1、 1 常见气体的实验室制法及其性质探究 (建议用时：35 分钟) 1 (2019 郑州模拟)用如图装置制取并收集气体， 对应的装置和试剂均正确的 是( ) 中收集气体 中试剂 a、b 中试剂 c 中试剂 d A SO2 稀硫酸与铜片 浓硫酸 NaOH 溶液 B Cl2 浓盐酸与二氧化 锰 饱和氯化钠溶 液 NaOH 溶液 C HBr 浓硫酸与溴化钠 浓硫酸 水 D CO 甲酸与浓硫酸 浓硫酸 酸性 KMnO4溶液 B 铜与稀硫酸不反应，A 项错误；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下可发生 反应：MnO24HCl(浓)= MnCl2Cl22H2O，制取的 Cl2中含有的 HCl 气 体可通过饱和食盐水
2、除去，由于氯气的密度大于空气的密度，可用向上排空气法 收集氯气，由于氯气有毒，需用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，B 项正确；浓硫 酸具有强氧化性， 能将 HBr 氧化为 Br2， 因此制取和干燥 HBr 时均不能用浓硫酸， C 项错误；CO 与酸性高锰酸钾溶液不反应，故不能用酸性高锰酸钾溶液吸收多 余的 CO 气体，CO 相对分子质量与空气的相近，不能用排空气法收集，D 项错 误。 2Y 形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用 如图装置可以探究 SO2能否与 BaCl2溶液反应生成 BaSO3沉淀。下列判断正确的 是( ) 2 A玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入
3、广口瓶，参与反应 B使用 Y 形管甲时，应将 Na2SO3固体转移到浓硫酸中 CY 形管乙中产生的为氧化性气体，将 BaSO3氧化为 BaSO4沉淀 DY 形管乙中的试剂可以分别是浓氨水和 NaOH 固体 D 玻璃管的作用是连通大气，平衡气压，以便左右两边产生的气体顺利导 入 BaCl2溶液中，A 项错误；使用 Y 形管甲时，应将浓硫酸转移到 Na2SO3固体 中， B 项错误； SO2与 BaCl2不反应， 氧化性气体能将溶液中的 SO2 3氧化为 SO2 4， 而不是将 BaSO3氧化为 BaSO4，C 项错误。 3某学习小组拟利用如图装置制备氮化钙(化学式为 Ca3N2，极易与 H2O
4、反 应)。下列说法正确的是( ) A打开活塞 K 通入 N2，试管 A 内有气泡产生，说明装置气密性良好 BU 形管中盛放的干燥剂既可以是碱石灰，也可以是浓硫酸 C将产物 Ca3N2放入盐酸中，只能得到一种盐 D反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后再关闭活塞 K D A 项，不能用通气体的方法检验装置气密性；B 项，U 形管只能装固体； C 项，Ca3N2放入盐酸中可得到两种盐 CaCl2和 NH4Cl。 4 (2019 惠州模拟)某研究小组用下图装置进行 SO2与 FeCl3溶液反应的相关 实验(夹持装置已略去)。 3 (1)配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在_中，再加水稀释
5、，这 样操作的目的是_ _。 (2)通入足量 SO2时， 装置 C 中观察到的现象为_ _。 (3)根据以上现象，该小组同学认为 SO2与 FeCl3溶液发生氧化还原反应。 写出 SO2与 FeCl3溶液反应的离子方程式_ _。 请设计实验方案检验装置C中有Fe2 生成_ _ _。 该小组同学向装置 C 反应后的溶液中加入硝酸酸化的 BaCl2溶液，若出现 白色沉淀，即可证明反应生成了 SO2 4，该做法_(填“合理”或“不 合理”)，理由是_ _。 (4)装置 D 中倒置漏斗的作用是_。 (5)为了验证 SO2具有还原性， 实验中可以代替 FeCl3的试剂有_(填字 母)。 a浓硫酸 b酸性
6、 KMnO4溶液 c碘水 dNaCl 溶液 解析 (1)配制 FeCl3溶液时，为了抑制 Fe3 水解，需先把 FeCl 3晶体溶解 在浓盐酸中，再加水稀释。(2)SO2通入 FeCl3溶液中时，SO2表现出还原性，能将 Fe3 还原为 Fe2，则装置 C 中观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。(3)根 据上述分析可知， 装置 C 中发生反应的离子方程式为 2Fe3 SO 22H2O=SO2 4 4H 2Fe2。 检验装置 C 中有 Fe2生成的方法为取少量 C 中反应后的溶液于 试管中，滴加酸性 KMnO4溶液，现象为 KMnO4溶液褪色时说明含有 Fe2 ，反之 无 Fe2 。或取少量
7、C 中反应后的溶液于试管中，滴加 K 3Fe(CN)6溶液，现象 为产生蓝色沉淀时说明含有 Fe2 ，反之无 Fe2。加入的 HNO 3能将溶解的 SO2 氧化为 H2SO4，会干扰实验，故该做法不合理。(4)装置 D 中倒置漏斗能将 SO2 尾气充分吸收，且能防止溶液倒吸。(5)要验证 SO2具有还原性，应选择具有较强 的氧化性的试剂，且实验过程中有明显的实验现象，b、c 项试剂均可代替 FeCl3 4 溶液。 答案 (1)浓盐酸 抑制氯化铁水解 (2)溶液由棕黄色变为浅绿色 (3)2Fe3 SO 22H2O=SO2 44H 2Fe2 取少量 C 中反应后的溶液于试管中，向其中滴入酸性高锰酸
8、钾溶液，若褪 色，说明有 Fe2 ，若不褪色，说明没有 Fe2(合理即可) 不合理 硝酸可以将溶解的 SO2氧化为 H2SO4，干扰实验 (4)使气体被充分吸收；防止溶液倒吸 (5)bc 5(2019 桂林模拟)现用下列装置(仪器可重复使用)制备 PH3，并证明 PH3具 有强还原性和热不稳定性。 已知：标准状况时，PH3是一种无色、微溶于水、有剧毒的气体，具有强 还原性，在空气中能自燃； 白磷(P4)常温下为白色或黄色蜡状固体，不溶于水，在空气中易自燃； 乙醚是一种易挥发的液体，沸点为 34.6 ，能溶解白磷。 (1)仪器 m 的名称为_，装置 C 名称为_。 (2)实验室用白磷与 NaOH
9、 浓溶液反应生成 NaH2PO2的同时制得 PH3， 反应的 化学方程式为_ _。 (3)用装置 A 制取 PH3，实验前，在仪器 n 中加入适量的乙醚和白磷并微热， 然后才滴入浓 NaOH 溶液。实验前先微热的目的是_ _。 (4)将 A、C、E 依次相连，按照(3)中操作滴入浓 NaOH 溶液后，同时点燃 E 处导出的气体，若装置 C 中溶液黄色变浅，同时得到白色蜡状固体，说明 PH3具 有_性，装置 C 中发生的化学反应方程式为_， 点燃 E 处气体的目的为_ _。 5 (5)将以上装置组合以证明PH3受热已分解， 并验证PH3受热分解的气体产物， 则仪器连接顺序为 A_D_E(在“”之
10、间的 空白处填写装置编号)。能证明 PH3分解的气体产物的现象是_ _。 解析 (2)NaH2PO2中磷元素为1 价，PH3中磷元素为3 价，根据得失电 子守恒，可得到反应方程式为 P43NaOH(浓)3H2O= 3NaH2PO2PH3。 (3)乙醚易挥发，实验前微热可生成乙醚蒸气除去装置中的空气，防止 P4和 PH3 自燃。(4)C 中溶液黄色变浅，即 Fe3 被还原，可证明 PH 3有还原性；得到白色蜡 状固体即生成 P4，化学方程式为 6Fe2(SO4)34PH3=P412FeSO46H2SO4。 (5)先由 A 装置生成 PH3，在 B 装置加热分解，再将产物通过 D 装置冷却得到 P
11、4， 然后第一次通过装置 C 除去 PH3，第二次通过装置 C 检验 PH3是否完全除去，然 后检验生成的氢气；证明分解生成的是氢气，需先看到第二次通过装置 C 的溶液 不褪色，然后点燃 E 处气体火焰呈蓝色。 答案 (1)分液漏斗 洗气瓶 (2)P43NaOH(浓)3H2O= 3NaH2PO2PH3 (3)排除装置中的空气，防止 P4和 PH3自燃 (4)还原 6Fe2(SO4)34PH3=P412FeSO46H2SO4 防止有毒气体 PH3 泄漏，污染空气 (5)B C C 第二瓶 C 中溶液不褪色，点燃 E 处气体，火焰呈蓝色 6(2019 湖南各校联考)氯酸钾是一种重要的氧化剂，受热易
12、分解。为充分利 用资源，变废为宝，实验室以电石渣主要成分为 Ca(OH)2和 CaCO3为原料制 备 KClO3的流程如下： 回答下列问题： (1)加热下氯化过程发生反应的化学方程式为_ _。 (2)用如图装置制备 Cl2，为保证氯化过程中 Cl2反应充分，制 Cl2时应采取的 措施是_ 6 _， 导气口 n 后所连接装置合适的是_。 (3)操作 2 包含一系列实验操作，主要为_降温结晶过滤洗涤 低温干燥。 (4)如图是制备过程中处理尾气的部分装置。 B 中溶液为_。 A 中装有蒸馏水，查阅资料可知次氯酸或氯气可被 SO2、H2O2、FeCl2等物 质还原成 Cl 。请设计实验方案测定 A 中
13、氯元素含量_ _。 解析 (1)加热下氯化过程发生反应的化学方程式为 6Cl26Ca(OH)2= Ca(ClO3)2 5CaCl26H2O。 (2)为保证氯化过程中 Cl2反应充分，可通过控制该装置中滴液漏斗的活塞来 控制加入浓盐酸的速率，从而控制 Cl2的产生速率，导气口 n 后应连接 c 或 d 装 置。(3)从后续“降温结晶”可知之前的操作为“蒸发浓缩”。(4)用碱性溶液吸 收 Cl2，故 B 中可盛装 NaOH 溶液。Cl2部分溶于蒸馏水生成 HClO 和 HCl，要 测定 A 中氯元素的含量，首先需将 HClO、Cl2还原为 Cl ，再加入 AgNO 3溶液， 通过测定生成的 AgC
14、l 的量来测定氯元素含量，因 Ag2SO4为沉淀，FeCl2会引入 氯元素，干扰实验结果，故应选用 H2O2进行还原。 答案 (1)6Cl26Ca(OH)2= Ca(ClO3)25CaCl26H2O (2)控制活塞将 7 浓盐酸缓慢而均匀地滴入三颈烧瓶中 cd (3)蒸发浓缩 (4)氢氧化钠溶液 量取一定量 A 中溶液于试管中，加入足量的 H2O2溶液，充分振荡；加热除去 过量的 H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤沉淀，干燥后称量沉 淀质量 7(2019 黄冈模拟)某校化学兴趣小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾 (KSCN)。实验装置如图： 实验步骤如下： (1)制备 NH4SC
15、N 溶液：CS22NH3= 催化剂 水浴加热NH 4SCNH2S。该反应比较缓 慢。 实验前，应进行的操作是_。三颈烧瓶内盛有 CS2、水和 催化剂，三颈烧瓶的下层液体 CS2必须浸没导气管口，目的是_。 实验开始时，打开 K1，加热装置 A、D，缓缓地向装置 D 中充入气体，装 置 A 中的物质是_(以化学式表示)，装置 C 的作用可能是 _。 (2)制备 KSCN 溶液：移去 A 处的酒精灯，关闭 K1，打开 K2，利用耐碱分液 漏斗边加液边加热， 则此时装置 D 中发生反应的化学方程式是_ _。 (3)制备 KSCN 晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、 _、过滤、干燥，
16、得到硫氰化钾晶体。 解析 (1)对于有气体参与的实验过程，实验前应进行装置的气密性检 查。制备 NH4SCN 是利用 NH3和 CS2的反应，三颈烧瓶的下层液体 CS2浸没导气 管口，可使 NH3和 CS2充分接触，又由于 NH3易溶于水，下层液体 CS2浸没导气 管口还可防止发生倒吸。装置 A 为 NH3的发生装置，通过加热固体制备氨气， 故装置 A 中反应物为 NH4Cl、Ca(OH)2。可通过观察装置 C 中气泡速率来控制加 热温度，从而控制氨气的流速。(2)D 中 NH3和 CS2反应生成 NH4SCN，向三颈烧 瓶中滴入 KOH 溶液并进行水浴加热，NH4SCN 和 KOH 发生反应
17、：NH4SCN 8 KOH= 水浴加热 KSCNNH3H2O。 (3)由 KSCN 溶液得到 KSCN 晶体的操作为减压蒸发浓缩，冷却结晶，过滤， 干燥。 答案 (1)检查装置的气密性 使反应物充分接触、防止发生倒吸 NH4Cl、Ca(OH)2 观察气泡速率、控制加热温度 (2)NH4SCNKOH= 水浴加热 KSCNNH3H2O (3)冷却结晶 8NH4NO3热分解十分复杂。在一定条件下：3NH4NO3= 一定条件 2NH3 2NO2NO23H2O(不考虑 2NO2N2O4)，现要选用下列装置(部分夹持装 置省略)，通过实验验证反应产物： 已知：液化温度：NO2(21 )、NO(152 )；
18、 NH3与灼热的氧化铜反应得到 N2和 Cu； 在无催化剂的条件下 NOx不能与灼热的铜反应； NO2能使湿润的淀粉- 碘化钾试纸变蓝。 (1) 所 选 择 装 置 的 连 接 顺 序 ( 按 左 右 连 接 ， 填 各 装 置 数 字 ) 为 _。 (2)实验开始应先向装置中通入_， 再_。 (3)为验证 NO，可在中通入_。 (4)装置的作用是_。 解析 为加热装置，由题意 3NH4NO3= 一定条件 2NH32NO 2NO23H2O，为了更好地检验产物中是否含有 NO，在加热前先通入一定量的 9 N2，排净装置中的空气(或 O2)。加热得到 NH3、NO、NO2和 H2O，利用装置中 无水硫酸铜检验生成的水，装置吸收水蒸气，装置检验 NO2，装置使二氧 化氮液化，二氧化氮气体变成液态，装置中通入一定量的氧气，无色气体变成 红棕色，说明含有 NO 气体，装置中 NH3与 CuO 在加热的条件下反应得到 N2、 Cu 和 H2O，装置尾气处理，防止污染空气，所以装置的连接顺序为 。 答案 (1) (2)一定量的 N2 点燃酒精灯(或加热) (3)一定量 的氧气 (4)尾气处理，防止污染空气
