1.3 化学中常用的实验方法 第1课时（同步讲义） 化学沪科版2020必修第一册

第一章 化学研究的天地 1.3 化学中常用的实验方法 第1课时 物质的制备 教学目标 1. 掌握实验基础知识和基本技能，理解新情境下的实验流程，掌握实验室制备常见物质（如氯气）的原理、装置及收集方法，培养观察和实验能力； 2. 分析、归纳提炼综合实验题的解题模型，通过交流研讨和活动探究提高分析、解决问题能力； 3. 在化学实验中解决实际问题的能力，发展核心素养，培养探索精神和科学态度，提升对化学反应价值的认识。 重点和难点 重点：1.建立解题模型 2.实验室制取氯气的方法，探究物质制备的一般思路的形成。 难点：1.实验装置的连接设计和实验原理的分析（需理解新情境下的实验流程和考点的方法）。 2.探究物质制备的一般思路的形成，对实验操作的理解和掌握、对实验现象的观察和分析。 ◆知识点一 物质制备的流程和原则 1．实验安全 （1）实验前：做好预习和准备，熟悉实验 ，掌握 、 安全使用要领，理解实验原理，熟悉实验步骤和操作要求。 （2）实验中： 操作和取用药品、仔细观察和记录 、同组分工协作、沉着冷静处理突发状况、树立环保意识，减少实验排出的 、 和 对环境的影响等。 （3）实验后：收拾干净 和 ，保持实验室整洁卫生。正确处理实验用剩的试剂以防污染等。 2．一般流程目标产品 分析 选择 确定 设计 控制 分离 合适原料 反应原理 反应路径 反应条件 提纯产品 3.制备的原则 制备物质时一般遵循的原则有：原料易得，原理绿色，条件温和，装置简单，分离方便等。 易错提醒 1． 制备物质时要注意安全使用化学品。 2． 绿色化学就是利用化学原理和技术手段，减少或消除在生产过程和使用过程中涉及的有害化学物质，从源头减少或消除有害物质。 即学即练 1．制备物质时一般遵循的原则不包括 A．原料易得 B．原理简单 C．条件温和 D．分离方便 2．做“钠在空气中燃烧”实验不需要标记的图标是 A． B． C． D． 3．关于实验方法的归纳错误的是 A．玻璃容器都可用作反应容器 B．制取气体时，应先检查装置的气密性 C．取用固体药品，一般用药匙，有些块状的药品可用镊子夹取 D．点燃可燃性气体前必须检验气体纯度 ◆知识点二 实验室制取氯气 1.试剂选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有 性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如 )和具有 性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。 2.反应原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 3.实验装置：实验室制取氯气是采用 制气体的装置，主要有气体的 装置、 装置、 装置、 装置和 装置 4.发生装置： ①类型： 。 ②实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、 、 、导气管、洗气瓶、集气瓶 5.净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。 ①杂质成分：用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的 和 。 ②除杂顺序：先除 ，再除 。 ③除杂试剂：用 除去Cl2中少量的HCl气体：常用 ，也可用干燥的 ，除去Cl2中少量的水蒸气。如图： 6.收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的 和 。因为氯气能溶于水，密度比空气 ，所以收集氯气时，不能用 ，应该用 法，也可用排 法收集Cl2。 7.尾气处理装置：氯气 毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或 中进行，通常在收集装置的后面连接盛有 溶液的吸收装置。应注意： ①导气管要伸入液面以下； ②氢氧化钠溶液的作用： 。 8.验满方法： ①观察法：氯气是 色气体。 ②将湿润的 试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变 ，则证明已集满 ③将湿润的 色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先 后 的变化，则证明已集满 易错提醒 1.必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液。 2.浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 mol。 即学即练 4．实验室利用如图所示装置制备氯气，图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 5．利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是 A．制备 B．除杂 C．收集 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 6．能利用图实验装置完成的实验是 A．制取Cl2 B．制取O2 C．制取HCl D．制取NH3 ◆知识点三 常见气体的制备 1. 常见气体的制备： 中学化学中需要掌握的主要有O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、NH3、CH4、C2H4、C2H2 等12种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。 2.制备气体的发生装置 通常根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置，实验室制备气体的装置一般有如下几种（见下图）。 固体反应物加热制备气体 液体反应物不加热制备气体 液体反应物加热制备气体 B C 3.气体的收集方法 根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。 （1）排水集气法 适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电解质，抑制与水反应。如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的Cl2。（装置见图a） （2）向上排空气集气法 适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。（装置见图b） （3）向下排空气集气法 适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。（装置见图c） 易错提醒 1.根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置。 2.根据气体的密度、溶解性、稳定性选择收集装置。 即学即练 7．下列有关实验室制取和收集氧气、二氧化碳和氢气的说法，正确的是 A．用装置①④制取和收集氧气，相关反应的化学方程式为 B．用装置②制取二氧化碳，不仅可随时添加酸液，还可控制反应的速率 C．用装置③制取二氧化碳，若多孔隔板改成隔离铜网，同样可以制取 D．如用装置⑤收集氢气，则气体应从a端通入 8．下列实验操作规范的是 A．除去CO2中的HCl B．过滤 C．收集CO2 D．溶液滴加 A．A B．B C．C D．D 9．可用如图所示装置来收集的气体是 A． B． C． D． 一、实验室制取氯气 1.实验室制取氯气的注意事项 （1）反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 （2）加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。 （3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 （4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 实践应用 1．下列关于实验室制备的描述均正确的是 A．制 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的 2．用下图装置制取纯净的氯气，有关说法正确的是 A．①中盛放浓硫酸 B．②的作用是除去气体 C．③收集气体，应选择装置a D．④中盛放NaOH溶液 3．实验室制取并探究其氧化性，下列实验装置和操作能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去中混有的HCl C．用装置丙验证的氧化性 D．用装置丁吸收尾气中的 2、 常见气体的制备 固体反应物加热制备气体 液体反应物不加热制备气体 液体反应物加热制备气体 B C 1.常见气体制备原理以及装置选择 如下表所示。 气体 反应原理 发生 装置 收集 装置 注意事项 O2 KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑ A a或b 共同点： （1）气密性的检查 （2）试管口稍向下倾斜 （3）若用排水法，做完实验先撤导气管，后撤酒精灯 不同点： （1）制取甲烷中的醋酸钠不能有水 （2）收集氨气仪器要干燥 CH4 无水CH3COONa和碱石灰共热： CH3COONa + NaOH CH4↑+ Na2CO3 A a或c NH3 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2 A c H2 较活泼金属与稀强酸（如H2SO4、HCl但不能用HNO3或浓H2SO4）的置换反应： Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ C a或c （1）用长颈漏斗时要液封 （2）制SO2（Na2SO3粉末）、NO2（剧烈放热多）、C2H2（，剧烈放热，CaC2遇H2O粉化）不能用启普发生器 （3）制CO2不用H2SO4（因CaSO4微溶） （4）制H2S不能用硝酸或浓H2SO4（防氧化） CO2 CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O C b SO2 无水Na2SO3粉末与中等浓度的H2SO4反应 Na2SO3 + H2SO4→ Na2SO4+ H2O + SO2↑ B b NO2 Cu和浓HNO3 Cu+4HNO3(浓) →Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O B b C2H2 电石与水进行反应 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+ C2H2↑ B a Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2+ 2H2O KMnO4+16HCl(浓) →2MnCl2+ 5Cl2↑+2H2O+2KCl 2NaCl+MnO2+2H2SO4Na2SO4 + MnSO4 + Cl2↑+2 H2O E或D a或b （1）排水法完毕应先撤导管后撤酒精灯 （2）反应物都是液体要加碎瓷片防暴沸 （3）制乙烯要控制温度在170℃，注意水银球的位置 （4）收集Cl2可用排饱和食盐水法 HCl 食盐与浓H2SO4（不挥发性酸与挥发性酸的盐）进行复分解反应 NaCl + H2SO4（浓） Na2SO4 + 2HCl↑ E或D b NO 3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O E a C2H4 CH3CH2OH C2H4↑+ H2O F a 2.气体的净化和干燥 气体的净化、干燥装置一般常用的有双通加热管、干燥管、U形管和洗气瓶几种，如图。 （1）洗气瓶［如图（c）］中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有： ① 强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等酸性气体。 ② 饱和的酸式盐溶液：可将杂质气体吸收转化，如：NaHCO3饱和溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体；饱和NaHSO3溶液能除去O2中混有的HCl、SO3等气体；饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。 ③ 浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥强还原性气体，如H2S、HBr、HI等。 ④ 酸性KMnO4溶液 利用它的强氧化性，可以除去还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。 （2）干燥管、U形管一般装入固体干燥剂。常见的固体干燥剂有： ① 酸性干燥剂：用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶SiO2·nH2O、浓H2SO4等。 ② 碱性干燥剂：用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰等。 ③ 中性干燥剂 既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2（但CaCl2不能干燥NH3，因易形成CaCl2 ·8NH3。 （3）双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：Cu和混合气体中的O2反应而将除去O2。 另外，还常用固体无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在。用Na2O2固体也可将CO2、H2O(g) 转化为O2。 3.尾气的处理装置 具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置如图1所示。 一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b为溶解度不是很大的尾气处理装置，c、d为溶解度大且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如CO，应于末端燃烧除去，如e。此外还可以用塑料袋盛装尾气。 实践应用 4．下图装置及试剂均正确且能达到相应实验目的的是 A．用装置①制备 B．用装置②验证质量守恒定律 C．用装置③制取 D．用装置④制备并收集纯净的 5．关于下列实验的描述正确的是 甲 乙 丙 丁 A．实验室可利用甲装置制取少量氯气 B．实验室可利用乙装置处理氯气 C．利用丙装置可探究苏打和小苏打的稳定性相对强弱 D．丁装置可用于收集CO2和Cl2，不能用于收集H2 6．通过反应制取氮化镓（）。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙干燥氨气 C．用装置丙制备氮化镓 D．用装置丁处理尾气并收集氢气 考点一 化学实验安全 【例1】工业上“液溴”的贮存容器上应贴的安全标识是 A B C D 腐蚀品 易燃物 剧毒品 爆炸品 A．A B．B C．C D．D 解题要点 1. 爆炸物 易燃类的物质 氧化性物质 加压 气体 毒性 物质 警告 腐蚀类 物质 健康 危害 环境 危害 2.制备物质时一般要求是：原料易得，原理绿色，条件温和，装置简单，分离方便等。 【变式1-1】．以下不属于氯气安全使用标识的是 A． B． C． D． 【变式1-2】已知HCl气体极易溶于水，下列装置不适用于吸收多余HCl气体的是 A． B． C． D． 考点二 常见的气体制备、净化、收集装置 【例2】下列装置能用于实验室制备HCl气体的是 ① ② ③ ④ A．①②③④ B．②③ C．①②③ D．①③④ 解题要点 1．常见的制气装置 固—固加热型 固—液加热型 液—液加热型 固—液常温型 2．常见的气体净化装置 液体除杂试剂 固体除杂试剂 常温时 加热条件下 洗气瓶 干燥管 U型管 硬质玻璃管 【变式2-1】下列实验所用装置合理的是 A．制取氨气 B．吸收多余氯化氢气体 C．收集NO D．收集 A．A B．B C．C D．D 【变式2-2】在实验室可按如图示的装置干燥和收集气体R，多余的气体用水进行吸收，则R是 A．Cl2 B．H2 C．CO2 D．NH3 考点三 实验室制取氯气 【例3】某小组同学设计实验探究影响与浓盐酸反应制备的因素。下列装置应用于实验室制氯气并检验氯气的性质，能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙收集氯气 D．用装置丁吸收剩余的氯气 解题要点 1．反应原理：浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。 我们课本上使用的是：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 2．制备氯气的优化装置及作用如图： 【变式3-1】实验室制取Cl2时，下列装置均能达到实验目的的是 A．制备Cl2 B．净化Cl2 C．收集Cl2 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【变式3-2】某化学兴趣小组利用如图所示装置及药品制取并收集干燥、纯净的Cl2，其中能达到实验目的的是 A．尾气处理 B．Cl2的制备 C． Cl2的干燥 D．除去Cl2中混有的HCl A．A B．B C．C D．D 基础达标 1．在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中，不会出现的实验安全图标是 A． B． C． D． 2．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2.若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的Cl2，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是 A．①和②处 B．②处 C．②和③处 D．②③④处 3．下列除杂质的方法错误的是 A．Cl2气体中混有少量HCl：通入饱和NaCl溶液洗气 B．NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3：通入足量CO2 C．CO2气体中混有少量HCl：用饱和NaHCO3溶液洗气 D．Fe中混有少量Cu：加足量FeCl3溶液后过滤 4．氯气中含有少量的氯化氢杂质，除去杂质的方法是将气体通过 A．浓硫酸 B．饱和碳酸氢钠溶液 C．饱和氯化钠溶液 D．饱和石灰水 5．运输下列物质的容器，应贴如图标识的是 A．汽油 B．浓硫酸 C．氯化镁 D．氢氧化钠 6．规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列实验操作正确的是       A B C D A．取用稀盐酸 B．读取液体体积 C．气体的验满 D．处理废弃药品 7．下列与实验有关的图标对应不正确的是 A．护目镜 B．排风 C．热烫 D．洗手 A．A B．B C．C D．D 8．下列不属于液化天然气(主要成分为甲烷)安全使用标识的是 A． B． C． D． 9．化学实验时需注意保护环境，下列污染气体能用如图处理的是 A．NH3 B．HCl C．SO2 D．NO2 10．一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱泄漏，车厢里充满了汽油的气味，这时应该采取的应急措施是 A．洒水降温溶解汽油蒸气 B．开灯查找漏油部位 C．让车内的人集中到车厢后部 D．打开所有车窗，严禁一切烟火，疏散乘客 11．下列实验不能达到实验目的的是 A．图1所示装置可用于制备CO2并能实现气体的“即开即停” B．图2所示装置关闭活塞K，从a处加水可检验装置气密性 C．用图3所示装置收集CO2气体 D．用图4所示装置将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到胆矾晶体 12．实验室用下图所示a或b装置(部分装置省略)进行下列实验，不合理的是 选项 装置 实验 A a 氯化铵和氢氧化钙固体共热制备氨气 B a 铜丝插入硫粉熔化后产生的硫蒸气中 C b 氯酸钾熔化后继续加热产生氧气 D b 浓氨水受热产生氨气 A．A B．B C．C D．D 13．某同学利用氧化制备，已知锰酸钾()在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性碱弱时易发生反应：。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去中的HCl C．用装置丙使转化成 D．用装置丁分离出溶液中的 14．以下各种尾气吸收装置，适合于吸收极易溶于水气体，而且能防止倒吸的是 A． B． C． D． 15．制备氯气的方法很多，如实验室用如下装置加热制取并收集纯净、干燥的氯气。 (1)图中盛放浓盐酸的装置名称为 。 (2)装置B的作用是 。 (3)①装置C中液体可以是 (选填编号，同下)； ②装置E中液体可以是 。 A．浓硫酸    B．碱石灰    C．无水氯化钙    D．NaOH溶液    E．澄清石灰水 综合应用 1．实验室常用以下反应制取气体，其中与实验室制氯气装置相同的是 A． B． C． D． 2．下列实验能达到目的的是 A．干燥Cl2 B．吸收Cl2 C．除去Cl2中的HCl D．吸收HCl 3．如图是气体制取装置，下列选项中能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是 A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．锌粒和稀硫酸制取氢气 C．用二氧化锰与双氧水制取氧气 D．用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气 4．实验室利用下图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述正确的是 A．本实验操作顺序：添加药品→检验装置气密性→加热 B．装置Ⅱ、Ⅲ分别盛装饱和食盐水、浓硫酸，二者位置不可交换 C．若MnO2足量，则反应结束后装置Ⅰ圆底烧瓶中的溶液中离子浓度关系为： D．装置Ⅴ中的NaOH溶液可以替换为蒸馏水 5．实验室制取的实验原理及装置均正确的是             A．制取 B．除去的HCl C．干燥 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 6．下列装置或操作能达到实验目的的是 A．实验室制氧气 B．收集二氧化碳 C．检查装置气密性 D．分离酒精和水 7．下图是气体制取装置(包括气体发生、收集和尾气吸收)，可用该装置制取的气体是 A．铁粉和稀硫酸制氢气 B．二氧化锰和浓盐酸共热制氯气 C．大理石与盐酸反应制二氧化碳气体 D．二氧化锰和双氧水制氧气 8．图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是 A．瓶内装满水，气体从b端通入，收集N2 B．瓶内装有澄清石灰水，从a端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳 C．瓶内装有浓硫酸，从a端通入，吸收二氧化碳中混有的水蒸气 D．在a端接量筒，瓶内装满水，测量氯化氢气体的体积 拓展培优 9．以下各种尾气吸收装置中，不适合于吸收气体，且不能防止倒吸的是 A． B． C． D． 10．实验室中可利用KMnO4与浓盐酸制取Cl2，下列制取、提纯、收集Cl2及尾气处理的装置，对此分析评价错误的是 A．装置甲不能制取Cl2，因没有加热装置 B．装置乙可用来洗气，因为Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度小 C．装置丙不能用于收集Cl2，因进气方向不对 D．装置丁吸收尾气中Cl2，可能发生倒吸 11．气体的制备是实验化学中的基本技能。下列气体的制备与收集装置的连接正确的是 A．制备收集：连接a→d→e→g B．制备收集：连接b→c→g C．制备收集：连接a→f→c→e→d D．制备收集：连接b→c→e→d 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学研究的天地 1.3 化学中常用的实验方法 第1课时 物质的制备 教学目标 1. 掌握实验基础知识和基本技能，理解新情境下的实验流程，掌握实验室制备常见物质（如氯气）的原理、装置及收集方法，培养观察和实验能力； 2. 分析、归纳提炼综合实验题的解题模型，通过交流研讨和活动探究提高分析、解决问题能力； 3. 在化学实验中解决实际问题的能力，发展核心素养，培养探索精神和科学态度，提升对化学反应价值的认识。 重点和难点 重点：1.建立解题模型 2.实验室制取氯气的方法，探究物质制备的一般思路的形成。 难点：1.实验装置的连接设计和实验原理的分析（需理解新情境下的实验流程和考点的方法）。 2.探究物质制备的一般思路的形成，对实验操作的理解和掌握、对实验现象的观察和分析。 ◆知识点一 物质制备的流程和原则 1．实验安全 （1）实验前：做好预习和准备，熟悉实验药品，掌握仪器、药品安全使用要领，理解实验原理，熟悉实验步骤和操作要求。 （2）实验中：规范操作和取用药品、仔细观察和记录实验现象、同组分工协作、沉着冷静处理突发状况、树立环保意识，减少实验排出的废气、废液和固体废物对环境的影响等。 （3）实验后：收拾干净药品和仪器，保持实验室整洁卫生。正确处理实验用剩的试剂以防污染等。 2．一般流程目标产品 分析 选择 确定 设计 控制 分离 合适原料 反应原理 反应路径 反应条件 提纯产品 3.制备的原则 制备物质时一般遵循的原则有：原料易得，原理绿色，条件温和，装置简单，分离方便等。 易错提醒 1． 制备物质时要注意安全使用化学品。 2． 绿色化学就是利用化学原理和技术手段，减少或消除在生产过程和使用过程中涉及的有害化学物质，从源头减少或消除有害物质。 即学即练 1．制备物质时一般遵循的原则不包括 A．原料易得 B．原理简单 C．条件温和 D．分离方便 【答案】B 【详解】制备物质时一般遵循的原则有：原料易得，原理正确，原理绿色，条件温和，步骤简单，分离方便，污染少等原则，故选B。 2．做“钠在空气中燃烧”实验不需要标记的图标是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．该图标表示当心触电 ，“钠在空气中燃烧” 实验主要涉及钠与空气的反应，操作过程中不涉及用电相关操作，不会有触电风险，不需要标记此图标，A正确； B．热烫图标，此实验产生高温，提醒警示注意安全，需要标记此图标，B错误； C．该图标表示洗手，实验后手上可能沾有钠或其化合物，为防止残留物质对手造成伤害，需要及时洗手，需要标记此图标，C错误； D．该图标表示戴防护眼镜，钠在空气中燃烧时会发出强光，且反应过程中可能有飞溅物等，为保护眼睛，需要佩戴防护眼镜，需要标记此图标，D错误； 故选A。 3．关于实验方法的归纳错误的是 A．玻璃容器都可用作反应容器 B．制取气体时，应先检查装置的气密性 C．取用固体药品，一般用药匙，有些块状的药品可用镊子夹取 D．点燃可燃性气体前必须检验气体纯度 【答案】A 【详解】A．不是所有的玻璃容器都可用作反应容器，说法错误，如量筒不能作反应容器，故A错误； B．制取气体时，应先检查装置的气密性，防止容器的气密性不好引起漏气，说法正确，故B正确； C．取用固体药品，一般用药匙或纸槽，有些块状药品可用镊子夹取，说法正确，故C正确； D．点燃可燃性气体前必须检验气体纯度，防止气体爆炸引起安全事故，说法正确，故D正确； 答案选A。 ◆知识点二 实验室制取氯气 1.试剂选择：选取试剂的主要依据是制取气体的性质。氯气具有强氧化性，常用氧化其Cl－的方法来制取，因此要选用含有Cl－的物质(如盐酸)和具有强氧化性的物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)来制取。 2.反应原理：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 3.实验装置：实验室制取氯气是采用固体和液体混合加热制气体的装置，主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置 4.发生装置： ①类型：固体＋液体气体。 ②实验仪器：铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶 5.净化装置：气体净化装置的设计必须同时考虑主要成分和杂质成分的性质，以便选择适当的装置除去杂质。 ①杂质成分：用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时，Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。 ②除杂顺序：先除HCl气体，再除水蒸气。 ③除杂试剂：用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体：常用浓H2SO4，也可用干燥的CaCl2，除去Cl2中少量的水蒸气。如图： 6.收集装置：选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水，密度比空气大，所以收集氯气时，不能用排水法，应该用向上排空气法，也可用排饱和食盐水法收集Cl2。 7.尾气处理装置：氯气有毒，实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行，通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。应注意： ①导气管要伸入液面以下； ②氢氧化钠溶液的作用：吸收过量的氯气，防止污染环境。 8.验满方法： ①观察法：氯气是黄绿色气体。 ②将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即变蓝，则证明已集满 ③将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口，观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化，则证明已集满 易错提醒 1.必须用浓盐酸，MnO2与稀盐酸不反应，且随着反应的进行，盐酸浓度变小，无论MnO2是否足量，盐酸均不能完全反应，反应后的溶液为盐酸和MnCl2的混合液。 2.浓盐酸中，部分Cl－的化合价升高，4 mol HCl参加反应，被氧化的Cl－为2 mol。 即学即练 4．实验室利用如图所示装置制备氯气，图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置，其中错误的是 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 【答案】C 【详解】①中浓盐酸与二氧化锰共热反应制备氯气，①正确； ②中氯气能与氢氧化钠溶液反应，则不能用盛有饱和氢氧化钠溶液的装置②除去氯气中的氯化氢，②错误； ③用盛有浓硫酸的装置干燥氯气时，气体应从长管进、短管出进行洗气，③错误； ④中澄清石灰水的浓度低、吸收尾气的效果不好，应选NaOH溶液进行尾气处理，④错误； 综上，②③④错误，故选C。 5．利用下列装置制备干燥、纯净的氯气。下列装置不能达到实验目的的是 A．制备 B．除杂 C．收集 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气，能达到实验目的，A正确； B．饱和食盐水的目的是除去氯化氢气体，浓硫酸的目的是除去水，应该先除杂后干燥，不能达到实验目的，B错误； C．氯气的密度比空气大，采用向上排空气法，可以达到实验目的，C正确； D．用氢氧化钠溶液吸收氯气防止污染，可以达到实验目的，D正确； 故选B。 6．能利用图实验装置完成的实验是 A．制取Cl2 B．制取O2 C．制取HCl D．制取NH3 【答案】B 【详解】A．实验室一般利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气，图中缺少加热装置，且氯气一般不用排水法收集，A不符合题意； B．氧气不溶于水，利用双氧水和二氧化锰反应制取氧气可利用该装置完成，B符合题意； C．实验室制取HCl一般用浓硫酸和NaCl共热，图中缺少加热装置，且HCl极易溶于水，不能用排水法收集，C不符合题意； D．可以用浓氨水和生石灰混合反应制备氨气，但氨气极易溶于水，不能用排水法收集，D不符合题意； 综上所述答案为B。 ◆知识点三 常见气体的制备 1. 常见气体的制备： 中学化学中需要掌握的主要有O2、H2、CO2、Cl2、HCl、SO2、NO、NO2、NH3、CH4、C2H4、C2H2 等12种气体的实验室制法。其中包括药品选择、反应原理、仪器装置、操作要点、净化干燥、收集、检验、尾气处理等一系列的基本知识和基本操作技能。 2.制备气体的发生装置 通常根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置，实验室制备气体的装置一般有如下几种（见下图）。 固体反应物加热制备气体 液体反应物不加热制备气体 液体反应物加热制备气体 B C 3.气体的收集方法 根据气体的密度、溶解性、稳定性可将气体的收集方法分为三种。 （1）排水集气法 适用于不溶于水或微溶于水且不与水发生反应的气体。优点是收集的气体纯度高，易判断是否收集满。若有些气体虽在水中有一定的溶解性或与水微弱反应，也可通过往水中加入电解质，抑制与水反应。如用排饱和食盐水的方法可收集浓度较高的Cl2。（装置见图a） （2）向上排空气集气法 适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气大的气体。（装置见图b） （3）向下排空气集气法 适用于收集不跟空气发生反应且密度比空气小的气体。（装置见图c） 易错提醒 1.根据反应物的状态和反应条件的不同选择发生装置。 2.根据气体的密度、溶解性、稳定性选择收集装置。 即学即练 7．下列有关实验室制取和收集氧气、二氧化碳和氢气的说法，正确的是 A．用装置①④制取和收集氧气，相关反应的化学方程式为 B．用装置②制取二氧化碳，不仅可随时添加酸液，还可控制反应的速率 C．用装置③制取二氧化碳，若多孔隔板改成隔离铜网，同样可以制取 D．如用装置⑤收集氢气，则气体应从a端通入 【答案】C 【详解】A．用装置①④制取和收集氧气时，是加热高锰酸钾制取氧气，不是用过氧化氢制取氧气，故A错误； B．用装置②制取二氧化碳，可随时添加酸液，但不能控制反应的速率，故B错误； C．用装置③制取二氧化碳，若多孔隔板改成隔离铜网，Cu不和盐酸反应，同样可以制取，故C正确； D．如用装置⑤收集氢气，氢气密度比空气小，则气体应从b端通入，故D错误； 故选C。 8．下列实验操作规范的是 A．除去CO2中的HCl B．过滤 C．收集CO2 D．溶液滴加 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．碳酸钠和二氧化碳、氯化氢均会反应，故不能达到实验目的，A错误； B．过滤液体时，要注意“一贴、二低、三靠”的原则，漏斗下端没有靠紧烧杯，B错误； C．二氧化碳的密度比空气的大，能溶于水，应选用向上排空气法收集，C正确； D．使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，D错误； 故选C。 9．可用如图所示装置来收集的气体是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图可知，该装置不能用于收集能与碱石灰反应的二氧化碳和氯气，不能用于收集密度大于空气的氧气，只能用于收集不与碱石灰反应，且密度小于空气的氢气，故选A。 一、实验室制取氯气 1.实验室制取氯气的注意事项 （1）反应物的选择：必须用浓盐酸，稀盐酸与MnO2不反应，且随着反应的进行，浓盐酸变为稀盐酸时，反应停止，故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。 （2）加热温度：不宜过高，以减少HCl挥发。 （3）实验结束后，先使反应停止并排出残留的Cl2后，再拆卸装置，避免污染空气。 （4）尾气吸收时，用NaOH溶液吸收Cl2，不能用澄清石灰水吸收，因为澄清石灰水中含Ca(OH)2的量少，吸收不完全。 实践应用 1．下列关于实验室制备的描述均正确的是 A．制 B．除去中的HCl C．收集 D．吸收尾气中的 【答案】C 【详解】A．实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制氯气，A错误； B．除去氯气中混有的HCl气体，应将混合气体通入饱和NaCl溶液洗气，若将其通入饱和碳酸钠溶液，可能产生新杂质CO2，达不到除杂目的，B错误； C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，收集气体注意长进短出，C正确； D．用水吸收尾气中的Cl2效果不好，可用氢氧化钠溶液吸收，且应防倒吸，D错误； 故选C。 2．用下图装置制取纯净的氯气，有关说法正确的是 A．①中盛放浓硫酸 B．②的作用是除去气体 C．③收集气体，应选择装置a D．④中盛放NaOH溶液 【答案】D 【分析】固体和浓盐酸在加热条件下生成氯气，生成的氯气中混有和水，可用饱和食盐水除去气体中混有的杂质，然后用浓硫酸干燥除去水，最后用氢氧化钠溶液吸收尾气，防止污染。 【详解】A．根据分析可知①中盛放的是饱和食盐水，故A错误； B．根据分析可知②的作用是除去氯气中的水，故B错误； C．由于氯气的密度比空气密度大，所以在收集氯气时应采用向上排空集气法，导管长进短出，所以③收集气体，应选择装置b，故C错误； D．④中盛放NaOH溶液吸收尾气，防止污染，故D正确； 故选D。 3．实验室制取并探究其氧化性，下列实验装置和操作能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去中混有的HCl C．用装置丙验证的氧化性 D．用装置丁吸收尾气中的 【答案】C 【分析】由题干实验装置图可知，装置甲为制备Cl2的发生装置，装置乙为除去Cl2中的HCl，装置丙为检验Cl2的生成和验证氯气的氧化性，装置丁为吸收Cl2，进行尾气处理，但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液； 【详解】A．装置甲制取，反应为二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水：，装置中缺少加热装置，A错误； B．由分析可知，能用装置乙除去Cl2中混有的HCl，但是反应生成二氧化碳引入新的杂质气体，应使用饱和氯化钠溶液，B错误； C．由分析可知，能用装置丙验证Cl2的氧化性，反应原理为：2KI+Cl2=2KCl+I2，可观察到溶液变为蓝色，C正确； D．装置丁为吸收Cl2，进行尾气处理，但试剂应该换为溶解度更大的NaOH溶液，D错误； 故选C。 2、 常见气体的制备 固体反应物加热制备气体 液体反应物不加热制备气体 液体反应物加热制备气体 B C 1.常见气体制备原理以及装置选择 如下表所示。 气体 反应原理 发生 装置 收集 装置 注意事项 O2 KMnO4 K2MnO4+MnO2+ O2↑ 2KClO32KCl+3O2↑ A a或b 共同点： （1）气密性的检查 （2）试管口稍向下倾斜 （3）若用排水法，做完实验先撤导气管，后撤酒精灯 不同点： （1）制取甲烷中的醋酸钠不能有水 （2）收集氨气仪器要干燥 CH4 无水CH3COONa和碱石灰共热： CH3COONa + NaOH CH4↑+ Na2CO3 A a或c NH3 2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+2H2O+CaCl2 A c H2 较活泼金属与稀强酸（如H2SO4、HCl但不能用HNO3或浓H2SO4）的置换反应： Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ C a或c （1）用长颈漏斗时要液封 （2）制SO2（Na2SO3粉末）、NO2（剧烈放热多）、C2H2（，剧烈放热，CaC2遇H2O粉化）不能用启普发生器 （3）制CO2不用H2SO4（因CaSO4微溶） （4）制H2S不能用硝酸或浓H2SO4（防氧化） CO2 CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2↑+H2O C b SO2 无水Na2SO3粉末与中等浓度的H2SO4反应 Na2SO3 + H2SO4→ Na2SO4+ H2O + SO2↑ B b NO2 Cu和浓HNO3 Cu+4HNO3(浓) →Cu(NO3)2+2NO2↑+H2O B b C2H2 电石与水进行反应 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+ C2H2↑ B a Cl2 MnO2+4HCl(浓) MnCl2+ Cl2+ 2H2O KMnO4+16HCl(浓) →2MnCl2+ 5Cl2↑+2H2O+2KCl 2NaCl+MnO2+2H2SO4Na2SO4 + MnSO4 + Cl2↑+2 H2O E或D a或b （1）排水法完毕应先撤导管后撤酒精灯 （2）反应物都是液体要加碎瓷片防暴沸 （3）制乙烯要控制温度在170℃，注意水银球的位置 （4）收集Cl2可用排饱和食盐水法 HCl 食盐与浓H2SO4（不挥发性酸与挥发性酸的盐）进行复分解反应 NaCl + H2SO4（浓） Na2SO4 + 2HCl↑ E或D b NO 3Cu+8HNO3(稀)→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O E a C2H4 CH3CH2OH C2H4↑+ H2O F a 2.气体的净化和干燥 气体的净化、干燥装置一般常用的有双通加热管、干燥管、U形管和洗气瓶几种，如图。 （1）洗气瓶［如图（c）］中一般装入液体除杂试剂。除杂试剂应通过化学反应将杂质吸收或将杂质气体转化为所制取的气体。常见除杂试剂有： ① 强碱溶液：如NaOH溶液可吸收CO2、SO2、H2S、Cl2、NO2等酸性气体_______________________________________。 ② 饱和的酸式盐溶液：可将杂质气体吸收转化，如：NaHCO3饱和溶液能除去CO2中混有的HCl、SO2等强酸性气体；饱和NaHSO3溶液能除去O2中混有的HCl、SO3等气体；饱和NaHS溶液能除去H2S中混有的HCl气体。 ③ 浓H2SO4：利用它的吸水性，可除去H2、SO2、HCl、CO、NO2、CH4___________________________等气体中混有的水蒸气。但由于浓H2SO4有强氧化性，不能用来干燥强还原性气体，如H2S、HBr、HI等。 ④ 酸性KMnO4溶液 利用它的强氧化性，可以除去还原性的气体，如除去混在CO2气体中的SO2、H2S等。 （2）干燥管、U形管一般装入固体干燥剂。常见的固体干燥剂有： ① 酸性干燥剂：用来干燥酸性气体。如P2O5、硅胶SiO2·nH2O、浓H2SO4等。 ② 碱性干燥剂：用来干燥碱性气体。如CaO、碱石灰等。 ③ 中性干燥剂 既能干燥碱性气体又能干燥酸性气体。如CaCl2（但CaCl2不能干燥NH3，因易形成CaCl2 ·8NH3。 （3）双通加热管一般装入固体除杂剂，除杂试剂和混合气体中的某一组分反应。例如：Cu和混合气体中的O2反应而将除去O2。 另外，还常用固体无水CuSO4装入干燥管中，通过颜色变化检验水蒸气的存在。用Na2O2固体也可将CO2、H2O(g) 转化为O2。 3.尾气的处理装置 具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置如图1所示。 一般常用吸收液吸收这些有害气体，a、b为溶解度不是很大的尾气处理装置，c、d为溶解度大且吸收速率很快的尾气处理装置，难以吸收的尾气如CO，应于末端燃烧除去，如e。此外还可以用塑料袋盛装尾气。 实践应用 4．下图装置及试剂均正确且能达到相应实验目的的是 A．用装置①制备 B．用装置②验证质量守恒定律 C．用装置③制取 D．用装置④制备并收集纯净的 【答案】B 【详解】A．加热固体，试管口应该向下倾斜，A错误； B．磷和氧气反应生成五氧化二磷，且反应在密闭装置中进行，能验证质量守恒定律，B正确； C．稀硫酸和碳酸钙生成微溶的硫酸钙，附着在碳酸钙表面，阻碍了反应的进行，应该使用稀盐酸，C错误； D．实验生成的氢气中混有挥发的氯化氢气体，且氢气不能用向上排空气法收集，D错误； 故选B。 5．关于下列实验的描述正确的是 甲 乙 丙 丁 A．实验室可利用甲装置制取少量氯气 B．实验室可利用乙装置处理氯气 C．利用丙装置可探究苏打和小苏打的稳定性相对强弱 D．丁装置可用于收集CO2和Cl2，不能用于收集H2 【答案】B 【详解】A．二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气，缺少加热装置，A错误；    B．氯气有毒，可以被氢氧化钠溶液吸收，防止污染，B正确； C．碳酸氢钠不稳定受热分解，碳酸钠受热不分解，应该将碳酸氢钠放在小试管中、碳酸钠放在大试管中进行实验，比较两者的热稳定性，C错误； D．氢气密度小于空气，图示装置收集氢气，可以短进长出，D错误； 故选B。 6．通过反应制取氮化镓（）。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制备氨气 B．用装置乙干燥氨气 C．用装置丙制备氮化镓 D．用装置丁处理尾气并收集氢气 【答案】D 【详解】A．氯化铵和氢氧化钙加热生成氯化钙、水和氨气，为固体加热反应，采用固固加热型装置，A能达到实验目的； B．碱石灰不能与氨气发生反应，能用来干燥氨气，B能达到实验目的； C．通过反应制取氮化镓（），为加热反应，C能达到实验目的；    D．氢气密度小于空气，装置中氢气应该短进长出，D不能达到实验目的； 故选D。 考点一 化学实验安全 【例1】工业上“液溴”的贮存容器上应贴的安全标识是 A B C D 腐蚀品 易燃物 剧毒品 爆炸品 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】液溴为剧毒品，会严重灼伤皮肤和眼睛，故应贴的安全标识C。 解题要点 1. 爆炸物 易燃类的物质 氧化性物质 加压 气体 毒性 物质 警告 腐蚀类 物质 健康 危害 环境 危害 2.制备物质时一般要求是：原料易得，原理绿色，条件温和，装置简单，分离方便等。 【变式1-1】．以下不属于氯气安全使用标识的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】 A．Cl2是有毒气体，可以使用毒性物质标识，A不符合题意； B．Cl2具有强氧化性，可以使用氧化性物质标识，B不符合题意； C．Cl2是有毒气体，会导致水污染、大气污染，因此可以使用危险品标识，C不符合题意； D．Cl2不具有可燃性，因此不能使用易燃物质标识，D符合题意； 故合理选项是D。 【变式1-2】已知HCl气体极易溶于水，下列装置不适用于吸收多余HCl气体的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．吸收装置中的导管下连漏斗，漏斗的边缘紧靠液面，氯化氢急剧溶解，漏斗能容纳较大量的水，可防止倒吸，适用于吸收多余HCl气体，故A不符合； B．吸收装置中的导气管插入到液面，易吸收易溶性气体，但安全瓶能容纳较大量的水，能防止倒吸，适用于吸收多余HCl气体，故B不符合； C．吸收装置中的导管伸入到液体中，氯化氢急剧溶解，会引起倒吸，故不适合吸收多余的氯化氢气体，故C符合； D．水的密度比四氯化碳小且水和四氯化碳不互溶，所以水浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氯化氢反应、也不溶解氯化氢，氯化氢从四氯化碳逸出后被水吸收，可防止倒吸，适用于吸收多余HCl气体，故D不符合； 故选C。 考点二 常见的气体制备、净化、收集装置 【例2】下列装置能用于实验室制备HCl气体的是 ① ② ③ ④ A．①②③④ B．②③ C．①②③ D．①③④ 【答案】C 【详解】①浓硫酸和氯化钠在加热条件下反应可制备氯化氢，利用浓硫酸的难挥发性，故符合题意； ②浓硫酸溶于水放热，促进盐酸的挥发，可制备氯化氢，故符合题意； ③因盐酸易挥发，加热浓盐酸，可生成氯化氢，故符合题意； ④因氯化钙溶于水，且氯化钙和稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙，又HCl极易溶于水，所以不能用启普发生器制备，故不符合题意； 答案选C。 解题要点 1．常见的制气装置 固—固加热型 固—液加热型 液—液加热型 固—液常温型 2．常见的气体净化装置 液体除杂试剂 固体除杂试剂 常温时 加热条件下 洗气瓶 干燥管 U型管 硬质玻璃管 【变式2-1】下列实验所用装置合理的是 A．制取氨气 B．吸收多余氯化氢气体 C．收集NO D．收集 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．实验室用氯化铵固体和氢氧化钙固体共热反应制备氨气，收集氨气时为防止氨气相对分子质量小，向空气中扩散，在向下排空气法收集氨气的试管口放一团棉花，A正确； B．将极易溶于水的氯化氢气体直接通入水中，会因为气体的物质的量减小导致气体压强减小，会产生倒吸，B错误； C．一氧化氮易与氧气反应生成二氧化氮，不能用排空气法收集一氧化氮气体，C错误； D．二氧化硫易溶于水，不能用排水法收集二氧化硫气体，D错误； 故选A； 【变式2-2】在实验室可按如图示的装置干燥和收集气体R，多余的气体用水进行吸收，则R是 A．Cl2 B．H2 C．CO2 D．NH3 【答案】D 【分析】由装置图可知，气体R可用固体干燥剂干燥；依据集气瓶中导管“短进长出”可知，气体R的密度比空气小、可用向下排空气法收集；依据烧杯中倒扣漏斗可知气体R能与水反应或该气体在水中的溶解度大。 【详解】A．氯气密度比空气大，故A项错误； B．氢气密度比空气小，难溶于水，故B项错误； C．二氧化碳的密度比空气大，且能与水反应，故C项错误； D．氨气可用碱石灰干燥，密度比空气小、可用向下排空气法收集，且氨气极易溶于水，故D项正确； 故本题选D。 考点三 实验室制取氯气 【例3】某小组同学设计实验探究影响与浓盐酸反应制备的因素。下列装置应用于实验室制氯气并检验氯气的性质，能达到实验目的的是 A．用装置甲制取氯气 B．用装置乙除去氯气中的少量氯化氢 C．用装置丙收集氯气 D．用装置丁吸收剩余的氯气 【答案】C 【详解】A．与浓盐酸反应制备需要加热，A错误； B．除去氯气中的少量氯化氢，用饱和氯化钠溶液洗气，应长管通入气体，短管导出气体，B错误； C．氯气的密度比空气大，采用向上排空气法收集，C正确； D．吸收剩余的氯气应用氢氧化钠溶液，D错误； 故选C。 解题要点 1．反应原理：浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。 我们课本上使用的是：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O 2．制备氯气的优化装置及作用如图： 【变式3-1】实验室制取Cl2时，下列装置均能达到实验目的的是 A．制备Cl2 B．净化Cl2 C．收集Cl2 D．尾气处理 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．浓盐酸与二氧化锰常温下不反应，缺少加热，不能制备氯气，故A错误； B．应先通过饱和食盐水除去HCl，后通入浓硫酸干燥氯气，通入碳酸氢钠溶液中不能净化氯气，故B错误； C．氯气的密度比空气密度大，且收集气体不能密封，气体过多时易使仪器炸裂，故C错误； D．氯气有毒，可与NaOH溶液反应，图中装置可吸收尾气，故D正确； 答案选D。 【变式3-2】某化学兴趣小组利用如图所示装置及药品制取并收集干燥、纯净的Cl2，其中能达到实验目的的是 A．尾气处理 B．Cl2的制备 C． Cl2的干燥 D．除去Cl2中混有的HCl A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A． 氯气与能与NaOH反应：，可用NaOH溶液吸收多余的氯气，A项符合； B．浓盐酸与二氧化锰反应需要加热，缺少酒精灯，不能制备氯气， B项不符合； C． 用浓硫酸干燥Cl2时，应长进短出，C项不符合； D． 食盐水可抑制氯气的溶解，饱和食盐水能除去Cl2中混有的HCl，饱和碳酸钠会与氯水反应释放出二氧化碳，饱和碳酸钠不能除去Cl2中混有的HCl， D项不符合； 答案选A 基础达标 1．在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中，不会出现的实验安全图标是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．进行化学实验需要佩戴护目镜，以保护眼睛，会出现该图标，A不符合题意； B．在氯气的制备以及探究氯气性质的实验中，不会用到锋利的物品，不会出现该图标，B符合题意； C．氯气有毒，实验过程中应开启排风扇或排风管道，会出现该图标，C不符合题意； D．实验结束后，离开实验室前需清洗双手，会出现该图标，D不符合题意； 故选B。 2．已知KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2.若用如图所示的实验装置来制备纯净、干燥的Cl2，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单元装置，其中有错误的是 A．①和②处 B．②处 C．②和③处 D．②③④处 【答案】D 【详解】①中KMnO4与浓盐酸在常温下反应生成Cl2；②中的NaOH溶液与Cl2反应，Cl2被吸收，不能进入后续装置和金属反应，错误；③中的内部左边的导气管过短，右边的导气管过长，这样Cl2不能通过该瓶，错误；④中试管中只有进气管没有出气管，Cl2不能进入试管，且缺少加热装置酒精灯，错误。 故选D。 3．下列除杂质的方法错误的是 A．Cl2气体中混有少量HCl：通入饱和NaCl溶液洗气 B．NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3：通入足量CO2 C．CO2气体中混有少量HCl：用饱和NaHCO3溶液洗气 D．Fe中混有少量Cu：加足量FeCl3溶液后过滤 【答案】D 【详解】A．氯化氢极易溶于水，而氯气在饱和氯化钠中溶解度很小，故通入饱和NaCl溶液洗气能除去Cl2气体中混有少量HCl，A正确； B．二氧化碳和碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠，B正确； C．HCl与饱和NaHCO3溶液反应生成二氧化碳，CO2难溶于饱和NaHCO3溶液，能除去CO2气体中混有少量HCl，C正确； D．氯化铁和铁、铜均会反应，不能用氯化铁除去Fe中混有少量Cu，D错误； 故选D。 4．氯气中含有少量的氯化氢杂质，除去杂质的方法是将气体通过 A．浓硫酸 B．饱和碳酸氢钠溶液 C．饱和氯化钠溶液 D．饱和石灰水 【答案】C 【详解】A．浓硫酸具有吸水性，但不能吸收HCl，无法除去杂质，故A错误； B．氯化氢与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体，混入杂质气体，故B错误； C．HCl极易溶于水，食盐水可抑制氯气的溶解，则饱和食盐水可除杂，故C正确； D．氯气、HCl均与饱和石灰水反应，不能除杂，故D错误； 故选：C。 5．运输下列物质的容器，应贴如图标识的是 A．汽油 B．浓硫酸 C．氯化镁 D．氢氧化钠 【答案】A 【详解】A．汽油是易燃液体，A符合题意； B．浓硫酸腐蚀性试剂，B不符合题意； C．氯化镁不为液体，且不易燃，C不符合题意； D．氢氧化钠是腐蚀性试剂，D不符合题意； 故选A。 6．规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列实验操作正确的是       A B C D A．取用稀盐酸 B．读取液体体积 C．气体的验满 D．处理废弃药品 【答案】B 【详解】A．取用稀盐酸时，胶头滴管不能倒置，A错误； B．读取液体体积时平视刻度线，且溶液的凹液面与刻度线相切并读数，B正确； C．气体的验满应将燃着的小木条伸至集气瓶口处，而不能伸入集气瓶内，C错误； D．废弃药品不能直接倒入水池，否则污染水体，应倒入废液缸并作专门处理，D错误； 故选B。 7．下列与实验有关的图标对应不正确的是 A．护目镜 B．排风 C．热烫 D．洗手 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】 A．为护目镜图标，提醒要进行眼部防护，A正确； B．贴在有风扇的地方提示此处有排风，B正确； C．像燃烧的火焰，表示明火，以提醒注意，C错误； D．贴在水池旁边，意为该水池可供洗手，D正确； 故选C。 8．下列不属于液化天然气(主要成分为甲烷)安全使用标识的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．液化天然气(主要成分为甲烷)为易燃液体，安全使用标识为易燃类物质，A不符合题意； B．液化天然气(主要成分为甲烷)无毒，安全使用标识为毒性物质，B符合题意； C．液化天然气(主要成分为甲烷)易燃，安全使用标识为严禁烟火，C不符合题意； D．液化天然气(主要成分为甲烷)为压缩气体，安全使用标识为加压气体，D不符合题意； 故选B。 9．化学实验时需注意保护环境，下列污染气体能用如图处理的是 A．NH3 B．HCl C．SO2 D．NO2 【答案】A 【详解】A．NH3可与硫酸反应，与CCl4不反应，也不溶于CCl4，则可以用该装置可吸收NH3，其中CCl4层可防倒吸，故A正确； B．HCl与硫酸、CCl4不反应，也不能溶解，则不能被该装置吸收，故B错误； C．SO2与硫酸、CCl4不反应，也不能溶解，则不能被该装置吸收，故C错误； D．NO2与硫酸、CCl4不反应，也不能溶解，则不能被该装置吸收，故D错误； 故选A。 10．一辆客车夜晚行驶在公路上，发现油箱泄漏，车厢里充满了汽油的气味，这时应该采取的应急措施是 A．洒水降温溶解汽油蒸气 B．开灯查找漏油部位 C．让车内的人集中到车厢后部 D．打开所有车窗，严禁一切烟火，疏散乘客 【答案】D 【详解】A．汽油不溶于水，A错误； B．开灯容易引起明火而发生爆炸，B错误； C．为防患于未然，在汽油还没有燃烧时要紧急疏散，C错误； D．汽油易燃易爆，因此打开车窗，严禁烟火，疏散乘客离开车厢是正确的，D正确； 答案选D。 11．下列实验不能达到实验目的的是 A．图1所示装置可用于制备CO2并能实现气体的“即开即停” B．图2所示装置关闭活塞K，从a处加水可检验装置气密性 C．用图3所示装置收集CO2气体 D．用图4所示装置将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，得到胆矾晶体 【答案】A 【详解】A．碳酸钠易溶于水，图1所示装置不能用于制备CO2并能实现气体的“即开即停”，故选A； B．图2所示装置关闭活塞K，从a处加水，若左右两侧出现液面差并长时间保持不变，说明装置气密性良好，故不选B； C．二氧化碳密度比空气大，用向上排空气法收集二氧化碳，用图3所示装置收集CO2气体，故不选C； D．硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得到胆矾晶体，用图4所示装置制备胆矾晶体，故不选D； 选A。 12．实验室用下图所示a或b装置(部分装置省略)进行下列实验，不合理的是 选项 装置 实验 A a 氯化铵和氢氧化钙固体共热制备氨气 B a 铜丝插入硫粉熔化后产生的硫蒸气中 C b 氯酸钾熔化后继续加热产生氧气 D b 浓氨水受热产生氨气 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．实验室利用氯化铵和氢氧化钙共热可制备氨气，上述装置a符合发生装置的要求，A不符合题意； B．灼热的铜丝插入硫蒸气中燃烧，不能利用a装置，否则硫蒸气会溢出，且有爆炸危险，B符合题意； C．氯酸钾熔化后继续加热分解产生氧气，可利用装置b，C不符合题意； D．浓氨水受热产生氨气，可利用装置b操作，D不符合题意； 故选B。 13．某同学利用氧化制备，已知锰酸钾()在浓的强碱溶液中可稳定存在，碱性碱弱时易发生反应：。下列装置不能达到实验目的的是 A．用装置甲制取 B．用装置乙除去中的HCl C．用装置丙使转化成 D．用装置丁分离出溶液中的 【答案】B 【详解】A．浓盐酸与漂白粉反应可生成氯气，可选图中固液反应装置制备，A正确； B．HCl和Cl2均与氢氧化钠溶液反应，应选饱和食盐水洗气，B错误； C．Cl2氧化K2MnO4可生成KMnO4，可选装置丙使K2MnO4转化成KMnO4，C正确； D．二氧化锰不溶于水，可选图中过滤装置分离，D正确； 故选：B。 14．以下各种尾气吸收装置，适合于吸收极易溶于水气体，而且能防止倒吸的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．气体能被吸收，但会产生倒吸，故A错误； B．气体能被吸收，但会产生倒吸，故B错误； C．气体能被充分吸收，但会产生倒吸，应将漏斗与液面刚好接触即可，故C错误； D．倒置的球形干燥管插入溶液中，气体能被充分吸收，而且球形管有缓冲作用防倒吸，故D正确； 故选D。 15．制备氯气的方法很多，如实验室用如下装置加热制取并收集纯净、干燥的氯气。 (1)图中盛放浓盐酸的装置名称为 。 (2)装置B的作用是 。 (3)①装置C中液体可以是 (选填编号，同下)； ②装置E中液体可以是 。 A．浓硫酸    B．碱石灰    C．无水氯化钙    D．NaOH溶液    E．澄清石灰水 【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2)除去Cl2中的HCl (3) A D 【分析】装置A中产生Cl2， B中盛放饱和食盐水，用于除去Cl2中的HCl，C中盛放浓硫酸，用于除去Cl2中的水蒸气，D中用向上排空气法收集氯气，由于Cl2有毒，E装置用来吸收尾气，可使用NaOH等强碱，离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 【详解】（1）图中盛放浓盐酸的装置名称为恒压滴液漏斗。 （2）HCl气体极易溶于水、Cl2难溶于饱和食盐水，装置B的作用是除去Cl2中的HCl。 （3）①浓硫酸是液体干燥剂、不吸收氯气，装置C中液体可以是浓硫酸，故选A。 ②浓硫酸不吸收氯气，碱石灰和无水氯化钙是固体，澄清石灰水中氢氧根浓度太小，难以充分吸收多余氯气，则装置E中液体可以是NaOH溶液，故选D。 综合应用 1．实验室常用以下反应制取气体，其中与实验室制氯气装置相同的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】实验室利用浓盐酸和MnO2共热制取Cl2,方程式为 ，所用发生装置为固液加热装置，据此分析解题。 【详解】A．高锰酸钾分解制O2是固体加热制取气体装置，装置不同，A错误； B．锌和稀硫酸制取H2是固液不加热制取气体装置，装置不同，B错误； C．Na2SO3(s)和H2SO4(80%aq)制取SO2(g)是固液不加热制取气体装置，装置不同，C错误； D．NaCl(s)和H2SO4(浓)制取HCl(g)是固液加热装置，装置相同，D正确； 答案选D。 2．下列实验能达到目的的是 A．干燥Cl2 B．吸收Cl2 C．除去Cl2中的HCl D．吸收HCl 【答案】B 【详解】A．浓硫酸具有吸水性，可干燥Cl2，但是需要长管进短管出，A不能达到实验目的； B．氯气和氢氧化钠溶液反应且球形干燥管需防倒吸，B可以达到实验目的； C．用饱和食盐水除去Cl2中的HCl，C不能达到实验目的； D．氯化氢极易溶于水，尾气吸收防止倒吸，长导管口应伸入到四氯化碳层，D不能达到实验目的； 答案为B。 3．如图是气体制取装置，下列选项中能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是 A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．锌粒和稀硫酸制取氢气 C．用二氧化锰与双氧水制取氧气 D．用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气 【答案】B 【详解】A．硫酸钙微溶，不能用硫酸和大理石制取二氧化碳，故A错误； B．锌粒和稀硫酸反应能置换出氢气，且锌粒为固体颗粒，可以做到“随开随用、随关随停”，故B正确； C．二氧化锰是固体粉末，在多孔塑料板上会漏到溶液中，不能做到固液分离，故C错误； D．二氧化锰是固体粉末，在多孔塑料板上会漏到溶液中，不能做到固液分离，且该反应需要加热，故D错误； 故选B。 4．实验室利用下图所示的装置制备干燥、纯净的氯气。下列有关叙述正确的是 A．本实验操作顺序：添加药品→检验装置气密性→加热 B．装置Ⅱ、Ⅲ分别盛装饱和食盐水、浓硫酸，二者位置不可交换 C．若MnO2足量，则反应结束后装置Ⅰ圆底烧瓶中的溶液中离子浓度关系为： D．装置Ⅴ中的NaOH溶液可以替换为蒸馏水 【答案】B 【分析】二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯气、氯化锰、水；本实验操作顺序为：检验装置气密性→在圆底烧瓶中添加固体药品二氧化锰→通过分液漏斗添加液体药品浓盐酸→加热制取氯气，通过饱和食盐水除去氯化氢、通过浓硫酸干燥，净化干燥后收集，且注意尾气处理； 【详解】A．由分析可知，本实验操作顺序：检验装置气密性→添加药品→加热，A错误； B．装置Ⅱ、Ⅲ中的试剂依次为饱和NaCl溶液、浓硫酸，以除去氯气中的氯化氢气体和干燥氯气，调换后使得氯气不再干燥，B正确； C．随着反应进行，盐酸浓度减小，反应不再进行，故溶液中除了氯化锰还有不反应的盐酸，，C错误； D．装置Ⅴ中多余的氯气与氢氧化钠溶液反应被吸收，水吸收尾气不完全，D错误； 故选B。 5．实验室制取的实验原理及装置均正确的是             A．制取 B．除去的HCl C．干燥 D．吸收尾气中的 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，故A错误； B．除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，导管应该长进短出，故B错误； C．与碱石灰会反应，不能用碱石灰干燥，应用浓硫酸干燥，C错误； D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，故D正确； 答案选D。 6．下列装置或操作能达到实验目的的是 A．实验室制氧气 B．收集二氧化碳 C．检查装置气密性 D．分离酒精和水 【答案】C 【详解】A．集气瓶口不应塞橡胶塞，氧气密度大于空气，不能用向下排气法收集，A不能达实验目的； B．CO2密度大于空气，应用向上排气法收集，即应长进短出，B不能达实验目的； C．关闭止水夹，向长颈漏斗中加水，一段时间后产生液面差，则气密性良好，C能达实验目的； D．酒精与水互溶，不能分液，D不能达实验目的； 故答案为C。 7．下图是气体制取装置(包括气体发生、收集和尾气吸收)，可用该装置制取的气体是 A．铁粉和稀硫酸制氢气 B．二氧化锰和浓盐酸共热制氯气 C．大理石与盐酸反应制二氧化碳气体 D．二氧化锰和双氧水制氧气 【答案】B 【详解】A．铁粉和稀硫酸反应不需要加热，且氢气密度小于空气，故收集时应短进长出，故A不符合题意； B．二氧化锰和浓盐酸共热制取Cl2为固体和液体加热制取气体的装置，氯气密度大于空气，用向上排空气法收集氯气，导管长进短出，最后氯气有毒，用氢氧化钠溶液进行尾气吸收，故B符合题意； C．大理石和盐酸反应制备二氧化碳不需要加热，故C不符合题意； D．双氧水在二氧化锰作催化剂时分解成氧气和水，反应不需要加热，氧气不需要吸收，故D不符合题意； 故选B。 8．图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，不能完成的实验是 A．瓶内装满水，气体从b端通入，收集N2 B．瓶内装有澄清石灰水，从a端通入，检验氧气中是否混有二氧化碳 C．瓶内装有浓硫酸，从a端通入，吸收二氧化碳中混有的水蒸气 D．在a端接量筒，瓶内装满水，测量氯化氢气体的体积 【答案】D 【详解】A．气体从b端通入，水从a排出，这是排水法收集气体，可以收集氮气，A正确； B．瓶内装有澄清石灰水，气体通过时若澄清石灰水变浑浊则含有二氧化碳，B正确； C．浓硫酸可以吸收水蒸气，故a进b出可以吸收二氧化碳中的水蒸气，C正确； D．氯化氢气体极易溶于水，不能使用盛水的量气装置测定其体积，D错误； 答案选D。 拓展培优 9．以下各种尾气吸收装置中，不适合于吸收气体，且不能防止倒吸的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．球形干燥管插入溶液中，气体能被充分吸收，且球形干燥管有缓冲作用而防止倒吸，A不符合题意； B．导气管插入溶液中，两个玻璃球有缓冲作用，气体能充分被吸收且防止倒吸，B不符合题意； C．气体能充分被吸收，但能产生倒吸，C符合题意； D．水的密度比四氯化碳小且水和四氯化碳不互溶，所以水浮在四氯化碳的上面，四氯化碳不能和氯化氢反应，也不溶解氯化氢，该装置既能够吸收易溶性气体，又能够防止倒吸，D不符合题意； 故选C。 10．实验室中可利用KMnO4与浓盐酸制取Cl2，下列制取、提纯、收集Cl2及尾气处理的装置，对此分析评价错误的是 A．装置甲不能制取Cl2，因没有加热装置 B．装置乙可用来洗气，因为Cl2在饱和NaCl溶液中溶解度小 C．装置丙不能用于收集Cl2，因进气方向不对 D．装置丁吸收尾气中Cl2，可能发生倒吸 【答案】A 【详解】A．KMnO4与盐酸反应制备Cl2不需要加热，2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O，可以用甲装置制取Cl2，故A项错误； B．食盐水可抑制氯气的溶解，而HCl极易溶于水，故饱和NaCl溶液可以除去Cl2中的HCl，故B项正确； C．排饱和NaCl溶液收集Cl2时，需短进长出，即从a口进b口出，装置中进气方向不对，故C项正确； D．该实验的尾气为Cl2，可以用NaOH吸收，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，没有连接球形管，容易发生倒吸，故D项正确； 故选A。 11．气体的制备是实验化学中的基本技能。下列气体的制备与收集装置的连接正确的是 A．制备收集：连接a→d→e→g B．制备收集：连接b→c→g C．制备收集：连接a→f→c→e→d D．制备收集：连接b→c→e→d 【答案】C 【详解】A．实验室制备NH3，可用浓氨水和CaO固体反应，NH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑，浓氨水易挥发，CaO固体与水反应放出大量的热，导致温度升高，使得氨气在水中的溶解度进一步减少，以气体的形式逸出，制得氨气，不需要额外解热，可选择b装置，制得的氨气中含有水蒸气，可用碱石灰干燥，选择d装置，氨气密度比空气小，需用向下排空气法收集，所以需短管进，长管出，可选择e装置，但由于NH3极易溶于水，因此处理NH3需要防倒吸，综合可知，连接b→d→e可制备收集氨气，故A错误； B．实验室制备SO2，利用亚硫酸钠固体和70%浓硫酸反应，方程式为：Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O，反应无需加热，选择b装置，SO2和水反应生成亚硫酸，所以SO2不能用排水法收集，所以g装置不合适，故B错误； C．实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气，所以应该用a装置制备氯气；浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有氯化氢，HCl极易溶于水，NaCl溶液抑制氯气溶解，所以可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl；HCl是酸性气体，应该用酸性干燥剂干燥，所以可以用浓硫酸干燥；HCl密度大于空气，应该用向上排空气法收集，用碱性物质处理尾气，所以连接顺序是a→f→c→e→d，故C正确； D．实验室制备H2S，利用硫化亚铁（FeS）固体和稀盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢，其化学方程式为FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑，制取H2S的反应物为固体和液体反应不需要加热，可选择b装置，但硫化氢具有还原性，浓硫酸具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，H2S+H2SO4(浓)=SO2+S↓+2H2O，所以c装置不合适，故D错误； 故选C。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$