暑假作业06 常见气体的制备-【暑假专题复习】2024年高一化学暑假培优练（人教版2019必修第二册）

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1.气体制备实验的基本思路
2.重要气体的发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：
（1）固体＋固体气体
发生装置：
制备气体：O2、NH3等。
（2）固体＋液体或液体＋液体气体
发生装置：
制备气体：Cl2等。
（3）固体＋液体(不加热)―→气体
发生装置：
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3.气体的除杂方法
（1）除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。
（2）气体干燥净化装置
当CO2中混有O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2，除杂试剂是Cu粉。
4.气体的收集方法
5.集气装置的创新——排液集气装置
装置(Ⅰ)从a管进气b管出水可收集难溶于水的气体，如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换，还可以收集以下气体。
①饱和食盐水——收集Cl2。
②饱和NaHCO3溶液——收集CO2。
③饱和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由A瓶排入B瓶，在瓶A中收集到气体。
6.尾气处理的原因、方法及装置
（1）原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。
（2）处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。
（3）尾气处理装置(见下图a、b、c)
①制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。
②制取CO时，尾气处理可采用ac装置。
③制取H2时，尾气处理可采用ac装置。
对于氨气等极易溶解的气体，在处理吸收时，要注意防倒吸（见下图）
1．实验室收集NO、NO2两种气体，下列收集方法正确的是( )
A．均可用排水法
B．均可用向上排空气法
C．NO用向上排空气法，NO2用排水法
D．NO用排水法，NO2用向上排空气法
2．广口瓶被称为气体实验的“万能瓶”，是因为它可以配合玻璃管和其它简单仪器组成各种功能的装置。下列各图中能用作安全瓶防倒吸装置的是
A．B．C．D．
3．实验室用如图装置制氨气并验证氨气的某些化学性质，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．用装置丙验证氨气具有还原性
D．用装置丁吸收尾气
4．下列实验无法达到预期实验目的的是
A．用甲验证与浓硝酸反应的热量变化B．用乙验证易溶于水
C．用丙制取并收集少量氨气D．用丁验证与反应
5．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)( )
6．用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是( )
7．我国推行的新型冠状病毒防治方案，明确指出应当使用含氯消毒液进行消毒。氯气与冷烧碱溶液反应可制得“84”消毒液，实验装置如图。下列有关说法不正确的是( )
A．甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体
B．乙中可采用热水浴，有利于加快反应速率
C．在甲、乙之间加入饱和食盐水洗气，可提高NaOH利用率
D．在乙之后再连接NaOH溶液吸收尾气，更加符合绿色化学思想
8．氮化锶()在工业上广泛应用于生产荧光粉，遇水会剧烈反应。某化学兴趣小组利用如图所示装置制备氮化锶并检验其性质(部分夹持装置略)。请回答下列问题。
（1）Sr位于第ⅡA族，其单质可由通过 法制得。Sr的单质与氧气加热反应时能生成过氧化锶，过氧化锶的电子式为 。
（2）用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气，其反应的离子方程式是 ，该反应中每生成标准状况下，转移电子的物质的量为 。
（3）装置C中装有 ，实验时，先点燃酒精灯 (填“A”或“B”)，原因是
（4）氮化锶要干燥保存，遇水会剧烈反应，有氨气产生，该反应的化学方程式为 。
9．实验室采用下列方法制取NH3：
①固体Ca(OH)2与NH4Cl共热。
②NH4HCO3固体中加NaOH固体(过量)，常温下即能产生NH3；装置如图。
③NaOH固体中加入浓氨水。
④NH4Cl浓溶液中加生石灰。
请回答下列问题：
（1）写出②方法制取氨气的化学方程式___________________________。
（2）说明③方法制取氨气的原理：_____________，为什么此法不加热？ __________。
（3）请从下面的仪器中选择④方法制取氨气的发生装置________(写字母，要求使用仪器最少、合理)。
写出用NH4Cl浓溶液与生石灰反应制取氨气的理由：__________。
（4）某同学设计了如图装置收集氨气，下列说法不正确的是________(填字母)。
A．收集氨气的原理是向下排空气法
B．干燥管的作用是防止倒吸
C．当烧杯中的水变红时证明氨气已收集满
D．该装置会形成红色喷泉

10．下列实验方案最合理的是( )
11．如图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应所产生的所有气体产物。下列说法不正确的是
A．物质甲可以是无水
B．丙中溶液褪色，丁中溶液变浑浊，说明反应中生成
C．戊中可用溶液吸收尾气
D．浓硫酸在反应中表现强氧化性
12．某校化学实验小组学生为了验证非金属元素氯的非金属性强于硫和氮，设计了一套实验装置如图(已知氯气能把氨气氧化生成氮气和氯化氢)。
回答下列问题：
（1）配平A中反应的化学方程式： _______HCl(浓)+_______KMnO4=_______MnCl2+_______KCl+_______Cl2↑+_______ H2O。该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
（2）B中浸有NaOH溶液的棉花团的作用为 ；B中的现象为 ，由该现象得非金属性：Cl＞＞S。
（3）E中反应化学方程式为 。
（4）D中出现白烟，涉及的反应化学方程式为 、 。
（5）有同学认为D中的现象并不能说明氯的非金属性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，请指出洗气装置盛装试剂为 (填名称)。
13．Cl2O为国际公认高效安全灭菌消毒剂之一，实验室可用潮湿的Cl2与Na2CO3反应制取，反应装置如图所示(夹持装置已略)。
已知：Cl2O熔点为116℃，沸点为3.8℃，浓度过高或加热时易发生分解并爆炸。Cl2沸点为-34.6℃，液氨沸点为-33.5℃。
（1）写出装置A中发生反应的离子方程式：_______。
（2）检查虚框中装置气密性的方法为：用止水夹夹住装置A两端的橡胶管，_______，加水，一段时间后，水不能顺利流下，则气密性良好。
（3）下列有关该实验的说法中不正确的是_______。
A．实验室也可用KMnO4与浓盐酸反应制备氯气
B．B中试剂是浓硫酸，目的是干燥氯气
C．氮气的作用之一是稀释生成的Cl2O，减少实验爆炸危险
D．从装置D中逸出气体的主要成分是Cl2O
（4）①装置C中潮湿的Cl2与Na2CO3以等物质的量反应，生成NaHCO3、气体Cl2O和另一种盐X，试写出该反应化学方程式_______。
②设计实验方案验证C中生成的产物中另一种盐X中的阴离子_______。
（5）该实验装置存在一处明显的不足，其改进措施为_______。
14．某化学兴趣小组为了制取氨气并探究其性质，按下列装置(部分夹持装置已略去)进行实验。

（1）若氨气的发生装置选择a，则其化学反应方程式为 。
（2）若氨气的发生装置选择b，则所用的试剂为 和 。
（3）B装置中的干燥剂可选用 ：实验中观察到C装置中的现象是 。
（4）当实验进行一段时间后，挤压D装置中的胶头滴管，滴入1～2滴浓盐酸，可观察到的现象是 ，E中倒扣漏斗的作用是 。
（5）氨气(NH3)是一种重要的化工原料，其中约80%用来生产各种氮肥。其中利用NH3生产NH4NO3的主要转化途径如图(转化所需试剂及条件已略去)：
NH3→NO→NO2→HNO3NH4NO3
①NH3→NO的化学方程为 。
②NO2→HNO3的化学方程式为 。
15．肼常用作火箭的燃料，实验室模拟氨和次氯酸钠反应制备肼，装置如图，回答下列问题：

（1）装置中使用的浓氨水、属于电解质的是 ，实验中装置B可能会发生倒吸，可使用如图中的 (填标号)代替；

（2）装置D中导管b的作用是 。
（3）装置C中制备肼的化学方程式为 。
（4）装置D中发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
（5）上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是 。
（6）如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池可为潜水艇提供动力。

写出负极的电极反应式： 。
16．学习小组在实验室中利用下图所示装置制备SO2并进行相关性质的探究。回答下列问题：
（1）仪器Q的名称为 ；装置b的作用是 。
（2）装置a中反应的化学方程式为 。
（3）根据装置e中产生的现象可证明SO2具有 性。。
（4）实验开始后，发现装置d中的溶液迅速变黄，继续通入SO2，装置d中出现乳黄色浑浊。该小组同学查阅资料得知，存在可逆反应：SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O。
探究I：探究浓度对上述可逆反应的影响
有同学认为除SO2的浓度外，其他离子的浓度对该可逆反应也有影响。完成实验设计进行验证(SO2体积已折算为标准状况下体积)。
限选试剂：0.1ml·L-1KI溶液、1.0ml·L-1KI溶液、2.0ml·L-1KI溶液、蒸馏水、浓硝酸
探究Ⅱ：探究SO2在KI溶液体系中的反应产物
有同学提出上述可逆反应生成的I2可与SO2发生反应：SO2+I2+2H2O=+2I-+4H+。为进一步探究体系中的产物，完成下列实验方案。
综上可知，SO2在KI溶液中发生了歧化反应(KI是催化剂，只有硫元素变价)，其反应的离子方程式为 。
类型
液态干燥剂
固态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
常见干燥剂
浓H2SO4(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂Cu、CuO、Mg等
收集方法
收集气体的类型
收集装置
可收集的气体(举例)
排水法
难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体
O2、H2、NO、CO等
排空气法
向上排空气法
密度大于空气且不与空气中的成分反应
Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空气法
密度小于空气且不与空气中的成分反应
H2、NH3
肚容式
分液式
选项
A
B
C
D
X
浓盐酸
浓硫酸
双氧水
浓氨水
Y
KMnO4
C2H5OH
MnO2
NaOH
气体
Cl2
C2H4
O2
NH3
选项
试剂甲
试剂乙
试剂丙
丙中的现象
A
稀盐酸
CaCO3
Na2SiO3溶液
有白色沉淀生成
B
浓硫酸
Na2SO3
BaCl2溶液
有白色沉淀生成
C
过氧化氢
MnO2
酸性KI-淀粉溶液
溶液变为蓝色
D
浓盐酸
KMnO4
Na2S溶液
有淡黄色沉淀生成
影响因素
编号
操作
现象
c(I-)
i
取50mL 于锥形瓶中，向其中通入20mLSO2
溶液变为浅黄色
ii
取50mL1.0ml·L1KI溶液于锥形瓶中，向其中通入20mLSO2
溶液迅速变黄
c(H+)
iii
取50mL1.0ml·L1KI溶液和5mL 于锥形瓶中，向其中通入20mLSO2
溶液迅速变黄
iv
取50mL1.0ml·L1KI溶液和5mL浓盐酸于锥形瓶中，向其中通入20mLSO2
溶液迅速变黄，且出现乳黄色浑浊
方案
操作
预期现象
结论
i
取适量装置d中浊液，向其中滴加几滴
溶液(填试剂名称)，振荡
无明显变化
浊液中无I2
ii
将装置d中浊液进行分离
得淡黄色固体和澄清溶液
取适量分离后的澄清溶液于试管中，


产物有