高考化学复习第四节常见气体的制备.docx
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高考化学复习第四节常见气体的制备
第四节 常见气体的制备
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
一、单项选择题
1.对实验:
①中和滴定、②中和热的测定、③实验室制备乙烯、④乙酸乙酯的制取,叙述正确的是( )
A.①④必须加热B.②③必须隔热
C.①②必须用指示剂D.③④必须用催化剂
解析:
本题考查中学化学中重要化学实验的操作方法及试剂的选择与作用。
酸与碱在常温下发生中和反应,中和滴定不需要加热,可通过滴加酚酞或甲基橙(不用紫色石蕊试液)引起溶液颜色的变化来确定反应终点。
中和热是指强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量,故中和热的测定不需加热,为了测定反应放出的热量必须在保温、隔热的条件下进行。
实验室制备乙烯时,需用酒精灯加热到170℃,而不是隔热,同时用浓H2SO4作催化剂、脱水剂;制乙酸乙酯时浓H2SO4作催化剂、脱水剂,还必须加热。
综合以上分析①不加热,④加热,故A错;②隔热,③用酒精灯加热,故B错;①用指示剂,②不用指示剂,故C错;③④均用浓H2SO4作催化剂,D正确。
答案:
D
2.下列装置所示的实验不能达到目的的是( )
解析:
A项使用长颈漏斗无法收集到气体;B项可以通过U型管中红墨水液面的变化来说明试管内气体压强的变化,进而证明Na与H2O反应的热效应;C项在小试管内看到浑浊(有S生成)即可证明氧化性:
KMnO4、Cl2、S依次减弱;D项操作因NH4Cl受热易分解成HCl与NH3,HCl与NH3在烧瓶上又重新化合生成NH4Cl,从而达到分离SiO2与NH4Cl的目的。
答案:
A
3.下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )
答案:
D
4.关于下列各装置图的叙述中,正确的是( )
A.装置①是洗气装置,除去氯气中的氯化氢
B.实验室用装置②制取氨气
C.装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色
D.装置④中X若为四氯化碳,可用于吸收氨气,并防止倒吸
答案:
D
5.下图是制取、干燥和收集某气体的实验装置,可用于( )
A.用Cu与稀HNO3反应制NO
B.用NaOH固体与浓氨水反应制NH3
C.用Fe与稀H2SO4反应制H2
D.用MnO2与浓HCl反应制Cl2
解析:
A项,NO不能用排空气法收集,错误;B项,NH3不能用浓H2SO4干燥,错误;D项,Cl2制取时需加热且收集时应长管进气,短管出气,错误;只有C项,H2制取、干燥、收集全符合,正确。
答案:
C
6.右图是制备和收集气体的实验装置,该装置可用于( )
A.浓硝酸与铜反应制取二氧化氮
B.二氧化锰和过氧化氢反应制取氧气
C.浓氨水与生石灰反应制取氨气
D.浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气
答案:
B
二、双项选择题
7.用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜:
①铜跟浓硝酸反应;②铜跟稀硝酸反应;③铜先跟氧气反应生成氧化铜,氧化铜再跟硝酸反应。
以下叙述中正确的是( )
A.三种途径所消耗的铜的物质的量相等
B.三种途径所消耗的硝酸的物质的量相等
C.所消耗的铜的物质的量是:
途径③>途径①>途径②
D.所消耗的硝酸的物质的量是:
途径①>途径②>途径③
解析:
按元素守恒,生成相同量的硝酸铜所消耗铜的量相同,但所消耗硝酸的量不同,途径③所消耗硝酸的量最少,途径①所消耗硝酸的量最多。
答案:
AD
8.右图是一套实验室制气装置,用于发生、干燥和收集气体。
下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )
A.铜屑和浓硝酸
B.二氧化锰和浓盐酸
C.电石和水
D.碳酸钙和稀盐酸
解析:
该实验的特点为气体发生装置没用加热装置,在常温下进行,生成气体可用浓硫酸干燥,气体可用向上排空气法收集,以此来解答题目。
A项,铜屑和浓硝酸在常温下可反应,生成二氧化氮气体可用浓硫酸干燥,密度比空气大,用向上排空气法收集,故A正确;B项,二氧化锰和浓盐酸应在加热条件下反应,故B错误;C项,电石和水反应生成乙炔,具有还原性,不能用浓硫酸干燥,故C错误;D项,碳酸钙和稀盐酸生成二氧化碳气体,可用浓硫酸干燥,密度比空气大,用向上排空气法收集,故D正确。
答案:
AD
三、非选择题
9.甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下实验流程:
―→
―→
―→
―→
实验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。
反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜。
下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
甲小组测得:
反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2g、生成氮气在标准状况下的体积V1L。
乙小组测得:
洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置后D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:
________。
(2)检查A装置气密性的操作是_____________________________。
(3)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。
实验装置
实验药品
制备原理
甲小组
A
氢氧化钙、
硫酸铵
反应的化学方程式为①__________
乙小组
②________
浓氨水、
氢氧化钠
用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用③________
(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________。
(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比明显小于理论值,其原因是_____________________________。
为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器,重新实验。
根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出合理的实验结果。
该药品的名称是______________。
答案:
(1)圆底烧瓶
(2)连接导管,将导管插入水中,加热试管,导管口有气泡产生。
停止加热后,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱,则气密性良好(3)①(NH4)2SO4+Ca(OH)2
2NH3↑+2H2O+CaSO4 ②B ③氢氧化钠溶于氨水后放热,并增大了OH-浓度,使NH3+H2O
NH3·H2O
NH
+OH-向逆反应方向移动,加快氨气逸出(4)5V1∶7(m1-m2)
(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氢的含量偏高 碱石灰
10.(2013·山东淄博模拟)某同学用如图所示的装置来制取气体(H2、O2、NH3、Cl2、SO2、NO2)。
(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、氢氧化钙
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)六种气体中,可同时采用下图两种收集装置收集的气体是________。
解析:
(1)仪器按要求组装好后应先进行气密性检验,后加药品。
(2)①中KClO3、MnO2制O2需要加热,不能用图示装置;③中Zn和稀硝酸反应不能生成H2。
(3)用图①所示方法收集的气体是H2、NH3,用图②所示方法收集的气体是H2、O2,故同时可用①②两方法收集的为H2。
答案:
(1)检查装置的气密性
(2)② (3)H2
11.(2013·新课标全国Ⅱ卷)正丁醛是一种化工原料。
某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下:
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
水中溶解性
正丁醇
117.2
0.8109
微溶
正丁醛
75.7
0.8017
微溶
实验步骤如下:
将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。
在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。
当有蒸气出现时,开始滴加B中溶液。
滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分。
将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g。
回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由_____________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)加入沸石的作用是________________________。
若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是_____________________________________。
(3)上述装置图中,B仪器的名称是__________,D仪器的名称是________。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是__________(填正确答案标号)。
a.润湿b.干燥c.检漏d.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分离时,水在________层(填“上”或“下”)。
(6)反应温度应保持在90~95℃,其原因是_________________________________________________________________________________________。
答案:
(1)不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人
(2)防止液体暴沸 冷却后补加
(3)分液漏斗 冷凝管(4)c (5)下
(6)为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化
12.某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知:
2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。
探究1:
利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是__________________________________________。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是____________________________。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。
该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;②在此条件下,NO2的转化率极低;③________________________________________________________________________。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是____________________________。
探究2:
探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:
二者不反应;
假设2:
NO2能被Na2O2氧化;
假设3:
______________________________。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用探究1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如上图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)______。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。
经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。
推测B装置中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
解析:
铜和浓硝酸反应的方程式为Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,若NO2能够被NH3还原,NO2的量减少,所以红棕色变浅,未能观察到C装置中的预期现象有可能是反应速率极慢。
NO2为大气污染物,不能直接通到空气中。
二氧化氮中氮为+4价,既可以升高,又可以降低,而过氧化钠中氧为-1价,既可以降至-2价,也可以升至0价,也就是说二氧化氮和过氧化钠都有氧化性、还原性,由此提出假设:
NO2能被Na2O2还原。
答案:
(1)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(2)C装置中混合气体颜色变浅
(3)在此条件下,该反应的化学反应速率极慢
(4)缺少尾气吸收装置 (5)NO2能被Na2O2还原
(6)①EDBDF(或EDBF) ②2NO2+Na2O2===2NaNO3
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- 高考 化学 复习 第四 常见 气体 制备