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以气体制备为主体的实验仍是每年高考重点考查的内容,主要考查以下几方面知识:
1.常见装置的连接及制备装置、收集装置的选择; 2.制备气体实验装置中各仪器的作用;
3.气密性检直的规范表达; 4.化学实验安全防护措施
5.气体的性质探究; 6.尾气吸收的处理方法
1.(2024·河北·高考真题)图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装
置任选)
选
项
气体
试剂
A
饱和
溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
固体
熟石灰
第44 讲 以气体制备为主体的实验
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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D
石灰石+稀盐酸
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·广东·高考真题)1810 年,化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利
用以下装置进行实验。其中,难以达到预期目的的是
A
B
制备
净化、干燥
C
D
收集
验证
的氧化性
A.A
B.B
C.C
D.D
操作
先后
流程
安装仪器时
先下后上,先左后右。
加入试剂时
先固后液
实验开始时
先检查装置的气密性,再加药品,后点酒精灯。
净化气体时
一般先除去有毒、有刺激性气味的气体,后除去无毒、无味的气
体,最后除水蒸气
防倒吸实验
往往是最后停止加热或停止通气。
防氧化实验
往往是最后停止通气。
气体净化装置
先洗气后干燥
洗气时
进气管长,出气管短
干燥管
大口进气,小口出气。
【特别提醒】
规律·方法·技巧
2
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(1)有氧化性的干燥剂(如浓硫酸)不能干燥有还原性的气体(如H2S、HI 等)。
(2)不能用CaCl2干燥NH3,因为CaCl2与NH3能反应。
(3)当气体中含有多种杂质时,若采用洗气装置除杂,通常是除杂在前,干燥在后。若用加热装置除杂,通
常是干燥在前,除杂在后。
(4)尾气处理装置应与大气相通,如图所示装置就不能作为尾气处理装置。
2.牢记八个常见气体实验室制法的反应原理
(1)O2:2H2O2=====2H2O+O2↑。
(2)H2:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
(3)CO2:CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。
(4)Cl2:MnO2+4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(5)NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2=====CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(6)SO2:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(7)NO:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
(8)NO2:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O。
1.(2023·天津·高考真题)实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A.Fe 与稀硝酸反应制NO
B.MnO2与浓盐酸共热制备Cl2
C.NaOH 与浓氨水制备NH3
D.Na2SO3与浓硫酸制备SO2
2.(2023·北京·高考真题)完成下述实验,装置或试剂不正确的是
经典变式练
3
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A.实验室制
B.实验室收集
C.验证
易溶于水且溶液呈碱性D.除去
中混有的
少量
一、气体制备及参与物质制备的实验装置
1.常见气体制备装置
反应装
置类型
反应装置图
适用气体
操作注意事项
固+固
气体
O2、NH3等
①试管要干燥
②试管口略低于试管底
③加热时先均匀加热再固定加热
④用KMnO4制取O2时,需在试管口处塞
一小团棉花
固+液
气体
或
液+液
气体
Cl2、HCl、NH3等
①烧瓶加热时要垫上石棉网
②反应物均为液体时,烧瓶内要加碎瓷片
(或沸石)
固+液
气体
或
液+液
气体
H2、CO2、SO2、NO、
NO2等
①使用长颈漏斗时,要使漏斗下端插入液面
以下
②启普发生器只适用于块状固体和液体反
应,且气体不溶于水
③使用分液漏斗既可以增强气密性,又可控
制液体流速
核心知识精炼
4
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2.气体的净化和干燥
①易溶于水或能与水反应不生成其他气体的气体杂质用水吸收。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂
质气体,下同),可将混合气体通过盛水的A 装置来除杂。
②酸性杂质用碱性吸收剂吸收,碱性杂质用酸性吸收剂来吸收。如CO(CO2),可将混合气体通过盛NaOH 溶液
的A 装置,或盛碱石灰的B 装置(或C 装置或D 装置)来除去杂质。
③还原性杂质,可用氧化性较强的物质作为吸收剂来吸收或转化;氧化性杂质,可用还原性较强的物质作为吸
收剂来吸收。例如CO2(CO),可将混合气体通过盛灼热CuO 的E 装置来除去杂质。
④选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂作为吸收剂来除去杂质。如O2(H2S),可将
混合气体通过盛有CuSO4溶液的A 装置除去杂质。
3.常见干燥剂及其应用
类型
液态干燥剂
固体干燥剂
装置
洗气瓶
球形干燥管或U 形管
常见干
燥剂
浓硫酸
无水氯化钙
碱石灰
可干燥
的气体
H2、O2、Cl2、
SO2、CO2、CO、
CH4、N2等
H2、O2、Cl2、SO2、CO2、
CH4、HCl 等
N2、H2、O2、CH4、NH3等
不可干
燥的
气体
NH3、H2S、
HBr、HI 等
NH3等
Cl2、HCl、
H2S、SO2、
CO2、NO2等
5
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4.气体的收集
收集方法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
气体特性
不溶于水
不与空气反应且密度比
空气的大
不与空气反应且密度比
空气的小
收集装置
实例
O2 、H2 、NO 、C2H2 、
CH4、C2H4等
O2、H2S、CO2、NO2、
Cl2、HCl、SO2等
NH3、CH4、H2等
5.尾气处理方法
通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常见装置仪器有:
(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、H2S 等)用图_A__装置。
(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图_B__或_C__装置。
(3)CO 等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图_D__或_E__。
【易错提醒】
①对于极易溶于水的尾气,如NH3、HCl、HBr 等,可采用防倒吸装置(可在导气管的出气口处连接一倒置的漏
斗与吸收剂液面接触)吸收。
②对于溶解度不大的尾气,如Cl2、CO2等,可直接将导管插入吸收剂液面下吸收。
③对于有毒且易燃的气体,如CO 等,可在尾气出口处放置点燃的酒精灯,使CO 燃烧转化为无毒的CO2气体。
6.防倒吸装置的理解与应用
(1)肚容式:对于NH3、HCl 等易溶于水的气体吸收时,常用倒置的小漏斗、干燥管、双耳球等防倒吸,装
置图如下所示:
(2)分液式:把导气管末端插入气体溶解度小的液体中,不会发生倒吸,气体进入上层液体被充分吸收。像
6
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HCl、NH3均可用如图所示装置吸收:
1.(2023·江苏·高考真题)实验室制取
的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去
中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2022·广东·高考真题)实验室用
和浓盐酸反应生成
后,按照净化、收集、性质检验及尾气
处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A.A
B.B
C.C
D.D
3.(2024 高三上·全国·专题练习)下列装置用于实验室探究NH3的性质,其中能达到实验目的的是
A.制取NH3
B.干燥NH3
基础测评
7
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C.验证还原性
D.吸收尾气
A.A
B.B
C.C
D.D
4.(2024·山东德州·三模)实验室制备下列如图气体所选试剂、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
浓硝酸
B
C
石灰石
稀硫酸
D
浓硫酸
A.A
B.B
C.C
D.D
5.(2024·湖北武汉·一模)用下列实验装置完成相应实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲制备
B.用装置乙除去
中的HCl 并干燥
8
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C.用装置丙制备少量
D.用装置丁比较Cl、Br、S 元素的非金属性
6.(2024·江西·模拟预测)实验室用如图装置和相关药品可以制备并收集相应气体的是
选项
装置
药品
制备气体
A
浓盐酸
B
电石、饱和食盐水
C
、30%双氧水
D
铜片、稀硝酸
NO
A.A
B.B
C.C
D.D
7.(23-24 高三下·江苏盐城·阶段练习)实验室需要制备少量SO2并验证其性质,下列实验装置不能达到
相应实验目的的是
A.制取SO2
B.验证SO2的漂白性
C.收集SO2
D.吸收SO2
8.(2024·江西·三模)某小组探究
的催化氧化,实验装置如图,③中气体颜色无明显变化,④中收集
到红棕色气体,一段时间后产生白烟。
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下列分析正确的是
A.①中固体药品可用
代替,②中固体药品可为
与
B.③、④中现象说明③中的反应是
C.④中白烟的主要成分是
D.一段时间后,⑤中溶液可能变蓝
9.(2024·贵州·三模)实验室制备易溶于水的
气体的原理是用亚氯酸钠固体与氯气反应:
,实验装置如图。有关实验叙述错误的是
A.F 为
收集装置,应选用的装置是①:
B.A 中烧瓶内发生反应的离子方程式:
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C.E 中盛有
液体目的是用于除去
中的未反应的
D.
作为一种广谱型的消毒剂,将成为自来水的消毒剂新品
1.(23-24 高三下·江苏无锡·阶段练习)
气体微溶于水,有强还原性,可由反应
制得。实验室制取少量
的原理及装置均正确的是
A.制取
B.干燥
C.收集
D.吸收尾气中的
A.A
B.B
C.C
D.D
2.(2024·河北·三模)实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气,并且利用其废渣制氯气,下列
图示装置和原理不能达到目的的是
能力提升
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A.制备氧气
B.收集氧气
C.制备氯气
D.尾气吸收
A.A
B.B
C.C
D.D
3.(2024·山东日照·二模)用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.除去
中的
气体
B.收集
气体
C.配制
溶液
D.制备少量乙炔气体
A.A
B.B
C.C
D.D
4.(2024·安徽合肥·三模)利用对应试剂通过下列实验装置能实现相关气体制备与收集的是
选项
试剂a
试剂b
气体
A
稀硫
酸
锌粒
B
稀硫
酸
硫化亚铁固体
C
稀硝
酸
铜片
NO
D
浓盐
酸
二氧化锰固体
A.A
B.B
C.C
D.D
5.(2024·江西吉安·模拟预测)常温下,可以用下列仪器制备某些气体,其中,可利用大气压原理控制反
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应(即控制反应的发生停止)的是
A.
B.
C.
D.
6.(2024·江苏南通·模拟预测)CuBr 是常用的催化剂,受热易分解。可通过
制备。下列实验室制备CuBr 的实验装置和操作不能达到
实验目的的是
A.用装置甲制备SO2气体
B.用装置乙收集SO2气体
C.用装置丙制备CuBr
D.用装置丁吸收多余的SO2气体
7.(2024·河北沧州·二模)下列实验操作能达到实验目的的是
A
B
目
的
实验室制备
收集
操
作
C
D
目
的
检验气体中含
和
用水吸收
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操
作
A.A
B.B
C.C
D.D
8.(2024·安徽滁州·一模)根据下列装置,回答问题:
(1)图中仪器a 的名称是 。
(2)实验室常用 (填药品名称)来制取二氧化碳气体,发生反应的化学方程式为 ;其
发生装置可用A 或B,与A 装置相比,B 装置的优点是 。
(3)若用C 装置加热高锰酸钾制取氧气,发生反应的化学方程式为 。
(4)若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的H2,请从这些装置中选择并连接成一套组合装置,按
照气流从左到右的流向,写出所选装置接口的连接顺序:b→ 。
9.(23-24 高三上·湖南·阶段练习)磺酰氯(
)是一种重要的有机合成试剂,也是锂电池正极活性物
质。实验室可利用
与
在活性炭作用下制取少量的
,装置如下图所示(部分夹持装置已省略)。
已知:①
的熔点为
,沸点为69.1℃,常温较稳定,100℃以上易分解。
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②
。
③
遇水发生剧烈反应,并产生大量白雾。
回答下列问题:
(1)装置丙中发生反应的化学方程式为 。
(2)仪器D 的名称为 ,装置乙中盛放的试剂为 。
(3)装置丙中橡胶管的作用是 ,仪器F 的作用是 。
(4)上述仪器的正确连接顺序是e→ →g,h← ←f(填仪器接口字母编号,仪器可重
复使用)。
(5)装置丁中应采取的控制温度的方式为 ,反应过程中控制其进气速率的方法是 。
(6)测定市售磺酰氯的质量分数(杂质不参与反应),实验步骤如下:
取市售磺酰氯
,溶于过量的
标准溶液摇匀、静置2min 后,将溶液转移至
容
量瓶定容,取
溶液于
锥形瓶中,再加入1~2 滴酚酞试液,最后用
标准溶液
滴定至终点,消耗
标准溶液的体积为
。请回答下列问题:
①滴定终点的判断方法是 。
②该市售磺酰氯中
的质量分数表达式为 (用含有m、V 的代数式表示,要求化简)。
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