2021高考化学一轮复习 专题突破训练2 常见气体的实验室制法及其性质探究 新人教版

1专题突破训练2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、bⅡ中试剂cⅣ中试剂dASO2稀硫酸与铜片浓硫酸NaOH溶液BCl2浓盐酸与二氧化锰饱和氯化钠溶液NaOH溶液CHBr浓硫酸与溴化钠浓硫酸水DCO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2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SO2－3氧化为SO2－4，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KD[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SO2－4，该做法____________(填“合理”或“不合理”)，理由是3_________________________________________________________________________________________________________________________。(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===SO2－4＋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===SO2－4＋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)bc5．(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。4(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5气(5)BCC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。6(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HC