2025届高三化学一轮复习 假期作业67　常见气体的实验室制备、净化和收集

2025届高三高考化学一轮复习 假期作业67　常见气体的实验室制备、净化和收集 一、单项选择题 1.下列关于各实验装置及药品的叙述中，正确的是（　　） A．装置①可用于实验室制取少量O2 B．可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性 C．利用装置③验证铁的析氢腐蚀 D．装置④随关随停制氨气 2.下列装置用于实验室中制取干燥氨气的实验，其中能达到实验目的的是（　　） A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙除去氨气中的少量水 C．用装置丙收集氨气 D．用装置丁吸收多余的氨气 3.下列制备并收集气体的方法不可行的是（　　） 选项 气体 方法 A Cl2 将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中，用排饱和食盐水法收集 B NH3 将浓氨水滴入NaOH固体中，用向下排空气法收集 C NO2 将铜片加入浓硝酸中，用排水法收集 D SO2 铜与浓硫酸混合加热，用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集 4.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.下列实验操作不正确的是（　　） A.洗气 B.干燥气体 C.用水吸 收NH3 D.排空气 法收集H2 6.实验室制取乙烯并验证其化学性质，下列装置正确的是（　　） A.制备乙烯 B.除去杂质 C.验证加 成反应 D.收集 乙烯 7.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（　　） 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 二、不定项选择题 8.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.装置丁中发生反应的化学方程式为 2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl B．装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢 C．丁中冰水混合物的作用是降温，防止COCl2挥发 D．装置的连接顺序（装置可重复使用）应为c→a→b→e→f→a→b→d 9.NaClO是家用消毒液的有效成分，可通过Cl2与NaOH反应制得。NaClO能与CO2反应生成HClO。常温下ClO2为黄绿色有毒气体，易溶于水。ClO2体积分数大于10%或其水溶液在温度过高时可能发生爆炸，与碱反应生成ClO和ClO等。实验室制备ClO2的反应原理为2KClO3＋H2C2O4＋H2SO4===2ClO2↑＋2CO2↑＋K2SO4＋2H2O。实验室用如图所示方法制备ClO2水溶液，下列说法不正确的是（　　） A．KClO3发生氧化反应 B．反应过程中需持续通入N2 C．乙装置应置于热水浴中 D．丙装置用于吸收ClO2尾气 10.亚硝酰氯（ClNO）是有机物合成中的重要试剂，遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组用Cl2和NO利用如图所示装置制备亚硝酰氯（ClNO），下列说法正确的是（　　） A.X装置可以随开随用，随关随停 B．Y装置中的药品可以换成浓硫酸 C．装入药品打开K2后，应先打开K1再打开K3 D.若无装置Y，则Z中可能发生反应的化学方程式为2ClNO＋H2O===2HCl＋NO↑＋N2O3↑ 三、非选择题 11.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，用粘合剂将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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （3）丙装置可用于制备较多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　　　　（填序号）。 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 12.二氯化钒（VCl2）有强还原性和吸湿性，熔点为425℃、沸点为900℃，是制备多种医药、催化剂、含钒化合物的中间体。某学习小组在实验室制备VCl2并进行相关探究。回答下列问题： （1）小组同学通过VCl3分解制备VCl2。 ①按气流方向，图中装置合理的连接顺序为　　　　　　　　　　（用小写字母填空）。 ②A中盛放NaNO2的仪器名称为________________________________________________________________________， 其中发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）测定产品纯度：实验后产品中混有少量VCl3杂质。称量1.377 5 g样品，溶于水充分水解，调pH后滴加Na2CrO4作指示剂，用0.500 0 mol·L－1AgNO3标准溶液滴定Cl－，达到滴定终点时消耗标准液体积为46.00 mL（Ag2CrO4为砖红色沉淀）。 ①滴定终点的现象为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②产品中VCl3与VCl2的物质的量之比为　　　　。 参考答案 1．解析：二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应，装置①可用于实验室制取少量O2，A正确；右侧为敞口体系，不能检验装置②的气密性，B错误；铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境，C错误；碱石灰中氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙，隔板不起作用，D错误。 答案：A 2．解析：浓氨水遇碱石灰放出氨气，实验室可以用装置甲制备氨气，故选A；浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵，浓硫酸能吸收氨气，不能用浓硫酸干燥氨气，故不选B；体系密闭，若用装置丙收集氨气，空气无法排出，故不选C；氨气极易溶于水，漏斗口浸没在水中，若用装置丁吸收多余的氨气，导致倒吸，故不选D。 答案：A 3．解析：根据物质的性质判断是否发生反应，利用是否反应判断能否制取该气体，利用气体的性质判断收集的方法，易溶于水的气体可以利用排空气法，不与溶液反应的气体可以用排液法进行收集。浓盐酸具有还原性，高锰酸钾具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，可以生成氯气，而氯气在饱和食盐水中的溶解度比较低，故可以用排饱和食盐水法收集Cl2，故A不符合题意；氢氧化钠溶于水放热，且溶液中氢氧根离子浓度增大，导致氨气放出，因为氨气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集，故B不符合题意；二氧化氮与水会发生反应，故不能用排水法收集二氧化氮，故C符合题意；铜与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫，二氧化硫在亚硫酸氢钠溶液中溶解度比较小，故可以利用排饱和亚硫酸氢钠溶液收集，故D不符合题意。 答案：C 4．解析：氨气的密度比空气小，不能用向上排空气法收集，故A错误；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错误；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正确；氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应，不能选用固固加热装置，故D错误。 答案：C 5．解析：洗气气体从长导管进入液体中，短导管出，A正确；气体从导管处进入碱石灰中，经干燥后从另一头出，B正确；氨气极易溶于水，图示装置可有效防止倒吸，C正确；收集H2应该用排水法或者向下排空气法，图示装置错误，D错误。 答案：D 6．解析：用乙醇与浓硫酸混合液加热至170℃，乙醇发生消去反应制备乙烯，要使用温度计测量溶液的温度，因此温度计的水银球要在溶液的液面以下，A错误；用NaOH溶液除去制取乙烯的杂质SO2、CO2时，导气管应该是长进短出，导气管连接顺序反了，B错误；乙烯若与Br2发生加成反应，反应产生1，2­二溴乙烷会溶解在四氯化碳中，使溶液橙色褪去，因此可以证明乙烯发生了加成反应，C正确；乙烯与空气密度非常接近，气体容易与空气混合，导致不能收集到纯净气体，因此不能使用排空气法收集，应该使用排水法收集，D错误。 答案：C 7．解析：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，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；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不与溴水反应，溴水褪色则说明2­溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成了丙烯，故D不符合题意。 答案：A 8．解析：光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成，且光气遇水迅速水解，由实验装置可知，乙装置制备氧气，然后经甲干燥氧气，在装置丁中合成光气，丁后面需连接干燥装置防止水进入丁中，最后连接丙装置吸收尾气。装置丁中氯仿和氧气在光照条件下合成光气，反应的化学方程式为2CHCl3＋O22COCl2＋2HCl，故A正确；装置丁中生成氯化氢，氯化氢极易溶于水，倒扣的漏斗可防止倒吸，则装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢，故B正确；COCl2的沸点为8.2℃，沸点较低易挥发，则冰水混合物的作用是降温，防止COCl2挥发，故C正确；由上述分析可知，乙装置制备氧气，然后经甲干燥氧气，在装置丁中合成光气，丁后面需连接干燥装置防止水进入丁中，最后连接丙装置吸收尾气，则装置的连接顺序为c→b→a→e→f→b→a→d，故D错误。 答案：D 9．解析：甲装置用来制备ClO2，反应原理为题中所给化学方程式，其中KClO3为氧化剂，草酸为还原剂。产生的ClO2进入乙装置中用水吸收得到其水溶液，丙装置的作用是吸收ClO2，防止污染空气。根据分析，KClO3为氧化剂，发生还原反应，A错误；ClO2的体积分数大于10%时可能发生爆炸，所以需要持续通入氮气稀释ClO2，B正确；ClO2水溶液在温度过高时可能发生爆炸，乙装置应在冰水浴中，C错误；根据分析，丙装置用于吸收ClO2尾气，D正确。 答案：AC 10．解析：X装置打开K1，铜丝与硝酸接触反应生成的NO被排出。关闭K1，NO不溶于稀硝酸，将液面压到铜丝下方，反应停止，A项符合题意；Y装置中的药品若换成浓硫酸，则无法除去X中可能产生的NO2等杂质，且U形管装置盛装的干燥剂应为固体，B项不符合题意；实验时应先通入氯气赶走装置内的空气，防止NO被氧化为NO2，C项不符合题意；方程式未配平，N元素不守恒，D项不符合题意。 答案：A 11．解析：(1)根据仪器构造可知，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，可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将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溶液至刚好没过MnO2固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞K1，此时由于气体还在产生，使容器内压强增大，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O2，催化剂铂丝可上下移动，可以控制反应速率。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，使反应速率减慢，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，可以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，反应速率越快，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，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O2，但产物中的O2含量和杂质种类和乙中没有区别，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 12．解析：该实验通过VCl3分解制备VCl2，VCl2有强还原性和吸湿性，为防止VCl2被氧化、吸湿，所以要通入干燥的N2排尽装置中的空气；A装置中饱和NH4Cl溶液与NaNO2溶液共热反应制备N2，B装置中浓硫酸干燥N2，C装置中VCl3分解制备VCl2，D装置中碱石灰吸收反应生成的Cl2、防止污染，同时防止外界空气进入C装置中。 (1)①根据分析，按气流方向，图中装置的合理顺序为a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f)； ②根据A中盛放NaNO2溶液的仪器特点可知，其名称为蒸馏烧瓶；其中发生的反应为NH4Cl与NaNO2共热反应生成N2、NaCl和水，反应的离子方程式为NO＋NHN2↑＋2H2O； (2)①该滴定实验的原理为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，当Cl－完全反应，再滴入半滴AgNO3标准溶液，AgNO3与指示剂Na2CrO4作用产生砖红色沉淀，故滴定终点的现象为：滴入最后半滴AgNO3溶液时有砖红色沉淀生成，且半分钟内沉淀不溶解； ②根据滴定的原理，2n(VCl2)＋3n(VCl3)＝n(AgNO3)＝0.500 0 mol·L－1×0.046 L＝0.023 mol，122 g·mol－1·n(VCl2)＋157.5 g·mol－1·n(VCl3)＝1.377 5 g，解得n(VCl2)＝0.01 mol、n(VCl3)＝0.001 mol，产品中VCl3与VCl2物质的量之比为0.001 mol∶0.01 mol＝1∶10。 答案：(1)①a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f)　②蒸馏烧瓶　NO＋NHN2↑＋2H2O (2)①滴入最后半滴AgNO3溶液时有砖红色沉淀生成，且半分钟内沉淀不溶解　②1∶10 学科网（北京）股份有限公司 $$