内容正文:
第3周·周末作业 常见气体的制备及性质探究
一、选择题
1.(2025·上海静安区期中)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
2.根据实验目的设计如下装置的连接中,正确的是 ( )
A.制备收集HCl:连接a→c→g
B.制备收集NO:连接b→c→e→d
C.制备收集NH3:连接b→d→e→c
D.制备收集Cl2:连接a→f→c→e→d
3.(2025·浙江宁波期末)可用下图所示装置制取(必要时可加热)、净化、收集的气体是 ( )
A.氯化铵与氢氧化钙固体反应制氨气
B.铜与稀硝酸反应制一氧化氮
C.碳酸钠和稀硫酸反应制二氧化碳
D.金属锌与稀硫酸反应制氢气
4.(2025·山东泰安期中)某小组用下图中甲作为气体发生装置,其他装置根据实验需求选用(加热及夹持装置略)。下列说法错误的是 ( )
A.若制取NH3,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杂质
C.若制取SO2,则丙可作气体收集装置
D.若制取NO2,则丁可盛水用作尾气处理装置
5.(2025·重庆巫溪阶段练习)用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略) ( )
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓盐酸
浓硝酸
双氧水
浓氨水
Y中试剂
MnO2
Cu
MnO2
CaO
气体
Cl2
NO2
O2
NH3
6.常温下,选择下列试剂和干燥剂能制取对应的纯净干燥的气体的是 ( )
选项
试剂
干燥剂
气体
A
生石灰和浓氨水
碱石灰
NH3
B
稀盐酸和软锰矿
浓硫酸
Cl2
C
稀硫酸和大理石
氢氧化钠
CO2
D
浓硝酸和Na2SO3溶液
五氧化二磷
SO2
7.(2025·安徽滁州期中)由SO2和O2制备SO3(熔点16.8 ℃,沸点44.8 ℃)的模拟装置如下图所示(加热和夹持装置省略):
下列说法错误的是 ( )
A.装置①中的试剂为浓硫酸,作干燥剂
B.装置③反应管中的铂石棉用作反应的催化剂
C.实验室可用铜与浓硫酸在加热条件下制取SO2
D.从装置⑤逸出的气体有SO2和O2
二、非选择题
8.(12分)(2025·甘肃金昌期中)在如图所示的物质转化关系中,A是常见的气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E的相对分子质量比D大17,G是一种紫红色金属单质(反应条件和部分反应中生成物未列出)。
请回答下列问题:
(1)实验室常用图1所示装置制取并收集气体A。
①实验室制取A反应的化学方程式 。
②图1中方框内收集A的装置可选用图2中的 (填字母)。
③尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是 。
(2)反应①的化学方程式为 。
(3)反应②的离子方程式为 。
(4)D+FE的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)碱石灰用于干燥NH3,某同学思考是否可用无水氯化钙代替碱石灰,并设计如图所示装置(仪器固定装置省略未画)进行验证,实验步骤为:①用烧瓶收集满干燥的氨气,立即塞紧如图所示的橡胶塞。
②正立烧瓶,使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部,摇动,可以观察到的现象是 ,由此,该同学得出结论:不能用无水氯化钙代替碱石灰。
9.(12分)(2025·湖南永州阶段练习)下图为实验室制取氨气、二氧化硫及有关性质实验的组合装置。
(1)如果A、E是气体制取装置,则按照题目要求,A中制取气体的化学反应方程式为 。
(2)B仪器为 ,在此实验中B应加入 (写名称)。D的作用是干燥气体,D中盛的是 (写名称)。
(3)A、E中产生的气体都是有污染性的,吸收E尾气的离子方程式为 。
(4)生石灰与水反应生成Ca(OH)2并放出热量。实验室利用此原理,往生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气。用此方法制取氨气应选用的气体发生装置是 (填“a”“b”或“c”)。
(5)该小组又设计如图所示的实验装置(固定装置略),进行SO2性质的研究:
①当通入SO2时,A中紫色石蕊溶液变红,用化学方程式解释其原因是___________________________。
②可用来验证SO2具有漂白性的现象是: 。
10.(13分)(2025·内蒙古兴安盟开学考试)下图是实验室常用的气体制备装置。请回答下列问题:
(1)图中标号仪器的名称是① 。
(2)在实验室中可以利用装置B和C的组合来制取并收集氧气,该反应的化学方程式为 ;若用该方法收集到的O2不纯,可能的原因是 。
(3)实验室制取CO2的化学方程式为 ,若用装置E代替装置A制取CO2的优点是 。
(4)若采用装置D检验所收集到的气体确实为CO2,可在瓶中盛放 (填物质名称),气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(5)甲烷是一种无色无味的气体,水塘的淤泥中往往含有甲烷,用棍棒搅动淤泥将会有气泡冒出,在常温下甲烷的密度比空气小,难溶于水,是一种很好的燃料。实验室中常用固体醋酸钠和氢氧化钠加热制得甲烷。若要制取并收集一瓶较纯净的甲烷气体,最好选择 装置(填字母)。
第3周·周末作业
1.选B 硫酸钙会覆盖在大理石表面,阻止反应进行,不能用硫酸和大理石制取二氧化碳,故A错误;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;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;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。
2.选D 制备HCl时,不能用排水法收集,故A项错误。NO密度与空气密度接近,且能够与空气中氧气反应,不能用排空气法收集,故B项错误。NH3能够与浓硫酸反应,尾气吸收易产生倒吸现象,故C项错误。实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取Cl2,所以可用a装置制备Cl2;浓盐酸具有挥发性导致生成的Cl2中含有HCl,HCl极易溶于水,NaCl溶液抑制Cl2溶解,所以可以用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,再用浓硫酸干燥;Cl2密度大于空气,用向上排空气法收集,用碱性物质处理尾气,故D项正确。
3.选C 由装置图可知所制备的气体应为固液或液液制备,且能用浓硫酸干燥,并用向上排空气法收集,根据各选项中反应物的状态判断发生装置、气体的性质判断能否用浓硫酸干燥和能否用向上排空气法收集解答本题。氯化铵与氢氧化钙都为固体,且反应需要加热,不能使用该发生装置,故A错误;一氧化氮易与空气中氧气反应生成二氧化氮,不能用排空气法收集,只能用排水法收集,故B错误;二氧化碳为酸性气体,且不与浓硫酸反应,能用浓硫酸干燥,二氧化碳密度比空气大,用向上排空气法收集,故C正确;氢气密度比空气小,应用向下排空气法收集,故D错误。
4.选D 氧化钙和水反应放出大量热,促使氨水中一水合氨分解释放出氨气,可以用浓氨水和氧化钙反应制取氨气,A正确;饱和食盐水能抑制氯气溶解,且能吸收HCl,则制取Cl2,乙可盛饱和食盐水以除去HCl,B正确;SO2密度大于空气,则丙中气体长进短出,可作SO2气体收集装置,C正确;NO2和水反应生成NO,仍然有污染性气体产生,不能用水吸收NO2尾气,D错误。
5.选C 浓盐酸与二氧化锰反应制氯气必须在加热条件下,且氯气可溶于水,收集氯气不能用排水法,选项A错误;NO2与水反应,不能用排水法收集,选项B错误;双氧水分解制氧气制取装置为固液不加热型,收集氧气可用排水法,选项C正确;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,选项D错误。
6.选A 生石灰吸水生成氢氧化钙并放出热量,促进氨气从氨水中逸出,碱石灰可以吸收氨气中的水,A项正确;浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯气,B项错误;稀硫酸与大理石不能完全反应,氢氧化钠溶液吸收CO2,C项错误;浓硝酸能氧化亚硫酸钠,生成硫酸钠,不能得到SO2,D项错误。
7.选D 装置①中用浓硫酸干燥SO2,A正确;装置③中,2SO2+O22SO3,铂石棉用作反应的催化剂,B正确;Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,C正确;碱石灰可以吸收SO2,D错误。
8.解析:B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,B为O2,G是一种紫红色金属单质,G为Cu,A是常见的气态氢化物,能与氧气反应生成C和F,C能与氧气反应生成D,则C为氧化物,F为H2O,D与水反应生成E,E能与Cu反应生成C,E的相对分子质量比D大17,可推知E为硝酸,D为NO2,A为NH3,C为NO。
(1)①实验室常用氢氧化钙和氯化铵固体混合加热的方式制取NH3,Ca(OH)2和NH4Cl加热反应生成NH3、CaCl2和水,化学方程式为Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O。
②氨气极易溶于水,不能用排水法收集,氨气密度小于空气,应该用向下排空气法收集,氨气从短导管进入,气体从长导管出,故选C。
③氨气极易溶于水,需进行防倒吸处理,尾气处理装置中使用倒扣漏斗作用是防止倒吸。
(2)反应①是NH3和O2反应生成NO和H2O,两者反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O。
(3)反应②是硝酸和铜反应生成NO,该反应的离子方程式为3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O。
(4)NO2与H2O反应生成HNO3的化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,该反应3个NO2中2个NO2失电子化合价升高,作还原剂,1个NO2得电子化合价降低,作氧化剂,因此氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶2。
(5)无水氯化钙能与氨气反应生成CaCl2·8NH3,随着氨气被消耗,烧瓶内压强减小,可观察到气球膨胀,因此不能用无水氯化钙代替碱石灰。
答案:(1)①Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O
②C ③防止倒吸 (2)4NH3+5O24NO+6H2O
(3)3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)1∶2 (5)气球膨胀
9.解析:由装置特点可知A用于制取氨气,一般采用氢氧化钙与氯化铵固体加热制取氨气,氨气经B中碱石灰干燥进入烧瓶F中;E用于制取二氧化硫,一般采用一定浓度的硫酸与亚硫酸钠反应制取二氧化硫,生成的二氧化硫用D中浓硫酸干燥,据此分析解答。
(1)实验室采用氢氧化钙与氯化铵固体加热制取氨气,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。
(2)由B的仪器构造可知B为干燥管或球形干燥管;可盛放碱石灰或固体氢氧化钠或固体氧化钙等用于干燥氨气;D中试剂用于干燥二氧化硫,应为浓硫酸。
(3)E装置用于制取SO2,SO2有毒,尾气可用NaOH溶液吸收,反应的离子方程式为SO2+2OH-S+H2O。
(4)往生石灰中滴加浓氨水,可以快速制取氨气,该方法为固液混合制取氨气,且不需要加热,因此装置c符合,
(5)①SO2为酸性氧化物,溶于水发生反应SO2+H2OH2SO3,生成的亚硫酸使溶液显酸性;
②SO2具有漂白性,能使品红溶液褪色。
答案:(1)2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O
(2)干燥管(或球形干燥管) 碱石灰(或固体氢氧化钠或固体氧化钙) 浓硫酸
(3)SO2+2OH-S+H2O (4)c
(5)①SO2+H2OH2SO3 ②B中品红溶液褪色
10.解析:装置A是固、液常温型的制气装置,装置B是固固加热型制气装置,装置C为不易溶于水的气体的收集装置,装置D可以是洗气瓶,也可以是集气瓶,装置E是固、液常温型制气装置,但可以让反应随时发生随时停止。
(1)图中标号仪器没有活塞,其名称是①长颈漏斗。
(2)在实验室中可以利用装置B和C的组合来制取并收集氧气,则B是制取氧气的装置,C是收集氧气的装置,该反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(2KClO32KCl+3O2↑);若用该方法收集到的O2不纯,则为O2中混入了空气。可能的原因是:集气瓶内没有充满水,导致留有空气(或导管口刚有气泡冒出时就收集)。
(3)实验室常用石灰石与盐酸反应制取CO2,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,E装置可通过打开或关闭止水夹,控制固体与液体是否接触,若用装置E代替装置A制取CO2,优点是:随时控制反应的发生与停止。
(4)检验二氧化碳气体时,常使用澄清石灰水。若采用装置D检验所收集到的气体确实为CO2,可在瓶中盛放澄清石灰水,气体应经过溶液,即从a端通入。
(5)实验室中常用固体醋酸钠和氢氧化钠加热制得甲烷,若要制取并收集一瓶较纯净的甲烷气体,最好选择固、固加热型装置,即选择B装置,甲烷难溶于水可用排水法收集,,选C装置。
答案:(1)长颈漏斗
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(或2KClO32KCl+3O2↑) 集气瓶内没有充满水,导致留有空气(或导管口刚有气泡冒出时就收集)
(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑ 随时控制反应的发生与停止 (4)澄清石灰水 a (5)BC
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