版高考化学鲁科版大一轮温习讲义第4章专题讲座二.docx
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版高考化学鲁科版大一轮温习讲义第4章专题讲座二
专题讲座二 常见气体的实验室制备、净化和搜集
1.气体制备实验的大体思路
2.重要气体的发生装置
依据制备气体所需的反映物状态和反映条件,可将制备气体的发生装置分为三类:
(1)固体+固体
气体
发生装置:
制备气体:
O2、NH3、CH4等。
(2)固体+液体或液体+液体
气体
发生装置:
制备气体:
Cl2、C2H4等。
(3)固体+液体(不加热)―→气体
发生装置:
制备气体:
选择适合的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3.气体制备装置的改良
(1)
改良的目的:
用于加热易熔化的固体物质的分解,如此可有效地避免固体熔化时造成液体的倒流,如草酸晶体受热分解制取CO2气体。
(2)“固体+液体―→气体”装置的创新
(3)“固(液)+液
气体”装置的创新
图A的改良优势是能操纵反映液的温度。
图B的改良优势是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体顺利流下。
4.气体的除杂方式
(1)除杂试剂选择的依据:
主体气体和杂质气体性质上的不同,如溶解性、酸碱性、氧化性、
还原性。
除杂原那么:
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)气体干燥净扮装置
类型
液态干燥剂
固态干燥剂
固态干燥剂
固体,加热
装置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
常见干燥剂
浓H2SO4(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂Cu、CuO、Mg等
当CO2中混有O2杂质时,应选用上述Ⅰ~Ⅳ中的Ⅳ装置除O2,除杂试剂是Cu粉。
5.气体的搜集方式
收集方法
收集气体的类型
收集装置
可收集的气体(举例)
排水法
难溶于水或微溶于水,又不与水反应的气体
O2、H2、NO、CO等
排空气法
向上排空气法
密度大于空气且不与空气中的成分反应
Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应
H2、NH3
6.集气装置的创新——排液集气装置
装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可搜集难溶于水的气体,如H2、O2等。
假设将广口瓶中的液体改换,还能够搜集以下气体。
①饱和食盐水——搜集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——搜集CO2。
③饱和NaHS溶液——搜集H2S。
④四氯化碳——搜集HCl或NH3。
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,在瓶A中搜集到气体。
7.尾气处置的缘故、方式及装置
(1)缘故:
有些气体有毒或有可燃性,任其逸散到空气中,会污染空气或引发火灾、爆炸等灾害。
(2)处置方式:
一样依照气体的相关性质,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方法。
(3)尾气处置装置(见以下图a、b、c)
①实验室制取Cl2时,尾气的处置可采纳b装置。
②制取CO时,尾气处置可采纳ac装置。
③制取H2时,尾气处置可采纳ac装置。
题组一 气体的制备与性质探讨
1.(2018·吉林高三上学期期中)用以下图所示装置进行实验,以下实验现象描述错误的选项是( )
选项
试剂甲
试剂乙
试剂丙
丙中的现象
A
稀盐酸
CaCO3
Na2SiO3溶液
有白色沉淀生成
B
浓硫酸
Na2SO3
BaCl2溶液
有白色沉淀生成
C
过氧化氢
MnO2
酸性KI淀粉溶液
溶液变为蓝色
D
浓盐酸
KMnO4
Na2S溶液
有淡黄色沉淀生成
答案 B
解析 A项,盐酸和碳酸钙反映生成CO2,CO2与硅酸钠溶液反映生成硅酸白色沉淀,正确;B项,浓硫酸与亚硫酸钠反映生成SO2,但SO2与氯化钡不反映,错误;C
项,过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气,氧气把碘化钾氧化为单质碘,淀粉遇碘显蓝色,正确;D项,浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气,氯气把硫化钠氧化为单质S,产生淡黄色沉淀,正确。
2.(2019·贵阳高三检测)用如下图装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
试剂a
试剂b
试剂c
装置
A
验证非金属性:
S>C>Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
B
制备纯净的氯气
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
C
检验溶液X中含有CO
盐酸
溶液X
澄清石灰水
D
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
答案 A
解析 A项,装置b中显现气体,说明硫酸的酸性强于碳酸,装置c中显现沉淀,说明碳酸的酸性强于硅酸,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强,即S>C>Si,正确;B项,MnO2和浓盐酸反映,需要加热,此装置中没有加热装置,饱和食盐水除去氯气中的HCl,从装置c中出来的氯气中混有水蒸气,不是纯净的,错误;C项,向装置b中加入盐酸,显现能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能说明X中含有CO
,可能含有HCO
或SO
或HSO
,错误;D项,氯水具有强氧化性,能把SO
氧化成SO
,不能达到实验目的,错误。
3.(2018·郑州高三上学期联考)利用如下图装置进行以下实验,能取得相应实验结论的是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液退色
SO2有漂白性
B
浓盐酸
KMnO4
FeBr2溶液变为黄色
氧化性:
Cl2>Br2
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水退色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
答案 C
解析 A项,二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色表现的是还原性,错误;B项,氯气通入溴化亚铁溶液中先氧化亚铁离子,使溶液变成黄色,错误;C项,碳酸的酸性弱于盐酸,因此二氧化碳不与氯化钙反映,正确;D项,溴水褪色说明有二氧化硫生成,证明了浓硫酸的强氧化性,错误。
4.(2018·长沙高三上学期期中)用以下图所示装置进行实验,以下对实验现象的说明不合理的是( )
选项
①中试剂
①中现象
解释
A
品红溶液
溶液退色
SO2具有漂白性
B
Na2SiO3溶液
产生胶状沉淀
酸性:
H2SO3>H2SiO3
C
Ba(NO3)2溶液
生成白色沉淀
SO
与Ba2+生成BaSO3白色沉淀
D
酸性KMnO4溶液
紫色退去
SO2具有还原性
答案 C
解析 Cu和浓硫酸发生反映Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O。
A项,SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色,正确;B项,通入SO2后产生胶状沉淀,说明产生H2SiO3,即H2SO3酸性强于H2SiO3,正确;C项,SO2溶于水,溶液显酸性,NO
在酸性条件下具有强氧化性,能把H2SO3或SO
氧化成SO
,因此白色沉淀是BaSO4,错误;D
项,酸性高锰酸钾溶液具有氧化性,紫色退去,说明SO2具有还原性,正确。
题组二 高考新题型——和气体制备有关的仪器连接分析
5.(2017·全国卷Ⅰ,10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如下图(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。
以下说法正确的选项是( )
A.①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处搜集气体并点燃,通过声音判定气体纯度
C.终止反映时,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映制备氯气
答案 B
解析 A项,气体从溶液中逸出易带出水蒸气,因此浓硫酸应放在③中,错误;B项,先通H2以排除空气,加热前应先查验H2的纯度,正确;C项,假设先停止通H2,空气有可能从头将W氧化,应先停止加热,再关闭活塞K,错误;D项,MnO2和浓盐酸反映制氯气需要加热,不能用启普发生器制备,错误。
6.(2018·重庆高三月考)用以下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方式是别离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。
以下对致使这一结果的缘故分析中,必然错误的选项是( )
A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
B.Ⅲ装置以后缺少干燥装置
C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
D.CuO没有全数被还原
答案 D
解析 用H2还原CuO时,装置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水,而装置Ⅱ中玻璃管通H2前后的质量差为反映时消耗CuO中氧的质量,即生成水中氧元素的质量,而m(水)-m(氧)=
m(氢)。
当Zn和稀硫酸反映产生的H2不干燥[m(水)偏大],装置Ⅲ后不加干燥装置,使Ⅲ中CaCl2吸收空气中的水分[m(水)偏大],Ⅱ中玻璃管内有水冷凝[m(氧)偏小],都会造成测得m(H)∶m(O)>1∶8。
H2O的组成与CuO是不是完全反映无关,只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。
7.硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化学试剂,其熔点为-℃,沸点为℃,遇冷水慢慢分解,其制备原理为SO2(g)+Cl2(g)===SO2Cl2(l) ΔH=-kJ·mol-1,现用如下图装置(夹持仪器已略去)进行实验。
以下说法正确的选项是( )
A.A的作用是冷凝回流,冷凝水应b口进a口出
B.乙和丙中别离盛装饱和食盐水和浓硫酸
C.活性炭可加速反映速度
D.B中最好盛装碱石灰,其作用只是为了除去多余的SO2和Cl2
答案 C
解析 由于反映放热会使SO2Cl2挥发损失,因此冷凝管的作用为冷凝回流,冷凝水应a口进b口出,A项错误;由于SO2Cl2遇冷水慢慢分解,因此制得的氯气应先用饱和食盐水除去挥发出来的HCl,再用浓硫酸除去水蒸气,B项错误;从反映原理看,活性炭不参与反映,而活性炭的特点是表面积大,具有吸附作用,因此其可增大两种反映物的接触面积,使反映速度加速,C项正确;B中盛装碱石灰,既要避免多余的SO2和Cl2逸出污染环境,也要避免空气中的水蒸气进入装置使SO2Cl2水解,D项错误。
题组三 仪器连接专练
8.将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反映,测定生成气体在通常状况(约20℃,×105Pa)的体积。
某同窗拟选用如图实验装置完成实验:
最简易的装置其连接顺序:
A接(______)(________)接(________)(________)接(________)(填接口字母,可不填满)。
答案 E D G
9.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。
制备干燥纯净的氯气所用仪器如以下图:
上述仪器的连接顺序:
e接________,________接________,________接________,________接________(按气流方向,用小写字母表示)。
答案 d c a b i h g
10.亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用普遍。
现用以下图所示装置(夹持装置已省略)及药品,探讨亚硝酸钠与硫酸反映及气体产物成份。
已知:
①NO+NO2+2OH-===2NO
+H2O
②气体液化的温度:
NO2(21℃)、NO(-152℃)
(1)反映前应打开弹簧夹,先通入一段时刻氮气,目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了查验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(从左向右连接):
A→________;组装好仪器后,接下来进行的操作是___________________________________________。
答案
(1)排出装置中的空气,避免干扰NO的查验
(2)CEDB 检查装置的气密性
解析
(1)反映前应打开弹簧夹,先通入一段时刻氮气,排出装置中的空气,避免干扰NO
的查验。
(2)为了查验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(从左向右连接):
A是发生装置,C是干燥除去水。
因为NO2更易液化,先分离NO2,因此接E冷却二氧化氮,NO2分离后再查验NO,再接D通氧气,观看到气体从无色变成红棕色,说明是NO,B是尾气处置装置,吸收反映后剩余的NO和NO2的混合气体,避免污染空气。
装置的连接为A→C→E→D→B;有气体参与或生成的实验必需检查装置的气密性,故组装好仪器后,接下来进行的操作是检查装置的气密性。
11.利用如图装置,进行NH3与金属氧化物MxOy反映生成M、N2、H2O,通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。
a中试剂是浓氨水。
(1)仪器a的名称为________,仪器b中装入的试剂能够是____________。
(2)按气流方向正确的装置连接顺序为________(填字母,装置可重复利用)。
答案
(1)分液漏斗 NaOH固体(或生石灰或碱石灰)
(2)BDADC
解析
(1)仪器a的名称为分液漏斗,仪器b中装入的试剂能够是NaOH固体或生石灰或碱石灰。
(2)该实验在B处产生氨,通过D干燥氨,在A处NH3与MxOy反映,生成的水在D处被吸收,残留氨被C吸收,因此按气流方向正确的装置连接顺序为BDADC。
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- 高考 化学 鲁科版大 一轮 温习 讲义 专题讲座