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新高考化学一轮复习讲义 第4章 第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
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这是一份新高考化学一轮复习讲义 第4章 第24讲 常见气体的实验室制备、净化和收集，共18页。试卷主要包含了全面，扎实训练学科基本技能，培养学生积极的学习态度，有计划等内容，欢迎下载使用。
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第24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eq \(――→,\s\up7(△))气体
发生装置如图：
制备气体：O2、NH3、CH4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)eq \(――→,\s\up7(△))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．常见气体典型制备系统举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
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
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．气体的收集方法
6.集气装置的创新——排液集气装置
装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集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Cl2时，尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。
8．防倒吸装置
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、和气体制备有关的组合装置分析应用
1．下列实验方案最合理的是( )
答案 B
解析 A项，Cl2的密度比空气大，收集时应用向上排空气法；B项，浓氨水滴入CaO中，CaO与水反应放热，NH3·H2O受热分解并挥发出NH3，可以制取NH3；C项，NO2能与水反应，不能用排水法收集；D项，Na2O2为粉末状固体，不能用启普发生器的简易装置制取氧气。
2．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为2LaCl3＋6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是( )
A．导管的连接顺序为f→a→b→d→e→c
B．X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液
C．球形干燥管的作用为防倒吸
D．Z中通入气体的方式是先通入足量CO2，后通入过量的NH3
答案 D
解析 由装置可知，W中制备二氧化碳，X除去HCl，Y中制备氨气，在Z中制备碳酸镧。则制备碳酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序为f→a→b→d→e→c，故A正确；X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液，其作用为吸收挥发的HCl，故B正确；氨气极易溶于水，球形干燥管的作用为防倒吸，故C正确；Z中应先通入NH3，后通入过量的CO2。
二、和气体制备有关的组合选项分析应用
3．(2022·宁波高三质检)用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是( )
答案 B
解析 A项，稀盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡不反应，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I－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，生成淡黄色沉淀，正确。
4．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
答案 A
解析 A项，装置b中生成气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置c中出现沉淀，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，元素非金属性越强，即非金属性：S>C>Si，正确；B项，MnO2和浓盐酸反应，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，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明X中含有COeq \\al(2－,3)，可能含有HCOeq \\al(－,3)或SOeq \\al(2－,3)或HSOeq \\al(－,3)，错误；D项，氯水具有强氧化性，能把SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)，不能达到实验目的，错误。
三、和气体制备有关的仪器连接分析应用
5．根据实验目的设计如下装置的连接中，正确的是( )
A．制备收集C2H4：连接a→c→g
B．制备收集NO：连接b→c→e→d
C．制备收集NH3：连接b→d→e→c
D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
答案 D
解析 制备C2H4没有控制温度的温度计，A错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集，B错误；浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去HCl气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl2，D正确。
6．用下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前后的质量差为反应时消耗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和稀硫酸反应产生的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是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。
1．(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
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为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。
2．(2020·江苏，5)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
答案 D
解析 A对，碳酸钙与稀盐酸反应可制备CO2，且为固液常温型反应，装置也正确；B对，CO2密度比空气大，可以用向上排空气法收集；C对，分离固体与液体，可采用过滤的方法；D错，CaCl2·6H2O晶体可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法制得，采用蒸发结晶法易导致CaCl2·6H2O失去结晶水。
3．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(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)。下列说法正确的是( )
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H2以排出空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C项，若先停止通H2，空气中的氧气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。
课时精练
1．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙验证氨气具有还原性
D．用装置丁吸收尾气
答案 C
解析 NaOH与NH4Cl反应生成NH3·H2O，不加热的情况下NH3·H2O难以分解，无NH3生成，故无法制备氨气，A错误；NH3与浓H2SO4反应，不能用浓H2SO4干燥NH3，B错误；NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O，黑色的CuO转化为红色的Cu，N元素的化合价升高，说明NH3具有还原性， C正确；苯的密度比水的密度小，在上层，NH3直接通入下层的水中，会发生倒吸，D错误。
2．用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)( )
答案 C
解析 浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成，但氯气溶于水，且与水发生反应，则不能用排水法收集，故A不符合题意；在浓硫酸存在下，乙醇消去制乙烯需要迅速升温到170 ℃，故B不符合题意；双氧水在二氧化锰催化作用下分解制氧气，制取装置不需要加热，收集氧气可以用排水法，故C符合题意；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，故D不符合题意。
3．(2022·广州市普通高中毕业班综合测试)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( )
答案 C
解析 浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2，但NaOH溶液会与Cl2反应，应选用饱和食盐水除杂，故A错误；NH3极易溶于水，不能通入水中，故B错误；稀硝酸与铜反应生成NO，NO难溶于水，且不与P2O5反应，故可以用水除杂，用P2O5干燥，故C正确；稀硝酸与Zn反应生成NO，不生成H2，故D错误。
4．(2022·天津模拟)如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项正确的是( )
答案 D
解析 由实验装置可知，反应物为固体和液体，且不需要加热；图1收集装置的特点：气体能用碱石灰干燥，气体可用向下排空气法收集；图2收集装置的特点：气体能用氯化钙干燥，气体可用向上排空气法收集。电石和饱和食盐水可以制取C2H2，其密度比空气小，应用向下排空气法收集，故A错误；大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳气体和碱石灰反应，所以不能用碱石灰干燥，且二氧化碳的密度大于空气的密度，应用向上排空气法收集，故B错误；铜和稀硝酸反应生成NO，一氧化氮能和氧气反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，故C错误；氧化钙和浓氨水反应生成氨气，氨气和碱石灰不反应，所以可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集，故D正确。
5．(2022·晋中市高三一模)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NaNO2＋NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O
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N2只能用向下排空气法
答案 D
解析 根据题中已知的反应物和生成物，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NaNO2＋NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应自身放热，B项正确；根据化学方程式可知产物有水蒸气，且反应物为溶液状态，先用装置Ⅱ将绝大多数水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ进行干燥，故装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气，C项正确；N2的密度与空气密度相差太小，不适合用排空气法收集，D项错误。
6．(2022·铁岭模拟)Ca3N2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＋2NH3eq \(=====,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动A处反应，一段时间后再点燃C处酒精灯
D．从产品纯度考虑，C、D装置之间应该增加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NH3和Ca反应生成Ca3N2和H2，则发生反应的化学方程式为3Ca＋2NH3eq \(=====,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2，故B正确；实验过程中，先启动A处反应，排尽装置中的空气，一段时间后再点燃C处酒精灯，故C正确；E中氯化钙带有结晶水，失去吸水作用，故D错误。
7．探究 SO2与NaNO3溶液反应的实验装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．实验开始时先通入CO2排出装置中的空气
B．装置①中生成SO2的反应属于氧化还原反应
C．向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明装置②中产生了NO
D．装置④可以防止空气进入装置③干扰实验
答案 B
解析 装置①中浓硫酸与亚硫酸钠反应放出二氧化硫，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，故B错误；二氧化硫具有还原性，在酸性溶液中，NaNO3溶液具有氧化性，二者能够发生氧化还原反应，因此向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明装置②中产生了NO，故C正确；生成的硫氧化物和氮氧化物均会污染空气，因此装置④主要是吸收尾气，防止污染空气，当然也可以防止空气进入装置③干扰实验，故D正确。
8．(2022·佛山市南海区高三摸底测试)在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入纯净的氯气，可制得易水解的AlCl3，反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlCl3＋3CO，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MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
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中浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A项正确；b为饱和食盐水，可用于除去氯化氢气体，c为浓硫酸，起到干燥的作用，B项正确；氯化铝易水解，则应在d、e之间添加一个干燥装置，防止空气中的水进入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。
9．已知：MnO2＋2NaBr＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))MnSO4＋Na2SO4＋Br2↑＋2H2O，实验室利用如图所示的装置制备溴苯(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Br2
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 装置甲则为题设条件的发生装置，装置乙的浓硫酸用来吸收溴中的水，水浴加热为防止溴蒸气冷凝，装置丙为制取溴苯的发生装置，装置丁用来吸收制取溴苯后挥发出来的溴化氢。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；溴蒸气进入装置丁后，会与AgNO3反应产生AgBr淡黄色沉淀，D错误。
10．资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO；氢氧化钠能吸收NO2，但不能吸收NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。下列说法错误的是( )
A．能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③中溶液上方出现红棕色气体
B．滴加浓硝酸前要先打开弹簧夹通一段时间氮气
C．②中的试剂为水
D．⑥的作用是吸收尾气
答案 A
解析 根据实验的目的以及装置特点进行判断；装置①浓硝酸和铜反应，装置②将铜和浓硝酸反应生成的二氧化氮转化为一氧化氮，装置③盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气。能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③中溶液上方不出现红棕色气体，装置④液面的上方会产生红棕色气体，故A错误；空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间N2排尽装置中的空气，故B正确；②中的试剂为水，使NO2与H2O反应生成NO，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故C正确；装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气，故D正确。
11．(2022·徐州市高三模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是( )
A．导管a的作用是有利于硫酸滴入
B．装置A中的反应体现硫酸的酸性
C．装置B、D作用完全相同
D．装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成
答案 C
解析 a可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压，有利于硫酸顺利滴入，A正确；A中发生反应的化学方程式为H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，利用复分解反应强制弱原理制备SO2，该反应体现了硫酸的酸性，B正确；实验过程中可以通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，同时二氧化硫与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用，D的作用仅仅是作安全瓶，起防倒吸的作用，C错误；C中出现黄色浑浊，说明C中产生了硫单质，最终又变澄清，说明硫单质又反应了，D正确。
12．某同学用浓硫酸与亚硫酸钠制备SO2并探究其相关性质，实验装置如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．装置①中用Cu片代替Na2SO3也能达到实验目的
B．装置②中溴水可以用酸性高锰酸钾溶液代替
C．装置③中出现浑浊，说明SO2具有氧化性
D．装置④的作用是吸收SO2，防止发生倒吸和污染环境
答案 A
解析 浓硫酸和Cu片的反应需要加热，图中的装置①没有加热装置，故不能用Cu片代替Na2SO3，A错误；装置②中的溴水是用来检验SO2的还原性的，可以用酸性高锰酸钾溶液代替溴水，B正确；装置③中的Na2S溶液是用来检验SO2的氧化性的，现象是溶液变浑浊，C正确；SO2不溶于CCl4，将SO2通入装置④，不会引起倒吸，且SO2会被NaOH溶液吸收，不会污染环境，D正确。
13．某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应，下列有关说法错误的是( )
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B．A装置制备NH3，E装置制备Cl2
C．反应时，装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明生成NH4Cl和N2
D．尾气中的NH3可被F装置吸收
答案 B
解析 高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5，故A正确；根据C中导气管的位置可知，A中制备的气体密度大于空气，A装置制备Cl2，E装置中制备的气体密度小于空气，且干燥氨气用碱石灰，氯气不能用碱石灰干燥，故E装置制备NH3，故B错误；装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明氯气和氨气反应生成NH4Cl，根据化合价的变化可知，氯气中氯元素的化合价从0价降低到－1价，则氮元素的化合价升高，另一种生成物是N2，故C正确；NH3难溶于四氯化碳，可以防止倒吸，且能被稀硫酸吸收，故D正确。
14．(2022·广州市天河中学质检)高温下CaSO4和焦炭可发生反应：CaSO4＋Ceq \(――→,\s\up7(高温))CaS＋CaO＋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KMnO4溶液的颜色变浅、pH增大，则气体产物中含有SO2
C．若实验后Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀，则气体产物中含有CO2
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，反应的化学方程式为5SO2＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5SOeq \\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋，所以反应后溶液中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CO2，故C正确；黑色氧化铜变为红色的铜，同时澄清石灰水变浑浊，说明气体产物中含有CO，故D正确。
15．(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＋＋4NH3·H2O===4H2O＋[Cu(NH3)4]2＋ (该反应产物可作为H2O2分解的催化剂)。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．导管a的作用是平衡压强，便于使稀硫酸顺利流下
D．I的作用是吸收挥发出的H2S气体
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，锌和硫酸和少量硫酸铜的混合溶液发生原电池反应生成硫酸锌和氢气，反应生成的氢气进入装置E中，使装置中气体压强增大，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沉淀和水，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。类型
液态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置图
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
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，且不与水反应的气体
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
肚容式
分液式
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
选项
实验目的
a中试剂
b中试剂
c中试剂
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COeq \\al(2－,3)
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
选项
化学试剂
制备气体
A
Ca(OH)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl
选项
A
B
C
D
X
浓盐酸
浓硫酸
双氧水
浓氨水
Y
KMnO4
C2H5OH
MnO2
NaOH
气体
Cl2
C2H4
O2
NH3
选项
制备气体
a
b
c
d
A
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
碱石灰
B
NH3
浓氨水
CaO
H2O
固体NaOH
C
NO
稀硝酸
Cu
H2O
P2O5
D
H2
稀硝酸
Zn
NaOH溶液
无水CaCl2
选项
发生装置中的药品
干燥和集气装置
A
电石和饱和食盐水
图2
B
大理石和稀盐酸
图1
C
铜和稀硝酸
图2
D
氧化钙和浓氨水
图1
要正确理解基础，不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习，基础就是像盖房子一样，需要着力做好两件大事：一是夯实地基，二是打好框架。
2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。
一轮复习，要以教材为本，全面细致的回顾课本知识，让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点，先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理，对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。
3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。
落实学生解题的三重境界：一是“解”，解决当前问题。二是“思”，总结解题经验和方法。三是“归”，回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字：慢（审题），快（书写），全（要点全面，答题步骤规范）。
4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。
高三复习要突出重点，切忌主次不分，无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情，讲难点、重点、易混点、薄弱点；讲思路、技巧、规范；讲到关键处，讲到点子上，讲到学生心里去。
第24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eq \(――→,\s\up7(△))气体
发生装置如图：
制备气体：O2、NH3、CH4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)eq \(――→,\s\up7(△))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．常见气体典型制备系统举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
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
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．气体的收集方法
6.集气装置的创新——排液集气装置
装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集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Cl2时，尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时，尾气处理可采用a、c装置。
③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。
8．防倒吸装置
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、和气体制备有关的组合装置分析应用
1．下列实验方案最合理的是( )
答案 B
解析 A项，Cl2的密度比空气大，收集时应用向上排空气法；B项，浓氨水滴入CaO中，CaO与水反应放热，NH3·H2O受热分解并挥发出NH3，可以制取NH3；C项，NO2能与水反应，不能用排水法收集；D项，Na2O2为粉末状固体，不能用启普发生器的简易装置制取氧气。
2．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为2LaCl3＋6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是( )
A．导管的连接顺序为f→a→b→d→e→c
B．X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液
C．球形干燥管的作用为防倒吸
D．Z中通入气体的方式是先通入足量CO2，后通入过量的NH3
答案 D
解析 由装置可知，W中制备二氧化碳，X除去HCl，Y中制备氨气，在Z中制备碳酸镧。则制备碳酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序为f→a→b→d→e→c，故A正确；X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液，其作用为吸收挥发的HCl，故B正确；氨气极易溶于水，球形干燥管的作用为防倒吸，故C正确；Z中应先通入NH3，后通入过量的CO2。
二、和气体制备有关的组合选项分析应用
3．(2022·宁波高三质检)用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是( )
答案 B
解析 A项，稀盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡不反应，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I－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，生成淡黄色沉淀，正确。
4．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
答案 A
解析 A项，装置b中生成气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置c中出现沉淀，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，元素非金属性越强，即非金属性：S>C>Si，正确；B项，MnO2和浓盐酸反应，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，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明X中含有COeq \\al(2－,3)，可能含有HCOeq \\al(－,3)或SOeq \\al(2－,3)或HSOeq \\al(－,3)，错误；D项，氯水具有强氧化性，能把SOeq \\al(2－,3)氧化成SOeq \\al(2－,4)，不能达到实验目的，错误。
三、和气体制备有关的仪器连接分析应用
5．根据实验目的设计如下装置的连接中，正确的是( )
A．制备收集C2H4：连接a→c→g
B．制备收集NO：连接b→c→e→d
C．制备收集NH3：连接b→d→e→c
D．制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
答案 D
解析 制备C2H4没有控制温度的温度计，A错误；NO与O2反应，不能用排空气法收集，B错误；浓硫酸吸收多余的NH3，易发生倒吸，C错误；饱和食盐水除去HCl气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收多余的Cl2，D正确。
6．用下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前后的质量差为反应时消耗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和稀硫酸反应产生的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是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。
1．(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
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为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。
2．(2020·江苏，5)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
答案 D
解析 A对，碳酸钙与稀盐酸反应可制备CO2，且为固液常温型反应，装置也正确；B对，CO2密度比空气大，可以用向上排空气法收集；C对，分离固体与液体，可采用过滤的方法；D错，CaCl2·6H2O晶体可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法制得，采用蒸发结晶法易导致CaCl2·6H2O失去结晶水。
3．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(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)。下列说法正确的是( )
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H2以排出空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C项，若先停止通H2，空气中的氧气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。
课时精练
1．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，能达到实验目的的是( )
A．用装置甲制取氨气
B．用装置乙除去氨气中的水蒸气
C．用装置丙验证氨气具有还原性
D．用装置丁吸收尾气
答案 C
解析 NaOH与NH4Cl反应生成NH3·H2O，不加热的情况下NH3·H2O难以分解，无NH3生成，故无法制备氨气，A错误；NH3与浓H2SO4反应，不能用浓H2SO4干燥NH3，B错误；NH3与CuO反应生成N2、Cu和H2O，黑色的CuO转化为红色的Cu，N元素的化合价升高，说明NH3具有还原性， C正确；苯的密度比水的密度小，在上层，NH3直接通入下层的水中，会发生倒吸，D错误。
2．用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)( )
答案 C
解析 浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成，但氯气溶于水，且与水发生反应，则不能用排水法收集，故A不符合题意；在浓硫酸存在下，乙醇消去制乙烯需要迅速升温到170 ℃，故B不符合题意；双氧水在二氧化锰催化作用下分解制氧气，制取装置不需要加热，收集氧气可以用排水法，故C符合题意；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，故D不符合题意。
3．(2022·广州市普通高中毕业班综合测试)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( )
答案 C
解析 浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2，但NaOH溶液会与Cl2反应，应选用饱和食盐水除杂，故A错误；NH3极易溶于水，不能通入水中，故B错误；稀硝酸与铜反应生成NO，NO难溶于水，且不与P2O5反应，故可以用水除杂，用P2O5干燥，故C正确；稀硝酸与Zn反应生成NO，不生成H2，故D错误。
4．(2022·天津模拟)如图是实验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和集气装置有两套，分别用图1和图2表示。下列选项正确的是( )
答案 D
解析 由实验装置可知，反应物为固体和液体，且不需要加热；图1收集装置的特点：气体能用碱石灰干燥，气体可用向下排空气法收集；图2收集装置的特点：气体能用氯化钙干燥，气体可用向上排空气法收集。电石和饱和食盐水可以制取C2H2，其密度比空气小，应用向下排空气法收集，故A错误；大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳气体和碱石灰反应，所以不能用碱石灰干燥，且二氧化碳的密度大于空气的密度，应用向上排空气法收集，故B错误；铜和稀硝酸反应生成NO，一氧化氮能和氧气反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收集，故C错误；氧化钙和浓氨水反应生成氨气，氨气和碱石灰不反应，所以可用碱石灰干燥，氨气的密度小于空气的密度，所以可用向下排空气法收集，故D正确。
5．(2022·晋中市高三一模)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NaNO2＋NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O
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N2只能用向下排空气法
答案 D
解析 根据题中已知的反应物和生成物，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NaNO2＋NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))NaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应自身放热，B项正确；根据化学方程式可知产物有水蒸气，且反应物为溶液状态，先用装置Ⅱ将绝大多数水蒸气冷凝后再用装置Ⅲ进行干燥，故装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气，C项正确；N2的密度与空气密度相差太小，不适合用排空气法收集，D项错误。
6．(2022·铁岭模拟)Ca3N2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＋2NH3eq \(=====,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动A处反应，一段时间后再点燃C处酒精灯
D．从产品纯度考虑，C、D装置之间应该增加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NH3和Ca反应生成Ca3N2和H2，则发生反应的化学方程式为3Ca＋2NH3eq \(=====,\s\up7(△))Ca3N2＋3H2，故B正确；实验过程中，先启动A处反应，排尽装置中的空气，一段时间后再点燃C处酒精灯，故C正确；E中氯化钙带有结晶水，失去吸水作用，故D错误。
7．探究 SO2与NaNO3溶液反应的实验装置如图所示，下列说法错误的是( )
A．实验开始时先通入CO2排出装置中的空气
B．装置①中生成SO2的反应属于氧化还原反应
C．向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明装置②中产生了NO
D．装置④可以防止空气进入装置③干扰实验
答案 B
解析 装置①中浓硫酸与亚硫酸钠反应放出二氧化硫，没有元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，故B错误；二氧化硫具有还原性，在酸性溶液中，NaNO3溶液具有氧化性，二者能够发生氧化还原反应，因此向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明装置②中产生了NO，故C正确；生成的硫氧化物和氮氧化物均会污染空气，因此装置④主要是吸收尾气，防止污染空气，当然也可以防止空气进入装置③干扰实验，故D正确。
8．(2022·佛山市南海区高三摸底测试)在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入纯净的氯气，可制得易水解的AlCl3，反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3Ceq \(=====,\s\up7(高温))2AlCl3＋3CO，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MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
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中浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A项正确；b为饱和食盐水，可用于除去氯化氢气体，c为浓硫酸，起到干燥的作用，B项正确；氯化铝易水解，则应在d、e之间添加一个干燥装置，防止空气中的水进入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。
9．已知：MnO2＋2NaBr＋2H2SO4eq \(=====,\s\up7(△))MnSO4＋Na2SO4＋Br2↑＋2H2O，实验室利用如图所示的装置制备溴苯(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Br2
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 装置甲则为题设条件的发生装置，装置乙的浓硫酸用来吸收溴中的水，水浴加热为防止溴蒸气冷凝，装置丙为制取溴苯的发生装置，装置丁用来吸收制取溴苯后挥发出来的溴化氢。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；溴蒸气进入装置丁后，会与AgNO3反应产生AgBr淡黄色沉淀，D错误。
10．资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO；氢氧化钠能吸收NO2，但不能吸收NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。下列说法错误的是( )
A．能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③中溶液上方出现红棕色气体
B．滴加浓硝酸前要先打开弹簧夹通一段时间氮气
C．②中的试剂为水
D．⑥的作用是吸收尾气
答案 A
解析 根据实验的目的以及装置特点进行判断；装置①浓硝酸和铜反应，装置②将铜和浓硝酸反应生成的二氧化氮转化为一氧化氮，装置③盛放稀硝酸，验证稀HNO3不能氧化NO，装置④中盛放的是浓HNO3，若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体，装置⑤是收集NO，装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气。能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③中溶液上方不出现红棕色气体，装置④液面的上方会产生红棕色气体，故A错误；空气能氧化NO而对实验产生干扰，所以滴加浓HNO3之前需要通入一段时间N2排尽装置中的空气，故B正确；②中的试剂为水，使NO2与H2O反应生成NO，化学方程式为3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，故C正确；装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气，故D正确。
11．(2022·徐州市高三模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是( )
A．导管a的作用是有利于硫酸滴入
B．装置A中的反应体现硫酸的酸性
C．装置B、D作用完全相同
D．装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清，说明过程中有硫单质生成
答案 C
解析 a可以平衡分液漏斗和烧瓶内的气压，有利于硫酸顺利滴入，A正确；A中发生反应的化学方程式为H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，利用复分解反应强制弱原理制备SO2，该反应体现了硫酸的酸性，B正确；实验过程中可以通过B中产生气泡的速率调节滴加硫酸的速率，同时二氧化硫与C中物质反应易引起倒吸，B还可以起到平衡气压、防倒吸的作用，D的作用仅仅是作安全瓶，起防倒吸的作用，C错误；C中出现黄色浑浊，说明C中产生了硫单质，最终又变澄清，说明硫单质又反应了，D正确。
12．某同学用浓硫酸与亚硫酸钠制备SO2并探究其相关性质，实验装置如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．装置①中用Cu片代替Na2SO3也能达到实验目的
B．装置②中溴水可以用酸性高锰酸钾溶液代替
C．装置③中出现浑浊，说明SO2具有氧化性
D．装置④的作用是吸收SO2，防止发生倒吸和污染环境
答案 A
解析 浓硫酸和Cu片的反应需要加热，图中的装置①没有加热装置，故不能用Cu片代替Na2SO3，A错误；装置②中的溴水是用来检验SO2的还原性的，可以用酸性高锰酸钾溶液代替溴水，B正确；装置③中的Na2S溶液是用来检验SO2的氧化性的，现象是溶液变浑浊，C正确；SO2不溶于CCl4，将SO2通入装置④，不会引起倒吸，且SO2会被NaOH溶液吸收，不会污染环境，D正确。
13．某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应，下列有关说法错误的是( )
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5
B．A装置制备NH3，E装置制备Cl2
C．反应时，装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明生成NH4Cl和N2
D．尾气中的NH3可被F装置吸收
答案 B
解析 高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为16HCl＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2↑，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5，故A正确；根据C中导气管的位置可知，A中制备的气体密度大于空气，A装置制备Cl2，E装置中制备的气体密度小于空气，且干燥氨气用碱石灰，氯气不能用碱石灰干燥，故E装置制备NH3，故B错误；装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明氯气和氨气反应生成NH4Cl，根据化合价的变化可知，氯气中氯元素的化合价从0价降低到－1价，则氮元素的化合价升高，另一种生成物是N2，故C正确；NH3难溶于四氯化碳，可以防止倒吸，且能被稀硫酸吸收，故D正确。
14．(2022·广州市天河中学质检)高温下CaSO4和焦炭可发生反应：CaSO4＋Ceq \(――→,\s\up7(高温))CaS＋CaO＋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KMnO4溶液的颜色变浅、pH增大，则气体产物中含有SO2
C．若实验后Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀，则气体产物中含有CO2
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，反应的化学方程式为5SO2＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5SOeq \\al(2－,4)＋2Mn2＋＋4H＋，所以反应后溶液中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CO2，故C正确；黑色氧化铜变为红色的铜，同时澄清石灰水变浑浊，说明气体产物中含有CO，故D正确。
15．(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＋＋4NH3·H2O===4H2O＋[Cu(NH3)4]2＋ (该反应产物可作为H2O2分解的催化剂)。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．导管a的作用是平衡压强，便于使稀硫酸顺利流下
D．I的作用是吸收挥发出的H2S气体
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，锌和硫酸和少量硫酸铜的混合溶液发生原电池反应生成硫酸锌和氢气，反应生成的氢气进入装置E中，使装置中气体压强增大，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沉淀和水，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。类型
液态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置图
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
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，且不与水反应的气体
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
肚容式
分液式
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
选项
实验目的
a中试剂
b中试剂
c中试剂
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COeq \\al(2－,3)
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
选项
化学试剂
制备气体
A
Ca(OH)2＋NH4Cl
NH3
B
MnO2＋HCl(浓)
Cl2
C
MnO2＋KClO3
O2
D
NaCl＋H2SO4(浓)
HCl
选项
A
B
C
D
X
浓盐酸
浓硫酸
双氧水
浓氨水
Y
KMnO4
C2H5OH
MnO2
NaOH
气体
Cl2
C2H4
O2
NH3
选项
制备气体
a
b
c
d
A
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
碱石灰
B
NH3
浓氨水
CaO
H2O
固体NaOH
C
NO
稀硝酸
Cu
H2O
P2O5
D
H2
稀硝酸
Zn
NaOH溶液
无水CaCl2
选项
发生装置中的药品
干燥和集气装置
A
电石和饱和食盐水
图2
B
大理石和稀盐酸
图1
C
铜和稀硝酸
图2
D
氧化钙和浓氨水
图1
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