第21讲 常见气体的制备、净化和收集-(讲义)【红对勾讲与练】2025年高考化学大一轮复习全新方案

第四章 非金属及其化合物 第21讲 常见气体的制备、净化和收集 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。 考点 常见气体的制备、净化和收集   - 1.气体制备实验的基本思路 发生 装置 ↑ 反应物状 态及反应 条件 净化 装置 → ↑ 气体 及杂 质的 性质 干燥 装置 → ↑ 根据气 体的性 质选择 干燥剂 收集 装置 → ↑ 气体 水溶 性及 密度 吸收 装置 → ↑ 根据气 体的性 质选择 吸收剂 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: 类型 装置 可制备气体 固体+ 固体 △ → 气体 O2、NH3 等 固体+液体 (或液体+液 体)△→气体 Cl2、C2H4 等 固体+液体 (不加热) → 气体 H2、NH3、 CO2、O2 等 3.常见气体的制备套装 (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 类型 液态干 燥剂 固态干燥剂 固体加热 装置图 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。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 105 hh 5.气体的收集方法 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 6.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。 (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。  6 题组一 与气体制备有关的“套装型”实验 设计 1. (2023·天津河东区一模)下列实验不能达到 实验目的的是 ( ) A.装置甲实验室制氨气 B.装置乙实验室制氯气 C.装置丙检验浓硫酸与Cu反应产生SO2 D.装置丁实验室制乙酸乙酯 2.(2023·陕西西安联考)对于下列实验,不能 达到实验目的的是 ( ) A.用甲装置验证SO2 的氧化性 B.用乙装置验证氧化性:Cl2>Fe3+>I2 C.用丙装置验证稀硝酸的还原产物为NO D.用丁装置检验SO2 中是否混有CO2 题组二 气体的制备、净化与收集 3.(2023·江苏江阴一模)用下列装置依次进行 乙烯的制取、除杂、性质检验和气体收集,其 中不能达到相应实验目的的是 ( ) A.制取 B.除杂 C.性质检验 D.收集 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 106 第四章 非金属及其化合物 4.根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以 及尾气处理装置,图1中虚线框内的装置是 图2),其中能达到相应实验目的的是 ( ) 选 项 a中的 物质 b中的 物质 实验目的、试剂和操作 实验目的c中的物质 进气 方向 A 稀硝酸 Cu 收集贮 存NO 水 N→M B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2 的氧化性 品红溶液 M→N C 浓氨水 碱石灰 收集贮 存氨气 饱和 NH4Cl 溶液 N→M D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2 的氧化性 Na2S溶液 M→N 题组三 以气体制备为载体的微型实验 设计 5.(2023·河北衡水中学调研)水合肼又称水合 联氨,广泛用于还原剂、抗氧化剂、发泡剂等。 其制备原理为 NaClO+2NH3 􀪅􀪅N2H4· H2O+NaCl。用如图装置制取水合肼有关分 析正确的是 ( ) A.装置的连接顺序是f→a→b→d→c→e B.e所在装置的漏斗可以没入水面以下 C.f所在装置可以快速制备氨气 D.操作过程中要快速滴加NaClO溶液 6.(2023·河南濮阳一模)利用如图所示装置进 行下列实验(部分夹持和尾气处理装置省 略),相应实验现象描述正确的是 ( ) 选项 Ⅰ处试剂 Ⅱ处用品 Ⅱ处实验现象 A NH4Cl 湿润的 蓝色石 蕊试纸 Ⅰ处产生白烟, Ⅱ处蓝色石蕊试 纸变红 B Cu2(OH)2CO3 过氧化 钠粉末 Ⅰ处由绿色变黑 色,Ⅱ处由淡黄 色变白色 C KClO3 湿润的淀 粉试纸 Ⅰ 处 无 明 显 现 象,Ⅱ处淀粉试 纸变蓝 D 氧化铁和碳 粉的混合物 氧化铜 粉末 Ⅰ处由黑色变银 白色,Ⅱ处由黑 色变红色 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋   1.(2022·北京卷)利用如图所示装置(夹持装 置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物 生成的是 ( ) 选项 a中反应 b中检测试剂及现象 A 浓HNO3 分解生成NO2 淀粉-KI溶液变蓝 B Cu与浓H2SO4 生成SO2 品红溶液褪色 C 浓NaOH与NH4Cl 溶液生成NH3 酚酞溶液变红 D CH3CHBrCH3 与NaOH 乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 107 hh 2.(2022·山东卷)某同学按图示装置进行实 验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到 澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是 ( ) 选项 气体 液体 固体粉末 A CO2 饱和Na2CO3 溶液 CaCO3 B Cl2 FeCl2 溶液 Fe C HCl Cu(NO3)2 溶液 Cu D NH3 H2O AgCl 3.(2021·海南卷)用如图装置制取干燥的气体 (a、b表示加入的试剂),能实现的是 ( ) 选项 气体 a b A H2S 稀H2SO4 FeS B O2 H2O2 溶液 MnO2 C NO2 浓HNO3 铁片 D NH3 浓氨水 CaO 4.(2021·全国乙卷)在实验室采用如图装置制 备气体,合理的是 ( ) 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 5.(2021·北京卷)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 ( ) 选项 气体 试剂 制备装置 收集方法 A O2 KMnO4 a d B H2 Zn+稀H2SO4 b e C NO Cu+稀HNO3 b c D CO2 石灰石+ 稀H2SO4 b c 6.(2020·江苏卷)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 ( ) A.制备CO2 B.收集CO2 C.滤去CaCO3 D.制得CaCl2·6H2O 学习至此,请完成课时作业21 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 108 hh 3.A 陶瓷是良好的绝缘体,传统陶瓷是典型的绝缘材料,A 正确;陶瓷的主要成分为硅酸盐,而不是SiO2 和 MgO,B错 误;陶瓷烧制过程发生复杂的化学反应,有新物质生成,属于 化学变化,C错误;由于Fe2+、Fe3+ 和铁的氧化物均有颜色, 故陶瓷中含铁量越高,陶瓷的颜色越深,白瓷的白色是因为 铁含量较低甚至几乎不含铁,D错误。 4.D Ca3SiO5 可看作CaSiO3·2CaO,它与 NH4Cl固体混合 加热,反 应 生 成 CaSiO3、CaCl2、NH3 和 H2O,A 正 确; Ca3SiO5 能够吸水,故需要密封保存,B正确;由于 H2SO3 的 酸性强于 H2SiO3,Ca3SiO5 与SO2 反应可生成CaSO3,C正 确;Ca3SiO5 与足量盐酸作用,析出 H2SiO3 沉淀,故所得固 体产物主要是 H2SiO3,D错误。 5.(1)将 样 品 中 可 能 存 在 的 Fe2+ 氧 化 为 Fe3+ 双 氧 水 (2)SiO2 SiO2+4HF􀪅􀪅SiF4↑+2H2O (3)防止胶体生 成,易于沉淀分离 Al(OH)3 Fe(OH)3 (4)45.0% 解析:(1)水泥样品中含有铁的氧化物。加入盐酸后的溶液 中可能含有Fe3+、Fe2+,Fe2+在pH为4~5时不能形成沉淀 除去,所以需要先加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,故加入硝 酸的目的是将样品中可能存在的Fe2+ 氧化为Fe3+;双氧水 是一种强氧化剂,可将Fe2+ 氧化为Fe3+,本身被还原为水, 不会引入新的杂质离子,故可用双氧水代替硝酸。(2)钙、 铁、铝和镁等金属的氧化物都能溶于盐酸和硝酸的混合液, 而二氧化 硅 不 与 盐 酸、硝 酸 反 应,故 沉 淀 A 的 主 要 成 分 为SiO2;二氧化硅可与氢氟酸反应,生成四氟化硅和水,该 反应 的 化 学 方 程 式 为 SiO2+4HF􀪅􀪅SiF4↑+2H2O。 (3)加入氨水时加热可以促进Fe3+、Al3+ 等水解,形成沉淀, 沉淀B主要为Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)配平化学方程式可 得对应关系式: 2KMnO4~5H2C2O4~5CaC2O4~5Ca2+ 2 mol 5×40 g 0.050 0×36.00×10-3 mol m(Ca2+) m(Ca2+)=0.180 g 故w(Ca2+)= 0.180 g 0.400 g ×100%=45.0%。 素养微专题(五) 化学与STSE 【例1】 D 将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排 放量,达不到碳中和的目的,故 A不符合题意;大规模开采 可燃冰作为新能源,会增大二氧化碳的排放量,不符合碳中 和的要求,故B不符合题意;通过清洁煤技术减少煤燃烧污 染,不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故 C不符合题意;研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减 少二氧化碳的排放量,达到碳中和的目的,故D符合题意。 【即时训练1】 A 在与环保相关领域中,将废气、废水(液)和 废渣三种废弃物简称为“三废”,故A正确;汽车尾气中的氮 氧化物在光化学烟雾的形成过程中起到启动和加速的作 用,所以与光化学烟 雾 产 生 密 切 相 关 的 是 氮 氧 化 物,B错 误;原子利用率是转化为产品的原子的利用率,定义是期望 产物的总质量与生成物的总质量之比,C错误;化肥的过度 使用会影响土壤的酸碱性和土壤结构,通过地下水也会造 成水体富营养化,故D错误。 【例2】 B 苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,A错 误;豆浆属于胶体,因此,其能产生丁达尔效应是由于胶体 粒子对光线的散射,B正确;SO2 可用于丝织品漂白是由于 其能与丝织品中有色成分化合为不稳定的无色物质,C错 误;维生素C具有很强的还原性,可用作水果罐头的抗氧化 剂,D错误。 【即时训练2】 B 燃煤脱硫可以减少二氧化硫的排放,可减 少酸雨污染,但不能减少二氧化碳的排放,与实现“碳达峰、 碳中和”不相关,故A错误;核酸检测是确认病毒类型的有 效手段,核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物, 属于高分子化合物,故B正确;“半江瑟瑟(碧绿色)半江红” 描述的是残阳照射下江水对光的反射,与丁达尔效应无关, 故C错误;利用植物在沼气池中可制备沼气,沼气为可再生 能源,故D错误。 【例3】 C Xe原子序数为54,在元素周期表中处于第5周期 0族,故A错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,不是FeO,故 B错误;2H与3H具有相同的质子数,不同的中子数,互为 同位素,故C正确;金刚石是共价晶体,故D错误。 【即时训练3】 B 聚四氟乙烯可用作不粘锅的耐热涂层材 料,故A错误;硬铝密度小、强度高,适用于制造飞机外壳, 故B正确;硅是良好的半导体材料,可用于制作集成电路, 二氧化硅用于制作光导纤维,故C错误;蚕丝主要成分为蛋 白质,不属于碳水化合物,故D错误。 第21讲 常见气体的制备、净化和收集 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.A 制备氨气选用NH4Cl固体和Ca(OH)2 固体加热制备, 而加 热 NH4Cl固 体 无 法 制 备,A 项 不 能 达 到 实 验 目 的; MnO2 与浓盐酸加热制备Cl2,Cl2 的收集选择 向 上 排 空 气 法,以 NaOH 溶液进行尾气吸收,B项能达到实验目的;Cu 丝和浓硫酸加热条件下制备SO2,SO2 可用品红溶液检验, 用浸了NaOH溶液的湿棉花进行尾气处理,C项能达到实验 目的;乙醇和乙酸在浓硫酸催化作用下加热制备乙酸乙酯, 用饱和Na2CO3 溶液接收乙酸乙酯可以降低酯的溶解度同 时除杂,导气管不伸入液面以下防止倒吸,D项能达到实验 目的。 2.B SO2 和 Na2S溶液反应生成硫单质,SO2 体现氧化性,A 能达到实验目的;乙中右侧试管中四氯化碳呈现紫红色,说 明有碘单质生成,但是可能是氯气和碘化钾反应生成的碘单 质,B不能达到实验目的;稀硝酸与碳酸钙反应生成硝酸钙、 二氧化碳和水,CO2 可以排出装置中的氧气,避免 O2 的存 在导致无法观察到NO,再将铜丝伸入,让铜与稀硝酸反应, 即可验证稀硝酸的还原产物为NO,C能达到实验目的;首先 用高锰酸钾除掉SO2,之后用品红溶液检验SO2 是否除净, 此时如果澄清石灰水变浑浊,则可以证明混有CO2,D能达 到实验目的。 3.D 由实验装置图可知,装置A中发生的反应为在浓硫酸作 用下乙醇在170 ℃条件下发生消去反应生成乙烯和水,A能 达到实验目的;装置B中盛有的氢氧化钠溶液用于除去乙烯 气体中混有的二氧化硫和二氧化 碳 杂 质,B能 达 到 实 验 目 的;装置C中盛有的溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溶液 褪色,为验证乙烯性质的装置,C能达到实验目的;乙烯的密 度与空气的密度接近,不能用排空气法收集乙烯气体,用排 水法收集最合适,D不能达到实验目的。 4.A 稀硝酸和Cu反应生成NO,NO不溶于水,不与水反应, 用排水法收集NO,进气方向是N→M,故A符合题意;浓硝 酸具有强氧化性,与Na2SO3 反应生成硫酸盐和 NO2 气体, 因此无法检验SO2 的氧化性,故B不符合题意;由于氨气极 易溶于水,因 此 氨 气 溶 于 饱 和 NH4Cl溶 液,不 能 用 排 饱 和 NH4Cl溶液的方法来收集氨气,故C不符合题意;二氧化锰 和浓盐酸在加热条件下反应,而该实验没有加热装置,因此 不能产生氯气,故D不符合题意。 5.C 制备水合肼时需先制备氨气,并将其通入 NaClO溶液 中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶用于防 倒吸,为有利于氨气与NaClO溶液反应,制备水合肼时氨气 应从c所在装置的c口进入,最后用e所在装置进行尾气处 理并防倒吸,则装置的连接顺序应是f→a→b→c→d→e(a、b 顺序可互换),故 A错误;e所在装置的漏斗用于防倒吸,若 没入水面以下,则不能起到防倒吸的作用,故B错误;f所在 装置中,利用CaO与水反应放热使氨气从氨水中逸出,可以 快速制备氨气,故C正确;水合肼具有还原性,而 NaClO具 有强氧化性,若滴加NaClO溶液过快,过量的NaClO能氧化 水合肼,降低产率,故D错误。 6.B 氯化铵受热分解为氨气和 HCl,遇冷重新生成氯化铵,因 此Ⅱ处蓝色石蕊试纸不会变红,A错误;Cu2(OH)2CO3 受 热分解为CuO、CO2、H2O,Cu2(OH)2CO3 为绿色,CuO为 黑色,因此Ⅰ处固体颜色由绿色变为黑色,二氧化碳、水能分 别与Na2O2 反应生成碳酸钠和 NaOH,因此Ⅱ处固体颜色 由淡黄色变为白色,B正确;氯酸钾在二氧化锰作催化剂的 条件 下 加 热 得 到 KCl和 氧 气,题 中 所 给 药 品 没 有 给 出 MnO2,Ⅰ、Ⅱ处均无明显现象,C错误;氧化铁与碳粉在加热 条件下发生反应:2Fe2O3+3C △ 􀪅􀪅4Fe+3CO2 或Fe2O3+ 3C △ 􀪅􀪅2Fe+3CO,CO2 不与CuO反应,CO与CuO在加热 条件下才反应,因此Ⅱ处无明显现象,D错误。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.A 浓硝酸具有挥发性,挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反 应生成碘单质,则淀粉-KI溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解 生成二氧化氮,故A符合题意;铜与浓硫酸共热反应生成的 二氧化硫有漂白性,使品红溶液褪色,故B不符合题意;浓氢 氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气,使酚酞溶液变 红,故C不符合题意;2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -532- 参 考 答 案 生消去反应生成了丙烯,丙烯可以使溴水褪色,故D不符合 题意。 2.A 通 入 CO2 气 体 依 次 发 生 反 应:CO2+Na2CO3+H2O 􀪅􀪅2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2 􀪅􀪅Ca(HCO3)2,由于 在相同温度下NaHCO3 的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍 有白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A项符合题意;通入 Cl2,发 生 反 应:Cl2+2FeCl2 􀪅􀪅2FeCl3、2FeCl3+Fe􀪅􀪅 3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B项不符合题意;通入 HCl,NO-3 在酸 性 条 件 下 会 表 现 出 强 氧 化 性,发 生 离 子 反 应:3Cu+8H+ +2NO-3 􀪅􀪅3Cu2+ +2NO↑+4H2O,最 终 Cu消失得到澄清溶液,C项不符合题意;AgCl在水中存在 溶解平衡:AgCl(s)􀜩􀜨􀜑 Ag+ (aq)+Cl- (aq),通入 NH3 后, Ag+与NH3 结合生成[Ag(NH3)2]+,促使溶解平衡正向移 动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D项不符合题意。 3.B H2S与浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,故A不能实现; 发生反应2H2O2 MnO2 􀪅􀪅􀪅􀪅2H2O+O2↑,浓硫酸可干燥氧气, 故B可以实现;铁片和浓硝酸常温下发生钝化,不能制取二 氧化氮气体,故C不能实现;氨气与浓硫酸反应,不能用浓硫 酸干燥氨气,故D不能实现。 4.C 氨气的密度比空气小,不能用向上排空气法收集,故 A 不合理;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不合理;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合理;氯化钠与浓硫酸共热制备 氯化氢为固液加热反应,不能选用固固加热装置,故D不合理。 5.B KMnO4 是粉末状固体物质,加热分解产生 O2,由于 O2 难溶于水,因此可以用排水的方法或向上排空气的方法收 集,故不可以使用d装置收集O2,A错误;Zn与 H2SO4(稀) 发生置换反应产生 H2,块状固体与液体反应制取气体,产生 的 H2 难溶于水,因此可以用排水的方法收集,故可以使用 装置b、e制取和收集 H2,B正确;Cu与稀 HNO3 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,C错误;石灰石的主要成分CaCO3 与稀硫酸反应产生CaSO4、CO2 气体和水,CaSO4 微溶于水, 使制取CO2 气体不能持续发生,因此不能使用该试剂制取 CO2 气体,D错误。 6.D 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。 第五章 物质结构与性质 第22讲 原子结构 原子核外电子排布 考点一 原子结构 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)核素 元素 化学 (2)①原子的核外电子数 ②质子 数 中子数 ③阳离子所带的电荷数 ④阴离子所带的电 荷数 (3)质量数 质子数 2.(1)质子数 质子 中子 质子 中子 (2)质子 核电荷 核外电子 中子 质量数 (3)146C 氢弹 秒判正误 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.B 19个质子,18个中子,20个电子,则质量数为19+18= 37,质子数不等于电子数,该微粒为离子,A项不符合题意; 18个质子,19个中子,18个电子,则质量数为18+19=37, 质子数=电子数,该微粒为原子,B项符合题意;19个质子, 18个中子,18个电子,则质量数为19+18=37,质子数不等 于电子数,该微粒为离子,C项不符合题意;17个质子,20个 中子,18个电子,则质量数为17+20=37,质子数不等于电 子数,该微粒为离子,D项不符合题意。 2.D A项,中子数为b-a;B项,电子数为a+n;C项,质量数 为b;D项,1 mol b aXn-的质量约为b g,则1个X原子的质量 约为 b 6.02×1023 g。 3.D 两者的中子数不同,质量数不同,属于不同的核素,故 A 错误;32He的质量数是3、42He的质量数是4,二者质量数不 同,故B错误;32He和42He质子数相同,中子数不同,互为同 位素,故C错误,D正确。 4.(1)核素 同位素 (2)168O2、168O3 (3)30 24 (4)5 5 5.(1)[︰O ·· ·· ︰H]- (2)NH+4 +H2O􀜩􀜨􀜑 NH3·H2O+H+ H3O++NH3 􀪅􀪅NH+4 +H2O (3)CH4、HF(答案合理 即可) (4)Na+、Mg2+、Al3+(答任意两个即可) 解析:依据已有的元素与化合物的知识可知,10电子的粒子 中,原子有Ne,阴离子有N3-、O2-、F-、OH-、NH-2 ,阳离子 有 Na+、Mg2+、Al3+、NH+4 、H3O+,分 子 有 CH4、NH3、 H2O、HF。根据题意由①A++C-􀪅􀪅D+E↑推知,A+ 为 NH+4 、C-为OH-、D为 H2O、E为 NH3,由②B++C-􀪅􀪅 2D推知,B+为 H3O+,由此解题。 考点二 核外电子排布 􀪋􀪋必备知识整合·强基础􀪋􀪋 1.(1)能量 K L M N O P Q 高 (2)s p d f 2.(1)空间运动状态 疏密 大 球形 一 哑铃形 三 (2)①空间运动 ②球 大 哑铃 大 基础强化 (1)K L M N 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 1 4 9 16 2 8 18 32 (2)提示:①1s<2s<2p<3s<3p<3d ②2s<2px = 2py=2pz 3.(1)最低 2 相反 平行 4.1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 ↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓↑↓↑↓ 2p ↑↓ 3s ↑↓↑ ↑ 3p 3s23p4 5.(1)最低能量状态 (2)吸收 较高 (3)①吸收光谱 发射光谱 ②原子光谱 ③鉴定元素种类 秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× 􀪋􀪋对点题组突破·提能力􀪋􀪋 1.(1)1s22s22p2 (2)1s22s22p63s23p63d84s2 或[Ar]3d84s2 (3)1s22s22p63s23p63d3 或[Ar]3d3 (4)1s22s22p63s23p63d5 或[Ar]3d5 (5)↑ ↑ ↑ 3d ↓↑ 4s (6)1s22s22p63s23p63d104s24p1 或[Ar]3d104s24p1 (7)↑↓↑↓↑↓↑ ↑ 3d 2.(1)9 (2)3d24s2 12 22 解析:(1)基态F原子共有9个核外电子,则每个电子都有对 应的 轨 道 和 自 旋 状 态,所 以 核 外 电 子 的 运 动 状 态 有9种。 (2)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2, 价层电子排布式为3d24s2;s轨道有一种空间运动状态,p轨 道有三种空间运动状态,d轨道有五种空间运动状态,3d轨 道只有两个电子,有两种空间运动状态,因此基态Ti原子的 核外电子的空间运动状态有12种;核外有22个电子,就有 22种运动状态。 3.(1)1 4d25s2 3 (2)4 (3)3︰1 解析:(1)Ti位于第四周期,Ti基态原子未成对电子数是2, 与钛同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与钛相 同的元素有Ni、Ge、Se。(3)基态铬原子价层电子排布式为 3d54s1,核外有6个未成对电子,基态镍原子价层电子排布 式为3d84s2,核外有2个未成对电子,则铬与镍的基态原子 核外未成对电子数之比为3︰1。 􀪋􀪋高考真题演练·明考向􀪋􀪋 1.C 质量数=质子数+中子数,质量数标注于元素符号左上 角,质子数标注于左下角,中子数为18的氯原子的质量数为 17+18=35,核素符号为3517Cl,A错误;基态碳原子的核外电 子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的2个电子 应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同,轨道表示式: ↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑ ↑ 2p ,B错 误;p能 级 电 子 云 是 哑 铃(纺 锤)形, C正确;基态铬原子的价层电子排布式为3d54s1,轨道表示 式是↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑ 4s ,D错误。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 -533-