届高考化学江苏专用一轮专题突破训练2 常见气体的实验室制法及其性质探究.docx
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届高考化学江苏专用一轮专题突破训练2常见气体的实验室制法及其性质探究
常见气体的实验室制法及其性质探究
（建议用时：
35分钟）
1．（2019·郑州模拟）用如图装置制取并收集气体，对应的装置和试剂均正确的是（ ）
Ⅲ中收集气体
Ⅰ中试剂a、b
Ⅱ中试剂c
Ⅳ中试剂d
A
SO2
稀硫酸与铜片
浓硫酸
NaOH溶液
B
Cl2
浓盐酸与二氧化锰
饱和氯化钠溶液
NaOH溶液
C
HBr
浓硫酸与溴化钠
浓硫酸
水
D
CO
甲酸与浓硫酸
浓硫酸
酸性KMnO4
溶液
B [铜与稀硫酸不反应，A项错误；浓盐酸与二氧化锰在加热条件下可发生反应：
MnO2＋4HCl（浓）
MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，制取的Cl2中含有的HCl气体可通过饱和食盐水除去，由于氯气的密度大于空气的密度，可用向上排空气法收集氯气，由于氯气有毒，需用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气，B项正确；浓硫酸具有强氧化性，能将HBr氧化为Br2，因此制取和干燥HBr时均不能用浓硫酸，C项错误；CO与酸性高锰酸钾溶液不反应，故不能用酸性高锰酸钾溶液吸收多余的CO气体，CO相对分子质量与空气的相近，不能用排空气法收集，D项错误。
]
2．Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。
利用如图装置可以探究SO2能否与BaCl2溶液反应生成BaSO3沉淀。
下列判断正确的是（ ）
A．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应
B．使用Y形管甲时，应将Na2SO3固体转移到浓硫酸中
C．Y形管乙中产生的为氧化性气体，将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
D．Y形管乙中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
D [玻璃管的作用是连通大气，平衡气压，以便左右两边产生的气体顺利导入BaCl2溶液中，A项错误；使用Y形管甲时，应将浓硫酸转移到Na2SO3固体中，B项错误；SO2与BaCl2不反应，氧化性气体能将溶液中的SO
氧化为SO
，而不是将BaSO3氧化为BaSO4，C项错误。
]
3．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。
]
4．（2019·惠州模拟）某研究小组用下图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验（夹持装置已略去）。
（1）配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在______中，再加水稀释，这样操作的目的是_____________________________。
（2）通入足量SO2时，装置C中观察到的现象为_____________。
（3）根据以上现象，该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式__________________________
________________________________________________________________。
②请设计实验方案检验装置C中有Fe2＋生成_________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③该小组同学向装置C反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO
，该做法____________（填“合理”或“不合理”），理由是_________________________________________________
________________________________________________________________。
（4）装置D中倒置漏斗的作用是______________。
（5）为了验证SO2具有还原性，实验中可以代替FeCl3的试剂有________（填字母）。
a．浓硫酸 b．酸性KMnO4溶液
c．碘水d．NaCl溶液
[解析]
（1）配制FeCl3溶液时，为了抑制Fe3＋水解，需先把FeCl3晶体溶解在浓盐酸中，再加水稀释。
（2）SO2通入FeCl3溶液中时，SO2表现出还原性，能将Fe3＋还原为Fe2＋，则装置C中观察到的现象为溶液由棕黄色变为浅绿色。
（3）①根据上述分析可知，装置C中发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO
＋4H＋＋2Fe2＋。
②检验装置C中有Fe2＋生成的方法为取少量C中反应后的溶液于试管中，滴加酸性KMnO4溶液，现象为KMnO4溶液褪色时说明含有Fe2＋，反之无Fe2＋。
或取少量C中反应后的溶液于试管中，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，现象为产生蓝色沉淀时说明含有Fe2＋，反之无Fe2＋。
③加入的HNO3能将溶解的SO2氧化为H2SO4，会干扰实验，故该做法不合理。
（4）装置D中倒置漏斗能将SO2尾气充分吸收，且能防止溶液倒吸。
（5）要验证SO2具有还原性，应选择具有较强的氧化性的试剂，且实验过程中有明显的实验现象，b、c项试剂均可代替FeCl3溶液。
[答案]
（1）浓盐酸 抑制氯化铁水解
（2）溶液由棕黄色变为浅绿色
（3）①2Fe3＋＋SO2＋2H2O===SO
＋4H＋＋2Fe2＋
②取少量C中反应后的溶液于试管中，向其中滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，说明有Fe2＋，若不褪色，说明没有Fe2＋（合理即可）
③不合理 硝酸可以将溶解的SO2氧化为H2SO4，干扰实验
（4）使气体被充分吸收；防止溶液倒吸
（5）bc
5．（2019·桂林模拟）现用下列装置（仪器可重复使用）制备PH3，并证明PH3具有强还原性和热不稳定性。
已知：
①标准状况时，PH3是一种无色、微溶于水、有剧毒的气体，具有强还原性，在空气中能自燃；
②白磷（P4）常温下为白色或黄色蜡状固体，不溶于水，在空气中易自燃；
③乙醚是一种易挥发的液体，沸点为34.6℃，能溶解白磷。
（1）仪器m的名称为________，装置C名称为________。
（2）实验室用白磷与NaOH浓溶液反应生成NaH2PO2的同时制得PH3，反应的化学方程式为_____________________________________________________
________________________________________________________________。
（3）用装置A制取PH3，实验前，在仪器n中加入适量的乙醚和白磷并微热，然后才滴入浓NaOH溶液。
实验前先微热的目的是________________________
________________________________________________________________。
（4）将A、C、E依次相连，按照（3）中操作滴入浓NaOH溶液后，同时点燃E处导出的气体，若装置C中溶液黄色变浅，同时得到白色蜡状固体，说明PH3具有______性，装置C中发生的化学反应方程式为_______________________，点燃E处气体的目的为____________________________________________
________________________________________________________________。
（5）将以上装置组合以证明PH3受热已分解，并验证PH3受热分解的气体产物，则仪器连接顺序为A→________→D→________→________→E（在“→”之间的空白处填写装置编号）。
能证明PH3分解的气体产物的现象是________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]
（2）NaH2PO2中磷元素为＋1价，PH3中磷元素为－3价，根据得失电子守恒，可得到反应方程式为P4＋3NaOH（浓）＋3H2O
3NaH2PO2＋PH3↑。
（3）乙醚易挥发，实验前微热可生成乙醚蒸气除去装置中的空气，防止P4和PH3自燃。
（4）C中溶液黄色变浅，即Fe3＋被还原，可证明PH3有还原性；得到白色蜡状固体即生成P4，化学方程式为6Fe2（SO4）3＋4PH3===P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4。
（5）先由A装置生成PH3，在B装置加热分解，再将产物通过D装置冷却得到P4，然后第一次通过装置C除去PH3，第二次通过装置C检验PH3是否完全除去，然后检验生成的氢气；证明分解生成的是氢气，需先看到第二次通过装置C的溶液不褪色，然后点燃E处气体火焰呈蓝色。
[答案]
（1）分液漏斗 洗气瓶
（2）P4＋3NaOH（浓）＋3H2O
3NaH2PO2＋PH3↑
（3）排除装置中的空气，防止P4和PH3自燃
（4）还原 6Fe2（SO4）3＋4PH3===P4↓＋12FeSO4＋6H2SO4 防止有毒气体PH3泄漏，污染空气
（5）B C C 第二瓶C中溶液不褪色，点燃E处气体，火焰呈蓝色
6．（2019·湖南各校联考）氯酸钾是一种重要的氧化剂，受热易分解。
为充分利用资源，变废为宝，实验室以电石渣[主要成分为Ca（OH）2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：
回答下列问题：
（1）加热下氯化过程发生反应的化学方程式为_________________________
________________________________________________________________。
（2）用如图装置制备Cl2，为保证氯化过程中Cl2反应充分，制Cl2时应采取的措施是___________________________________________________________
________________________________________________________________，
导气口n后所连接装置合适的是________。
（3）操作2包含一系列实验操作，主要为________→降温结晶→过滤→洗涤→低温干燥。
（4）如图是制备过程中处理尾气的部分装置。
①B中溶液为______________。
②A中装有蒸馏水，查阅资料可知次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl－。
请设计实验方案测定A中氯元素含量________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]
（1）加热下氯化过程发生反应的化学方程式为6Cl2＋6Ca（OH）2
Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O。
（2）为保证氯化过程中Cl2反应充分，可通过控制该装置中滴液漏斗的活塞来控制加入浓盐酸的速率，从而控制Cl2的产生速率，导气口n后应连接c或d装置。
（3）从后续“降温结晶”可知之前的操作为“蒸发浓缩”。
（4）①用碱性溶液吸收Cl2，故B中可盛装NaOH溶液。
②Cl2部分溶于蒸馏水生成HClO和HCl，要测定A中氯元素的含量，首先需将HClO、Cl2还原为Cl－，再加入AgNO3溶液，通过测定生成的AgCl的量来测定氯元素含量，因Ag2SO4为沉淀，FeCl2会引入氯元素，干扰实验结果，故应选用H2O2进行还原。
[答案]
（1）6Cl2＋6Ca（OH）2
Ca（ClO3）2＋5CaCl2＋6H2O
（2）控制活塞将浓盐酸缓慢而均匀地滴入三颈烧瓶中 cd （3）蒸发浓缩 （4）①氢氧化钠溶液 ②量取一定量A中溶液于试管中，加入足量的H2O2溶液，充分振荡；加热除去过量的H2O2，冷却，再加入足量的硝酸银溶液，过滤、洗涤沉淀，干燥后称量沉淀质量
7．（2019·黄冈模拟）某校化学兴趣小组在实验室模拟工业制备硫氰化钾（KSCN）。
实验装置如图：
实验步骤如下：
（1）制备NH4SCN溶液：
CS2＋2NH3
NH4SCN＋H2S。
该反应比较缓慢。
①实验前，应进行的操作是________________。
三颈烧瓶内盛有CS2、水和催化剂，三颈烧瓶的下层液体CS2必须浸没导气管口，目的是________________________________________________________________。
②实验开始时，打开K1，加热装置A、D，缓缓地向装置D中充入气体，装置A中的物质是____________________（以化学式表示），装置C的作用可能是____________________。
（2）制备KSCN溶液：
移去A处的酒精灯，关闭K1，打开K2，利用耐碱分液漏斗边加液边加热，则此时装置D中发生反应的化学方程式是_______________________________________________。
（3）制备KSCN晶体：
先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压蒸发浓缩、________、过滤、干燥，得到硫氰化钾晶体。
[解析]
（1）①对于有气体参与的实验过程，实验前应进行装置的气密性检查。
制备NH4SCN是利用NH3和CS2的反应，三颈烧瓶的下层液体CS2浸没导气管口，可使NH3和CS2充分接触，又由于NH3易溶于水，下层液体CS2浸没导气管口还可防止发生倒吸。
②装置A为NH3的发生装置，通过加热固体制备氨气，故装置A中反应物为NH4Cl、Ca（OH）2。
可通过观察装置C中气泡速率来控制加热温度，从而控制氨气的流速。
（2）D中NH3和CS2反应生成NH4SCN，向三颈烧瓶中滴入KOH溶液并进行水浴加热，NH4SCN和KOH发生反应：
NH4SCN＋KOH
KSCN＋NH3↑＋H2O。
（3）由KSCN溶液得到KSCN晶体的操作为减压蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，干燥。
[答案]
（1）①检查装置的气密性 使反应物充分接触、防止发生倒吸 ②NH4Cl、Ca（OH）2 观察气泡速率、控制加热温度
（2）NH4SCN＋KOH
KSCN＋NH3↑＋H2O
（3）冷却结晶
8．（2019·成都模拟）三氯化硼的熔点为－107.3℃，沸点为12.5℃，易水解生成硼酸（H3BO3），可用于制造高纯硼、有机合成催化剂等。
实验室制取三氯化硼的原理为B2O3＋3C＋3Cl2
2BCl3＋3CO。
（1）甲组同学拟用下列装置制取纯净干燥的氯气（不用收集）。
①装置B中盛放的试剂是__________，装置C的作用是________________________。
②装置A中发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
（2）乙组同学选用甲组实验中的装置A、B、C和下列装置（装置可重复使用）制取BCl3并验证反应中有CO生成。
①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为
A→B→C→G→________→________→________→________→F→D→I。
②能证明反应中有CO生成的现象是
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
③开始实验时，先点燃________（填“A”或“G”）处的酒精灯。
④硼酸是一元弱酸，其钠盐化学式为Na[B（OH）4]，则硼酸在水中电离方程式是________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]
（1）①高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯气，因盐酸易挥发，制得的氯气中混有HCl和水蒸气，常用饱和食盐水除去氯气中的HCl，然后用浓硫酸除去水蒸气。
②装置A中发生的反应方程式为2KMnO4＋16HCl（浓）===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，则离子方程式为2MnO
＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O。
（2）①从C中出来的纯净干燥的氯气与三氧化二硼和C反应生成BCl3和CO，BCl3沸点低，E中用冰水冷凝BCl3，从E中出来的气体有CO和过量的Cl2。
检验CO原理是将其通过灼热的CuO，检验生成的二氧化碳，因氯气能和澄清石灰水反应，所以气体通过CuO前应将过量的氯气除去；除去氯气用NaOH溶液，为避免BCl3水解，E后连接无水氯化钙；气体通过NaOH溶液除去氯气后，CO中仍混有水蒸气，通入CuO前应用无水氯化钙除去水蒸气，所以合理顺序为E→H→J→H。
②CO还原CuO生成Cu和二氧化碳，证明有CO生成的现象是F中黑色粉末变红，D中澄清石灰水变浑浊。
③实验开始时，应先点燃A处的酒精灯，产生氯气，排净装置中的空气，防止CO与空气混合加热发生爆炸。
④由硼酸的钠盐可知硼酸在水溶液中形成的酸根是[B（OH）4]－，H3BO3在水中电离方程式为H3BO3＋H2O
[B（OH）4]－＋H＋。
[答案]
（1）①饱和食盐水 干燥氯气 ②2MnO
＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O
（2）①E H J H ②装置F中黑色粉末变为红色，装置D中澄清石灰水变浑浊 ③A ④H3BO3＋H2O
[B（OH）4]－＋H＋
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