2024年高考化学一轮复习（新高考版）第5章第29讲　常见气体的实验室制备、净化和收集_05高考化学_2024年新高考资料_1.2024一轮复习_2024年高考化学一轮复习讲义（新人教新高考版）

第 29 讲 常见气体的实验室制备、净化和收集 [复习目标] 1.了解常见气体的制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设 计实验流程。 1．气体制备实验的基本思路 2．重要气体的发生装置 依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类： (1)固体＋固体――→气体 制备气体：O、NH 、CH 等。 2 3 4 (2)固体＋液体(或液体＋液体)――→气体 制备气体：Cl、C H 等。 2 2 4 (3)固体＋液体(不加热)―→气体 制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。 3．常见气体典型制备装置举例(1)Cl 的实验室制备 2 (2)SO 的实验室制备 2 (3)NH 的实验室制备 3 4．气体的除杂方法 (1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、 还原性。 除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除 的杂质气体。 (2)气体干燥净化装置 类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热 装置图 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 浓HSO 2 4 常见 Cu、CuO、Mg (酸性、强 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 试剂 等 氧化性)当CO 中混有O 杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O，除杂试剂是Cu粉。 2 2 2 5．气体的收集方法 收集 收集气体 可收集的 收集装置 方法 的类型 气体(举例) 难溶于水或微溶于水，且 O、H、NO、 2 2 排水法 不与水反应的气体 CO等 向上排 密度大于空气且不与空气 Cl、SO 、 2 2 空气法 中的成分反应 NO 、CO 2 2 排空 气法 向下排 密度小于空气且不与空气 H、NH 2 3 空气法 中的成分反应 6.集气装置的创新——排液集气装置 (1)装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H、O 等。若将广口瓶中的液体 2 2 更换，还可以收集以下气体。 ①饱和食盐水——收集Cl。 2 ②饱和NaHCO 溶液——收集CO。 3 2 ③饱和NaHS溶液——收集HS。 2 ④四氯化碳——收集HCl或NH 。 3 (2)装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到气 体。 7．尾气处理的原因、方法及装置 (1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸 等灾害。 (2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒 气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。 (3)尾气处理装置(见下图a、b、c)①实验室制取Cl 时，尾气的处理可采用b装置。 2 ②制取CO时，尾气的处理可采用a、c装置。 ③制取H 时，尾气的处理可采用a、c装置。 2 8．防倒吸装置 肚容式 分液式 1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。 2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。一、气体的制备、净化和收集 1．根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是 图2)，其中能完成相应实验目的的是( ) 实验目的、试剂和操作 选项 a中的物质 b中的物质 实验目的 c中的物质 进气方向 收集贮存 A 稀硝酸 Cu 水 N→M NO 检验SO 的 2 B 浓硝酸 NaSO 品红溶液 M→N 2 3 氧化性 收集贮存氨 饱和NH Cl 4 C 浓氨水 碱石灰 N→M 气 溶液 检验Cl 的 2 D 浓盐酸 MnO NaS溶液 M→N 2 2 氧化性 答案 A 解析 稀硝酸和Cu反应生成NO，NO不溶于水，不与水反应，用排水法收集 NO，进气方 向是N→M，故A符合题意；浓硝酸具有强氧化性，与NaSO 反应生成硫酸盐和NO 气体， 2 3 2 因此无法检验SO 的氧化性，故B不符合题意；由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和 2 NH Cl溶液，不能用排饱和NH Cl溶液的方法来收集氨气，故C不符合题意；二氧化锰和 4 4 浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，因此不能产生氯气，故D不符合题意。 2．根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是( )A．制备收集C H：连接a→c→g 2 4 B．制备收集NO：连接b→c→e→d C．制备收集NH ：连接b→d→e→c 3 D．制备收集Cl：连接a→f→c→e→d 2 答案 D 解析 制备C H 没有控制温度的温度计，A错误；NO与O 反应，不能用排空气法收集，B 2 4 2 错误；浓硫酸吸收多余的NH ，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去HCl气体，浓硫酸吸 3 收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl，D正确。 2 二、气体制备装置的改进与创新 3．制备适量SO ，利用如图装置设计实验比较HSO 、HCO 和HSiO 的酸性强弱，并探究 2 2 3 2 3 2 3 SO 的化学性质，下列说法错误的是( ) 2 A．试剂Y是品红溶液，用来检验产物是SO 2 B．试剂Z是NaOH溶液，用来处理尾气 C．溴水褪色，证明SO 具有还原性 2 D．试剂X可以是酸性高锰酸钾溶液 答案 A 解析 由图可知，打开a、关闭b时，SO 与碳酸钠溶液反应生成CO ，试剂X为酸性高锰 2 2 酸钾溶液，可除去过量的SO ，试剂Y为品红溶液，可检验SO 是否除尽，然后CO 与硅酸 2 2 2 钠溶液反应生成硅酸沉淀，可比较二者酸性强弱；关闭a、打开b时，二氧化硫与溴水发生 氧化还原反应生成硫酸和HBr，反应中二氧化硫作还原剂，具有还原性，试剂Z为NaOH溶 液，在反应中可用于吸收尾气，以此解答。 4．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是( )答案 D 解析 A、B、C可以利用压强差控制反应；D没有隔离板，所以不能控制反应的发生与停 止。 5．Ca N 是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的 3 2 是( ) A．装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸 B．C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH =====Ca N＋3H 3 3 2 2 C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯 D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置 答案 D 解析 氨气易溶于水、极易与酸反应，装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A正确； C中硬质玻璃管中NH 和Ca反应生成Ca N 和H ，故B正确；实验过程中，先启动装置A 3 3 2 2 处反应，排尽装置中的空气，一段时间后再点燃装置 C处酒精灯，故C正确；装置E中氯 化钙带有结晶水，失去吸水作用，故D错误。 6．[2021·天津，15(1)(2)(3)(4)]某化学小组同学利用一定浓度的HO 溶液制备O。 2 2 2 该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)(1)甲装置中主要仪器的名称为____________________________。 (2)乙装置中，用粘合剂将MnO 制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打 2 开活塞K，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H O 溶液至__________________________。 1 2 2 欲使反应停止，关闭活塞K 即可，此时装置中的现象是_______________________________ 1 ________________________________________________________________________。 (3)丙装置可用于制备较多O ，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大， 2 安全管中的现象是______________________，此时可以将铂丝抽离HO 溶液，还可以采取 2 2 的安全措施是______________________________。 (4)丙装置的特点是______________(填序号)。 a．可以控制制备反应的开始和结束 b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率 c．与乙装置相比，产物中的O 含量高、杂质种类少 2 答案 (1)分液漏斗、锥形瓶 (2)刚好没过MnO 固体 试管内的HO 溶液被压入长颈漏斗中，与MnO 分离 2 2 2 2 (3)液面上升 打开弹簧夹K (4)ab 2 解析 (1)根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶。(2)乙装置是 启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将 MnO 制成团，放在 2 多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K ，经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% 1 HO 溶液至刚好没过MnO 固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止， 2 2 2 关闭活塞K ，此时由于气体还在产生，使容器内压强增大，可观察到试管内的 HO 溶液被 1 2 2 压入长颈漏斗中，与MnO 分离。(3)丙装置用圆底烧瓶盛装HO 溶液，可用于制备较多 2 2 2 O ，催化剂铂丝可上下移动，可以控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大，HO 2 2 2 溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂 丝抽离HO 溶液，使反应速率减慢，还可以打开弹簧夹K ，使烧瓶内压强降低。(4)催化剂 2 2 2 铂丝可上下移动，可以控制制备反应的开始和结束，a正确；催化剂与液体接触的面积越大， 反应速率越快，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，b正确；丙装置用 圆底烧瓶盛装HO 溶液，与乙装置相比，可用于制备较多O，但产物中的O 含量和杂质种 2 2 2 2 类和乙中没有区别，c错误。 1．(2022·北京，10)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生 成的是( )a中反应 b中检测试剂及现象 A 浓HNO 分解生成NO 淀粉-KI溶液变蓝 3 2 B Cu与浓HSO 生成SO 品红溶液褪色 2 4 2 C 浓NaOH与NH Cl溶液生成NH 酚酞溶液变红 4 3 D CHCHBrCH 与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色 3 3 答案 A 解析 浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成碘，则淀粉-KI溶液变 蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故 A符合题意；铜与浓硫酸共热反应生成的二氧 化硫有漂白性，使品红溶液褪色，故B不符合题意；浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反 应生成氨气，使酚酞溶液变红，故C不符合题意；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不与溴 水反应，溴水褪色则说明2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成了丙烯，故D 不符合题意。 2．(2022·山东，11)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄 清溶液。下列物质组合不符合要求的是( ) 气体 液体 固体粉末 A CO 饱和NaCO 溶液 CaCO 2 2 3 3 B Cl FeCl 溶液 Fe 2 2 C HCl Cu(NO ) 溶液 Cu 3 2 D NH HO AgCl 3 2 答案 A 解析 通入 CO 气体依次发生反应：CO ＋NaCO ＋HO===2NaHCO 、CaCO ＋HO＋ 2 2 2 3 2 3 3 2 CO===Ca(HCO )，由于在相同温度下NaHCO 的溶解度小于NaCO，最终瓶中仍有白色晶 2 3 2 3 2 3 体析出，不会得到澄清溶液，A项选；通入Cl ，发生反应：Cl ＋2FeCl ===2FeCl 、2FeCl 2 2 2 3 3 ＋Fe===3FeCl ，最终Fe消失得到澄清溶液，B项不选；通入HCl，NO在酸性条件下会表 2 现强氧化性，发生离子反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO，最终Cu消失得 2到澄清溶液，C项不选；AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)Ag＋(aq)＋Cl－(aq)，通入 NH 后，Ag＋与NH 结合生成[Ag(NH)]＋，促使溶解平衡正向移动，最终AgCl消失得到澄 3 3 3 2 清溶液，D项不选。 3．(2021·北京，5)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( ) 气体 试剂 制备装置 收集方法 A O KMnO a d 2 4 B H Zn＋稀HSO b e 2 2 4 C NO Cu＋稀HNO b c 3 D CO CaCO ＋稀HSO b c 2 3 2 4 答案 B 4．(2021·海南，3)用如图装置制取干燥的气体(a、b表示加入的试剂)，能实现的是( ) 选项 气体 a b A HS 稀HSO FeS 2 2 4 B O HO 溶液 MnO 2 2 2 2 C NO 浓HNO 铁片 2 3 D NH 浓氨水 CaO 3 答案 B 解析 HS 与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥 HS，故 A 错误；发生反应： 2 2 2HO=====2HO＋O↑，浓硫酸可以干燥氧气，故B正确；铁片遇浓硝酸常温下发生钝化， 2 2 2 2 故不能制取二氧化氮气体，故C错误；氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故D 错误。 5．(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )选项 化学试剂 制备气体 A Ca(OH) ＋NH Cl NH 2 4 3 B MnO ＋HCl(浓) Cl 2 2 C MnO ＋KClO O 2 3 2 D NaCl＋HSO (浓) HCl 2 4 答案 C 解析 氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，故 A错误；二氧化锰与浓盐酸共 热制备氯气为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故B错误；二氧化锰和氯酸钾共热 制备氧气为固固加热的反应，氧气的密度大于空气，可选用向上排空气法收集，故C正确； 氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。 6．(2017·全国卷Ⅰ,10)实验室用H 还原WO 制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有 2 3 硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( ) A．①②③中依次盛装KMnO 溶液、浓HSO 、焦性没食子酸溶液 4 2 4 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浓盐酸反应制备氯气 答案 B 解析 A项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B项，先通 H 以排出空气，加热前应先检验H 的纯度，正确；C项，若先停止通H ，空气中的氧气有 2 2 2 可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO 和浓盐酸反应制氯 2 气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。课时精练 1．下列装置能达到实验目的的是( ) A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 答案 C 解析 ①收集NH 的装置瓶口无棉花；②NH 不溶于CCl ，通入CCl 中不会产生倒吸，逸 3 3 4 4 出的NH 又可被稀HSO 吸收；③向长颈漏斗中加一定量的水，没过长颈漏斗的下端，关闭 3 2 4 止水夹，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可说明装置气密性良好，反之，气 密性不好；④CO 的密度比空气大，气体应长进短出。 2 2．利用图示装置进行实验，反应进行足够长时间后装置Ⅱ中实验现象正确的是( ) 选项 ① ② ③ 装置Ⅱ中实验现象 A 稀盐酸 MnO 饱和NaCl溶液 有细小的白色晶体析出 2 B 浓氨水 氧化钙 硫酸亚铁溶液 产生大量白色沉淀 乙醇和 溶液分层，上层为油状液 C 冰醋酸 饱和碳酸钠溶液 浓硫酸 体 滴有酚酞的稀碳酸 D 浓盐酸 碳酸钙 溶液由红色变为无色 钠溶液 答案 D 解析 稀盐酸和二氧化锰不反应，装置Ⅱ中无明显现象，故A错误；浓氨水和氧化钙反应生成氨气，氨气与硫酸亚铁溶液反应生成 Fe(OH) 白色沉淀，然后变为灰绿色，最终变为 2 Fe(OH) 红褐色沉淀，故B错误；酯化反应需要加热，但图中没有加热装置，不能生成乙酸 3 乙酯，故C错误；浓盐酸与碳酸钙反应生成CO 气体，且浓盐酸易挥发，CO 、HCl均与 2 2 NaCO 反应使溶液碱性减弱，观察到装置Ⅱ中溶液由红色最终变为无色，故D正确。 2 3 3．(2022·广州检测)用如图装置制取气体(图中加热及气体收集装置均已略去；必要时可加热； a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。利用下列方案可得到干燥、纯净气体的是( ) 选项 制备气体 a b c d A Cl 浓盐酸 MnO NaOH溶液 碱石灰 2 2 B NH 浓氨水 CaO HO 固体NaOH 3 2 C NO 稀硝酸 Cu HO PO 2 2 5 D H 稀硝酸 Zn NaOH溶液 无水CaCl 2 2 答案 C 解析 浓盐酸与MnO 共热可制备Cl ，但NaOH溶液会与Cl 反应，应选用饱和食盐水除杂， 2 2 2 且碱石灰不能干燥Cl ，故A错误；NH 极易溶于水，不能通入水中，故B错误；稀硝酸与 2 3 铜反应生成NO，NO难溶于水，且不与PO 反应，故可以用水除杂，用PO 干燥，故C正 2 5 2 5 确；稀硝酸与Zn反应生成NO，不生成H，故D错误。 2 4．为证明铜丝与稀硝酸反应生成的气体确实是NO，某同学设计了一套装置(如图1所示)， 下列有关该实验的叙述不正确的是( ) A．为保证实验效果，反应开始前，稀硝酸可加到与两侧胶塞相平的位置 B．利用该装置可控制反应随时停止或继续反应 C．生成的气体可利用图2装置来收集 D．长玻璃管的作用可防止稀硝酸溢出 答案 C 解析 反应开始前，稀硝酸加到与两侧胶塞相平的位置，目的是排出 U形管中的空气，防止O 干扰实验，A正确；关闭活塞a，反应产生的气体可使铜丝与稀硝酸分离，反应停止， 2 打开活塞a，稀硝酸与铜丝接触又发生反应，B正确；若用图2装置收集NO，应将广口瓶 中长导管换成短导管，短导管换成长导管，C错误；关闭活塞a，U形管内压强增大，稀硝 酸被压入长玻璃管，可防止稀硝酸溢出，D正确。 5．用如图所示装置测定水中氢、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装置之后缺少干燥装置 C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝 D．CuO没有全部被还原 答案 D 解析 用H 还原CuO时，装置Ⅲ中CaCl 吸收的是生成的水，故U形管的质量差为生成的 2 2 水的质量，装置Ⅱ中玻璃管通H 前后的质量差为反应时消耗CuO中氧的质量，即生成的水 2 中氧元素的质量，而m(水)－m(氧)＝m(氢)。Zn和稀硫酸反应产生的H 不干燥[m(水)偏大]， 2 装置Ⅲ后不加干燥装置，使Ⅲ中CaCl 吸收空气中的水分[m(水)偏大]，Ⅱ中玻璃管内有水冷 2 凝[m(氧)偏小]，都会造成测得m(H)∶m(O)>1∶8。HO的组成与CuO是否完全反应无关， 2 只与通H 前后玻璃管的质量差和生成的水的质量有关。 2 6．(2022·晋中市高三模拟)某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是( ) A．装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO ＋NH Cl=====NaCl＋N↑＋2HO 2 4 2 2 B．加热片刻后需要将酒精灯移开，说明该反应是放热反应 C．装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气 D．在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N 只能用向下排空气法 2 答案 D 解析 根据题中给出的反应物和生成物，结合原子守恒和得失电子守恒，可知装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO ＋NH Cl=====NaCl＋N↑＋2HO，A项正确；因移开酒精灯后 2 4 2 2 反应仍能进行，说明该反应是放热反应，B项正确；根据化学方程式可知产物中有水蒸气， 为便于干燥，可用装置Ⅱ冷凝大部分水蒸气，再用装置Ⅲ进行干燥，C项正确；N 的密度与 2 空气的密度相差不大，不能用排空气法收集，D项错误。 7．(2022·佛山市南海区高三模拟)在一定条件下，向Al O 和过量C粉的混合物中通入纯净 2 3 的氯气，可制得易水解的AlCl ，反应的化学方程式为Al O＋3Cl＋3C=====2AlCl ＋3CO， 3 2 3 2 3 实验装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．装置a中反应的化学方程式为MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO 2 2 2 2 B．装置b、c中盛装的分别是饱和食盐水和浓硫酸 C．装置d、e之间应添加一个干燥装置 D．此实验的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中 答案 D 解析 装置a为制取Cl 的装置，浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气，反应的 2 化学方程式为MnO ＋4HCl(浓)=====MnCl ＋Cl↑＋2HO，A项正确；b中盛装饱和食盐水， 2 2 2 2 可用于除去氯化氢气体，c中盛装浓硫酸，起到干燥的作用，B项正确；氯化铝易水解，则 应在装置d、e之间应添加一个干燥装置，防止装置e中的水进入装置d中，C项正确；尾气 除氯气外还有CO，不能直接排放，D项错误。 8．已知：MnO ＋2NaBr＋2HSO =====MnSO ＋NaSO ＋Br ↑＋2HO，实验室利用如图所 2 2 4 4 2 4 2 2 示的装置制备溴苯(部分夹持及加热装置已略去)。下列说法正确的是( ) A．可用乙醇作洗涤剂除去溴苯中溶解的少量Br 2 B．装置乙中进行水浴加热的目的是防止溴蒸气冷凝 C．装置丙中的铁丝主要用于搅拌，使反应物充分混合 D．装置丁中有淡黄色沉淀产生，证明苯与溴发生了取代反应 答案 B 解析 除去溴苯中的溴应用氢氧化钠溶液，A错误；溴蒸气容易液化，所以需要通过水浴加热来防止溴蒸气冷凝，B正确；装置丙为制取溴苯的发生装置，其中铁丝作该反应的催化剂， C错误；挥发的溴及生成的HBr均与硝酸银反应，则丁中有淡黄色沉淀产生，不能证明苯与 溴发生了取代反应，D错误。 9．(2022·广州市天河中学模拟)高温下CaSO 和焦炭可发生反应：CaSO ＋C――→CaS＋CaO 4 4 ＋气体产物。某化学兴趣小组设计了如图所示实验装置探究气体产物的成分。已知 B、C、 D、E、F装置中的试剂均为足量。 下列叙述错误的是( ) A．通入氮气可排尽装置中的空气，防止氧气的干扰，a管的作用是平衡气压 B．若实验后酸性KMnO 溶液的颜色变浅、pH增大，则气体产物中含有SO 4 2 C．若实验后Ba(OH) 溶液中产生白色沉淀，则气体产物中含有CO 2 2 D．若实验后E装置中黑色固体变红、F装置中溶液变浑浊，则气体产物中含有CO 答案 B 解析 如果不排尽装置中的空气，氧气与碳在高温下反应，会干扰气体产物的检验，a管可 以起到平衡气压的作用，故A正确；酸性高锰酸钾溶液既要检验二氧化硫，又要除去二氧 化硫，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，反应的离子方程式为5SO ＋2MnO＋2HO===5SO 2 2 ＋2Mn2＋＋4H＋，反应后溶液中c(H＋)增大，pH减小，故B错误；C装置中产生的白色沉淀 应为碳酸钡，据此可判断气体产物中含有CO，故C正确；黑色氧化铜变为红色的铜，同时 2 澄清石灰水变浑浊，说明气体产物中含有CO，故D正确。 10．(2022·重庆市第十一中高三模拟)“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应，利用反应 中气体产生的压力和虹吸作用原理，使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多米诺实 验”，已知：Cu2＋＋4NH ·H O===4HO＋[Cu(NH )]2＋ (该反应产物可作为HO 分解的催化 3 2 2 3 4 2 2 剂)。下列有关分析错误的是( ) A．整套装置中一共只有3个氧化还原反应 B．为了保证实验成功，实验前必须检查整套装置的气密性 C．a的作用是平衡气压，便于稀硫酸顺利流下D．I的作用是吸收挥发出的HS气体 2 答案 A 解析 由实验装置图可知，装置B中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应生成的氢气 进入装置C中，使装置C中气体压强增大，将硫酸和少量硫酸铜的混合溶液压入装置D中， 锌和混合溶液发生反应生成铜、硫酸锌和氢气，反应生成的氢气进入装置 E中，使装置E 中气体压强增大，将硫酸铜溶液压入装置F中，铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子， 当E中长导管的底端低于液面后，氢气进入装置F中，将反应生成的四氨合铜离子压入装置 G中，在四氨合铜离子的催化作用下，过氧化氢分解生成氧气和水，反应生成的氧气进入装 置H中，与过量的氢硫酸反应生成硫和水，装置I中氢氧化钠溶液用于吸收挥发出的硫化氢， 防止污染环境。 11．氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体难溶于水，是制备热敏材料 VO 的原料，其化学式为 2 (NH )[(VO) (CO)(OH) ]·10H O。实验室以VOCl 和NH HCO 为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸 4 5 6 3 4 9 2 2 4 3 铵晶体的装置如图所示。 已知：＋4价钒的化合物易被氧化，回答下列问题： (1)制备过程中，上述装置依次连接的合理顺序为e→________(按气流方向，用小写字母表 示 ) 。 装 置 A 中 饱 和 NaHCO 溶 液 的 作 用 是 3 _____________________________________________。 (2)连接好装置，检查气密性良好后，加入试剂，开始实验，先________________(填实验操 作)，当装置B中溶液变浑浊时，关闭K，打开K，进行实验。 1 2 (3)写出装置D中生成氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的化学方程式为_____________________。 答案 (1)a→b→f→g→c 除去二氧化碳中的HCl杂质 (2)关闭K，打开K 2 1 (3)6VOCl ＋6HO＋17NH HCO ===(NH )[(VO) (CO)(OH) ]·10H O↓＋13CO↑＋12NH Cl 2 2 4 3 4 5 6 3 4 9 2 2 4 解析 (1)由于＋4价钒的化合物易被氧化，因此装置D反应前需要用装置C产生的CO 排 2 出装置内的空气，而装置C中产生的CO 中会混入HCl杂质，用装置A中的饱和NaHCO 2 3 溶液除去，用装置B检验CO 是否充满整个实验装置，故上述装置依次连接的合理顺序为 2 e→a→b→f→g→c。12．(2022·河北模拟)某同学在实验室采用下列装置探究CO和H 的转化，并检验部分产物。 2 已知草酸(HOOC—COOH)在浓硫酸存在时加热分解为CO、CO和HO，E中的ZnO/CuO仅 2 2 作催化剂，实验完毕，F中收集到纯净液体1.536 g，G中收集到的气体体积为89.6 mL(折算 成标准状况，不包括通入的氦气)。请回答下列问题： (1)B中盛放的试剂为________。 (2)C中发生反应的离子方程式为___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向F中液体投入金属钠，有气泡产生，通过其他实验测得F中液体为纯净物，且其相对 分子质量为32，则E中反应的方程式为______________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)有关装置G的操作叙述正确的是________(填字母，下同)。 A．添加药品完毕，调整G中两液面相平，读得量气管的初始读数 B．当G中两液面差不再变化时，立即调整G中左右两侧液面相平，读得量气管的最终读数 C．初始读数时仰视，最终读数时俯视，导致测得气体体积偏大 (5)有关酒精灯操作的叙述正确的是________。 A．先点A处酒精灯，后点E处酒精灯 B．先点E处酒精灯，后点A处酒精灯 C．先撤A处酒精灯，后撤E处酒精灯 D．先撤E处酒精灯，后撤A处酒精灯 (6)该实验中分两次通入定量氦气，第二次通入氦气的作用是_________________________。 (7)综合实验中的数据，反应完毕，剩余n(H )＝________mol。 2 答案 (1)碱石灰 (2)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H↑ (3)CO＋2HCHOH、CO＋ 2 2 3 HHCHO 2 (4)C (5)BC (6)将反应器内残留的CO和H 全部转移到E处 (7)0.003 2 解析 (4)添加药品完毕，调整G中两液面相平之前，应该先通入氦气赶走反应装置内的空 气，避免发生爆炸，故A错误；当G中两液面差不再变化时，应该等气体恢复到室温时， 再调整G中左右两液面相平，读得量气管的最终读数，故B错误；初始读数时仰视，最终 读数时俯视，在量气管上的高度差变高，导致测得气体体积偏大，故C正确。(5)有关酒精 灯操作的叙述，先点E处的酒精灯，让生成的CO和H 立即反应，后撤E处的酒精灯，因 2为第二次通氦气的目的是将反应器残留的CO和H 赶到E处反应，不能没有加热条件，因 2 此正确的是B、C。(6)该实验中分两次通入定量氦气，第二次通入氦气的作用是将反应器残 留的CO和H 赶到E处反应，否则定量实验测定的数据不准确。(7)综合实验中的数据，CO 2 ＋2HCHOH，生成甲醇0.048 mol，CO＋HHCHO，生成甲醛0.001 mol，所以 2 3 2 反应完毕，剩余n(H )为0.003 mol。 2