2021届高考化学一轮复习常见气体的实验室制法及其性质探究作业

2021届高考化学一轮复习常见气体的实验室制法及其性质探究作业

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(　　)‎ Ⅲ中收集气体 Ⅰ中试剂a、b Ⅱ中试剂c Ⅳ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：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，制取的Cl2中含有的HCl气体可通过饱和食盐水除去，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。]‎ ‎2．Y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(　　)‎ A．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应 B．使用Y形管甲时，应将Na2SO3固体转移到浓硫酸中 C．Y形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀 D．Y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SO氧化为SO，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 B．U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)。‎ ‎(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，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。‎ ‎①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式____________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎②请设计实验方案检验装置C中有Fe2＋生成____________________________‎ ‎_____________________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎③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SO，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KMnO4溶液 c．碘水 d．NaCl溶液 ‎[解析]　(1)配制FeCl3溶液时，为了抑制Fe3＋水解，需先把FeCl3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)①根据上述分析可知，装置C中发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋4H＋＋2Fe2＋。②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C中反应后的溶液于试管中，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，现象为产生蓝色沉淀时说明含有Fe2＋，反之无Fe2＋。③加入的HNO3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)①2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO＋4H＋＋2Fe2＋‎ ‎②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钾溶液，若褪色，说明有Fe2＋，若不褪色，说明没有Fe2＋(合理即可)‎ ‎③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：①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；‎ ‎②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；‎ ‎③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)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P4＋3NaOH(浓)＋3H2O3NaH2PO2＋PH3↑。(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PH3有还原性；得到白色蜡状固体即生成P4，化学方程式为6Fe2(SO4)3＋4PH3===P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4。(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P4，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)P4＋3NaOH(浓)＋3H2O3NaH2PO2＋PH3↑‎ ‎(3)排除装置中的空气，防止P4和PH3自燃 ‎(4)还原　6Fe2(SO4)3＋4PH3===P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4　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_______________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________，‎ 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。‎ ‎①B中溶液为______________。‎ ‎②A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6Cl2＋6Ca(OH)2Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O。‎ ‎(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)①用碱性溶液吸收Cl2，故B中可盛装NaOH溶液。②Cl2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AgNO3溶液，通过测定生成的AgCl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)6Cl2＋6Ca(OH)2Ca(ClO3)2＋5CaCl2＋6H2O　(2)控制活塞将浓盐酸缓慢而均匀地滴入三颈烧瓶中　cd　(3)蒸发浓缩　(4)①氢氧化钠溶液　②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NH4SCN溶液：CS2＋2NH3NH4SCN＋H2S。该反应比较缓慢。‎ ‎①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______________。‎ ‎②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，得到硫氰化钾晶体。‎ ‎[解析]　(1)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。②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：NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O。‎ ‎(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)①检查装置的气密性　使反应物充分接触、防止发生倒吸　②NH4Cl、Ca(OH)2　观察气泡速率、控制加热温度 ‎(2)NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O ‎(3)冷却结晶 ‎8．NH4NO3热分解十分复杂。在一定条件下：3NH4NO32NH3↑＋2NO↑＋2NO2↑＋3H2O(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：①液化温度：NO2(‎21 ℃‎)、NO(－‎152 ℃‎)；‎ ‎②NH3与灼热的氧化铜反应得到N2和Cu；‎ ‎③在无催化剂的条件下NOx不能与灼热的铜反应；‎ ‎④NO2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⑧→________→________→________→④→③→②→⑤。‎ ‎(2)实验开始应先向装置⑧中通入_________________________________，‎ 再______________。‎ ‎(3)为验证NO，可在③中通入____________________________________。‎ ‎(4)装置⑤的作用是_____________________________________________。‎ ‎[解析]　⑧为加热装置，由题意3NH4NO32NH3↑＋2NO↑＋2NO2↑＋3H2O，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N2，排净装置中的空气(或O2)。加热得到NH3、NO、NO2和H2O，利用装置⑦中无水硫酸铜检验生成的水，装置⑥吸收水蒸气，装置①检验NO2，装置④使二氧化氮液化，二氧化氮气体变成液态，装置③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②中NH3与CuO在加热的条件下反应得到N2、Cu和H2O，装置⑤尾气处理，防止污染空气，所以装置的连接顺序为⑧→⑦→⑥→①→④→③→②→⑤。‎ ‎[答案]　(1)⑦　⑥　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