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第31课 气体的制备与探究 实验方案的设计与评价
普查与练习31Ⅰ 气体的制备与探究
1.根据原理选取所需试剂和装置
(1)(2021全国Ⅰ真题,6分)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂
制备的气体
A
Ca(OH)2+NH4Cl
NH3
B
MnO2+HCl(浓)
Cl2
C
MnO2+KClO3
O2
D
NaCl+H2SO4(浓)
HCl
答案:C
解析:由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该气体的密度大于空气的密度。氨气的密度比空气小,不能用向上排空气法收集,故A项错误。二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故B项错误。二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C项正确。氯化钠与浓硫酸共热制备氯化氢气体为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故D项错误。
(2)(2021北京真题,3分) 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( )
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
O2
KMnO4
a
d
B
H2
Zn+稀硫酸
b
e
C
NO
Cu+稀硝酸
b
c
D
CO2
CaCO3+稀硫酸
b
c
答案:B
解析:KMnO4是固体物质,加热分解产生O2,由于O2难溶于水且密度比空气大,因此可以用排水方法或向上排空气的方法收集,d装置为向下排空气法,故A项错误。Zn与稀硫酸发生置换反应产生H2,固体与液体反应制取气体,产生的H2难溶于水,因此可以用排水方法收集,故可以使用装置b、e制取和收集H2,故B项正确。Cu与稀硝酸反应产生NO气体,NO能够与O2发生反应产生NO2气体,因此不能使用排空气的方法收集,故C项错误。CaCO3与稀硫酸反应产生CaSO4、CO2气体,CaSO4微溶于水,会附着在碳酸钙表面使制取CO2气体的反应不能持续发生,因此不能使用该方法制取CO2气体,故D项错误。
2.气体净化、收集、尾气处理及性质验证装置的选择与判断
(3)(2024汇编,4分)用下列装置或操作进行实验,不能达到实验目的的是__________(填序号)。
答案:②⑤
解析:酸性干燥剂可以干燥酸性气体CO2,因此浓硫酸可以干燥CO2,且导管长进短出,能够起到干燥的目的,故①正确,不符合题意。用干燥管干燥气体,应从口径较大的一端进气,故②错误,符合题意。SO2可被NaOH溶液吸收,而CH2===CH2与NaOH溶液不反应且不溶于NaOH溶液,故③正确,不符合题意。氯化氢能与饱和亚硫酸氢钠反应而被吸收,二氧化硫不反应,能起到除杂的效果,故④正确,不符合题意。为了排除K2CO3因受热不充分没有达到分解温度的可能性,Y中应放的物质是K2CO3,X中应放的物质是KHCO3,故⑤错误,符合题意。在加热条件下,O2可与装置中的铜网反应而被除去,故⑥正确,不符合题意。
(4)(2022广东真题,2分)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是( )
答案:D
解析:用二氧化锰与浓盐酸制备得到的氯气中会混有HCl和水蒸气,可依次通过饱和食盐水和浓硫酸除去,且导管要长进短出,故A项正确,不符合题意。氯气的密度比空气大,要用向上排空气法收集,导管要长进短出,故B项正确,不符合题意。氯气本身不具有漂白性,与水反应生成的次氯酸具有漂白性,故将干燥的氯气通过干燥的红布条,布条不褪色,再通过湿润的红布条,布条褪色,U形管中间的无水氯化钙可防止右边的水蒸气扩散到左边,影响氯气性质的验证,故C项正确,不符合题意。氯气在水中的溶解度不大,多余的氯气应用氢氧化钠溶液吸收,并要防止倒吸,故D项错误,符合题意。
3.气体的制备与物质检验的综合考查
(5)(2021天津真题,18分)某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2,再用O2氧化C2H5OH,并检验氧化产物。
Ⅰ.制备O2
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)。
①甲装置中主要仪器的名称为 。
②乙装置中,用黏合剂将MnO2制成团,放在多孔塑料片上,连接好装置,气密性良好后打开活塞K1,经长颈漏斗向试管中缓慢加入3% H2O2溶液至________________________。欲使反应停止,关闭活塞K1即可,此时装置中的现象是______________________________
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