2023屆新高考化學(xué)一輪分層練案(十九)氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究

一輪分層練案（十九）氣體的制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)探究（應(yīng)用課）一、選擇題(本題包括10小題，每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．表中a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑，可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是()選項(xiàng)氣體abcANH3濃氨水生石灰堿石灰BSO270%的濃硫酸Na2SO3固體98%的濃硫酸CNO稀硝酸銅屑H2ODNO2濃硝酸銅屑NaOH溶液【答案】B因NH3的密度比空氣的小，不能用圖示裝置收集，收集方法不合理，故A錯(cuò)誤；Na2SO3與70%的濃硫酸反應(yīng)生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的濃H2SO4除去，收集裝置合理，故B正確；NO與空氣中的氧氣反應(yīng)，則不能用圖示裝置收集NO，應(yīng)利用排水法收集，故C錯(cuò)誤；NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，故D錯(cuò)誤。2．某研究性學(xué)習(xí)小組討論甲、乙、丙、丁四種儀器裝置的有關(guān)用法，其中不合理的是()A．甲裝置：可用來證明碳的非金屬性比硅強(qiáng)B．乙裝置：橡皮管的作用是能使水順利流下C．丙裝置：用圖示的方法不能檢查此裝置的氣密性D．丁裝置：先從①口進(jìn)氣集滿二氧化碳，再從②口進(jìn)氣，可收集氫氣【答案】C甲裝置：硅酸鈉溶液中通入二氧化碳?xì)怏w生成硅酸沉淀，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，可用來證明碳的非金屬性比硅強(qiáng)，故不選A；乙裝置：橡皮管使燒瓶、分液漏斗內(nèi)的壓強(qiáng)保持一致，所以能使水順利流下，故不選B；丙裝置：向乙中加水，至甲和乙形成液面差，該液面差能較長(zhǎng)時(shí)間保持不變，說明此裝置的氣密性良好，用圖示的方法能檢查此裝置的氣密性，故選C；二氧化碳的密度大于空氣，采用向上排空氣法收集二氧化碳；氫氣的密度小于二氧化碳，所以氫氣采用向下排二氧化碳法收集，故不選D。3．某實(shí)驗(yàn)小組擬利用如圖裝置制取干燥的氮?dú)?。下列說法錯(cuò)誤的是()A．裝置Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2OB．加熱片刻后需要將酒精燈移開，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C．裝置Ⅱ的作用是冷凝水蒸氣D．在裝置Ⅲ末端收集純凈干燥的N2只能用向下排空氣法【答案】D根據(jù)題中已知的反應(yīng)物和生成物，結(jié)合原子守恒和電子得失守恒，可知裝置Ⅰ中發(fā)生的反應(yīng)為NaNO2＋NH4Cleq\o(=,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，A項(xiàng)正確；因移開酒精燈后反應(yīng)仍能進(jìn)行，說明該反應(yīng)自身放熱，是放熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；據(jù)化學(xué)方程式可知產(chǎn)物有水蒸氣，且反應(yīng)物為溶液狀態(tài)，可知反應(yīng)在產(chǎn)生N2的同時(shí)產(chǎn)生大量水蒸氣，為便于干燥，先用裝置Ⅱ?qū)⒔^大多數(shù)水蒸氣冷凝后再用裝置Ⅲ進(jìn)行干燥，故裝置Ⅱ的作用是冷凝水蒸氣，C項(xiàng)正確；N2的密度與空氣密度相差太小，不適合用排空氣法收集，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．用下列實(shí)驗(yàn)方案不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．圖①裝置——Cu和稀硝酸制取NOB．圖②裝置——檢驗(yàn)乙炔的還原性C．圖③裝置——實(shí)驗(yàn)室制取溴苯D．圖④裝置——實(shí)驗(yàn)室分離CO和CO2【答案】B銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，一氧化氮不與水反應(yīng)，所以可以用此裝置制取一氧化氮，故A正確；用此法制取的乙炔氣體中?；煊辛蚧瘹涞?，硫化氫具有還原性，也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，故B錯(cuò)誤；圖③裝置有分液漏斗，可以通過控制液溴的量控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，裝有四氯化碳的試管可用于除液溴，燒杯中的液體用于吸收溴化氫，倒置漏斗可防倒吸，此裝置可用于實(shí)驗(yàn)室制取溴苯，故C正確；二氧化碳可以先被堿液吸收，在球膽中收集一氧化碳?xì)怏w，再通過分液漏斗向試劑瓶中加入酸液，二氧化碳即可放出，可以用于分離一氧化碳和二氧化碳，故D正確。5．下圖是一套實(shí)驗(yàn)室制取氣體的裝置，用于發(fā)生、干燥、收集和吸收有毒氣體，下列各組物質(zhì)能利用這套裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的是()A．MnO2和濃鹽酸B．Na2SO3(s)和濃硫酸C．Cu片和稀硝酸D．濃氨水和生石灰【答案】BMnO2和濃鹽酸制氯氣需加熱；Cu片和稀硝酸生成的NO不能用排空氣法收集；濃氨水和生石灰生成的NH3不能用濃硫酸干燥。6．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。某興趣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，實(shí)驗(yàn)裝置如圖。下列說法不正確的是()A．通過調(diào)節(jié)分液漏斗的活塞以控制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，排除裝置中的空氣【答案】CX裝置為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)節(jié)稀硫酸的滴入速率從而控制①中氣泡產(chǎn)生的快慢，A正確；①裝置盛有濃硫酸干燥H2，防止對(duì)后面產(chǎn)物的檢驗(yàn)產(chǎn)生干擾，B正確；由上述分析可知，②為檢驗(yàn)產(chǎn)物H2O的裝置，可盛裝白色的無水硫酸銅固體，③裝置的主要目的是吸收H2O并防止④中的H2O進(jìn)入②裝置中造成干擾，可以是無水CaCl2或無水硫酸銅，但堿石灰會(huì)吸收CO2，不能是堿石灰，C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，排除裝置中的空氣，D正確。7．某研究小組將NaBO2、SiO2和Na的固體混合物與H2在500℃條件下反應(yīng)制備NaBH4，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知NaBH4中B為＋3價(jià)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．裝置甲還可以用于制取CO2、H2SB．裝置乙、丙中分別裝有NaOH溶液和濃硫酸C．管式爐加熱之前應(yīng)收集裝置尾部氣體并驗(yàn)純D．可將反應(yīng)后混合物加水溶解后用重結(jié)晶法提純【答案】D裝置甲為塊狀固體與液體不加熱反應(yīng)制氣體的裝置，可以看作啟普發(fā)生器的簡(jiǎn)易裝置，實(shí)驗(yàn)室用大理石或石灰石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，用硫化亞鐵固體與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)制取硫化氫，都屬于塊狀固體與液體不加熱反應(yīng)制氣體，裝置甲可以用于制取CO2、H2S，故A正確；根據(jù)分析裝置乙、丙分別用于除去氫氣中混有的氯化氫和水蒸氣，NaOH溶液可與氯化氫反應(yīng)，濃硫酸具有吸水性，故B正確；氫氣通入管式爐中與NaBO2、SiO2和Na固體混合物在500℃條件下反應(yīng)制備NaBH4，高溫下，管式爐中若含有空氣，氫氣與氧氣反應(yīng)會(huì)引發(fā)爆炸，則管式爐加熱之前應(yīng)收集裝置尾部氣體并驗(yàn)純，故C正確；根據(jù)分析，管式爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaBO2＋2SiO2＋4Na＋2H2eq\o(=,\s\up7(高溫))NaBH4＋2Na2SiO3，NaBH4中B為＋3價(jià)，則H為－1價(jià)，將反應(yīng)后混合物加水溶解，NaBH4可與水發(fā)生反應(yīng)：NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑，無法將NaBH4提純，故D錯(cuò)誤。8．利用如圖所示裝置及表中各儀器中對(duì)應(yīng)的試劑，制取干燥純凈的氣體，能達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)分液漏斗圓底燒瓶洗氣瓶實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁濃氨水生石灰濃硫酸制干燥的NH3B濃鹽酸MnO2飽和食鹽水制干燥的Cl2C水Na2O2濃硫酸制干燥的O2D稀鹽酸石灰石飽和Na2CO3溶液制干燥的CO2【答案】CA項(xiàng)，濃氨水與生石灰反應(yīng)制得氨氣，氨氣是堿性氣體，但濃硫酸和氨氣反應(yīng)，應(yīng)該用堿石灰干燥氨氣，所以不能實(shí)現(xiàn)目的；B項(xiàng)，加熱條件下，濃鹽酸和二氧化錳反應(yīng)生成氯氣，通過飽和食鹽水除去氯化氫，但不能制得干燥的Cl2；C項(xiàng)，水與過氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，通過濃硫酸干燥可以制干燥的O2；D項(xiàng)，稀鹽酸與石灰石反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，通過飽和碳酸鈉溶液可以吸收二氧化碳，不能收集到CO2。9．在一定條件下，向Al2O3和過量C粉的混合物中通入氯氣，可制得易水解的AlCl3，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(尾氣吸收略)。下列說法中錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)裝置分液漏斗中藥品為濃鹽酸B．b裝置中盛裝的是飽和NaCl溶液C．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，先熄滅d處的酒精燈D．e裝置可以用裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶代替【答案】D根據(jù)分析可知，a裝置為二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣的裝置，故a裝置分液漏斗中藥品為濃鹽酸，A正確；b裝置為吸收揮發(fā)的HCl氣體，盛裝的是飽和NaCl溶液，B正確；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止倒吸，應(yīng)先熄滅d處的酒精燈，C正確；由于氯化鋁易水解，e中盛裝堿石灰的目的是尾氣處理，并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置d中，若用裝有氫氧化鈉溶液的洗氣瓶代替，不能達(dá)到防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置d的目的，D錯(cuò)誤。10．ClO2是一種極易溶于水且?guī)缀醪慌c冷水反應(yīng)的黃綠色氣體(沸點(diǎn)11℃)，實(shí)驗(yàn)室制備純凈ClO2溶液的裝置如圖所示：已知下列反應(yīng)：NaClO3＋HCl→NaCl＋ClO2＋Cl2＋H2O；NaClO2＋HCl→NaCl＋ClO2＋H2O；NaClO2＋Cl2→NaCl＋ClO2(均未配平)。下列說法正確的是()A．a(chǎn)中通入的N2可用CO2或SO2代替B．b中NaClO2能用飽和食鹽水代替C．c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻D．d中吸收尾氣后只生成一種溶質(zhì)【答案】Ca中通入的N2的目的是氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定且不影響實(shí)驗(yàn)，可將a中產(chǎn)生的ClO2和Cl2吹出并進(jìn)入后續(xù)裝置，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，二氧化硫具有還原性，可將ClO2、NaClO3等物質(zhì)還原，故A錯(cuò)誤；b中NaClO2的作用是吸收ClO2中混有的氯氣和氯化氫雜質(zhì)氣體，用飽和食鹽水可吸收氯化氫，但不能吸收氯氣，故B錯(cuò)誤；ClO2是一種極易溶于水且?guī)缀醪慌c冷水反應(yīng)的黃綠色氣體，故c中廣口瓶最好放在冰水浴中冷卻，有利于吸收ClO2，故C正確；d中氫氧化鈉和ClO2發(fā)生歧化反應(yīng)生成NaCl和NaClO3，產(chǎn)物至少兩種，故D錯(cuò)誤。二、非選擇題11．氨是一種重要的化工原料。某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持儀器未畫出)，進(jìn)行氨氣實(shí)驗(yàn)室制備且探究氨氣的還原性及產(chǎn)物的檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：黑色CuO變?yōu)榧t色；干燥管中無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色；同時(shí)生成一種無色無味無污染的氣體。(1)請(qǐng)寫出大試管中反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________________________________________。(2)請(qǐng)寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________________________________________________。(3)該裝置存在明顯缺陷，請(qǐng)指出存在的問題________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氨氣，化學(xué)方程式為2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)氨氣和氧化銅反應(yīng)，黑色CuO變?yōu)榧t色說明生成銅，干燥管中無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色，說明生成水，一種無色無味無污染的氣體為氮?dú)?，所以反?yīng)的化學(xué)方程式為3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O。(3)反應(yīng)過程中氨氣可能有剩余，此裝置沒有對(duì)氨氣進(jìn)行處理而會(huì)造成污染，缺少尾氣吸收裝置。【答案】(1)2NH4Cl＋Ca(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2O(2)3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O(3)此裝置沒有尾氣吸收裝置12．為進(jìn)行某些實(shí)驗(yàn)的探究，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下裝置：(1)為探究濃硫酸與木炭反應(yīng)的全部產(chǎn)物，分液漏斗中盛濃硫酸，圓底燒瓶中放木炭。①裝置B中試劑的名稱是____________。②裝置C、D、E中所盛放的試劑分別是品紅、酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水。C裝置的作用是____________，確認(rèn)產(chǎn)物中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)為了制取無水氯化銅，上述裝置中的分液漏斗中盛濃鹽酸，圓底燒瓶中放MnO2，B中放銅粉并在玻璃管下添加酒精燈，且將B裝置平移至D與E之間。①此時(shí)C、D中依次加入的試劑分別是__________。②若E中為NaOH溶液用于尾氣吸收，常溫下發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)首先熄滅裝置B下面的酒精燈，其目的是______________________。解析：(1)①由于檢驗(yàn)二氧化硫或二氧化碳均會(huì)帶出水蒸氣，因此首先檢驗(yàn)水蒸氣，則裝置B中試劑為無水硫酸銅，用于檢驗(yàn)水。②二氧化硫能使品紅溶液褪色，C用于檢驗(yàn)二氧化硫。由于二氧化硫會(huì)干擾二氧化碳的檢驗(yàn)，則需要利用D中高錳酸鉀除去二氧化硫，最后用E中澄清石灰水變渾濁檢驗(yàn)二氧化碳，因此確認(rèn)產(chǎn)物中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是D中溶液不完全褪色，E中產(chǎn)生白色沉淀。(2)①氯氣和銅反應(yīng)時(shí)應(yīng)該是純凈干燥的氯氣，而生成的氯氣中含有氯化氫和水蒸氣，則C為飽和食鹽水，用于除去氯化氫，D為濃硫酸，起到干燥作用。②氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉，反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)首先熄滅裝置B下面的酒精燈，再熄滅A裝置的酒精燈，可起到防止倒吸的作用?！敬鸢浮?1)①無水硫酸銅②檢驗(yàn)SO2氣體D中溶液不完全褪色，E中產(chǎn)生白色沉淀(2)①飽和食鹽水、濃硫酸②Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O③防止倒吸13．無水四氯化錫(SnCl4)可用于制作導(dǎo)電玻璃，導(dǎo)電玻璃廣泛用于液晶顯示屏、薄膜太陽能電池基底等?？捎萌缦卵b置制備四氯化錫(部分夾持裝置已略去)：有關(guān)信息如下表：化學(xué)式SnCl2SnCl4熔點(diǎn)/℃246－33沸點(diǎn)/℃652144其他性質(zhì)無色晶體，Sn(Ⅱ)易被氧化為Sn(Ⅳ)無色液體，易水解回答下列問題：(1)對(duì)比分液漏斗，裝置甲中恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是________________________。儀器A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________________。(2)將裝置如圖連接好，檢查氣密性，慢慢滴入濃鹽酸，待觀察到____________(填現(xiàn)象)后，開始加熱丁裝置。錫熔化后適當(dāng)增大氯氣流量并繼續(xù)加熱丁裝置。繼續(xù)加熱丁裝置的目的是促進(jìn)氯氣與錫反應(yīng)和____________________________。(3)如果缺少乙裝置可能產(chǎn)生的后果是______________________________。(4)戊裝置中球形冷凝管的冷水進(jìn)口為____(填“a”或“b”)。(5)己裝置中堿石灰的作用是________________________________________________________________________________________________________________________。(6)碘氧化法滴定分析產(chǎn)品中Sn(Ⅱ)的含量。準(zhǔn)確稱取mg產(chǎn)品于錐形瓶中，用適量濃鹽酸溶解，淀粉溶液作指示劑，用cmol·L－1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)溶液，出現(xiàn)__________時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn)，此時(shí)消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL，則產(chǎn)品中Sn(Ⅱ)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____________(用字母表示)。解析：(1)對(duì)比分液漏斗，裝置甲中恒壓滴液漏斗的優(yōu)點(diǎn)是平衡氣壓，可以使漏斗內(nèi)液體順利流下(或可以防止倒吸；或減小增加的液體對(duì)氣體壓強(qiáng)的影響；或可以在密閉條件下滴加液體，減少漏斗內(nèi)液體揮發(fā)、與空氣接觸等；儀器A中發(fā)生的反應(yīng)為濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)生成氯氣、氯化錳和水，離子方程式為10Cl－＋16H＋＋2MnOeq\o\al(－,4)=5Cl2↑＋8H2O＋2Mn2＋。(2)將如圖裝置連接好，先檢查裝置的氣密性，再慢慢滴入濃鹽酸，待觀察到丁裝置內(nèi)充滿黃綠色氣體現(xiàn)象(或黃綠色氣體充滿整個(gè)裝置)后，開始加熱裝置?。诲a熔化后適當(dāng)增大氯氣流量并繼續(xù)加熱丁裝置，繼續(xù)加熱丁裝置的目的是促進(jìn)氯氣與錫反應(yīng)和促進(jìn)四氯化錫揮發(fā)(或促進(jìn)四氯化錫氣化，使四氯化錫蒸氣進(jìn)入戊中便于收集)。(3)如果缺少乙裝置，氯化氫與錫反應(yīng)生成的氫氣與氯氣混合受熱會(huì)引起裝置爆炸。(4