高考化学实验全突破专题03气体的制备练习.docx
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高考化学实验全突破专题03气体的制备练习
专题03气体的制备
1.实验室可用下图装置制取少量氮气。
下列说法正确的是
A.②中盛放的是五氧化二磷
B.实验开始时先点燃③的酒精灯,再点燃①的酒精灯
C.③中玻璃管中的反应:
2NH3+3CuO
N2+3Cu+3H2O
D.实验结束时先熄灭①、③的酒精灯,再将导管从水槽中拿出
【答案】C
2.根据下图装置和表中提供的试剂完成气体的制取、收集并进行尾气处理,下列选项最合理的是( )
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓氨水
CaO
NH3
H2O
B
稀硫酸
石灰石
CO2
NaOH溶液
C
浓硝酸
Cu
NO2
NaOH溶液
D
浓盐酸
MnO2
Cl2
NaOH溶液
【答案】C
【解析】A.NH3的密度比空气小,收集NH3的集气瓶的导管应短进长出,故A错误;B.制取CO2时不能使用稀硫酸与石灰石,应选用稀盐酸与石灰石反应,因为稀硫酸与石灰石反应生成微溶的硫酸钙附着在石灰石表面,阻碍反应进一步进行,故B错误;C.铜与浓硝酸反应生成NO2,NO2的密度比空气大,采用向上排空气法收集,NO2有毒,用NaOH溶液吸收尾气,故C正确;D.用浓盐酸和MnO2制取Cl2时,需要加热条件,故D错误。
3.下列有关氯化钠的实验中,选用的实验用品都能用到的是( )
A.除去粗盐中的不溶性杂质,选用④⑦⑧⑨
B.检验A的滤液中是否含SO42—,选用②③⑩
C.利用提纯后的NaCl固体配制0.1mol·L-1的溶液,选用④⑥⑦⑩
D.用NaCl固体与浓H2SO4共热制备HCl气体,选用①⑤⑦⑧⑨
【答案】C
4.如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是( )
【答案】C
【解析】A.氯气能被碱石灰吸收,故不能用碱石灰干燥氯气,故错误;B.氨气可以用碱石灰干燥,氨气的密度比空气小,应用向下排气法收集,但图中为向上排气法收集,故错误。
氨气极易溶于水,用干燥管进行氨气的吸收装置,可以防止倒吸。
C.二氧化硫的密度比空气大,用向上排气法收集,二氧化硫和氯化钙不反应,能用氯化钙干燥,二氧化硫能与氢氧化钠反应,使用干燥管能防止倒吸,故正确;D.一氧化氮不能用排空气法收集,也不能用氢氧化钠吸收,故错误。
5.利用下列装置可以完成的实验组合是
6.下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是
A.配制溶液
B.制取收集干燥氨气
C.除去粗盐中的不溶物
D.观察Fe(OH)2的生成
【答案】D
【解析】A.配制溶液定容时,在距离刻度线1-2cm时,要用胶头滴管滴加,直到液体的凹液面与刻度线相切,故A项错误;B.氨气的密度小于空气,应该用向下排空气法收集,导气管应该伸入到小试管底部,故B项错误;C.玻璃棒要轻轻抵在三层滤纸一侧,漏斗颈尖端靠于烧杯的内壁上,为了防止液体飞溅,故C项错误;D.由于Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3,因而要观察Fe(OH)2的生成需要用植物油隔绝空气防止其被氧化,故D项正确。
7.如图所示装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述中不正确的是
A.若A为醋酸,B为贝壳(粉状),C为澄清石灰水溶液,则C中溶液变浑浊
B.实验中仪器D可起到防倒吸的作用
C.若A为浓盐酸,B为锌粒,C中盛滴有酚酞的NaOH溶液,则C中溶液褪色
D.若A为双氧水,B为MnO2,C中的NaOH溶液,D为防倒吸装置
【答案】D
8.用下图所示装置进行实验,将少量液体甲逐滴加入到固体乙中,试管中试剂为丙,则下表中现象与结论均正确的是
选项
甲
乙
丙
试管中现象
A
浓盐酸
二氧化锰
石蕊溶液
先变红后褪色
B
浓氨水
生石灰
A1Cl3溶液
先沉淀后消失
C
醋酸
碳酸钙
BaC12溶液
变浑浊
D
浓硝酸
铜
水
试管口出现红棕色
【答案】D
9.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,KMnO4可用于吸收H2S),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过氧化氢反应制备氧气
【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.由于二氧化锰是粉末状,不是块状固体,所以不能用于二氧化锰与过氧化氢反应制备氧气,D错误。
答案选B。
10.下列气体的制备原理或装置不正确的是
选项
制取气体
反应原理
A
Cl2
Ca(ClO)2+4HCl(浓)
CaCl2+2H2O+2Cl2↑
B
HBr
NaBr+H3PO4
NaH2PO4+HBr↑
C
H2S
Na2S+H2SO4(浓)
H2S↑+Na2SO4
D
NO2
Cu+4HNO3(浓)
Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
【答案】C
11.实验室里可按如图装置来干燥、收集气体R,多余的气体R可用水吸收,则R是
A.HClB.N2C.COD.NH3
【答案】D
【解析】A项,HCl的密度大于空气密度,用瓶收集时应“长进短出”,图中装置为“短进长出”,故不选A项;B项,N2的密度略小于空气密度,不能用排空气法进行收集,且氮气没有毒,不用收集多余的氮气,故不选B项;C项,CO密度与空气密度相近,不宜用排空气法收集,且在水中溶解度很小,与水也不反应,不能用水收集多余CO,故不选C项;D项,NH3属于碱性气体,可用碱石灰干燥,密度比空气小,用瓶收集时“短进长出”,且在水中溶解度很大,则可用水吸收多余的NH3,故选D项。
12.用下图装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是( )
气体
a
b
c
A
NO2
浓硝酸
铜片
NaOH溶液
B
SO2
浓硫酸
Cu
酸性KMnO4溶液
C
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
D
O2
双氧水
MnO2
浓硫酸
【答案】D
13.用下图实验装置制取干燥的气体正确的是
A
B
C
D
大理石与盐酸
锌粒与稀硫酸
双氧水与二氧化锰
二氧化锰与氯酸钾
浓硫酸
浓硫酸
无水氯化钙
浓硫酸
CO2
H2
O2
O2
【答案】A
14.某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。
回答下列问题:
(1)选用如图所示装置及药品制取CO2。
打开弹簧夹,制取CO2。
为了得到干燥.纯净的CO2,产生的气流应依次通过盛有_________的洗气瓶(填试剂名称)。
反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是____________________________。
不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是______________________________。
(2)金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:
步骤
现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。
充分反应,放置冷却
产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡.过滤
滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红:
向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。
据此推断,白色物质的主要成分是________(填标号)。
A.Na2OB.Na2O2C.NaOHD.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。
据此推断黑色固体是________________。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为_______________________。
【答案】饱和NaHCO3溶液、浓硫酸产生的气体使干燥管内液面降低,与碳酸钙脱离接触,反应停止生成的硫酸钙微溶,附着在碳酸钙表面,阻止反应进一步进行D碳(C)4Na+3CO2
2Na2CO3+C
15.NH3及其盐都是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为________。
(2)如图,装置进行NH3性质实验,A、B为体积相等的两个烧瓶。
①先打开旋塞1,B瓶中的现象是___________________________,稳定后,关闭旋塞1;
②再打开旋塞2,B瓶中的现象是___________________________。
(3)为了探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响,限制使用的试剂与仪器为固体NH4Cl,蒸馏水、100mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、PH计、温度计、恒温水浴槽(可控制温度),某同学拟定了如下实验表格:
①该同学的实验目的是探究_____________对溶液中NH4Cl水解程度的影响。
②按实验序号1所拟数据计算NH4Cl水解反应的平衡转化率为___________(只列出算式,忽略水自身电离的影响)。
【答案】ACG产生白色的烟烧杯中的石蕊水溶液会倒流进入B瓶中,且溶液变红温度5.35×10-y×100%
答案是:
温度。
②由题可知,读取的待测物理量pH值为Y,则氢离子的物质的量浓度为10-Ymol/L,溶液的总体积为100mL,NH4Cl的质量为mg,其物质的量为m/53.5mol,故平衡转化率为10-Y×0.1/(m/53.5)=5.35×10-y×100%;综上所述,本题答案是:
5.35×10-y×100%。
16.实验室中的Y形管是一种特殊的仪器,通常与其他仪器组合可以进行某些实验探究。
利用下图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。
回答下列问题:
(1)广口瓶中间那根玻璃管的作用是:
___________________________________。
(2)实验前需要将BaCl2溶液煮沸,其目的是:
________________________。
(3)甲中发生反应的化学方程式为:
____________________________________________。
(4)乙中分别加入一种常用氧化物和一种无色液体,常温下将两者混合可产生一种碱性气体。
该反应的化学方程式为:
____________________________________________。
(5)实验时,先使甲中产生的足量气体通入BaCl2溶液中,始终无沉淀生成。
由此得出的结论是____________________________________________。
(6)向上述(5)实验所得溶液中通入乙产生的气体,产生白色沉淀,请写出发生反应的离子方程式:
______________________________________________。
(7)请指出该实验的一个不足之处:
____________________________________________。
【答案】平衡压强,使甲、乙中的气体可顺利进入BaCl2溶液中排除溶解的O2防止将SO2在溶液中氧化为SO42-而对实验产生干扰Na2SO3+H2SO4(浓)=SO2↑+Na2SO4+H2OCaO+NH3·H2O=Ca(OH)2+NH3↑(或NH3·H2O
NH3↑+H2O)在酸性条件下不能生成BaSO3沉淀SO2+2NH3+H2O+Ba2+=BaSO3↓+2NH4+SO2可能对环境产生污染(或没尾气处理装置)、通NH3时有可能倒吸
=Na2SO4+SO2↑+H2O。
(4)乙中分别加入一种常用氧化物和一种无色液体,常温下将两者混合可产生一种碱性气体,该碱性气体
17.实验室采用如图所示装置制取并收集气体。
(1)写出下列仪器的名称A________B_______C_________
(2)检查反应装置气密性的方法是______
(3)实验室制取氨气的化学方程式是__________
(4)吸收氨气中的水蒸气可用__________
(5)检查氨气是否收集满的方法是(简述操作方法、现象和结论)_______________
【答案】试管酒精灯铁架台将导管没入水中,手握试管,观察到有气泡放出,当手松开后,水进入导管,形成一段水柱,说明装置气密性良好2NH4Cl+Ca(OH)2
CaC12+2NH3↑+2H2O碱石灰用湿润的红色石蕊试纸接近容器口,观察试纸变蓝,证明已满
【解析】
(1)根据仪器的形状确定名称分别为试管、酒精灯、铁架台。
(2)该装置的气密性检查的方法为:
将导管没入水中,手握试管,观察到有气泡放出,当手松开后,水进入导管,形成一段水柱,说明装置气密性良好。
(3)从实验中的试剂分析,用氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙和氨气和水,方程式为:
2NH4Cl+Ca(OH)2
CaC12+2NH3↑+2H2O。
(6).氨气用碱石灰干燥。
(7)氨气溶于水形成氨水,显碱性,遇到红色石蕊试纸变蓝,所以可以用湿润的红色石蕊试纸接近容器口,观察试纸变蓝,证明已满。
18.甲酸(HCOOH)易挥发,熔点为8.6℃,电离常数K=1.8×10-4。
某化学兴趣小组进行以下实验。
Ⅰ.制取一氧化碳
(1)用A图所示装置进行实验。
利用浓硫酸的脱水性,将甲酸与浓硫酸混合,甲酸发生分解反应生成CO,反应的化学方程式是_________________;实验时,不需加热也能产生CO,其原因是_________________。
(2)欲收集CO气体,连接上图中的装置,其连接顺序为:
a→_________(按气流方向,用小写字母表示)。
Ⅱ.一氧化碳性质的探究
资料:
①常温下,CO与PdCl2溶液反应,有金属Pd和CO2生成,可用于检验CO;
②一定条件下,CO能与NaOH固体发生反应:
CO+NaOH
HCOONa
利用下列装置进行实验,验证CO具有上述两个性质。
(3)打开k2,F装置中发生反应的化学方程式为_________;为了使气囊收集到纯净的CO,以便循环使用,G装置的作用是____________,H装置中盛放的试剂是__________。
(4)某同学为了证明E装置中CO与NaOH固体发生了反应,设计下列实验方案:
取固体产物,配成溶液,常温下测该溶液的pH,若pH>7,则证明CO与NaOH固体发生了反应。
经小组讨论,该方案不可行,理由是_________________________________。
(5)某同学为了测定产物中甲酸钠(HCOONa)的纯度,设计如下实验方案:
准确称取固体产物mg配成100mL溶液,取20.00mL溶液,加入指示剂,用cmol·L-1的盐酸标准溶液平行滴定剩余的NaOH三次,平均消耗的体积为VmL。
已知:
三种指示剂的变色范围如下所示。
则指示剂应选用_______,产物中甲酸钠的纯度为________(用含m、c、V的代数式表示)。
【答案】HCOOH
CO↑+H2O浓硫酸与甲酸混合时放出大量的热c→b→e→d→fPdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl除去酸性气体浓硫酸无论CO与NaOH固体是否发生反应,溶液的pH均大于7酚酞
×100%
19.金属铜的冶炼方法较早的为人类掌握,人们用铜合金制造各种青铜器,古代的青铜器表面会有铜锈(碱式碳酸铜)生成,其成分可表示为:
xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O,实验室测定碱式碳酸铜成分的方法有多种。
(1)氢气还原法,请回答如下问题:
①写出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学方程式_________________;
②实验装置用下列仪器连接而成:
ⅰ、B装置的作用_________,装置中的一个明显缺陷,改进方法是_________________。
ⅱ、称取24g某碱式碳酸铜样品进行试验,经数据分析处理,反应得到12.8g残留物,4.4g二氧化碳和7.2g水。
该样品中的结晶水质量为__________g,化学式为________;
(2)某同学认为氢气还原法装置太复杂,提出简化的方法,认为可以只用C、D、E和改进后的装置直接加热碱式碳酸铜分解,你认为是否可行?
请说明理由_________。
【答案】xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+(x+y)H2
(x+y)Cu+xCO2↑+(x+2y+z)H2O除去氢气中的杂质HCl(g)和H2O(g)E后面加一个碱石灰的干燥管1.8CuCO3·Cu(OH)2·H2O不可行,分解生成的气体不能完全被D、E装置吸收
不能完全被D、E装置吸收。
答案为:
不可行,分解生成的H2O(g)、CO2不能完全被D、E装置吸收。
20.结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)图中b仪器的名称:
______________。
(2)用高锰酸钾制取氧气,选用的发生装置是__________。
实验室制取二氧化碳时,如需要E装置干燥二氧化碳,则E装置中应盛放__________,与B装置相比,若用C装置作为制取二氧化碳的发生装置,其优点为_________________。
【答案】长颈漏斗A浓硫酸便于控制反应的开始和停止
21.某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行NH 3的制备、性质等实验。
(1)装置A中的烧瓶内的X固体宜选用_____________(填序号)。
a.消石灰 b.氯化钙 c.五氧化二磷 d.生石灰
烧瓶中制取NH 3的化学方程式为_______________________。
(2)为制取干燥的氨气,可将装置A与下列装置___________(填序号)进行连接。
(3)装置B可用于探究氯气与氨气的反应。
实验时先通过三颈瓶瓶口1通入氨气,然后关闭b活塞,再通过瓶口2通入氯气。
①实验中三颈瓶内出现白烟并在内壁凝结成固体,发生反应的化学方程式为___________________,请设计一个实验方案鉴定该固体中的阳离子____________;
②实验完毕后,观察到三颈瓶内还有黄绿色气体,简述如何处理才能不污染环境___________。
【答案】dNH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑Ⅰ8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2取样品加入试管中,向其中加入少量NaOH溶液,加热,生成的气体在试管口使湿润的红色石蕊试纸变蓝将活塞b打开,氯气即被氢氧化钠溶液吸收
22.某同学设计了测定气体摩尔体积的探究实验,利用氯酸钾分解制O2。
实验步骤如下:
①连接好实验装置,检查装置的气密性;
②把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量试管和药品的总质量为16.0g;
③加热,开始反应,直到不再有气体产生为止;
④测量排入量筒中水的体积为284.3mL,换算成标准状况下氧气的体积为279.0mL;
⑤准确称量试管和残留物的质量为15.6g。
根据上述实验过程,回答下列问题:
(1)如何检查装置的气密性?
______.
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤:
①调整量筒的高度使广口瓶和量筒内的液面高度相同;②使试管和广口瓶内气体都冷却至室温;③读取量筒内液体的体积,这三步操作的正确顺序是___________________________(请填写步骤代号),进行③的实验操作时,若仰视读数,则读取氧气的体积_______________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)实验过程中产生氧气的物质的量是___________________mol;实验测得氧气的气体摩尔体积是____________L/mol(列出算式即可)。
【答案】往广口瓶中注满水,塞紧橡胶塞,按装置图连接好装置,用手将试管底部捂热,若观察到广口瓶中长玻璃管内液面上升,松开手后,过一会儿长玻璃管内的液面下降,则证明该装置不漏气②①③偏小0.012522.32L/mol
23.过氧化钙是一种重要的化工原料,温度在350℃以上容易分解。
利用反应Ca(s)+O2=CaO2(s),在纯氧条件下,制取CaO2的装置示意图如下:
(1)装置A中反应的化学方程式为_________;
(2)装置D中盛有的液体是浓硫酸,其作用一:
____________;二:
___________。
(3)仪器安装后应进行的实验操作:
a.通入氧气 b.检查装置气密性 c.加入药品 d.停止通氧气 e.点燃酒精灯 f.熄灭酒精灯 g.冷却至室温,正确的操作顺序为_____________。
(4)钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca3N2),同时可能生成过氧化钙。
请利用下列试剂,设计试验检验钙的燃烧产物中是否含有过氧化钙____________________。
(简要说明现象和结论)(限选试剂:
酸化的FeCl2溶液、KSCN溶液、稀硝酸)
【答案】2H2O2
2H2O+O2↑(或2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑)观察氧气的流速防止空气进入C装置影响产品纯度bcaefgd取样品少许于试管中,加入酸化的FeCl2溶液溶解后,滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则说明样品中含有过氧化钙
24.草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热易脱水、升华,170℃以上分解。
常温下它的电离常数K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。
回答下列问题:
(1)查阅资料知:
草酸晶体175℃分解成CO2、CO、H2O,请写出草酸晶体分解的化学反应方程式:
_____。
(2)请用下列的装置(图中加热装置已略去)分解草酸晶体以制备少量CO气体,最佳的连接顺序为:
________。
(填字母序号)
(3)设计实验证明草酸为弱酸的方案及其现象均正确的有_____________(填序号)。
A.室温下,测0.1mol/L的H2C2O4溶液与H2SO4溶液的pH,硫酸溶液的pH比草酸的小;
B.室温下,取pH=3的H2C2O4溶液稀释100倍后,测其pH<5;
C.标况下,取0.10mol/L的H2C2O4溶液100mL与足量锌粉反应,收集到H2体积为224mL。
(4)现需要配制900mL1mol/L的草酸溶液。
①需要的仪器有托盘天平(带砝码)、钥匙、烧杯、量筒、胶头滴管、_________、__________(填仪器名称)。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是__________。
(填字母)
A.称量时用了生锈的砝码
B.容量瓶未干燥即用来配制溶液
C.H2C2O4·2H2O晶体失去了部分结晶水
D.定容时,仰视刻度线
E.定容后塞上瓶塞