专题复习 高考化学 考点23 常见气体的实验室制法 讲义

这是一份专题复习 高考化学 考点23 常见气体的实验室制法 讲义，共24页。试卷主要包含了常见气体制备的反应原理，实验室制取气体的装置，常见气体的除杂与干燥，气体的收集方法，气体体积的测量，尾气处理方法，几种常见气体的检验等内容，欢迎下载使用。
1．常见气体制备的反应原理
2．实验室制取气体的装置
实验室制备气体发生装置选择的依据是反应物的状态及反应条件。
气体制备口诀
气体制备首至尾，操作步骤各有位，发生装置位于头，洗涤装置紧随后，
除杂装置分干湿，干燥装置把水留；集气要分气和水，性质实验分先后，
有毒气体必除尽，吸气试剂选对头；有时装置少几个，基本顺序不可丢，
偶尔出现小变化，相对位置仔细求。
3．常见气体的除杂与干燥
（1）气体的除杂
气体的除杂一般是指除去水蒸气以外的杂质。关于气体的除杂应掌握以下两点：
①除杂原则。a.不损失主体气体，即被净化的气体不能与除杂试剂发生化学反应；b.不引入新的杂质气体；c.在密闭装置内进行；d.常先除去易除的气体。
②选择除杂试剂的依据。利用主体气体和杂质气体性质的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性等。液体除杂试剂用洗气瓶，固体除杂试剂用干燥管。
（2）常见气体的净化
（3）气体的干燥
气体的干燥是指除去气体中所含的水蒸气，实质上也属于除杂范畴(是一种特定的除杂过程)；气体干燥的关键是选择干燥剂，并根据干燥剂的状态选择干燥装置，常用的装置有洗气瓶、干燥管等。
（4）常用的气体干燥剂
（5）气体干燥与除杂的顺序问题
一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则先除杂后干燥；若采用加热法除去杂质，则先干燥后除杂。
4．气体的收集方法
确定气体的收集方法时要考虑气体的密度、溶解性、稳定性。
（1）常见的收集方法
（2）创新的收集装置
气体的收集分析思路
1．易溶于水或与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，只能用排空气法收集。
2．常温下与O2反应的气体(如NO)、密度跟空气相近的气体(如N2、CO、C2H4、C2H6等)，都不能用排空气法收集。
3．能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排某些饱和溶液的方法收集，如：CO2——排饱和NaHCO3溶液；SO2——排饱和NaHSO3溶液；H2S——排饱和NaHS溶液；Cl2——排饱和NaCl溶液。
4．注意集气装置中两根导气管的长短，应根据气体的密度来分析其进气和出气端。
5．气体体积的测量
对难溶于水且不与水反应的气体，往往通过测量其排出水的体积来确定气体的体积(NH3常用排CCl4的方法来测体积)。读数时，要使两边的液面保持水平，以消除水位差造成的误差。常用装置如图所示：
6．尾气处理方法
对于有毒、有害、可燃、污染空气的气体尾气必须进行处理，用溶液吸收或点燃使它们变为无毒、无害、无污染的物质。对于无毒、无害气体可直接排放，如N2、O2、CO2等。
（1）吸收原则：能充分吸收气体；不能倒吸。
（2）常见装置
①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用图D装置；
②吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B、C装置；
③CO、H2等气体可用点燃或收集的方法除去，用图A、E装置。
（3）有些反应物需要防潮处理(如FeCl3、AlCl3等)，这时尾气处理前必须有干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入，如图所示。
7．几种常见气体的检验
（1）可燃性气体的检验
考向一 气体的制备、收集与检验
典例1 亚硝酰氯(NOCl)的沸点为－5.5 ℃，具有刺鼻恶臭味，在潮湿空气中易水解，溶于浓硫酸，是有机合成中的重要试剂。某同学用如图装置，由NO与干燥纯净的Cl2反应制备NOCl。
已知：①Cl2沸点为－34.6 ℃，NO2Cl沸点为－15 ℃
②2NO＋Cl2===2NOCl 2NO2＋Cl2===2NO2Cl
回答下列问题：
（1）铜与稀硝酸反应的化学方程式为____________________________；装置A中设计了可上下移动的铜丝，其优点是______________________________。
（2）图中实验装置的连接顺序为a―→____________________________。
（3）实验时，先制取氯气使其充满除A、B、C外的整套装置，目的是____________________；装置中充满氯气后，下一步是制取NO，具体操作是_____________________________；E中冰盐水的温度可低至－22 ℃，其作用是____________________________。
（4）该同学的实验设计可能的不足之处是________________________(答出一条即可)。
（5）若无C装置，则不利于NOCl的制备，主要原因是______________________(用化学方程式表示)。
【答案】（1）3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 可控制反应的开始和停止(其他合理答案均可)
（2）d、e→b、c→i、j→f、g→h
（3）排出装置中的空气 打开止水夹，并将铜丝插入稀硝酸中 将NOCl冷凝为液态
（4）B、C上部的空气会将NO氧化(或E中制得的NOCl产品中可能混有少量NO2Cl)
（5）NOCl＋H2O===HNO2＋HCl
【解析】（1）Cu被稀HNO3氧化为Cu2＋，稀HNO3被还原成NO，根据化合价升降守恒配平即可；可上下移动的铜丝设计的目的是节约药品，通过铜丝的拉动，可以控制反应的开始与结束。
（2）Cl2由气体发生装置a出来，连接净化除杂装置，先通过饱和食盐水(d、e)除去HCl气体，再通过浓H2SO4(b、c)除去水蒸气，再连接反应装置(i、j)，再通过干燥管(f、g)防止空气中水蒸气进入导致产物水解，最后通过NaOH溶液除尾气。
（3）由于NO易被氧化，故需先通氯气赶尽装置中的O2；打开止水夹目的是保证装置畅通，使气体顺利通过，将铜丝伸入稀HNO3中即可启动反应产生NO；NOCl的沸点为－5.5 ℃，采取低温冷却的目的是液化NOCl。
（4）该实验中先通Cl2，后通NO，部分NO会被B和C装置上部的O2氧化，导致产物不纯。
（5）题干中提示NOCl在潮湿的空气中易发生水解，故若没有C装置，会发生NOCl的水解反应，得到HNO2和HCl。
1．某同学用如图所示装置制取和探究气体(H2、O2、NH3、Cl2、SO2、NO2)的性质。
（1）装药品前，应先进行的操作是 。
（2）如果用该装置制取H2、O2、NH3，可选用的试剂组合是 (填序号)。
（3）题给六种气体中，可同时采用如图所示两种收集装置收集的是 。
（4）甲、乙两同学分别利用题给装置制取并探究气体的性质。甲同学利用Na2SO3固体与稀硫酸反应制取SO2，乙同学利用KMnO4和稀盐酸反应制取氯气。
请回答下列问题：
①写出Na2SO3固体与稀硫酸反应制取SO2的化学方程式： 。
②若溶液A为溴水，通入SO2后可观察到的现象是 ；若溶液A为NaBr溶液，通入氯气时发生反应的离子方程式为 。实验证明Br2、SO2和Cl2的氧化性由强到弱的顺序为 。
③甲、乙两同学想比较Cl2和SO2漂白速率的快慢，溶液A分别选取的是相同量的品红溶液。同时制取Cl2和SO2气体，观察品红溶液褪色的时间，比较褪色的快慢，该方法存在的缺陷为 。
两同学还想比较Cl2和SO2漂白性的差异，还需要的操作和可能观察到的现象为 。
【答案】（1）检查装置气密性
（2）② （3）H2
（4）①Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+H2O
②溶液褪色 2Br−+Cl22Cl−+Br2 Cl2>Br2>SO2
③气体产生的速率和总量可能不同，不能用该方法比较漂白速率的快慢 将褪色后的溶液分别加热，观察溶液颜色是否能恢复
【解析】（1）按要求组装仪器后，应先进行气密性检查，然后加药品。
（2）①中用KClO3、MnO2制O2需要加热，用氯化铵固体和氢氧化钙固体制NH3，需要加热，不能用图示装置；③中Zn与稀硝酸反应不能生成 H2，用KMnO4制O2需要加热。
（3）可用图①所示装置收集的气体是H2、NH3，可用图②所示装置收集的气体是H2、O2，故同时可用图①、②所示装置收集的气体为H2。
（4）②SO2通入溴水中，溴水褪色，离子方程式为Br2+SO2+2H2O 4H++2Br−+；Cl2通入NaBr溶液中，离子方程式为2Br−+Cl2Br2+2Cl−，由反应关系可知，Br2、SO2、Cl2的氧化性强弱关系为Cl2>Br2>SO2。③比较Cl2和SO2漂白速率的快慢，应用控制变量法进行比较。Cl2和SO2的漂白性差异在于生成的无色物质的稳定性。
有关气体制备实验的分析思路
考向二 气体的净化和尾气处理
典例2 向盛有H2O2溶液的试管中滴入少量浓盐酸，经检验生成的混合气体中只含有O2、Cl2、HCl和水蒸气。将气体通入X溶液(如图)，依据观察到的现象，能判断气体中含有Cl2的是
【答案】D
【解析】含氯化氢也可生成白色沉淀，不能判断是否含有氯气，A不选；氧气可氧化亚铁离子，溶液变为红色，不能判断是否含有氯气，B不选；氧气可氧化碘化钾，溶液变蓝，不能判断是否含氯气，C不选；紫色石蕊溶液先变红后褪色，可知一定含氯气，氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，具有酸性和漂白性，D可选。
2．实验室制取下列气体时，下列尾气吸收方法中不正确的是
A．Cl2的尾气，可用NaOH溶液吸收
B．H2S的尾气，可用CuSO4溶液吸收
C．SO2的尾气，可用酸性KMnO4溶液吸收
D．NO2的尾气，可用H2O来吸收
【答案】D
【解析】Cl2能与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO而被吸收；H2S能与CuSO4溶液反应生成CuS而被吸收；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化而被吸收；NO2与水反应生成HNO3和NO，NO仍污染环境，故NO2不能用水吸收，而是用NaOH溶液吸收。
气体除杂原则
（1）先除杂质后干燥；用加热法除去杂质时，应先干燥后加热。
（2）用洗气瓶吸收气体杂质时，气流方向是长管进，短管出。用干燥管吸收气体杂质时，气流方向是大口进，小口出。
（3）若气体中含有多种酸性气体杂质时，应先将酸性较强的杂质气体除去，再除酸性较弱的杂质气体。
1．利用图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论的是
【答案】C
【解析】
A．浓盐酸易挥发，挥发出的HCl能够与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，且盐酸不是最高价含氧酸，A错误；
B．SO2通入硝酸钡溶液中，溶液显酸性，硝酸根能把SO2氧化为硫酸根，B错误；
C．浓氨水滴在生石灰上产生氨气，氨气通入酚酞试液中溶液显碱性，溶液变红色，C正确；
D．常温下浓硝酸与Fe发生钝化现象，无法观察到有二氧化氮气体生成，D错误。
答案选C。
2．表中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是( )
【答案】B
【解析】
A. 因NH3的密度比空气的小，不能用图示装置收集，收集方法不合理，故A错误；
B. Na2SO3与70%的浓硫酸反应生成SO2，SO2中混有的H2O用98%的浓H2SO4除去，收集装置合理，故B正确；
C. NO与空气中的氧气反应，则不能用图示装置收集NO，应利用排水法收集，故C错误；
D. NO2被NaOH溶液吸收，收集不到NO2，故D错误；
故选B。
3．某无色混合气体可能由CH4、NH3、H2、CO、CO2和HCl中的某几种气体组成。在恒温恒压条件下，将此混合气体通过浓H2SO4，总体积基本不变，通入过量的澄清石灰水，未见变浑浊，但混合气体的总体积减小，把剩余气体导出后，在空气中能够点燃，燃烧产物不能使CuSO4粉末变色。则原混合气体的成分是
A．HCl和COB．HCl、H2和CO
C．CH4和NH3D．HCl、CO和CO2
【答案】A
【解析】根据题意可推知该混合气体中不含碱性气体；混合气体中无CO2但有酸性气体；混合气体中的可燃性气体不含氢元素。所以此混合气体的成分只能是HCl和CO。
4．室温下用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．图1：验证浓硫酸具有强氧化性
B．图2：制取干燥的NH3
C．图3：干燥、收集并吸收多余SO2
D．图4：验证乙炔的还原性
【答案】B
【解析】铜与浓硫酸反应需要加热，A错误；浓氨水遇生石灰放出氨气，氨气可以用碱石灰干燥，B正确；收集不到干燥的二氧化硫气体，因为二氧化硫不能用碱石灰干燥，C错误；电石中混有硫化物，例如硫化氢，而硫化氢也能使高锰酸钾褪色，D错误。
5．仅用如图装置可完成的实验是
A．用浓硫酸和铜反应制SO2
B．用Cu与浓硝酸反应制NO2
C．用NH4Cl与Ca(OH)2反应制NH3
D．用锌粒与稀硫酸反应制H2
【答案】D
【解析】浓硫酸和铜反应需要加热，且SO2可溶于水，不能用排水法收集，A项错误；NO2与水反应，不能用排水法收集，B项错误；NH4Cl与Ca(OH)2反应制NH3需要加热，试管口应略向下倾斜，且NH3极易溶于水，不能用排水法收集，C项错误；锌粒与稀硫酸反应不需要加热，且H2难溶于水，可用排水法收集，D项正确。
6．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从图中选择合适的装置并连接。
其中连接顺序合理的是
A．a－a′－d′－d－e B．c－c′－d－d′－g
C．b－b′－d－d′－gD．d－d′－c－c′－f
【答案】B
【解析】制得的CO2中含有HCl和H2O(g)。先除HCl(用饱和NaHCO3溶液)再干燥(用浓硫酸)，再用向上排空法收集。
7．实验室中制取、洗气并收集气体的装置如下图所示。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是
【答案】D
【解析】浓盐酸与MnO2在加热的条件下才能反应，A错误；NH3不能用浓硫酸干燥，且氨气极易溶于水，B错误；浓硫酸与铜常温下不反应，C错误；稀硝酸与铜反应制NO，NO难溶于水，且水能将NO2重新转化为NO，D正确。
8．下列关于甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是
A．甲装置：可用来证明硫的非金属性比硅强
B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下
C．丙装置：用图示的方法能检查此装置的气密性
D．丁装置：可在瓶中先装满某种液体收集NO气体
【答案】A
【解析】根据最高价氧化物对应水化物的酸性比较元素非金属性强弱，亚硫酸不是硫的最高价含氧酸，故A错误；橡皮管可平衡分液漏斗和烧瓶内的压强，从而使液体顺利流下，故B正确；如果装置的气密性良好，Ⅰ、Ⅱ两侧水面高度不同，否则水面高度相同，所以能检验装置的气密性，故C正确；NO不溶于水，可用排水法收集，故D正确。
9．现有甲、乙、丙、丁四个装置，下列有关说法不正确的是
A．选用合适的试剂，使用甲装置在实验室可以制备少量H2、O2、CO2、Cl2、NO2、NH3
B．采用不同的通气方法，使用乙装置可收集H2、NH3、CO、NO、SO2、O2、Cl2
C．选用丙装置处理尾气，可以吸收Cl2、SO2、H2S、NO2、HCl
D．选用丁装置可以净化NH3(H2O)、O2(CO2)、H2(HCl)(括号内为杂质气体)
【答案】B
【解析】甲装置为固+液不加热制气装置，A选项中用稀H2SO4与Zn粒反应可制H2，用H2O2和MnO2反应可制O2，用稀盐酸和碳酸钙反应可制CO2，用浓盐酸和KMnO4反应可制Cl2，用浓硝酸和Cu片反应可制NO2，用CaO与浓氨水反应可制NH3；B选项说法错误，因为乙装置从长管进气，可以收集密度比空气密度大(不与空气中的成分反应)的气体，从短管进气可以收集密度比空气密度小的气体，但不能收集与空气密度相近的气体(如CO)及与空气中的成分反应的气体(如NO)；C选项中的气体均不溶于CCl4，且均能与NaOH溶液反应，所以不会产生倒吸现象；D选项中的碱石灰可以吸收H2O、酸性气体，故说法正确。
10．利用下图装置可以进行实验并能达到实验目的的是
【答案】D
【解析】MnO2和浓盐酸常温下不反应，缺少加热装置，A错误；一氧化氮能与氧气反应，不能用排空气法收集，B错误；乙炔的分子量为26，密度与空气接近，应用排水法收集，C错误；二氧化碳的密度比空气大，可用向上排空气法收集，D正确。
11．某同学对教材中铜与浓硫酸的实验作出如下改进。实验装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
实验步骤：
①组装仪器，检查装置气密性；
②加入试剂，关闭旋塞E，加热A，观察C中溶液颜色变化；
③将铜丝上提离开液面，停止加热。
（1）检查虚线框内装置气密性的方法是____________________________________。
（2）装置A的名称是________，装置B的作用是______________，装置D中所盛药品是__________。
（3）装置A中发生反应的化学方程式为______________________________________。
（4）实验后，拆除装置前，为避免有害气体的泄漏，应当采取的操作是________________________。
（5）实验后装置A中有白色固体产生，将装置A中固液混合物缓慢转移至盛有少量水的烧杯中，可观察到的现象是____________________________，用所得溶液做焰色反应实验时，观察到的火焰颜色为________；不可直接向装置A中加水的原因是___________________________。
【答案】（1）关闭旋塞E，装置C中加水至没过长导管口，给装置A微热，装置C中长导管口有气泡冒出，撤去热源后，装置C中长导管内有液柱形成，且高度保持不变
（2）三颈烧瓶(或三口烧瓶) 防倒吸 碱石灰(或NaOH固体等合理答案)
（3）2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
（4）打开旋塞E，向装置中鼓入大量空气
（5）白色固体溶解，溶液变蓝色 黄绿色 水加入浓硫酸中放出大量热，易使液体飞溅
【解析】实验装置中三颈烧瓶是Cu与浓硫酸的反应装置，导出的气体主要是SO2，装置B是为了防止装置C中品红溶液倒吸进入装置A产生危险，装置C中品红溶液可以检验SO2，装置D吸收尾气中的SO2，防止污染环境，考虑到使用的仪器是干燥管，所以必须选用碱性固体试剂，可以选用NaOH或碱石灰等碱性固体与SO2反应，达到吸收SO2的效果。
（1）检查装置气密性必须使装置只有一个气体出口，所以活塞E必须关闭，在装置C中加入适量的水，加热排出一部分气体后进行检验。
（2）装置A的名称是三颈烧瓶或三口烧瓶，装置B的作用是防倒吸，装置D中所盛药品是碱石灰或NaOH等碱性固体试剂。
（3）装置A中发生浓硫酸与铜的反应，化学方程式为2H2SO4(浓)＋Cueq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
（4）实验后，整个装置中充满了SO2气体，拆除装置前，应将SO2充分排出并且吸收，故应打开旋塞E，向装置中鼓入大量空气。
（5）实验后装置A中生成的白色固体是CuSO4，由于同时存在浓硫酸，所以该CuSO4并没有与水结合，所以呈现白色，CuSO4溶于水后，溶液会变为蓝色，做焰色反应时会产生铜元素特征的黄绿色火焰，浓硫酸稀释时应当是“酸入水”，防止水加入浓硫酸中产生大量热，引起液体飞溅。
12．如图是实验室中乙炔的制取和性质检验实验装置的一部分。
（1）写出反应生成乙炔的化学方程式: 。
（2）实验中用饱和食盐水代替水(实际上还可以用乙醇水溶液代替水)，这样做的目的是 。
（3）CuSO4溶液可以除去乙炔中混有的H2S、PH3等杂质气体，高锰酸钾酸性溶液也可以除去这些杂质，但不能用高锰酸钾酸性溶液代替CuSO4溶液，原因是 。
（4）点燃不纯的乙炔气体可能会发生爆炸，点燃乙炔前应先进行的操作是 。也可在点燃前连接一个安全装置以防止意外。如图所示装置中能起到此作用的是 。
【答案】（1）CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑
（2）减缓反应速率
（3）高锰酸钾酸性溶液也能氧化乙炔
（4）验纯 b
【解析】（2）碳化钙与水反应的速率极快，为了减缓反应速率，可用饱和食盐水代替水。
（3）高锰酸钾酸性溶液能将硫化氢、乙炔等氧化。
（4）气体应“长进短出”，排除c、d。但a装置中进气管和出气管均在液面上方，一旦发生爆炸，会将发生装置中的气体引燃，b装置则可以避免这种情况出现。
13．某兴趣小组采用如图装置制取并探究SO2气体的性质。
（1）下列实验方案适用于图中所示装置制取所需SO2的是________。
A．Na2SO3溶液与HNO3
B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧
D．铜与浓硫酸
（2）组装完仪器后，检查装置气密性的方法是关闭活塞b，_____________。
（3）指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如下装置，其中合理的是____________________。
（4）该小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液，验证SO2的还原性，为了验证SO2与Fe3+发生了氧化还原反应，他们在通入足量SO2后，取试管d中的溶液，分成三份，并设计了如下实验:
方案A:往第一份溶液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去；
方案B:往第二份溶液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；
方案C:往第三份溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀。
上述方案不合理的是________；原因是__ _______________________。
【答案】（1）B
（2）试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c(或用手焐热c)，试管d中有气泡冒出，停止加热后，试管d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好
（3）A、D
（4）A SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有Fe2+生成
【解析】（1）硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，不能制得二氧化硫，故A项错；其他三项都可以生成二氧化硫，分析题中装置知，B中为固液不加热型装置，B项正确；C项错；铜与浓硫酸反应需要加热，D项错。
（2）检查装置气密性的方法:试管d中加水至浸没长导管管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c(或用手焐热c)，试管d中有气泡冒出，停止加热后，试管d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好。
（3）二氧化硫用NaOH溶液吸收时要注意防止倒吸，A项装置可以起到防倒吸的作用，故A项正确；B装置中，虽然装了安全瓶，但由于左侧导管伸入广口瓶过深，不能完全防止液体倒吸进入反应装置，且会使得一部分尾气留在安全瓶内不能被碱液完全吸收，故B项错；C项错；D项装置中CCl4起缓冲的作用，也能防止倒吸，故D项正确。
（4）方案A不合理，因为SO2和Fe2+都可以使KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有Fe2+生成；方案B可以证明生成了Fe2+，发生了氧化还原反应；方案C溶液中有，说明SO2被Fe3+氧化了。
1．[2020全国3卷]氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
(1)盛放MnO2粉末的仪器名称是________，a中的试剂为________。
(2)b中采用的加热方式是_________，c中化学反应的离子方程式是________________，采用冰水浴冷却的目的是____________。
(3)d的作用是________，可选用试剂________(填标号)。
A．Na2S B．NaCl C．Ca(OH)2 D．H2SO4
(4)反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶，________，__________，干燥，得到KClO3晶体。
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于”)。
【答案】圆底烧瓶 饱和食盐水 水浴加热 Cl2+2OH−=ClO−+Cl−+H2O 避免生成NaClO3 吸收尾气(Cl2) AC 过滤 少量(冷)水洗涤 紫 小于
【解析】
(1)根据盛放MnO2粉末的仪器结构可知该仪器为圆底烧瓶；a中盛放饱和食盐水除去氯气中混有的HCl气体；
(2)根据装置图可知盛有KOH溶液的试管放在盛有水的大烧杯中加热，该加热方式为水浴加热；c中氯气在NaOH溶液中发生歧化反应生成氯化钠和次氯酸钠，结合元素守恒可得离子方程式为Cl2+2OHˉ=ClOˉ+Clˉ+H2O；根据氯气与KOH溶液的反应可知，加热条件下氯气可以和强碱溶液反应生成氯酸盐，所以冰水浴的目的是避免生成NaClO3；
(3)氯气有毒，所以d装置的作用是吸收尾气(Cl2)；
A．Na2S可以将氯气还原成氯离子，可以吸收氯气，故A可选；
B．氯气在NaCl溶液中溶解度很小，无法吸收氯气，故B不可选；
C．氯气可以Ca(OH)2或浊液反应生成氯化钙和次氯酸钙，故C可选；
D．氯气与硫酸不反应，且硫酸溶液中存在大量氢离子会降低氯气的溶解度，故D不可选；
综上所述可选用试剂AC；
(4)b中试管为KClO3和KCl的混合溶液，KClO3的溶解度受温度影响更大，所以将试管b中混合溶液冷却结晶、过滤、少量(冷)水洗涤、干燥，得到KClO3晶体；
(5)1号试管溶液颜色不变，2号试管溶液变为棕色，说明1号试管中氯酸钾没有将碘离子氧化，2号试管中次氯酸钠将碘离子氧化成碘单质，即该条件下KClO3的氧化能力小于NaClO；碘单质更易溶于CCl4，所以加入CCl4振荡，静置后CCl4层显紫色。
2．[2019新课标Ⅲ] 下列实验不能达到目的的是
【答案】A
【解析】A、氯气与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和碳酸氢钠，不能制备次氯酸，不能达到实验目的，A选；
B、过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰作催化剂，加快双氧水的分解，因此可以加快氧气的生成速率，能达到实验目的，B不选；
C、碳酸钠溶液与乙酸反应，与乙酸乙酯不反应，可以除去乙酸乙酯中的乙酸，能达到实验目的，C不选；
D、根据较强酸制备较弱酸可知向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸可以制备二氧化硫，能达到实验目的，D不选；答案选A。
3．[2017新课标Ⅰ卷]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．①、②、③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．Zn粒中往往含有硫等杂质，因此生成的氢气中可能混有H2S，所以用KMnO4溶液除去H2S。另外装置含有空气，高温下能与W反应，焦性没食子酸溶液吸收氧气，最后通过浓硫酸干燥氢气，A错误；B．氢气是可燃性气体，通过爆鸣法验纯，B正确；C．为了防止W被氧化，反应结束后应该先停止加热，在氢气的氛围中冷却，等待W冷却后再关闭活塞K，C错误；D．二氧化锰与浓盐酸制备氯气的反应需要加热，而启普发生器不能加热，所以不能用于该反应，D错误。答案选B。
4．[2017北京卷]下述实验中均有红棕色气体产生，对比分析所得结论不正确的是
A．由①中的红棕色气体，推断产生的气体一定是混合气体
B．红棕色气体不能表明②中木炭与浓硝酸发生了反应
C．由③说明浓硝酸具有挥发性，生成的红棕色气体为还原产物
D．③的气体产物中检测出CO2，由此说明木炭一定与浓硝酸发生了反应
【答案】D
【解析】A、①中的碎玻璃不与浓硝酸反应，但仍有红棕色气体产生，说明浓硝酸受热分解产生了二氧化氮和氧气，A正确；B、通过A分析可知，浓硝酸受热可以分解产生二氧化氮和氧气，所以②中红棕色气体可能来源于硝酸分解，即不能表明②中木炭与浓硝酸发生反应，B错误；C、实验③中木炭没有与浓硝酸接触，浓硝酸没有被加热，生成的红棕色气体二氧化氮只能是挥发出的硝酸蒸气与红热木炭反应、或是挥发出的硝酸受热分解，从生成的二氧化氮看，都是来源于HNO3中+5价氮元素，所以红棕色气体是还原产物，C正确； D、由于空气中含有氧气，因此红热的木炭可能与氧气反应产生了CO2，且③中木炭和浓硝酸并没有接触，因此不能说明木炭一定与浓硝酸发生了反应，D错误。答案选D。
5．[2017江苏卷]下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是
A．制取SO2 B．验证漂白性 C．收集SO2 D．尾气处理
【答案】B
【解析】A．铜和稀硫酸不反应，A错误；B．二氧化硫可使品红溶液褪色，B正确；C．二氧化硫密度比空气大，应将进气管伸到瓶底，用向上排空气法收集，C错误；D．二氧化硫在饱和亚硫酸氢钠溶液中溶解度很小，不可用于吸收尾气，D错误。
6．[2016上海卷]下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是
【答案】D
【解析】A．NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性气体，正确；B．利用浓硫酸的高沸点性以及吸水放热的性质，可以制取HCl气体，pH试纸变红，则说明气体为酸性气体，正确；C．浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试液检验，试液变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；D．SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。故选D。
气体名称
反应原理
收集方法
氧气
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
排水法、向上排空气法
氨气
2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
向下排空气法
氢气
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
排水法、向下排空气法
硫化氢
FeS+H2SO4FeSO4+H2S↑
向上排空气法
二氧化碳
CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
向上排空气法
二氧化硫
Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+H2O+SO2↑
向上排空气法
二氧化氮
Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2H2O+2NO2↑
向上排空气法
乙炔
CaC2+2H2OCa(OH)2+↑
排水法
氯气
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
向上排空气法
氯化氢
NaCl+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
向上排空气法
一氧化氮
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+4H2O+2NO↑
排水法
乙烯
C2H5OH↑+H2O
排水法
装置类型
装置图
适用气体
注意事项
固−固加热型
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强热
固−液加热型
或液−液加热型
Cl2、HCl等
①加热烧瓶时要垫石棉网；
②反应物均为液体时，烧瓶内要加沸石或碎瓷片
固−液不加热型
或液−液不加热型
H2、CO2、
SO2、NO、
NO2等
①使用长颈漏斗时，漏斗下端管口要插入液面以下；
②启普发生器只适用于块状固体与液体的反应，反应不需要加热且气体不溶于水；
③使用分液漏斗既可增强装置的气密性，又可控制加入液体的速度
气体
所含杂质
净化剂
净化装置
O2
Cl2
氢氧化钠溶液
洗气瓶
H2
H2S
硫酸铜溶液
CO2
HCl
饱和碳酸氢钠溶液
CO2
SO2
饱和碳酸氢钠溶液
Cl2
HCl
饱和食盐水
SO2
HCl
饱和亚硫酸氢钠溶液
CH4
乙烯
溴水
CO
CO2或H2O
碱石灰
干燥管
N2
O2
灼热的铜网
硬质玻璃管
CO2
CO
灼热的氧化铜
类型
酸性干燥剂
碱性干燥剂
(固体)
中性干燥剂(固体)
常用试剂
浓硫酸(具有强氧化性)、P2O5(固体)
碱石灰、CaO
无水CaCl2
收集方法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
收集原理
收集的气体不与水反应或难溶于水
与空气不反应且密度比空气的大
与空气不反应且密度比空气的小
收集装置
适用的气体
H2、O2、
NO、CH4
Cl2、CO2、NO2、SO2
H2、NH3
H2
O2
NH3
①
Zn、稀盐酸
KClO3、MnO2
氯化铵固体、氢氧化钙固体
②
Zn、稀硫酸
H2O2溶液、MnO2
浓氨水、NaOH固体
③
Zn、稀硝酸
KMnO4
浓氨水、生石灰
选项
X溶液
现象
A
稀硝酸酸化的AgNO3溶液
有白色沉淀生成
B
滴有KSCN的FeSO4溶液
溶液变为红色
C
淀粉KI酸性溶液
溶液变为蓝色
D
紫色石蕊溶液
溶液先变红后褪色
选项
①
②
③
实验结论
A
稀盐酸
CaCO3
Na2SiO3溶液
非金属性:Cl>C>Si
B
浓硫酸
蔗糖
Ba(NO3)2溶液
验证SO2与可溶性钡盐可生成白色沉淀
C
浓氨水
生石灰
酚酞溶液
氨气的水溶液呈碱性
D
浓硝酸
Fe
NaOH溶液
铁和浓硝酸反应可生成NO2
选项
气体
a
b
c
A
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
B
SO2
70%的浓H2SO4
Na2SO3固体
98%的浓H2SO4
C
NO
稀HNO3
铜屑
H2O
D
NO2
浓HNO3
铜屑
NaOH溶液
选项
a中液体
b中固体
c中液体
A
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
B
浓氨水
生石灰
浓H2SO4
C
浓硫酸
Cu片
NaOH溶液
D
稀HNO3
Cu片
H2O
选项
实验目的
X中试剂
Y中试剂
A
用MnO2和浓盐酸制取并收集纯净干燥的Cl2
饱和食盐水
浓硫酸
B
用Cu与稀硝酸制取并收集纯净干燥的NO
水
浓硫酸
C
验证电石与饱和食盐水反应生成的气体的性质并收集
CuSO4溶液
KMnO4溶液
D
CaCO3和稀盐酸制取并收集纯净干燥的CO2
饱和NaHCO3溶液
浓硫酸
选项
目的
实验
A
制取较高浓度的次氯酸溶液
将Cl2通入碳酸钠溶液中
B
加快氧气的生成速率
在过氧化氢溶液中加入少量MnO2
C
除去乙酸乙酯中的少量乙酸
加入饱和碳酸钠溶液洗涤、分液
D
制备少量二氧化硫气体
向饱和亚硫酸钠溶液中滴加浓硫酸
①
②
③
选项
试剂
试纸或试液
现象
结论
A
浓氨水、生石灰
红色石蕊试纸
变蓝
NH3为碱性气体
B
浓盐酸、浓硫酸
pH试纸
变红
HCl为酸性气体
C
浓盐酸、二氧化锰
淀粉碘化钾试液
变蓝
Cl2具有氧化性
D
亚硫酸钠、硫酸
品红试液
褪色
SO2具有还原性