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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
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应,也可以是固液不加热型;右侧气体收集装置,
长进短出为向上排空气法,短进长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法;
【解析】A.饱和
溶液和浓硫酸反应可以制
,使用固液不加热制气装置,
密度比空气大,
用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A 不符合题意;
B.
和浓盐酸加热反应可以制
,使用固液加热制气装置,
密度比空气大,用向上排空气法收
集,可以完成相应气体的发生和收集实验,B 不符合题意;
C.固体
与熟石灰加热可以制
需要使用固固加热制气装置,图中装置不合理,不能完成相应气
体的发生和收集实验,C 符合题意;
D.石灰石(主要成分为
)和稀盐酸反应可以制
,使用固液不加热制气装置,
密度比空气大,
用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,D 不符合题意;
本题选C。
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
2
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收集
验证
的氧化性
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【解析】A.利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热,图中缺少加热装置,且分液漏斗内应盛装浓盐
酸,不能达到预期目的,A 符合题意;
B.实验室制得的氯气中有HCl 杂质,可以通过饱和食盐水洗气除杂,再通过无水氯化钙干燥,可以达到
净化、干燥Cl2的目的,B 不符合题意;
C.氯气密度大于空气,可以用向上排空气法收集,可以达到预期目的,C 不符合题意;
D.H2可以在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,氯气将氢气氧化,验证了氯气的氧化性,D 不符合题
意;
故选A。
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】
(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。
规律·方法·技巧
3
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(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
【答案】D
【解析】A.NO 与O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,故不选A;
B.二氧化锰与浓盐酸共热制备Cl2,反应需要吸热,缺少加热装置,故不选B;
C.氨气的密度比空气小,需要用向下排空气法收集NH3,故不选C;
D.Na2SO3与浓硫酸反应生成SO2,SO2密度比空气大,用向上排空气法收集SO2,故选D;
选D。
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
4
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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
【答案】D
【解析】A.MnO2固体加热条件下将HCl 氧化为Cl2,固液加热的反应该装置可用于制备Cl2,A 项正确;
B.C2H4不溶于水,可选择排水收集,B 项正确;
C.挤压胶头滴管,水进入烧瓶将NH3溶解,烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧
瓶中形成红色喷泉,红色喷泉证明NH3与水形成碱性物质,C 项正确;
D.Na2CO3与HCl、CO2发生反应,不能达到除杂的目的,应该选用饱和NaHCO3溶液,D 项错误;
故选D。
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
核心知识精炼
5
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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
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
6
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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
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:
7
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(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
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
【答案】C
【解析】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A 错误;
B.除去
中的HCl 可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B 错误;
C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C 正确;
D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D 错误。
故选C。
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
基础测评
8
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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
【答案】D
【解析】A.浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,A
装置能达到实验目的,故A 不符合题意;
B.氯气的密度大于空气,用向上排空气法收集,B 装置能收集氯气,故B 不符合题意;
C.湿润的红布条褪色,干燥的红色布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C 不符合题意;
D.氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH 溶液吸收尾气,D 装置不能达到实验目的,故D 符合题意;
答案选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
C.验证还原性
D.吸收尾气
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【解析】A.固体氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口遇冷又结合生成氯化铵,而
不能得到氨气,因此不能用于实验室制取氨气,A 错误;
B.浓硫酸会和氨气反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气,B 错误;
C.氨气和氧化铜在加热条件下发生氧化还原反应,黑色的氧化铜被还原为红色的铜单质,说明氨气有还
原性,C 正确;
9
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D.氨气是大气污染物,为防止尾气污染大气,可根据氨气极易溶于水的性质,用水作吸收剂。为扩大吸
收面积,同时防止倒吸现象,通常在导气管末端安装一个倒扣的漏斗。但图中倒扣漏斗浸入水中过多,不
能起到防止倒吸的作用,D 错误;
故合理选项是C。
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
【答案】D
【解析】A.二氧化氮与水反应,不能选f 收集二氧化氮,A 错误;
B.氨气密度小于空气,不能使用向上排空气发生收集,B 错误;
C.实验室制CO2用的试剂为石灰石和稀盐酸,不能用稀硫酸,稀硫酸和碳酸钙生成物硫酸钙微溶,阻碍
了反应进行,C 错误;
D.乙醇在170°C 时发生消去反应生成乙烯,可选c 装置,乙烯不溶于水,可选f 装置收集,D 正确;
故选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
10
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A.用装置甲制备
B.用装置乙除去
中的HCl 并干燥
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
【答案】B
【解析】A.
不是难溶于水的固体,不能用
和浓盐酸在启普发生器中制备
,故A 错误;
B.稀硫酸中含有大量氢离子,可以抑制氯气的溶解,而稀硫酸中的水可以吸收HCl,洗气后再用浓硫酸
干燥,故B 正确;
C.采用向下排空气法收集氨气时,导气管应该伸入到右侧试管底部,故C 错误;
D.
和生成的
都能进入右侧试管氧化
,
对该实验有干扰,即该装置不能比较Br、S 元素的
非金属性,故D 错误;
故答案为:B。
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
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【答案】C
【分析】题图所示是一套固液常温下反应制气体的反应装置,产生的气体须采用向上排空气法收集,即产
生的气体的密度大于空气且不与空气反应。
【解析】A.浓盐酸与二氧化锰制氯气需要加热,A 项不符合题意;
B.乙炔密度小于空气,B 项不符合题意;
C.双氧水在二氧化锰催化作用下分解产生O2,O2的密度大于空气,C 项符合题意;
D.NO 的密度与空气接近,且易与空气中的氧气反应生成NO2,不能用排空气法收集,D 项不符合题意;
本题选C。
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
【答案】B
【解析】A.亚硫酸钠和70%的浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,A 正确;
B.SO2 与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾溶液褪色体现SO2 的还原性,B 错误;
C.SO2 的密度大于空气,应用向上排空气法收集,图中装置的导管采用短进长出的方式,C 正确;
D.SO2 有毒,为防止污染空气,需要除去,常用碱液吸收,题中所给装置能达到实验目的,D 正确;
故选B。
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。
12
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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
【答案】D
【分析】由图可知,①中高锰酸钾受热分解制备氧气,装置②中氯化铵与氢氧化钙共热反应制备氨气,装
置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,装置④中反应生成的一氧化氮与过量
的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸,硝酸与氨气反应生成硝酸铵,会有白烟产生,
装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸,硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜。
【解析】A.
需要在二氧化锰的催化下分解生成氢气,①中固体药品不可用
代替,A 错误;
B.装置③中氨气在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮,化学方程式为:
,B 错误;
C.装置④中反应生成的一氧化氮与过量的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水蒸气反应生成硝酸,硝
酸与氨气反应生成NH4NO3,会有白烟产生,C 错误;
D.装置⑤中氮的氧化物与氧气溶于水反应生成硝酸,硝酸与铜反应生成淡蓝色的硝酸铜,D 正确;
故选D。
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:
13
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,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:
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
【答案】A
【分析】装置A 是实验室制备氯气,B 是除杂装置, C 是干燥装置,D 是制备ClO2的发生装置,E 是为了
除去过量的氯气,F 是收集装置,G 是安全瓶,最后是尾气吸收装置。
【解析】A.F 为ClO2收集装置,ClO2的密度比空气密度大,应该用向上排空气法,所以选择②,故A 错
误;
B.装置A 是氯气的制备装置,烧瓶内发生反应的离子方程式:
,
故B 正确;
C.装置E 是为了除去过量的氯气,ClO2是一种易溶于水而难溶于有机溶剂的气体,根据相似相溶可用盛
有
液体,故C 正确;
D.ClO2是一种广谱型的消毒剂,根据世界环保联盟的要求,ClO2将逐渐取代Cl2成为新时代绿色消毒剂,
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故D 正确;
故答案选A。
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
【答案】B
【解析】A.根据题意,制备PH3可以由白磷和氢氧化钾溶液在加热条件下反应制备,而此制备装置无加
热部分,故A 错误;
B.根据题意,制备出的PH3含水蒸气,且PH3为碱性气体,需要通入碱石灰除去水蒸气,故B 正确;
C.PH3相对分子质量为34,故其密度大于空气密度,应该使用向上排空气法收集,故C 错误;
D.根据题意,PH3微溶于水,不能采取水吸收PH3,故D 错误;
故本题选B。
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
能力提升
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图示装置和原理不能达到目的的是
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
【答案】D
【解析】A.氯酸钾在二氧化锰催化下分解生成氯化钾和氧气,故A 正确;
B.氧气不易溶于水,可用排水法收集氧气,故B 正确;
C.二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水,可制取氯气,故C 正确;
D.氯气是有毒气体,能与NaOH 溶液反应,尾气吸收应该选用NaOH 溶液,故D 错误;
故选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
【答案】B
【解析】A.二氧化硫、氯化氢均与饱和亚硫酸钠反应,将原物质除去,不能除杂,应该用饱和亚硫酸氢
钠溶液, A 错误;
B.二氧化氮的密度比空气密度大,NaOH 可吸收过量气体,可选图中向上排空气法收集,B 正确;
C.不能在容量瓶中溶解固体,应在烧杯中溶解、冷却后,转移到容量瓶中定容,C 错误;
D.生成的氢氧化钙易堵塞瓶颈处,且反应放热,图中装置不能制备乙炔,D 错误;
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答案选B。
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
【答案】B
【分析】图示装置为简易气体发生装置,用于制备气体和用向上排空气法收集气体。要求液体与块状固体
反应不需加热,制备密度大于空气且不与空气反应的气体。
【解析】A.氢气密度小于空气,不能用向上排空气法收集,A 项错误;
B.硫化亚铁固体和稀硫酸在常温下可发生复分解反应,生成的H2S 气体密度比空气大,B 项正确;
C.铜片和稀硝酸反应可制取NO 气体,但NO 会与空气中的氧气反应,不能用排空气法收集,C 项错误;
D.二氧化锰固体与浓盐酸在加热条件下才能反应制取氯气,常温下反应不能发生,D 项错误。
故选B。
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
应(即控制反应的发生停止)的是
17
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A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】“控制”反应的含义是控制反应的发生和停止,启普发生器引发反应的操作是旋开活塞,液体在
重力作用下流下,固体和液体接触,开始发生反应;关闭活塞,容器内气体压强增大,将液体压回漏斗中,
使固体和液体脱离,停止反应,其余装置能控制反应发生,不能控制反应停止,答案选B。
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
【答案】B
【解析】A.实验室用亚硫酸钠固体和70%的硫酸制取二氧化硫,故A 能达到实验目的,故A 不选;
B.二氧化硫密度比空气大,所以应用向上排空气法收集,故B 不能达到实验目的,故B 选;
C.根据题给方程式,二氧化硫通入硫酸铜和NaBr 的混合溶液中可制取CuBr,能达到实验目的,故C 不
选;
D.SO2和NaOH 溶液反应,可以用NaOH 溶液吸收多余的SO2,用干燥管可以防止倒吸,能达到实验目的,
故D 不选;
故选B。
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
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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
操
作
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【解析】A.可使用该方法制备氯气,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,A 正
确;
B.NO 会和空气中氧气反应且密度与空气相近,不能使用排空气法收集NO,B 错误;
C.二氧化硫可以使品红溶液褪色,故可以使用品红溶液检验二氧化硫,但三氧化硫也被品红溶液吸收,
不能检验三氧化硫,C 错误;
D.漏斗边缘伸入液面之下,该装置起不到防倒吸的目的,D 错误;
故选A。
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
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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→ 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 石灰石或大理石与稀盐酸
形成液封,节约药品
(3)
(4)f→g→i→h→e→d
【解析】(1)仪器a 的名称是长颈漏斗,答案:长颈漏斗;
(2)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸来制取二氧化碳气体,石灰石或大理石的主要成分是碳酸钙,
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,发生反应的化学方程式为:
,答案:
;
(3)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:
,
答案:
;
(4)若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的H2,该反应为固液常温型,选择A 为发生装置,
从b 端出来的氢气中混有挥发出的氯化氢和水蒸气,氯化氢可利用氢氧化钠溶液吸收,气体从长管f 进,
短管g 出,收集干燥的氢气,浓硫酸具有吸水性,且不与氢气反应,再利用浓硫酸干燥气体,气体从长管i
进,短管h 出,收集干燥氢气,氢气密度比空气小,所以可选择向下排空气法收集,即收集装置选择F,
气体从短管e 进,长管d 出,所选装置接口的连接顺序为b→f→g→i→h→e→d。
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)。
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已知:①
的熔点为
,沸点为69.1℃,常温较稳定,100℃以上易分解。
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)。
【答案】(1)
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(2) 三颈烧瓶 饱和食盐水
(3) 平衡气压,使液体顺利滴下 吸收SO2、Cl2,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置中使磺
酰氯水解
(4) d→c→a→b b←a
(5) 冷水浴 控制分液漏斗液体滴加速率
(6) 滴入最后半滴
溶液,锥形瓶中溶液由红色变为无色,且半分钟不变色
【分析】利用SO2和Cl2在活性炭催化下反应制取少量SO2Cl2,丙装置制备氯气,饱和食盐水可除去氯气中
的HCl,甲中浓硫酸干燥氯气;戊装置制备SO2,甲装置干燥二氧化硫,干燥后的两种气体通入丁中制备
产物,球形冷凝管可冷凝产物,F 中为碱石灰,吸收氯气和二氧化硫,防止污染空气,同时防止水蒸气进
入装置中使磺酰氯水解,以此来解答问题。
【解析】(1)丙中漂粉精和浓盐酸反应得到氯气,反应的化学方程式为
;
(2)根据仪器的构造可知,仪器D 的名称是三颈烧瓶; 装置乙的作用是除去氯气中的HCl,所以盛装的
试剂为饱和食盐水;
(3)当分液漏斗上部压强大于烧瓶内压强时,分液漏斗内液体才能顺利流下,所以橡皮管起到平衡气压,
使液体顺利流下的作用,装置丙中橡胶管的作用是平衡气压,使液体顺利滴下;仪器F 装有碱石灰成分是
CaO 和NaOH 混合物,其作用是吸收SO2、Cl2,防止污染空气,同时防止水蒸气进入装置中使磺酰氯水解;
(4)实验装置的顺序是氯气制备装置→除杂装置→干燥装置→反应装置←干燥装置←二氧化硫制备装置,
上述仪器正确的连接顺序是e→d→c→a→b→g,h←b←a←f,故答案为d→c→a→b,b←a;
(5)因为制备SO2Cl2的反应为放热反应,SO2Cl2沸点低,温度过高易气化且易分解,故装置丁中三颈烧
瓶置于冷水浴中;制备氯气和制备SO2都是分液漏斗滴加液体的方法制备,因此可以通过控制液体滴加速
率的方法来控制反应过程中的进气速率;
(6)酚酞做指示剂,用
标准溶液滴定过量的NaOH 至终点,终点现象是:滴入最后半滴
溶
液,锥形瓶中溶液由红色变为无色,且半分钟不变色;
SO2Cl2在NaOH 溶液中水解生成Na2SO4和NaCl,剩余的NaOH 用H2SO4标准溶液滴定,
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VmL0.1mol∙L-1H2SO4标准溶液中含硫酸的物质的量为V×10-4 mol,则水解后溶液中剩余的 NaOH 的物质的
量为
,由反应方程式
可知,
mgSO2Cl2样品中含SO2Cl2的物质的量为
,则市售磺酰氯中SO2Cl2的质量分数表达式
为
。
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