2019届高考化学一、二轮衔接专题整合(十五)　常见气体的制备作业

专题整合(十五)　常见气体的制备

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[一题串知·迁移练]

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)。

[串知设计]

(1)①要根据反应物的状态及反应条件，选择合适的发生装置，如装置Q(启普发生器)是用于块状固体与液体反应制取气体的装置，其优点是随开随用、随关随停，能否用于二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气，为什么？

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________________________________________________________________________。

②实验室制取氨气，当反应物为Ca(OH)2和NH4Cl时应选用装置________，当反应物为浓氨水和固体NaOH(或浓氨水和固体CaO)应选用装置________。

(2)由于制得的氢气中含有H2S、O2、HCl和H2O等杂质，故在与WO3反应前需进行气体的净化，装置①盛装焦性没食子酸溶液的作用是__________________；装置②盛装KMnO4溶液的作用是________；装置③盛装浓H2SO4吸收H2O，对气体进行干燥。

(3)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择，如收集H2一般采用向______排空气法，收集CO2一般采用向________排空气法，收集Cl2一般采用排________。

(4)通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用装置有：

①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用装置______。(填字母，下同)

②吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用装置________。

③CO、NO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去，用装置________。

答案：(1)①不能，启普发生器不能加热，而二氧化锰与浓盐酸需要在加热条件下反应，且二氧化锰是粉末状固体

②甲　乙

(2)除去O2，吸收HCl　除去H2S

(3)下　上　饱和食盐水法

(4)①A　②B或C　③D或E

[保分题目·综合练]

1.用如图所示装置进行下列实验，能达到实验目的的是(　　)

A．瓶中盛适量浓H2SO4，从A口进气来干燥NH3

B．从B口进气，用排空气法收集CO2

C．瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集NO2

D．瓶中装满水，A口连接导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成H2的体积

解析：选D　A项，不能用浓H2SO4干燥NH3；B项，用向上排空气法收集CO2时，应从A口进气；C项，NO2与H2O反应，不能用排水法收集；D项，H2难溶于水，从B口导入H2，能将瓶中水压入量筒中，从而测量H2的体积。

2．为了净化和收集由盐酸和大理石制得的CO2气体，从下列图中选择合适的装置并连接。合理的是(　　)

A．a—a′→d—d′→e　　　    B．b—b′→d—d′→g

C．c—c′→d—d′→g       D．d—d′→c—c′→f

解析：选C　由盐酸和大理石制得的CO2气体中会含有杂质H2O(g)和HCl，除杂的试剂分别为浓硫酸与饱和NaHCO3溶液，应先让气体通过饱和NaHCO3溶液除去HCl，再通过浓硫酸干燥。CO2的相对分子质量为44，比空气(29)的大，因此收集CO2时应用向上排空气法。所以装置选择和连接顺序合理的应为C选项。

3．现有稀硫酸和用铜网包好的锌粒及下列图中的有关仪器和用品。需要组装一套制备适量氢气的简易装置，要求能随开随用、随关随停。则应选用的仪器(不得损坏)的编号是(　　)

①试管　②烧杯　③酒精灯　④铜块　⑤玻璃管

⑥带有玻璃导管和活塞的橡胶塞

A．①②⑤⑥      B．①②④⑥

C．②④⑤⑥      D．②③⑤⑥

解析：选C　铜块置于烧杯中，加稀硫酸，将用铜网包好的锌粒放在铜块上，用玻璃管罩住并塞上橡胶塞。

4．常温下，使用如图实验装置和表中所给的试剂制取并收集不同气体，能达到实验目的的是(　　)

解析：选D　A项，浓盐酸和MnO2反应制取Cl2，需要在加热条件下才能反应，错误；B项，NH3不能用浓硫酸干燥，错误；C项，NO2的密度比空气的密度大，用向上排空气法收集，而图示中丁为向下排空气法，错误；D项，硫酸和Na2SO3反应生成SO2，SO2用向上排空气法收集(丙)，用NaOH溶液吸收尾气，丁防倒吸，正确。

5．实验室制取下列气体，所用试剂和干燥剂都正确的是(　　)

解析：选A　Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气与浓硫酸不反应，能用浓硫酸干燥，故A正确；KClO3和浓盐酸反应能生成氯气，氯气能与碱石灰反应，不能用碱石灰干燥，应该用浓硫酸或P2O5干燥，故B错误；固体NaCl与浓硫酸反应生成HCl，与稀硫酸不反应，且酸性气体不能用碱性干燥剂干燥，所以HCl不能用碱石灰干燥，应该用浓硫酸或P2O5干燥，故C错误；NH4Cl和熟石灰加热生成氨气，氨气是碱性气体，碱性气体不能用酸性干燥剂干燥，应该用碱石灰干燥，故D错误。

6．下列制备和收集气体的实验装置合理的是(　　)

解析：选D　用NH4Cl和Ca(OH)2固体制NH3时有H2O生成，试管口应向下倾斜，A项错误；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，B项错误；H2密度比空气小，收集氢气时导管应“短进长出”，C项错误。

7．根据实验目的设计如下装置的连接中，正确的是(　　)

A．制备收集HCl：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

解析：选D　实验室制备HCl时，不能用排水法收集，故A错误；NO密度与空气密度接近，且能够与空气中氧气反应，不能用排气法收集，故B错误；NH3能够与浓硫酸反应，NH3通入浓硫酸后被吸收，所以无法制备，故C错误；实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取Cl2，所以应该用a装置制备Cl2；浓盐酸具有挥发性导致生成的Cl2中含有HCl，HCl极易溶于水，NaCl溶液抑制Cl2溶解，所以可以用饱和食盐水除去Cl2中的HCl；Cl2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；Cl2密度大于空气，用向上排空气法收集，用碱性物质处理尾气，故D正确。

8．下列气体的制备和性质实验中，由现象得出的结论错误的是(　　)

解析：选D　A项，NH3可以采取浓氨水和生石灰反应制取，可用红色石蕊试纸检验，试纸变蓝，说明NH3为碱性气体，正确；B项，利用浓硫酸的高沸点性和遇浓盐酸放热的性质，可以制取HCl气体，pH试纸变红，说明HCl气体为酸性气体，正确；C项，浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2，Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验，试纸变蓝，说明KI转化为I2，则说明Cl2有强氧化性，正确；D项，SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性，错误。

9．测定1 mol氢气体积的实验中需用气体体积的测量装置。如图所示装置在实验条件下不能用于测量气体体积的是(　　)

解析：选D　导气管短进长出，气体排出的液体体积即为气体体积，用量筒可以读取气体体积，故A不符合题意；量气管上有刻度，通入气体平衡两端液面，可以读取气体体积，故B不符合题意；用排水法可以在量筒中收集到一定体积的气体，读取量筒刻度得到气体体积，故C不符合题意；气体从右侧排出，无法收集到一定体积气体，故D符合题意。

10．氢化钙是重要的生氢剂，遇水或酸能够引起燃烧。利用下列装置制备CaH2固体(提供的实验仪器不得重复使用)，下列说法正确的是(　　)

A．装置①在加入试剂前无需检查气密性

B．各个装置仪器接口的连接顺序为a→c→b→f→g→d→e

C．加热装置④之前必须检查气体的纯度

D．装置③的主要作用是防止空气中的CO2、H2O(g)进入装置④中

解析：选C　装置①为启普发生器，加入试剂之前必须检查装置的气密性，A错误；装置①中产生的氢气会混有HCl、H2O(g)，通过装置③可以除去这两种杂质，所以仪器接口的连接顺序为a→d→e→f→g(或g→f)→b→c，B错误；为了防止金属钙与空气中的物质发生反应，需要在加热前通入氢气排尽装置④硬质玻璃管中的空气，通过检查氢气的纯度确定是否将空气排尽，C正确；装置③的作用是除去氢气中混有的HCl、H2O(g)，D错误。

11．Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是(　　)

A．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应

B．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触

C．Y形管乙中产生的是氧化性气体，其将BaSO3氧化为BaSO4沉淀

D．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体

解析：选D　玻璃管起到平衡内外压强的作用，A项错误；要使SO2与BaCl2溶液反应生成BaSO3，应通过d管向溶液中通入碱性气体NH3，d管不能插入溶液中，否则氨气溶于水时，易造成倒吸，B项错误；Y形管乙中产生的是NH3，C项错误；Y形管乙用于制备碱性气体，D项正确。

12．利用如图所示装置进行实验，能达到实验目的的是(必要时可加热)(　　)

解析：选B　二氧化氮能够与水反应，应该用排空气法收集，故A错误；亚硫酸钠与硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫能够使品红溶液褪色，故B正确；二氧化锰与浓盐酸反应的过程中有水蒸气生成，无法验证氯气没有漂白性，故C错误；盐酸具有挥发性，挥发出来的HCl气体也能使硅酸钠溶液变浑浊，故D错误。

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1．气体制备的三类发生装置

(1)实验室可通过①装置制取的常见气体有NH3、O2。

(2)实验室可通过②装置制取的常见气体有Cl2、SO2、NO、NO2、HCl。

(3)实验室可通过③装置制取的常见气体有H2、CO2。

2．气体制备的三类净化装置

3．气体净化的两种方法

4．气体制备中尾气处理的三种方法