2025届高三化学高考一轮复习《常见气体的实验室制备、净化和收集》一课一练

常见气体的实验室制备、净化和收集 一、选择题 1．某实验小组拟利用如下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＋NH4ClNaCl＋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 2．如下是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是(　　) A．装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2 B．装置B具有除杂和贮存气体的作用 C．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色 D．利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱 3．关于下列各装置图的叙述正确的是(　　) 　 A．装置①是洗气装置，用于除去氯气中的氯化氢 B．实验室用装置②制取氨 C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色 D．装置④中X物质若为四氯化碳，可用于吸收氨，并防止倒吸 4．已知O2与焦性没食子酸(含KOH)反应很快，利用下列装置不能达到实验目的的是(　　) A．选择①装置制备氧气 B．选择②装置干燥和收集氧气 C．选择③装置探究焦性没食子酸(含KOH)与氧气的反应 D．选择④装置分离MnO2和K2MnO4 5．(2024·广州模拟)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2，按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行实验。下列装置不能达到实验目的的是(　　) 6．碳酰氯(COCl2)俗名光气，熔点为－118 ℃，沸点为8.2 ℃，遇水迅速水解，生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是(　　) A．装置的连接顺序应为c→b→a→f→e→b→a→d B．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢 C．装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl D．冰水的作用是降温，防止COCl2挥发 7．(2024·广州执信中学开学考试)下列有关气体制备的说法正确的是(　　) A．在实验室中，可用加热NH4Cl固体的方法制备氨 B．在实验室中，可用浓硫酸分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI C．可用Na2SO3固体与较浓的硫酸反应制取SO2 D．可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S 8．用所给试剂与下图装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)(　　) 选项 A B C D X 浓盐酸 浓硫酸 过氧化氢溶液 浓氨水 Y KMnO4 C2H5OH MnO2 NaOH 气体 Cl2 C2H4 O2 NH3 9．利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到实验目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去)(　　) 选项 气体 试剂Ⅰ 试剂Ⅱ 试剂Ⅲ A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 B SO2 浓硝酸 Na2SO3 饱和NaHSO3溶液 C CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 D C2H4 浓硫酸 C2H5OH 酸性KMnO4溶液 10．实验室中制备下列气体(不含净化)所选试剂和装置均正确的是(　　) 选项 A B C D 气体 SO2 C2H2 Cl2 NH3 试剂 Cu、 浓硫酸 电石、饱和 食盐水 稀盐酸、 MnO2 NH4Cl、 NaOH 装置 (1)(6) (1)(4) (2)(5) (3)(6) 二、非选择题 11．如下是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。 　 (1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则： ①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛放的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是_____________________________________________________________ _______________________________________________________， D装置的作用是________________________________________ ______________________________________________________。 ②为了使B装置中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有____________________________________ __________________________________________(写一种)。 ③加热前必须进行的操作是___________________________。 (2)若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则： ①烧瓶内产生的气体主要有_____________________(写化学式)。 ②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是____________(填字母)→E。 ③B装置中反应的化学方程式为_____________________________________________________________ ______________________________________________________。 12．某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备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，确认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_________________________________________ ______________________________________________________。 (3)丙装置可用于制备较多量O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象是__________________，此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，还可以采取的安全措施是_____________________________________________________。 (4)丙装置的特点是________(填字母)。 a．可以控制制备反应的开始和结束 b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率 c．与乙装置相比，产物中的O2含量高、杂质种类少 常见气体的实验室制备、净化和收集 一、选择题 1．某实验小组拟利用如下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＋NH4ClNaCl＋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 解析：选D。根据题中已知的反应物和生成物，结合质量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＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应为放热反应，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的密度与空气的密度相差太小，不能用排空气法收集，D项错误。 2．如下是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是(　　) A．装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2 B．装置B具有除杂和贮存气体的作用 C．实验结束后，振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色 D．利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱 解析：选A。根据题图可知，装置A没有加热装置，故烧瓶内的试剂可以为KMnO4，而不能用MnO2，A错误；制备的氯气中含有少量氯化氢气体，可用饱和食盐水除去，根据题图可知，装置B具有除杂和贮存气体的作用，B正确；根据萃取原理可知，苯的密度比水的小，故振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色，C正确；根据装置C、D中的颜色变化可知，装置A制备的氯气与装置C中的溴化钠反应生成溴单质，将生成的液溴滴入装置D中，可生成碘单质，证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱，D正确。 3．关于下列各装置图的叙述正确的是(　　) 　 A．装置①是洗气装置，用于除去氯气中的氯化氢 B．实验室用装置②制取氨 C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色 D．装置④中X物质若为四氯化碳，可用于吸收氨，并防止倒吸 解析：选D。装置①用于洗气时，导管应长进短出；装置②用于制取氨时，试管口应略向下倾斜；装置③用于制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入新制硫酸亚铁溶液中；装置④用于吸收氨时，由于氨在四氯化碳中的溶解度很小，可以防止倒吸。 4．已知O2与焦性没食子酸(含KOH)反应很快，利用下列装置不能达到实验目的的是(　　) A．选择①装置制备氧气 B．选择②装置干燥和收集氧气 C．选择③装置探究焦性没食子酸(含KOH)与氧气的反应 D．选择④装置分离MnO2和K2MnO4 解析：选D。A.高锰酸钾固体受热分解，生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，可采用“固＋固加热”装置(①装置)制备氧气，A能达到实验目的；B.氧气的密度比空气的大，可用向上排空气法收集，氧气不与碱石灰反应，故选择②装置干燥和收集氧气，B能达到实验目的；C.已知O2与焦性没食子酸(含KOH)反应很快，会产生喷泉现象，故选择③装置可探究焦性没食子酸(含KOH)与氧气的反应，C能达到实验目的；D.MnO2 和K2MnO4都不升华，不能用④装置分离，D不能达到实验目的。 5．(2024·广州模拟)实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2，按照制备、净化、性质检验、收集及尾气处理的顺序进行实验。下列装置不能达到实验目的的是(　　) 答案：D 6．碳酰氯(COCl2)俗名光气，熔点为－118 ℃，沸点为8.2 ℃，遇水迅速水解，生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是(　　) A．装置的连接顺序应为c→b→a→f→e→b→a→d B．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢 C．装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl D．冰水的作用是降温，防止COCl2挥发 解析：选A。装置乙制备O2，然后经装置甲干燥，在装置丁中合成COCl2，装置丁后面需连接干燥装置，防止水进入装置丁中，最后连接装置丙吸收尾气，故装置的连接顺序为c→b→a→e→f→b→a→d，A错误；装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl，氯化氢极易溶于水，装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢，B、C正确；冰水的作用是降温，防止光气挥发，D正确。 7．(2024·广州执信中学开学考试)下列有关气体制备的说法正确的是(　　) A．在实验室中，可用加热NH4Cl固体的方法制备氨 B．在实验室中，可用浓硫酸分别与NaCl、NaBr、NaI反应制取HCl、HBr、HI C．可用Na2SO3固体与较浓的硫酸反应制取SO2 D．可用稀硝酸与FeS固体反应制取H2S 解析：选C。A.加热NH4Cl固体生成氨和氯化氢，在试管口遇冷二者又生成氯化铵固体，不能制备氨，A错误；B.浓硫酸具有强氧化性，碘离子具有还原性，浓硫酸会和碘离子发生氧化还原反应生成碘单质，B错误；C.Na2SO3固体与较浓的硫酸发生复分解反应生成二氧化硫气体，可以制取SO2，C正确；D.硝酸具有强氧化性，会和硫离子发生氧化还原反应生成硫单质，D错误。 8．用所给试剂与下图装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略)(　　) 选项 A B C D X 浓盐酸 浓硫酸 过氧化氢溶液 浓氨水 Y KMnO4 C2H5OH MnO2 NaOH 气体 Cl2 C2H4 O2 NH3 解析：选C。浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成，氯气溶于水且与水发生反应，不能用排水法收集，故A不符合题意；在浓硫酸存在下，乙醇制乙烯需要迅速升温到170 ℃，故B不符合题意；过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成氧气，制取装置不需要加热，氧气不易溶于水，可用排水法收集，故C符合题意；氨极易溶于水，不能用排水法收集，故D不符合题意。 9．利用下列试剂和如图所示装置制备气体并除去其中的非水杂质，能达到实验目的的是(必要时可加热，加热及夹持装置已略去)(　　) 选项 气体 试剂Ⅰ 试剂Ⅱ 试剂Ⅲ A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 B SO2 浓硝酸 Na2SO3 饱和NaHSO3溶液 C CO2 稀盐酸 CaCO3 饱和NaHCO3溶液 D C2H4 浓硫酸 C2H5OH 酸性KMnO4溶液 解析：选C。A.实验室制备的Cl2中含有HCl，除去Cl2中的HCl应用饱和食盐水，A不能达到实验目的；B.浓硝酸具有强氧化性，能将Na2SO3氧化为Na2SO4，故不能用浓硝酸和Na2SO3制备SO2，而应该用70%H2SO4溶液和Na2SO3来制备SO2，B不能达到实验目的；C.实验室用稀盐酸和CaCO3制备CO2，此时CO2中含有少量的杂质HCl，可用饱和NaHCO3溶液来除去CO2中的HCl，C能达到实验目的；D.实验室可以将浓硫酸和无水乙醇的混合溶液迅速加热到170 ℃来制备乙烯，题图装置中缺少温度计，且这样制得的乙烯中含有SO2、CO2和乙醇蒸气等杂质，但乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化，故不能用酸性高锰酸钾溶液除杂，应用NaOH溶液除杂，D不能达到实验目的。 10．实验室中制备下列气体(不含净化)所选试剂和装置均正确的是(　　) 选项 A B C D 气体 SO2 C2H2 Cl2 NH3 试剂 Cu、 浓硫酸 电石、饱和 食盐水 稀盐酸、 MnO2 NH4Cl、 NaOH 装置 (1)(6) (1)(4) (2)(5) (3)(6) 解析：选B。A.铜和浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫的密度比空气的大，应用向上排空气法收集，故应选择装置(2)(5)，A错误；B.电石和饱和食盐水反应生成乙炔，不需要加热，乙炔用排水法收集，B正确；C.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气，二氧化锰和稀盐酸不反应，C错误；D.氯化铵和氢氧化钙反应制取氨，不能使用氢氧化钠固体，D错误。 二、非选择题 11．如下是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。 　 (1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则： ①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛放的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是_____________________________________________________________ _______________________________________________________， D装置的作用是________________________________________ ______________________________________________________。 ②为了使B装置中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有____________________________________ __________________________________________(写一种)。 ③加热前必须进行的操作是___________________________。 (2)若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则： ①烧瓶内产生的气体主要有_____________________(写化学式)。 ②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是____________(填字母)→E。 ③B装置中反应的化学方程式为_____________________________________________________________ ______________________________________________________。 答案：(1)①验证H2的还原性并检验其氧化产物　防止空气中的水蒸气进入B装置，干扰H2氧化产物的检验　②控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下(或向烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，答案合理即可)　③检验装置中空气是否排尽(或检验氢气是否纯净) (2)①O2、NH3　②A→D→B　③4NH3＋5O24NO＋6H2O 12．某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备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，确认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_________________________________________ ______________________________________________________。 (3)丙装置可用于制备较多量O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象是__________________，此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，还可以采取的安全措施是_____________________________________________________。 (4)丙装置的特点是________(填字母)。 a．可以控制制备反应的开始和结束 b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率 c．与乙装置相比，产物中的O2含量高、杂质种类少 解析：(1)根据题图可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶。(2)乙装置是启普发生器的简易装置，可以控制反应的发生和停止。用黏合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，确认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溶液至刚好没过MnO2固体，此时产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞K1，此时还在产生气体，容器内压强增大，可观察到试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与MnO2分离。(3)丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，可用于制备较多量O2，催化剂铂丝可上下移动控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大，H2O2溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离H2O2溶液，使反应速率减小，还可以打开弹簧夹K2，使烧瓶内压强降低。(4)催化剂铂丝可上下移动，控制制备反应的开始和结束，a正确；催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越大，可通过调节催化剂与液体的接触面积来控制反应速率，b正确；丙装置用圆底烧瓶盛装H2O2溶液，与乙装置相比，可用于制备较多量O2，但产物中的O2含量和杂质种类和乙装置中没有区别，c错误。 答案：(1)分液漏斗、锥形瓶 (2)刚好没过MnO2固体　试管内的H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与MnO2分离 (3)液面上升　打开弹簧夹K2　(4)ab 学科网（北京）股份有限公司 $$