内容正文:
优化探究
大单元二 元素及其化合物
第五章 元素及其化合物的综合应用热点强化19 与气体制备有关的实验设计与评价
【练·热点突破】
1.(2024·广东卷)按如图装置进行实验。搅拌一段时间后,滴加浓盐酸。不同反应阶段的预期现象及其相应推理均合理的是( )
A.烧瓶壁会变冷,说明存在ΔH<0的反应
B.试纸会变蓝,说明有NH3生成,产氨过程熵增
C.滴加浓盐酸后,有白烟产生,说明有NH4Cl升华
D.实验过程中,气球会一直变大,说明体系压强增大
B
解析:A.烧瓶壁会变冷,说明NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O的反应是吸热反应,
ΔH>0,A不合理;B.试纸会变蓝,说明有NH3生成,反应物都是固体,生成物中有气体,故产氨过程熵增,B合理;C.滴加浓盐酸后,HCl会与NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生的NH3结合形成白烟,与NH4Cl的升华无关,C不合理;D.实验开始阶段,NH4Cl和Ba(OH)2·8H2O反应产生NH3,体系压强增大,气球变大,加入浓盐酸后,HCl会与NH3结合,体系压强减小,气球变小,D不合理。
2.(2023·广东卷)按如图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是( )
A.Ⅰ中试管内的反应,体现H+的氧化性
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的还原性
C.在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象
D.撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
C
解析:A.Ⅰ中试管内发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O ,氢元素化合价不变,H+不体现氧化性,故A错误;B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现SO2的漂白性,故B错误;C.Ⅰ中试管内发生反应S2+2H+S↓+SO2↑+H2O,Ⅲ中试管内发生反应2S2-+SO2+2H2O===3S↓+4OH-,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;D.撤掉水浴,重做实验,SO2生成速率减慢,Ⅳ中红色褪去速率变慢,故D错误。
3.(2026·广东六校联盟联考)某学习小组为探究SO2气体的性质,设计如图所示装置进行实验,下列说法错误的是( )
A.装置中酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2
具有还原性
B.试纸a先变红后褪色,说明SO2具有漂白性
C.试纸d未变蓝,说明SO2氧化性弱于I2
D.剩余的SO2气体可以用NaOH溶液吸收
B
解析:A.酸性KMnO4溶液为紫红色,SO2使其褪色是因为SO2将其还原为无色的Mn2+,体现了SO2的还原性,A正确;B.湿润的蓝色石蕊试纸a变红是由于SO2与水反应生成的H2SO3显酸性,SO2不能漂白酸碱指示剂,试纸a只会变红不会褪色,B错误;C.湿润的淀粉-KI试纸d未变蓝,说明SO2不能将I-氧化为I2,即SO2氧化性弱于I2,C正确;D.SO2为酸性氧化物,可与NaOH溶液反应生成盐和水,能用NaOH溶液吸收剩余SO2,D正确。
4.(2026·广东高三联考)按如图装置进行实验(试管浸泡在烧杯的溶液中)。下列说法正确的是( )
A.a试纸先变红后褪色
B.b试纸褪色,说明SO2有漂白性
C.右侧试管先浑浊,说明H2O2分解放热
D.Fe3+能降低H2O2分解的焓变
C
解析:Na2S2O3与稀H2SO4反应生成S和SO2,SO2溶于水生成H2SO3(酸性),使蓝色石蕊试纸变红;b试纸浸泡过溴水(橙色),若试纸褪色则是因SO2与Br2发生氧化还原反应:
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,体现SO2的还原性;右侧烧杯中H2O2在Fe3+催化下分解放热,使右侧试管内温度升高,反应速率加快,先出现浑浊,说明H2O2分解放热,据此分析回答。A.a试纸是湿润的蓝色石蕊试纸,左侧试管中Na2S2O3与稀H2SO4反应生成SO2,SO2溶于水生成H2SO3(酸性),使蓝色石蕊试纸变红,但SO2不能漂白酸碱指示剂,试纸不会褪色,A错误;B.b试纸浸泡过溴水(橙色),若试纸褪色则是因SO2与Br2发生氧化还原反应:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr,体现SO2的还原性,B错误;C.Na2S2O3与H2SO4反应生成S沉淀(浑浊),反应速率受温度影响,温度越高速率越快。右侧烧杯中H2O2在Fe3+催化下分解放热,使右侧试管内温度升高,反应速率加快,先出现浑浊,说明H2O2分解放热,C正确;D.Fe3+是H2O2分解的催化剂,催化剂只能降低反应的活化能,不能改变焓变(焓变由反应物和生成物能量差决定),D错误。
5.(2026·广东广州联考)碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]-是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图(夹持装置略)。下列说法错误的是( )
A.碱石灰有利于NH3逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用P2O5
D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3===Li++]-
C
解析:本题利用Li和液氨反应Li+nNH3===Li++[e(NH3)n]-制备[e(NH3)n]-;碱石灰可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,使浓氨水受热分解产生氨气;利用集气瓶收集氨气;过量的氨气进入双口烧瓶中,在冷却体系中发生反应生成;最后的球形干燥管中可装P2O5,除掉过量的氨气,同时防止空气中的水进入引起副反应。A.碱石灰为生石灰和氢氧化钠的混合物,可以吸收浓氨水中的水分,同时吸水过程大量放热,有利于NH3逸出,A正确;B.锂片表面有Li2O,Li2O会阻碍Li和液氨的接触,所以必须打磨出新鲜表面,B正确;C.第一个干燥管目的是干燥氨气,P2O5为酸性干燥剂,能与氨气反应,所以不能用P2O5,而装置末端的干燥管作用为吸收过量的氨气,可用P2O5,C错误;D.双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3===Li++]-,D正确。
6.(2026·广东八校联盟质量检测)以浓硫酸与甲酸混合加热制备CO,设计如图所示实验装置验证产物CO(部分夹持装置略)。下列说法错误的是( )
已知:HCOOH CO↑+H2O;PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd。
A.装置①中浓硫酸的作用为催化剂、脱水剂
B.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓硫酸
C.装置⑥中有黑色沉淀生成后再点燃装置④的酒精灯
D.装置⑥发生的反应是PdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl
B
解析:装置①为CO的制取装置,装置②为除去CO中可能混有的甲酸蒸气、CO2、SO2等气体的装置,装置③为CO的干燥装置,装置④为CO还原氧化铁的装置,装置⑤为检验反应生成CO2的装置,装置⑥为除去CO气体的装置。A.甲酸在浓硫酸、加热条件下脱水生成CO和水,浓硫酸在此反应中作催化剂加快反应速率,同时作为脱水剂促进反应正向进行,A正确;B.装置②的作用是除去CO中可能混有的甲酸蒸气(甲酸易挥发)、CO2、SO2等气体,若用饱和Na2CO3溶液,甲酸会与之反应生成CO2(2HCOOH+Na2CO3===
2HCOONa+CO2↑+H2O),引入的CO2会干扰后续装置⑤对CO还原氧化铁生成CO2的检验;装置③应为干燥装置,盛装浓硫酸,B错误;C.点燃装置④(CO还原氧化铁)的酒精灯前需排尽装置内空气,防止CO与空气混合加热爆炸,装置⑥中PdCl2溶液遇CO产生黑色Pd沉淀,当装置⑥中出现黑色沉淀时,说明CO已充满装置,空气已排尽,此时点燃④的酒精灯安全,C正确;D.PdCl2中Pd2+被CO还原为Pd单质(黑色),CO被氧化为CO2,结合得失电子守恒和原子守恒,反应方程式为PdCl2+CO+H2O===Pd↓+CO2+2HCl,D正确。
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