適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第10章化學(xué)實驗基礎(chǔ)和綜合探究第56講常見氣體的制備凈化和收集

第56講常見氣體的制備、凈化和收集層次1基礎(chǔ)性1.下列氣體發(fā)生裝置,當(dāng)加入適當(dāng)?shù)膲K狀固體和液體時不具有隨開隨用、隨關(guān)隨停功能的是()2.用如圖所示裝置制備并收集氣體,其中合理的是 ()選項反應(yīng)物制備的氣體A稀鹽酸+石灰石CO2B濃氨水+CaONH3CHNO3(稀)+銅片NODH2SO4(稀)+ZnH23.(2024·廣東茂名統(tǒng)考)用所給試劑與圖示裝置能夠制取相應(yīng)氣體的是(夾持儀器略)()選項ABCDX濃鹽酸濃硫酸雙氧水濃氨水YMnO2CuMnO2NaOH氣體Cl2NO2O2NH34.(2024·陜西渭南模擬)利用如圖所示裝置進(jìn)行Cl2的制備與性質(zhì)探究試驗時,下列說法正確的是()A.裝置甲中反應(yīng)的離子方程式是MnO2+4HCl(濃)Mn2++2Cl-+Cl2↑+2H2OB.裝置丙中溶液先變紅后褪色,不能說明Cl2具有漂白性C.裝置丁中反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1D.裝置戊的作用是處理尾氣,也可用澄清的石灰水替換5.化學(xué)是以試驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。下列試驗操作規(guī)范且能達(dá)到試驗?zāi)康牡氖?)A.利用圖甲制備SO2氣體B.利用圖乙制備干燥的NO2C.利用圖丙制備乙酸乙酯D.利用圖丁裝置制備、干燥、收集氨6.試驗室利用下列裝置制備SO2(部分固定裝置略),請回答:(1)制備SO2可以選擇的發(fā)生裝置為

(填大寫字母),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)選用圖中裝置制備并收集一瓶干燥的SO2,其連接依次為(按氣流方向,填小寫字母)。

層次2綜合性7.碳酰氯(COCl2)俗名光氣,熔點為-118℃,沸點為8.2℃,遇水快速水解生成氯化氫。光氣可由氯仿(CHCl3)和氧氣在光照條件下合成。下列說法錯誤的是()A.裝置丁中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CHCl3+O22COCl2+2HClB.裝置丙的主要作用是吸取尾氣中的氯化氫C.丁中冰水混合物的作用是降溫,防止COCl2揮發(fā)D.裝置的連接依次(裝置可重復(fù)運用)應(yīng)為c→a→b→e→f→a→b→d8.NaClO是家用消毒液的有效成分,可通過Cl2與NaOH反應(yīng)制得。NaClO能與CO2反應(yīng)生成HClO。常溫下ClO2為黃綠色有毒氣體,易溶于水。ClO2的體積分?jǐn)?shù)大于10%或其水溶液在溫度過高時可能發(fā)生爆炸,ClO2與堿反應(yīng)生成ClO3-和ClO2-等。試驗室制備ClO2的反應(yīng)原理為2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+2CO2↑+K2SO4+2H2A.KClO3發(fā)生氧化反應(yīng)B.反應(yīng)過程中需持續(xù)通入N2C.乙裝置應(yīng)置于冰水浴中D.丙裝置用于吸取ClO2尾氣9.利用圖示裝置進(jìn)行試驗,反應(yīng)進(jìn)行足夠長時間后裝置Ⅱ中試驗現(xiàn)象正確的是()選項①②③裝置Ⅱ中試驗現(xiàn)象A稀鹽酸MnO2飽和NaCl溶液有細(xì)小的白色晶體析出B濃氨水氧化鈣硫酸亞鐵溶液產(chǎn)生大量白色沉淀C冰醋酸乙醇和濃硫酸飽和碳酸鈉溶液溶液分層,上層為油狀液體D濃鹽酸碳酸鈣滴有酚酞的稀碳酸鈉溶液溶液由紅色最終變?yōu)闊o色10.“化學(xué)多米諾試驗”即只需限制第一個反應(yīng),利用反應(yīng)中氣體產(chǎn)生的壓力和虹吸作用原理,使若干化學(xué)試驗依次發(fā)生。如圖是一個“化學(xué)多米諾試驗”,已知:Cu2++4NH3·H2O4H2O+[Cu(NH3)4]2+(該反應(yīng)產(chǎn)物可作為H2O2分解的催化劑)。下列有關(guān)分析錯誤的是()A.整套裝置中一共只有3個氧化還原反應(yīng)B.為了保證明驗勝利,試驗前必需檢查整套裝置的氣密性C.a的作用是平衡氣壓,便于稀硫酸順當(dāng)流下D.I的作用是吸取揮發(fā)出的H2S氣體11.試驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒食子酸溶液用于吸取少量氧氣)。下列說法正確的是()A.①②③中依次盛裝KMnO4溶液、濃硫酸、焦性沒食子酸溶液B.管式爐加熱前,用試管在④處收集氣體并點燃,通過聲音推斷氣體純度C.結(jié)束反應(yīng)時,先關(guān)閉活塞K,再停止加熱D.裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣12.某化學(xué)小組同學(xué)利用確定濃度的H2O2溶液制備O2。該小組同學(xué)設(shè)計了如下氣體發(fā)生裝置(夾持裝置省略)。(1)甲裝置中主要儀器的名稱為。

(2)乙裝置中,用黏合劑將MnO2制成團(tuán),放在多孔塑料片上,連接好裝置,氣密性良好后打開活塞K1,經(jīng)長頸漏斗向試管中緩慢加入3%H2O2溶液至。欲使反應(yīng)停止,關(guān)閉活塞K1即可,此時裝置中的現(xiàn)象是。

(3)丙裝置可用于制備較多的O2,催化劑鉑絲可上下移動。制備過程中假如體系內(nèi)壓強(qiáng)過大,平安管中的現(xiàn)象是,此時可以將鉑絲抽離H2O2溶液,還可以實行的平安措施是。

(4)丙裝置的特點是(填序號)。

a.可以限制制備反應(yīng)的起先和結(jié)束b.可通過調(diào)整催化劑與液體接觸的面積來限制反應(yīng)的速率c.與乙裝置相比,產(chǎn)物中的O2含量高、雜質(zhì)種類少層次3創(chuàng)新性13.二氯化釩(VCl2)有強(qiáng)還原性和吸濕性,熔點為425℃、沸點為900℃,是制備多種醫(yī)藥、催化劑、含釩化合物的中間體。某學(xué)習(xí)小組在試驗室制備VCl2并進(jìn)行相關(guān)探究?；卮鹣铝袉栴}:(1)小組同學(xué)通過VCl3分解制備VCl2。①按氣流方向,圖中裝置合理的連接依次為(用小寫字母填空)。

②A中盛放NaNO2的儀器名稱為,其中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(2)測定產(chǎn)品純度:試驗后產(chǎn)品中混有少量VCl3雜質(zhì)。稱量1.3775g樣品,溶于水充分水解,調(diào)pH后滴加Na2CrO4溶液作指示劑,用0.5000mol·L-1AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl-,達(dá)到滴定終點時消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積為46.00mL(Ag2CrO4為磚紅色沉淀)。①滴定終點的現(xiàn)象為

。

②產(chǎn)品中VCl3與VCl2的物質(zhì)的量之比為。

第56講常見氣體的制備、凈化和收集1.D解析A、B、C三個裝置原理與啟普發(fā)生器相像,均具有隨開隨用、隨關(guān)隨停功能;而D裝置關(guān)閉止水夾后,反應(yīng)仍持續(xù)進(jìn)行,不具有隨開隨用、隨關(guān)隨停功能。2.A解析稀鹽酸和石灰石反應(yīng)為固體和液體反應(yīng),二氧化碳的密度大于空氣,故用長管進(jìn)短管出的連接方式,A正確;不能用向上排空氣法收集NH3,B錯誤;一氧化氮氣體易與氧氣反應(yīng)且密度與空氣接近,故不能用排空氣法收集NO,C錯誤;氫氣的密度小于空氣,收集氫氣應(yīng)當(dāng)短管進(jìn)長管出,D錯誤。3.C解析A項,濃鹽酸和MnO2固體在加熱條件下才能反應(yīng)生成氯氣,該裝置為常溫反應(yīng)裝置,且氯氣溶于水,與水發(fā)生反應(yīng),則不能用排水法收集;B項,濃硫酸與銅在加熱條件下反應(yīng)生成二氧化硫;C項,MnO2催化雙氧水分解制氧氣,制取裝置不須要加熱,收集氧氣可以用排水法;D項,氨氣極易溶于水,不能用排水法收集;故選C。4.B解析裝置甲中反應(yīng)的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,A錯誤;裝置丙中溶液先變紅后褪色,是氯氣與水反應(yīng)生成了氯化氫和次氯酸的作用,不能說明Cl2具有漂白性,B正確;裝置丁中反應(yīng)是2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2,C錯誤;澄清石灰水中氫氧化鈣濃度太小,不適合進(jìn)行氯氣的尾氣處理,D錯誤。5.C解析銅與濃硫酸反應(yīng)須要加熱,A錯誤;冷的濃硝酸與鐵反應(yīng)會發(fā)生鈍化,不能用來制備二氧化氮氣體,B錯誤;飽和碳酸鈉溶液可中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,運用干燥管可防止倒吸,C正確;生石灰溶于水放熱且與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈣,增大氫氧根離子濃度,促使氨水產(chǎn)生氨氣,氨用堿石灰來干燥,用向下排空氣的方法可以收集氨,但須要將導(dǎo)管伸入試管底部,D錯誤。6.答案(1)ANa2SO3+H2SO4(濃)Na2SO4+SO2↑+H2O(2)a→g→h→d→c→e→f解析(1)試驗室用Na2SO3固體和濃硫酸反應(yīng)制取SO2,應(yīng)選擇固+液不加熱型發(fā)生裝置,應(yīng)選擇裝置A,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4(濃)Na2SO4+SO2↑+H2O。(2)利用裝置A制備SO2氣體,經(jīng)濃硫酸干燥后,用向上排空氣法收集SO2,由于SO2有毒,須要用堿石灰進(jìn)行尾氣吸取,則利用圖中裝置制備并收集一瓶干燥的SO2,其連接依次為a→g→h→d→c→e→f。7.D解析光氣可由氯仿(CHCl3)和氧氣在光照條件下合成,且光氣遇水快速水解,由試驗裝置可知,乙裝置用于制備氧氣,然后經(jīng)甲干燥氧氣,在裝置丁中合成光氣,丁后面需連接干燥裝置防止水進(jìn)入丁中,最終連接丙裝置吸取尾氣。裝置丁中氯仿和氧氣在光照條件下合成光氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CHCl3+O22COCl2+2HCl,A正確;裝置丁中生成氯化氫,氯化氫極易溶于水,倒扣的漏斗可防止倒吸,則裝置丙的主要作用是吸取尾氣中的氯化氫,B正確;COCl2的沸點為8.2℃,沸點較低易揮發(fā),則冰水混合物的作用是降溫,防止COCl2揮發(fā),C正確;由上述分析可知,裝置的連接依次為c→b→a→e→f→b→a→d,D錯誤。8.A解析甲裝置用來制備ClO2,依據(jù)反應(yīng)原理可知,其中KClO3為氧化劑,草酸為還原劑。產(chǎn)生的ClO2進(jìn)入乙裝置中用水吸取得到其水溶液,丙裝置的作用是吸取ClO2,防止污染空氣。KClO3為氧化劑,發(fā)生還原反應(yīng),A錯誤;ClO2的體積分?jǐn)?shù)大于10%時可能發(fā)生爆炸,所以須要持續(xù)通入氮氣稀釋ClO2,B正確;ClO2水溶液在溫度過高時可能發(fā)生爆炸,乙裝置應(yīng)在冰水浴中,C正確;丙裝置用于吸取ClO2尾氣,D正確。9.D解析稀鹽酸和二氧化錳不反應(yīng),裝置Ⅱ中無明顯現(xiàn)象,故A錯誤;濃氨水和氧化鈣反應(yīng)生成氨氣,氨氣與硫酸亞鐵溶液反應(yīng)生成Fe(OH)2白色沉淀,然后變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)镕e(OH)3紅褐色沉淀,故B錯誤;酯化反應(yīng)須要加熱,但圖中沒有加熱裝置,不能生成乙酸乙酯,故C錯誤;濃鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成CO2氣體,且濃鹽酸易揮發(fā),CO2、HCl均與Na2CO3反應(yīng)使溶液堿性減弱,視察到裝置Ⅱ中溶液由紅色最終變?yōu)闊o色,故D正確。10.A解析由試驗裝置圖可知,裝置B中鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,反應(yīng)生成的氫氣進(jìn)入裝置C中,使裝置C中氣體壓強(qiáng)增大,將硫酸和少量硫酸銅的混合溶液壓入裝置D中,鋅和混合溶液發(fā)生反應(yīng)生成銅、硫酸鋅和氫氣,反應(yīng)生成的氫氣進(jìn)入裝置E中,使裝置E中氣體壓強(qiáng)增大,將硫酸銅溶液壓入裝置F中,銅離子與過量氨水反應(yīng)生成四氨合銅離子,當(dāng)E中長導(dǎo)管的底端高于液面后,氫氣進(jìn)入裝置F中,將反應(yīng)生成的四氨合銅離子壓入裝置G中,在四氨合銅離子的催化作用下,過氧化氫分解生成氧氣和水,反應(yīng)生成的氧氣進(jìn)入裝置H中,與過量的氫硫酸反應(yīng)生成硫和水,裝置I中氫氧化鈉溶液用于吸取揮發(fā)出的硫化氫,防止污染環(huán)境。11.B解析A項,氣體從溶液中逸出易帶出水蒸氣,所以濃硫酸應(yīng)放在③中,錯誤;B項,先通H2以排出空氣,加熱前應(yīng)先檢驗H2的純度,正確;C項,若先停止通H2,空氣中的氧氣有可能重新將W氧化,應(yīng)先停止加熱,再關(guān)閉活塞K,錯誤;D項,MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制氯氣須要加熱,不能用啟普發(fā)生器制備,錯誤。12.答案(1)分液漏斗、錐形瓶(2)剛好沒過MnO2固體試管內(nèi)的H2O2溶液被壓入長頸漏斗中,與MnO2分別(3)液面上升打開彈簧夾K2(4)ab解析(1)依據(jù)儀器構(gòu)造可知,甲裝置中主要儀器的名稱為分液漏斗和錐形瓶。(2)乙裝置是啟普發(fā)生器的簡易裝置,可以隨時限制反應(yīng)的發(fā)生和停止。用黏合劑將MnO2制成團(tuán),放在多孔塑料片上,連接好裝置,氣密性良好后打開活塞K1,經(jīng)長頸漏斗向試管中緩慢加入3%H2O2溶液至剛好沒過MnO2固體,此時可以產(chǎn)生氧氣,氧氣通過導(dǎo)管導(dǎo)出。欲使反應(yīng)停止,關(guān)閉活塞K1,此時由于氣體還在產(chǎn)生,使容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,可視察到試管內(nèi)的H2O2溶液被壓入長頸漏斗中,與MnO2分別。(3)丙裝置用圓底燒瓶盛裝H2O2溶液,可用于制備較多的O2,催化劑鉑絲可上下移動,可以限制反應(yīng)速率。制備過程中假如體系內(nèi)壓強(qiáng)過大,H2O2溶液會被壓入平安管中,可視察到平安管中液面上升,圓底燒瓶中液面下降。此時可以將鉑絲抽離H2O2溶液,使反應(yīng)速率減慢,還可以打開彈簧夾K2,使燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)降低。(4)催化劑鉑絲可上下移動,可以限制制備反應(yīng)的起先和結(jié)束,a正確;催化劑與液體接觸的面積越大,反應(yīng)速率越快,可通過調(diào)整催化劑與液體接觸的面積來限制反應(yīng)的速率,b正確;丙裝置用圓底燒瓶盛裝H2O2溶液,與乙裝置相比,可用于制備較多O2,但產(chǎn)物中的O2含量和雜質(zhì)種類和乙中沒有區(qū)分,c錯誤。13.答案(1)①a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f)②蒸餾燒瓶NO2-+NH4+N2↑(2)①滴入最終半滴AgNO3溶液時有磚紅色沉淀生成,且半分鐘內(nèi)沉淀不溶解②1∶10解析該試驗通過VCl3分解制備VCl2,VCl2有強(qiáng)還原性和吸濕性,為防止VCl2被氧化、吸濕,所以要通入干燥的N2排盡裝置中的空氣;A裝置中飽和NH4Cl溶液與NaNO2溶液共熱反應(yīng)制備N2,B裝置中濃硫酸用于干燥N2,C裝置中VCl3分解制備VCl2,D裝置中堿石灰吸取反應(yīng)生成的Cl2,防止污染,同時防止外界空氣進(jìn)入C裝置中。(1)①依據(jù)分析可知,按氣流方向,圖中裝置的合理依次為a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f);②依據(jù)A中盛放NaNO2溶液的儀器特點可知,其名稱為蒸餾燒瓶;其中發(fā)生的反應(yīng)為NH4Cl與NaNO2共熱反應(yīng)生成N2、NaCl和水,反應(yīng)的離子方程式為NO2-+NH4+N2↑(2)