江蘇專用2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題集訓(xùn)2常見(jiàn)氣體的實(shí)驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究含解析

PAGE7-常見(jiàn)氣體的試驗(yàn)室制法及其性質(zhì)探究(建議用時(shí)：40分鐘)1．氫化鈣是重要的生氫劑，遇水或酸能夠引起燃燒。利用下列裝置制備CaH2固體(供應(yīng)的試驗(yàn)儀器不得重復(fù)運(yùn)用)，下列說(shuō)法正確的是()①②③④A．裝置①在加入試劑前無(wú)需檢查氣密性B．各個(gè)裝置儀器接口的連接依次為a→c→b→f→g→d→eC．加熱裝置④之前必需檢查氣體的純度D．裝置③的主要作用是防止空氣中的CO2、H2O(g)進(jìn)入裝置④中C[裝置①為啟普發(fā)生器，加入試劑之前必需檢查裝置的氣密性，A錯(cuò)誤；裝置①中產(chǎn)生的氫氣會(huì)混有HCl、H2O(g)，通過(guò)裝置③可以除去這兩種雜質(zhì)，所以儀器接口的連接依次為a→d→e→f→g(或g→f)→b→c，B錯(cuò)誤；在加熱前需通入氫氣排盡裝置④硬質(zhì)玻璃管中的空氣，通過(guò)檢查氫氣的純度確定是否將空氣排盡，C正確；裝置③的作用是除去氫氣中混有的HCl、H2O(g)，D錯(cuò)誤。]2．某學(xué)習(xí)小組擬利用如圖裝置制備氮化鈣(化學(xué)式為Ca3N2，極易與H2O反應(yīng))。下列說(shuō)法正確的是()A．打開(kāi)活塞K通入N2，試管A內(nèi)有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明裝置氣密性良好B．U形管中盛放的干燥劑既可以是堿石灰，也可以是濃硫酸C．將產(chǎn)物Ca3N2放入鹽酸中，只能得到一種鹽D．反應(yīng)結(jié)束后，先熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫后再關(guān)閉活塞KD[若裝置漏氣，打開(kāi)活塞K通入N2，試管A內(nèi)仍可能有氣泡產(chǎn)生，不能用通入氣體的方法檢驗(yàn)裝置氣密性，可關(guān)閉活塞K，微熱硬質(zhì)玻璃管，若試管A中產(chǎn)生氣泡且裝置冷卻后導(dǎo)管內(nèi)形成一段穩(wěn)定的水柱，則可說(shuō)明裝置氣密性良好，A項(xiàng)錯(cuò)誤；U形管內(nèi)只能裝固體干燥劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；將Ca3N2放入鹽酸中可得到CaCl2和NH4Cl兩種鹽，C項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)結(jié)束后，先熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫后再關(guān)閉活塞K，防止發(fā)生倒吸，D項(xiàng)正確。]3．Y形管是一種特別的儀器，與其他儀器組合可以進(jìn)行某些試驗(yàn)探究。利用如圖裝置可以探究SO2能否與BaCl2溶液反應(yīng)生成BaSO3沉淀。下列推斷正確的是()A．玻璃管的作用是連通大氣，使空氣中的氧氣進(jìn)入廣口瓶，參加反應(yīng)B．運(yùn)用Y形管甲時(shí)，應(yīng)將Na2SO3固體轉(zhuǎn)移到濃硫酸中C．Y形管乙中產(chǎn)生的為氧化性氣體，將BaSO3氧化為BaSO4沉淀D．Y形管乙中的試劑可以分別是濃氨水和NaOH固體D[玻璃管的作用是連通大氣，平衡氣壓，以便左右兩邊產(chǎn)生的氣體順當(dāng)導(dǎo)入BaCl2溶液中，A項(xiàng)錯(cuò)誤；運(yùn)用Y形管甲時(shí)，應(yīng)將濃硫酸轉(zhuǎn)移到Na2SO3固體中，B項(xiàng)錯(cuò)誤；SO2與BaCl2不反應(yīng)，氧化性氣體能將溶液中的SOeq\o\al(2－,3)氧化為SOeq\o\al(2－,4)，而不是將BaSO3氧化為BaSO4，C項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．(2024·廣州市廣雅中學(xué)模擬)試驗(yàn)室利用下圖裝置制取無(wú)水AlCl3(183℃升華，遇潮濕空氣即產(chǎn)生大量白霧)，下列說(shuō)法正確的是()①②③④⑤⑥⑦A．①的試管中盛裝二氧化錳，用于常溫下制備氯氣B．②、③、⑥、⑦的試管中依次盛裝濃硫酸、飽和食鹽水、濃硫酸、NaOH溶液C．滴加濃鹽酸的同時(shí)點(diǎn)燃④的酒精燈D．⑤用于收集AlCl3，⑥、⑦可以用一個(gè)裝有堿石灰的干燥管代替D[由試驗(yàn)裝置可知，①為濃鹽酸與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成氯氣，②中飽和食鹽水可除去氯氣中的HCl，③中濃硫酸干燥氯氣，④中Al與氯氣反應(yīng)生成AlCl3，⑤為收集氯化鋁的裝置，⑥中濃硫酸防止水進(jìn)入④和⑤中引起氯化鋁水解，⑦中NaOH溶液汲取尾氣中的氯氣。]5．(2024·煙臺(tái)模擬)鐵粉具有平肝鎮(zhèn)心、消癰解毒之功效，主治驚癇、癲狂、腳氣沖心、貧血等。某愛(ài)好小組探究用氫氣和碳酸亞鐵制取鐵粉并檢驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)物，試驗(yàn)裝置如圖。下列說(shuō)法不正確的是()A．通過(guò)調(diào)整分液漏斗的活塞以限制①中氣泡產(chǎn)生快慢B．裝置①的作用是干燥氫氣C．裝置②、③中的藥品分別是無(wú)水硫酸銅、堿石灰D．加熱裝置Y前，應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時(shí)間，解除裝置中的空氣C[依據(jù)題意并結(jié)合裝置圖分析可知，裝置X為Zn和稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)制備H2的裝置，分液漏斗可調(diào)整稀硫酸的滴入速率，從而限制①中氣泡產(chǎn)生快慢，A項(xiàng)正確；裝置①的作用是干燥H2，防止對(duì)后面產(chǎn)物的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，B項(xiàng)正確；裝置Y為氫氣和碳酸亞鐵反應(yīng)制取鐵粉的裝置，裝置②為檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O的裝置，可盛裝白色的無(wú)水硫酸銅，裝置③的主要目的是汲取H2O并防止④中的H2O進(jìn)入裝置②中造成干擾，盛裝的藥品可以是無(wú)水CaCl2，因堿石灰會(huì)汲取CO2，不能是堿石灰，C項(xiàng)錯(cuò)誤；H2與空氣混合加熱易發(fā)生爆炸，故在加熱裝置Y前，應(yīng)先讓X反應(yīng)一段時(shí)間，解除裝置中的空氣，D項(xiàng)正確。]6．(2024·濟(jì)南二模)如圖是試驗(yàn)室制備氯氣并進(jìn)行一系列相關(guān)試驗(yàn)的裝置(夾持設(shè)備已略)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．裝置A燒瓶?jī)?nèi)的試劑可以是KMnO4或漂白粉B．裝置B具有除雜和貯存氣體的作用C．試驗(yàn)結(jié)束后，振蕩D會(huì)視察到液體分層且下層呈紫紅色D．利用該裝置能證明氯、溴、碘的非金屬性漸漸減弱C[裝置A制備Cl2，不加熱，分液漏斗中裝濃鹽酸，故燒瓶中固體可以是KMnO4或漂白粉[含Ca(ClO)2]，酸性條件下，KMnO4或Ca(ClO)2氧化Cl－生成Cl2，A項(xiàng)正確；裝置B中盛有飽和食鹽水，可除去Cl2中的雜質(zhì)氣體HCl，通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗可調(diào)整裝置A和裝置B中壓強(qiáng)，從而在錐形瓶中收集少量Cl2，B項(xiàng)正確；Cl2與裝置C中的NaBr反應(yīng)生成Br2，Br2與KI反應(yīng)生成I2，碘溶解在苯中呈現(xiàn)紫紅色，出現(xiàn)分層現(xiàn)象，但苯的密度比水小，故上層呈紫紅色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)裝置C、D中Cl2與Br－，Br2與I－的反應(yīng)可證明氯、溴、碘的非金屬性漸漸減弱，D項(xiàng)正確。]7．(2024·山東師范高校附中月考)某小組同學(xué)利用如圖所示裝置制備少量NCl3。已知：NCl3可由Cl2與NH4Cl溶液在相宜溫度下反應(yīng)生成。常溫下，NCl3為黃色油狀液體，熔點(diǎn)為－40℃，沸點(diǎn)為71℃，加熱到93℃以上或干脆陽(yáng)光照耀都會(huì)爆炸?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)裝置A中圓底燒瓶?jī)?nèi)所盛放的固體是(填化學(xué)式)。(2)裝置B中儀器c的名稱是，試驗(yàn)過(guò)程中該儀器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)裝置B的燒杯中應(yīng)限制水浴加熱的溫度范圍為。(4)裝置D中所盛放的試劑不能為下列物質(zhì)中的(填標(biāo)號(hào))。a．生石灰b．NaOH固體c．堿石灰d．無(wú)水CaCl2[解析](1)裝置A的圓底燒瓶中發(fā)生制備Cl2的反應(yīng)，沒(méi)有加熱，故盛放KMnO4粉末等。(2)裝置B中儀器c是蒸餾燒瓶，在該儀器中制備NCl3，依據(jù)題干信息可知反應(yīng)為3Cl2＋NH4Cleq\o(=,\s\up8(△))NCl3＋4HCl。(3)裝置B中須要加熱蒸餾出NCl3，NCl3的沸點(diǎn)為71℃，且在93℃以上會(huì)爆炸，所以應(yīng)限制蒸餾溫度為71～93℃。(4)裝置D用于汲取多余的Cl2和HCl，故所盛放的試劑可以為生石灰、NaOH固體或堿石灰，不能是無(wú)水CaCl2。[答案](1)KMnO4(合理即可)(2)蒸餾燒瓶3Cl2＋NH4Cleq\o(=,\s\up8(△))NCl3＋4HCl(3)71～93℃(4)d8．(2024·青島二模)氨基鈉(NaNH2)常用作有機(jī)合成的還原劑、脫水劑。某學(xué)習(xí)小組用如圖裝置，以NH3和Na為原料加熱至350～360℃制備氨基鈉，并檢驗(yàn)其生成的產(chǎn)物和測(cè)定產(chǎn)品的純度。已知：NaNH2極易水解且易被空氣氧化?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先關(guān)閉K2，打開(kāi)K1，通一段時(shí)間He，目的是。(2)儀器M名稱為，“試劑X”為。(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為，能證明氣體產(chǎn)物的試驗(yàn)現(xiàn)象是。(4)裝置C的作用是。(5)制備時(shí)，通入的氨氣過(guò)量，待鈉充分反應(yīng)后，取mg產(chǎn)品，按如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)(產(chǎn)品所含雜質(zhì)與水反應(yīng)不放出氣體)。用注射器向試管中緩慢加入H2O至恰好完全反應(yīng)馬上停止，G中液面從刻度V1變?yōu)閂2(已知V2>V1，數(shù)據(jù)已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況，單位mL)，若忽視固體體積，讀取刻度時(shí)保持兩處液面相平，則產(chǎn)品純度為；若讀取V1時(shí)，G中液面低于漏斗側(cè)液面，則所測(cè)得的純度比實(shí)際產(chǎn)品純度(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。[解析](1)由于鈉和氨氣反應(yīng)生成氫氣，因此要排盡裝置中的空氣，防止加熱E時(shí)發(fā)生爆炸。(2)裝置F是為了檢驗(yàn)E中生成的水，“試劑X”為無(wú)水硫酸銅。(3)裝置A中是NH3和Na在350～360℃條件下制備氨基鈉，可看作是Na置換出NH3中的H，反應(yīng)方程式為2NH3＋2Naeq\o(=,\s\up8(350～360℃))2NaNH2＋H2；氣體產(chǎn)物是H2，由試驗(yàn)裝置可分析證明生成H2的試驗(yàn)現(xiàn)象是C中潮濕紅色石蕊試紙不變色，E中氧化銅由黑色變紅色，F(xiàn)中無(wú)水硫酸銅由白色變藍(lán)色。(4)氫氣和氨氣均具有還原性，因此用B中P2O5除去氨氣，并用潮濕的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣是否除凈。(5)試驗(yàn)的原理是氨基鈉和水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈉，生成氨氣的體積通過(guò)右側(cè)量氣管量出，從而可以求出氨基鈉的質(zhì)量，計(jì)算得出純度。反應(yīng)的方程式為NaNH2＋H2O=NaOH＋NH3↑，由題意可計(jì)算產(chǎn)品純度為[eq\f(V2－V1,22.4)×10－3×(23＋14＋2)]/m×100%＝eq\f(39V2－V1,224m)%；若讀取V1時(shí)，G中液面低于漏斗側(cè)液面，則V1讀數(shù)偏小，最終由(V2－V1)計(jì)算產(chǎn)生氣體的體積偏大，則所測(cè)得的產(chǎn)品純度偏高。[答案](1)排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱E時(shí)發(fā)生爆炸(2)三頸燒瓶無(wú)水硫酸銅(3)2NH3＋2Naeq\o(=,\s\up8(350～360℃))2NaNH2＋H2C中試紙無(wú)改變，E中黑色粉末變紅，F(xiàn)中白色粉末變藍(lán)(4)檢驗(yàn)氨氣是否除凈(5)eq\f(39V2－V1,224m)%偏高9．磺酰氯(SO2Cl2)是一種無(wú)色液體，熔點(diǎn)為－54.1℃，沸點(diǎn)為69.1℃，遇水極易水解，遇潮濕空氣會(huì)產(chǎn)生白霧，是一種有機(jī)氯化劑。試驗(yàn)室常用Cl2和SO2在催化劑作用下反應(yīng)制備磺酰氯。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：ABCDE(1)裝置A中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(2)SO2Cl2的結(jié)構(gòu)式為。(3)裝置C中球形干燥管中盛放的藥品為，作用是。(4)某同學(xué)利用上述裝置在試驗(yàn)室中制取少量磺酰氯，請(qǐng)幫他連接裝置：A－－B(裝置可重復(fù)運(yùn)用)。(5)裝置C中空缺儀器最好選用如圖中的(填“a”或“b”)。[解析](1)80%的硫酸在書(shū)寫(xiě)離子方程式時(shí)要拆，反應(yīng)的離子方程式為SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑。(2)磺酰氯分子的結(jié)構(gòu)式為。(3)裝置C中球形干燥管中盛放的藥品為堿石灰，作用有兩種：一是汲取未反應(yīng)的氯氣和二氧化硫；二是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置C中，使磺酰氯水解。(4)分析題給裝置知A為生成SO2的裝置，B為生成Cl2的裝置，C為生成磺酰氯的裝置，所以裝置的連接依次為A—D—C—D—E—B。(5)用球形冷凝管冷凝更充分，冷凝效果更好，故選a。[答案](1)SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=H2O＋SO2↑(2)SClOClO(3)堿石灰汲取未反應(yīng)的氯氣和二氧化硫；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置C中，使磺酰氯水解(4)D—C—D—E(5)a10．次磷酸鈉(NaH2PO2)常用作化學(xué)鍍劑、食品及工業(yè)鍋爐水添加劑、抗氧劑。試驗(yàn)室可用如圖所示裝置(A處加熱儀器略去)制取肯定量的次磷酸鈉。已知PH3是一種無(wú)色、有毒且能自燃的氣體。ABCD回答下列問(wèn)題：(1)儀器a的名稱是，已知NaH2PO2能與鹽酸反應(yīng)但不能與NaOH溶液反應(yīng)，則次磷酸(H3PO2)是元弱酸。(2)試驗(yàn)起先時(shí)，首先要打開(kāi)K1，通入一段時(shí)間N2，其目的是，為盡可能避開(kāi)PH3造成的空氣污染，拆卸裝置前還要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是，a中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)裝置C中物質(zhì)反應(yīng)后生成了NaCl、NaH2PO2，通過(guò)的方法可分別出NaH2PO2固體(已知NaH2PO2在25℃時(shí)溶解度為100g,100℃時(shí)溶解度為667g)。(4)產(chǎn)品純度測(cè)定：取產(chǎn)品mg，將其溶于水配成250mL溶液，再用(填“酸式”或“堿式”)滴定管取25.00mL溶液于錐形瓶中，然后用0.01mol·L－1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(氧化產(chǎn)物是POeq\o\al(3－,4))，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗V1mLKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是，產(chǎn)品純度為