备战2021 高考化学 考点23 常见气体的实验室制法（解析版）

备战2021 高考化学 考点23 常见气体的实验室制法（解析版）

考点 23 常见气体的实验室制法 1．常见气体制备的反应原理 气体名称 反应原理 收集方法 氧气 2KClO3 2KCl+3O2↑ 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 排水法、向上排空气法 氨气 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 向下排空气法 氢气 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ 排水法、向下排空气法 硫化氢 FeS+H2SO4 FeSO4+H2S↑ 向上排空气法 二氧化碳 CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑ 向上排空气法 二氧化硫 Na2SO3+H2SO4(浓) Na2SO4+H2O+SO2↑ 向上排空气法 二氧化氮 Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑ 向上排空气法 乙炔 CaC2+2H2O Ca(OH)2+ ↑ 排水法 氯气 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+2H2O+Cl2↑ 向上排空气法 氯化氢 NaCl+H2SO4(浓) NaHSO4+HCl↑ 2NaCl+H2SO4(浓) Na2SO4+2HCl↑ 向上排空气法 一氧化氮 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑ 排水法 乙烯 C2H5OH ↑+H2O 排水法 2．实验室制取气体的装置 实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。 装置类型 装置图 适用气体 注意事项 固−固加热型 O2、NH3等 ①试管要干燥； ②试管口略低于试管底； ③加热时先均匀加热再固定加强热 固−液加热型 或液−液加热型 Cl2、HCl等 ①加热烧瓶时要垫石棉网； ②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎 瓷片 固−液不加热型 或液−液不加热型 H2、CO2、 SO2、NO、 NO2等 ①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要插入液 面以下； ②启普发生器只适用于块状固体与液体的 反应，反应不需要加热且气体不溶于水； ③使用分液漏斗既可增强装置的气密性，又 可控制加入液体的速度 气体制备口诀 气体制备首至尾，操作步骤各有位，发生装置位于头，洗涤装置紧随后， 除杂装置分干湿，干燥装置把水留；集气要分气和水，性质实验分先后， 有毒气体必除尽，吸气试剂选对头；有时装置少几个，基本顺序不可丢， 偶尔出现小变化，相对位置仔细求。 3．常见气体的除杂与干燥 （1）气体的除杂 气体的除杂一般是指除去水蒸气以外的杂质。关于气体的除杂应掌握以下两点： ①除杂原则。a.不损失主体气体，即被净化的气体不能与除杂试剂发生化学反应；b.不引入新的杂质气 体；c.在密闭装置内进行；d.常先除去易除的气体。 ②选择除杂试剂的依据。利用主体气体和杂质气体性质的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、 可燃性等。液体除杂试剂用洗气瓶，固体除杂试剂用干燥管。 （2）常见气体的净化 气体 所含杂质 净化剂 净化装置 O2 Cl2 氢氧化钠溶液 H2 H2S 硫酸铜溶液 CO2 HCl 饱和碳酸氢钠溶液 洗气瓶CO2 SO2 饱和碳酸氢钠溶液 Cl2 HCl 饱和食盐水 SO2 HCl 饱和亚硫酸氢钠溶液 CH4 乙烯 溴水 CO CO2或 H2O 碱石灰 干燥管 N2 O2 灼热的铜网 硬质玻璃管 CO2 CO 灼热的氧化铜 （3）气体的干燥 气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥 的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等。 （4）常用的气体干燥剂 类型 酸性干燥剂 碱性干燥剂 (固体) 中性干燥剂(固体) 常用试剂 浓硫酸(具有强氧化 性)、P2O5(固体) 碱石灰、CaO 无水 CaCl2 （5）气体干燥与除杂的顺序问题 一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则先除杂后干燥；若采用加热法除去杂质，则先干燥后除杂。 4．气体的收集方法 确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。 （1）常见的收集方法 收集方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集原理 收集的气体不与水反 应或难溶于水 与空气不反应且密度 比空气的大 与空气不反应且密 度比空气的小 收集装置 适用的气体 H2、O2、 NO、CH4 Cl2、CO2、NO2、SO2 H2、NH3 （2）创新的收集装置 气体的收集分析思路 1．易溶于水或与水反应的气体，如 NH3、HCl、NO2等，只能用排空气法收集。 2．常温下与 O2反应的气体(如 NO)、密度跟空气相近的气体(如 N2、CO、C2H4、C2H6等)，都不能用排 空气法收集。 3．能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排某些饱和溶液的方法收集，如：CO2——排饱和 NaHCO3 溶液；SO2——排饱和 NaHSO3溶液；H2S——排饱和 NaHS溶液；Cl2——排饱和 NaCl溶液。 4．注意集气装置中两根导气管的长短，应根据气体的密度来分析其进气和出气端。 5．气体体积的测量 对难溶于水且不与水反应的气体，往往通过测量其排出水的体积来确定气体的体积(NH3常用排 CCl4的 方法来测体积)。读数时，要使两边的液面保持水平，以消除水位差造成的误差。常用装置如图所示： 6．尾气处理方法 对于有毒、有害、可燃、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无 害、无污染的物质。对于无毒、无害气体可直接排放，如 N2、O2、CO2等。 （1）吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸。 （2）常见装置 ①吸收溶解度较小的尾气(如 Cl2等)用图 D装置； ②吸收溶解度较大的尾气(如 HCl、NH3等)用图 B、C装置； ③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用图 A、E装置。 （3）有些反应物需要防潮处理(如 FeCl3、AlCl3等)，这时尾气处理前必须有干燥装置，以防止空气中 的水蒸气进入，如图所示。 7．几种常见气体的检验 （1）可燃性气体的检验 考向一 气体的制备、收集与检验 典例 1 亚硝酰氯(NOCl)的沸点为－5.5℃，具有刺鼻恶臭味，在潮湿空气中易水解，溶于浓硫酸，是有机 合成中的重要试剂。某同学用如图装置，由 NO与干燥纯净的 Cl2反应制备 NOCl。 已知：①Cl2沸点为－34.6℃，NO2Cl沸点为－15℃ ②2NO＋Cl2===2NOCl 2NO2＋Cl2===2NO2Cl 回答下列问题： （1）铜与稀硝酸反应的化学方程式为____________________________；装置 A中设计了可上下移动的 铜丝，其优点是______________________________。 （2）图中实验装置的连接顺序为 a―→____________________________。 （3）实验时，先制取氯气使其充满除 A、B、C外的整套装置，目的是____________________；装置 中充满氯气后，下一步是制取 NO，具体操作是_____________________________；E中冰盐水的温度 可低至－22℃，其作用是____________________________。 （4）该同学的实验设计可能的不足之处是________________________(答出一条即可)。 （5）若无 C装置，则不利于 NOCl的制备，主要原因是______________________(用化学方程式表示)。 【答案】（1）3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 可控制反应的开始和停止(其他合理答 案均可) （2）d、e→b、c→i、j→f、g→h （3）排出装置中的空气 打开止水夹，并将铜丝插入稀硝酸中 将 NOCl冷凝为液态 （4）B、C上部的空气会将 NO氧化(或 E中制得的 NOCl产品中可能混有少量 NO2Cl) （5）NOCl＋H2O===HNO2＋HCl 【解析】（1）Cu被稀 HNO3氧化为 Cu2＋，稀 HNO3被还原成 NO，根据化合价升降守恒配平即可；可 上下移动的铜丝设计的目的是节约药品，通过铜丝的拉动，可以控制反应的开始与结束。 （2）Cl2由气体发生装置 a出来，连接净化除杂装置，先通过饱和食盐水(d、e)除去 HCl气体，再通过 浓 H2SO4(b、c)除去水蒸气，再连接反应装置(i、j)，再通过干燥管(f、g)防止空气中水蒸气进入导致产物水 解，最后通过 NaOH溶液除尾气。 （3）由于 NO易被氧化，故需先通氯气赶尽装置中的 O2；打开止水夹目的是保证装置畅通，使气体顺 利通过，将铜丝伸入稀 HNO3中即可启动反应产生 NO；NOCl的沸点为－5.5℃，采取低温冷却的目的是液 化 NOCl。 （4）该实验中先通 Cl2，后通 NO，部分 NO会被 B和 C装置上部的 O2氧化，导致产物不纯。 （5）题干中提示 NOCl在潮湿的空气中易发生水解，故若没有 C装置，会发生 NOCl的水解反应，得 到 HNO2和 HCl。 1．某同学用如图所示装置制取和探究气体(H2、O2、NH3、Cl2、SO2、NO2)的性质。 （1）装药品前，应先进行的操作是 。 （2）如果用该装置制取 H2、O2、NH3，可选用的试剂组合是 (填序号)。 H2 O2 NH3 ① Zn、稀盐酸 KClO3、MnO2 氯化铵固体、氢氧化钙固体 ② Zn、稀硫酸 H2O2溶液、MnO2 浓氨水、NaOH固体 ③ Zn、稀硝酸 KMnO4 浓氨水、生石灰 （3）题给六种气体中，可同时采用如图所示两种收集装置收集的是 。 （4）甲、乙两同学分别利用题给装置制取并探究气体的性质。甲同学利用 Na2SO3固体与稀硫酸反应制 取 SO2，乙同学利用 KMnO4和稀盐酸反应制取氯气。 请回答下列问题： ①写出 Na2SO3固体与稀硫酸反应制取 SO2的化学方程式： 。 ②若溶液 A为溴水，通入 SO2后可观察到的现象是 ；若溶液 A为 NaBr 溶液，通入氯气时发生反应的离子方程式为 。实验证明 Br2、SO2 和 Cl2的氧化性由强到弱的顺序为 。 ③甲、乙两同学想比较 Cl2和 SO2漂白速率的快慢，溶液 A分别选取的是相同量的品红溶液。同时 制取 Cl2和 SO2气体，观察品红溶液褪色的时间，比较褪色的快慢，该方法存在的缺陷 为 。 两同学还想比较 Cl2和 SO2漂白性的差异，还需要的操作和可能观察到的现象为 。 【答案】（1）检查装置气密性 （2）② （3）H2 （4）①Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O ②溶液褪色 2Br−+Cl2 2Cl−+Br2 Cl2>Br2>SO2 ③气体产生的速率和总量可能不同，不能用该方法比较漂白速率的快慢 将褪色后的溶液分别加热，观 察溶液颜色是否能恢复 【解析】（1）按要求组装仪器后，应先进行气密性检查，然后加药品。 （2）①中用 KClO3、MnO2制 O2需要加热，用氯化铵固体和氢氧化钙固体制 NH3，需要加热，不能用图 示装置；③中 Zn与稀硝酸反应不能生成 H2，用 KMnO4制 O2需要加热。 （3）可用图①所示装置收集的气体是 H2、NH3，可用图②所示装置收集的气体是 H2、O2，故同时可用 图①、②所示装置收集的气体为 H2。 （4）②SO2通入溴水中，溴水褪色，离子方程式为 Br2+SO2+2H2O 4H++2Br−+ 2 4SO  ；Cl2通入 NaBr 溶液中，离子方程式为 2Br−+Cl2 Br2+2Cl−，由反应关系可知，Br2、SO2、Cl2的氧化性强弱关系为 Cl2>Br2>SO2。③比较 Cl2和 SO2漂白速率的快慢，应用控制变量法进行比较。Cl2和 SO2的漂白性差异在 于生成的无色物质的稳定性。 有关气体制备实验的分析思路 考向二 气体的净化和尾气处理 典例 2 向盛有 H2O2溶液的试管中滴入少量浓盐酸，经检验生成的混合气体中只含有 O2、Cl2、HCl 和水 蒸气。将气体通入 X溶液(如图)，依据观察到的现象，能判断气体中含有 Cl2的是 选项 X溶液 现象 A 稀硝酸酸化的 AgNO3溶液 有白色沉淀生成 B 滴有 KSCN的 FeSO4溶液 溶液变为红色 C 淀粉 KI酸性溶液 溶液变为蓝色 D 紫色石蕊溶液 溶液先变红后褪色 【答案】D 【解析】含氯化氢也可生成白色沉淀，不能判断是否含有氯气，A不选；氧气可氧化亚铁离子，溶液 变为红色，不能判断是否含有氯气，B不选；氧气可氧化碘化钾，溶液变蓝，不能判断是否含氯气，C不选； 紫色石蕊溶液先变红后褪色，可知一定含氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，具有酸性和漂白性，D 可选。 2．实验室制取下列气体时，下列尾气吸收方法中不正确的是 A．Cl2的尾气，可用 NaOH溶液吸收 B．H2S的尾气，可用 CuSO4溶液吸收 C．SO2的尾气，可用酸性 KMnO4溶液吸收 D．NO2的尾气，可用 H2O来吸收 【答案】D 【解析】Cl2能与 NaOH溶液反应生成 NaCl、NaClO而被吸收；H2S能与 CuSO4溶液反应生成 CuS而被 吸收；SO2具有还原性，能被酸性 KMnO4溶液氧化而被吸收；NO2与水反应生成 HNO3和 NO，NO仍污 染环境，故 NO2不能用水吸收，而是用 NaOH溶液吸收。 气体除杂原则 （1）先除杂质后干燥；用加热法除去杂质时，应先干燥后加热。 （2）用洗气瓶吸收气体杂质时，气流方向是长管进，短管出。用干燥管吸收气体杂质时，气流方向是 大口进，小口出。 （3）若气体中含有多种酸性气体杂质时，应先将酸性较强的杂质气体除去，再除酸性较弱的杂质气体。 1．利用图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是 选 项 ① ② ③ 实验结论 A 稀盐酸 CaCO3 Na2SiO3溶液 非金属性:Cl>C>Si B 浓硫酸 蔗糖 Ba(NO3)2溶液 验证 SO2与可溶性钡盐可生成白色沉淀 C 浓氨水 生石灰 酚酞溶液 氨气的水溶液呈碱性 D 浓硝酸 Fe NaOH溶液 铁和浓硝酸反应可生成 NO2 【答案】C 【解析】 A．浓盐酸易挥发，挥发出的 HCl能够与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，且盐酸不是最高价含氧酸，A错误； B．SO2通入硝酸钡溶液中，溶液显酸性，硝酸根能把 SO2氧化为硫酸根，B错误； C．浓氨水滴在生石灰上产生氨气，氨气通入酚酞试液中溶液显碱性，溶液变红色，C正确； D．常温下浓硝酸与 Fe发生钝化现象，无法观察到有二氧化氮气体生成，D错误。 答案选 C。 2．表中 a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( ) 选项 气体 a b c A NH3 浓氨水 生石灰 碱石灰 B SO2 70%的浓 H2SO4 Na2SO3固体 98%的浓 H2SO4 C NO 稀 HNO3 铜屑 H2O D NO2 浓 HNO3 铜屑 NaOH溶液 【答案】B 【解析】 A. 因 NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，故 A错误； B. Na2SO3与 70%的浓硫酸反应生成 SO2，SO2中混有的 H2O用 98%的浓 H2SO4除去，收集装置合理，故 B 正确； C. NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集 NO，应利用排水法收集，故 C错误； D. NO2被 NaOH溶液吸收，收集不到 NO2，故 D错误； 故选 B。 3．某无色混合气体可能由 CH4、NH3、H2、CO、CO2和 HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将 此混合气体通过浓 H2SO4，总体积基本不变，通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体 积减小，把剩余气体导出后，在空气中能够点燃，燃烧产物不能使 CuSO4粉末变色。则原混合气体的成 分是 A．HCl和 CO B．HCl、H2和 CO C．CH4和 NH3 D．HCl、CO和 CO2 【答案】A 【解析】根据题意可推知该混合气体中不含碱性气体；混合气体中无 CO2但有酸性气体；混合气体中的 可燃性气体不含氢元素。所以此混合气体的成分只能是 HCl和 CO。 4．室温下用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是 A．图 1：验证浓硫酸具有强氧化性 B．图 2：制取干燥的 NH3 C．图 3：干燥、收集并吸收多余 SO2 D．图 4：验证乙炔的还原性 【答案】B 【解析】铜与浓硫酸反应需要加热，A错误；浓氨水遇生石灰放出氨气，氨气可以用碱石灰干燥，B正 确；收集不到干燥的二氧化硫气体，因为二氧化硫不能用碱石灰干燥，C错误；电石中混有硫化物，例 如硫化氢，而硫化氢也能使高锰酸钾褪色，D错误。 5．仅用如图装置可完成的实验是 A．用浓硫酸和铜反应制 SO2 B．用 Cu与浓硝酸反应制 NO 2 C．用 NH4Cl与 Ca(OH)2反应制 NH3 D．用锌粒与稀硫酸反应制 H2 【答案】D 【解析】浓硫酸和铜反应需要加热，且 SO2可溶于水，不能用排水法收集，A项错误；NO2与水反应， 不能用排水法收集，B项错误；NH4Cl与 Ca(OH)2反应制 NH3需要加热，试管口应略向下倾斜，且 NH3 极易溶于水，不能用排水法收集，C项错误；锌粒与稀硫酸反应不需要加热，且 H2难溶于水，可用排水 法收集，D项正确。 6．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的 CO2气体，从图中选择合适的装置并连接。 其中连接顺序合理的是 A．a－a′－d′－d－e B．c－c′－d－d′－g C．b－b′－d－d′－g D．d－d′－c－c′－f 【答案】B 【解析】制得的 CO2中含有 HCl 和 H2O(g)。先除 HCl(用饱和 NaHCO3溶液)再干燥(用浓硫酸)，再用向 上排空法收集。 7．实验室中制取、洗气并收集气体的装置如下图所示。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合 理的选项是 选项 a中液体 b中固体 c中液体 A 浓盐酸 MnO2 饱和食盐水 B 浓氨水 生石灰 浓 H2SO4 C 浓硫酸 Cu片 NaOH溶液 D 稀 HNO3 Cu片 H2O 【答案】D 【解析】浓盐酸与MnO2在加热的条件下才能反应，A错误；NH3不能用浓硫酸干燥，且氨气极易溶于 水，B错误；浓硫酸与铜常温下不反应，C错误；稀硝酸与铜反应制 NO，NO难溶于水，且水能将 NO2 重新转化为 NO，D正确。 8．下列关于甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是 A．甲装置：可用来证明硫的非金属性比硅强 B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下 C．丙装置：用图示的方法能检查此装置的气密性 D．丁装置：可在瓶中先装满某种液体收集 NO气体 【答案】A 【解析】根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较元素非金属性强弱，亚硫酸不是硫的最高价含氧酸， 故 A错误；橡皮管可平衡分液漏斗和烧瓶内的压强，从而使液体顺利流下，故 B正确；如果装置的气密 性良好，Ⅰ、Ⅱ两侧水面高度不同，否则水面高度相同，所以能检验装置的气密性，故 C正确；NO不 溶于水，可用排水法收集，故 D正确。 9．现有甲、乙、丙、丁四个装置，下列有关说法不正确的是 A．选用合适的试剂，使用甲装置在实验室可以制备少量 H2、O2、CO2、Cl2、NO2、NH3 B．采用不同的通气方法，使用乙装置可收集 H2、NH3、CO、NO、SO2、O2、Cl2 C．选用丙装置处理尾气，可以吸收 Cl2、SO2、H2S、NO2、HCl D．选用丁装置可以净化 NH3(H2O)、O2(CO2)、H2(HCl)(括号内为杂质气体) 【答案】B 【解析】甲装置为固+液不加热制气装置，A 选项中用稀 H2SO4与 Zn 粒反应可制 H2，用 H2O2和MnO2 反应可制 O2，用稀盐酸和碳酸钙反应可制 CO2，用浓盐酸和 KMnO4反应可制 Cl2，用浓硝酸和 Cu 片反 应可制 NO2，用 CaO与浓氨水反应可制 NH3；B选项说法错误，因为乙装置从长管进气，可以收集密度 比空气密度大(不与空气中的成分反应)的气体，从短管进气可以收集密度比空气密度小的气体，但不能 收集与空气密度相近的气体(如 CO)及与空气中的成分反应的气体(如 NO)；C 选项中的气体均不溶于 CCl4，且均能与 NaOH溶液反应，所以不会产生倒吸现象；D选项中的碱石灰可以吸收 H2O、酸性气体， 故说法正确。 10．利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是 选项 实验目的 X中试剂 Y中试剂 A 用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的 Cl2 饱和食盐水 浓硫酸 B 用 Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的 NO 水 浓硫酸 C 验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质 并收集 CuSO4溶液 KMnO4 溶液 D CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的 CO2 饱和 NaHCO3溶液 浓硫酸 【答案】D 【解析】MnO2和浓盐酸常温下不反应，缺少加热装置，A错误；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气 法收集，B错误；乙炔的分子量为 26，密度与空气接近，应用排水法收集，C错误；二氧化碳的密度比 空气大，可用向上排空气法收集，D正确。 11．某同学对教材中铜与浓硫酸的实验作出如下改进。实验装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。 实验步骤： ①组装仪器，检查装置气密性； ②加入试剂，关闭旋塞 E，加热 A，观察 C中溶液颜色变化； ③将铜丝上提离开液面，停止加热。 （1）检查虚线框内装置气密性的方法是____________________________________。 （2）装置 A的名称是________，装置 B的作用是______________，装置 D中所盛药品是__________。 （3）装置 A中发生反应的化学方程式为______________________________________。 （4）实验后，拆除装置前，为避免有害气体的泄漏，应当采取的操作是________________________。 （5）实验后装置 A中有白色固体产生，将装置 A中固液混合物缓慢转移至盛有少量水的烧杯中，可观 察到的现象是____________________________，用所得溶液做焰色反应实验时，观察到的火焰颜色为 ________；不可直接向装置 A中加水的原因是___________________________。 【答案】（1）关闭旋塞 E，装置 C中加水至没过长导管口，给装置 A微热，装置 C中长导管口有气泡冒 出，撤去热源后，装置 C中长导管内有液柱形成，且高度保持不变 （2）三颈烧瓶(或三口烧瓶) 防倒吸 碱石灰(或 NaOH固体等合理答案) （3）2H2SO4(浓)＋Cu===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O （4）打开旋塞 E，向装置中鼓入大量空气 （5）白色固体溶解，溶液变蓝色 黄绿色 水加入浓硫酸中放出大量热，易使液体飞溅 【解析】实验装置中三颈烧瓶是 Cu 与浓硫酸的反应装置，导出的气体主要是 SO2，装置 B是为了防止 装置 C中品红溶液倒吸进入装置 A产生危险，装置 C中品红溶液可以检验 SO2，装置 D吸收尾气中的 SO2，防止污染环境，考虑到使用的仪器是干燥管，所以必须选用碱性固体试剂，可以选用 NaOH 或碱 石灰等碱性固体与 SO2反应，达到吸收 SO2的效果。 （1）检查装置气密性必须使装置只有一个气体出口，所以活塞 E必须关闭，在装置 C中加入适量的水， 加热排出一部分气体后进行检验。 （2）装置A的名称是三颈烧瓶或三口烧瓶，装置B的作用是防倒吸，装置D中所盛药品是碱石灰或NaOH 等碱性固体试剂。 （3）装置 A中发生浓硫酸与铜的反应，化学方程式为 2H2SO4(浓)＋Cu===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 （4）实验后，整个装置中充满了 SO2气体，拆除装置前，应将 SO2充分排出并且吸收，故应打开旋塞 E， 向装置中鼓入大量空气。 （5）实验后装置 A中生成的白色固体是 CuSO4，由于同时存在浓硫酸，所以该 CuSO4并没有与水结合， 所以呈现白色，CuSO4溶于水后，溶液会变为蓝色，做焰色反应时会产生铜元素特征的黄绿色火焰，浓 硫酸稀释时应当是“酸入水”，防止水加入浓硫酸中产生大量热，引起液体飞溅。 12．如图是实验室中乙炔的制取和性质检验实验装置的一部分。 （1）写出反应生成乙炔的化学方程式: 。 （2）实验中用饱和食盐水代替水(实际上还可以用乙醇水溶液代替水)，这样做的目的是 。 （3）CuSO4溶液可以除去乙炔中混有的 H2S、PH3等杂质气体，高锰酸钾酸性溶液也可以除去这些杂质， 但不能用高锰酸钾酸性溶液代替 CuSO4溶液，原因是 。 （4）点燃不纯的乙炔气体可能会发生爆炸，点燃乙炔前应先进行的操作是 。也可在 点燃前连接一个安全装置以防止意外。如图所示装置中能起到此作用的是 。 【答案】（1）CaC2+2H2O Ca(OH)2+C2H2↑ （2）减缓反应速率 （3）高锰酸钾酸性溶液也能氧化乙炔 （4）验纯 b 【解析】（2）碳化钙与水反应的速率极快，为了减缓反应速率，可用饱和食盐水代替水。 （3）高锰酸钾酸性溶液能将硫化氢、乙炔等氧化。 （4）气体应“长进短出”，排除 c、d。但 a装置中进气管和出气管均在液面上方，一旦发生爆炸，会将发 生装置中的气体引燃，b装置则可以避免这种情况出现。 13．某兴趣小组采用如图装置制取并探究 SO2气体的性质。 （1）下列实验方案适用于图中所示装置制取所需 SO2的是________。 A．Na2SO3溶液与 HNO3 B．Na2SO3固体与浓硫酸 C．固体硫在纯氧中燃烧 D．铜与浓硫酸 （2）组装完仪器后，检查装置气密性的方法是关闭活塞 b，_____________。 （3）指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如下装置，其中合理的是 ____________________。 （4）该小组同学设计在试管 d中加入 FeCl3溶液，验证 SO2的还原性，为了验证 SO2与 Fe3+发生了氧化 还原反应，他们在通入足量 SO2后，取试管 d中的溶液，分成三份，并设计了如下实验: 方案 A:往第一份溶液中加入 KMnO4溶液，紫红色褪去； 方案 B:往第二份溶液中加入 KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红； 方案 C:往第三份溶液中加入用稀盐酸酸化的 BaCl2，产生白色沉淀。 上述方案不合理的是________；原因是__ _______________________。 【答案】（1）B （2）试管 d中加水至浸没长导管口，塞紧试管 c和 d的胶塞，加热 c(或用手焐热 c)，试管 d中有气泡冒 出，停止加热后，试管 d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好 （3）A、D （4）A SO2和 Fe2+都可以使 KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有 Fe2+生成 【解析】（1）硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，不能制得二氧化硫，故 A项错；其他 三项都可以生成二氧化硫，分析题中装置知，B中为固液不加热型装置，B项正确；C项错；铜与浓硫 酸反应需要加热，D项错。 （2）检查装置气密性的方法:试管 d 中加水至浸没长导管管口，塞紧试管 c 和 d的胶塞，加热 c(或用手 焐热 c)，试管 d中有气泡冒出，停止加热后，试管 d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好。 （3）二氧化硫用 NaOH溶液吸收时要注意防止倒吸，A项装置可以起到防倒吸的作用，故 A项正确；B 装置中，虽然装了安全瓶，但由于左侧导管伸入广口瓶过深，不能完全防止液体倒吸进入反应装置，且 会使得一部分尾气留在安全瓶内不能被碱液完全吸收，故 B项错；C项错；D项装置中 CCl4起缓冲的作 用，也能防止倒吸，故 D项正确。 （4）方案 A不合理，因为 SO2和 Fe2+都可以使 KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有 Fe2+生成；方案 B可以证明生成了 Fe2+，发生了氧化还原反应；方案 C溶液中有 2 4SO  ，说明 SO2被 Fe3+氧化了。 1．[2020全国 3卷]氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部 分装置省略)制备 KClO3和 NaClO，探究其氧化还原性质。 回答下列问题： (1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。 (2)b中采用的加热方式是_________，c中化学反应的离子方程式是________________，采用冰水浴冷却的 目的是____________。 (3)d的作用是________，可选用试剂________(填标号)。 A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2D．H2SO4 (4)反应结束后，取出 b中试管，经冷却结晶，________，__________，干燥，得到 KClO3晶体。 (5)取少量 KClO3和 NaClO溶液分别置于 1号和 2号试管中，滴加中性 KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2 号试管溶液变为棕色，加入 CCl4振荡，静置后 CCl4层显____色。可知该条件下 KClO3的氧化能力 ____NaClO(填“大于”或“小于”)。 【答案】圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O 避免生成 NaClO3 吸 收尾气(Cl2) AC 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于 【解析】 (1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶；a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体； (2)根据装置图可知盛有 KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热，该加热方式为水浴加热；c中氯气在 NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，结合元素守恒可得离子方程式为 Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O；根据氯气与 KOH溶液的反应可知，加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯 酸盐，所以冰水浴的目的是避免生成 NaClO3； (3)氯气有毒，所以 d装置的作用是吸收尾气(Cl2)； A．Na2S可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯气，故 A可选； B．氯气在 NaCl溶液中溶解度很小，无法吸收氯气，故 B不可选； C．氯气可以 Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙，故 C可选； D．氯气与硫酸不反应，且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度，故 D不可选； 综上所述可选用试剂 AC； (4)b中试管为 KClO3和 KCl的混合溶液，KClO3的溶解度受温度影响更大，所以将试管 b中混合溶液冷却 结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥，得到 KClO3晶体； (5)1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，说明 1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化，2号试管中 次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该条件下 KClO3的氧化能力小于 NaClO；碘单质更易溶于 CCl4，所以 加入 CCl4振荡，静置后 CCl4层显紫色。 2．[2019新课标Ⅲ] 下列实验不能达到目的的是 选项 目的 实验 A 制取较高浓度的次氯酸溶液 将Cl2通入碳酸钠溶液中 B 加快氧气的生成速率 在过氧化氢溶液中加入少量MnO2 C 除去乙酸乙酯中的少量乙酸 加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液 D 制备少量二氧化硫气体 向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸 【答案】A 【解析】A、氯气与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠，不能制备次氯酸，不能达到实 验目的，A选； B、过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，加快双氧水的分解，因此可以加快氧气的生成速率， 能达到实验目的，B不选； C、碳酸钠溶液与乙酸反应，与乙酸乙酯不反应，可以除去乙酸乙酯中的乙酸，能达到实验目的，C不选； D、根据较强酸制备较弱酸可知向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可以制备二氧化硫，能达到实验目的， D不选；答案选 A。 3．[2017新课标Ⅰ卷]实验室用 H2还原 WO3制备金属W 的装置如图所示（Zn 粒中往往含有硫等杂质，焦 性没食子酸溶液用于吸收少量氧气），下列说法正确的是 A．①、②、③中依次盛装 KMnO4溶液、浓 H2SO4、焦性没食子酸溶液 B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度 C．结束反应时，先关闭活塞 K，再停止加热 D．装置 Q（启普发生器）也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气 【答案】B 【解析】A．Zn粒中往往含有硫等杂质，因此生成的氢气中可能混有 H2S，所以用 KMnO4溶液除去 H2S。 另外装置含有空气，高温下能与W反应，焦性没食子酸溶液吸收氧气，最后通过浓硫酸干燥氢气，A错 误；B．氢气是可燃性气体，通过爆鸣法验纯，B正确；C．为了防止W 被氧化，反应结束后应该先停 止加热，在氢气的氛围中冷却，等待W冷却后再关闭活塞 K，C错误；D．二氧化锰与浓盐酸制备氯气 的反应需要加热，而启普发生器不能加热，所以不能用于该反应，D错误。答案选 B。 4．[2017北京卷]下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确．．．的是 ① ② ③ A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体 B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应 C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物 D．③的气体产物中检测出 CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应 【答案】D 【解析】A、①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧 化氮和氧气，A正确；B、通过 A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕 色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B错误；C、实验③中木炭没有与 浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应、 或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于 HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体 是还原产物，C正确； D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了 CO2，且③中 木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选 D。 5．[2017江苏卷]下列制取 SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 A．制取 SO2 B．验证漂白性 C．收集 SO2 D．尾气处理 【答案】B 【解析】A．铜和稀硫酸不反应，A错误；B．二氧化硫可使品红溶液褪色，B正确；C．二氧化硫密度 比空气大，应将进气管伸到瓶底，用向上排空气法收集，C错误；D．二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液 中溶解度很小，不可用于吸收尾气，D错误。 6．[2016上海卷]下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 A 浓氨水、生石灰 红色石蕊试纸 变蓝 NH3为碱性气体 B 浓盐酸、浓硫酸 pH试纸 变红 HCl为酸性气体 C 浓盐酸、二氧化锰 淀粉碘化钾试液 变蓝 Cl2具有氧化性 D 亚硫酸钠、硫酸 品红试液 褪色 SO2具有还原性 【答案】D 【解析】A．NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明 NH3为 碱性气体，正确；B．利用浓硫酸的高沸点性以及吸水放热的性质，可以制取 HCl气体，pH试纸变红， 则说明气体为酸性气体，正确；C．浓盐酸和二氧化锰加热可以制取 Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾 试液检验，试液变蓝，说明 KI转化为 I2，则说明 Cl2有强氧化性，正确；D．SO2使品红溶液褪色体现 的是 SO2的漂白性，错误。故选 D。