2027届高三化学一轮复习试题规范练55常见气体的制备、净化和收集（Word版附解析）

这是一份2027届高三化学一轮复习试题规范练55常见气体的制备、净化和收集（Word版附解析），共12页。试卷主要包含了用如图装置制取气体等内容，欢迎下载使用。
命题角度1 气体的制备、净化、收集及尾气处理
1.(2023·广东卷)兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是( )

A.图1:喷泉实验B.图2:干燥NH3
C.图3:收集NH3D.图4:制备NH3
2.实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是( )
3.(2025·甘肃兰州一模)丙烯腈(CH2CHCN)是合成纤维、橡胶和树脂的重要材料,由乙炔与HCN反应制得:CH≡CH+HCNCH2CHCN。用到的实验装置(夹持仪器已省略)如图所示,下列说法正确的是( )
A.A装置可用于制备乙炔
B.B装置可用于除去乙炔中的杂质气体
C.C装置可用于合成丙烯腈
D.D装置可用于吸收多余的尾气
命题角度2 常见气体的典型制备装置及仪器的连接
4.根据实验目的设计的如图装置的连接正确的是( )
A.制备收集C2H4: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
5.(5分)实验室利用下列装置制备SO2(部分固定装置略),请回答:
(1)制备SO2可以选择的发生装置为 (填大写字母),发生反应的化学方程式为 。
(2)选用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2,其连接顺序为 (按气流方向,填小写字母)。
B级素能提升练
6.下列制备并收集气体的方法不可行的是( )
7.碳酰氯(COCl2)俗名光气,熔点为-118 ℃,沸点为8.2 ℃,遇水迅速水解生成氯化氢。光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成。下列说法错误的是( )
A.装置丁中发生反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl
B.装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢
C.丁中冰水的作用是降温,防止COCl2挥发
D.装置的连接顺序(装置可重复使用)应为c→a→b→e→f→a→b→d
8.(2025·北京海淀二模)利用下图装置(夹持装置略)进行实验,b中现象能证明结论的是( )
9.用如图装置制取气体(图中加热及气体收集装置均已略去;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。利用下列方案可得到干燥、纯净气体的是( )

10.利用图示装置进行实验,反应进行足够长时间后装置Ⅱ中实验现象正确的是( )
11.“化学多米诺实验”即只需控制第一个反应,利用反应中气体产生的压力和虹吸作用,使若干化学实验依次发生。如图是一个“化学多米诺实验”,已知:Cu2++4NH3·H2O4H2O+[Cu(NH3)4]2+(该反应产物可作为H2O2分解的催化剂)。下列有关分析错误的是( )
A.整套装置中一共只有3个氧化还原反应
B.为了保证实验成功,实验前必须检查整套装置的气密性
C.a的作用是平衡气压,便于稀硫酸顺利流下
D.I的作用是吸收挥发出的H2S气体
12.实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。下列说法正确的是( )
A.①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓硫酸、焦性没食子酸溶液
B.管式炉加热前,用试管在④处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度
C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热
D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气
13.(8分)二氯化钒(VCl2)有强还原性和吸湿性,熔点为425 ℃、沸点为900 ℃,是制备多种医药、催化剂、含钒化合物的中间体。某学习小组在实验室制备VCl2并进行相关探究。回答下列问题:
(1)小组同学通过VCl3分解制备VCl2。
①按气流方向,图中装置合理的连接顺序为 (用小写字母填空)。
②A中盛放NaNO2的仪器名称为 ,其中发生反应的离子方程式为 。
(2)测定产品纯度:实验后产品中混有少量VCl3杂质。称量1.377 5 g样品,溶于水充分水解,调pH后滴加Na2CrO4溶液作指示剂,用0.500 0 ml·L-1 AgNO3标准溶液滴定Cl-,达到滴定终点时消耗标准液体积为46.00 mL(Ag2CrO4为砖红色沉淀)。
①滴定终点的现象为 。
②产品中VCl3与VCl2的物质的量之比为 。
参考答案
1.B 解析:NH3极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,A正确;P2O5为酸性氧化物,NH3为碱性气体,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥NH3,B错误;NH3的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,C正确;CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使NH3挥发,可用此装置制备NH3,D正确。
2.C 解析:制取NO2可选用Cu和浓硝酸反应,不能选用稀硝酸,A错误;NH4Cl受热分解生成NH3和HCl,遇冷时NH3和HCl重新化合生成NH4Cl,不能用于制取NH3,B错误;H2O2在MnO2催化下分解生成H2O和O2,可用排水法收集O2,C正确;KMnO4和浓盐酸在常温下反应生成Cl2,Cl2的密度大于空气的密度,可采用向上排空气法收集,选择装置c,D错误。
3.D 解析:A装置应使用分液漏斗,从而控制反应速率,A错误;制取的乙炔气体中含有硫化氢,B装置中硫酸铜溶液的作用是除去杂质硫化氢,气体应长进短出,B错误;合成丙烯腈所需温度是70 ℃,应采用水浴加热,C错误;尾气中有乙炔、HCN,而乙炔含有碳碳三键,HCN具有较强的还原性,二者都可以被高锰酸钾溶液氧化,可以用酸性高锰酸钾溶液进行尾气处理,D正确。
4.D 解析:制备C2H4没有控制温度的温度计,A错误;NO易与O2反应,不能用排空气法收集NO,B错误;用浓硫酸吸收多余的NH3易发生倒吸,C错误;用饱和食盐水除去HCl气体,用浓硫酸吸收水蒸气,用碱石灰吸收多余的Cl2,D正确。
5.答案:(1)A Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
(2)a→g→h→d→c→e→f
解析:(1)实验室用Na2SO3固体与浓硫酸反应制取SO2,应选择固+液不加热型发生装置,应选择装置A,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)利用装置A制备SO2气体,经浓硫酸干燥后,用向上排空气法收集SO2,由于SO2有毒,需要用碱石灰进行尾气吸收,则利用图中装置制备并收集一瓶干燥的SO2,其连接顺序为a→g→h→d→c→e→f。
6.C 解析:浓盐酸具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,两者发生氧化还原反应可以生成氯气,而氯气在饱和食盐水中的溶解度比较低,故可以用排饱和食盐水法收集Cl2,A不符合题意;氢氧化钠溶于水放热,且溶液中氢氧根离子浓度增大,导致氨气放出,因为氨气的密度比空气小,可以用向下排空气法收集,B不符合题意;NO2与水会发生反应,故不能用排水法收集NO2,C符合题意;铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成SO2,SO2在亚硫酸氢钠溶液中的溶解度比较小,故可以利用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集SO2,D不符合题意。
7.D 解析:光气可由氯仿(CHCl3)和氧气在光照条件下合成,且光气遇水迅速水解,由实验装置可知,乙装置用于制备氧气,然后经甲干燥氧气,在装置丁中合成光气,丁后面需连接干燥装置防止水进入丁中,最后连接丙装置吸收尾气。装置丁中氯仿和氧气在光照条件下合成光气,反应的化学方程式为2CHCl3+O22COCl2+2HCl,A正确;装置丁中生成氯化氢,氯化氢极易溶于水,倒扣的漏斗可防止倒吸,则装置丙的主要作用是吸收尾气中的氯化氢,B正确;COCl2的沸点为8.2 ℃,沸点较低易挥发,则冰水的作用是降温,防止COCl2挥发,C正确;由上述分析可知,装置的连接顺序为c→b→a→e→f→b→a→d,D错误。
8.C 解析:电石(主要成分是CaC2)和饱和NaCl溶液反应生成乙炔,反应方程式为CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑,产生的乙炔中混有还原性气体硫化氢,H2S也能使酸性KMnO4溶液褪色,故不能得出该反应生成了乙炔,A错误;液溴易挥发,挥发出的溴蒸气遇水生成HBr,使AgNO3溶液中出现淡黄色沉淀AgBr,因此无法证明该反应生成了HBr,B错误;Na2CO3固体与稀硫酸反应生成CO2气体,CO2气体进入苯酚钠溶液中,出现浑浊,说明生成了溶解度小的苯酚,酸性:H2CO3>苯酚,C正确;NaClO固体与浓盐酸发生反应生成Cl2,Cl2使滴有酚酞的NaOH溶液褪色,因为发生了反应2OH-+Cl2Cl-+ClO-+H2O,氯气不具有漂白性,挥发出的HCl也能使溶液褪色,D错误。
9.C 解析:浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2,但NaOH溶液会与Cl2反应,应选用饱和食盐水除杂,且碱石灰不能干燥Cl2,故A错误;NH3极易溶于水,不能通入水中,故B错误;稀硝酸与铜反应生成NO,NO难溶于水,且不与P2O5反应,故可以用水除杂,用P2O5干燥,故C正确;稀硝酸与Zn反应生成NO,不生成H2,故D错误。
10.D 解析:稀盐酸与二氧化锰不反应,装置Ⅱ中无明显现象,故A错误;浓氨水和氧化钙反应生成氨气,氨气与硫酸亚铁溶液反应生成Fe(OH)2白色沉淀,然后变为灰绿色,最终变为Fe(OH)3红褐色沉淀,故B错误;酯化反应需要加热,但图中没有加热装置,不能生成乙酸乙酯,故C错误;浓盐酸与碳酸钙反应生成CO2气体,且浓盐酸易挥发,CO2、HCl均与Na2CO3反应使溶液碱性减弱,观察到装置Ⅱ中溶液由红色最终变为无色,故D正确。
11.A 解析:由实验装置图可知,装置B中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应生成的氢气进入装置C中,使装置C中气体压强增大,将硫酸和少量硫酸铜的混合溶液压入装置D中,锌和混合溶液发生反应生成铜、硫酸锌和氢气,反应生成的氢气进入装置E中,使装置E中气体压强增大,将硫酸铜溶液压入装置F中,铜离子与过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,当E中长导管的底端高于液面后,氢气进入装置F中,将反应生成的[Cu(NH3)4]2+压入装置G中,在[Cu(NH3)4]2+的催化作用下,过氧化氢分解生成氧气和水,反应生成的氧气进入装置H中,与过量的氢硫酸反应生成硫和水,装置I中氢氧化钠溶液用于吸收挥发出的硫化氢,防止污染环境。整套装置中,氧化还原反应有Zn+H2SO4、Zn+CuSO4、H2O2+H2S及H2O2分解,共4个,A错误。
12.B 解析:A项,气体从溶液中逸出易带出水蒸气,所以浓硫酸应放在③中,错误;B项,先通H2以排出空气,加热前应先检验H2的纯度,正确;C项,若先停止通H2,空气中的氧气有可能重新将W氧化,应先停止加热,再关闭活塞K,错误;D项,MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热,不能用启普发生器制备,错误。
13.答案:(1)①a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f)
②蒸馏烧瓶 NO2-+NH4+N2↑+2H2O
(2)①滴入最后半滴AgNO3溶液时有砖红色沉淀生成,且半分钟内沉淀不溶解 ②1∶10
解析:该实验通过VCl3分解制备VCl2,VCl2有强还原性和吸湿性,为防止VCl2被氧化、吸湿,所以要通入干燥的N2排尽装置中的空气;A装置中饱和NH4Cl溶液与NaNO2溶液共热反应制备N2,B装置中浓硫酸用于干燥N2,C装置中VCl3分解制备VCl2,D装置中碱石灰吸收反应生成的Cl2,防止污染,同时防止外界空气进入C装置中。
(1)①根据分析可知,按气流方向,图中装置的合理顺序为a→c→b→d(e)→e(d)→f(g)→g(f);②根据A中盛放NaNO2溶液的仪器特点可知,其名称为蒸馏烧瓶,其中发生的反应为NH4Cl与NaNO2共热反应生成N2、NaCl和水,反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
(2)①该滴定实验的原理为Ag++Cl-AgCl↓,当Cl-完全反应,再滴入半滴AgNO3标准溶液,AgNO3与指示剂Na2CrO4作用产生砖红色沉淀,故滴定终点的现象为滴入最后半滴AgNO3溶液时有砖红色沉淀生成,且半分钟内沉淀不溶解。②根据滴定的原理,2n(VCl2)+3n(VCl3)=n(AgNO3)=0.500 0 ml·L-1×0.046 L,122 g·ml-1·n(VCl2)+157.5 g·ml-1·n(VCl3)=1.377 5 g,解得n(VCl2)=0.01 ml、n(VCl3)=0.001 ml,产品中VCl3与VCl2的物质的量之比为0.001 ml∶0.01 ml=1∶10。
选项
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
NO2
Cu+稀硝酸
b
c
B
NH3
NH4Cl
a
d
C
O2
过氧化氢溶液+MnO2
b
e
D
Cl2
KMnO4+浓盐酸
b
d
选项
气体
方法
A
Cl2
将浓盐酸滴入高锰酸钾固体中,用排饱和食盐水法收集
B
NH3
将浓氨水滴入NaOH固体中,用向下排空气法收集
C
NO2
将铜片加入浓硝酸中,用排水法收集
D
SO2
铜与浓硫酸混合加热,用排饱和亚硫酸氢钠溶液法收集
选项
a中试剂
b中试剂及现象
结论
A
电石(含CaS杂质,易水解)与饱和食盐水
酸性KMnO4溶液褪色
a中反应生成C2H2
B
苯、液溴和铁粉的混合物
AgNO3溶液中出现淡黄色沉淀
a中反应生成HBr
C
Na2CO3固体与稀硫酸
苯酚钠溶液中出现浑浊
H2CO3的酸性强于苯酚的
D
NaClO固体与浓盐酸
滴有酚酞的NaOH溶液褪色
氯气具有漂白性
选项
制备气体
a
b
c
d
A
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
碱石灰
B
NH3
浓氨水
CaO
H2O
固体NaOH
C
NO
稀硝酸
Cu
H2O
P2O5
D
H2
稀硝酸
Zn
NaOH溶液
无水CaCl2
选项
①
②
③
装置Ⅱ中实验现象
A
稀盐酸
MnO2
饱和NaCl溶液
有细小的白色晶体析出
B
浓氨水
氧化钙
硫酸亚铁溶液
产生大量白色沉淀
C
冰醋酸
乙醇和
浓硫酸
饱和碳酸钠溶液
溶液分层,上层为油状液体
D
浓盐酸
碳酸钙
滴有酚酞的稀碳酸钠溶液
溶液由红色最终变为无色