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
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