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课时提升训练(20) 常见气体的实验室制备、净化和收集
1.(2024·浙江A9协作体联考)在实验室采用如图装置制备气体,合理的是( )
化学试剂
制备的气体
A
Ca(OH)2+NH4Cl
NH3
B
MnO2+HCl(浓)
Cl2
C
MnO2+KClO3
O2
D
NaCl+H2SO4(浓)
HCl
答案:C
2.下列实验操作合理的是( )
A.制备二氧化硫
B.检验氧气是否集满
C.乙炔除杂
D.制备氢氧化亚铁
B 解析:浓硫酸和铜在加热时反应生成二氧化硫,A错误;检验氧气是否集满,将带火星的木条放在瓶口,木条复燃说明已集满,B正确;乙炔除杂时,导管应该长进短出,且酸性高锰酸钾溶液能氧化乙炔,不符合除杂基本原理,C错误;氢氧化亚铁容易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁,则制备氢氧化亚铁时应该将装有氢氧化钠溶液的滴管伸入硫酸亚铁铵溶液底部,D错误。
3.(2024·浙江瑞安十校联盟联考)用如图所示装置进行实验,下列实验现象描述错误的是( )
答案:B
4.下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )
A.用氯化铵和氢氧化钙固体制取氨
B.用铜片和稀硝酸制NO
C.用锌粒和稀硫酸制H2
D.用H2O2溶液和二氧化锰制O2
答案:D
5.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( )
B 解析:H2S与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥,A错误;发生反应2H2O22H2O+O2↑,浓硫酸可干燥氧气,B正确;铁片和浓硝酸常温下发生钝化,故不能制取二氧化氮气体,C错误;氨气与浓硫酸反应,故不能用浓硫酸干燥氨气,D错误。
6.(2024·浙江杭州学军中学模拟)用如图所示装置进行下列实验,将分液漏斗中溶液X加入圆底烧瓶中与Y反应,对试管B中现象描述不正确的是( )
溶液X
固体Y
Z溶液
现象
A
70%硫酸
Na2SO3
氢硫酸
产生浑浊
B
浓氨水
CaO
酚酞试剂
溶液变红
C
盐酸
大理石
Na2SiO3溶液
出现白色沉淀
D
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
黄绿色气体被吸收
答案:D
7.(2024·浙江强基联盟联考)实验室利用下列装置可测量一定质量的钢材中的含碳量(部分夹持装置已略去)。下列判断正确的是( )
A.实验时,先打开K1、K2,关闭K3,从a处通入N2,目的是排出装置中的O2
B.点燃酒精灯前,需要打开K1、关闭K2,打开K3,K1起到平衡气压的作用
C.装置②中的酸性KMnO4溶液吸收SO2,装置③盛有浓硫酸,起到干燥作用
D.实验前后需称取装置④和装置⑤的质量,才能准确地测得钢材的含碳量
C 解析:样品与浓硫酸会反应生成二氧化硫、二氧化碳和水等,实验时,先打开K1、K2,关闭K3,从a处通入N2,目的是排出装置中的CO2,A错误;点燃酒精灯前,需要关闭K1、K2,打开K3,本实验中K1不起平衡气压的作用,打开K1气体会逸出,B错误;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,可以将吸收的二氧化硫转化为硫酸(盐),装置③中盛有浓硫酸,其作用是干燥二氧化碳,防止水蒸气对二氧化碳吸收产生影响,C正确;装置⑤干燥管中的碱石灰是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,故实验前后只需称取装置④的质量,就能准确地测得钢材的含碳量,D错误。
8.某实验小组的同学设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。
完成下列填空:
(1)通空气的作用有_________________________________________________________;
________________________________________________________________________。
(2)本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是________;乙处是________________________________________________________________________。
(3)实验时,先将催化剂加热至红热,在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明反应是________(填“吸”或“放”)热反应;化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)实验前,烧杯中盛有200 mL 1.000 mol/L的NaOH溶液,实验后测得烧杯中溶液的pH=13,且溶液质量比反应前增加了7.48 g,则NaOH溶液吸收的NO和NO2的物质的量之比是________(设溶液的体积不变且忽略盐类的水解)。
(5)实验时发现:如果缺少乙处的干燥管,将反应后的气体直接通入烧瓶,则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为______________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)提供氧气 促进氨的挥发
(2)碱石灰 无水氯化钙
(3)放 4NH3+5O24NO+6H2O (4)5∶13
(5)4NO+3O2+2H2O===4HNO3(或2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO)、NH3+HNO3===NH4NO3
解析:(1)氨的催化氧化需要氧气作为氧化剂,通入空气既可以提供氧气,又能促进氨挥发。
(2)甲处是干燥氨,氨不能用无水氯化钙干燥,需要用碱石灰,防止水蒸气进入玻璃管使玻璃管炸裂,乙处是干燥一氧化氮气体用无水氯化钙,后续装置会生成白烟。
(3)实验时,先将催化剂加热至红热,在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明反应是放热反应,反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(4)实验前,烧杯中盛有200 mL 1.000 mol/L的NaOH溶液,实验后测得烧杯中溶液的pH=13,氢氧根离子浓度为0.1 mol/L,且溶液质量比反应前增加了7.48 g,为一氧化氮和二氧化氮气体质量,消耗氢氧化钠物质的量为0.2 L×1 mol/L-0.1 mol/L×0.2 L=0.18 mol;设NO物质的量为x mol,NO2物质的量为y mol,得到:x+y=0.18,30x+46y=7.48,解得x=0.05,y=0.13,NO和NO2的物质的量之比为0.05∶0.13=5∶13。
(5)如果缺少乙处的干燥管,将反应后的气体直接通入烧瓶,则烧瓶中产生白烟,氨被氧化生成一氧化氮,一氧化氮和空气中的氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸,硝酸和过量的氨反应生成硝酸铵固体小颗粒,冒白烟;反应为4NO+3O2+2H2O===4HNO3(或2NO+O2===2NO2、3NO2+H2O===2HNO3+NO)、NH3+HNO3===NH4NO3。
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