第09讲 物质的制备-2023-2024学年新高一化学暑假精品课（沪科版必修第一册）

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第09讲  气体的制备1．物质制备的一般要求在制备物质时，常会根据目标产品的组成来选择合适的原料与确定反应原理，设计反应路径，选择合适的仪器，并搭建实验装置，在一定实验条件下进行制备，最终根据产品的理化性质将其分离提纯出来。说明：制备物质时要注意安全使用化学品。下面是常见的安全标识：爆炸物易燃类的物质氧化性物质加压气体毒性物质警告腐蚀类物质健康危害环境危害【例1】依据实验室制备氧气的实验，思考以下问题∶（1）制备氧气的实验中，你会选择什么物质作为反应原料?（2）如何设计实验步骤并搭建装置?（3）若要得到纯净和干燥的氧气，应如何优化反应装置?【例2】在盛放浓硫酸的试剂瓶的标签上应印有下列警示标记中的 A．    B． C．  D． 2．制备物质的流程和原则说明：绿色化学就是利用化学原理和技术手段，减少或消除在生产过程和使用过程中涉及的有害化学物质，从源头减少或消除有害物质。【例3】下列哪一项不是制备物质时要遵循的原则A．原理简单        B．原料易得        C．条件温和        D．分离方便【例4】下图是实验室制取二氧化碳及进行性质实验的部分装置。（1）石灰石与稀盐酸反应生成二氧化碳气体的化学方程式是　　　　　　　　。 （2）检验装置气密性。按图连接装置，先　　　　　　　　    　　　，再加水至 A下端形成一段水柱,静置，若观察到　　　　　　　　　　　　　　　，说明气密性良好。 （3）加入药品。添加石灰石时，为避免打破锥形瓶，应将锥形瓶　　　  　，再放入固体。添加盐酸时，将稀盐酸从　　　        　(填仪器A的名称)注入锥形瓶至　　　　　　　      　。  3．氯气的实验室制法（1）原理：MnO2 + 4HCl(浓)  MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O （2）装置：固液加热型（3）收集：向上排空气法（4）尾气处理；用氢氧化钠溶液吸收，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（5）制备氯气的优化装置【例5】1774年，舍勒在研究软锰矿(主要成分是MnO2)的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色气体。1810年，戴维确认这是一种新元素组成的单质，并命名为chlorine(中文命名―氯气)。实验室制取Cl2时，下列装置能达到相应实验目的的是ABCD制备Cl2净化Cl2收集Cl2尾气处理【例6】实验室利用如图所示装置制备氯气，图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中不正确的是A．②③        B．①③④        C．①②④        D．②③④ 4．常见的气体制备、净化、收集装置（1）常见的制气装置固—固加热型固—液加热型液—液加热型固—液常温型（2）常见的气体净化装置液体除杂试剂固体除杂试剂常温时加热条件下洗气瓶干燥管U型管硬质玻璃管 【例7】下图是某兴趣小组制备、收集并检验二氧化碳气体的有关实验操作，其中错误的是A．图甲中推动注射器时，长颈漏斗下端液面上升，说明气密性良好B．图乙中长颈漏斗下端要伸入液面下，是为了防止气体从长颈漏斗逸出C．图丙装置中植物油的作用是防止二氧化碳气体溶于水D．图丁中为了检验二氧化碳气体，滴入的试剂为紫色石蕊试液【例8】硫化氢（H2S）是一种有毒气体，其密度比空气的密度大，且能溶于水形成氢硫酸。实验室通常用块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸混合，在常温下通过发生复分解反应制得硫化氢气体。试回答： （l）实验室制取硫化氢的化学反应方程式为                                     。（2）根据装置图回答下列问题：①制取硫化氢气体的发生装置可以选            。②若用C装置收集硫化氢气体，进气口应为     ，原因是                      。③为了验证硫化氢的水溶液呈酸性，可以将该气体通入装置D，D中所盛的试剂应该是             ，现象是                                         。  ④做上述实验时，为了防止多余的硫化氢逸出污染环境，可以将其通入装置E吸收，E中的试剂应该为__________________溶液。 1．工业上所说的“液碱”，一般是指氢氧化钠的水溶液。以下是一些常用的危险品标志，装运“液碱”的包装箱应贴的图标是                           A             B             C                D2．对危险化学品要在包装标签上印有警示性标志。氢氧化钠溶液应选用的标志是ABCD爆炸品氧化剂剧毒品腐蚀品3．在实验室中，下列行为不符合安全要求的是A．点燃氢气前，先验纯确认其纯净          B．制备有毒气体时，在通风橱内进行C．实验结束后，将废液倒入指定容器中      D．稀释浓硫酸时，将水注入浓硫酸中
4．下列装置及药品和实验室制备的气体相匹配的是A．甲装置用来制备氧气       B．乙装置用来收集氯气C．丙装置用来制取氯气       D．丁装置中盛有碱石灰用来干燥二氧化碳气体5．实验室中能用同种发生装置制备气体的是A．H2，CO2             B. Cl2，CO2C．Cl2，H2              D. Cl2，O26．右图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是A．瓶内装满水，气体从b端通入，收集N2B．瓶内装有澄清石灰水，从a端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳C．瓶内装有浓硫酸，从a端通入，吸收二氧化碳中混有的水蒸气D．在a端接量筒，瓶内装满水，测量氯化氢气体的体积7．已知：FeS(块状固体) + H2SO4 = FeSO4 + H2S↑，H2S气体难溶于水，下列实验装置中，最适合制备H2S气体的是A．    B．   C．   D．8．向100 mL12 mol·L-1浓盐酸中加入足量的MnO2并加热，使它们充分反应，生成的Cl2在标准状况下的体积A．在6.72L和13.44L之间        B．等于6.72L    C．小于6.72L         D．大于6.72L9．下图是气体制取装置(包括气体发生、收集和尾气吸收)，可用该装置制取的气体是A．铁粉和稀硫酸制氢气B．二氧化锰和浓盐酸共热制氯气C．大理石与盐酸反应制二氧化碳气体D．二氧化锰和双氧水制氧气10. 下表是三种气体的密度（标准状况下测得）和溶解度（200C、101kPa条件下测得） H 2CO 2SO 2密度 g/L0.08991.9772.716溶解度 g/100g 水0.00016030.168811.28实验室收集一瓶SO2气体，可采用的方法是 A．向上排空气法        B．向下排空气法C．排水集气法         D．即可用排水法又可用向上排空气法11. 实验室制备氯气的发生装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由叙述错误的是A. 防止氯气扩散到空气中造成污染          B. 便于控制加入盐酸的量C. 尽量避免HCl挥发到空气中              D. 长颈漏斗不便于添加液体12. 下列气体当中，既能用浓硫酸干燥，又能用碱石灰干燥的是A. CO2         B. Cl2        C. O2        D. NH313．对于下列装置，不添加其他仪器无法检查其气密性的是  14．仅用锥形瓶、分液漏斗、各种玻璃导管、橡皮塞、集气瓶、药匙制备氧气。应选用的试剂是A．KMnO4固体                       B．KClO3和MnO2固体混合物C．HgO固体                         D．10%的H2O2和MnO215. 用下图装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集（不考虑尾气处理）气体。该装置可用于A．锌和盐酸生成氢气              B．二氧化锰和浓盐酸生成氯气C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳      D．双氧水分解生成氧气16. 用以下试剂和右图装置可制取、净化、收集的气体是A. 锌和稀硫酸制氢气 B. 双氧水和二氧化锰制取氧气C. 大理石和稀硫酸制二氧化碳        D. 氯酸钾和二氧化锰制氧气17. 下列关于实验室制取氧气的说法中，一定正确的是A．必须选择含氧元素的物质作原料       B．必须用排水法收集氧气C．必须使用二氧化锰作催化剂           D．必须使用酒精灯 18. 已知：金属钠和空气可以制备纯度较高的Na2O2，反应原理是：2Na+O2Na2O2，并且Na2O2易与空气中CO2、水蒸气反应。现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题：（1）装置Ⅳ中盛放试剂是________，其作用是__________________________。（2）若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各接口的连接顺序为：_____________。（3）装置II的作用是_______________________________。（4）操作中通空气和加热顺序为_______________________________________。