2021高考化學(xué)考點突破訓(xùn)練：10-3氣體的制備

重點突破鎖定高考熱點探究規(guī)律方法考點1常見氣體的制備和收集1.常見氣體制備的發(fā)生裝置反應(yīng)裝置類型反應(yīng)裝置圖適用氣體操作留意事項固、固加熱型O2、NH3等①試管要干燥②試管口略低于試管底③加熱時先均勻加熱再局部加強熱固、液加熱型或液、液加熱型Cl2、HCl等①燒瓶加熱時要隔石棉網(wǎng)②反應(yīng)物均為液體時，燒瓶內(nèi)要加碎瓷片或沸石固、液不加熱型或液、液不加熱型H2、CO2、SO2、NO、NO2等①使用長頸漏斗時，要使漏斗下端插入液面以下②啟普發(fā)生器只適用于塊狀固體和液體反應(yīng)，且生成的氣體不溶于水③使用分液漏斗既可以增加氣密性，又可把握液體流速2.常見氣體的收集方法收集方法排水法向上排空氣法向下排空氣法收集原理收集的氣體不與水反應(yīng)且難溶于水收集的氣體密度比空氣大，且與空氣密度相差較大，不與空氣中成分反應(yīng)收集的氣體密度比空氣小，且與空氣密度相差較大，不與空氣中成分反應(yīng)收集裝置適用的氣體H2、O2、NO、CH4、C2H4Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2H2、NH3題組訓(xùn)練1．(2022·湖北模擬)現(xiàn)有稀硫酸和用銅網(wǎng)包好的鋅粒及下圖中的有關(guān)儀器和用品。需要組裝一套制備適量氫氣的簡易裝置，要求能隨開隨用、隨關(guān)隨停。則應(yīng)選用的儀器(不得損壞)的編號是()①試管②燒杯③酒精燈④銅塊⑤玻璃管⑥帶有玻璃導(dǎo)管和活塞的橡膠塞A．①②⑤⑥ B．①②④⑥C．②④⑤⑥ D．②③⑤⑥解析銅塊置于燒杯中，加稀硫酸，將用銅網(wǎng)包好的鋅粒放在銅塊上，用玻璃管罩住并塞上橡膠塞。答案C2．以下是幾種常見的氣體制取裝置，不適用于相應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的是()A4HCl(濃)＋MnO2eq\o(=,\s\up15(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2OBCa(OH)2＋2NH4Cleq\o(=,\s\up15(△))CaCl2＋2NH3↑＋2H2OC2HNO3＋CaCO3=Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑D2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑解析A、B項分別為試驗室制取氯氣和氨氣的裝置和反應(yīng)，正確；C項裝置中用硝酸替換了試驗室制二氧化碳中的鹽酸，同樣可以達到目的，正確；D項中過氧化鈉是一種淡黃色粉末，不是塊狀固體，故不能在多孔塑料板上放置，D項不適用。答案D3．請回答下列試驗室中制取氣體的有關(guān)問題。(1)如圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。裝置B、C、D的作用分別是：B__________________________________________________；C__________________________________________________；D_________________________________________________。(2)在試驗室欲制取適量NO氣體。a．下圖中最適合完成該試驗的簡易裝置是________(填序號)；b．依據(jù)所選的裝置完成下表(不需要的可不填)：應(yīng)加入的物質(zhì)所起的作用ABCDc.簡潔描述應(yīng)觀看到的試驗現(xiàn)象____________________________________________________________________________________________________________________。解析本題主要考查常見氣體的制備，意在考查考生依據(jù)反應(yīng)原理和氣體的性質(zhì)進行化學(xué)試驗的力氣。高錳酸鉀具有強氧化性，能將濃鹽酸中的氯離子氧化為氯氣，裝置B用來收集比空氣密度大的氯氣，裝置D吸取尾氣，裝置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度與空氣接近，不能用排空氣法收集，一氧化氮不與水反應(yīng)，可以用排水法收集，選用裝置①，A裝置中盛放銅片和稀硝酸，B裝置中盛放水，C裝置接收排出的水。答案(1)向上排氣收集氯氣平安作用，防止D中的液體倒吸進入集氣管B中吸取尾氣，防止氯氣集中到空氣中污染環(huán)境(2)a.①b.應(yīng)加入的物質(zhì)所起的作用A銅屑和稀硝酸產(chǎn)生NO氣體B水排水收集NO氣體C主要是接收B中排出的水Dc.反應(yīng)開頭時，A中銅表面毀滅無色小氣泡，反應(yīng)速率漸漸加快；A管上部空間由無色漸漸變?yōu)闇\紅棕色，隨反應(yīng)的進行又漸漸變?yōu)闊o色；A中的液體由無色變?yōu)闇\藍(lán)色；B中的水面漸漸下降，B管中的水漸漸流入燒杯C中考點2氣體的凈化和尾氣處理1.氣體的凈扮裝置和常見干燥劑液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑固體，加熱裝置常見干燥劑濃硫酸(酸性、強氧化性)無水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)除雜試劑Cu、CuO、Mg可干燥的氣體H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4H2、O2、N2、CH4、NH3可除去O2、H2、CO、N2不行干燥的氣體NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl、H2S等2.選擇凈化方法的思路(1)易溶于水或能與水反應(yīng)不生成其他氣體的雜質(zhì)用水吸取。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體，下同)，可將混合氣體通過盛水的洗氣瓶來除去雜質(zhì)氣體。(2)酸性雜質(zhì)用堿性吸取劑、堿性雜質(zhì)用酸性吸取劑來吸取。如CO(CO2)，可將混合氣體通過盛NaOH溶液的洗氣瓶或盛堿石灰的干燥管或U形管來除去雜質(zhì)。(3)還原性雜質(zhì)，可用氧化性較強的物質(zhì)來吸取或轉(zhuǎn)化；氧化性雜質(zhì)，可用還原性較強的物質(zhì)來吸取。例如CO2(CO)可將混合氣體通過盛灼熱CuO的硬質(zhì)玻璃管來除去雜質(zhì)。(4)選用能與氣體中的雜質(zhì)反應(yīng)生成難溶性物質(zhì)或可溶性物質(zhì)的試劑做吸取劑來除去雜質(zhì)。如O2(H2S)，可將混合氣體通過盛有CuSO4溶液的洗氣瓶除去雜質(zhì)。3．尾氣的吸取(1)用水吸取的是：HCl、NH3(留意防倒吸)。(2)用燒堿溶液吸取的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。(3)用燃燒的酒精燈可點燃除去的是：CO。題組訓(xùn)練4.如圖所示A～G為試驗室常見的儀器、裝置(部分固定夾持裝置略去)，依據(jù)要求回答下列問題。(1)試驗室制備氧氣方案一：選用裝置A，則宜選用的藥品是_________，制備反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________；方案二：選用裝置C，則宜選用的藥品是______________，制備反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。(2)在試驗室制取純潔、干燥的氯氣，試驗過程中要防止污染。①下表是按儀器的連接挨次由上至下依次填寫的，請將該表填寫完整(加入試劑自選)。選用的儀器(填字母)加入的試劑作用B濃鹽酸、二氧化錳反應(yīng)器(或產(chǎn)生氣體)D收集Cl2②該試驗中用儀器D收集Cl2時，進氣口應(yīng)為________(填字母)。(3)用裝置C除了能制取氯氣外，還能制取的氣體有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填3種氣體的化學(xué)式)。(4)某化學(xué)愛好小組在試驗室模擬合成氨的反應(yīng)：將N2和H2分別由a、b通入裝置F，由c導(dǎo)入如下裝置：裝置F的作用是①___________________________________________________；②__________________________________________________。檢驗NH3的簡潔方法是___________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)試驗室可以利用二氧化錳催化分解氯酸鉀或雙氧水制取氧氣。(2)①制取的氯氣中含有HCl和水蒸氣，先通過飽和食鹽水除去HCl(凈化)，再通過濃硫酸吸取水蒸氣(干燥)，收集Cl2后用NaOH溶液吸取多余的Cl2(尾氣吸取)。②氯氣密度比空氣大，選擇向上排空氣法收集，進氣口應(yīng)為b。(3)用裝置C還能制取H2、O2、CO2、HCl等。(4)裝置F既能起到干燥氣體的作用(利用濃硫酸的吸水性干燥N2、H2)，又能使氣體混合，通過觀看氣泡冒出的速率，調(diào)控通入N2、H2的體積比。答案(1)氯酸鉀和二氧化錳2KClO3eq\o(=,\s\up15(MnO2),\s\do15(△))2KCl＋3O2↑雙氧水和二氧化錳2H2O2eq\o(=,\s\up15(MnO2))2H2O＋O2↑(2)①選用的儀器(填字母)加入的試劑作用D飽和氯化鈉溶液除去HClD濃硫酸除去H2OGNaOH溶液吸取多余的Cl2②b(3)H2、O2、CO2(或HCl等)(4)①干燥N2、H2②通過觀看氣泡冒出的速率，調(diào)控N2、H2的體積比將潮濕的紅色石蕊試紙置于導(dǎo)管口處，紅色石蕊試紙變藍(lán)，證明有氨氣生成5．(2021·大綱)制備氮化鎂的裝置示意圖如下：回答下列問題：(1)檢查裝置氣密性的方法是____________________________________________________________，a的名稱是____________，b的名稱是____________。(2)寫出NaNO2和(NH4)2SO4反應(yīng)制備氮氣的化學(xué)方程式_________________________________________________。(3)C的作用是__________________________________，D的作用是______________________________________，是否可以把C與D的位置對調(diào)并說明理由______________________________________。(4)寫出E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________。(5)請用化學(xué)方法確定是否有氮化鎂生成，并檢驗是否含有未反應(yīng)的鎂，寫出試驗操作及現(xiàn)象_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)加熱裝置b，裝置b中的氣體受熱膨脹，若整套裝置氣密性良好，則G中會有氣泡冒出，停止加熱冷卻后，G中插入溶液里的玻璃管中會形成一段水柱。裝置a、b分別為分液漏斗、圓底燒瓶。(2)亞硝酸鈉與硫酸銨反應(yīng)制備氮氣的實質(zhì)是NOeq\o\al(－,2)與NHeq\o\al(＋,4)發(fā)生氮元素之間的氧化還原反應(yīng)，生成氮氣和水。(3)裝置C中盛裝的是具有還原性的硫酸亞鐵飽和溶液，故該試劑的作用是除去氧化劑(氧氣、氮氧化物)；裝置D中的試劑為濃硫酸，目的是除去水蒸氣，干燥N2；因裝置C為FeSO4飽和溶液，若干燥裝置在之前，則干燥了的氣體經(jīng)過此溶液后又會帶入水蒸氣。(4)裝置E中發(fā)生的是鎂粉與氮氣在加熱條件下生成氮化鎂的反應(yīng)。(5)利用Mg3N2水解生成氨氣和氫氧化鎂的現(xiàn)象可以設(shè)計試驗檢驗Mg3N2的存在；利用鎂與鹽酸反應(yīng)放出氫氣可以設(shè)計試驗檢驗金屬鎂的存在。答案(1)G中加水浸沒長導(dǎo)管，關(guān)閉分液漏斗活塞，微熱b，這時G中有氣泡冒出，停止加熱冷卻后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，則