高考二轮复习知识点:常见气体制备原理及装置选择2
试卷更新日期:2023-08-01 类型:二轮复习
一、选择题
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1. 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、制备CO2 B、收集CO2 C、滤去CaCO3 D、制得CaCl2﹒6H2O2. 下列仪器名称或实验操作正确的是( )A、 定容 B、 制备氧气 C、 制备乙酸乙酯 D、 实验室制硝基苯3. 下列装置正确的是( )A、制取收集氨气 B、制取氯气 C、除去CO2中的SO2 D、制取蒸馏水4. 某研究性小组为了探究石蜡油分解产物,设计了如下实验方案。下列说法错误的是( )A、碎瓷片有催化和积蓄热量的作用 B、试管B,C中溶液均褪色,反应类型不相同 C、石蜡油与煤焦油的组成相同 D、结束反应时,先撤出导管,再停止加热5. 实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持、加热和净化装置).仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的选项是( )
选项
a中的物质
b中的物质
c中收集的气体
d中的物质
A
浓硝酸
Cu
NO2
NaOH溶液
B
浓氨水
CaO
NH3
H2O
C
稀硝酸
Cu
NO
H2O
D
浓硫酸
Cu
SO2
饱和NaHSO3溶液
A、A B、B C、C D、D6. 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均合理的是气体
试剂
制备装置
收集方法
A
CO2
石灰石+稀H2SO4
c
d
B
NH3
NH4Cl+Ca(OH)2
b
f
C
SO2
Na2SO3+浓H2SO4
c
e
D
Cl2
MnO2+浓盐酸
a
d
A、A B、B C、C D、D7. 实验室处理废液,得到溴的四氯化碳溶液和。下列设计不能达到实验目的的是( )A、用装置甲制取氯气 B、用装置乙使全部转化为溴单质 C、用装置丙分液时,先从下口放出有机层,再从上口倒出水层 D、用装置丁将分液后的水层蒸干制得8. 下列有关实验原理或操作正确的是( )A、图甲装置,吸收HCl气体时可以防止倒吸 B、图乙装置,移向负极实现化学能转化为电能 C、图丙装置,从下层放出实现与水的分离 D、图丁装置,制备9. 下列各组试剂不能用于喷泉实验的是( )A、氨气和水 B、CO2气体和饱和NaHCO3溶液 C、HCl气体和水 D、SO2气体和NaOH溶液10. 实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(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、①、②中依次盛装浓H2SO4、焦性没食子酸溶液 B、管式炉加热前,用试管在③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11. 下列说法正确的是( )A、利用装置①可证明碳酸氢钠的不稳定性 B、利用装置②可以制备氢气、二氧化碳气体,但不能制备氧气、氯气 C、利用装置③可以检验铁与水蒸气反应的气体产物 D、利用装置④可制备氢氧化亚铁,实验开始时应先关闭止水夹a12. 实验室制备下列气体所选装置,除杂试剂不正确的是(干燥、收集装置略)( )气体
制备试剂
除杂试剂
所选装置
A
SO2
Cu+浓H2SO4
饱和NaHSO3溶液
b、c
B
Cl2
MnO2+浓HCl
饱和NaCl溶液
b、c
C
C2H4
C2H5OH+浓H2SO4
KMnO4溶液
b、c
D
C2H2
电石+饱和NaCl溶液
CuSO4溶液
a、c
A、A B、B C、C D、D13. 下列所选装置与试剂合理,且能达到实验目的的是( )选项
A
B
C
D
实验目的
制备Cl2
制备并收集NO
配制0.10NaOH溶液
检验CO2中混有的CH4
实验试剂
浓盐酸和二氧化锰
Cu和稀硝酸
水和NaOH(s)
I中澄清石灰水,II中溴水
实验装置
A、A B、B C、C D、D14. 实验室制备下列物质的装置正确的是( )A、乙炔 B、乙烯 C、乙酸乙酯 D、氢气15. 按下述实验方法制备气体,合理又实用的是( )A、锌粒与稀硝酸反应制备H2 B、加热分解NH4Cl固体制备NH3 C、亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2 D、大理石与浓硫酸反应制备CO2二、非选择题
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16. 咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(Ka约为10−4 , 易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。回答下列问题:
(1)、实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是 , 圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒。(2)、提取过程不可选用明火直接加热,原因是 , 与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是。(3)、提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是。“蒸发浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有(填标号)。A.直形冷凝管 B.球形冷凝管C.接收瓶D.烧杯
(4)、浓缩液加生石灰的作用是 和吸收(5)、可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是。
17. 某小组在实验室中探究金属钠与二氧化碳的反应。回答下列问题:(1)、选用如图所示装置及药品制取CO2。打开弹簧夹,制取CO2。为了得到干燥、纯净的CO2 , 产生的气流应依次通过盛有、的洗气瓶(填试剂名称)。反应结束后,关闭弹簧夹,可观察到的现象是。不能用稀硫酸代替稀盐酸,其原因是。(2)、金属钠与二氧化碳反应的实验步骤及现象如下表:步骤
现象
将一小块金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中。充分反应,放置冷却
产生大量白烟,集气瓶底部有黑色固体产生,瓶壁上有白色物质产生
在集气瓶中加入适量蒸馏水,振荡、过滤
滤纸上留下黑色固体,滤液为无色溶液
①为检验集气瓶瓶壁上白色物质的成分,取适量滤液于2支试管中,向一支试管中滴加1滴酚酞溶液,溶液变红:向第二支试管中滴加澄清石灰水,溶液变浑浊。据此推断,白色物质的主要成分是(填标号)。
A.Na2O B.Na2O2 C.NaOH D.Na2CO3
②为检验黑色固体的成分,将其与浓硫酸反应,生成的气体具有刺激性气味。据此推断黑色固体是。
③本实验中金属钠与二氧化碳反应的化学方程式为。
18. 氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2 . 某同学在实验室中对NH3与NO2反应进行了探究.回答下列问题:(1)、氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 , 反应的化学方程式为 .
②欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→(按气流方向,用小写字母表示).
(2)、氨气与二氧化氮的反应
将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂,充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好).在一定温度下按图示装置进行实验.
操作步骤
实验现象
解释原因
打开K1 , 推动注射器活塞,使X中的气体缓慢充入Y管中
①Y管中
②反应的化学方程式
将注射器活塞退回原处并固定,待装置恢复到室温
Y管中有少量水珠
生成的气态水凝聚
打开K2
③
④
19. 不同浓度的硫酸与锌反应时,硫酸可以被还原为SO2 , 也可被还原为氢气。某校研究性学习小组拟设计下列实验验证这一事实。(1)、该小组设计了如上图所示的实验装置,检查该装置气密性的操作是。(2)、若1.30 g锌粒完全溶解,氢氧化钠洗气瓶增重0.64 g(烧瓶中残留气体忽略不计,下同),则圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为。(3)、是否使用橡胶管,对实验结果(填“有”或“无”)影响。20. 实验室用绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备补血剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe],有关物质性质如下:甘氨酸(H2NCH2COOH)
柠檬酸
甘氨酸亚铁
易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物
易溶于水和乙醇,有酸性和还原性
易溶于水,难溶于乙醇
实验过程:
I.配制含0.10mol FeSO4的绿矾溶液。
II.制备FeCO3: 向配制好的绿矾溶液中,缓慢加入200mL 1.1mol/LNH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀。
III.制备(H2NCH2COO)2Fe: 实验装置如下图(夹持和加热仪器已省略),将实验II 得到的沉淀和含0.20mol 甘氨酸的水溶液混合后加入C 中,然后利用A 中反应产生的气体将C 中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:
(1)、实验I中: 实验室配制绿矾溶液时,为防止FeSO4被氧化变质,应加入的试剂为 (写化学式)。(2)、实验II 中: 生成沉淀的离子方程式为。(3)、实验III中:①检查装置A 的气密性的方法是。
②装置A 中所盛放的药品是 (填序号)。
a.Na2CO3 和稀H2SO4
b.CaCO3 和稀H2SO4
c.CaCO3 和稀盐酸
③确认c 中空气排尽的实验现象是。
④加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解,另一个作用是。
⑤洗涤实验III中得到的沉淀,所选用的最佳洗涤试剂是 (填序号)。
a.热水
b.乙醇溶液
c.柠檬酸溶液
⑥若产品的质量为17.34g,则产率为。
21. 氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是一种易分解、易水解的白色固体,某研究小组以氢氧化钠固体、浓氨水、干冰等为原料制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示,其主要反应的原理为2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H<O。(1)、仪器2的名称是 , 仪器3中盛装的固体是 , 其作用是。(2)、仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应,若反应初期观察到装置内浓硫酸中产生气泡,则应该(填“加快”“ 减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。(3)、另一种制备氨基甲酸氨的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介质)如图所示。①液体石蜡鼓泡瓶的作用是 。
②若无冰水,则氨基甲酸铁易分解生成尿素[CO(NH)2]2请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式:。
③当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,立即停止反应,过滤分离得到粗产品,为了将所得粗产品干燥,可采取的方法是(填字母)。
A.蒸馏
B.真空微热烘干
C.高压加热烘干
(4)、制得的氨基甲酸铵中可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种杂质(不考虑氨基甲酸铵与水的反应)。①设计方案进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、稀盐酸。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量固体样品于试管中,加入蒸馏水至固体溶解
得到无色溶液
步骤2:向试管中加入过量的BaCl2溶液,静置
若溶液不变浑浊,则证明固体中不含碳酸铵
步骤3:向试管中继续加入
,
则证明固体中含有碳酸氢铵
②根据①的结论,取15.8g氨基甲酸氨样品,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤洗涤、干燥测得沉淀质量为1.97g。则样品中氨基甲酸铵的质量分数为。
22. 实验是进行科学探究的主要方法.回答下列问题:(1)、实验室利用A 发生装置制备的常见气体有 .(2)、检验装置B的气密性方法是 .(3)、收集一瓶纯净氯气,选择上图装置,按气流方向,用小写字母表示连接顺序(装置不重复使用).实验室检验氯气的方法是 .(4)、某实验小组按顺序连接adcfeg制取并收集氨气,导致实验失败,原因是 .23. 如图所示,①~⑦均为中学化学常用的实验装置.(1)、若用图①装置制备氨气,写出化学方程式 .(2)、利用图②装置,在实验室可制备下列哪些气体(填字母代号).a.C2H4 b.NO2 c.H2 d.Cl2 e.CO2 .
24. 某学生课外活动小组模拟呼吸面具中的反应原理,设计用下图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积.图中量气装置E由甲乙两根玻璃管组成,它们由橡皮管连通,并装入适量水.甲管有刻度(0~50mL)供量气用,乙管可上下移动调节液面高低.实验可供选用的药品还有:稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水.
请回答:
(1)、图中各装置接口连接顺序是:(填各接口的编号,其中连接胶管及夹持装置均省略)→→→⑥→⑦→→→
(2)、装置C中放入的反应物是和(填化学式).(3)、装置B的作用是 .(4)、为了较准确测量氧气的体积,除了必须检查整个装置的气密性之外,在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中,应注意(填字母编号).a.视线与凹液面最低处相平
b.等待气体恢复常温才读数
c.读数时应上下移动乙管,使甲乙两管液面相平
d.读数时不一定使甲乙两管液面相平
(5)、实验测收集的氧气在标准状况下体积为V L,则参与反应的Na2O2 的物质的量为 mol.25.硝酸在工业及科研上常用于物质的制备.实验室常用稀硝酸与铜反应制取干燥且较纯的一氧化氮,现设计如下实验.按下图连接好装置并检查气密性,在A中加入0.5g碳酸钙粉末,再加入20.0mL 5.0mol•L﹣1的稀硝酸,片刻后塞上胶塞,将铜丝插入稀硝酸中.
(1)、从图2中选择合适的装置接入图1虚线框中,则a接、接b (填连接的字母).(2)、当观察到 . 现象时,表明NO已收集满,立即将铜丝抽离液面.26. 大气污染物是一种无色刺激性气味气体。某学习小组利用如图所示装置探究的相关性质(装置A加热装置略),回答下列问题:(1)、实验开始前,先检查装置的。(2)、仪器a的名称。(3)、装置A用于制取气体,其中发生反应的化学方程式为。(4)、一段时间后,装置B中出现的现象是 , 可证明具有(填“氧化性”或“还原性”)。(5)、充分反应后取装置C中溶液,加热出现的现象是。(6)、装置D中发生反应的化学方程式是。27. 二氯化二硫()是橡胶工业的硫化剂,在冶金工业也可用作金、银等贵稀金属的萃取剂。实验室可用以下两种原理制备:① ②
已知:;在300℃以上完全分解产生两种单质。
下表是几种物质的熔沸点:
物质
S
CS2
熔点/℃
112.8
-109
-23
-77
-121
沸点/℃
444.6
47
77
137
59.6
某实验小组利用以下装置制备 , 回答下列问题:
(1)、实验小组欲采用原理②制备 , 则实验装置应选择(填A或B)。(2)、仪器c的名称为 , 仪器b的作用是。(3)、如果在加热a时温度过高,对实验结果的影响是 , 在b中可能出现的现象是。(4)、上述方案得到的粗品中可能混有的杂质是。(5)、实验中加入固体硫质量为6.40 g硫,反应后得到产物浅黄色液体4.60mL,则的产率为。(密度1.68g/mL,保留三位有效数字)28. 硫酸是重要的实验试剂。根据相关实验填空:(1)、仪器的名称是;装置中的现象为 , 证明产物中含有(填分子式);装置作用为;圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为。(2)、利用乙醇、浓硫酸和乙酸制取乙酸乙酯。向试管中首先加入的试剂是 , 实验中浓硫酸的作用为。(3)、淀粉在稀硫酸催化下,水解为葡萄糖,化学反应方程式为。29. 某同学在实验室中制备NH3 , 并对它的某些性质进行了探究。回答下列问题:(1)、氨气的制备:①如果选用A装置作为氨气的发生装置,则反应的化学方程式为:。
②选择上图中的装置,欲收集一瓶干燥的氨气,装置的使用顺序为A→→→ → (按气流方向,用大写字母表示)。
(2)、按下图装置进行NH3性质实验:①先打开旋塞1,B瓶中的现象是 , 原因是。
②稍后关闭旋塞1,再打开旋塞2,B瓶中的现象是。
30. 用如图所示装置制取SO2并验证SO2的某些性质。回答下列问题:(1)、仪器a的名称是 , 仪器b的作用是 , 装置⑤中NaOH溶液的作用是。(2)、装置②中的实验现象是。反应结束后,对装置③的试管加热,可观察到的现象是。(3)、装置④中发生反应的化学方程式为 , 在该反应中SO2作剂。(4)、已知本实验所用50%硫酸的密度约为1.39g/cm3 , 则其物质的量浓度为(计算结果保留两位有效数字)。用18.4mol/L的浓硫酸配制100mL50%的硫酸,需要用量筒量取mL浓硫酸;配制该溶液用到的基本仪器除容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒外,还有。下列操作会导致所配硫酸浓度偏高的是(填标号)。A.稀释浓硫酸时,未冷却至室温即转入容量瓶进行定容
B.用量筒量取浓硫酸时俯视刻度线
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.转移溶液时未洗涤烧杯
(5)、若使用装置①并选用KMnO4和浓盐酸来制取Cl2 , 则装置①中发生反应的离子方程式为;将制得的Cl2依次通入装置②、③、④,其中实验现象与通入SO2不同的是装置。31. 二氯化二硫(S2Cl2)是工业上常用的硫化剂。常温下是一种液体,沸点137℃,易与水反应。实验室可通过硫与少量氯气在110〜140℃反应制得S2Cl2粗品,氯气过量则会生成SCl2。(1)、选取以下装置制取少量S2Cl2:①仪器m的名称为。
②装置连接顺序:A→→E→D。
③A中发生反应的离子方程式为。
④装置F的作用是。
⑤D中的最佳试剂是(填标号)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.无水氯化钙
⑥为了提高S2Cl2的纯度,关键的是控制好温度和。
(2)、S2Cl2遇水会生成SO2、HCl两种气体,某同学设计了如下实验方案来测定该混合物的SO2的体积分数。①W溶液可以是下列溶液中的(填标号);
a.H2O2溶液 b.KMnO4溶液(硫酸酸化) c.氯水
②该混合气体中二氧化硫的体积分数为(含V、m的代数式表示)。
32. 三氯氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,工业上可以直接氧化PCl3制备POCl3 , 反应原理为:P4(白磷)+6Cl2=4PCl3 , 2PCl3+O2=2POCl3 , POCl3的部分性质如下:熔点/℃
沸点/℃
其他
PCl3
-112
75.5
遇水生成H3PO3和HCl
POCl3
2
105.3
遇水生成H3PO4和HCl
某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如图(某些夹持装置、加热装置已略去):
(1)、装置A用来制氧气,在常温下通常用黑色固体和液态物质反应。写出A中的化学反应方程式。(2)、B装置的作用除干燥O2外,还有、。(3)、装置E用来制取Cl2 , 反应的离子方程式为。(4)、反应时,需严格控制三个条件:①先制取Cl2 , 缓慢地通入C中,直至C中的白磷消失后,再通入O2。
②C装置用水浴加热控制温度为60~65℃,除加快反应速率外,另一目的是。
③反应物必须干燥,否则会在C装置中产生大量的白雾,其主要成分为 (写化学式)。
(5)、为使实验顺利进行,球形冷凝管a上口还需补充的装置为。33. 某兴趣小组设计如下实验探究 的性质。(1)、Ⅰ. 的热稳定性用下图装置加热 固体,试管内有红棕色气体生成,一段时间后,在末端导管用小试管收集到无色气体a。
实验室检验气体a的方法为。
(2)、从安全角度考虑,上述实验装置存在一处明显缺陷,改进措施为。(3)、Ⅱ. 与盐溶液的反应甲同学认为试管②中产生银镜是 所致,其离子方程式为。
(4)、已知: 为白色沉淀。试管③中红色褪去的原因为(请从平衡移动的角度解释)。34. 某研究性学习小组设计如下实验探究碳、硅元素非金属性强弱。请回答下列问题:(1)、写出装置A中反应的离子方程式:。(2)、装置B中的试剂是 , 其作用是。(3)、装置C中溶液溶质是(填化学式),装置C中实验现象是。35. 亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)是一种黄色气体,遇水反应生成一种氯化物和两种氮化物。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。(1)、甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2 , 制备装置如下图所示:①制备NO发生装置可以选用(填写字母代号),请写出发生反应的离子方程式:。
②欲收集一瓶干燥的氯气,选择装置,其连接顺序为:a→ (按气流方向,用小写字母表示)。
(2)、乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示:①实验室也可用X装置制备NO,X装置的优点为。
②检验装置气密性并装入药品,打开K2 , 然后再打开 , 通入一段时间气体,其目的为 , 然后进行其他操作,当Z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。
④若尾气处理装置连接上图烧杯中导管d,则烧杯中可加入 溶液。