中小学教育资源及组卷应用平台
第52讲 常见气体的实验室制备与性质探究
【备考目标】 1.了解常见气体的制备原理、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。
考点1 常见气体制备的反应原理及发生装置
1．气体制备的反应原理
气体 制备原理
H2 Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
O2 2KClO32KCl＋3O2↑2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑2H2O22H2O＋O2↑2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
SO2 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
NO2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
CH≡CH CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑
C2H4 C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O
2.气体制备的发生装置
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
制备气体：O2、NH3、CH4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)气体
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
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。
题组练习
一、常见气体制备装置的选择
1．(2021·全国卷乙)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(浓) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(浓) HCl
解析：选C。Ca(OH)2和NH4Cl加热反应能够生成NH3，但NH3的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，图示收集方法不合理，A错误；B、D项的反应都为固液加热反应，需选用固液加热装置，不能选用固固加热装置，错误；KClO3在MnO2作催化剂时加热分解生成O2，O2的密度大于空气，可用向上排空气法收集，图示装置合理，故C正确。
2．(2023·河南重点高中联考)下列制备气体的装置、实验分析及评价均正确的是( )
选项 实验目的 实验装置 实验分析及评价
A 制CO2 H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不稳定，易分解出CO2，可用该装置制取CO2，且可以随开随用、随关随停
B 制NO 通入N2可排出空气，防止NO与O2反应生成NO2，用该装置可制取纯净的NO
C 制NH3 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。可用此装置快速制备少量NH3
D 制Cl2 MnO2作氧化剂、HCl作还原剂，实验室常用该装置制备Cl2
解析：选C。稀硫酸与碳酸钙反应生成的微溶的硫酸钙附着在碳酸钙表面会阻碍反应的继续进行，所以实验室不能用稀硫酸与碳酸钙反应制备二氧化碳气体，A错误；稀硝酸与铜反应制备一氧化氮时，用氮气虽然可以除去装置中的空气，防止一氧化氮被氧化，但氮气和一氧化氮的相对分子质量相差不大，制得的一氧化氮中会混有氮气，无法制得纯净的一氧化氮，B错误；浓氨水滴入氧化钙中，氧化钙与水反应生成氢氧化钙放出大量的热，反应使水的量减少，反应放出的热量使一水合氨受热分解生成氨气，反应的化学方程式为CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，则题给实验装置可用于快速制备少量氨气，C正确；二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水，由实验装置图可知，题给实验装置缺少酒精灯，无法用二氧化锰与浓盐酸制得氯气，D错误。
二、气体制备装置的改进与创新
3．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是( )
解析：选D。A、B、C可以利用压强差控制反应；D没有隔离板，所以不能控制反应随关随停。
4．某同学在实验室采用下列装置探究CO和H2的转化，并检验部分产物。已知草酸(HOOC—COOH)在浓硫酸存在时加热分解为CO2、CO和H2O，E中的ZnO/CuO仅作催化剂，实验完毕，F中收集到纯净液体1.536 g，G中收集到的气体体积为89.6 mL(折算成标准状况，不包括通入的氦气)。请回答下列问题：
(1)B中盛放的试剂为________。
(2)C中发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(3)向F中液体投入金属钠，有气泡产生，通过其他实验测得F中液体为纯净物，且其相对分子质量为32，则E中反应的方程式为_________________________________________________________。
(4)有关装置G的操作叙述正确的是______(填字母，下同)。
A．添加药品完毕，调整G中两液面相平，读得量气管的初始读数
B．当G中两液面差不再变化时，立即调整G中左右两侧液面相平，读得量气管的最终读数
C．初始读数时仰视，最终读数时俯视，导致测得气体体积偏大
(5)有关酒精灯操作的叙述正确的是______。
A．先点A处酒精灯，后点E处酒精灯 B．先点E处酒精灯，后点A处酒精灯
C．先撤A处酒精灯，后撤E处酒精灯 D．先撤E处酒精灯，后撤A处酒精灯
(6)该实验中分两次通入定量氦气，第二次通入氦气的作用是______________________________。
(7)综合实验中的数据，反应完毕，剩余n(H2)＝________mol。
解析：(4)添加药品完毕，调整G中两液面相平之前，应该先通入氦气赶走反应装置内的空气，避免发生爆炸，故A错误；当G中两液面差不再变化时，应该等气体恢复到室温时，再调整G中左右两液面相平，读得量气管的最终读数，故B错误；初始读数时仰视，最终读数时俯视，在量气管上的高度差变高，导致测得气体体积偏大，故C正确。(5)有关酒精灯操作的叙述，先点E处的酒精灯，让生成的CO和H2立即反应，后撤E处的酒精灯，因为第二次通氦气的目的是将反应器中残留的CO和H2赶到E处反应，不能没有加热条件，因此正确的是B、C。(6)该实验中分两次通入定量氦气，第二次通入氦气的作用是将反应器中残留的CO和H2赶到E处反应，否则定量实验测定的数据不准确。(7)综合实验中的数据，初始n(CO)＝＝0.05 mol，初始n(H2)＝0.1 mol，CO＋2H2CH3OH，生成甲醇0.048 mol，消耗0.048 mol CO和0.096 mol H2，应剩余0.006 mol CO和H2的混合气，G中收集气体0.004 mol，CO＋H2HCHO，甲醛易溶于水，故生成甲醛0.001 mol，所以反应完毕，剩余n(H2)为0.003 mol。
答案：(1)碱石灰 (2)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ (3)CO＋2H2CH3OH、CO＋H2HCHO
(4)C (5)BC (6)将反应器内残留的CO和H2全部转移到E处 (7)0.003
考点2 气体的净化、收集与尾气处理
1．气体的净化除杂方法
(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。
(2)吸收剂的选择
吸收剂的选择应根据被提纯气体的性质和杂质的性质来确定，一般情况如下：
①易溶于水的气体杂质可用水吸收；
②酸性杂质可用碱性物质吸收；
③碱性杂质可用酸性物质吸收；
④水为杂质时，可用干燥剂吸收；
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
(3)气体干燥净化装置
类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体加热
装置图
常见试剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 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。
2．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，且不与水反应的气体 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
3.集气装置的创新——排液集气装置
(1)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。
(2)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A瓶中收集到气体。
4．尾气处理的实验套装
(1)吸收法(如图甲、乙)：在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入溶液中，用某些试剂吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸。
(2)点燃(如图丙)或转化法：处理某些可燃性气体，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
(3)收集法(如图丁)：处理CH4、C2H4、H2、CO等。
题组练习
1．下列装置能达到实验目的的是( )
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
解析：选C。①收集NH3的装置瓶口无棉花；②NH3不溶于CCl4，通入CCl4中不会产生倒吸，逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收；③向长颈漏斗中加一定量的水，没过长颈漏斗的下端，关闭止水夹，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可说明装置气密性良好，反之，气密性不好；④CO2的密度比空气大，气体应长进短出。
2．根据如图所示的装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，能完成相应实验目的的是( )
选项 a中的物质 b中的物质 实验目的、试剂和操作
实验目的 c中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集贮存NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N
解析：选A。稀硝酸和Cu反应生成NO，NO不溶于水，不与水反应，用排水法收集NO，进气方向是N→M，A符合题意；浓硝酸具有强氧化性，与Na2SO3反应生成硫酸盐和NO2气体，因此无法检验SO2的氧化性，B不符合题意；由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和NH4Cl溶液，不能用排饱和NH4Cl溶液的方法来收集氨气，C不符合题意；二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，因此不能产生氯气，D不符合题意。
考点3 有关气体制备的综合实验探究
1．气体制备实验的基本思路
2．常见气体典型制备装置举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
3．实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应中的产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫等)排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。
③平衡气压，如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。
(3)压送液体
根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入或倒流入另一反应容器。
(4)温度控制
①控制低温的目的：减少某些反应物或产物的分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物的挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
③常考的温度控制方式：
a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。
b．油浴加热：均匀加热，反应温度在100～260 ℃之间。
c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
d．保温：如真空双层玻璃容器等。
题组练习
1．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＋3C2AlCl3＋3CO，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↑＋2H2O
B．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
解析：选D。装置a为制取Cl2的装置，浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应生成氯气，反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A项正确；b中盛装饱和食盐水，可用于除去氯化氢气体，c中盛装浓硫酸，起到干燥的作用，B项正确；氯化铝易水解，则应在装置d、e之间应添加一个干燥装置，防止装置e中的水进入装置d中，C项正确；尾气除氯气外还有CO，不能直接排放，D项错误。
2．(2022·辽宁高考)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：
(1)A中反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)装置B应为__________(填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞__________，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞__________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
(4)装置F的作用为_________________________________________________________。
(5)反应过程中，控温45 ℃的原因为___________________________________________。
(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为__________。
(7)取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.050 0 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为__________。
答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(2)② (3)a、b c、d
(4)防止外界水蒸气进入C中使催化剂中毒(5)适当升温加快反应速率，同时防止温度过高H2O2分解(6)H2＋O2H2O2 (7)17%
高考真题
1．(2024·浙江6月卷，4，3分)下列说法不正确的是( )
A．装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B．图②标识表示易燃类物质
C．装置③可用于制取并收集氨气 D．装置④可用于从碘水中萃取碘
答案：C
解析：A项，铜与浓硫酸反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O，可用装置①制取，气态产物为SO2，可利用SO2的漂白性进行检验，A正确；B项，图②标识表示易燃类物质，B正确；C项，NH3的密度比空气小，应用向下排空气法进行收集，C错误；D项，萃取是利用物质在不同溶剂中溶解性的差异进行分离混合物，装置④可用于从碘水中萃取碘，D正确；故选C。
2．(2024·广东卷，8，2分)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是( )
A B C D
制备Cl2 净化、干燥Cl2 收集Cl2 验证Cl2的氧化性
答案：A
解析：A项，利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，不能达到预期目的，A符合题意；B项，实验室制得的氯气中有HCl杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净化、干燥Cl2的目的，B不符合题意；C项，氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C不符合题意；D项，H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D不符合题意；故选A。
3．(2023·北京高考)完成下述实验，装置或试剂不正确的是( )
A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4
C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少量HCl
解析：选D。Na2CO3与HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和NaHCO3溶液，D项错误。
4．(2022·北京高考)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是( )
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉 KI溶液变蓝
B Cu与浓H2SO4生成SO2 品红溶液褪色
C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红
D CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
解析：选A。浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成碘，则淀粉 KI溶液变蓝色不能说明浓硝酸分解生成二氧化氮，故A符合题意；铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫有漂白性，能使品红溶液褪色，故B不符合题意；浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，NH3能使酚酞溶液变红，故C不符合题意；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不与溴水反应，溴水褪色则说明2 溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应生成了丙烯，故D不符合题意。
5．(2022·山东高考)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
解析：选A。相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，二氧化碳与饱和碳酸钠溶液反应析出碳酸氢钠固体，二氧化碳与碳酸钙反应生成溶于水的碳酸氢钙，最终瓶内固体为碳酸氢钠，则瓶中少量固体粉末不会消失，故A符合题意；氯气可氧化氯化亚铁生成氯化铁，Fe与氯化铁反应生成氯化亚铁，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故B不符合题意；酸性溶液中硝酸根离子可氧化Cu，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故C不符合题意；氨气极易溶于水，AgCl可溶于氨水生成银氨溶液，则瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液，故D不符合题意。
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．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)( )
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
解析：选C。浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成，氯气能溶于水且与水发生反应，则不能用排水法收集，故A不符合题意；在浓硫酸存在下，乙醇消去制乙烯需要迅速升温到170 ℃，故B不符合题意；双氧水在二氧化锰催化作用下分解制氧气，制取装置不需要加热，收集氧气可以用排水法，故C符合题意；氨气极易溶于水，不能用排水法收集，故D不符合题意。
2．关于下列各装置图的叙述中，正确的是( )
A．装置①是洗气装置，除去氯气中的氯化氢
B．实验室用装置②制取氨气
C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色
D．装置④中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸
解析：选D。装置①作洗气装置时，应长进短出；制取氨气时试管口应略向下倾斜；制备氢氧化亚铁时，胶头滴管要伸入新制硫酸亚铁溶液中；由于氨气在四氯化碳中溶解度很小，可以防止倒吸。
3．(2024·陕西渭南模拟)实验室用冰水浴分别冷却CaCl2溶液、30 mL 6% H2O2以及15 mL浓氨水，搅拌下将三者混合，继续冰水浴30 min，待溶液中不再有固体析出后，经“一系列操作”得到含CaO2的固体混合物。将所得固体置于试管中加热，发生反应：2CaO22CaO＋O2↑，利用下列装置可测量CaO2的产率，下列有关说法正确的是( )
A．CaO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶2
B．一系列操作中包括“蒸发结晶”
C．制备CaO2的化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O
D．反应结束后，J、K两管液面的差值即为氧气的体积
解析：选C。CaO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶1，A错误；一系列操作是过滤、洗涤、干燥，不需蒸发结晶，B错误；制备CaO2的化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O，C正确；反应结束后，上下移动量气管使J和K中液面相平再读数，反应前后量气管的读数差即为氧气的体积，D错误。
4．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( )
选项 制备气体 a b c d
A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 碱石灰
B NH3 浓氨水 CaO H2O 固体NaOH
C NO 稀硝酸 Cu H2O P2O5
D H2 稀硝酸 Zn NaOH溶液 无水CaCl2
解析：选C。浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2，但NaOH溶液会与Cl2反应，应选用饱和食盐水除杂，故A错误；NH3极易溶于水，不能通入水中，故B错误；稀硝酸与铜反应生成NO，NO难溶于水，且不与P2O5反应，故可以用水除杂，用P2O5干燥，故C正确；稀硝酸与Zn反应生成NO，不生成H2，故D错误。
5．(2023·江西赣州二模)实验探究是化学学科核心素养之一，用下图所示装置能净化和收集气体的是( )
选项 气体(杂质) 试剂X
A C2H4(SO2) NaOH溶液
B Cl2(HCl) 饱和食盐水
C SO2(CO2) 饱和碳酸钠溶液
D C3H8(C2H4) 酸性高锰酸钾溶液
解析：选B。乙烯中的SO2可以通过装有NaOH溶液的洗气瓶来除杂，也能用浓硫酸进行干燥，但由于乙烯的密度比空气稍小一点，故常用排水法收集而不用排空气法收集(易导致收集的乙烯不纯)，A不合题意；除去Cl2中的HCl先通过装有饱和食盐水的洗气瓶，再用浓硫酸进行干燥，且Cl2密度大于空气，利用向上排空气法收集氯气，B符合题意；由于SO2和CO2均能与Na2CO3溶液反应，故不能用饱和Na2CO3溶液来除去SO2中的CO2，C不合题意；乙烯经过酸性高锰酸钾溶液后转化为CO2，引入新的杂质，故除去丙烷中的乙烯不能用酸性高锰酸钾溶液，D不合题意。
6．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
解析：选B。A项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B项，先通H2以排出空气，加热前应先检验H2的纯度，正确；C项，若先停止通H2，空气中的氧气有可能重新将W氧化，应先停止加热，再关闭活塞K，错误；D项，MnO2和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，错误。
7．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＋2NH3Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯
D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置
解析：选D。氨气易溶于水、极易与酸反应，装置D中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A正确；C中硬质玻璃管中NH3和Ca反应生成Ca3N2和H2，故B正确；实验过程中，先启动装置A处反应，排尽装置中的空气，一段时间后再点燃装置C处酒精灯，故C正确；装置E中氯化钙带有结晶水，失去吸水作用，故D错误。
8．为证明铜丝与稀硝酸反应生成的气体确实是NO，某同学设计了一套装置(如图1所示)，下列有关该实验的叙述不正确的是( )
A．为保证实验效果，反应开始前，稀硝酸可加到与两侧胶塞相平的位置
B．利用该装置可控制反应随时停止或继续反应
C．生成的气体可利用图2装置来收集
D．长玻璃管可防止稀硝酸溢出
解析：选C。反应开始前，稀硝酸加到与两侧胶塞相平的位置，目的是排出U形管中的空气，防止O2干扰实验，A正确；关闭活塞a，反应产生的气体可使铜丝与稀硝酸分离，反应停止，打开活塞a，稀硝酸与铜丝接触又发生反应，B正确；若用图2装置收集NO，应将广口瓶中长导管换成短导管，短导管换成长导管，C错误；关闭活塞a，U形管内压强增大，稀硝酸被压入长玻璃管，可防止稀硝酸溢出，D正确。
9．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( )
A．装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
B．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
解析：选D。根据题中给出的反应物和生成物，结合原子守恒和得失电子守恒，可知装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，A项正确；因移开酒精灯后反应仍能进行，说明该反应是放热反应，B项正确；根据化学方程式可知产物中有水蒸气，为便于干燥，可用装置Ⅱ冷凝大部分水蒸气，再用装置Ⅲ进行干燥，C项正确；N2的密度与空气的密度相差不大，不能用排空气法收集，D项错误。
10．(2023·山东临沂二模)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种重要的化工原料，极易水解，受热易分解。实验室利用2NH3(g)＋CO2(g) H2NCOONH4(s) ΔH<0制备氨基甲酸铵的装置如图所示(夹持装置略)。
下列说法错误的是( )
A．装置A中的盐酸可以用稀硫酸代替
B．装置连接顺序是a→e→d→c→b→f
C．为加快反应速率，装置D应置于热水浴中
D．若去掉装置B，还可能生成NH4HCO3或(NH4)2CO3
解析：选A。装置A是为了生成二氧化碳，C装置是为了除去A装置产生的HCl，B装置是为了除去A装置产生的H2O，D装置中二氧化碳和氨气反应得到氨基甲酸铵。制取二氧化碳时不能用稀硫酸，因为稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，包裹在碳酸钙的表面，阻止反应的进行，A项错误；A装置产生二氧化碳，先连接C装置除去HCl，再连接B装置除去H2O，最后连接D装置制取氨基甲酸铵，仪器连接顺序为a→e→d→c→b→f，B项正确；温度升高，反应速率加快，C项正确；装置B去除H2O，若去掉装置B，则水和二氧化碳和氨气还可以生成NH4HCO3或(NH4)2CO3，D项正确。
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(15分)(2023·海南海口华侨中学二模)二硫化硒(SeS2)可用于治疗花斑癣。SeS2是橙黄色至橙红色粉末，在水或有机溶剂中几乎不溶。可用H2S与H2SeO3反应来制备SeS2，其实验装置如图所示。回答下列问题：
已知：①3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑
②SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
(1)仪器M的名称为____________。(2分)
(2)试剂Y可为____________(任填一种)。(2分)
(3)按气流从左到右的方向，上述装置的合理连接顺序为c→________(填仪器接口的小写字母)。(2分)
(4)装置D的作用是_____________________________________________________；
装置C中反应的化学方程式为_______________________________________________。(5分)
(5)二硫化硒中元素的鉴定：①取产品少许，向其中加硝酸溶液10 mL、水5 mL与尿素5 g，加热至沸腾，放冷，再加碘化钾试液2 mL，即显淡黄色至橙色，放置后颜色迅速变深。②取鉴定①中的显色溶液，静置，10 min后，过滤，向滤液中加氯化钡试液10 mL，即生成白色沉淀，可得鉴定结果。白色沉淀是___________，步骤①的目的是_____________________________________。(4分)
解析：制备SeS2时，可用H2S与H2SeO3发生反应。装置A用于除去H2S中的酸性气体，装置B用于制取H2S，装置C是将H2S与H2SeO3反应制取SeS2，装置D用于除去H2S气体，防止污染环境，所以A、B、C、D装置的连接顺序为B→A→C→D。
(1)仪器M上带有活塞，且能始终保持内外压强相等，其名称为恒压滴液漏斗。
(2)由分析可知，装置B用于制取H2S气体，试剂Y为酸性强于H2S的酸，则可为稀硫酸(或稀盐酸、醋酸等)。
(3)由分析可知，按气流从左到右的方向，A、B、C、D装置的连接顺序为B→A→C→D，则接口的合理连接顺序为c→a→b→d→e→f。
(4)H2S是大气污染物，应使用碱液进行余气吸收，所以装置D的作用是吸收尾气H2S；装置C中，将H2S与H2SeO3反应制取SeS2，反应的化学方程式为2H2S＋H2SeO3===SeS2↓＋3H2O。
(5)二硫化硒中含有S和Se两种元素，实验①先用硝酸将SeS2氧化，发生反应3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑，再加碘化钾将H2SeO3还原，发生反应SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O，由溶液的颜色变化确定含有Se元素；实验②取鉴定①中的显色溶液，静置、过滤后，向滤液中加氯化钡试液，利用H2SO4与BaCl2反应生成BaSO4，确定S元素的存在，所以白色沉淀是BaSO4；步骤①的目的是：检验硒元素，将硫元素转化为硫酸根离子。
答案：(1)恒压滴液漏斗 (2)稀硫酸(或稀盐酸、醋酸等) (3)a→b→d→e→f
(4)吸收尾气H2S 2H2S＋H2SeO3===SeS2↓＋3H2O
(5)BaSO4 检验硒元素，将硫元素转化为硫酸根离子
12．(15分)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾，是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如图所示：
已知：①CS2不溶于水，密度比水的大；②NH3不溶于CS2；③三颈烧瓶内盛有CS2、水和催化剂。
回答下列问题：
(1)制备NH4SCN溶液
①实验前，经检查装置的气密性良好。其中装置B中的试剂是__________。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导管口，目的是_________________________________________。(4分)
②实验开始时，打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，发生反应CS2＋3NH3NH4SCN＋NH4HS(该反应比较缓慢)至CS2消失。
(2)制备KSCN溶液
①熄灭装置A处的酒精灯，关闭K1和K2，移开水浴，将装置D继续加热至105 ℃，当NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑＋NH3↑)，打开K2，继续保持液温105 ℃，缓缓滴入适量的KOH溶液，发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。(3分)
②使用KOH溶液会使产品KSCN固体中混有较多的K2S，工业上用相同浓度的K2CO3溶液替换KOH溶液，除了原料成本因素外，优点是_________________________________________________。(2分)
③装置E的作用是____________________________________________________。(2分)
(3)制备KSCN晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压、________、________、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。(4分)
答案：(1)①碱石灰 使反应物NH3和CS2充分接触，并防止发生倒吸
(2)①NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O
②K2CO3能与NH4SCN反应产生更多CO2和NH3，有利于残留在装置中的H2S逸出 ③除去反应过程中产生的H2S和NH3，以免污染环境
(3)蒸发浓缩 冷却结晶
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第52讲 常见气体的实验室制备与性质探究
【备考目标】 1.了解常见气体的制备原理、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。
考点1 常见气体制备的反应原理及发生装置
1．气体制备的反应原理
气体 制备原理
H2 Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑
O2 2KClO32KCl＋3O2↑2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑2H2O22H2O＋O2↑2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
CO2 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
SO2 Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
NO2 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
CH≡CH CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑
C2H4 C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O
2.气体制备的发生装置
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
制备气体：O2、NH3、CH4等。
(2)固体＋液体(或液体＋液体)气体
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
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。
题组练习
一、常见气体制备装置的选择
1．(2021·全国卷乙)在实验室采用如图装置制备气体，合理的是( )
选项 化学试剂 制备气体
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(浓) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(浓) HCl
2．(2023·河南重点高中联考)下列制备气体的装置、实验分析及评价均正确的是( )
选项 实验目的 实验装置 实验分析及评价
A 制CO2 H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不稳定，易分解出CO2，可用该装置制取CO2，且可以随开随用、随关随停
B 制NO 通入N2可排出空气，防止NO与O2反应生成NO2，用该装置可制取纯净的NO
C 制NH3 CaO与水反应，使溶剂(水)减少；反应放热，促使NH3·H2O分解。可用此装置快速制备少量NH3
D 制Cl2 MnO2作氧化剂、HCl作还原剂，实验室常用该装置制备Cl2
二、气体制备装置的改进与创新
3．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是( )
4．某同学在实验室采用下列装置探究CO和H2的转化，并检验部分产物。已知草酸(HOOC—COOH)在浓硫酸存在时加热分解为CO2、CO和H2O，E中的ZnO/CuO仅作催化剂，实验完毕，F中收集到纯净液体1.536 g，G中收集到的气体体积为89.6 mL(折算成标准状况，不包括通入的氦气)。请回答下列问题：
(1)B中盛放的试剂为________。
(2)C中发生反应的离子方程式为_____________________________________________。
(3)向F中液体投入金属钠，有气泡产生，通过其他实验测得F中液体为纯净物，且其相对分子质量为32，则E中反应的方程式为_________________________________________________________。
(4)有关装置G的操作叙述正确的是______(填字母，下同)。
A．添加药品完毕，调整G中两液面相平，读得量气管的初始读数
B．当G中两液面差不再变化时，立即调整G中左右两侧液面相平，读得量气管的最终读数
C．初始读数时仰视，最终读数时俯视，导致测得气体体积偏大
(5)有关酒精灯操作的叙述正确的是______。
A．先点A处酒精灯，后点E处酒精灯 B．先点E处酒精灯，后点A处酒精灯
C．先撤A处酒精灯，后撤E处酒精灯 D．先撤E处酒精灯，后撤A处酒精灯
(6)该实验中分两次通入定量氦气，第二次通入氦气的作用是______________________________。
(7)综合实验中的数据，反应完毕，剩余n(H2)＝________mol。
考点2 气体的净化、收集与尾气处理
1．气体的净化除杂方法
(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。
(2)吸收剂的选择
吸收剂的选择应根据被提纯气体的性质和杂质的性质来确定，一般情况如下：
①易溶于水的气体杂质可用水吸收；
②酸性杂质可用碱性物质吸收；
③碱性杂质可用酸性物质吸收；
④水为杂质时，可用干燥剂吸收；
⑤能与杂质发生反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
(3)气体干燥净化装置
类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体加热
装置图
常见试剂 浓H2SO4(酸性、强氧化性) 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) 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。
2．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，且不与水反应的气体 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
3.集气装置的创新——排液集气装置
(1)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。
(2)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A瓶中收集到气体。
4．尾气处理的实验套装
(1)吸收法(如图甲、乙)：在水中溶解度较小的有毒气体，多数可通入溶液中，用某些试剂吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；对于溶解度很大、吸收速率很快的气体，吸收时应防止倒吸。
(2)点燃(如图丙)或转化法：处理某些可燃性气体，如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。
(3)收集法(如图丁)：处理CH4、C2H4、H2、CO等。
题组练习
1．下列装置能达到实验目的的是( )
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
2．根据如图所示的装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图1中虚线框内的装置是图2)，能完成相应实验目的的是( )
选项 a中的物质 b中的物质 实验目的、试剂和操作
实验目的 c中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集贮存NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验SO2的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N
考点3 有关气体制备的综合实验探究
1．气体制备实验的基本思路
2．常见气体典型制备装置举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
3．实验条件的控制
(1)排气方法
为了防止空气中的O2、CO2、水蒸气等干扰实验，常用其他稳定的气体(如氮气)排尽装置中的空气；有时也可充分利用反应中的产物气体(如氨气、氯气、二氧化硫等)排尽装置中的空气。
(2)控制气体的流速及用量
①用分液漏斗控制液体滴加的速度和用量。
②观察气泡，控制气流速度，如图甲，可观察气泡得到N2、H2的体积比约为1∶3的混合气体。
③平衡气压，如图乙，用长玻璃管平衡气压，防堵塞。
(3)压送液体
根据装置的密封性，让反应生成气体或消耗气体，产生压强差，将液体压入或倒流入另一反应容器。
(4)温度控制
①控制低温的目的：减少某些反应物或产物的分解，如H2O2、NH4HCO3等；减少某些反应物或产物的挥发，如盐酸、氨水等；防止某些物质水解，避免副反应发生等。
②采取加热的目的：加快反应速率或使平衡移动，加速溶解等。
③常考的温度控制方式：
a．水浴加热：均匀加热，反应温度在100 ℃以下。
b．油浴加热：均匀加热，反应温度在100～260 ℃之间。
c．冰水冷却：使某物质液化、降低产物的溶解度；减少其他副反应，提高产品纯度等。
d．保温：如真空双层玻璃容器等。
题组练习
1．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＋3C2AlCl3＋3CO，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↑＋2H2O
B．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
2．(2022·辽宁高考)H2O2作为绿色氧化剂应用广泛，氢醌法制备H2O2原理及装置如下：
已知：H2O、HX等杂质易使Ni催化剂中毒。回答下列问题：
(1)A中反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)装置B应为__________(填序号)。
(3)检查装置气密性并加入药品，所有活塞处于关闭状态。开始制备时，打开活塞__________，控温45 ℃。一段时间后，仅保持活塞b打开，抽出残留气体。随后关闭活塞b，打开活塞__________，继续反应一段时间。关闭电源和活塞，过滤三颈烧瓶中混合物，加水萃取，分液，减压蒸馏，得产品。
(4)装置F的作用为_________________________________________________________。
(5)反应过程中，控温45 ℃的原因为___________________________________________。
(6)氢醌法制备H2O2总反应的化学方程式为__________。
(7)取2.50 g产品，加蒸馏水定容至100 mL摇匀，取20.00 mL于锥形瓶中，用0.050 0 mol·L－1酸性KMnO4标准溶液滴定。平行滴定三次，消耗标准溶液体积分别为19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假设其他杂质不干扰结果，产品中H2O2质量分数为__________。
高考真题
1．(2024·浙江6月卷，4，3分)下列说法不正确的是( )
A．装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物 B．图②标识表示易燃类物质
C．装置③可用于制取并收集氨气 D．装置④可用于从碘水中萃取碘
2．(2024·广东卷，8，2分)1810年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是( )
A B C D
制备Cl2 净化、干燥Cl2 收集Cl2 验证Cl2的氧化性
3．(2023·北京高考)完成下述实验，装置或试剂不正确的是( )
A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4
C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少量HCl
4．(2022·北京高考)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b中现象不能证明a中产物生成的是( )
a中反应 b中检测试剂及现象
A 浓HNO3分解生成NO2 淀粉 KI溶液变蓝
B Cu与浓H2SO4生成SO2 品红溶液褪色
C 浓NaOH与NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液变红
D CH3CHBrCH3与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
5．(2022·山东高考)某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
巩固练习
一、选择题(每题5分，共10题，共50分)
1．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)( )
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
2．关于下列各装置图的叙述中，正确的是( )
A．装置①是洗气装置，除去氯气中的氯化氢
B．实验室用装置②制取氨气
C．装置③可用于制备氢氧化亚铁并观察其颜色
D．装置④中X若为四氯化碳，可用于吸收氨气，并防止倒吸
3．(2024·陕西渭南模拟)实验室用冰水浴分别冷却CaCl2溶液、30 mL 6% H2O2以及15 mL浓氨水，搅拌下将三者混合，继续冰水浴30 min，待溶液中不再有固体析出后，经“一系列操作”得到含CaO2的固体混合物。将所得固体置于试管中加热，发生反应：2CaO22CaO＋O2↑，利用下列装置可测量CaO2的产率，下列有关说法正确的是( )
A．CaO2中阳离子和阴离子的个数比为1∶2
B．一系列操作中包括“蒸发结晶”
C．制备CaO2的化学方程式为CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O
D．反应结束后，J、K两管液面的差值即为氧气的体积
4．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( )
选项 制备气体 a b c d
A Cl2 浓盐酸 MnO2 NaOH溶液 碱石灰
B NH3 浓氨水 CaO H2O 固体NaOH
C NO 稀硝酸 Cu H2O P2O5
D H2 稀硝酸 Zn NaOH溶液 无水CaCl2
5．(2023·江西赣州二模)实验探究是化学学科核心素养之一，用下图所示装置能净化和收集气体的是( )
选项 气体(杂质) 试剂X
A C2H4(SO2) NaOH溶液
B Cl2(HCl) 饱和食盐水
C SO2(CO2) 饱和碳酸钠溶液
D C3H8(C2H4) 酸性高锰酸钾溶液
6．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
7．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＋2NH3Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动装置A处反应，一段时间后再点燃装置C处酒精灯
D．从产品纯度考虑，装置C、D之间应该增加E装置
8．为证明铜丝与稀硝酸反应生成的气体确实是NO，某同学设计了一套装置(如图1所示)，下列有关该实验的叙述不正确的是( )
A．为保证实验效果，反应开始前，稀硝酸可加到与两侧胶塞相平的位置
B．利用该装置可控制反应随时停止或继续反应
C．生成的气体可利用图2装置来收集
D．长玻璃管可防止稀硝酸溢出
9．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( )
A．装置Ⅰ中发生反应的化学方程式为NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
B．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
10．(2023·山东临沂二模)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种重要的化工原料，极易水解，受热易分解。实验室利用2NH3(g)＋CO2(g) H2NCOONH4(s) ΔH<0制备氨基甲酸铵的装置如图所示(夹持装置略)。
下列说法错误的是( )
A．装置A中的盐酸可以用稀硫酸代替
B．装置连接顺序是a→e→d→c→b→f
C．为加快反应速率，装置D应置于热水浴中
D．若去掉装置B，还可能生成NH4HCO3或(NH4)2CO3
二、非选择题(共2题，共30分)
11．(15分)(2023·海南海口华侨中学二模)二硫化硒(SeS2)可用于治疗花斑癣。SeS2是橙黄色至橙红色粉末，在水或有机溶剂中几乎不溶。可用H2S与H2SeO3反应来制备SeS2，其实验装置如图所示。回答下列问题：
已知：①3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑
②SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
(1)仪器M的名称为____________。(2分)
(2)试剂Y可为____________(任填一种)。(2分)
(3)按气流从左到右的方向，上述装置的合理连接顺序为c→________(填仪器接口的小写字母)。(2分)
(4)装置D的作用是________________________________________________________；
装置C中反应的化学方程式为_______________________________________________。(5分)
(5)二硫化硒中元素的鉴定：①取产品少许，向其中加硝酸溶液10 mL、水5 mL与尿素5 g，加热至沸腾，放冷，再加碘化钾试液2 mL，即显淡黄色至橙色，放置后颜色迅速变深。②取鉴定①中的显色溶液，静置，10 min后，过滤，向滤液中加氯化钡试液10 mL，即生成白色沉淀，可得鉴定结果。白色沉淀是_____________，步骤①的目的是_________________________________。(4分)
12．(15分)硫氰化钾(KSCN)俗称玫瑰红酸钾，是一种用途广泛的化学药品。实验室模拟工业制备硫氰化钾的实验装置如图所示：
已知：①CS2不溶于水，密度比水的大；②NH3不溶于CS2；③三颈烧瓶内盛有CS2、水和催化剂。
回答下列问题：
(1)制备NH4SCN溶液
①实验前，经检查装置的气密性良好。其中装置B中的试剂是__________。三颈烧瓶的下层CS2液体必须浸没导管口，目的是_________________________________________。(4分)
②实验开始时，打开K1，加热装置A、D，使A中产生的气体缓缓通入D中，发生反应CS2＋3NH3NH4SCN＋NH4HS(该反应比较缓慢)至CS2消失。
(2)制备KSCN溶液
①熄灭装置A处的酒精灯，关闭K1和K2，移开水浴，将装置D继续加热至105 ℃，当NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑＋NH3↑)，打开K2，继续保持液温105 ℃，缓缓滴入适量的KOH溶液，发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。(3分)
②使用KOH溶液会使产品KSCN固体中混有较多的K2S，工业上用相同浓度的K2CO3溶液替换KOH溶液，除了原料成本因素外，优点是_________________________________________________。(2分)
③装置E的作用是______________________________________________。(2分)
(3)制备KSCN晶体：先滤去三颈烧瓶中的固体催化剂，再减压、________、________、过滤、洗涤、干燥，得到硫氰化钾晶体。(4分)
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
