第2节 常见气体的制取-《高中化学通关》图说化学实验

化学实验 第2节常见气体的制取 [考纲要求] 1.掌握H2、O2、CO2、C12、NH3、C2H1、C2H2及SO2、HC1、NO2、NO、CO、H2S等常见气体的实验 室制取原理，包括所用试剂、仪器，以及净化、干燥、收集尾气吸收的方法。 2.能依据给定实验情景，结合实验目的和气体性质，选择仪器、装置、药品，确定实验程序，进行气体 的制取、检验、收集、性质探究及有定量因素的实验设计和评价。 体 反应原理 装置 注意事项 要点透析·基础知识一理一理<< MnO,+4HCI(浓) △MnCl2+C↑ D同上①D③④ 条内容 要点1气体发生装置及反应原理 +2H,O ②液体与液体 NaCl (s)+H2 SO 一、常见气体的实验室制取原理 加热反应器内 HCI (浓)微热 aHSO+ 应添加碎瓷片 类型1：“固体十固体二气体”型 HCI↑ 以防止暴沸 液，液试：衣点 CHs-CH2-OH 图2 图3 ③制取乙烯 气体 反应原理 装置 注意事项 170 C-CH -CH. 浓硫酸 C2 H 温度应控制在 170℃左右 +H2O ①检查装置 温馨提示] 实验室用浓H2S)1与甲酸 MnO. 气密性。 2KC(方 -2KC] △ ②试管口要 共热制取CO:HCOOH 浓H2SO4 CO个+H2O △ +302↑ 略向下 02 (浓H2SO4作催化剂、脱水剂)，制取装置与制 2KM0,△K2MnO 倾斜。 C12相同（图2），需将浓H2S)4慢慢滴入甲酸 ③先均匀加 +Mn02+02 中，否则易发生液滴飞溅 热，后固定 不加热 在药品处 类型3：“固体+液体 ,气体”型 加热。 气体 反应原理 装置 注意事项 固怀+图体（热） ④需用排水 Zn十H2SO1(稀) 法收集气体 H2 图1 ZnSO4+H2↑ 2NH Cl+Ca(OH)2 时，停止加 ①使用长 热前，应先 CaCO3+2HCI 颈漏斗时， NH △CaClz-+2NH,↑ C02 CaCl2+CO2 把导气管撤 要把漏斗 +H2O +2H2O 颈插入液 离水面，然 后熄灭酒 FeS+H2SO4(稀) 面以下 H2S -FeSO4+H2S↑ ②制取乙 精灯。 图4 炔时要用 CaC2+2HO→ [温馨提示]制取NH3时，铵盐不能选择 分液漏斗， C2H2 Ca(OH)+ (NH1)2CO3或NH,HCO3(分解产生CO2、 CH=CH↑ 以控制反 9 应速率 (NH4)2SO1或NH,NO3分解时发生氧化还原 3Cu+8HNO3(稀) 图5 ③H2S、S02 反应，不一定产生NH3),也不能由NHCI分 NO -3Cu(NO3)2+ NO2,有剧 解制NH3(分解产生的NH3和HCI易化合生 2NO↑+4H2O 毒，应在通 成NH,CI):碱不能选NaOH固体（腐蚀性强， Cu+4HNO3(浓) 风橱中制 加热时可能使试管破裂)。 NO 一Cu(NO3)2+ 门+液{热 备，并用碱 2N024+2H0 图6 类型2：“固体十液体二，气体”型和“液体 液吸收 Na2SO:+H2SO(1 尾气 十液体气体”型 S0 ：1)—Na2S04十 S02↑+H2O 44 第二单元物质的获取 [温馨提示]图4所示启普发生器和图5 所示简易气体发生装置的优点是使用方便，可 向生石灰或苛性钠 以随制随停。其适用条件是： 中加入浓氨水，或向 ①反应物为块状、不溶于水的固体，如锌粒 (制H2)、石灰石（制CO2)、FeS(制H2S)。若 浓氨水中加入生石 固体颗粒太小，会落入容器底部酸液中；若固体 灰或苛性钠固体制 溶于水或反应太剧烈，当关闭旋塞后固体仍会 取NH3:NH3·HzO 与酸液反应，无法控制反应。 NH3 CaO 周十液， (浓)NH3↑+ 城石灰 ②不需加热。 不加热 ③气体难溶于水。因此，该装置不能用来 H2O[加入CaO或 NaHf或 制SO2(Na2SO3是粉末状，且SO2易溶于水)、 NaOH固体既放热， C2H2[反应太剧烈，电石难与水完全隔绝，产生 又增大c(OH),均 的气体可能带出糊状Ca(OH)2堵塞导管]、 促进NH3·H2O的 NO2(Cu与浓HNO3反应很剧烈，且浓HNO3 分解及NH:逸出] 易挥发易分解，需置于分液漏斗中而不能用敞 口装置盛放)。 二、气体制取原理和发生装置的改进 1.O2:除用KCIO3或KMnO4周体分解制 向浓盐酸中加入浓 取O2外，还可由H2O2分解、Na2O)2与水反应、 H2O2与酸性KMnO1溶液反应等途径制取O2。 硫酸，浓硫酸吸水、 液+液， HCI 2.C2:可用KMnO;或KClO3或Ca(CIO)2 放热，促进HCI的 不加热 等固体与浓盐酸反应制取C2,这几个反应都 挥发 罗浓盐哦 不需加热。 3.H2:除用活泼金属与酸反应制H2外，还 可用铝片、锌粒与强碱溶液反应制取H2。 三、制取气体发生装置的创新 4.HCI:向浓盐酸中加人浓H2SO4浓 1.固（液）十液，不加热： H2SO4吸水、放热，促进HCI的挥发，是快速制 取HC1的一种简便方法。 5.NH3:向浓氨水中加入生石灰或苛性钠 固体，固体与水反应或溶于水会明显放热使 NH的溶解度减小且增大c(OH一)，这都有利 于NH3·H2O的分解和NH3的逸出，这是简 便、快速制氨的一种创新方法 2.固（液）+液，加热： 以上几种气体制法的反应原理和装置变化 可汇成下表。 气体 原理改进 反应特点 装置改进 MnO. 2H2O2 =2H,O 02 十(O2↑ 固十液， 2Na202+2H2O 不加热 4NaOH+O2↑ 2KMnO+16HCI (浓)一2KC1+ 液体 3.启普发生器式“随开随用、随关随停” 2MnCl2+5Cl2◆ Cl2 +8H2O 固十液， 装置： KCIO3+6HCI(浓) 不加热 因体 —KCI+3CL2↑ 活 3适塞 底部有孔 塞 +3H2O 干燥管 人试管 一U形管 烧杯 烧杯 2Al 2NaOH+ 玻璃 固+液， ~玻璃 纤维 H2 2HO-2NaAlO2 纤维 +3H2↑ 不加热 45 化学实验 【例1】图1是实验室制取气体的常用 MnO2 【答案】(1)2H2O2 2H20+O2↑ 装置 A和C 意方 (2)①AD ②试管内液面上升，试管中的 溶液变成红色③浓盐酸挥发出的氯化氢与氨 气反应，在空气中生成了微小的白色固体颗粒 》学以致用 1.如图是制备和收集气体的实验装置，该装置 可用于 滴有酚 溶液的水 图2 (1)写出一个用B装置制取氧气的化学方 程式： A.浓硝酸与铜反应制取二氧化氮 用氯酸钾和二氧化锰制取干燥氧气应该选择的 B.碳化钙与食盐水反应制取乙炔 发生和收集装置是 (填字母代号)。 C.浓氨水和生石灰反应制取氨气 (2)加热氧化铵和熟石灰的固体混合物可 D.浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气 制取氨气(NH)。 要点2气体的净化、收集与量取 ①制取氨气应选用的一套装置是 一、净化与干燥装置 (填字母代号)。 1.选择净化装置的原则： ②氨气极易溶于水，生成的氨水显碱性。 根据净化药品的状态及条件来选择净化 则图2实验中可观察到什么现象？ 装置。 2.装置基本类型： ③氨气与酸反应生成铵盐。将蘸有浓盐酸 的玻璃棒靠近集满氨气的瓶口时，有大量白烟 装置 液体除杂剂 固体除杂剂 固体除杂剂 产生，而改用浓硫酸时却无此现象。试解释白 类型 (不加热) (不加热) (加热) 烟产生的原因： 适用 C2(HCI)、 NH3(H2O)等 N2(O2)等 范围 CO2(HCI)等 【解析】(1)实验室用过氧化氢溶液和二 氧化锰制取氧气时不需要加热，应该用B装置 作为发生装置：反应的化学方程式为2H2O2 装置 Mm0:2H20+02↑· 示意 图 (2)①加热氯化铵和熟石灰的固体混合物 可制取氨气，氨气极易溶于水且密度比空气小， 3.净化原则： 因此采用向下排空气法收集，故选择装置A和 吸收剂不与被净化气体反应，只吸收杂质 D:②因为氨气极易溶于水，所以能看到试管内 且不产生新杂质气体（若产生被净化的气体则 的液面上升，氨气与水反应生成氨水，氨水显碱 更好)，如： 性，导致溶液变为红色；③浓盐酸具有挥发性， (1)H2中的HCI、N2中的NH3、NO中的 其挥发出的氯化氢分子和氨气发生化学反应， NO2均可用水除去，装置为a: 生成氯化铵白色固体，所以有白烟产生，而浓硫 (2)CO中的CO2可用盛石灰水的装置a 酸没有挥发性，不会出现白烟。 或盛碱石灰的装置b除去； 46 第二单元物质的获取 (3)CO2中的CO可用装有灼热CuO的装 [温馨提示]气体净化与干燥注意事项： 置c除去：N2中的O2可用装有灼热铜网的装 在一般情况下，若采用溶液作除杂试剂，则 置c除去： 是先除杂后干燥：若采用加热除去杂质，则是先 (4)CO2中的SO2、CO2中的HC1、SO2中 千燥后加热。 的HC1、C2H2中的H2S等均可用洗气装置a 对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的 除去（分别应盛有酸性KMnO,溶液、饱和 溶液加以吸收（或点燃），使它们变为无毒、无 NaHCO3溶液、饱和NaHSO3溶液、NaOH溶 害、无污染的物质。例如，尾气Cl2、SO2、Br2 液或CuSO1溶液)。 (蒸气)等可用NaOH溶液吸收：尾气CO可用 [温馨提示]使用干燥管时粗进细出，使 点燃法，将它转化为CO2气体。 用洗气瓶时长进短出，使用U形管、硬质玻璃 二、气体的收集及尾气处理 管时两边进出均可。 1.气体的收集方法： 4.气体的干燥： 根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体 除去气体中的少量水分的方法叫做气体的 收集装置分为以下几种。 干燥。干燥剂应易吸水或易与水反应且不与被 收集 干燥气体反应。气体的干燥装置与净化装置相 方法 图示 适用对象 同，内放干燥剂即可。 常用的干燥剂有三类：酸性干燥剂、碱性干 适用于不溶于水且不 燥剂和中性干燥剂。常见的干燥剂及其能干燥 与水发生反应的气体， 排水 如H2、O2、CH4、 的气体见下表。 集气 C2H2、C2H4、CO、NO 不能被干 干燥 法 等。优点是收集的气 类别干燥剂 可被干燥的气体 排水集法 燥的气体 装劉 体纯度高、易判断是否 收集满 Ng、O2、C2 有些气体在水中有一 H2,CO、CO2、 NH3(碱性)、 洗 定的溶解性或与水微 浓硫酸 SO2、HC1、 H2S、HI,HBr 气 弱反应，可运用化学平 NO、NO2、 (还原性) 瓶 排饱 衡移动原理，通过排饱 和 CH,、C2HG 和溶 岸液 和溶液法收集，如：①排 液集 饱和食盐水收集C2: 酸性 H2S,HBr、HI 气法 ②排饱和NaHCO3溶 干燥 排饱利溶液集气法 液收集CO2:③排饱和 P2Os 剂 及其他酸性、 NHg NaHSO3溶液收 中性气体 集S02 HCI.HzS、NH3 干 适用于与空气不发生 Cl2、O2、H2、 等极性分子（硅 燥 反应且密度比空气大 硅胶 CO2、CH4、 胶能吸附水，也 管 向上 的气体，如CO2、H2S、 C2H4.C2H2 能吸附其他极 或 排空 性分子) U 气法 NO2、Cl2、HC.SO2等 形 向上排空气集气状 (相对分子质量大于 管 29) H2.O2、N2、 中性 无水 干燥 C0.C02、 NH3(形成 适用于与空气不发生 CaCl2 SO2、HC1、 CaCl2·8NH3) 向下 反应且密度比空气小 剂 CH4、H2S、O3 排空 的气体，如NH3、H2、 气法 CH:等（相对分子质量 向下排空气象气认 生石灰、 小于29) 碱性 NaOH NH3和 酸性气体如C12、 干燥 碱石灰 在制取、净化、干燥后， 气囊 剂 中性气体 SO2、HCI等 (NaOH 也可以将气体直接收 法 ·CaO 集到球胆，气囊里 47 化学实验 [温馨提示](1)NO易与O2反应，不能 用排室空气法收集；NO、N2、CO、C2H等与空气 密度相近，不能用排空气法收集。 (2)向上、向下排空气法收集都应将导管伸 双耳球式 缓冲式 入到集气瓶（试管）底部，在瓶口盖玻璃片或在 F G 管口塞棉花团都是为了防止气体与空气形成对 ②吸收溶解度较大的尾气（如HCI、NH3, 流，便于收集到较纯的气体。 防倒吸)（如上图中B~G)。 2.收集气体的常用验满方法： ③点燃除去或收集在塑料袋中（如CO,防 气体 验满方法 污染)（如上图H、ID。 ④棉花团（纱布）吸收法：如用浸有NaOH CO 燃着的木条伸到瓶口，木条熄灭 溶液的棉花团（可放在导管中）或纱布直接吸收 SO2、CL2等。 Cl2 湿润的K-淀粉试纸置于瓶口，试纸变蓝 4.气体体积的量取： 可以通过排水法读出难溶于水的气体所排 湿润的红色石蕊试纸置于瓶（管）口，试纸变蓝或 NHa 蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶（管）口，产生白烟 出的水的体积，即得出气体的体积，如下图所示 的各装置常用来量取气体的体积。 湿润的蓝色石蕊试纸置于瓶口，试纸变红（或瓶 HCI 口产生白雾)或蘸有浓氨水的玻璃棒靠近瓶（管） 口，产生白烟 湿润的品红（或石蕊）试纸置于瓶（管）口，试纸褪 SO 色（或变红） NO2 瓶口红棕色明显或同C的验满方法 湿润的(CHCOO)2Pb试纸置于瓶（管）口，试纸 H2S 变黑 3.气体的溶解性和尾气吸收： (1)常见气体的溶解性： E 极易溶一NH3(1:700)、HC1(1:500): [温馨提示](1)用图中A所示装置量取 易溶 HCHO、SO2(1:40): 气体体积时，必须是短管进气、长管出水：用D、 可溶—CO2(1：1)、C12(1:2)、H2S E所示装置测量气体体积时，必须恢复到室温 (1:2.6): 且移动乙管或量气管使两边的液面相平。 微溶—C2H2、O2; (2)集气瓶除用于收集气体外，还可用于贮 难溶一H2、CO、NO、CH4、CH3C1、 存气体（如图①）、测量气体体积（如图②）、做洗 C2H4、C2H6; 气瓶（如图③）等 与水反应-F2、NO2、CO2、SO2、 角止水夹 Cl2、NH3. (2)尾气吸收装置： ①吸收溶解度较小的尾气（如用NaOH溶 液吸收Cl2、用CuSO,溶液吸收H2S等)（如下 ① ②四 ③ 图中A)。 三、气体实验装置的相关顺序规律 (1)装置顺序：制气装置→净化装置→反应 或收集装置→除尾气装置。 (2)安装顺序：由下向上，由左向右。 倒立斗式 壮容式 (3)操作顺序：装配仪器→检验气密性→加 酱液式（安全瓶）平衡片绳式 D 人药品 48 第二单元物质的获取 【例2】利用化学变化可以制备新物质。 【解析】(1)从实验室制备气体的思路分 CO是一种无色、无臭的气体，密度比空气略 析，实验①中产生的氢气不易除去，实验②中产 小，难溶于水，易与血红蛋白结合，具有可燃性。 生的二氧化碳容易除去，故实验室制备C)选 请结合所学知识和CO的相关信息回答下列 择反应②而不用①的理由是反应①中产生的氢 问题： 气不易除去。 (1)下列两个反应都能生成CO,从实验室 (2)①一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧 制备气体的思路分析，实验室制备CO选择反 化碳，化学方程式为Fe,0,+3C0高温2Fe 应②而不用①的理由是 +3C02: ②一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空 (任选一个角度回答)。 气，应进行尾气处理。用改进后的装置进行实 ①炽热的焦炭和水蒸气反应：C+H2O(g) 验，在点燃装置E处酒精灯之前，必须进行的 高温CO十H, 一项操作是先通入一氧化碳，防止加热时发生 爆炸； ②草酸晶体和浓硫酸共热：H2C2O ③证明一氧化碳能还原氧化铁的实验现象 浓疏酸C02个十C0个+H,0 是：装置E中固体颜色由红色变为黑色，C中澄 清石灰水不变浑浊，说明二氧化碳已被除尽，F (2)某同学设计下列装置制备、提纯CO, 中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，F 并用CO来还原氧化铁。请据图回答： 中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2 浓硫酸 CaCO3↓+H2O: ④CO和CO2的化学性质不同的原因是二 氧化铁 者的分子构成不同。 【答案】(1)反应①中产生的氢气不易 除去 水 氢氧化 浓硫酸 (2)OFe,0,+3C0商温2Fe十3C0, 钠溶液石灰水 ②没有进行尾气处理先通入一氧化碳 装置B的作用是除去生成气体中的CO2, ③红色固体变为黑色澄清石灰水不变浑 装置D的作用是干燥气体。 浊 澄清石灰水变浑浊 ①写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程 Ca(OH)2+CO2-CaCOs+H2O 式： ④分子构成不同 ②该同学的设计存在的一处明显缺陷是 ●》学以致用 2.如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装 用改进后的装置进行实验，在点燃装置E处酒 置，下列方案正确的是 精喷灯之前，必须进行的一项操作是 (从实验安全角度考虑)。 ③证明一氧化碳能还原氧化铁的实验现象 是：装置E中固体颜色的变化为 ,装 置C中 ,装置F中 。 装置F 选项 中发生反应的化学方程式为 X 收集气体 A 碱石灰 氯化氢 水 ④在此实验中，我们还认识到CO和CO2 B 碱石灰 氨水 水 的化学性质有许多的不同。试从微观的角度分 C 氯化钙 二氧化硫 氢氧化钠 析CO和CO2化学性质不同的原因： D 氯化钙 氧化氨 氢氧化钠 49 化学实验 3.如图装置可用于收集气体并验证其某些化学 2 典题演练·重点题型一试一试（以< 性质，下列相关的选项正确的是 气体一 1.使用下表提供的试剂，利用如图所示的装置， 能达到实验目的的是 ( 选项a中试剂 b中试剂 c中试剂 实验目的 选项气体 试剂 现象 结论 A 稀盐酸 铁粉 H2O 制备并收集H NH3 酚酞试液 溶液变 NH3的水溶液显 红色 碱性 Na2SO3 制备并收集干 B 浓硫酸 浓硫酸 酸性KMnO, 溶液 粉末 燥的SO2 B SO2 SO2具有漂白性 溶液 褪色 KMnO NaOH 制备并收 C 浓盐酸 生成白 CI的非金属性比 C HCI 硅酸钠溶液 粉末 溶液 集C2 色沉淀 Si强 制备并收集干 溶液 D 浓氨水 生石灰 碱石灰 D X KI淀粉溶液 X可能是C12 燥的NH3 变蓝 4.实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理 装置如图所示（省略夹持、加热和净化装置）。 仅用此装置和表中提供的物质完成相关实 冬 验，最合理的选项是 () 2.实验室制取氨气、收集、验证其还原性并进行 尾气处理的装置和原理能达到实验目的的是 a中的b中的 c中收集 选项 d中的物质 物质 物质 的气体 浓硝酸 Cu NO2 NaOH溶液 B 浓氨水 CaO NH3 H2O 稀硝酸 Cu NO H2O 食盐水 浓硫酸 Cu S02 饱和Na HSO3溶液 5.实验室常用的几种气体发生装置如图A、B A.用装置甲制取氨气 C所示： B.用装置乙收集氨气时气体应该从a口进b 口出 C.装置丙中黑色固体变成红色时还原产物 一定为铜 D.可以用装置丁吸收氨气，进行尾气处理 -50 第二单元物质的获取 2.下列气体制备与收集装置错误的是( (1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如 果用C装置，检查C装置气密性是否良好的 A.用氢氧化钙与氯化B.用氢氧化钠与浓 铵制取氨气 氨水制取氨气 操作方法是 若用B装置制取氨气，用化学方程式表示制 取氨气的反应原理 (2)若用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气，应 C.用铜与浓硫酸制 D.用铜与稀硝酸制 选用的气体发生装置是 ,用离子方 取二氧化硫 取一氧化氮 3.拟用如图装置制取表中的四种干燥、纯净的 程式表示制取氯气的反应原理 气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装 置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示 (3)若用A装置与D装置相连制取并收集X 相应仪器中加入的试剂)。 气体，则X可能是下列气体中的 ①CO2 ②NO ③Cl2 ④H2 其中在D装置连接小烧杯目的是 (4)下图是某同学设计收集氨气的几种装置， 下列可以得到干燥纯净的气体的选项是( 其中可行的是 选项气体 a b d 饱和 C02 盐酸 CaCOa NazCOa 浓硫酸 溶液 橡胶塞 饱和 B NH3 NH CI 消石灰 H2O 固体NaOH 溶液 >>》 知能提升经典习题一练一练 饱和NaC C C12 浓盐酸 MnO2 浓硫酸 溶液 D 浓HNO 1.下列装置用于实验室制氨气或验证氨气的某 NO2 铜屑 H2O 固体NaOH 4.下列有关实验室制取气体的说法错误的是 化学性质，其中能达到实验目的的是( ( NuOH溶液 着的 气 A.用装置甲制取氨气 A.装置①可作为CO2的发生装置 B.用装置乙除去氨气中的水蒸气 B.装置②干燥(O2时，气体由a管进b管出 C.用装置丙验证氨气具有还原性 C.装置③可用作O2的收集装置 D.用装置丁吸收尾气 D.④是收集CO2气体的验满方法 51 化学实验 5.如图所示，实验室里有一套用来制取气体的 用湿润的淀粉碘 装置。 化钾试纸鉴别 试纸变蓝该气体为溴蒸气 NO2,溴蒸气 人 最后试管 有机物中含有溴 溶液 有浅黄色 下列有关叙述正确的是 煮沸目冷却巨 原子 有机物 沉淀 A.锥形瓶里加入少量MnO2粉末，分液漏斗 里盛放过氧化氢溶液，可以制取氧气 8.实验室制备下列气体时，所用方法正确的是 B.锥形瓶里加入大理石，分液漏斗里盛放稀 ( 硫酸，可以制取二氧化碳 A.制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可 C.当发生装置中液体与固体混合产生了气 选择相同的气体发生装置 泡，立即开始收集气体 B.制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸 D.集满氧气的集气瓶从水槽里取出后倒放 净化气体 在实验台上 C.制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集 6.下列制取SO2、验证其漂白性、收集并进行尾 气体 气处理的装置和原理能达到实验目的的是 D.制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收 尾气 9.下列气体的制备和性质实验中，由现象得出 稀硫酸 的结论错误的是 ( 铜片 选项 试剂 试纸或试液 现象 结论 品红 溶液 浓氨水、 红色石 NH3 为碱性 A 变蓝 A.制取SO, B.验证漂白性 生石灰 蕊试纸 气体 尾 浓盐酸 B pH试纸 变红 HCI为酸性气体 饱和 浓硫酸 C.收集SO D.尾气处理 浓盐酸、 淀粉碘化 变蓝 C12具有氧化性 7.下列实验操作，现象和结论均正确的是 二氧化锰 钾试液 亚硫酸钠 品红试液 褪色 SO2具有还原性 选项 实验操作 现象 结论 硫酸 用双氧水滴定K1 A 溶液变蓝 达到滴定终点 10.实验室经常要制取某种气体并验证该气体 淀粉溶液 的性质。 向食用加碘盐中 (1)如图1所示的装置适合作尾气吸收的是 加入食醋和KI 下层呈 该食用加碘盐中 B (填序号)。 溶液，再加人 紫红色 含有KIO3 (2)向如图2所示装置中通入气体X,A中 CCI4振荡，静置 品红溶液褪色，则X可能是 (至少 填两种)如果要证明X是SO2气体，接下来 52 第二单元物质的获取 的操作是： 若分别得到一氧化碳和二氧化碳，请回答： ①装置A中，盛放浓硫酸的仪器名称是 ②收集一氧化碳时，打开a、b,关闭c,装置 图1 B的作用是 通入X 由于一氧化碳有毒，多余的气体应 品红溶液 Na0H溶液 (填写具体处理办法)： 图2 ③关闭 、打开 ,释放出二 11.下图是实验室制取常见气体及检验相关性 氧化碳，并通过装置 可收集到干燥 质的装置图，据图回答问题。 的二氧化碳气体。 (2)在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢迅 速分解生成氧气和水。哪些因素还影响着 过氧化氢分解的速率呢？课外活动小组对 此进行了更深入的探究： ③ 探究实验一：浓度对化学反应速率的影响 清石灰水 实验步骤 现象 结论 ④ 6 取一支试管加入3一5m (1)指出②、④装置中标号仪器的名称：X 缓慢有少量 5%的过氧化氢溶液，然 .Y 气泡冒出 后加人少量二氧化锰 (2)用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧 气时，需要选用的发生装置是 (填 另取一支试管加入3~5 装置标号，下同)，反应的化学方程式为 ml.15%的过氧化氢溶 迅速有大量 液，然后加人少量二氧 气泡冒出 (3)二氧化碳的收集装置可选用 化锰 二氧化碳的检验装置可选用 (4)实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰固 请你设计： 体混合物来制取甲烷气体。要制取并收集 实验用品：试管、烧杯、热水、冷水、5%过氧 甲烷（密度比空气小，难溶于水），可选用的 化氢溶液、15%过氧化氢溶液 发生、收集装置依次是 探究实验二：温度对化学反应速率的影响 12.(1)实验室可用草酸(H2C2O1)在浓硫酸的 作用下分解制得一氧化碳和二氧化碳（化学 实验步骤 现象 结论 方程式为：H2C20, 浓硫酸C02个十C0↑ 十H2O)。用到的实验装置见下图： 温度越 浓硫酸 高，过 会稀盐酸 氧化氢 分解速 草酸 NaOH 率越大 53详解答案 的CaB2,洗涤利用水较好，为了防止葡萄糖酸钙的溶 化氨都具有氧化性，能够使碘化钾淀粉溶液变蓝，D项 解，洗涤剂用乙醇较好。综合考虑合适的洗涤剂是乙 正确。 醇一水的混合溶液，D项正确。 【答案】D 【答案】(1)BC 4.【解析】根据图示可知制取气体不需要加热，气体的密 (2)提高葡萄糖酸的转化率，便于后续分离氯化钙难 度比空气大，与空气不能发生反应，而且在溶液中的溶 以与葡萄糖酸直接反应得到葡萄糖酸钙 解度很大。A.NO2气体的密度比空气大，能使用向上 (3)葡萄糖酸钙冷却后会结品析出，如不趁热过滤会损 排空气法，NO2气体能与氢氧化钠迅速反应，所以吸收 失产品 时要防倒吸，A正确：B.氨气的密度比空气小，不能使用 (4)可降低葡萄糖酸钙在溶剂中的溶解度，有利于葡萄 向上排空气法，B错误：C.NO不能用排空气法收集，C 糖酸钙的析出 错误：D.浓硫酸与铜需要加热才能反应，不符合装置图 (5)D 示，D错误 【答案】A 第2节 常见气体的制取 5.(1)将导气管通入水槽中，用手捂住圆底烧瓶底部，若导 气管口处有气泡冒出，松开手后在导气管中形成一段水 要点透析 柱，证明气密性良好 学以致用 1.【解析】反应物状态为固态和液态，反应条件为不加 2NH,C1+Ca(OHD2△CaCl2+2NH↑+2H,0 热，生成的气体难溶于水。浓硝酸与铜反应制取二氧化 (2)C2MnO1+16H++10C1-—5Cl2↑+2Mn2+ 氮，气体溶于水，错误：浓氨水和生石灰反应制取氨气， +8H2O 气体易溶于水，错误：浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气， (3)③吸收尾气，防止污染空气(4)d 反应需加热，气体与水反应，错误。 知能提升 【答案】B 1.【解析】A.氨气极易溶于水，不能用装置甲提供的药 2.【解析】该装置中采用向上排空气法收集，说明该气体 品制取氨气，错误；B.氨气与硫酸反应生成硫酸铵，不能 密度大于空气，且接气体和空气中成分不反应，用固体 用装置乙除去氨气中的水蒸气，错误：C.氨气与氧化铜 干燥剂干燥，则该气体和千燥剂不反应。A,碱石灰能 在加热的条件下反应生成铜、氨气和水，用装置丙验证 吸收HCI,所以通过碱石灰无法收集到HCl,所以HCI 氨气具有还原性，正确：D.氨气极易溶于水，该装置中 不能用碱石灰干燥，故A错误：B.氨气密度小于空气， 氨气与水直接接触，能发生例吸，不能用装置丁吸收尾 应该采用向下排空气法收集，故B错误：C.二氧化硫密 气，错误。 度大于空气且常温下和空气中成分不反应，氯化钙和二 【答案】C 氧化硫不反应，所以能用氯化钙干燥，故C正确：D.常 2.【解析】A.实验室制氨气是固体和固体加热制气体， 试管口略向下领斜，氨气是比空气轻的气体，用向下排 温下NO和氧气反应生成红棕色二氧化氮气体，所以得 不到NO,NO应采用排水法收集，故D错误。 空气收集，A项正确：B,氢氧化纳与浓氨水制取氨气利 用的是氢氧化纳固体溶于氨水放热使氨水分解放出氨 【答案】C 气，氨气比空气轻用向下排空气法收集，B项正确；C.铜 典题演练 与浓硫酸加热制取气体二氧化硫，是固体和液体加热反 1.【解析】A.H2密度比空气小，应该使用向下排空气的 应制气体，试管口略向上倾斜，生成的二氧化硫比空气 方法收集，错误：B.SO2是酸性气体，与浓硫酸不能发生 重，可以用向上排气法收集，C项正确：D.钢和稀硝酸不 反应，密度比空气大，可以用向上排空气的方法收集，正 加热反应生成一氧化氮，一氧化氣气体比空气略重，且 确：C.反应产生的Cl2能够与NOH溶液发生反应，因 和氧气易反应生成二氧化氮，所以不能用排空气法收 此不能用NaOH溶液洗气，错误；D.NH3的密度比空 集，D项错误。 气小，应该使用向下排空气的方法收集，错误。 【答案】D 【答案】B 3.【解析】根据反应装置知，反应物必须是固液混合物 2.【解析】NH,CI受热分解生成NH3和HCL,冷却后又 (可加热)，根据洗气装置知，气体不能与洗液反应，否则 重新化合生成NH,CL,不能用装置甲制取NH,A项错 收集不到气体，根据干燥装置知，干燥剂只能吸收水不 误：NH3密度小于空气，可以用向下排空气法收集，即 能和收集气体反应。A.二氧化碳与饱和Na2CO3溶液 用装置乙收集NH3时气体应该从a口进b口出，B项 反应，应用饱和碳酸氢钠溶液吸收，故A错误：B.氨气 正确：装置丙中黑色固体变成红色时还原产物不一定为 易溶于水，所以不能用水洗气，故B错误：C,氟气在饱 铜，因为Cu2O也是红色，C项错误；NH3极易溶于水， 和NaCI溶液中溶解度较小，可以除去其中的氟化氢杂 不能用饱和食盐水直接吸收，D项错误。 质，故C正确；D.二氧化氮能够与水反应，收集不到二 【答案】B 氧化氨气体，故D错误。 3.【解析】A由图可知氨气应利用向下排空气法收集， 【答案】C 溶液变红是因氨气与水反应生成一水合氨显碱性，A项 4.【解析】装置①是固液常温型制气装置，实脸室用稀盐 错误：B.SO2使酸性KMnO1溶液褪色，因为SO2具有 酸与大理石（或石灰石）在常温下反应制取CO2,A项正 还原性，B项错误；C.HCI不是氟元素的最高价含氧酸， 确；用装置②千操O2时，气体应由a管进入（气体若由 所以不能比较非金属性强弱，C项错误：D.氟气和二氧 b管进入，则会导致浓硫酸上方的气体压强变大，将容 165 化学实验 器中的浓硫酸由a管压出)，B项正确：氧气的密度比空 11.【解析】(1)②、①装置中标号仪器的名称分别为分液 气大，可用装置③采用向上排空气法收集，C项正确：检 漏斗和集气瓶。 验二氧化碳是否集满，应将燃着的木条放在集气瓶口， (2)实验室中用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧 D项错误。 气所需装置为固液常温型制取气体的装置，因此应选 【答案】D 择装置②：过氧化氨在二氧化锰作催化剂的条件下生 5.【解析】实验室可用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧 成水和氧气。 气，发生装置属于固液常温型，氧气不易溶于水，可用排 (3)二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此可 水法收集，A正确：不能用大理石和稀硫酸制取二氧化 用向上排空气法收集：将气体通入澄清的石灰水，若变 碳，也不能用排水法收集二氧化碳，B错误：当导管口的 浑浊，则证明是二氧化碳。 气泡连续均匀冒出时才能收集，C错误；收集满氧气的 (4)由实验室常用加热无水酷酸钠与碱石灰固体混合 集气瓶应正放在桌面上，D错误。 物制取甲烷气体可知制取甲烷的发生装置应选①：甲 【答案】A 烷的密度比空气密度小，难溶于水，说明甲烷可选用装 6.【解析】铜与稀硫酸不反应，A项错误：SO2使品红溶 置④用排水法收集，也可以选用装置③用向下排空气 液秘色，体现SO2的漂白性，B项正确：SO2的密度大于 法收集。 空气，用向上排空气法收集，C项错误：SO2与NaHSO3 【答案】(1)分液漏斗集气瓶 不反应，吸收SO2气体用氢氧化钠溶液，D项错误。 MnO, 【答案】B (2)②2H2022H20+02↑ 7【解析】K1淀粉溶液一般作为指示剂，设计用双氧水 (3)⑤⑥(4)①③或①④ 滴定淀粉K]溶液无法判断终点，A错误；在酸性环境 12.【解析】(1)①装置A中，盛放浓硫酸的仪器是分液 中，KIO3与KI反应生成12，B正确：NO2溶于水变为硝 漏斗。②由于二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸纳和 酸，硝酸也具有强氧化性，也可使淀粉碘化钾试纸变蓝， 水，所以装置B中氢氧化钠溶液的作用是吸收混在一 C错误：加入AgNO溶液之前要用硝酸中和溶液中的 氧化碳中的二氧化碳：由于一氧化碳有每，所以要将一 碱，D错误。 氧化碳点燃或收集处理，防止污染空气。③关闭b,打 【答案】B 开c,使稀盐酸与碳酸纳反应，释放出CO2,然后通过C 8.【解析】Na2O2、H2O2制取O2的反应分别为2Na2O 中的浓硫酸，吸收掉其中的水分，再用向上排空气法收 MnO, 集干燥的二氧化碳。 +2H204NaOH+O2↑、2H2O22H20+ (2)探究实验一：根据实验现象可以看出，过氧化氨溶 O个，均可选取固体与液体在不加热条件下制取气体 液的浓度越大，在放入二氧化锰时反应越迅速，说明浓 的装置，A正确。Cl2通过饱和NaHCO3溶液时产生 度越大，过氧化氨分解的速率越快。探究实验二：根据 CO2气体，应先用饱和NaCl溶液除去HCI,再用浓硫酸 实验目的和实验结论分析，该实验操作是用试管取一 进行干燥，B错误。乙烯难溶于水，其密度略小于空气， 定体积和一定浓度的过氧化氢溶液，分别放入盛放冷 故可采用排水法收集乙烯，但由于乙烯与空气的密度相 水和热水的烧杯中规察发生的现象，放入冷水中的过 差不大，故一般不采用向下排空气法收集乙烯，C错误。 氧化氢反应不剧烈，而放入热水中的过氧化氢反应剧 用水吸收NO2尾气时，发生的反应为3NO2+H2O 烈，有大量气泡冒出。 —2HNO3十NO,产生污染性气体NO,故常用NaOH 【答案】(1)①分液漏斗②吸收混合气中的二氧化 溶液吸收NO2,D错误。 碳点燃处理（或用气囊收集）③bcCD 【答案】A (2)探究实验一：浓度越大，过氧化氢分解的速率越快 9.【解析】A.NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取， 探究实验二：取一支试管加人3~5ml.15%的过氧化 可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝则说明NH3为碱性 氢溶液，然后把试管放人盛有冷水的烧杯中缓慢有 气体，正确：B.利用浓硫酸的高沸点性，可以制取HC1 少量气泡冒出取一支试管加入3~5ml,15%的过 气体，pH试纸变红，则说明气体为酸性气体，正确：C. 氧化氢溶液，然后把试管放人盛有热水的烧杯中迅 浓盐酸和二氧化锰加热可以制取C12,C2可以用湿润 速有大量气泡冒出 的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为12， 13.【解析】(1)a是长颈漏斗，c是水槽。 则说明C12有强氧化性，正确：D.SO2使品红溶液褪色 (2)用高锰酸钾制氧气的发生装置属于固体加热型，故 体现的是SO2的漂白性，错误。 选A,氧气的密度比空气的密度大且不易溶于水，因此 【答案】D 收集装置选用F或H:加热高锰酸钾时，为了防止高锰 10.【解析】(1)A,应敞口吸收气体，故A错误；B.吸收装 酸钾粉末进入导管，应该在试管口放一团棉花：用高锰 置中的导管下连漏斗，漏斗口与液面相平，可吸收易溶 性气体，能防止倒吸，故B正确：C.即使倒吸，也是吸 酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO,△K2MnO, 入到集气瓶中，不会进入反应器中，能防止倒吸，故C 十MnO2十O2◆：既能用排水法收集，又能用向上排空 正确。(2)能使品红褪色的气体有SO2、C2(O3、C1O2 气法收集的气体一定具有的性质是难溶于水且不和水 等)，二氧化硫的漂白具有不稳定性，将褪色后的溶液 反应，密度比空气大且不和空气中的成分反应，故选 再加热，如果溶液又恢复成红色，则X一定为SO2。 ②③. 【答案】(1)BC(2)SO2、C2(O3,CIO2等)将褪色 (3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于 后的溶液再加热，如果溶液又恢复成红色，则X一定 固液常温型气体发生装置，应选择的较简单的发生装 为S02 置是E:某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成 166 详解答案 的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊，可能的原因 体或沉淀时，为防止晶体等的溶解，常用无水乙醇作为 一：石灰水已经完全变质：原因二：挥发出来的HC气 溶剂进行洗涤，其目的是防止因晶体的溶解而损失，在 体与C(OH)2反应。原因一的实验验证：取少量石灰 本实验中，用无水乙醇洗涤的另一目的是防止水中的溶 水样品于洁净的试管中，滴加几滴无色酚酞试液，振 解氧氧化晶体中的Fe2+。 荡，观察到溶液仍呈无色，说明石灰水失效：原因二的 【答案】(1)除去铁屑表面的油污 实验验证：取少量硝酸银溶液于试管中，然后将生成的 (2)蒸干时溶液中的杂质离子会被带入品体中，且品体 气体通入试管中，产生白色沉淀，说明气体中有HC 会受热分解或被氧化 气体。 (3)减少品休在洗涤时的溶解和蒸馏水中溶解氧对品体 ()C、D装置都可以控制加水的速度；该反应的化学方 的氧化 程式是CaCg+2H2O一C2H2↑+Ca(OH)2。 3.【解析】解答本题的关键是弄清实验原理。侯氏制碱 (5)已知13g该气体在足量的氧气中充分燃烧生成 法的原理是CO2+NH3+H2O+NaCl-NaHCO3￥ 44g二氧化碳和9g水，根据质量守恒定律可知，该气 +NH,CL,装置A是用于制备CO2,其反应为CaCO3十 体中一定含有C,H元素。44gCO2中C元素的质量 2HC1CO2↑+H2O+CaCL2:装置B是用于制备 =44g×号=12g,9gH,0中H元素的废童=9g× NH3,其反应为CaO+NH3·H2OCa(OH)2+ NH:↑。由于NH3在水溶液中的溶解度大，通入NaCI 2 1g,12g十1g=13g,说明混合气体中没有氧元 溶液时要连接防倒吸的导管c,CO2应连接导管d;又因 制备的CO2中混有HCI气体，需先通入饱和Na HCO 素，故B、C错误：碳元素与氢元素的质量比为12：1， 溶液中除去HC1,其中导管应长进短出，因此装置的连 乙块中碳元素与氢元素的质量比为12：1，甲烷中碳 接顺序为a接f:e接d,b接c,其余几小题也就迎刃而 元素与氨元素的质量比为3：1，与乙块混合后碳元素 解。第(5)小题结合NaCl,NaHCOa、NH,CI的性质不 与氢元素的质量比不是12：1，故A正确，D错误。 同，也可得出通过加热固体大部分消失可确定所得固体 【答案】(1)长颈漏斗水槽 成分大部分是NHCI. (2)AF或AH试管口没有塞一团棉花 【答案】(1)fedc 2KMnO △K2MnO,+MnO2+02↑ ②③ (2)块状石灰石饱和NaHCO3溶液CaO+NH3· (3)E H2O-Ca(OH)2+NH3 (3)B(4)防倒吸CO2+NH3+NaCl+H2O- 可能的原因 实验步骤 实验现象 实验结论 NaHCO￥+NHCI 取少量石灰 (5)过滤取少量固体放入试管中，加热固体大部分消 水样品于洁 溶液仍 失，在试管口又有较多的固体凝结（其他合理答案也可） 石灰水失效 净的试管中。 呈无色 典题演练 滴加酚酞试液 1.【解析】铁屑过量可以还原氧化生成的Fe3+,Fe十 猜想的 2Fe3+一3Fe2+,保证Fe2+稳定、纯净地存在，减少产 结论正确 物中的Fe3+杂质。 挥发出来的 HC1气体与 或：将生成的气 或：有白 【答案】 B 体通入AgNO3 Ca(OH)2发 色沉淀 2.【解析】 氢氧化亚铁为白色絮状沉淀，不是灰绿色，故 溶液中 生成 生了反应 B错误。 【答案】B 3.【解析】A项使NaOH成本太高：B项制备MgCl2的 等其他合理答案均可。 方案不正确：C项MgO格点高，不易电解，故选D。 (4)CaC2+2H20=Ca(OH)2+C2H2 CD 【答案】D (5)A 4.【解析】CO2在水中的溶解度不大，其饱和水溶液含 第3节 重要无机物的制备 CO2少，当吸收NHg时生成的NH,HCO3少，无NaH CO3晶体析出，故A错。 要点透析 【答案】A 学以致用 5.【解析】(1)铝矾石中含有的SiO2是非金属氧化物，故 1,【解析】因为A1(OH)3不溶于过量氨水中，故发生的 A项说法错误：河沙的主要成分为SiO2,故B项正确： 反应为A1CL3+3NH3·H2OA1(OH)3￥+ 电解法炼铝，必定消耗电能，C项正确：铝矾石炼铝的过 3NH,Cl,分析四个图像可知：只有C符合。 程中涉及复分解反应、分解反应等，不涉及置换反应，故 【答案】C D项说法正确。 2.【解析】(1)热的Na2CO3溶液在工业生产中常用于清 (2)原料A溶解矿石，可利用强酸，分离出不溶物SiO2, 洗油污：(2)通过结晶、过滤等步骤分离溶液中的易溶物 步骤①为过滤操作，使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、 质时，常需要趁热过滤，防止易溶物质结晶而损耗：用蒸 漏斗等。 发结晶分离提纯物质时·不能将溶液蒸干，不然溶液中 (3)步骤②中可以加入强碱，沉淀出Fe3+,使A13+转化 的其他可溶性杂质将会带入晶体中：(3)实验冲洗涤晶 为AlO2留在溶液里，通过CO2发生反应：CO2十 167