（状元学案）2022届高三化学一轮达标作业33 常见气体的实验室制法（有详解）

2022届高三一轮达标作业（有详解）33常见气体的实验室制法一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分)1．下列能达到实验目的的是(　　)A．除去杂质气体CO2　　B．收集并吸收多余的Cl2C．干燥Cl2　　D．吸收HCl制盐酸解析：A选项，导气管应该“长进短出”；B选项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D选项，HCl易溶解于水，发生倒吸。答案：C2．下列各图所示装置，肯定不符合气密性要求的是(　　)解析：D中上下移动容器时两液面保持水平，说明漏气。答案：D3．用如图所示装置进行如下实验，能达到实验目的的是(　　)A．瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集NO2B．瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥NH3C．从B口进气，用排空气法收集CO2D．瓶中装满水，A口连导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成H2的体积解析：NO2可与水反应生成HNO3和NO，用排水法收集NO2得到的是NO；氨气可被浓H2SO4吸收；CO210\n的密度比空气大，应用向上排空气法收集，即从A管进入气体。答案：D4．用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是(　　)解析：NO2的密度大于空气，当试管口向上收集NO2气体时，应采用“长管进气，短管出气”装置。答案：C5．既能用浓H2SO4干燥，又可用CaO干燥的气体有(　　)①H2　②O2　③N2　④SO2　⑤H2S　⑥CH4　⑦NH3　⑧CO2A．①②③⑥　　B．①②③⑧C．④⑤⑥　　D．④⑤6．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为(　　)A．①⑤⑧　　　　　　B．③④⑦C．②⑤⑥　　D．②④⑧解析：用H2O2制O2的反应原理为2H2O22H2O＋O2↑，由反应物的状态和反应条件可选②作为制取装置。干燥O2可选用④或⑤装置，要收集干燥的O2只能用⑥装置，故合理的装置组合为②⑤⑥。答案：C7．如图是气体制取装置，下列能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是(　　)10\nA．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．浓盐酸和二氧化锰制取氯气D．铜和浓硝酸制取NO解析：根据题给装置特点，它适用于不溶于水的块状固体和液体在不加热的条件下反应来制备气体。A项中由于大理石与稀硫酸反应生成微溶于水的CaSO4会覆盖在大理石表面而阻止反应进行；B项符合要求；C项中MnO2是粉末状固体，且该反应需要加热；D项中制取的是NO2。答案：B8．要组装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的程序是(　　)①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网③用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中④检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)⑤在蒸馏烧瓶中装好分液漏斗，连接好导气管A．②①⑤④③　　B．④①②⑤③C．①②⑤④③　　D．①⑤④②③解析：实验仪器的安装原则：从下向上，从左向右。首先放置酒精灯，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网；把烧瓶固定在铁架台上，在烧瓶上装好分液漏斗，连好导气管，检查气密性；装置不漏气后，再加液体药品开始反应，制取气体。答案：A9．下列装置所示的实验中，能达到实验目的的是(　　)解析：NO不溶于水，则可以用排水法收集NO，A项正确；NH4Cl△,NH3↑＋HCl，NH3＋HCl===NH410\nCl，因此无气体从试管中逸出，B项错误；2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O，NaOH同时反应掉Cl2、HCl，C项错误；碘和酒精互溶，D项错误。答案：A10．下列有关实验原理、装置、操作或结论的描述中，不正确的是(有关装置中的夹持仪器略去未画)。(　　)解析：A中安全漏斗的液体可防止CO2逸出；B中品红溶液验证SO2的漂白性，且该装置有尾气吸收；Cl2＋2KI===I2＋2KCl，需用萃取分液的方法来提取分离生成的I2；D中温度计水银球在混合液中指示该反应的温度为170℃。答案：C二、非选择题(本题共5个小题，共50分)11．(8分)下表是实验室制备气体的有关内容编号实验内容实验原理①制备氧气H2O2―→O2②制备氨气NH4Cl―→NH3③制备氯气HCl―→Cl2(1)上述气体中：从制备过程看，必须选择合适的氧化剂才能实现的是________(填气体的化学式)。(2)写出实验室用H2O2制备O2的化学方程式：____________________________________________________________________________________________________。(3)某学习小组设计了如下图实验，将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：①通入氯气后，A中的现象是__________________________________________________________________________；②C装置中发生反应的离子方程式为______________________________________10\n_______________________________________________________________；③请你帮该小组同学设计一个实验，证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤、现象及结论)：__________________________________________________；__________________________________________________；__________________________________________________。④整套实验装置存在的明显缺陷是无尾气吸收装置；吸收多余的氯气用氢氧化钠溶液，请写出该反应的离子方程式____________________________________________________________________________________________________，在此反应中若有2.24L(标准状况下)Cl2被NaOH溶液完全吸收，则反应过程中转移的电子数为______________个。解析：(1)实验室用H2O2制备O2的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑，H2O2本身既是氧化剂又是还原剂；制备氨气发生的为复分解反应；只有制备氯气时，HCl→Cl2，HCl作为还原剂，必须加入合适的氧化剂才能实现。(3)①通入氯气后，A中的现象是溶液变为蓝色。②C装置中发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。③Na2SO3被氧化为Na2SO4。④1molCl2与NaOH反应，转移电子为1mol，所以若有2.24L(0.1mol)Cl2被NaOH溶液完全吸收，则反应过程中转移的电子为0.1mol即6.02×1022个。答案：(1)Cl2　(2)2H2O22H2O＋O2↑(3)①溶液变为蓝色　②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－③向试管中取少许B中的溶液加入盐酸酸化的BaCl2，若有白色沉淀生成证明Na2SO3已被氧化④Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O　6.02×102212．(8分)某研究性学习小组用如下图装置进行铜与浓硫酸反应的实验研究。(1)装置A中发生反应的化学方程式________________________。(2)若要使B中收集满干燥的SO2气体(并证实B中已收集满)，则上述装置的连接顺序为：____________接__________接__________接__________接__________(用字母表示)。(3)待烧瓶中反应充分后，同学们发现铜有剩余。经检测发现硫酸也有剩余，其原因是________________________________________________________________；检验硫酸有剩余的方法是__________________________________________________。(4)在不补充浓硫酸的前提下，为使铜进一步溶解，可向烧瓶中加入________(填序号)。①盐酸　②FeSO4　③Fe2O3　④KNO3解析：(1)装置A中浓硫酸和铜在加热时发生：Cu＋2H2SO4(浓)△,CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(2)B中收集到的是干燥的SO2气体，那么收集前必须进行干燥，所以A之后连接C再接B，但是要验证B中已收集满，那么必须考虑验证是否有SO210\n逸出，所以在收集装置后面加个验证装置D，最后考虑尾气吸收，所以接E；(3)随着反应的进行，硫酸的浓度会变稀，铜不再与硫酸反应，所以铜和硫酸都有剩余；取反应后的溶液，加入锌片，如有气泡产生，则说明硫酸有剩余(或其他合理答案)；(4)由于稀硫酸不能氧化铜，所以加入试剂要考虑能否直接氧化铜，或者与酸结合后能否氧化铜，综合上述，选择Fe2O3和稀硫酸反应生成Fe3＋可以氧化铜，KNO3和剩余的硫酸结合后生成硝酸，也可以氧化铜。答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)△,CuSO4＋SO2↑＋2H2O(2)A　C　B　D　E(3)随着反应的进行，硫酸的浓度会变稀，铜不再与稀硫酸反应，所以铜和硫酸都有剩余　取反应后的溶液，加入锌片，如有气泡产生，则说明硫酸有剩余(其他合理也可)　(4)③④13．(12分)(2022·福建高考)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如图所示)。(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是________(填序号)。A．往烧瓶中加入MnO2粉末B．加热C．往烧瓶中加入浓盐酸(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出下列实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验：①判定甲方案不可行，理由是__________________________________________________。②进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。a．量取试样20.00mL，用0.1000mol·L－1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为________mol·L－1；b．平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。[已知：Ksp(CaCO3)＝2.8×10－9、Ksp(MnCO3)＝2.3×10－11]④进行丁方案实验：装置如图所示(夹持器具已略去)。10\n(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到________中。(ⅱ)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是____________________________________________________________________________________________________(排除仪器和实验操作的影响因素)。解析：本题考查制备Cl2的实验以及实验方案的评价。(1)加药品时先加入固体MnO2，再加入液体浓盐酸，最后加热。(2)①生成物氯化锰也可以与硝酸银形成沉淀，所以AgCl沉淀中的Cl－不全来自于剩余的盐酸。②c(HCl)·V(HCl)＝c(NaOH)V(NaOH)得：盐酸的浓度为0.1100mol/L；③由于Ksp(MnCO3)<Ksp(CaCO3)，则有部分CaCO3结合Mn2＋生成MnCO3，使剩余的CaCO3质量变小；④使Zn粒进入残留清液中让其发生反应。反应结束时，相同时间内则气体体积减少，排除了其它因素影响，说明气体可能是热胀冷缩引起的，联想到该反应为放热反应，故气体未冷却所致。答案：(1)ACB(按序写出三项)　(2)①残余清液中，n(Cl－)>n(H＋)(或其他合理答案)　②0.1100　③偏小　④(ⅰ)Zn粒　残余清液(按序写出两项)　(ⅱ)装置内气体尚未冷至室温14．(10分)根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。(1)若用启普发生器制取硫化氢气体，则制取气体的原料可选用________。a．稀硫酸与硫化亚铁　　　B．稀硝酸与硫化亚铁c．稀硫酸与硫化钠　　D．稀盐酸与硫化亚铁(2)现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置，请在下图中选择合适的仪器：________(填编号)。(3)如图，在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀溶液，点燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后，停止通入气体，瓶内可观察到的现象是______________________。(4)在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体，振荡，发生反应的化学方程式为__________________________________________________。10\n反应过程中，溶液的pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。(5)点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸，为了防止意外，可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是__________________________________________________。(6)已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%～45.5%时会发生爆炸，当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时，其爆炸产物是________。解析：(1)用启普发生器制取气体，要求反应物是不溶于水的块状固体与液体反应，HNO3具有强氧化性，与FeS反应不能生成H2S，而Na2S易溶于水，故答案为a、d。(2)通过分液漏斗控制酸的滴速来控制反应速率。(3)点燃H2S气体，产物有SO2、S和H2O，SO2使品红溶液褪色，生成的S和H2O附着在瓶壁上。(4)由SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O可知，反应过程中，溶液的酸性减弱，pH变大。(5)安全装置中导气管的连接方式是长进短出。(6)H2S的体积分数为30%，则O2的体积分数约为×70%＝14%，两种气体的体积比约为2∶1，所发生的反应为2H2S＋O2===2S↓＋2H2O，故爆炸产物为S和H2O。答案：(1)ad　(2)②③④　(3)品红溶液褪色；瓶壁上有淡黄色粉末和无色的小液滴(4)SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O　变大(5)b　(6)S和H2O15．(12分)(2022·北京高考)有文献记载：在强碱性条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。某同学进行如下验证和对比实验。装置实验序号试管中的药品现象实验Ⅰ2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液有气泡产生：一段时间后，溶液逐渐变黑；试管壁附着有银镜实验Ⅱ2mL银氨溶液和数滴浓氨水有气泡产生：一段时间后，溶液无明显变化该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料：10\na．Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2Ob．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O(1)配制银氨溶液所需的药品是________。(2)经检验：实验Ⅰ的气体中有NH3，黑色物质中有Ag2O。①用湿润的红色石蕊试纸检验NH3，产生的现象是__________________________________________________。②产生Ag2O的原因是__________________________________________________。(3)该同学对产生银镜的原因提出假设：可能是NaOH还原Ag2O。实验及现象：向AgNO3溶液中加入________，出现黑色沉淀；水浴加热，未出现银镜。(4)重新假设：在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O。用下图所示装置进行实验。现象：出现银镜。在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图(夹持仪器略)。(5)该同学认为在(4)的实验中会有Ag(NH3)2OH生成。由此又提出假设：在NaOH存在下，可能是Ag(NH3)2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。进行如下实验：①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________。②实验结果证实假设成立，依据的现象是____________________________。(6)用浓HNO3清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是__________________________________________________。10\n答案：(1)AgNO3溶液和氨水(2)①试纸变蓝②在NaOH存在下，加热促进NH3·H2O分解，逸出NH3，促使Ag(NH3)＋2H2OAg＋＋2NH3·H2O平衡正向移动，c(Ag＋)增大，Ag＋和OH－反应立即转化为Ag2O：2OH－＋2Ag＋===Ag2O↓＋H2O(3)过量NaOH溶液(4)(5)①Ag2O＋4NH3·H2O===2Ag(NH3)2OH＋3H2O②与溶液接触的试管壁上析出银镜(6)Ag＋2HNO3(浓)===AgNO3＋NO2↑＋H2O10