高三化学一轮复习 第10章 第3节 课时分层训练32.docx

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高三化学一轮复习第10章第3节课时分层训练32

课时分层训练（三十二）　

气体的实验室制法和性质探究

A组　专项基础达标

（建议用时：

30分钟）

1．（2017·石家庄模拟）下列实验方案不能达到相应实验预期目的的是（　　）

③　　　　　　　④

A．①用铜和浓硝酸制取少量NO2

B．②比较S、C、Si的非金属性

C．③验证HCl溶解性

D．④用于吸收NH3尾气，并防止倒吸

A　[A项，NO2不能用排水法收集，因为NO2与H2O反应。

]

2．（2016·江苏高考）根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤。

下列图示装置和原理能达到实验目的的是（　　）

A．制取氨气　B．制取NaHCO3

C．分离NaHCO3　D．干燥NaHCO3

C　[A项中，制取NH3应用Ca（OH）2和NH4Cl固体加热，A不正确；B项中，CO2气体应长管进、短管出，B不正确；C项中，析出的NaHCO3晶体用过滤的方法分离，C正确；D项中NaHCO3应低温烘干，不能直接加热，易发生反应2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O，D不正确。

]

3．（2014·天津高考）实验室制备下列气体时，所用方法正确的是（　　）

A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置

B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体

C．制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体

D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气

A　[Na2O2、H2O2制取O2的反应分别为2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、2H2O2

2H2O＋O2↑，均可选取固体与液体在不加热条件下制取气体的装置，A正确。

Cl2通过饱和NaHCO3溶液时产生CO2气体，应先用饱和NaCl溶液除去HCl，再用浓硫酸进行干燥，B错误。

乙烯难溶于水，其密度小于空气，故可采用排水法或向下排空气法收集乙烯，但由于乙烯与空气的密度相差不大，故采用向下排空气法收集到的乙烯不纯净，C错误。

用水吸收NO2尾气时，发生的反应为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，同时产生污染性气体NO，常用NaOH溶液吸收NO2，D错误。

]

4．用如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

石蕊试液

先变红后褪色

B

浓氨水

生石灰

AlCl3溶液

先沉淀后消失

C

醋酸

碳酸钙

BaCl2溶液

变浑浊

D

浓硝酸

铜

水

试管口出现红棕色

D　[浓盐酸与二氧化锰制备氯气需要加热，此装置不加热无法制得氯气，A错误；B项制得的氢氧化铝沉淀不溶于氨水，B错误；二氧化碳与BaCl2溶液不反应，无浑浊出现，C错误；浓硝酸与铜反应产生二氧化氮，二氧化氮与水反应产生一氧化氮，一氧化氮易被氧化为二氧化氮，故试管口出现红棕色，D正确。

]

5．（2017·长春模拟）下列有关实验现象的预测或装置的选用正确的是（　　）

A．用装置（Ⅰ）加热草酸晶体获取某些气体（草酸晶体的熔点101.5℃，分解温度约为150℃）

B．用装置（Ⅱ）进行实验时，酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐褪去

C．用装置（Ⅲ）进行实验时，广口瓶内先有浅红棕色气体出现后又变为无色，且不会产生空气污染

D．用装置（Ⅳ）除去Cl2中的O2

B　[A项，分解前先熔化，流向试管口；B项，浓H2SO4与蔗糖作用生成CO2、SO2；C项，NO不能被H2O吸收，会造成大气污染；D项，Cl2、O2与Cu在加热条件下均会发生反应。

]

6．某学习小组拟利用如图装置制备氮化钙（化学式为Ca3N2，极易与H2O反应）。

下列说法正确的是（　　）

A．打开活塞K通入N2，试管A内有气泡产生，说明装置气密性良好

B．U形管中盛放的干燥剂既可以是碱石灰，也可以是浓硫酸

C．将产物Ca3N2放入盐酸中，只能得到一种盐

D．反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后再关闭活塞K

D　[A项，不能用通气体的方法检验装置气密性；B项，U形管只能装固体；C项，Ca3N2放入盐酸中可得到两种盐CaCl2和NH4Cl。

]

7．（2015·海南高考）工业上，向500～600℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。

现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。

回答下列问题：

（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为______________，

装置B中加入的试剂是____________。

（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取____________。

尾气的成分是____________。

若仍用D的装置进行尾气处理，存在的问题是________。

（3）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是________。

欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先________，再_________。

【解析】　

（1）制取无水氯化铁的实验中，A装置为氯气的制备装置，发生的反应为二氧化锰和浓盐酸共热生成氯化锰、氯气和水，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，装置B的作用是除去氯气中的水蒸气，故B中加入的试剂是浓硫酸。

（2）根据题给信息知制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取HCl；尾气的成分是HCl和H2；若仍用D的装置进行尾气处理，氯化氢气体极易溶于水，氢气与氢氧化钠溶液不反应，则存在的问题是发生倒吸、可燃性气体H2不能被吸收。

（3）检验FeCl3常用的试剂是KSCN溶液，欲制得纯净的FeCl2，应防止装置中氧气的干扰，在实验操作中应先点燃A处的酒精灯，利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气，再点燃C处的酒精灯。

【答案】　

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　浓硫酸

（2）HCl　HCl和H2　发生倒吸　可燃性气体H2不能被吸收

（3）KSCN溶液　点燃A处的酒精灯　点燃C处的酒精灯

8．（2016·海南七校联盟）三氯化碘（ICl3）在药物合成中用途非常广泛，其熔点：

33℃，沸点：

73℃。

实验室可用如图装置制取ICl3。

（1）仪器a的名称是________。

（2）制备氯气选用的药品为漂白精固体[主要成分为Ca（ClO）2]和浓盐酸，相关反应的化学方程式为____________________________________。

（3）装置B可用于除杂，也是安全瓶，能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象是___________________________。

（4）试剂X为________。

（5）氯气与单质碘反应温度稍低于70℃，则装置D适宜的加热方式为____。

【解析】　

（2）次氯酸钙与浓盐酸可发生氯元素的“归中反应”生成Cl2。

（3）C中发生堵塞时，B中吸滤瓶内压强增大，可将饱和食盐水“压”入长颈漏斗。

（5）低于100℃的反应适宜用水浴加热。

【答案】　

（1）蒸馏烧瓶

（2）Ca（ClO）2＋4HCl（浓）===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O

（3）吸滤瓶中液面下降，长颈漏斗中液面上升

（4）碱石灰

（5）水浴加热

9．（2016·沈阳质检）四氯化钛是生产金属钛及其化合物的重要中间体。

某校化学课外活动小组准备利用下图装置制备四氯化钛（部分夹持仪器已略去）。

资料表明：

室温下，四氯化钛为无色液体，熔点：

－25℃，沸点：

136.4℃。

在空气中发烟生成二氧化钛固体。

在650～850℃下，将氯气通过二氧化钛和炭粉的混合物可得到四氯化钛和一种有毒气体。

回答下列问题：

（1）检查该装置气密性的方法是_______________________________。

（2）A装置中分液漏斗上方的胶皮管的作用是__________。

（3）实验中B装置中选用的试剂为________，该装置的作用是_________。

（4）写出D中物质制备的化学方程式______________________________；

写出四氯化钛在空气中发烟的化学方程式_________________________。

（5）E处球形冷凝管的作用是__________________________，

该装置冷却水应从________（填“c”或“d”）口通入。

（6）仪器F中盛装的物质是________。

（7）该实验设计略有缺陷，请指出其不足之处______________________。

【解析】　

（1）检查装置气密性时可以在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好。

（2）A装置中分液漏斗上方的胶皮管的作用是平衡气压，有利于液体顺利滴下。

（3）装置B中选用的试剂为饱和食盐水，其作用是洗去Cl2中的HCl气体，并用作安全瓶。

（4）在D中制备TiCl4，反应的化学方程式为TiO2＋2Cl2＋2C

TiCl4＋2CO。

四氯化钛在空气中发烟生成二氧化钛，化学方程式为TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑。

（5）冷凝管的作用是冷凝回流，冷却水从c口通入。

（6）F的作用是避免空气中的水蒸气进入反应装置，所盛装的物质是碱石灰。

（7）该实验设计的不足之处为没有对CO进行尾气处理。

【答案】　

（1）在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，关闭活塞b，微热A装置中的烧瓶，若导管a中的液面上升一定的高度，则气密性良好（或在B中加入蒸馏水至浸没玻璃导管a的下端，F处连接导气管并将尾端放到水槽中，微热A装置中的烧瓶，水槽中导气管的尾端有气泡冒出，停止加热，倒吸一段水柱，则气密性良好）

（2）平衡气压，有利于液体顺利滴下

（3）饱和食盐水　洗去Cl2中的HCl气体，并用作安全瓶（或用作平衡气压的安全装置，或用作防堵塞的安全装置）

（4）TiO2＋2Cl2＋2C

TiCl4＋2CO　TiCl4＋2H2O===TiO2＋4HCl↑

（5）冷凝回流　c

（6）碱石灰

（7）没有对CO进行尾气处理

B组　专项能力提升

（建议用时：

20分钟）

10．（2017·济南六校联考）溴单质具有广泛的工业价值，查阅资料知：

Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。

某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，主要实验装置（夹持装置略去）及操作步骤如下：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向A中缓慢通入Cl2至反应结束；

②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；

③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO2；

④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl2；

⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。

请回答：

（1）判断步骤①中反应已经结束的最简单方法为_____________。

（2）步骤②中鼓入热空气的作用为_________________；

步骤③B中发生的主要反应的离子方程式为__________________。

（3）综合分析步骤①、②、③和④，这四步操作的最终目的为__________。

（4）此实验中尾气可用________（填选项字母）吸收处理。

a．水　　　　　　　　　B．浓硫酸

c．NaOH溶液D．饱和NaCl溶液

（5）步骤⑤中，蒸馏用到的玻璃仪器除酒精灯、温度计、尾接管、锥形瓶外，还有________和________；要达到提纯溴的目的，操作中应控制的关键条件为______________________________________________________。

（6）若直接连接A与C，进行步骤①和②，充分反应后，向锥形瓶中滴加稀硫酸，再经步骤⑤，也能制得液溴。

滴加稀硫酸之前，C中反应生成了NaBr、NaBrO3等，该反应的化学方程式为__________________________________。

（7）与B装置相比，采用C装置的优点为_____________________________。

【解析】　

（1）A中通入氯气，发生反应Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，当A中液面上方出现黄绿色气体时，反应已经结束。

（2）鼓入热空气的目的是使A中生成的Br2随空气流入B中。

B中通入的SO2与Br2发生反应：

Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO

。

（3）由步骤①到步骤④的目的是富集溴。

（4）尾气为Cl2（或含SO2、Br2），可用NaOH溶液吸收。

（5）蒸馏还需要的玻璃仪器为冷凝管、蒸馏烧瓶。

欲提纯溴，需要用温度计控制温度，收集59℃时的馏分。

（6）反应物为Br2和Na2CO3，生成物为NaBr、NaBrO3和CO2，反应为3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑。

（7）应从操作难易、经济、环保等方面考虑。

装置C操作简单、污染小。

【答案】　

（1）A中液面上方出现黄绿色气体　

（2）使A中生成的Br2随空气流入B中　Br2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO

　（3）富集溴　（4）c　（5）冷凝管（或冷凝器）　蒸馏烧瓶　控制温度计温度，并收集59℃时的馏分　（6）3Br2＋3Na2CO3===5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑　（7）操作简单、污染小

11．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。

某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。

请回答下列问题：

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_______________________

（填仪器接口的字母编号）。

（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：

检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。

A．加热反应一段时间

B．收集气体并检验其纯度

C．关闭分液漏斗活塞

D．停止加热，充分冷却

（3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。

该同学据此判断，上述实验确有CaH2生成。

①写出CaH2与水反应的化学方程式________________________；

②该同学的判断不准确，原因是______________________________。

（4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象__________________________________________。

（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是____。

【解析】　本题主要考查制取氢化钙的实验步骤、实验装置的连接以及氢化钙的鉴别与用途，意在考查考生的实验操作、探究能力。

（1）用盐酸和锌反应制取氢气，再与钙反应得氢化钙，其中通氢气前要除去杂质HCl并干燥除去水，制取氢化钙的装置要与盛有无水氯化钙的干燥管连接，从而防止空气中的水蒸气与其反应。

（2）首先收集氢气并验纯，然后加热反应，最后关闭活塞。

（3）氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式为CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑，金属钙与水反应也生成氢氧化钙和氢气。

（4）区别金属钙和氢化钙，可根据氢化钙中含有氢元素，让其燃烧生成水，并用无水硫酸铜来检验。

【答案】　

（1）i→e，f→d，c→j（或k），k（或j）→a

（2）BADC

（3）①CaH2＋2H2O===Ca（OH）2＋2H2↑

②金属钙与水反应也有类似现象

（4）取适量氢化钙，在加热条件下与干燥的氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管中，观察到固体由白色变为蓝色；取钙做类似实验，观察不到固体由白色变为蓝色

（5）氢化钙是固体，携带方便