高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 跟蹤檢測(cè)（二十七）題型研究 以氣體制備為主體的綜合實(shí)驗(yàn)（含解析）-人教版高三化學(xué)試題

跟蹤檢測(cè)（二十七）題型研究——以氣體制備為主體的綜合實(shí)驗(yàn)1．實(shí)驗(yàn)室用H2還原SiHCl3(沸點(diǎn)：31.85℃)制備純硅的裝置如圖所示(夾持裝置和尾氣處理裝置略去)，下列說(shuō)法正確的是()A．裝置Ⅱ、Ⅲ中依次盛裝的是濃H2SO4、冰水B．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先加熱管式爐，再打開(kāi)盛裝稀硫酸的分液漏斗C．為鑒定制得的硅中是否含微量鐵單質(zhì)，需要用到的試劑為鹽酸、雙氧水、硫氰化鉀溶液D．該實(shí)驗(yàn)中制備氫氣的裝置也可用于氫氧化鈉稀溶液與氯化銨固體反應(yīng)制備氨氣解析：選C本題制備晶體硅，H2＋SiHCl3eq\o(=,\s\up7(高溫))Si＋3HCl，此反應(yīng)應(yīng)在裝置Ⅳ中進(jìn)行，裝置Ⅰ的目的是制備氫氣，氫氣中含有水蒸氣，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必須除去，因此裝置Ⅱ的目的是除去氫氣中的水蒸氣，即裝置Ⅱ中盛放濃硫酸，裝置Ⅲ的目的是提供SiHCl3氣體，因此在水浴中加熱，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先通入氫氣，目的是排除裝置中的空氣，防止發(fā)生危險(xiǎn)，故B錯(cuò)誤；硅不與鹽酸反應(yīng)，鐵與鹽酸反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化成Fe3＋，F(xiàn)e3＋與KSCN溶液反應(yīng)變紅，可以鑒定是否含有鐵單質(zhì)，故C正確；用NaOH溶液制備氨氣，需要加熱或NaOH溶液為濃溶液，裝置Ⅰ中沒(méi)有加熱裝置，且NaOH溶液為稀溶液，因此此裝置不能制備氨氣，故D錯(cuò)誤。2.某學(xué)生想利用如圖裝置(燒瓶位置不能移動(dòng))收集下列氣體：①H2②Cl2③NH3④O2⑤CH4⑥NO⑦NO2⑧SO2⑨HCl下列操作正確的是()A．在燒瓶中充滿水，由b進(jìn)氣收集④⑥B．在燒瓶中充滿水，由a進(jìn)氣收集①③⑤⑥⑦C．燒瓶是干燥的，由b進(jìn)氣收集②④⑥⑦⑧⑨D．燒瓶是干燥的，由a進(jìn)氣收集①③⑤解析：選D在燒瓶中充滿水，由b進(jìn)氣只能用來(lái)洗氣，不能用來(lái)收集氣體，故A錯(cuò)誤；在燒瓶中充滿水，由a進(jìn)氣收集不溶于水的氣體，為①④⑤⑥，而其他氣體與水反應(yīng)或溶于水，故B錯(cuò)誤；從b進(jìn)應(yīng)是密度比空氣大的氣體，可收集②④⑦⑧，NO不能用排空氣法收集，故C錯(cuò)誤；從a進(jìn)氣應(yīng)是密度比空氣小的氣體，可收集①③⑤，故D正確。3．實(shí)驗(yàn)室利用下列裝置可測(cè)量一定質(zhì)量的鋼材中的含碳量(部分夾持裝置已略去)。下列有關(guān)判斷正確的是()A．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開(kāi)K1、K2，關(guān)閉K3，從a處通入N2，目的是排出裝置中的O2B．點(diǎn)燃酒精燈前，需要打開(kāi)K1、關(guān)閉K2，打開(kāi)K3，K1起到平衡氣壓的作用C．裝置②中的酸性KMnO4溶液吸收SO2，裝置③盛有濃硫酸，起到干燥作用D．實(shí)驗(yàn)前后需稱(chēng)取裝置④和裝置⑤的質(zhì)量，才能準(zhǔn)確地測(cè)得鋼材的含碳量解析：選C樣品與濃硫酸會(huì)反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳和水，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先打開(kāi)K1、K2，關(guān)閉K3，從a處通入N2，目的是排出裝置中的CO2，故A錯(cuò)誤；點(diǎn)燃酒精燈前，需要關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，本實(shí)驗(yàn)中K1無(wú)平衡氣壓的作用，故B錯(cuò)誤；高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，可以吸收二氧化硫轉(zhuǎn)化為硫酸(鹽)，裝置③中的濃硫酸干燥二氧化碳，防止水蒸氣對(duì)二氧化碳吸收的影響，故C正確；裝置⑤干燥管中的堿石灰是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，故實(shí)驗(yàn)前后只需稱(chēng)取裝置④的質(zhì)量，就能準(zhǔn)確地測(cè)得鋼材的含碳量，故D錯(cuò)誤。4．下列實(shí)驗(yàn)裝置、選用的試劑或?qū)嶒?yàn)操作中都正確的是()A．實(shí)驗(yàn)室用裝置甲制取氨氣B．用裝置乙吸收氨氣，并防止倒吸C．用裝置丙稀釋濃硫酸D．用裝置丁除去CO2中的HCl解析：選BA項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室用裝置甲制取氨氣，試劑應(yīng)是氫氧化鈣和氯化銨；C項(xiàng)不能用量筒稀釋溶液；D項(xiàng)應(yīng)選用飽和NaHCO3溶液。5．選用如圖所示儀器中的兩個(gè)或幾個(gè)(內(nèi)含物質(zhì))組裝成實(shí)驗(yàn)裝置，以驗(yàn)證木炭可被濃硫酸氧化成CO2，下列說(shuō)法正確的是()A．按氣流從左向右流動(dòng)，連接裝置的正確順序是afecdbB．丁中溶液褪色，乙中溶液變渾濁，說(shuō)明甲中生成CO2C．丙中品紅溶液褪色，乙中溶液變渾濁，說(shuō)明甲中生成CO2D．丁和丙中溶液都褪色，乙中溶液變渾濁，說(shuō)明甲中有CO2生成解析：選A檢驗(yàn)?zāi)咎颗c濃硫酸反應(yīng)的生成物中含有CO2，需排除SO2的干擾，再通入澄清石灰水中，洗氣裝置中導(dǎo)管長(zhǎng)進(jìn)短出，A正確；用酸性KMnO4溶液除去SO2后還應(yīng)再通入品紅溶液，檢驗(yàn)SO2是否已被除盡，否則結(jié)論不可靠，B、C、D三項(xiàng)均不正確。6．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)利用MnO2、濃鹽酸反應(yīng)來(lái)制取干燥的氯氣并驗(yàn)證其有無(wú)漂白性，所用裝置(數(shù)量可滿足需要，不含制氣裝置)如下，下列說(shuō)法正確的是()A．按氣流流動(dòng)的先后順序，裝置連接順序依次為dacbeB．按氣流流動(dòng)的先后順序，裝置連接順序依次為dabaeC．裝置e的主要用途是制備N(xiāo)aClOD．若實(shí)驗(yàn)中使用到裝置c且布條褪色，則說(shuō)明濕潤(rùn)的氯氣有漂白性解析：選B為確定氯氣有無(wú)漂白性，需要進(jìn)入到裝置b中的氯氣中不含HCl及水蒸氣，故應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl，再用濃硫酸除去水蒸氣，為防止裝置e中水蒸氣進(jìn)入裝置b中，在裝置b、e之間還應(yīng)加裝一個(gè)裝置a，尾氣用NaOH溶液吸收，A、C錯(cuò)誤，B正確；由裝置b中現(xiàn)象可判斷Cl2有無(wú)漂白性，濕潤(rùn)有色布條褪色是因氯氣與水反應(yīng)生成的HClO引起的，D錯(cuò)誤。7．用如圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，將分液漏斗中溶液X加入圓底燒瓶中與Y反應(yīng)，對(duì)試管B中現(xiàn)象描述不正確的是()選項(xiàng)X溶液固體YZ溶液現(xiàn)象A70%H2SO4Na2SO3H2S溶液產(chǎn)生渾濁B濃氨水CaO酚酞試劑溶液變紅C鹽酸大理石Na2SiO3溶液出現(xiàn)白色沉淀D濃鹽酸MnO2NaOH溶液黃綠色氣體被吸收解析：選DNa2SO3和H2SO4反應(yīng)生成SO2，通入H2S溶液中，生成S，出現(xiàn)渾濁，選項(xiàng)A現(xiàn)象正確；濃氨水滴入CaO中，產(chǎn)生NH3，通入酚酞試劑中，溶液變紅，選項(xiàng)B現(xiàn)象正確；鹽酸與大理石反應(yīng)生成CO2，通入Na2SiO3溶液中生成硅酸沉淀，選項(xiàng)C現(xiàn)象正確；濃鹽酸與MnO2需加熱才能反應(yīng)，選項(xiàng)D不正確。8．某興趣小組設(shè)計(jì)用鐵粉將NO還原為N2(同時(shí)生成FeO)，下列說(shuō)法不正確的是()已知：①濃硝酸可氧化NO；②NaOH溶液能吸收NO2，不吸收NO。A．裝置的連接順序?yàn)閍→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→dB．裝置戊中發(fā)生的化學(xué)方程式為2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2C．裝置丁的作用是除去揮發(fā)出來(lái)的硝酸和產(chǎn)生的NO2D．裝置乙的作用是干燥，防止水蒸氣進(jìn)入戊中干擾反應(yīng)解析：選D根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理利用NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO，所以首先應(yīng)制備純凈的干燥的NO，利用銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，由于硝酸具有揮發(fā)性，所以制得的NO中會(huì)混有硝酸和水蒸氣，則先通過(guò)裝置丁除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，然后再通過(guò)己干燥，得到純凈的干燥的NO進(jìn)入戊中與鐵粉反應(yīng)，最后處理多余的NO，又因?yàn)镹aOH溶液不與NO反應(yīng)，而濃硝酸可氧化NO生成NO2，所以最終先通過(guò)乙氧化NO，后再通過(guò)丙吸收，故裝置接口的連接順序?yàn)閍→f→e→j→i→h→g(或g→h)→b→c→d，A正確；裝置戊中NO被灼熱的鐵粉還原為N2，同時(shí)生成FeO，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NO＋2Feeq\o(=,\s\up7(△))2FeO＋N2，B正確；裝置丁盛放的是水，其作用是除去揮發(fā)出的HNO3等酸性氣體，C正確；裝置乙盛放的是濃硝酸，依題意可以氧化NO，便于NaOH溶液吸收，D錯(cuò)誤。9．實(shí)驗(yàn)室用如下裝置(略去部分夾持裝置)模擬利用氨氣和次氯酸鈉合成肼(N2H4)的過(guò)程。下列說(shuō)法正確的是()A．將裝置①中濃鹽酸換成H2O2，也可用于制備氧氣B．②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2C．③分液漏斗中盛裝飽和食鹽水D．當(dāng)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，④中可收集一瓶純凈的NH3解析：選B由圖可知，①中發(fā)生的反應(yīng)為MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，打開(kāi)K1，Cl2能和NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO，⑤用來(lái)制取NH3，④裝置作安全瓶，能防倒吸，在③中NH3和NaClO反應(yīng)生成N2H4，發(fā)生反應(yīng)ClO－＋2NH3=N2H4＋Cl－＋H2O，最后關(guān)閉K1，②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2。裝置①中濃鹽酸換成H2O2，制備氧氣時(shí)不需要加熱，MnO2作催化劑，故A錯(cuò)誤；Cl2有毒，不能排放在環(huán)境中，則②中盛裝NaOH溶液，用于吸收多余的Cl2，故B正確；③分液漏斗中應(yīng)該盛裝NaOH溶液，利用Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制備N(xiāo)aClO，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉K2，多余的NH3可收集在④中，但NH3中混有水蒸氣，故D錯(cuò)誤。10．Cl2O黃棕色具有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，是一種強(qiáng)氧化劑，易溶于水且會(huì)與水反應(yīng)生成次氯酸，與有機(jī)物、還原劑接觸或加熱時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸。一種制取Cl2O的裝置如圖所示。已知：Cl2O的熔點(diǎn)為－116℃，沸點(diǎn)為3.8℃，Cl2的沸點(diǎn)為－34.6℃；HgO＋2Cl2=HgCl2＋Cl2O下列說(shuō)法不正確的是()A．裝置②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水與濃硫酸B．通入干燥空氣的目的是將生成的Cl2O稀釋減少爆炸危險(xiǎn)C．從裝置⑤中逸出氣體的主要成分是Cl2OD．裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸解析：選C制取Cl2O需要干燥純凈的Cl2，所以②、③中盛裝的試劑依次是飽和食鹽水與濃硫酸，故A正確；高濃度的Cl2O易爆炸，所以通入干燥空氣可以將生成的Cl2O稀釋減少爆炸危險(xiǎn)，故B正確；裝置⑤是收集Cl2O的裝置，所逸出的氣體不是Cl2O，故C錯(cuò)誤；Cl2O與有機(jī)物接觸會(huì)發(fā)生燃燒并爆炸，裝置④與⑤之間不用橡皮管連接，是為了防止橡皮管燃燒和爆炸，故D正確。11．三氯化硼是重要的化工原料。可用于制取乙硼烷(B2H6)，也可作有機(jī)合成的催化劑。[查閱資料]①BCl3的沸點(diǎn)為12.5℃，熔點(diǎn)為－107.3℃；②2B＋6HCleq\o(=,\s\up7(△))2BCl3＋3H2，硼也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置制備三氯化硼?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)A裝置中反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)B裝置的作用是________；如果拆去B裝置，可能的后果是________________。(3)D裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________________。(4)G裝置的作用是____________________；為使實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)便，可用一個(gè)裝置代替F和G裝置。該裝置所用儀器是________，所裝試劑是________。(5)A、D兩處加熱的先后順序是________，其理由是_________________________________________________________________________________________________。(6)檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品中含有硼粉的實(shí)驗(yàn)操作是______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)裝置A制取Cl2，因此離子反應(yīng)方程式為MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)鹽酸易揮發(fā)，制取的Cl2中含有HCl，B裝置的作用是除去Cl2中的HCl雜質(zhì)氣體；如果拆去B裝置，可能的后果是硼粉與HCl反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有H2，加熱H2與Cl2的混合氣體，易發(fā)生爆炸。(3)D裝置中發(fā)生的反應(yīng)是硼粉與Cl2反應(yīng)生成BCl3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2B＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2BCl3。(4)G裝置其作用是吸收未反應(yīng)完的Cl2，防止污染空氣；為使實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)便，可用一個(gè)裝置代替F和G裝置，可防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E，又能吸收未反應(yīng)完的Cl2，該裝置所用儀器是干燥管或U形管，所裝試劑是堿石灰。(5)A、D兩處加熱的先后順序是先A后D，其理由是排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應(yīng)生成B2O3。(6)檢驗(yàn)制得的產(chǎn)品中含有硼粉的實(shí)驗(yàn)操作是取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則樣品中無(wú)硼粉。答案：(1)MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)除去Cl2中的HCl雜質(zhì)氣體硼粉與HCl反應(yīng)生成的產(chǎn)物中有H2，加熱H2與Cl2的混合氣體，易發(fā)生爆炸(3)2B＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2BCl3(4)吸收未反應(yīng)完的Cl2，防止污染空氣干燥管或U形管堿石灰(5)先A后D排盡裝置中的空氣，避免氧氣與硼粉反應(yīng)生成B2O3(6)取少量樣品于試管中，滴加濃NaOH溶液，若有氣泡產(chǎn)生，則樣品中含有硼粉；若無(wú)氣泡產(chǎn)生，則樣品中無(wú)硼粉12．SO2為大氣污染物，研究它的性質(zhì)對(duì)環(huán)境治理具有重要意義。在鋁基氧化銅作催化劑時(shí)，可利用天然氣脫除二氧化硫，并回收單質(zhì)硫(熔點(diǎn)為112.8℃，沸點(diǎn)為444.6℃)。(1)①裝置中導(dǎo)管X的作用是：___________________________________________。②用裝置A制取SO2，則試劑的組合最好是__________(填字母)。a．18.4mol·L－1H2SO4＋Cub．4mol·L－1HNO3＋Na2SO3c．60%H2SO4＋K2SO3③水與Al4C3在裝置A中制取甲烷，其化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________。(2)利用制得的CH4和SO2并結(jié)合B～G裝置驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物：CH4＋2SO2eq\o(=,\s\up7(鋁基氧化銅),\s\do5(490～500℃))2S＋CO2＋2H2O生成的單質(zhì)S和CO2。①B裝置有三個(gè)作用，分別是__________、____________、____________。②實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的合理順序?yàn)锽、___________________________________(每個(gè)裝置只用一次)。③證明有CO2產(chǎn)生的現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________________。④G裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①蒸餾燒瓶中產(chǎn)生氣體，使其中的壓強(qiáng)增大，若分液漏斗與蒸餾燒瓶不連通，則不利于液體滴入，所以裝置中導(dǎo)管X的作用是平衡壓強(qiáng)，使液體順利滴入燒瓶中。②a項(xiàng)，“18.4mol·L－1H2SO4＋Cu”制取SO2需要加熱，而裝置A為固、液不加熱裝置，故不適合；b項(xiàng)，HNO3具有強(qiáng)氧化性，“4mol·L－1HNO3＋Na2SO3”發(fā)生氧化還原反應(yīng)，＋4價(jià)S被氧化成＋6價(jià)，得不到SO2，故不適合；c項(xiàng)，“60%H2SO4＋K2SO3”制取SO2符合強(qiáng)酸制弱酸原理，故適合。③由已知，用水與Al4C3制取甲烷，根據(jù)原子守恒還生成Al(OH)3，故化學(xué)方程式為Al4C3＋12H2O=4Al(OH)3↓＋3CH4↑。(2)①CH4和SO2的反應(yīng)需要高溫條件下在硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)行，B中濃硫酸可以起到干燥CH4和SO2的作用；B裝置中可同時(shí)通入CH4和SO2，便于充分混合CH4和SO2；CH4和SO2氣體通過(guò)濃硫酸，會(huì)形成氣泡，觀察氣泡以便調(diào)節(jié)CH4和SO2的流速比約為1∶2。②根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證CH4和SO2反應(yīng)生成的單質(zhì)S和CO2，則裝置C冷卻得到固體S單質(zhì)，用E裝置中澄清石灰水驗(yàn)證CO2，為防止SO2對(duì)驗(yàn)證CO2實(shí)驗(yàn)造成干擾，必須先將其除盡，可依次通過(guò)酸性高錳酸鉀溶液和品紅溶液，綜上分析實(shí)驗(yàn)裝置依次連接的合理順序?yàn)锽、D、C、G、F、E。③若F中品紅溶液不褪色，則說(shuō)明SO2已經(jīng)除盡，E中澄清石灰水變渾濁則能證明該實(shí)驗(yàn)有CO2產(chǎn)生。④G裝置中，酸性高錳酸鉀溶液與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，＋7價(jià)Mn被還原為＋2價(jià)，＋4價(jià)S被氧化為＋6價(jià)，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒可寫(xiě)出離子方程式：2MnOeq\o\al(－,4)＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋。答案：(1)①平衡氣壓，使液體順利滴入燒瓶中②c③Al4C3＋12H2O=4Al(OH)3↓＋3CH4↑(2)①干燥充分混合觀察氣泡以便調(diào)節(jié)CH4和SO2的流速②D、C、G、F、E③F中品紅溶液不褪色，E中澄清石灰水變渾濁④2MnOeq\o\al(－,4)＋5SO2＋2H2O=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋13．亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中重要試劑，可由NO與Cl2在常溫常壓(或稍低溫度)下合成，其熔點(diǎn)－64.5℃，沸點(diǎn)－5.5℃，遇水易水解。實(shí)驗(yàn)室模擬制備裝置如圖所示(部分夾持裝