届高三化学二论复习 化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练.docx
- 文档编号:12124061
- 上传时间:2023-04-17
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:147.52KB
届高三化学二论复习 化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练.docx
《届高三化学二论复习 化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《届高三化学二论复习 化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
届高三化学二论复习化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练
2020届高三化学二论复习化学实验——气体问题(知识梳理及训练)
知识梳理
1.装置的连接
(1)装置连接顺序:
制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→尾气处理装置。
(2)组装顺序:
由下向上,由左及右,先塞后定。
(3)操作顺序:
装配仪器→检查气密性→加入药品。
2.气体的净化
(1)判断气体中杂质的方法
①看反应介质。
若反应在溶液中进行,则制取的气体中一定含有水蒸气;若反应物中有气体,由于气体不能充分反应,则制取的气体中一定含有原来的气体,如用CO2与Na2O2反应制取的O2中一定含有CO2杂质。
②看反应物的性质。
如用浓盐酸制取的气体中含有挥发出的HCl气体。
③看生成物的成分。
如用氯化铵和消石灰反应制取的氨气中含有水蒸气。
(2)气体干燥剂的选择
酸性
碱性
中性
干燥剂
浓硫酸、P2O5
碱石灰、CaO
CaCl2
气体
CO2、SO2、Cl2、NO2
NH3
H2、CO、N2、NO、CH4
注意:
选取干燥剂时,除了常规地从酸碱性角度考虑外,还要考虑特殊反应,如浓硫酸不能干燥还原性气体(H2S、HI等),可用P2O5干燥;中性干燥剂CaCl2不能干燥NH3,因为二者会发生络合反应(这些知识可能会成为高考的设题点)。
3.气体的收集
(1)密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集,导气管应“长进短出”;密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体则用向下排空气法收集,导气管应“短进长出”。
(2)易溶于水或能与水反应的气体,如NH3、HCl、NO2等,需用排空气法或排其他溶剂法收集。
(3)常温下能与空气中的成分反应的气体(如NO),密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等),都不能用排空气法收集。
(4)能溶于水但溶解度不大的气体,可以用排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.尾气的处理
尾气处理装置:
(1)装置甲适用于溶解度较小的有毒气体,如Cl2、NO2、H2S等。
(2)装置乙适用于溶解度较大的气体,如HCl、NH3等。
(3)装置丙适用于某些可燃性气体,如CO、H2等。
(4)装置丁采用收集法处理尾气,适用于NO、CO等的尾气处理。
强化训练
1、(2020年北京朝阳5月).Na2S2O3应用广泛,水处理中常用作还原剂、冶金中常用作络合剂。
(1)Na2S2O3的实验室制法:
装置如图(加热和夹持装置略):
已知:
2Na2S+3SO2=2Na2SO3+3S↓、Na2SO3+S=Na2S2O3
①甲中发生反应的化学方程式为______。
②实验过程中,乙中的澄清溶液先变浑浊,后变澄清时生成大量的Na2S2O3。
一段时间后,乙中再次出现少量浑浊,此时须立刻停止通入SO2。
结合离子方程式解释此时必须立刻停止通入SO2的原因:
______。
③丙中,NaOH溶液吸收的气体可能有______。
(2)实际工业生产中制得的Na2S2O3溶液中常混有少量Na2SO3,结合溶解度曲线(如图),获得Na2S2O3•5H2O的方法是______。
(3)Na2S2O3的用途:
氨性硫代硫酸盐加热浸金是一种环境友好的黄金(Au)浸取工艺。
已知:
I.Cu(NH3)42+=Cu2++4NH3;
II.Cu2+在碱性较强时受热会生成CuO沉淀。
①将金矿石浸泡在Na2S2O3、Cu(NH3)42+的混合溶液中,并通入O2。
浸金反应的原理为:
i.Cu(NH3)42++Au+2S2O32−
Cu(NH3)2++Au(S2O3)23−+2NH3
ii.4Cu(NH3)2++8NH3+O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH−
浸金过程Cu(NH3)42+起到催化剂的作用,金总反应的离子方程式为:
______。
②一定温度下,相同时间金的浸出率随体系pH变化曲线如如图,解释pH>10.5时,金的浸出率降低的可能原因_______。
(写出2点即可)
答案
(1).Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(2).过量的SO2溶于水使溶液酸性增强,S2O32-+2H2SO3=S↓+SO2↑+H2O+2HSO3-或S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O(3).SO2(H2S)、CO2(4).将溶液蒸发浓缩、(趁热过滤)、降温结晶、过滤。
(5).4Au+8S2O32-+O2+2H2O=4Au(S2O3)23-+4OH-,碱性较强时生成的CuO沉淀覆盖在金矿石表面,降低(浸出)反应速率(6).pH>10.5时,部分Cu(NH3)42+转化成CuO,降低了Cu(NH3)42+浓度,降低(浸出)反应速率、碱性较强时氧气更易将S2O32-氧化,降低(浸出)反应速率。
解析:
(1)①通过分析可知,甲装置中生成了SO2,因此反应的化学方程式为:
;
②结合题目中提供的制备硫代硫酸钠的方程式分析,制备过程中乙中的溶液先变浑浊,是因为生成了S单质,S单质继续与亚硫酸钠反应生成Na2S2O3,因此溶液又变澄清;若继续通SO2,由于会生成H2SO3,所以溶液的酸性会增强,溶液再次出现浑浊,说明S单质再次生成,那么原因就是:
Na2S2O3在亚硫酸的作用下发生分解,产生了S单质,相关的离子方程式为:
;
③通过分析可知,乙装置中出来的气体可能含有SO2,CO2和H2S,因此NaOH溶液吸收的气体可能有SO2,CO2和H2S;
(2)通过分析可知,从含有亚硫酸钠杂质的硫代硫酸钠溶液中获得Na2S2O3·5H2O,需要先将溶液蒸发浓缩,在较高温度时,趁热过滤掉析出的Na2SO3杂质,再对滤液降温,使Na2S2O3·5H2O结晶析出,再进行过滤即可;
(3)①由题可知,
在整个反应中所起的作用是催化作用,因此,总反应并未消耗和生成
,总反应实质是Au与O2之间的氧化还原反应,因此总反应的离子方程式为:
;
②通过分析可知,碱性太强金的浸出率下降的原因可能是:
pH>10.5时,部分
转化成CuO,降低了
浓度,从而使浸出率下降;或者是碱性较强时氧气更易将
氧化,从而导致浸出率下降。
2、探究草酸的不稳定性。
已知:
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,易溶于水,熔点为101℃,受热易脱水、升华,170℃以上分解产生H2O、CO和CO2。
草酸的酸性比碳酸强,其钙盐难溶于水。
(1)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用,加热装置和连接装置已略去)。
仪器装置连接顺序为:
A→______→_______→_______→_______→E→B→G→_______。
(2)若实验结束后测得B管质量减轻4.8g,则至少需分解草酸晶体的质量为________g(已知草酸晶体的M=126g·mol-1)。
答案
(1)C D G F J
(2)37.8
解析
(1)为证明草酸受热分解的产物中含有H2O、CO2和CO,首先将混合气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管检验水蒸气,如果变蓝说明有水蒸气产生;再通入盛有冷水的洗气瓶除去草酸蒸气,防止草酸干扰二氧化碳的检验;接着通入盛有澄清石灰水的洗气瓶检验二氧化碳,如果澄清石灰水变浑浊,则证明含有二氧化碳气体;再用盛有足量氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化碳,防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验;然后再将洗气后的气体进行干燥,再将气体通入黑色的氧化铜装置,一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳,再用澄清石灰水检验二氧化碳是否存在,如果澄清石灰水变浑浊,则证明该混合气体中含有一氧化碳;为防止有毒的一氧化碳污染环境,用排水集气法收集一氧化碳,连接顺序为A→C→D→G→F→E→B→G→J。
(2)由化学方程式CuO+CO
Cu+CO2可知A管减轻的质量为氧原子的质量,则n(CO)∶m(O)=1∶16=n(CO)∶4.8g,解得n(CO)为0.3mol,H2C2O4·2H2O受热分解的方程式为H2C2O4·2H2O
3H2O+CO↑+CO2↑,由方程式可知分解的草酸晶体为0.3mol,所以质量为0.3mol×126g·mol-1=37.8g。
3、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。
回答下列问题:
(1)晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。
其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]
2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;显色反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按下图所示装置进行实验。
①通入氮气的目的是_________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_______________________________________。
④样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是______________________________________________________________。
答案
(1)3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2↓+3K2C2O4
(2)①隔绝空气,使反应产生的气体全部进入后续装置 ②CO2 CO ③先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3
解析
(1)Fe2+的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2沉淀。
(2)①空气中含有O2,为防止Fe2+被O2氧化,应先通入N2,隔绝空气,且使反应产生的气体全部进入后续装置。
②B中澄清石灰水变浑浊,证明分解过程中产生CO2;F中澄清石灰水变浑浊,E中固体变为红色,说明E中发生反应:
CuO+CO
Cu+CO2,所以分解产物中一定含有CO。
③实验结束时,为了防止倒吸,应先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气。
④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入1~2滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3。
4.氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。
某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究。
回答下列问题:
(1)氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的________,反应的化学方程式为____________________。
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:
发生装置→_________________
(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。
在一定温度下按图示装置进行实验。
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1,推动注射器活塞,使X中的气体缓慢通入Y管中
①Y管中_______________
②反应的化学方程式_______
___________
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③______________________
④_______________________
答案
(1)①A 2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑(或B NH3·H2O
NH3↑+H2O)
②d→c→f→e→i
(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅 ②6NO2+8NH3
7N2+12H2O ③Z中NaOH溶液发生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少,Y管中压强小于外界压强
解析
(1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气,应选用发生装置A,其反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2H2O+2NH3↑,或选用发生装置B,直接加热浓氨水生成氨气:
NH3·H2O
NH3↑+H2O;②氨气是碱性气体,可用碱石灰干燥,密度小于空气,应短管进长管出进行收集,氨气极易溶于水,尾气处理时应防止倒吸,则要收集一瓶干燥的氨气,仪器的连接顺序:
发生装置→d→c→f→e→i。
(2)打开K1,推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y管中,在一定温度和催化剂的作用下发生反应:
6NO2+8NH3
7N2+12H2O,随着反应的发生,Y管中红棕色气体颜色变浅;反应生成的水蒸气液化后,NO2和NH3反应后气体的物质的量减小,反应容器中的压强减小,打开K2,Z中的溶液倒吸入Y管中。
5.汽车尾气中的有害气体主要有NO、碳氢化合物及CO,某校同学设计实验将模拟汽车尾气转化为无害气体。
回答下列问题:
(1)为了配制模拟尾气,甲组同学用上图所示装置分别制备NO、乙烯及CO三袋气体。
①用装置A制取NO,分液漏斗中盛放的是__________(填试剂名称)。
②用
(乙烯利)与NaOH溶液及装置B制取乙烯,反应生成乙烯的化学方程式为______________________________________________________(磷转化为Na3PO4)。
③用H2C2O4与浓硫酸制取CO(化学方程式为H2C2O4
CO↑+CO2↑+H2O)并提纯,选用上图装置欲制一袋干燥纯净的CO,各接口连接的顺序为____________→g(气流从左至右),其中装置D中盛放的药品是____________。
(2)乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO、CO、C2H4及空气),按如图所示装置进行尾气转化并检验。
①为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留,G、H中盛放的试剂依次是________(填字母)。
a.NaOH溶液b.酸性KMnO4溶液
c.澄清石灰水d.Br2/CCl4溶液
②通“模拟尾气”前,需先将催化剂加热到反应所需的温度,其目的是___________________;
写出其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式:
_____________________________________________。
答案
(1)①稀硝酸
②
+4NaOH―→CH2===CH2↑+NaCl+Na3PO4+3H2O
③a→f→e→c→d NaOH浓溶液
(2)①cb(或cd或dc) ②使催化剂活性达到最大,利于CO2和C2H4的检验并减少模拟烟气的浪费 2CO+2NO
N2+2CO2
解析
(1)②用
(乙烯利)与NaOH溶液及装置B制取乙烯,磷转化为Na3PO4,同时生成氯化钠和水,反应的化学方程式:
+4NaOH―→CH2===CH2↑+NaCl+Na3PO4+3H2O。
③用H2C2O4与浓硫酸制取CO(化学方程式为H2C2O4
CO↑+CO2↑+H2O)并提纯,选用题图装置欲制一袋干燥纯净的CO,利用装置A加热草酸,通过装置D中的氢氧化钠溶液除去二氧化碳,通过装置C中无水氯化钙吸收水蒸气,得到干燥的CO,在装置E中收集一袋CO气体,D中是浓的氢氧化钠溶液,用来吸收混合气体中的二氧化碳,各接口连接的顺序为:
a→f→e→c→d→g。
(2)①乙组同学将甲组制得的气体与空气按适当比例混合形成模拟尾气(NO、CO、C2H4及空气),NO和CO通过催化剂反应生成氮气和二氧化碳,为检验催化反应后的气体中是否有CO2生成和乙烯的残留,可以利用澄清石灰水检验二氧化碳,用溴水或高锰酸钾溶液检验乙烯,G、H中盛放的试剂依次是cb或dc或cd。
②通“模拟尾气”前,需先将催化剂加热到反应所需的温度,其目的是:
使催化剂活性达到最大,利于CO2和C2H4的检验并减少模拟烟气的浪费,其中CO与NO完全转化为无害气体的化学方程式:
2CO+2NO
N2+2CO2。
6、如图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。
(1)装置C用于验证氯气是否具有漂白性,因此装置C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入:
________(填字母)。
a
b
c
d
Ⅰ
干燥的有色布条
干燥的有色布条
湿润的有色布条
湿润的有色布条
Ⅱ
碱石灰
硅胶
浓硫酸
无水氯化钙
Ⅲ
湿润的有色布条
湿润的有色布条
干燥的有色布条
干燥的有色布条
(2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性强弱。
当向D中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐变为红棕色,说明氯的非金属性强于溴的。
打开活塞,将装置D中少量溶液加入装置E中,振荡。
观察到的现象是_________________________________。
但该现象不能说明溴的非金属性强于碘,原因是____________________________________。
答案
(1)d
(2)E中液体分为两层,上层(苯层)为紫红色 过量的Cl2也可将I-氧化为I2
解析
(1)装置C用于验证氯气是否有漂白性,Cl2从B装置到C中,并没有经过干燥,Cl2中还有水蒸气存在,所以首先Cl2接触的应该是湿润的有色布条。
再经过干燥剂干燥,干燥剂可以选择无水氯化钙、硅胶、五氧化二磷等,不能选择碱石灰,Cl2会与碱石灰反应,不能选择浓硫酸,否则Cl2无法通过U形管,之后再与干燥的布条作用,形成对比,验证氯气是否具有漂白性。
所以应该选d。
(2)D的溶液中含有溴单质,还有溶解在溶液中的过量的氯气,均可以与KI反应,生成I2,苯萃取碘单质,上层呈现紫红色。
由于通入了过量的氯气,D的溶液中还有溶解的过量的氯气,氯气的氧化性比Br2的氧化性强,会先与KI反应,所以置换出碘单质的不一定是Br2,所以不能比较Br2和I2的氧化性强弱,进而不能比较出其元素的非金属性强弱。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 届高三化学二论复习 化学实验气体问题综合实验知识梳理及训练 届高三 化学 复习 实验 气体 问题 综合 知识 梳理 训练