2021届高考模拟题精细分类--实验专题5 制气实验型
展开1.某化学活动小组欲制备一定量的氢气,下列方法不能达到目的是( )。
A.Mg和稀硝酸反应 B.Zn和稀盐酸反应
C.Fe和稀硫酸反应 D.Al和稀盐酸反应
【解析】选A。Mg和稀硝酸反应,由于硝酸具有强氧化性,该反应不生成氢气,故A错误;Zn和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,故B正确;Fe和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故C正确;Al和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故D正确。
2.(2020·大庆一模)下图是SO2制取、性质检验、收集、尾气处理的装置,有关说法正确的是( )。
A.上图中有两处错误
B.装置①也可以用于制取氨气、氯气
C.在②中加入品红或紫色石蕊试液都可以验证SO2的漂白性
D.在②中加入BaCl2溶液,先生成白色沉淀,随后沉淀慢慢消失
【解析】选B。图中装置①制取SO2时需用浓硫酸,装置③收集SO2时需用向上排空气法,导管应长进短出,装置④吸收SO2尾气时,饱和NaHSO3溶液与SO2不反应,不能吸收尾气,共有三处错误,故A错误;在实验室用加热浓氨水制取氨气,用加热浓盐酸和二氧化锰制取氯气都可用装置①,故B正确;在②中加入紫色石蕊试液只变红不褪色,不能验证SO2的漂白性,故C错误;SO2和BaCl2溶液不反应,故D错误。
3.下列装置适用于实验室制氨气并验证氨气的某化学性质,其中能达到实验目的的是( )。
A.用装置甲制取氨气
B.用装置乙除去氨气中的水蒸气
C.用装置丙检验氨气
D.用装置丁吸收尾气
【解析】选C。不加热生成一水合氨,图中缺少酒精灯加热制备氨气,A错误;氨气与硫酸反应,则不能干燥氨气,B错误;氨气与氯化氢反应生成氯化铵而冒白烟,可检验氨气,C正确;苯的密度比水的密度小,在上层,不能隔绝气体与水,则图中装置不能吸收尾气,应该用四氯化碳,D错误。
【点睛】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯、气体的制备及实验装置的作用为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,题目难度不大,选项D是易错点。
4.(2020·上海虹口区一模)在M、N中加入试剂,并用图示装置制取、收集少量气体,其中最合理的是( )。
【解析】选C。根据图示,应为固液或液液反应,不需要加热,用的是向上排空气的方法收集气体,尾气使用氢氧化溶碱液来吸收,说明气体要与氢氧化钠反应。浓盐酸与浓硫酸不反应,故A错误;浓氨水与碱石灰反应生成氨气,氨气密度小于空气,不能用向下排空法,故B错误;稀盐酸与大理石反应生成二氧化碳,密度比空气大,向上排空法,用氢氧化钠吸收尾气,故C正确;铜与浓硫酸反应需要加热,故D错误。
【点评】本题考查基本的实验分析综合,难度中等,侧重考查学生对信息获取与迁移运用,有利于提高学生的分析、理解能力及化学实验能力。
5.下列有关铜与过量浓硫酸反应的实验说法不正确的是( )。
A.喷有碱液的棉花是为了防止SO2污染环境
B.将水注入反应后冷却的试管a中,溶液变为蓝色
C.铜片表面先发黑,反应完全后试管a底部有白色固体
D.反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】选B。有碱液的棉花,防止二氧化硫散失到空气中,造成大气污染,其作用是吸收过量的SO2,防止环境污染,A项正确;浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,B项错误;浓硫酸强氧化性,铜被氧化生成氧化铜,表面先发黑,浓硫酸具有吸水性,使生成的硫酸铜过饱和而析出白色的固体,C项正确;铜与浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O,D项正确。
6.(2020·石家庄二模)工业上尝试用MgSO4还原热解制备高纯MgO,反应过程生成CO2、CO、SO2、S蒸气。若在实验室中用如图装置对上述过程产生的气体进行逐一吸收或收集。下列有关说法正确的是( )。
A.装置最左侧的进气导管使用粗导管目的是防堵塞
B.玻璃管A中应加入NaOH固体,且需加热
C.洗气瓶B中盛装品红溶液,洗气瓶C中盛装酸性KMnO4溶液
D.装置D也可改成向下排空气法收集装置
【解析】选A。S蒸气在温度降低时会凝华,故进气需用粗导管,否则会堵塞管口,A正确;玻璃管A无需加热,也无需加入药品,凝华后的S固体会附着在玻璃管内壁,B错误;实验的目的是吸收或收集气体,不是检验,所以洗气瓶B中使用的是酸性KMnO4溶液吸收SO2,洗气瓶C中用NaOH溶液吸收CO2,C错误;装置D用排水法收集CO,CO的密度与空气的密度接近,不能用排空气法收集,D错误。
7.如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是( )。
【解析】选C。氯气能被碱石灰吸收,故不能用碱石灰干燥氯气,故A错误;氨气可以用碱石灰干燥,氨气的密度比空气小,应用向下排气法收集,但图中为向上排气法收集,故B错误。氨气极易溶于水,用干燥管进行氨气的吸收装置,可以防止倒吸。二氧化硫的密度比空气大,用向上排气法收集,二氧化硫和氯化钙不反应,能用氯化钙干燥,二氧化硫能与氢氧化钠反应,使用干燥管能防止倒吸,故C正确;一氧化氮不能用排空气法收集,也不能用氢氧化钠吸收,故D错误。
【点睛】实验装置中表示,气体能用某种固体干燥剂干燥,用向上排气法收集,说明该气体的密度比空气大,且与空气不反应,能用某种溶液或水吸收。
8.(2020·潍坊五县一模)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)
【解析】选B。浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成,但氯气易溶于水,且与水发生反应,则不能用排水法收集,故A错误;双氧水在MnO2的催化作用下生成氧气,氧气可用排水法收集,故B正确;Cu与浓硫酸反应需要加热,图中缺少酒精灯,且二氧化硫不能选排水法收集,故C错误;氨气极易溶于水,不能排水法收集,故D错误。
9.(2020·新疆克拉玛依四模)用下图装置进行下列实验,试管内试剂可按需要更换,实验不产生污染性气体且能成功的是( )。
A.加热NaHCO3制CO2,并用澄清石灰水检验CO2
B.用Cu与浓硫酸反应制少量SO2,并检验SO2的漂白性
C.加热NH4Cl制NH3,并检验氨气溶于水后显碱性
D.用醋酸与乙醇、浓硫酸混合反应制乙酸乙酯,并观察生成的乙酸乙酯的状态、气味
【解析】选D。加热NaHCO3制CO2,试管口应略向下倾斜,故不选A;用Cu与浓硫酸反应制少量SO2,实验生成污染性气体SO2,且无尾气处理装置,故不选B;加热NH4Cl生成氨气和氯化氢,氨气和氯化氢在试管口又生成NH4Cl,不能用加热NH4Cl的方法制NH3,故不选C;醋酸与乙醇、浓硫酸混合加热生成乙酸乙酯和水,右侧试管内盛饱和碳酸钠溶液收集乙酸乙酯,能观察生成的乙酸乙酯的状态、气味。
10.(2020·山东新高考质量测评联盟5月联考)实验室中某此气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置),用此装置和相关试剂不能制取的气体是( )。
A.NH3 B.SO2 C.NO2 D.Cl2
【解析】选A。用浓氨水滴加到氧化钙中生成氨气,氨气密度比空气小,因此收集时应短进长出收集NH3,因此该装置不能收集氨气,故A符合题意;亚硫酸钠和浓硫酸反应生成SO2,SO2密度比空气大,收集时长进短出,用NaOH溶液处理尾气要防倒吸,该装置能制取SO2,故B不符合题意;铜和浓硝酸反应生成NO2,NO2密度比空气大,收集时长进短出,用NaOH溶液处理尾气要防倒吸,该装置能制取NO2,故C不符合题意;高锰酸钾和浓盐酸反应生成Cl2,Cl2密度比空气大,收集时长进短出,用NaOH溶液处理尾气要防倒吸,该装置能制取Cl2,故D不符合题意。
11.(2020·天津六校第二次联考)如图是实验室制取气体的装置,其中发生装置相同,干燥和集气装置有两套,分别用图1和图2表示。下列选项中正确的是( )。
【分析】由实验装置可知,反应物为固体和液体,且不需要加热;图1收集装置的特点是:气体能用碱石灰干燥,气体可用向下排空气法收集;图2收集装置的特点是:气体能用氯化钙干燥,气体可用向上排空气法收集,结合发生的反应及气体的性质来解答。
【解析】选D。电石和饱和食盐水可以制取C2H2,其密度比空气下,应用向下排空气法收集,故A错误;大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳气体和碱石灰反应,所以不能用碱石灰干燥,但二氧化碳的密度大于空气的密度,应用向上排空气法收集,故B错误;铜和稀硝酸反应生成NO,一氧化氮能和氧气反应生成二氧化氮,所以不能用排空气法收集,故C错误;氧化钙和浓氨水反应生成氨气,氨气和碱石灰不反应,所以可用碱石灰干燥,氨气的密度小于空气的密度,所以可用向下排空气法收集,故D正确。
12.下图是实验室制取气体装置,其中发生装置相同(省去了铁架台和锥形瓶中的药品),干燥和收集装置有二套,分别用图一和图二。下列选项中不正确的是( )。
【解析】选C。锌和稀盐酸反应制取H2,H2中混有的H2O和HCl可用碱石灰吸收,H2的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故A不符合题意;碳化钙和饱和食盐水反应制取乙炔,乙炔中混有水、硫化氢和磷化氢等杂质,可用碱石灰吸收,乙炔的密度小于空气,应用向下排空气法收集,故B不符合题意;铜和浓硫酸在常温下不能发生反应,必须在加热条件下才有SO2气体生成,故C符合题意;过氧化钠和水反应可制备氧气,采用氯化钙干燥,氧气的密度比空气的大,因此用向上排空气法收集,故D不符合题意。
13.(2020·哈尔滨第一次调研)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(夹持和净化装置省略)。仅用以下实验装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是
【解析】选C。浓氨水与碱石灰不加热可以制取氨气,但是氨气的密度比空气小,不能用向上排空气方法收集,A错误;浓硝酸与Cu反应产生NO2气体,NO2密度比空气大,可以用向上排空气方法收集,NO2是大气污染物,但NO2若用水吸收,会发生反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO,产生的NO仍然会污染空气,B错误;浓硫酸与Na2SO3发生复分解反应,产生Na2SO4、H2O、SO2,SO2密度比空气大,可以用向上排空气方法收集,SO2是大气污染物,可以用NaOH溶液吸收,发生反应为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,为防止倒吸,安装了倒扣漏斗,从而达到环境保护的目的,C正确;稀硝酸与Cu反应产生NO气体,NO与空气中的氧气会发生反应,所以不能用排空气方法收集,D错误。
14.(2020·自贡一模)下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )。
【解析】选D。用氯化铵和氢氧化钙固体制氨气时有水生成,试管口应向下倾斜;NO能与空气中的氧气反应生成NO2且和空气密度相近,应用排水法收集;氢气密度比空气小,收集氢气时导管应“短进长出”。
15.(2020·天津市部分区质量调查)下列选项中的气体能用如图装置制备,且所选试剂、干燥剂均正确的是( )。
【解析】选B。氯酸钾和二氧化锰均是固体,不需要分液漏斗,A错误;利用浓氨水和生石灰,借助于该装置可以制备氨气,B正确;稀硝酸和锌反应生成NO,得不到氢气,C错误;SO2是酸性氧化物,不能用碱石灰干燥,D错误。
16.(2020·河北唐山三模)用下图装置制备、净化、收集下表中的四种气体(a、b、c表示相应仪器中加入的试剂),其中可行的是( )。
【解析】选D。NO2与NaOH反应而被吸收,不能用NaOH溶液净化,故A错误;稀硫酸与锌反应生成氢气,可以用浓硫酸净化,但氢气密度小于空气,应用向下排空气法收集,故B错误;氨气密度比空气小,应用向下排空气法收集,故C错误;双氧水在二氧化锰作用下分解生成氧气,c中浓硫酸干燥气体,最后用向上排空气法收集,均合理,故D正确。
17.化学是一门以实验为基础的自然科学,用下列各装置或其组合能完成相应实验的是(已知实验室可用块状硫化亚铁(FeS)与稀硫酸反应制取硫化氢(H2S)气体)
A.装置②⑦可用于制取并收集干燥的CO2
B.装置①⑤可用于制取并收集氧气
C.装置②⑥可用于制取并收集硫化氢(H2S)气体
D.装置④装满水后可以收集并储存氧气,需要氧气时可用水将装置中的氧气排出,水应从b端通入
【解析】选B。CaCO3和盐酸用装置②可以制取CO2,用⑦可用于收集的CO2,但是气体没有干燥,不能完成要求的实验,A错误;装置①可以用于KMnO4或KClO3与MnO2的混合物加热制取氧气,用于氧气难溶于水,实验可用装置⑤收集氧气,B正确;在装置②中发生反应FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑,制取H2S气体,该气体密度比空气大,因此不能使用装置⑥的向下排空气的方法收集硫化氢(H2S)气体,C错误;装置④装满水后可以收集并储存氧气,需要氧气时可用水将装置中的氧气排出,水应从a端通入,D错误。
【考点】考查实验装置或其组合与完成相应实验的正误判断的知识。
18.气体制备装置中不能“随开随制,随关随停”的是( )。
【解析】选C。选项A、B、D中都是利用了简易启普发生装置的原理,关闭止水夹,使装置内气压增大把液体压出反应装置,实现反应液与固体反应物不接触,达到反应停止的目的;但是C中长颈漏斗下面套了个小试管,液体先充满小试管然后溢出到大试管与固体反应物接触,所以即使关闭止水夹,也不能使大试管中的液体重新压回长颈漏斗中,无法实现固液分开不能停止反应,所以C错误。
【考点】本题考查的是基础实验装置。
19.实验室若用70%的硫酸溶液和亚硫酸钠粉末反应制取二氧化硫,并要求方便控制反应速率,可选用下图所示气体发生装置中的( )。
【分析】用硫酸和亚硫酸钠制取SO2的试剂为固态和液态,反应条件不需加热,可通过控制添加硫酸的速率来控制反应速率,由此分析解答
【解析】选A。用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,由于反应不需要加热,排除装置C;B装置不密封,又由于亚硫酸钠是细小颗粒,易溶于水,不可选用装置BD,故可选用的发生装置是A。
【点评】本题考查气体发生装置的选择、浓硫酸的化学性质,题目难度不大,明确化学实验基本操作方法及常见气体发生装置特点为解答关键,注意明确浓硫酸的性质,试题侧重考查学生的化学实验能力
20.实验室采用如图装置制备气体,下列有关说法不正确的是( )。
A.实验前必须检查装置的气密性
B.该装置可以用于制备氢气、氧气和氨气
C.为了防止固体颗粒堵塞导气管,常在试管口放一团棉花
D.若用该装置制备氧气,并用排水法收集,实验结束时要先将导管撤出水槽,再停止加热
【解析】选B。制取气体时应先检查装置的气密性,否则由于漏气而收集不到气体,故A正确;该装置属于固固加热装置,不能制备氢气,故B错误;固体颗粒可能堵塞导气管,在试管口放一团棉花可防止,故C正确;先将导管撤出水槽,再停止加热,可防止倒吸,故D正确。
21.以下气体发生装置中,不易控制反应产生气体的量的是( )。
【解析】选B。C、D两项中的装置类似于启普发生器,可以通过活塞的开关调节反应器的压强,控制反应的发生和停止来控制产生气体的量;A项中的装置可以通过控制液体的加入量来控制产生气体的量。
22.下列制备和收集气体的实验装置合理的是( )。
A.装置①:用氯化铵和氢氧化钙制NH3
B.装置②:用铜和稀硝酸制NO
C.装置③:用锌粒和稀硫酸制H2
D.装置④:用双氧水和二氧化锰制O2
【解析】选D。A中的发生装置大试管口要略向下倾斜;NO不能用排空气法收集,它易和氧气反应;氢气要用向下排空气法收集;密度小于空气密度。
二、仪器连接型
1.为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体,从下图中选择合适的装置并连接。
其中连接顺序合理的是( )。
A.a-a′→d′-d→e B.c-c′→d-d′→g
C.b-b′→d-d′→g D.d-d′→c-c′→f
【解析】选B。盐酸和大理石反应制得的CO2气体中含有氯化氢和水蒸气,除氯化氢用饱和碳酸氢钠溶液,干燥(除水蒸气)用浓硫酸,二氧化碳比空气密度大,所以用向上排空气法收集CO2气体。
2.(2020•天津红桥区模拟)下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的接,下列说法正确的是( )。
A.制备收集C2H4:连接a→d→f
B.制备收集NO2:连接a→c→f
C.制备收集Cl2:连接a→d→e
D.制备收集NH3:连接b→→e
【解析】选D。实验室制备乙烯,利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应,所以需温度计测在反应混合物中测量反应的温度,否则发生其它副反应,所以连接a→d→f无法制备,故A错误;实验室制备NO2,利用铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应无需加热,所以不能选择a装置,二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸,所以二氧化氮不能用排水法收集,所以连接a→c→f无法制备,故B错误;氯气能与碱石灰反应,不能用碱石灰干燥,故C错误;实验室制备NH3,可用浓氨水和CaO固体反应,NH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,浓氨水易挥发,CaO固体与水反应放出大量的热,导致温度升高,使得氨气在水中的溶解度进一步减少,以气体的形式逸出,制得氨气,可选择b装置,制得的氨气中含有水蒸气,可用碱石灰干燥,氨气密度比空气小,需用向下排空气法收集,所以需短管进,长管出,所以连接b→d→e可制备收集氨气,故D正确。
3.(2020•醴陵一模)下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的纯净、干燥的气体(考虑有毒尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是( )。
A.制备收集CO2:连接b→d→e
B.制备收集H2:连接b→c→g
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
【考点】化学实验方案的评价
【专题】实验评价题;气体的制备与性质检验类实验
【解析】选D。二氧化碳是酸性氧化物,能和碱石灰反应,所以不能用碱石灰干燥,需要用酸性干燥剂干燥,如浓硫酸等,故A错误;用排水法收集氢气时氢气中会含有部分水蒸气,所以得不到干燥的氢气,故B错误;氨气极易溶于浓硫酸,易产生倒吸现象,尾气处理时应该用倒置的漏斗防止倒吸,且可以用水吸收氨气,故C错误;实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气,所以应该用a装置制备氯气;浓盐酸具有挥发性导致生成的氯气中含有氯化氢,HCl极易溶于水,NaCl溶液抑制氯气溶解,所以可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl;HCl是酸性气体,应该用酸性干燥剂干燥,所以可以用浓硫酸干燥;HCl密度大于空气,应该用向上排空气法收集,用碱性物质处理尾气,所以连接顺序是a→f→c→e→d,故D正确。
【点评】本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及气体制备、干燥、收集和尾气处理,明确实验原理、物质性质是解本题关键,会根据反应物状态和反应条件确定反应装置、根据物质性质差异性除杂、根据气体密度和溶解性确定收集方法,题目难度不大.选项
A
B
C
D
M
浓盐酸
浓氨水
稀盐酸
浓硫酸
N
浓硫酸
碱石灰
碳酸钙
铜片
选项
X
收集气体
Y
A
碱石灰
氯气
氢氧化钠
B
碱石灰
氯化氢
氢氧化钠
C
氯化钙
二氧化硫
氢氧化钠
D
氯化钙
一氧化氮
氢氧化钠
选项
A
B
C
D
X中试剂
浓盐酸
双氧水
浓硫酸
浓氨水
Y中试剂
KMnO4
MnO2
Cu
NaOH
气体
Cl2
O2
SO2
NH3
选项
发生装置中的药品
干燥和集气装置
A
电石和饱和食盐水
图2
B
大理石和稀盐酸
图1
C
铜和稀硝酸
图2
D
氧化钙和浓氨水
图1
A
锌和稀盐酸
选用图1
B
碳化钙和饱和食盐水
选用图1
C
铜和浓硫酸
选用图2
D
过氧化钠和水
选用图2
选项
a中的液体
b中的物质
c中收集的气体
d中的液体
A
浓氨水
碱石灰
NH3
H2O
B
浓硝酸
Cu
NO2
H2O
C
浓硫酸
Na2SO3
SO2
NaOH溶液
D
稀硝酸
Cu
NO
NaOH溶液
选项
气体
所用试剂
干燥剂
装置(可加热)
A
O2
氯酸钾和二氧化锰
无水氯化钙
B
NH3
浓氨水和生石灰
碱石灰
C
H2
稀硝酸和锌粒
浓硫酸
D
SO2
浓盐酸和亚硫酸钠
碱石灰
选项
气体
a
b
c
A
NO2
浓硝酸
铜片
NaOH溶液
B
H2
稀硫酸
锌片
浓硫酸
C
NH3
浓氨水
生石灰
碱石灰
D
O2
双氧水
MnO2粉末
浓硫酸
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