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课下巩固精练卷(二十四) 常见气体的制备
一、选择题
1.(2021·全国卷乙)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
答案:C
2.(2025·陕西渭南模拟)实验室用冰水浴分别冷却CaCl2溶液、30 mL 6% H2O2以及15 mL浓氨水,搅拌下将三者混合,继续冰水浴30 min,待溶液中不再有固体析出后,经“一系列操作”得到含CaO2的固体混合物。将所得固体置于试管中加热,发生反应:2CaO22CaO+O2↑,利用下列装置可测量CaO2的产率,下列有关说法正确的是( )
A.CaO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶2
B.一系列操作中包括“蒸发结晶”
C.制备CaO2的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O
D.反应结束后,J、K两管液面的差值即为氧气的体积
解析:选C。CaO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶1,A错误;一系列操作是过滤、洗涤、干燥,不需蒸发结晶,B错误;制备CaO2的化学方程式为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O===CaO2↓+2NH4Cl+2H2O,C正确;反应结束后,上下移动量气管使J和K中液面相平再读数,反应前后量气管的读数差即为氧气的体积,D错误。
3.实验探究是化学学科核心素养之一,用下图所示装置能净化和收集气体的是( )
选项
气体(杂质)
试剂X
A
C2H4(SO2)
NaOH溶液
B
Cl2(HCl)
饱和食盐水
C
SO2(CO2)
饱和碳酸钠溶液
D
C3H8(C2H4)
酸性高锰酸钾溶液
解析:选B。乙烯中的SO2可以通过装有NaOH溶液的洗气瓶来除杂,也能用浓硫酸进行干燥,但由于乙烯的密度比空气稍小一点,故常用排水法收集而不用排空气法收集(易导致收集的乙烯不纯),A不合题意;除去Cl2中的HCl先通过装有饱和食盐水的洗气瓶,再用浓硫酸进行干燥,且Cl2密度大于空气,利用向上排空气法收集氯气,B符合题意;由于SO2和CO2均能与Na2CO3溶液反应,故不能用饱和Na2CO3溶液来除去SO2中的CO2,C不合题意;乙烯经过酸性高锰酸钾溶液后转化为CO2,引入新的杂质,故除去丙烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液,D不合题意。
4.Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是( )
A.装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸
B.C中硬质玻璃管中发生反应:3Ca+2NH3Ca3N2+3H2
C.实验过程中,先启动装置A处反应,一段时间后再点燃装置C处酒精灯
D.从产品纯度考虑,装置C、D之间应该增加E装置
解析:选D。装置E中氯化钙带有结晶水,失去吸水作用,故D错误。
5.食用小苏打主要用于食品、饮料中CO2的发生剂,其主要成分为NaHCO3,含有少量NaCl等杂质。某小组同学准确称取一定质量的样品,利用以下装置检验某批次食用小苏打的纯度。下列说法错误的是( )
A.装置的合理连接顺序为鼓空气装置→Ⅴ→Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ
B.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为2NaHCO3+H2SO4===Na2SO4+2H2O+2CO2↑
C.装置Ⅳ的作用是除去CO2中混有的水蒸气,减小实验误差
D.若缺少装置Ⅲ,则会使NaHCO3质量分数的测定结果偏低
解析:选D。A.实验前需要除去鼓入空气中的CO2,排尽装置中的CO2,稀硫酸和小苏打反应生成CO2,利用浓硫酸干燥CO2,Ⅱ中碱石灰吸收反应生成的CO2,Ⅲ中碱石灰防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅱ,所以按照气流从左到右的方向,装置的合理连接顺序为:鼓空气装置→Ⅴ→Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ,A正确;D.若缺少装置Ⅲ,外界空气中的水蒸气和CO2被装置Ⅱ的碱石灰吸收,Ⅱ的碱石灰增重偏大,导致NaHCO3质量分数的测定结果偏高,D错误。
6.氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种重要的化工原料,极易水解,受热易分解。实验室利用2NH3(g)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(s) ΔH<0制备氨基甲酸铵的装置如图所示(夹持装置略)。
下列说法错误的是( )
A.装置A中的盐酸可以用稀硫酸代替
B.装置连接顺序是a→e→d→c→b→f
C.为加快反应速率,装置D应置于热水浴中
D.若去掉装置B,还可能生成NH4HCO3或(NH4)2CO3
解析:选A。装置A是为了生成二氧化碳,C装置是为了除去A装置产生的HCl,B装置是为了除去H2O,D装置中二氧化碳和氨气反应得到氨基甲酸铵。制取二氧化碳时不能用稀硫酸,因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,包裹在碳酸钙的表面,阻止反应的进行,A项错误。
7.实验室使用下列装置制取、除杂、检验并收集少量乙烯,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制取乙烯
B.用装置乙除去乙烯中的SO2气体
C.用装置丙检验乙烯
D.用装置丁收集乙烯
答案:A
8.如下是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持装置已略)。下列说法错误的是( )
A.装置A烧瓶内的试剂可以是MnO2
B.装置B具有除杂和贮存气体的作用
C.实验结束后,振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色
D.利用该装置能证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱
解析:选A。根据题图可知,装置A没有加热装置,故烧瓶内的试剂可以为KMnO4,而不能用MnO2,A错误;制备的氯气中含有少量氯化氢气体,可用饱和食盐水除去,根据题图可知,装置B具有除杂和贮存气体的作用,B正确;根据萃取原理可知,苯的密度比水的小,故振荡D会观察到液体分层且上层呈紫红色,C正确;根据装置C、D中的颜色变化可知,装置A制备的氯气与装置C中的溴化钠反应生成溴单质,当装置C中溶液出现橙黄色后立刻打开活塞,将生成的液溴滴入装置D中,可生成碘单质,证明氯、溴、碘的非金属性依次减弱,D正确。
二、非选择题
9.二硫化硒(SeS2)可用于治疗花斑癣。SeS2是橙黄色至橙红色粉末,在水或有机溶剂中几乎不溶。可用H2S与H2SeO3反应来制备SeS2,其实验装置如图所示。回答下列问题:
已知:①3SeS2+16HNO3+H2O===3H2SeO3+6H2SO4+16NO↑
②SeO+4I-+6H+===Se+2I2+3H2O
(1)仪器M的名称为____________。
(2)试剂Y可为____________(任填一种)。
(3)按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为c →______________(填仪器接口的小写字母)。
(4)装置D的作用是________________________________________________________________________;
装置C中反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)二硫化硒中元素的鉴定:①取产品少许,向其中加硝酸溶液10 mL、水5 mL与尿素5 g,加热至沸腾,放冷,再加碘化钾试液2 mL,即显淡黄色至橙色,放置后颜色迅速变深。②取鉴定①中的显色溶液,静置,10 min后,过滤,向滤液中加氯化钡试液10 mL,即生成白色沉淀,可得鉴定结果。白色沉淀是__________,步骤①的目的是________________________________________________________________________。
解析:制备SeS2时,可用H2S与H2SeO3发生反应。装置A用于除去H2S中的酸性气体,装置B用于制取H2S,装置C是将H2S与H2SeO3反应制取SeS2,装置D用于除去H2S气体,防止污染环境,所以A、B、C、D装置的连接顺序为B→A→C→D。
(2)由分析可知,装置B用于制取H2S气体,试剂Y为酸性强于H2S的酸,则可为稀硫酸(或稀盐酸、醋酸等)。
(5)二硫化硒中含有S和Se两种元素,实验①先用硝酸将SeS2氧化,发生反应3SeS2+16HNO3+H2O===3H2SeO3+6H2SO4+16NO↑,再加碘化钾将H2SeO3还原,发生反应SeO+4I-+6H+===Se+2I2+3H2O,由溶液的颜色变化确定含有Se元素;实验②取鉴定①中的显色溶液,静置、过滤后,向滤液中加氯化钡试液,利用H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4,确定S元素的存在,所以白色沉淀是BaSO4;步骤①的目的是:检验硒元素,将硫元素转化为硫酸根离子。
答案:(1)恒压滴液漏斗 (2)稀硫酸(或稀盐酸、醋酸等)
(3)a→b→d→e→f
(4)吸收尾气H2S 2H2S+H2SeO3===SeS2↓+3H2O
(5)BaSO4 检验硒元素,将硫元素转化为硫酸根离子
10.(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+2H2O===CaCl2+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。
请回答:
(1)仪器X的名称是________。
(2)完善虚框内的装置排序:A→B→______→______→______→F→G。
(3)下列干燥剂,可用于装置C中的是________(填字母)。
A.氢氧化钾 B.五氧化二磷
C.氯化钙 D.碱石灰
(4)装置G中汞的作用是:①平衡气压;②________________________________________________________________________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
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________。
解析:(2)由已知②知,产生的气体首先要用NaHS溶液除去酸性气体杂质,然后进行干燥,由于气体传热速度较慢,需要先预冷却,且玻璃棉可有效减缓气体流动,增强冷却效果,故装置顺序为A→B→E→C→D→F→G。(3)H2S为酸性气体,不可以选用碱性干燥剂,故B、C项正确。(4)该实验目的是制得液态H2S,G导管中汞可以阻止空气中水蒸气等进入体系,因为如果水蒸气进入,遇冷(-80 ℃)极易结冰,极易堵住导管,故汞的第二个作用是液封。(5)H2S有毒,故该实验操作须在通风橱中进行,A项正确;由上述分析知,装置D的主要作
用是预冷却H2S,B项正确;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,C项正确;H2S与硝酸反应产生的氮氧化物会污染空气,D项错误。(6)分析可知,氧化铜的质量为32.814 g-31.230 g=1.584 g,则氧化铜的物质的量为0.019 8 mol,由铜原子、硫原子守恒可知,理论上应生成 mol=0.02 mol氧化铜,故产品的纯度为×100%=99%。
答案:(1)圆底烧瓶 (2)E C D (3)BC (4)液封 (5)ABC (6)99%
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