第十一章第三节常见气体的制备.docx
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第十一章第三节常见气体的制备
1.(2012·湖南长沙高三第一次检测)下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )
解析:
选D。
A中固体混合物加热时,试管口应略向下倾斜且在收集NH3的试管口放一团醮有稀硫酸的棉花;B中NO收集应用排水法;C中H2密度小于空气,应用向下排空气法收集。
2.如图装置可以用来制取、洗涤、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。
该装置可用于( )
A.锌和盐酸生成氢气
B.二氧化锰和浓盐酸生成氯气
C.碳酸钙和盐酸生成二氧化碳
D.氯化铵和熟石灰生成氨气
解析:
选A。
B需要加热,D固-固反应需要加热,Cl2、CO2、NH3均溶于水,且Cl2、CO2应用向上排空气法收集,所以B、C、D均错误。
3.(2012·上海市高三质量检测)用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。
下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是( )
A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B.Ⅲ装置后缺少干燥装置
C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D.CuO没有全部被还原
解析:
选D。
解决此类题的关键是分析透彻此实验的反应原理:
CuO+H2
Cu+H2O,依据反应前后玻璃管的质量差可知生成水中氧元素的质量m(O),U形管的质量差为生成水的质量m(H2O),所以水中氢元素的质量为m(H)=m(H2O)-m(O)。
A项因为H2中含有水蒸气,所以m(H2O)的质量偏大,即A可能导致题中结果;B可能吸收空气中的水蒸气即m(H2O)的质量偏大,所以B可能导致题中结果;C选项相当于Ⅱ装置反应后增加了玻璃管内冷凝水中的氢的质量,使m(O)减小,可导致题中结果;D对实验结果无影响。
4.为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体,从下图选择合适的装置并连接。
合理的是( )
A.a-a′→d-d′→e B.b-b′→d-d′→g
C.c-c′→d-d′→gD.d-d′→c-c′→f
解析:
选C。
根据CO2中混有的气体是HCl和H2O,选择先通过NaHCO3再通过浓硫酸洗气,洗气装置长进短出,收集采用向上排空气法收集。
5.某课外活动小组的同学共同设计了如图所示的实验装置(夹持仪器略),并用其进行下述实验:
实验1:
制取并收集H2和Cl2
(1)若制取并收集H2,则旋塞K1应该________(填“打开”或“关闭”),旋塞K2应该________(填“打开”或“关闭”),H2收集在仪器________(填表示仪器的英文字母)中。
(2)若将试管C中加满某种液体,可用于收集Cl2,这种液体最好选用________(填编号)。
a.饱和NaHCO3溶液b.饱和NaCl溶液
c.NaOH溶液d.澄清石灰水
实验2:
验证酸性HCl>H2CO3>C6H5OH,已知:
C6H5ONa+HCl===C6H5OH↓(白色沉淀)+NaCl。
(1)若可供选择的试剂有大理石、盐酸、C6H5ONa溶液等,在干燥管D中加入混有足量碳酸氢钠的石棉绒,则C6H5ONa溶液应该装入________(填表示仪器的英文字母)中,该仪器内实验现象是__________________。
(2)在干燥管D中加入混有足量碳酸氢钠的石棉绒的作用是
________________________________________________________________________。
解析:
实验1,氢气密度比空气小,应该用向下排空气法收集,K1打开、K2关闭;实验2,仪器A中装盐酸,B中装大理石,有气泡生成可以证明酸性HCl>H2CO3。
K1关闭、K2打开,可以看到E中有白色沉淀生成,证明酸性H2CO3>C6H5OH。
答案:
实验1:
(1)打开 关闭 C
(2)b
实验2:
(1)E 有白色沉淀生成
(2)用碳酸氢钠吸收CO2中混有的少量HCl
1.(2009·高考广东卷)下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是( )
A.NO和O2B.HCl和NH3
C.H2和COD.SO2和CO2
解析:
选D。
本题考查常见气体的物理、化学性质及收集方法。
NO和O2生成NO2而不共存,A错。
HCl和NH3反应产生NH4Cl,B错。
H2的密度小于空气密度,用向下排空气法,CO的密度与空气密度接近,不能用排空气法收集,只能用排水法,C错。
SO2和CO2都是酸性气体,可共存,密度都大于空气,都采用向上排气法,D对。
2.(2011·高考北京卷)甲、乙两同学为探究SO2与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO3沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀C中产生白色沉淀,液面上方略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,停止加热,一段时间后关闭
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
均未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)C中白色沉淀是________,该沉淀的生成表明SO2具有________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①为证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是________________________________________;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是
________________________________________。
②进行实验,B中现象:
甲
大量白色沉淀
乙
少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。
结合离子方程式解释实验现象异同的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行实验。
B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:
本题考查探究实验,意在考查考生的实验探究能力和创新思维能力。
铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水。
白色沉淀不溶于稀盐酸,说明该白色沉淀为硫酸钡沉淀,SO2溶于水生成H2SO3,硝酸在酸性条件下将SO
氧化成SO
,二氧化硫表现出还原性,将HNO3还原,生成无色的一氧化氮,一氧化氮与洗气瓶上方的氧气发生反应生成红棕色的二氧化氮气体。
甲同学在实验前通入足量的氮气排出整个装置中的空气,排除空气中氧气的干扰;乙同学在装置A、B之间增加盛有饱和亚硫酸氢钠的洗气瓶D,排除白色酸雾的干扰;甲、乙两同学的实验中,B中均有不溶于稀盐酸的白色沉淀,说明有硫酸钡沉淀生成,甲是酸雾引起的,乙是氧气引起的,根据甲同学得到的沉淀多,说明酸雾的量远大于装置中氧气的量。
合并甲、乙两同学的装置实验,既除去了氧气又除去了酸雾,装置B中无白色沉淀生成,说明二氧化硫与可溶性钡的强酸盐不能反应生成亚硫酸钡沉淀。
答案:
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)BaSO4 还原
(3)2NO+O2===2NO2
(4)①通N2一段时间,排出装置中的空气 饱和NaHSO3溶液
②甲:
SO
+Ba2+===BaSO4↓,乙:
2Ba2++2SO2+O2+2H2O===2BaSO4↓+4H+,白雾的量远多于装置中O2的量
(5)SO2与可溶性钡的强酸盐不能反应生成BaSO3沉淀
1.用如图所示装置进行下列实验,能达到实验目的的是( )
A.瓶中盛适量浓H2SO4,从A口进气来干燥NH3
B.从B口进气,用排空气法收集CO2
C.瓶中盛满水,从B口进气,用排水法收集NO2
D.瓶中装满水,A口连接导管并伸入量筒中,从B口进气,用排水法测量生成H2的体积
解析:
选D。
A项,浓H2SO4不能干燥NH3;B项,用向上排空气法收集CO2时,应从A口进气;C项,NO2与H2O反应,不能用排水法收集;D项,H2难溶于水,从B口导入H2,能将瓶中水压入量筒中,从而测量H2的体积。
2.(2012·清远高三第一次模拟)实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂,从欠缺试剂的角度来看(实验仪器齐全),无法进行的实验项目是( )
A.制取氢气 B.测定盐酸的浓度
C.制取氯化铜D.制取碳酸钠
解析:
选B。
电解蒸馏水可制取氢气;电解盐酸,可先制得Cl2,然后再与Cu反应,可制取CuCl2;盐酸与大理石可制取CO2,然后通入烧碱中即可获得碳酸钠。
B项测定盐酸浓度用中和滴定法,应使用标准碱溶液和酸碱指示剂。
3.下列装置所示的实验中,能达到实验目的的是( )
解析:
选A。
NO不溶于水,则可以用排水法收集NO,A正确;NH4Cl
NH3↑+HCl↑,NH3+HCl===NH4Cl,因此无气体从试管中逸出,B错误;2NaOH+Cl2===NaCl+NaClO+H2O,HCl+NaOH===NaCl+H2O,NaOH同时反应掉Cl2、HCl,C错误;碘和酒精互溶,D错误。
4.(2012·锦州高三模拟)下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述中,不正确的是(有关装置中的夹持仪器略去未画)( )
解析:
选C。
Cl2+2KI===I2+2KCl,需用萃取分液的方法来提取分离生成的I2。
A中安全漏斗的液体可防止CO2逸出;B中品红溶液验证SO2的漂白性,且该装置有尾气吸收;D中温度计水银球在混合液中指示该反应的温度为170℃。
5.碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是( )
A.洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡
B.从Z导管出来的气体中无二氧化碳
C.洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
D.在Z导管口有红棕色气体出现
解析:
选D。
浓硫酸和碳反应生成二氧化碳和二氧化硫气体,浓硝酸和铜反应生成NO2气体,NO2溶于水生成HNO3和NO,硝酸将SO2氧化为硫酸,生成的硫酸与BaCl2反应生成BaSO4沉淀。
从Z导管导出的气体为CO2和NO,NO遇空气生成红棕色的NO2。
6.下列有关实验操作的说法正确的是( )
A.SO2通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明SO2具有漂白性
B.用蒸馏水将pH试纸先润湿,可用于检验氨气
C.可用瓷坩埚熔化各种钠的化合物
D.某溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO
解析:
选B。
SO2与KMnO4反应,显示SO2的还原性,A错误;瓷坩埚的成分中有SiO2,SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O,SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑,C错误;由于NO
在H+存在下具有强氧化性,不能排除SO
的干扰。
7.(2012·深圳高三第一次模拟)下列实验不能达到预期目的的是( )
A.利用Ⅰ制取Fe(OH)2
B.利用Ⅱ装置制取C2H4
C.利用Ⅲ装置进行铜与浓硝酸反应的实验
D.利用Ⅳ装置收集NH3
解析:
选B。
A中苯阻止空气中的O2进入FeSO4溶液,使生成的Fe(OH)2不发生氧化反应;CH3CH2OH与浓H2SO4反应时,温度计水银球应插入到混合液中,指示该反应中混合液的温度;Cu与HNO3(浓)反应时生成的NO2被NaOH吸收,不会污染环境;NH3密度小于空气,需用向下排空气法收集,尾气吸收NH3时要防倒吸。
D正确。
8.下列有关各装置图的叙述中不正确的是( )
A.装置①可用于吸收实验中多余的Cl2
B.装置②可用于收集H2、Cl2、NO2等
C.装置③可用于石油的蒸馏
D.装置④可用于收集氨气,并吸收多余的氨气
解析:
选C。
Cl2有毒,排放到空气中污染空气,实验室中一般用NaOH溶液吸收,A正确;装置②是一个多功能瓶,可以用来收集气体,收集密度比空气大的气体可以从a管进,收集密度比空气小的气体可以从b管进,B正确;装置③为实验室蒸馏石油的装置,温度计应插在蒸馏烧瓶支管口处,C项不正确;由于氨气的密度比空气的密度小,再由B项分析可知收集氨气的装置正确,同时,由于氨气在水中的溶解度很大,防止倒吸要用一个倒置的漏斗,D项正确。
9.(2012·安庆高三检测)如图为实验室制氢气的简易装置。
若在加稀硫酸时,发现锌粒与稀硫酸没有接触而稀硫酸又不够了,为使该反应顺利进行,则可以从长颈漏斗中加入的试剂是( )
①食盐水 ②KNO3溶液 ③乙醇 ④Na2CO3溶液 ⑤CCl4 ⑥浓氨水
A.①③⑤B.②⑥
C.③⑤D.①②④
解析:
选A。
②加入KNO3浓溶液后不再产生H2,会产生NO气体。
④Na2CO3溶液会与H2SO4反应生成CO2,既消耗H2SO4又会使H2不纯净。
⑤CCl4在下层,使稀H2SO4与锌粒接触。
⑥浓氨水会与H2SO4反应。
10.(2011·湖南长沙高三第一次模拟)某研究性学习小组用如图装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若要使B中收集满干燥的SO2气体(并证实B中已收集满),则上述装置的连接顺序为:
________接________接________接________接________(用字母表示)。
(3)待烧瓶中反应充分后,同学们发现铜有剩余。
经检测发现硫酸也有剩余,其原因是________________________________________________________________________;
检验硫酸有剩余的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在不补充浓硫酸的前提下,为使铜进一步溶解,可向烧瓶中加入________(填序号)。
①盐酸 ②FeSO4 ③Fe2O3 ④KNO3
解析:
(1)装置A中浓硫酸和铜在加热时发生:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O;
(2)B中收集到的是干燥的SO2气体,那么收集前必须进行干燥,所以A之后连接C再接B,但是要验证B中已收集满,那么必须考虑验证是否有SO2溢出,所以在收集装置后面加个验证装置D,最后考虑尾气吸收,所以接E;(3)随着反应的进行,硫酸的浓度会减小,铜不再与硫酸反应,所以铜和硫酸都有剩余;取反应后的溶液,加入锌片,如有气泡产生,则说明硫酸有剩余(或其他合理答案);(4)由于稀硫酸不能氧化铜,所以加入试剂要考虑能否直接氧化铜,或者与酸结合后能否氧化铜,综合上述,选择Fe2O3和稀硫酸反应生成Fe3+可以氧化铜,KNO3和剩余的硫酸结合后生成硝酸,可以氧化铜。
答案:
(1)Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
(2)A C B D E
(3)随着反应的进行,硫酸的浓度会减小,铜不再与硫酸反应,所以铜和硫酸都有剩余 取反应后的溶液,加入锌片,如有气泡产生,则说明硫酸有剩余(其他合理也可)
(4)③④
11.(2012·南昌市高三三校第一次联考)实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题。
(1)以上装置图中共有两处明显的错误,请你找出错误的地方并把改正的结果填在下列横线上:
①________________;②____________________________________________________。
上述装置改进后,请继续回答下列问题:
(2)实验室选用C和E装置还可以制取的气体是________(填化学式),写出实验室制取该气体的化学方程式____________________________________________;检验该气体的化学方程式是________________________________________________________________________。
(3)装置B、C都可以用来制取
(2)中的气体,比较这两个装置的不同,指出B装置的一个突出优点________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若用G装置收集
(2)中制得的气体,则气体应从______进(填a或b)。
(5)小华同学用浓盐酸与大理石在C装置中反应,制取CO2并检验其有关性质,观察到烧杯中紫色石蕊试液变红,对这一现象的解释不合理的是________(填序号)。
a.产生的CO2直接使石蕊变红
b.挥发出的氯化氢溶于水,使石蕊试液变红
c.产生的CO2与H2O反应生成H2CO3,使石蕊试液变红
解析:
(1)A中加热固体,试管口应略向下倾斜,防止固体受热时产生的水倒流引起试管炸裂;E为气体收集装置,为了保证收集的气体的纯度,导气管应伸入到集气瓶底部。
(2)常温下固体与液体反应,且生成气体的密度大于空气,则产生的气体为CO2,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,CO2通入石灰水变浑浊,Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O。
(3)B为启普发生器的简易装置,具有启普发生器的优点。
(4)CO2密度大于空气,则G装置中导气管应长进短出。
(5)浓盐酸具有挥发性,挥发出的HCl也能使石蕊变红;CO2+H2O
H2CO3,H2CO3使石蕊变红。
答案:
(1)①A中试管口应略向下倾斜 ②E中导气管必须尽量伸入瓶底
(2)CO2 CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O
(3)可以随时控制反应的进行,随开随停
(4)a (5)a
12.某课外活动小组将如图所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应)。
请回答下列问题:
(1)A中发生反应的化学方程式为_______________________________________________。
(2)各装置的正确连接顺序为(填写装置代号)A→________→________→________→D。
(3)装置C的作用是_______________________________________________________,
写出装置D中反应的离子方程式____________________。
(4)反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为____________;可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是________(填写试剂名称)。
(5)该小组欲用右图所示装置收集尾气,并测量多余气体的体积。
①若右图所示量气装置由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装而成,此处所用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②为提高测量的准确性,右图装置中的液体可用________,收集完气体后,读数前应进行的操作是________________________________________________________________________。
③如果开始读数时操作正确,最后读数时俯视右边滴定管液面,会导致所测气体的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
解析:
根据实验目的,则A为制Cl2装置,MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O,制气中存在的HCl、H2O杂质应先通入E中除去HCl,再通入C中除去H2O,干燥Cl2进入B中与Fe反应,多余Cl2用D吸收,则仪器连接顺序为A→E→C→B→D;Fe在Cl2中燃烧出现红棕色烟,Fe3+的检验试剂为KSCN溶液,出现红色溶液;由于Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解能力小,因此须用排饱和NaCl溶液来收集Cl2,且读数前必须使左右两仪器中液面相平;由于滴定管刻度由上而下变大,则俯视时引起读数偏小,即液面上升量偏大,相当于所收集气体体积偏大。
答案:
(1)4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)E C B
(3)干燥Cl2,防止FeCl3的水解 Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
(4)红棕色的烟 硫氰酸钾
(5)①碱式 ②饱和NaCl溶液 上下移动滴定管,使左右两边液面相平 ③偏大
13.为测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数,设计如下实验方案。
(1)方案一:
称取一定质量的样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称取剩余固体质量,计算。
实验中加热至恒重的目的是____________________________________________。
(2)方案二:
按下图装置进行实验。
并回答以下问题。
①实验前先____________。
分液漏斗中应该装________(填“盐酸”或“硫酸”)。
D装置的作用是______________________。
②实验中除称量样品质量外,还需称__________装置前后质量的变化(填装置的字母代号)。
③根据此实验得到的数据,测定结果有误差。
因为实验装置还存在一个明显缺陷,该缺陷是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)方案三:
称取一定量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量氯化钡溶液。
过滤、洗涤,干燥沉淀,
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- 第十一 三节 常见 气体 制备