(新高考)高考化学大一轮复习课件第4章第24讲常见气体的实验室制备、净化和收集(含解析)
展开1.了解常见气体制备原理、装置及改进。2.能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
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：
发生装置如图：制备气体： 、 、CH4等。
制备气体：Cl2、C2H4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.常见气体典型制备系统举例(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
4.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。
6.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。
7.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实验室制取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a、c装置。③制取H2时，尾气处理可采用a、c装置。
1.判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
2.判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
一、和气体制备有关的组合装置分析应用1.下列实验方案最合理的是
2.碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为2LaCl3＋6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。下列说法错误的是
A.导管的连接顺序为f→a→b→d→e→cB.X中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液C.球形干燥管的作用为防倒吸D.Z中通入气体的方式是先通入足量CO2，后通入过量的NH3
二、和气体制备有关的组合选项分析应用3.(2022·宁波高三质检)用右图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是
4.用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是
A.制备收集C2H4：连接a→c→gB.制备收集NO：连接b→c→e→dC.制备收集NH3：连接b→d→e→cD.制备收集Cl2：连接a→f→c→e→d
三、和气体制备有关的仪器连接分析应用5.根据实验目的设计如下装置的连接中，正确的是
A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B.Ⅲ装置之后缺少干燥装置C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D.CuO没有全部被还原
6.用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是
1.(2021·全国乙卷，8)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是
2.(2020·江苏，5)实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是
A.①②③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、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
3.(2017·全国卷Ⅰ，10)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
1.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
2.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)
3.(2022·广州市普通高中毕业班综合测试)用如图装置制取气体(图中加热及气体收集装置均已略去；必要时可加热；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
4.(2022·天津模拟)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。下列选项正确的是
A.装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2 ＋NH4Cl NaCl＋N2↑＋2H2OB.加热片刻后需要将酒精灯移开，说明该反 应是放热反应C.装置Ⅱ的作用是冷凝水蒸气D.在装置Ⅲ末端收集纯净干燥的N2只能用向 下排空气法
5.(2022·晋中市高三一模)某实验小组拟利用如图装置制取干燥的氮气。下列说法错误的是
C.实验过程中，先启动A处反应，一段时间后再点燃C处酒精灯D.从产品纯度考虑，C、D装置之间应该增加E装置
6.(2022·铁岭模拟)Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是
A.装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸B.C中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋
A.实验开始时先通入CO2排出装置中的空气B.装置①中生成SO2的反应属于氧化还原反应C.向装置③中注入O2，产生红棕色气体，说明 装置②中产生了NOD.装置④可以防止空气进入装置③干扰实验
7.探究SO2与NaNO3溶液反应的实验装置如图所示，下列说法错误的是
A.装置a中反应的化学方程式为MnO2＋ 4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2OB.装置b、c中盛装的分别是饱和食盐水 和浓硫酸C.装置d、e之间应添加一个干燥装置D.此实验的尾气，除氯气外都可直接排 放到大气中
8.(2022·佛山市南海区高三摸底测试)在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入纯净的氯气，可制得易水解的AlCl3，反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C 2AlCl3＋3CO，实验装置如图所示。下列说法错误的是
A.可用乙醇作洗涤剂除去溴苯中溶解的 少量Br2B.装置乙中进行水浴加热的目的是防止 溴蒸气冷凝C.装置丙中的铁丝主要用于搅拌，使反 应物充分混合D.装置丁中有淡黄色沉淀产生，证明苯与溴发生了取代反应
9.已知：MnO2＋2NaBr＋2H2SO4 MnSO4＋Na2SO4＋Br2↑＋2H2O，实验室利用如图所示的装置制备溴苯(部分夹持及加热装置已略去)。下列说法正确的是
A.能证明氧化性的相对强弱的实验现象为③ 中溶液上方出现红棕色气体B.滴加浓硝酸前要先打开弹簧夹通一段时间 氮气C.②中的试剂为水D.⑥的作用是吸收尾气
10.资料显示：浓硝酸能将NO氧化成NO2，而稀硝酸不能氧化NO；氢氧化钠能吸收NO2，但不能吸收NO。某学习小组据此验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。下列说法错误的是
11.(2022·徐州市高三模拟)实验室通过如图所示装置制备Na2S2O3，反应原理：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。下列有关说法错误的是A.导管a的作用是有利于硫酸滴入B.装置A中的反应体现硫酸的酸性C.装置B、D作用完全相同D.装置C中先有淡黄色浑浊产生，后又变澄清， 说明过程中有硫单质生成
下列说法不正确的是A.装置①中用Cu片代替Na2SO3也能达到实 验目的B.装置②中溴水可以用酸性高锰酸钾溶液 代替C.装置③中出现浑浊，说明SO2具有氧化性D.装置④的作用是吸收SO2，防止发生倒吸和污染环境
12.某同学用浓硫酸与亚硫酸钠制备SO2并探究其相关性质，实验装置如图所示。
A.用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5B.A装置制备NH3，E装置制备Cl2C.反应时，装置C中观察到的现象是黄绿色变浅，有白烟产生，说明生成NH4Cl和N2D.尾气中的NH3可被F装置吸收
13.某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应，下列有关说法错误的是
下列叙述错误的是A.通入氮气可排尽装置中的空气，防止氧气的干扰，a管的作用是平衡气压B.若实验后酸性KMnO4溶液的颜色变浅、pH增大，则气体产物中含有SO2C.若实验后Ba(OH)2溶液中产生白色沉淀，则气体产物中含有CO2D.若实验后E装置中黑色固体变红、F装置中溶液变浑浊，则气体产物中含有CO
14.(2022·广州市天河中学质检)高温下CaSO4和焦炭可发生反应：CaSO4＋C CaS＋CaO＋气体产物。某化学兴趣小组设计了如图所示实验装置探究气体产物的成分。已知B、C、D、E、F装置中的试剂均为足量。
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.导管a的作用是平衡压强，便于使稀硫酸顺利 流下D.I的作用是吸收挥发出的H2S气体
15.(2022·重庆市第十一中高三模拟)“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原理，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·H2O===4H2O＋[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
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