通用版高考化学一轮复习课时突破练19　常见气体的制备、净化和收集

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练19　常见气体的制备、净化和收集
必备知识基础练
1.(2024·北京海淀区模拟)实验室制备下列气体所选用的发生装置、制备试剂和除杂试剂均正确的是 (　　)
选项 气体 发生 装置 制备试剂 除杂试剂
NH3 a NH4Cl固体+ Ca(OH)2固体 浓硫酸
C2H4 c 无水乙醇+浓硫酸 NaOH溶液
CO2 b 大理石+稀硫酸 浓硫酸
Cl2 c MnO2+浓盐酸 饱和NaCl溶液+浓硫酸
2.(2024·江苏南通模拟)CuBr是常用的催化剂,受热易分解。可通过SO2+2Cu2++2Br-+2H2O2CuBr↓+S+4H+制备。下列实验室制备CuBr的实验装置和操作不能达到实验目的的是 (　　)
A.用装置甲制备SO2气体
B.用装置乙收集SO2气体
C.用装置丙制备CuBr
D.用装置丁吸收多余的SO2气体
3.(2024·湖南长沙雅礼中学模拟)下列实验装置正确且能达到相应实验目的的是(　　)
A.制备并收集少量NH3 B.制备并收集乙烯
C.制备并检验SO2气体 D.制备并收集NO2
4.某学生想利用如图装置(烧瓶不能移动)收集下列气体:①H2;②Cl2;③SO2;④HCl;⑤NH3;⑥NO;⑦NO2。下列说法正确的是(　　)
A.若烧瓶是干燥的,由b进气,可收集②③④⑥⑦
B.若烧瓶是干燥的,由a进气,可收集①⑤
C.若烧瓶中充满水,由a进气,可收集①⑤⑦
D.若烧瓶中充满水,由b进气,可收集⑥
关键能力提升练
5.(2024·广东深圳调研)实验室中,下列气体的制备装置、试剂和除杂试剂的选择均正确的是(　　)
选项 气体 试剂 制备 装置 除杂试剂
O2 H2O2溶液、二氧化锰 b 浓硫酸
CO2 石灰石、稀盐酸 b 饱和碳酸钠溶液
NH3 NH4Cl、Ca(OH)2 a 碱石灰
乙炔 电石、蒸馏水 c 酸性高锰酸钾溶液
6.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
7.(2024·江西抚州模拟)H2O2号称绿色氧化剂,一般以30%或60%的水溶液形式存放,俗称双氧水,适用于医用伤口消毒、环境消毒和食品消毒。某制备方法及装置如图:
已知:①H2+O2H2O2;
②H2O、HX等杂质易使催化剂Ni中毒。
下列说法正确的是(　　)
A.可用装置A制备氯气、乙炔、乙烯
B.装置B可为装有碱石灰的干燥管
C.反应结束装置C中混合物经过过滤加水萃取分液可获得纯净H2O2
D.装置C的温控温度不能太高的主要目的是防止乙基蒽醌溶剂挥发
8.(2024·河南省TOP20名校联考)亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂,为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组在实验中用Cl2和NO制备NOCl,相关实验装置如下。请回答下列问题:
(1)制备Cl2的发生装置可选择　　　　　　　　(填字母),反应的离子方程式为　 　。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,在图中选择合适的装置,并写出其连接顺序:a→　　　　　　　　(按气流方向,用小写字母表示)。若用到F,其盛装药品为　　　　　　　　。
(3)实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(NOCl):
①实验室也可用B装置制备NO,图中X装置的优点为
(至少写出两点)。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后打开　　　　　　　　(填“K1”或“K3”),通入一段时间气体,其目的为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,然后进行其他操作。当Z中有一定量液体生成时,停止实验。
③若无装置Y,则Z中NOCl可能发生反应的化学方程式为 　。
参考答案
1.D　解析 使用NH4Cl固体+Ca(OH)2固体制备NH3,采用装置a,用碱石灰干燥NH3,A错误;无水乙醇+浓硫酸发生消去反应制备乙烯,需要控制反应温度为170 ℃,要使用温度计,B错误;大理石+稀硫酸反应生成的CaSO4微溶,覆盖在CaCO3表面会阻碍反应进行,故应采用稀盐酸,C错误;MnO2与浓盐酸在加热的条件下制备Cl2选用发生装置c,得到的氯气先用饱和NaCl溶液除去其中的HCl,再用浓硫酸进行干燥,D正确。
2.B　解析 实验室用亚硫酸钠固体和70%的硫酸制取二氧化硫,A正确;二氧化硫密度比空气大,应用向上排空气法收集,B错误;二氧化硫通入硫酸铜和NaBr的混合溶液中可制取CuBr,能达到实验目的,C正确;SO2和NaOH溶液反应,可以用NaOH溶液吸收多余的SO2,用干燥管可以防止倒吸,D正确。
3.C　解析 氯化铵受热易分解生成氯化氢和氨气,在管口遇冷又生成氯化铵,所以不能用A装置和药品制取氨气,A错误;在浓硫酸存在下,乙醇消去制乙烯需要迅速升温到170 ℃,反应需控制温度,需温度计和酒精灯,B错误;浓硫酸和铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫能使品红褪色,二氧化硫属于酸性氧化物,能和氢氧化钠溶液反应,C正确;二氧化氮与水反应,不能用排水法收集,D错误。
4.B　解析 NO不能用排空气法收集,A错误;由a进气可以收集比空气密度小且与空气中的成分不反应的气体,B正确;NH3、NO2不能用排水法收集,C错误;用排水法集气不能由b进气,D错误。
5.C　解析 二氧化锰为粉末状催化剂,H2O2溶液制O2不能用启普发生器,A错误;石灰石与稀盐酸制备CO2可使用启普发生器,应使用饱和碳酸氢钠溶液除去杂质HCl,B错误;NH4Cl、Ca(OH)2固体加热制取氨气,可用a装置,氨气可以用碱石灰干燥,C正确;乙炔会与酸性高锰酸钾溶液反应,应使用CuSO4溶液除去杂质H2S和PH3,D错误。
6.D　解析 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。
7.B　解析 装置A为启普发生器,可用于块状固体和液体不用加热制取气体,制备氯气可用KMnO4或者KClO3与浓盐酸不用加热,但KMnO4或者KClO3为粉末状,不能用此装置,乙炔用电石(CaC2)和饱和食盐水反应,电石与水反应生成Ca(OH)2呈糊状易堵塞漏斗或导气管,且反应放热易使启普发生器炸裂,不能用此装置,实验室用浓硫酸和乙醇加热制取乙烯,不能用此装置,A错误;制备的H2可以用碱石灰干燥,B正确;反应结束装置C中混合物经过过滤、加水萃取、分液、减压蒸馏后可获得较纯净H2O2,C错误;装置C的温控温度不能太高的主要目的是防止H2O2分解,D错误。
8.答案 (1)A或B　MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)fgcbdejh　饱和食盐水
(3)①排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停　②K3　排尽三颈烧瓶中的空气,防止NO和NOCl变质　③2NOCl+H2O2HCl+NO↑+NO2↑
解析 (1)实验室制备Cl2可以用二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,或者用高锰酸钾固体与浓盐酸混合反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,则发生装置可选择图中的A或B,反应的离子方程式分别为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O和2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)制得的氯气中含有氯化氢及水蒸气,所以需要利用饱和食盐水除去氯化氢后再用浓硫酸进行干燥,然后根据氯气的密度比空气大的性质,用向上排空气法收集,氯气是大气污染物,需要进行尾气处理,可以用碱石灰做吸收剂,故装置连接顺序为afgcbdejh。F装置内盛装饱和食盐水,用于除去氯化氢气体。
(3)①实验室也可用B装置制备NO,题图X装置的优点为排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停。②检验装置气密性并装入药品,打开K2,然后打开K3,通入一段时间氯气,其目的是排净三颈烧瓶中的空气,防止一氧化氮和NOCl变质。③NOCl与水反应生成盐酸、一氧化氮和二氧化氮,反应的化学方程式为2NOCl+H2O2HCl+NO↑+NO2↑。
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