学年高三化学 一轮复习 化学实验气体的实验室制备净化和收集学案及强化训练.docx
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学年高三化学一轮复习化学实验气体的实验室制备净化和收集学案及强化训练
2018——2019学年高三化学一轮复习化学实验(气体的实验室制备、净化和收集)(学案及强化训练)
知识梳理
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、CH4等。
(2)固体+液体或液体+液体
气体
发生装置:
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.气体制备装置的改进
(1)
改进的目的:
用于加热易熔化的固体物质的分解,这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流,如草酸晶体受热分解制取CO2气体。
(2)“固体+液体―→气体”装置的创新
(3)“固(液)+液
气体”装置的创新
图A的改进优点是能控制反应液的温度。
图B的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体顺利流下。
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
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
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。
5.气体的收集方法
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
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ac装置。
③制取H2时,尾气处理可采用ac装置。
强化训练
1.用下图所示装置进行实验,下列实验现象描述错误的是( )
实验
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
答案 B
2.(2018·曲阜市高三检测)用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
试剂a
试剂b
试剂c
装置
A
验证非金属性:
S>C>Si
稀硫酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
B
制备纯净的氯气
浓盐酸
MnO2
饱和食盐水
C
检验溶液X中含有CO
盐酸
溶液X
澄清石灰水
D
除去Na2SO3中的Na2SO4
氯水
混合物
NaOH溶液
答案 A
3.利用如图所示装置进行下列实验,能得到相应实验结论的是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
浓硫酸
Na2SO3
KMnO4溶液褪色
SO2有漂白性
B
浓盐酸
KMnO4
FeBr2溶液变为黄色
氧化性:
Cl2>Br2
C
稀硫酸
碳酸钠
CaCl2溶液无明显变化
CO2不与CaCl2反应
D
浓硫酸
蔗糖
溴水褪色
浓硫酸具有脱水性、吸水性
答案 C
4.用下图所示装置进行实验,下列对实验现象的解释不合理的是( )
选项
①中试剂
①中现象
解释
A
品红溶液
溶液褪色
SO2具有漂白性
B
Na2SiO3溶液
产生胶体沉淀
酸性:
H2SO3>H2SiO3
C
Ba(NO3)2溶液
生成白色沉淀
SO
与Ba2+生成白色BaSO3沉淀
D
酸性KMnO4溶液
紫色褪去
SO2具有还原性
答案 C
5、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
答案 B
6.(2018·海南省海南中学高三月考)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( )
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
答案 D
7、Cl2O是一种强氧化剂,易溶于水且会与水反应生成次氯酸,与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。
一种制取Cl2O的装置如图所示,加热装置和夹持仪器已略。
已知:
Cl2O的熔点为-116℃,沸点为3.8℃;Cl2的沸点为-34.6℃;HgO+2Cl2===HgCl2+Cl2O。
下列说法正确的是( )
A.装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水
B.通干燥空气的目的是作氧化剂
C.从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2O
D.装置④与⑤之间不用橡皮管连接,是为了防止橡皮管燃烧和爆炸
答案 D
8.将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体在通常状况(约20℃,1.01×105Pa)的体积。
某同学拟选用如图实验装置完成实验:
最简易的装置其连接顺序:
A接(______)(________)接(________)(________)接(________)(填接口字母,可不填满)。
答案 E D G
9.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。
制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图:
上述仪器的连接顺序:
e接________,________接________,________接________,________接________(按气流方向,用小写字母表示)。
答案 d c a b i h g
10.亚硝酸钠是一种工业盐,在生产、生活中应用广泛。
现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品,探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知:
①NO+NO2+2OH-===2NO
+H2O
②气体液化的温度:
NO2(21℃)、NO(-152℃)
(1)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是_______________________________
________________________________________________________________________。
(2)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(从左向右连接):
A→________;组装好仪器后,接下来进行的操作是_______________________________________________。
答案
(1)排出装置中的空气,防止干扰NO的检验
(2)CEDB 检查装置的气密性
11.利用如图装置,进行NH3与金属氧化物MxOy反应生成M、N2、H2O,通过测量生成水的质量来测定M的相对原子质量。
a中试剂是浓氨水。
(1)仪器a的名称为________,仪器b中装入的试剂可以是____________。
(2)按气流方向正确的装置连接顺序为________(填字母,装置可重复使用)。
答案
(1)分液漏斗 NaOH或生石灰或碱石灰
(2)BDADC
12、(18年北京高考)实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。
资料:
K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性,在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
①A为氯气发生装置。
A中反应方程式是________________(锰被还原为Mn2+)。
②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。
_______
③C中得到紫色固体和溶液。
C中Cl2发生的反应有
3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH
2K2FeO4+6KCl+8H2O,另外还有________________。
(2)探究K2FeO4的性质
①取C中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。
为证明是否K2FeO4氧化了Cl-而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ
取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。
方案Ⅱ
用KOH溶液充分洗涤C中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b。
取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。
Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有______离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl-氧化,还可能由________________产生(用方程式表示)。
Ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。
用KOH溶液洗涤的目的是________________。
②根据K2FeO4的制备实验得出:
氧化性Cl2________
(填“>”或“<”),而方案Ⅱ实验表明,Cl2和
的氧化性强弱关系相反,原因是________________。
③资料表明,酸性溶液中的氧化性
>
,验证实验如下:
将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中,振荡后溶液呈浅紫色,该现象能否证明氧化性
>
。
若能,请说明理由;若不能,进一步设计实验方案。
理由或方案:
________________。
【答案】
(1).2KMnO4+16HCl
2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O
(2).
(3).Cl2+2OH−
Cl−+ClO−+H2O(4).i.Fe3+(5).4FeO42−+20H+
4Fe3++3O2↑+10H2O(6).排除ClO−的干扰(7).>(8).溶液的酸碱性不同(9).若能,理由:
FeO42−在过量酸的作用下完全转化为Fe3+和O2,溶液浅紫色一定是MnO4−的颜色(若不能,方案:
向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4,观察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色)
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