高考化学模拟权威预测专题二十二常见气体的实验室制法

高考化学模拟权威预测专题二十二常见气体的实验室制法

【预测 2013】 高考化学模拟+权威预测：专题二十二 常见气体的实验室制法 【模拟演练】 1.(2012·岳阳模拟)在实验室可用氧化还原反应制取的气体是( ) ①O2 ②CO2 ③Cl2 ④NO ⑤H2 A．①②③④ B．②③④⑤ C．①③④⑤ D．①②④⑤ 2．(2012·泉州模拟)在实验室中可按如图所示装置来干燥、收集气体 R，多余气体 R 可用水吸收，则 R 是 ( ) A.HCl B.Cl2 C.CO D.NH3 3．(2012·大连模拟)用下列装置制取并收集 NO2 气体，其中最合理的是( ) 4.(2012·张家口模拟)如图所示是制取和收集某气体的实验装置，它可用于 ( ) A．用 Zn 粒与稀盐酸反应制 H2 B．用 Na2O2 与 H2O 反应制 O2 C．用 Cu 与稀硝酸反应制 NO D．用 MnO2 与浓盐酸反应制 Cl2 5.(2012·石家庄模拟)由于 Fe(OH)2 极易被氧化，所以实验室里很难用亚铁盐溶液与烧 碱反应制得白色纯净的 Fe(OH)2 沉淀。应用如图所示的电解实验可制得白色纯净 Fe(OH)2 沉淀，两电极的材料分别为石墨和铁。下列说法正确的是( ) A.a 电极发生的电极反应：4OH--4e-====O2↑+2H2O B.为了在较短时间内看到白色沉淀，可适当加大电压 C.c 可以是氯化钠溶液，d 可以是乙醇 D.为了在较短时间内看到白色沉淀，可以剧烈地搅拌溶液 6.(2011·银川模拟)关于下列各装置图的叙述中，错误的是( ) A．装置①用来电解饱和食盐水，c 电极产生的气体能使湿润的淀粉 KI 试纸变蓝 B．装置②可用于收集 H2、NH3、Cl2、HCl、NO2 C．装置③中 X 为苯，可用于吸收氨气或氯气 D．装置④可用于干燥、收集氨气、并吸收多余的氨气 7.(2011·济南模拟)下列装置或操作能达到实验目的的是( ) 8. (2011·汕头模拟)表中 a、b、c 表示相应仪器中加入的试剂，可用如图装置制取、净化、收集的气体 是( ) 编号 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B CO2 盐酸 碳酸钙 饱和 NaHCO3 C NO 稀硝酸 铜屑 H2O D NO2 浓硝酸 铜屑 NaOH 溶液 9.(2011·苏州模拟)现用二氧化锰、浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的 铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以 下试剂，你认为最不适宜的试剂是( ) A．溴化钠溶液 B．氢氧化钠溶液 C．饱和氯化钠溶液 D．硫酸亚铁溶液 10.(2012·周口模拟)如图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开 随用、随关随停”的是( ) A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．锌粒和稀硫酸制取氢气 C．浓盐酸和二氧化锰制取氯气 D．过氧化钠和水制取氧气 11.(2012·贵阳模拟)实验室用如图所示装置制取某种较纯净的气体。 (1)在烧瓶里放置的反应物可能是_________。 A．稀硫酸和锌粒 B．浓盐酸和石灰石 C．浓盐酸和二氧化锰 D．浓盐酸和高锰酸钾 (2)集气瓶里收集到的气体是__________。 A．H2 B．Cl2 C．CO2 D．O2 (3)两个洗气瓶(从左到右)中盛放的试剂是___________。 A．浓硫酸；饱和食盐水 B．氢氧化钠溶液；浓硫酸 C．氢氧化钠溶液；饱和食盐水 D．饱和食盐水；浓硫酸 (4)烧杯中应盛放的试剂及作用是__________。 A．NaOH 溶液，吸收多余的 Cl2，防止污染空气 B．NaOH 溶液，吸收 CO2 C．纯 水，充分吸收多余的 HCl，防止污染空气 D．饱和食盐水，减少 Cl2 在水中的溶解 12.(2012·潍坊模拟)如图，A、B、C 是实验室常用的三种制取气体的装置，提供的药品有：大理石、浓盐 酸、稀盐酸、锌粒、二氧化锰、氯化铵、熟石灰。现欲利用这些药品分别制取 NH3、Cl2、H2、CO2 四种气体， 试回答以下问题： (1)选用 A 装置可制取的气体有_________________________________________, 选用 B 装置可制取的气体有____________________________________________, 选用 C 装置可制取的气体有____________________________________________。 (2)标号①、②的仪器名称依次为_____________、_____________。 (3)写出利用上述有关药品制取氨气的化学方程式：________________。 若要制得干燥的氨气，可选用下列干燥剂中的___________(填字母)。 a．生石灰 b．浓硫酸 c．五氧化二磷 13．(2011·成都模拟)某学生利用以下装置探究氯气和氨气之间的反应。 其中 A、F 分别为氨气和氯气的 发生装置，C 为纯净干燥的氯气和氨气的反应装置。 请回答下列问题： (1)装置 A 中的烧瓶内固体可选用_____________(选填以下选项的代号)。 A．碱石灰 B．生石灰 C．二氧化硅 D．五氧化二磷 E．烧碱 (2)虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列相应横线上。 B___________、D__________、E___________。 (3)氯气和氨气在常温下相混就会反应生成氯化铵和氮气；装置 C 内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结， 请设计一个实验方案鉴定该固体就是氯化铵：_______ ___________________________。 (4)从装置 C 的 G 处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？________ ___________________________。 14.(2011·西安模拟)下图是某化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图。其中装置 Ⅰ为甲同学设计。 请回答下列问题： (1)铜与稀硝酸反应的离子方程式为____________________________________。 (2)乙同学认为装置Ⅰ中收集的气体不能确定铜与稀硝酸反应生成的是 NO 气体，理由是 ___________________________________________。 于是他又设计了装置Ⅱ，其中装铜片的是气球。 (3)如何检验装置Ⅱ的气密性？___________________________________。 (4)该化学研究性学习小组的其他同学对上述实验进行了研究，认为装置Ⅱ虽然作了改进，但如果按装置 Ⅱ进行实验，还是会出现三个问题，需要作相应改进措施。请你帮助他们填写相关内容。 问题一：____________________________________________________________。 措施：加热或________________________________________________________。 问题二：试管中的气体是淡红棕色，而不是无色。 措施：_________________________(填具体操作，不能增加装置)。 问题三：____________________________________________________________。 措施：______________________________________________________________。 【高考预测】 常见气体的实验室制法知识与化学实验基本知识、化学实验基本操作、气体的性质、化学计算、误差分析 以及实验评价相结合，考查综合应用知识的能力，该考查形式是今后高考命题的趋势。 命题角度 高考预测 判断不同装置的用途 3 气体的制备、除杂及干燥 1、2 实验设计、操作、结论等正误判断 4 综合考查 5、6 1.有关气体制备所用试剂及检验气体所用试剂完全正确的组合是( ) A．CO2：大理石和稀硫酸 澄清石灰水 B．Cl2：二氧化锰和浓盐酸 品红溶液 C．O2：二氧化锰和双氧水 带火星的木条 D．NH3：NH4Cl 固体和 NaOH 固体 湿润的蓝色石蕊试纸 2.实验室用图示装置分离 CO2 和 CO 气体并干燥：为了使气体分离，下列打开止水夹(或活塞)顺序正确的是 (关闭的步骤省略，只要打开的步骤)( ) ①打开 a ②打开 b ③打开 c ④打开 d A．①②③④ B．①④②③ C．②①③④ D．③④①② 3.实验是研究化学的基础，下列图中所示的实验方法、装置或操作中正确的是 ( ) A．干燥 SO2 B．实验室制取并收集 O2 C．装置气密性的检查 D．分离乙醇和乙酸的混合液 4.如图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或 放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显 胀大(忽略液体体积对气球的影响)。则滴管和烧瓶中所用试剂可能是( ) 甲 乙 A 稀硫酸和铜片 浓氨水和 SO2 B 双氧水和 MnO2 NaOH 溶液和 CO2 C NaHCO3 溶液和盐酸 水和 H2 D H2O 和 NH3 NaOH 溶液和 SO2 5.某兴趣小组同学共同设计了如图所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于验证物质的性质，请回 答下列问题： (1)利用装置Ⅰ制取某些气体，制取气体的反应所具有的特点是_____________ ____________________________________________________。 (2)利用装置Ⅰ、Ⅱ制取气体(K2 关闭，K1 打开)。甲同学认为：利用装置Ⅱ可以收集 H2、NH3 等气体，但不 能收集 O2 和 NO，理由是___________________________ ______________________________。 乙同学认为：利用装置Ⅱ作简易改进(不改变仪器装置)，可收集 NO、O2，改进的方法是 __________________________________________________。 丙同学认为：利用装置Ⅱ作简易改进(改变仪器装置)，可收集 NO2 气体，改进的方法是 ____________________________________________________。 (3)利用装置Ⅰ、Ⅲ验证物质的性质(K2 打开，K1 关闭)。如设计实验证明氧化性：KMnO4>Cl2>Br2，则在 A 中 加浓盐酸，B 中加____________，C 中加_____________，观察到 C 中的现象是 __________________________________________________。 6.从有机反应 R—H＋Cl2  光或催化剂 R—Cl(液)＋HCl(气)制取副产品盐酸的设想已成为现实。请根 据所给模拟装置图回答下列问题： (1)装置 B 中盛放的溶液是____________，作用是_______________。 (2) C 装置有三种功能：①_____________；②_____________；③观察气泡的产生情况，便于控制两种气 体的配比。 (3)玻璃管 E 中所放石棉碎块和碘化钾混合物的作用分别是： ①石棉碎块_______________，②碘化钾_________________。 (4)导管末端“肚形”装置的作用是____________________________________。 从 F 中分离出盐酸的最佳方法是_______________________________________。 (5)①点燃 A 处酒精灯，②点燃 D 处酒精灯，③通入 CH4，这三种操作的先后顺序是(依次填代 号)_____________。 答案解析 【模拟演练】 1. 【解析】选 C。制取单质必发生氧化还原反应，制取 CO2 利用的是复分解反应，制取 NO 的原理是 3Cu＋ 8HNO3 (稀)====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，是氧化还原反应。 2．【解析】选 D。干燥剂是固态的，同时尾气吸收使用倒置的漏斗，说明该气体极易溶于水；再由图中集 气瓶进、出气导管的长短分析，该气体密度应小于空气。一些学生看到倒置的漏斗，误认为是 HCl，事实 上 HCl 的密度大于空气，不能用这种排气法收集。 3．【解析】选 C。铜和浓硝酸反应的产物是二氧化氮，其密度比空气大，因此利用排空气法封闭装置收集 二氧化氮气体时，导气管应该长进短出，这样有利于把试管中的空气排尽。 4.【解析】选 A。根据图示收集装置可知所制气体密度小于空气密度，且不与空气中的成分反应，只有 A 项符合。 5.【解析】选 B。利用电解装置制备 Fe(OH)2 时，铁作阳极，石墨作阴极，电极反应式为：a 极(阳极)： Fe-2e-====Fe2+，b 极(阴极)O2+4e-+2H2O====4OH-，A 项错；为了尽快看到现象，可适当加快反应速率，如加 大电压，B 项正确；剧烈搅拌溶液会增加 Fe(OH)2 接触 O2 的机会，不利于 Fe(OH)2 的制备，D 项错。溶液 d 的目的是隔绝 c 溶液与氧气的接触，由于 d 的密度小于 c 且与水溶液不互溶，所以 d 不可以是乙醇，故 C 项错。 6.【解析】选 C。根据电流方向可知 a 为电源的正极，电解时 c 作阳极，氯离子在阳极放电生成 Cl2，故 A 正确。由于未指明从 a 管进气还是从 b 管进气，故装置②既可以收集密度比空气大的气体，也可以收集密 度比空气小的气体，B 正确。由于装置③中导管直接插入水中，故苯未起到任何作用，若用来吸收氨气仍 会引起倒吸，C 错。选项 D 是正确的。 7.【解析】选 B。选项 A 是干燥装置，进气管应该插入浓硫酸中，而出气管不能插入液面以下；选项 C， 二氧化碳密度比空气大，应该进气管长，出气管短； D 选项，分馏装置中的温度计不能插入液体中，必须使温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处。 8.【解析】选 B。A 选项，NH3 应该用向下排空气法收集；C 选项，NO 不能用排空气法收集；D 选项，NaOH 溶液不能用来净化 NO2 气体。 9.【解析】选 C。只要能与氯气反应且不产生污染空气的气体的试剂即符合要求。A 项溴化钠溶液与氯气 反应：Cl2＋2NaBr====2NaCl＋Br2；B 项 NaOH 溶液与氯气反应：2NaOH＋Cl2=====NaCl＋NaClO＋H2O；D 项 硫酸亚铁溶液与氯气反应： 2Fe2＋＋Cl2====2Fe3＋＋2Cl－；C 中饱和氯化钠溶液与氯气不反应。 10.【解析】选 B。根据题给装置的特点，它适用于块状固体和液体在不加热的条件下反应来制备气体。由 于大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的 CaSO4 会覆盖在大理石表面而阻止反应进行，故 A 不正确，B 符合要 求；浓盐酸与 MnO2 反应需要加热，过氧化钠是粉末，不宜用此装置制取氧气，故 C、D 皆不符合要求。 11.【解析】本装置的特点是：加热固体和液体混合物制气体；产生的气体通过溶液洗涤，表明所制气体 在水中溶解度不大；设置了尾气吸收装置，所制气体可能是有毒性或有刺激性气味的气体。据此，可判定 在烧瓶中放置的反应物是浓盐酸与二氧化锰，而不是浓盐酸和高锰酸钾(二者反应不需加热)，更不是稀硫 酸和锌粒反应，因为该反应不需加热，同时 H2 比空气轻。制 Cl2 时混有的 HCl 和水蒸气，可用饱和食盐水 和浓硫酸洗气而除去，但要注意先后顺序，若先干燥后除 HCl，则又会使 Cl2 中混有水蒸气。吸收多余 Cl2 防止污染空气，应使用 NaOH 溶液，使 Cl2 变为 NaCl、NaClO 而完全进入溶液。因 Cl2 在水中溶解度不大， 用纯水吸收往往不完全，不能起到防止污染空气的作用。 答案：(1)C (2)B (3)D (4)A 12.【解析】根据所给药品的特点，NH3 用熟石灰和氯化铵固体加热制备，选 A；Cl2 用浓盐酸和二氧化锰加 热制备，选 C；H2 用锌粒和稀盐酸制备，选 B；CO2 用大理石和稀盐酸制备，选 B。 答案：(1)NH3 H2、CO2 Cl2 (2)分液漏斗 圆底烧瓶 (3)Ca(OH)2＋2NH4Cl ▷ CaCl2＋2NH3↑＋2H2O a 13．【解析】根据 F 为制取氯气的发生装置，A 为制取氨气的发生装置，所以 A 中的固体可以选用碱石灰、 生石灰或烧碱；B 处需要除去氨气中的水蒸气，所以选用Ⅰ；D、E 处主要除去氯气中的水蒸气和 HCl 气体， 所以 D 处选Ⅱ，E 处选Ⅲ。 答案：(1)A、B、E (2)Ⅰ Ⅱ Ⅲ (3)取适量该白色固体与浓氢氧化钠溶液共热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的无色气体；另取适量 该白色固体溶于水后加硝酸银溶液，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 (4)可将尾气通过装有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶后再排入空气中 14.【解析】(1)Cu 与稀硝酸反应的离子方程式为 3Cu+8H++2NO3 -=====2NO↑+3Cu2++4H2O。 (2)若反应生成 NO2，因 NO2 也能与水发生反应而产生 NO：3NO2+H2O====2HNO3+NO，故无法证明生成的 NO 是 Cu 与稀硝酸反应所生成。 (3)检查装置Ⅱ的气密性，需先关闭夹子，形成密闭体系，然后用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒 精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气。 (4)问题一：反应速率较慢。相应改进措施为加热或将铜片改为铜粉。问题二：试管中的气体是淡红棕色， 而不是无色，原因是装置中含有空气，空气中的氧气与 NO 作用生成了 NO2。相应改进措施为先将少量碳酸 盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球。 答案：(1)3Cu+8H++2NO3 -====3Cu2++2NO↑+4H2O (2)因为 NO2 与水反应也可产生 NO：3NO2+H2O====2HNO3+NO，故不能证明生成的 NO 气体是来自于铜与稀硝酸 反应生成 (3)关紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气(或其他 合理答案) (4)反应速率较慢 将铜片改为铜粉 打开夹子先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球，待 HNO3 中不再产生气泡时，再把气 球中的铜片倒入试管中 实验会造成空气污染 连接导管，将导管插入装有 NaOH 溶液的试管，并向试管中持续通入空气(其他 合理答案只要问题与措施一致即可) 【高考预测】 1.【解析】选 C。制备 CO2 用大理石和稀盐酸，A 错误；检验氯气不能用品红，常用湿润的淀粉碘化钾试纸， B 错误；选项 C 正确；检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸，观察是否变蓝，D 错误。 2.【解析】选Ｂ。先通过 NaOH 溶液将 CO2 吸收，同时干燥收集 CO；然后再用稀硫酸将上步生成的 Na2CO3 或 NaHCO3 转化为 CO2，经干燥后收集。 3.【解析】选 C。A 选项 SO2 能与碱性物质反应，不能用碱石灰干燥；B 选项氧气比空气密度大，应用向上 排空气法收集；C 选项向右拉针筒活塞，装置内气压减小，长颈漏斗管中液面下降，可证明气密性良好， 正确；D 选项乙醇和乙酸互溶，不能用分液法分离。故应选 C。 4.【解析】选 B。甲装置中的气球明显胀大说明有气体生成，乙装置中的气球明显胀大说明气体被吸收。A 中稀硫酸和铜片不反应，不符合题意；B 中双氧水和 MnO2 反应有 O2 生成，NaOH 溶液能够吸收 CO2，符合题 意；C 中 NaHCO3 溶液和盐酸反应有 CO2 生成，但 H2 难溶于水，不符合题意；D 中 NH3 被水吸收，SO2 被 NaOH 溶液吸收，不符合题意。 5.【解析】(1)依据装置Ⅰ的特点，可知所制取的气体的特点为反应不需要加热，且为固体＋液体→气体 或液体＋液体→气体的反应。 (2)由于装置Ⅱ中经 K1 的进气管为短管，收集的气体应是密度比空气小的，而 O2 的密度比空气大；NO 与空 气的密度相差不大且 NO 能与氧气反应；若利用装置Ⅱ作简易改进(不改变仪器装置)收集 NO、O2，应将装 置Ⅱ加满水，利用排水法收集；若利用装置Ⅱ作简易改进(改变仪器装置)，可收集 NO2 气体，由于 NO2 的密 度比空气的大，因此可将装置Ⅱ中的进气管伸入瓶底，出气管刚刚露出瓶塞。 (3)由于 A 中加浓盐酸，则 B 中加 KMnO4 固体，产生 Cl2，从而验证了氧化性：KMnO4>Cl2，然后将产生的 Cl2 通入到装置Ⅲ中与 Br－反应，置换出 Br2，依据 Br2 溶于水溶液呈橙色来判断 Br2 的产生，从而验证氧化性 Cl2>Br2。 答案：(1)固＋液反应(或液＋液反应)且反应不需加热 (2)O2 的密度比空气大，NO 与空气的密度相差不大且 NO 能与氧气反应 将装置Ⅱ加满水 将装置Ⅱ中 的进气管伸入瓶底，出气管刚刚露出瓶塞 (3)KMnO4 固体 NaBr(或 KBr)溶液 溶液呈橙色 6.【解析】从整个实验思路上分析上述实验装置，很明显地分成三个部分，第一部分为 Cl2 的制取和净化， 包括装置 A、B、C；第二部分为有机反应的发生装置 D；第三部分为后期处理装置 E、F。 答案：(1)饱和食盐水 除去 Cl2 中混有的 HCl (2)①干燥 Cl2、CH4 ②使 CH4、Cl2 充分混合 (3)①做 KI 的填充物，以保证 Cl2 与 KI 充分接触反应 ②除去未反应完的 Cl2 (4)防止倒吸 分液 (5)③①②