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课时跟踪检测(三十七) 以气体制备为主体的实验探究
1.(2024·重庆卷)某小组用图中甲作为气体发生装置,其他装置根据需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是 ( )
A.若制取NH3,则a为浓氨水,b可为氧化钙
B.若制取Cl2,则乙可盛饱和食盐水以除去HCl
C.若制取Cl2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NH3,则丁可盛水用作尾气处理装置
解析:选D 氧化钙与水反应生成Ca(OH)2并放出大量热,促使浓氨水分解释放出NH3,A项正确;饱和食盐水可除去Cl2中混有的HCl,B项正确;Cl2的密度大于空气的密度,可用向上排空气法收集Cl2,气体从长管进、短管出,C项正确;NH3极易溶于水,用水吸收NH3时要使用防倒吸装置,D项错误。
2.下列实验方案最合理的是 ( )
解析:选B Cl2的密度比空气大,收集时应用向上排空气法,A错误;浓氨水滴入CaO中,CaO与水反应放热,NH3·H2O受热分解并挥发出NH3,可以制备NH3,B正确;NO2能与水反应,不能用排水法收集,C错误;Na2O2为粉末状固体,不能用启普发生器的简易装置制备氧气,D错误。
3.(2025·湖北武汉联考)根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置,图1中虚线框内的装置是图2),能达到相应实验目的的是 ( )
选项
a中的物质
b中的物质
实验目的、试剂和操作
实验目的
c中的物质
进气方向
A
浓氨水
碱石灰
收集NH3
饱和NH4Cl溶液
N→M
B
稀硝酸
Cu
收集NO
水
N→M
C
浓硝酸
Na2SO3
检验SO2的漂白性
品红溶液
M→N
D
浓盐酸
MnO2
检验Cl2的氧化性
Na2S溶液
M→N
解析:选B NH3能够溶于饱和NH4Cl溶液,不能用排饱和NH4Cl溶液的方法收集NH3,故A不符合题意;Cu与稀硝酸反应生成Cu(NO3)2、水和NO,NO难溶于水,可用排水法收集,故B符合题意;浓硝酸将Na2SO3氧化为Na2SO4,不会生成SO2,无法用品红溶液检验SO2的漂白性,故C不符合题意;MnO2与浓盐酸生成Cl2的反应需要加热,题给装置中缺少加热装置,无法制取Cl2,故D不符合题意。
4.NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知NaH遇水蒸气剧烈反应,某小组设计如图实验装置制备NaH。下列说法不正确的是 ( )
A.安全漏斗的作用是液封
B.装置A中的试剂是稀硝酸和粗锌
C.装置B中的试剂是浓硫酸
D.实验开始后先启动A中反应,再点燃C处酒精灯
解析:选B 加入液体后,部分液体存于漏斗上部弯管中起液封作用,避免氢气从漏斗中逸出,A正确;硝酸具有强氧化性,与Zn反应不生成氢气,B错误;B是干燥氢气的装置,B中试剂为浓硫酸,C正确;先启动A中反应,利用生成的氢气将装置中的空气排出,防止钠与氧气反应,后点燃C处酒精灯,D正确。
5.某实验小组拟利用如图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 因移开酒精灯后反应仍能进行,说明该反应是放热反应,B正确;根据化学方程式可知产物中有水蒸气,为便于干燥,可用装置Ⅱ冷凝大部分水蒸气,再用装置Ⅲ进行干燥,C正确;氮气密度与空气相差不大,不能用向下排空气法收集,D错误。
6.(2025·江苏南通一模)实验室利用下列装置进行实验,不能达到实验目的是 ( )
A.用装置甲制取Cl2
B.用装置乙除去Cl2中混有的HCl气体
C.用装置丙验证潮湿的Cl2具有漂白性
D.用装置丁吸收尾气中的Cl2
解析:选D 实验室用浓盐酸和MnO2加热制取Cl2,故A不符合题意;用装置乙饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl气体,故B不符合题意;Cl2和水反应生成的次氯酸有漂白性,用装置丙可以验证潮湿的Cl2具有漂白性,故C不符合题意;CaCl2不可以和Cl2反应,不可以处理尾气,故D符合题意。
7.用如图所示装置制备氨并验证氨的还原性,其中不能达到实验目的的是 ( )
A.用装置甲生成氨
B.用装置乙干燥氨
C.用装置丙验证氨的还原性
D.用装置丁和戊分别收集氨和氮气
解析:选D 甲中发生反应:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O可用于制备氨,A正确;NH3是碱性气体,可用碱石灰进行干燥,B正确;装置丙发生反应:3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O,可验证氨的还原性,C正确;氨气的密度比氮气小,收集时应从短管进长管出,D错误。
8.实验室用如图装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼(N2H4)的过程。下列说法正确的是 ( )
A.将装置①中浓盐酸换成稀盐酸,反应仍可进行
B.②中盛装NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2
C.③分液漏斗中盛装饱和食盐水
D.当反应结束时,④中可收集一瓶纯净的NH3
解析:选B 由题图可知,①中发生的反应为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,打开K1,Cl2能和③分液漏斗中的NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO,⑤用来制取NH3,④装置作安全瓶,能防倒吸,在③中NH3和NaClO反应生成N2H4,发生反应ClO-+2NH3N2H4+Cl-+H2O,最后关闭K1,②中盛装的NaOH溶液用于吸收多余的Cl2。装置①中浓盐酸换成稀盐酸,MnO2与稀盐酸不反应,故A错误;Cl2有毒,不能排放到环境中,则②中盛装NaOH溶液,用于吸收多余的Cl2,故B正确;③分液漏斗中应该盛装NaOH溶液,利用Cl2与NaOH溶液反应制备NaClO,故C错误;反应结束后,关闭K2,多余的NH3可收集在④中,但两导管无“短进长出”所以气体不纯,故D错误。
9.FeCl3(易升华)是常见的化学试剂,可通过下列实验制备FeCl3,下列说法错误的是 ( )
A.装置F的作用是尾气吸收,并防止空气中的水蒸气进入收集器
B.硬质玻璃管直接连接收集器的优点是不因FeCl3固体积聚而造成堵塞
C.实验室配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸,再加水稀释
D.实验开始时,应先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯
解析:选D A装置是Cl2发生装置,B为除去Cl2中HCl的除杂装置,C为干燥装置,D为Cl2与铁的反应装置,E为FeCl3的收集装置,FeCl3易水解,故F装置的作用为吸收尾气并防止空气中的水蒸气进入收集器,A正确;FeCl3蒸气遇冷变为固体,若导管较细,容易堵塞,所以硬质玻璃管直接连接收集器,B正确;FeCl3固体溶于水发生水解,配制FeCl3溶液时应先将FeCl3固体溶于少量盐酸,抑制水解,再加水稀释,C正确;实验开始时,应先点燃A处酒精灯,至装置中充满氯气后,再点燃D处酒精灯,D错误。
10.(15分)实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示:
(1)实验室可以用B或C装置制取氧气:
①如果用B装置,通常使用的试剂是 ;如果用C装置,通常使用的试剂是 。(3分)
②检查B装置气密性的操作方法是
。(2分)
(2)气体的性质是气体收集方法选择的主要依据。下列性质与收集方法无关的是 (填字母)。(2分)
a.密度 b.颜色 c.溶解性
d.热稳定性 e.与氧气反应
(3)若用A装置与D装置相连制取并收集X气体,则X可能是下列气体中的 。(1分)
a.CO2 b.H2 c.Cl2
①写出A装置中发生反应的离子方程式:
。(2分)
②D装置中烧杯中应盛放 ,目的是
。(3分)
③若要收集干燥纯净的X气体,上述装置应如何改进:
。(2分)
解析:(1)①如果用B装置,实验室制取氧气常用高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰在加热条件下分解制备氧气;如果用C装置,反应不需要加热,则可以用过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂条件下分解制备氧气。(2)收集气体方法的选择可依据气体的密度、溶解性、是否与氧气反应,如气体与氧气反应则只能用排水法收集。气体是否有颜色、气体热稳定性与收集方法无关。(3)A与D连接是利用向上排空气法收集气体;吸收装置是用液体吸收气体防止污染空气;制取CO2时不需要加热也不必处理尾气,H2不能用向上排空气法收集,且尾气处理时一般采用点燃的方法,故X可能是Cl2。②D装置中连接烧杯的目的是用来吸收尾气,防止污染空气,实验室一般用NaOH溶液吸收多余的Cl2。③生成的Cl2中含HCl气体和水蒸气,通过饱和NaCl溶液除去HCl,通过浓硫酸除去水蒸气,若要收集干燥纯净的Cl2,装置应在盛有浓硫酸的洗气瓶前加一个装有饱和NaCl溶液的洗气瓶。
答案:(1)①氯酸钾和二氧化锰(或高锰酸钾) 过氧化氢溶液和二氧化锰 ②连接一段导气管并将其插入水中,用酒精灯微热(或用手捂住)试管,如果导管口有气泡产生,松开手或停止加热,冷却后,在导管里回升一段水柱,且保持一段时间不下降,则说明B装置气密性良好
(2)bd (3)c
①MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
②NaOH溶液 吸收尾气Cl2,防止污染空气
③在盛有浓硫酸的洗气瓶前加一个装有饱和NaCl溶液的洗气瓶
11.(14分)(2024·浙江1月选考)H2S可用于合成光电材料。某兴趣小组用CaS与MgCl2反应制备液态H2S,实验装置如图,反应方程式为CaS+MgCl2+2H2OCaCl2+Mg(OH)2+H2S↑。
已知:①H2S的沸点是-61 ℃,有毒;
②装置A内产生的H2S气体中含有酸性气体杂质。
(1)仪器X的名称是 。(2分)
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→( )→( )→( )→F→G(3分)
(3)下列干燥剂,可用于装置C中的是 。(2分)
A.氢氧化钾 B.五氧化二磷
C.氯化钙 D.碱石灰
(4)装置G中汞的两个作用是:①平衡气压;
② 。(2分)
(5)下列说法正确的是 。(2分)
A.该实验操作须在通风橱中进行
B.装置D的主要作用是预冷却H2S
C.加入的MgCl2固体,可使MgCl2溶液保持饱和,有利于平稳持续产生H2S
D.该实验产生的尾气可用硝酸吸收
(6)取0.680 g H2S产品,与足量CuSO4溶液充分反应后,将生成的CuS置于已恒重、质量为31.230 g的坩埚中,煅烧生成CuO,恒重后总质量为32.814 g。产品的纯度为 。(3分)
解析:(2)气体制备时,要先除杂,再干燥,因H2S沸点很低,还需预先逐步冷却。(3)酸性气体需选用不与气体反应的酸性或中性干燥剂。(4)汞还可起到液封作用。(5)硝酸能与H2S发生氧化还原反应,产生有毒的NO、NO2,故D错误。(6)由元素守恒知,H2S的实际质量为×34=0.673 2 g,H2S产品的纯度为×100%=99%。
答案:(1)圆底烧瓶 (2)E C D (3)BC
(4)液封 (5)ABC (6)99%
学科网(北京)股份有限公司
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