCl4)用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂。实验室制备四氯化锡的装置如下图(部分夹持装置已略去)。已知：金属锡熔融时通入干燥氯气反应可生成四氯化锡；无水四氯化锡熔点33 ，沸点114.1 ；无水四氯化锡遇水蒸气生成白色烟雾。下列说法不正确的是()A、的试管中依次盛装MnO2、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液B实验时滴加浓盐酸反应一段时间，然后再点燃处的酒精灯C装置用于收集SnCl4，浸泡在冷水浴中效果更好D、两个试管可以用一个装有碱石灰的干燥管来代替答案A解析二氧化锰常温下不与浓盐酸反应，常温下高锰酸钾可与浓盐酸反应生成氯气，故、的试管中依次盛装KMnO4、饱和食盐水

15、、浓H2SO4、NaOH溶液，选项A不正确；实验时滴加浓盐酸反应一段时间使装置充满氯气(排出空气)，然后再点燃处的酒精灯，选项B正确；装置用于收集SnCl4，浸泡在冷水浴中使其液化，效果更好，选项C项正确；、两个试管可以用一个装有碱石灰的干燥管来代替，起到干燥和除去多余氯气的作用，选项D正确。8(2019嘉兴市高三上学期9月份考试)纯净的氮化镁(Mg3N2)是淡黄色固体，热稳定性较好，遇水极易发生反应。某同学初步设计了如下实验装置制备氮化镁(夹持及加热仪器没有画出)。已知：Mg 2NH3=Mg(NH2)2H2。请回答：(1)A中观察到的实验现象是_，装置C的作用除了干燥以外还有_。(2)下列说

16、法不正确的是_(填字母)。A为了得到纯净的氮化镁，实验前需要排除装置中的空气B装置B起到了缓冲安全的作用C将装罝B、C简化成装有碱石灰的U形管，也能达到实验目的D实验后，取D中固体加少量水，能生成使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体答案(1)黑色固体物质变成红色吸收NH3，防止金属镁与NH3反应生成副产物(2)CD解析(1)NH3具有还原性，与CuO发生3CuO2NH33CuN23H2O，因此A中观察到的实验现象是黑色固体物质变成红色；根据信息，Mg能与NH3发生反应，因此装置C的另一个作用是吸收NH3，防止金属镁与NH3反应生成副产物。(2)若装置中有空气，其中氧气能与Mg发生反应生成MgO，因此

17、实验前，需要排除装置的空气，故A项正确；根据装置B的特点，其作用是缓冲安全的作用，故B项正确；装置C的作用是干燥N2和除去多余的NH3，碱石灰只能吸收H2O，不能吸收氨气，因此替换后不能达到实验目的，故C项错误；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D项错误。9十九大报告中指出“持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战”。SO2为大气污染物，研究它的性质对治理具有重要意义。在铝基氧化铜作催化剂时，可利用天然气脱除二氧化硫，并回收单质硫(熔点为112.8 ，沸点为444.6 )。(1)装置中导管X的作用：_。用装置A制取SO2，则试剂的组合最好是_(填字母)。a18.4 molL1 H2SO4Cu

18、b4 molL1 HNO3Na2SO3c60% H2SO4K2SO3水与Al4C3在装置A中制取甲烷，其化学方程式为：_。(2)利用制得的CH4和SO2并结合BG装置验证反应：CH42SO22SCO22H2O生成的单质S和CO2。B装置有三个作用，分别是_、充分混合CH4和SO2、观察气泡以便调节CH4和SO2的流速比约为12。实验装置依次连接的合理顺序为B、_(每个装置只用一次)。证明有CO2产生的现象为_。G装置中发生反应的离子方程式为_。答案(1)使液体顺利滴入烧瓶中c Al4C312H2O=4Al(OH)33CH4(2)干燥CH4、SO2D、C、G、F、EF中品红不褪色，E中澄清石灰水

19、变浑浊2MnO5SO22H2O=2Mn25SO4H解析(1)由于装置A的蒸馏烧瓶中产生气体，使其中的压强增大，在分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是平衡压强，使液体顺利滴入烧瓶中。a项，装置A为固液不加热装置，“18.4 molL1 H2SO4Cu”制取SO2需要加热，故不适合；b项，“4 molL1 HNO3Na2SO3”发生氧化还原反应，4价S被氧化成6价，得不到SO2，故不适合；c项，“60% H2SO4K2SO3”制取SO2适合强酸制弱酸原理，故合适。水与Al4C3制取甲烷，根据原子守恒还生成Al(OH)3，故化学方程式为：Al4C312H2O=4Al(OH)33CH4。(2)CH4和SO2的反应需要高温条件下在硬质玻璃管中进行，所以B中浓硫酸除了充分混合CH4和SO2、观察气泡以便调节CH4和SO2的流速比约为12之外，还有干燥CH4和SO2的作用。根据实验目的是验证CH4和SO2反应生成的单质S和CO2，装置C冷却得到固体S单质，用E装置中澄清石灰水验证CO2，为防止SO2对验证实验的干扰，必须先依次通过酸性高锰酸钾和品红溶液，将其除尽，综上分析实验装置依次连接的合理顺序为B、D、C、G、F、E。若F中品红不褪色，则说明SO2已经被除尽，E中澄清石灰水变浑浊则能证明实验有CO2产生。