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第52講　常見氣體的實驗室制備與性質探究
【備考目標】　1.了解常見氣體的制備原理、裝置及改進。2.能根據氣體的性質及制備原理設計實驗流程。
考點1　常見氣體制備的反應原理及發生裝置
1．氣體制備的反應原理
氣體 制備原理
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(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
SO2 Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
NO2 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
CH≡CH CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑
C2H4 C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O
2.氣體制備的發生裝置
依據制備氣體所需的反應物狀態和反應條件，可將制備氣體的發生裝置分為三類：
(1)固體＋固體氣體
制備氣體：O2、NH3、CH4等。
(2)固體＋液體(或液體＋液體)氣體
制備氣體：Cl2、C2H4等。
(3)固體＋液體(不加熱)―→氣體
制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學化學中常見的氣體。
題組練習
一、常見氣體制備裝置的選擇
1．(2021·全國卷乙)在實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是(　　)
選項 化學試劑 制備氣體
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(濃) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(濃) HCl
解析：選C。Ca(OH)2和NH4Cl加熱反應能夠生成NH3，但NH3的密度比空氣小，應該用向下排空氣法收集，圖示收集方法不合理，A錯誤；B、D項的反應都為固液加熱反應，需選用固液加熱裝置，不能選用固固加熱裝置，錯誤；KClO3在MnO2作催化劑時加熱分解生成O2，O2的密度大于空氣，可用向上排空氣法收集，圖示裝置合理，故C正確。
2．(2023·河南重點高中聯考)下列制備氣體的裝置、實驗分析及評價均正確的是(　　)
選項 實驗目的 實驗裝置 實驗分析及評價
A 制CO2 H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不穩定，易分解出CO2，可用該裝置制取CO2，且可以隨開隨用、隨關隨停
B 制NO 通入N2可排出空氣，防止NO與O2反應生成NO2，用該裝置可制取純凈的NO
C 制NH3 CaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使NH3·H2O分解。可用此裝置快速制備少量NH3
D 制Cl2 MnO2作氧化劑、HCl作還原劑，實驗室常用該裝置制備Cl2
解析：選C。稀硫酸與碳酸鈣反應生成的微溶的硫酸鈣附著在碳酸鈣表面會阻礙反應的繼續進行，所以實驗室不能用稀硫酸與碳酸鈣反應制備二氧化碳氣體，A錯誤；稀硝酸與銅反應制備一氧化氮時，用氮氣雖然可以除去裝置中的空氣，防止一氧化氮被氧化，但氮氣和一氧化氮的相對分子質量相差不大，制得的一氧化氮中會混有氮氣，無法制得純凈的一氧化氮，B錯誤；濃氨水滴入氧化鈣中，氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣放出大量的熱，反應使水的量減少，反應放出的熱量使一水合氨受熱分解生成氨氣，反應的化學方程式為CaO＋NH3·H2O===Ca(OH)2＋NH3↑，則題給實驗裝置可用于快速制備少量氨氣，C正確；二氧化錳與濃鹽酸共熱反應生成氯化錳、氯氣和水，由實驗裝置圖可知，題給實驗裝置缺少酒精燈，無法用二氧化錳與濃鹽酸制得氯氣，D錯誤。
二、氣體制備裝置的改進與創新
3．下列氣體發生裝置，當加入適當的塊狀固體和液體時不具有隨開隨用隨關隨停功能的是(　　)
解析：選D。A、B、C可以利用壓強差控制反應；D沒有隔離板，所以不能控制反應隨關隨停。
4．某同學在實驗室采用下列裝置探究CO和H2的轉化，并檢驗部分產物。已知草酸(HOOC—COOH)在濃硫酸存在時加熱分解為CO2、CO和H2O，E中的ZnO/CuO僅作催化劑，實驗完畢，F中收集到純凈液體1.536 g，G中收集到的氣體體積為89.6 mL(折算成標準狀況，不包括通入的氦氣)。請回答下列問題：
(1)B中盛放的試劑為________。
(2)C中發生反應的離子方程式為_____________________________________________。
(3)向F中液體投入金屬鈉，有氣泡產生，通過其他實驗測得F中液體為純凈物，且其相對分子質量為32，則E中反應的方程式為_________________________________________________________。
(4)有關裝置G的操作敘述正確的是______(填字母，下同)。
A．添加藥品完畢，調整G中兩液面相平，讀得量氣管的初始讀數
B．當G中兩液面差不再變化時，立即調整G中左右兩側液面相平，讀得量氣管的最終讀數
C．初始讀數時仰視，最終讀數時俯視，導致測得氣體體積偏大
(5)有關酒精燈操作的敘述正確的是______。
A．先點A處酒精燈，后點E處酒精燈 B．先點E處酒精燈，后點A處酒精燈
C．先撤A處酒精燈，后撤E處酒精燈 D．先撤E處酒精燈，后撤A處酒精燈
(6)該實驗中分兩次通入定量氦氣，第二次通入氦氣的作用是______________________________。
(7)綜合實驗中的數據，反應完畢，剩余n(H2)＝________mol。
解析：(4)添加藥品完畢，調整G中兩液面相平之前，應該先通入氦氣趕走反應裝置內的空氣，避免發生爆炸，故A錯誤；當G中兩液面差不再變化時，應該等氣體恢復到室溫時，再調整G中左右兩液面相平，讀得量氣管的最終讀數，故B錯誤；初始讀數時仰視，最終讀數時俯視，在量氣管上的高度差變高，導致測得氣體體積偏大，故C正確。(5)有關酒精燈操作的敘述，先點E處的酒精燈，讓生成的CO和H2立即反應，后撤E處的酒精燈，因為第二次通氦氣的目的是將反應器中殘留的CO和H2趕到E處反應，不能沒有加熱條件，因此正確的是B、C。(6)該實驗中分兩次通入定量氦氣，第二次通入氦氣的作用是將反應器中殘留的CO和H2趕到E處反應，否則定量實驗測定的數據不準確。(7)綜合實驗中的數據，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，應剩余0.006 mol CO和H2的混合氣，G中收集氣體0.004 mol，CO＋H2HCHO，甲醛易溶于水，故生成甲醛0.001 mol，所以反應完畢，剩余n(H2)為0.003 mol。
答案：(1)堿石灰　(2)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑　(3)CO＋2H2CH3OH、CO＋H2HCHO
(4)C　(5)BC　(6)將反應器內殘留的CO和H2全部轉移到E處　(7)0.003
考點2　氣體的凈化、收集與尾氣處理
1．氣體的凈化除雜方法
(1)除雜試劑選擇的依據：主體氣體和雜質氣體性質上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性。
(2)吸收劑的選擇
吸收劑的選擇應根據被提純氣體的性質和雜質的性質來確定，一般情況如下：
①易溶于水的氣體雜質可用水吸收；
②酸性雜質可用堿性物質吸收；
③堿性雜質可用酸性物質吸收；
④水為雜質時，可用干燥劑吸收；
⑤能與雜質發生反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(3)氣體干燥凈化裝置
類型 液態干燥劑 固態干燥劑 固體加熱
裝置圖
常見試劑 濃H2SO4(酸性、強氧化性) 無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性) Cu、CuO、Mg等
當CO2中混有O2雜質時，應選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。
2．氣體的收集方法
收集方法 收集氣體的類型 收集裝置 可收集的氣體(舉例)
排水法 難溶于水或微溶于水，且不與水反應的氣體 O2、H2、NO、CO等
排空氣法 向上排空氣法 密度大于空氣且不與空氣中的成分反應 Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空氣法 密度小于空氣且不與空氣中的成分反應 H2、NH3
3.集氣裝置的創新——排液集氣裝置
(1)裝置(Ⅰ)從a管進氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。
①飽和食鹽水——收集Cl2。
②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。
③飽和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
(2)裝置(Ⅱ)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進入，可將水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到氣體。
4．尾氣處理的實驗套裝
(1)吸收法(如圖甲、乙)：在水中溶解度較小的有毒氣體，多數可通入溶液中，用某些試劑吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應防止倒吸。
(2)點燃(如圖丙)或轉化法：處理某些可燃性氣體，如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。
(3)收集法(如圖丁)：處理CH4、C2H4、H2、CO等。
題組練習
1．下列裝置能達到實驗目的的是(　　)
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
解析：選C。①收集NH3的裝置瓶口無棉花；②NH3不溶于CCl4，通入CCl4中不會產生倒吸，逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收；③向長頸漏斗中加一定量的水，沒過長頸漏斗的下端，關閉止水夾，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可說明裝置氣密性良好，反之，氣密性不好；④CO2的密度比空氣大，氣體應長進短出。
2．根據如圖所示的裝置和下表內的物質(省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1中虛線框內的裝置是圖2)，能完成相應實驗目的的是(　　)
選項 a中的物質 b中的物質 實驗目的、試劑和操作
實驗目的 c中的物質 進氣方向
A 稀硝酸 Cu 收集貯存NO 水 N→M
B 濃硝酸 Na2SO3 檢驗SO2的氧化性 品紅溶液 M→N
C 濃氨水 堿石灰 收集貯存氨氣 飽和NH4Cl溶液 N→M
D 濃鹽酸 MnO2 檢驗Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N
解析：選A。稀硝酸和Cu反應生成NO，NO不溶于水，不與水反應，用排水法收集NO，進氣方向是N→M，A符合題意；濃硝酸具有強氧化性，與Na2SO3反應生成硫酸鹽和NO2氣體，因此無法檢驗SO2的氧化性，B不符合題意；由于氨氣極易溶于水，因此氨氣溶于飽和NH4Cl溶液，不能用排飽和NH4Cl溶液的方法來收集氨氣，C不符合題意；二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應，而該實驗沒有加熱裝置，因此不能產生氯氣，D不符合題意。
考點3　有關氣體制備的綜合實驗探究
1．氣體制備實驗的基本思路
2．常見氣體典型制備裝置舉例
(1)Cl2的實驗室制備
(2)SO2的實驗室制備
(3)NH3的實驗室制備
3．實驗條件的控制
(1)排氣方法
為了防止空氣中的O2、CO2、水蒸氣等干擾實驗，常用其他穩定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣；有時也可充分利用反應中的產物氣體(如氨氣、氯氣、二氧化硫等)排盡裝置中的空氣。
(2)控制氣體的流速及用量
①用分液漏斗控制液體滴加的速度和用量。
②觀察氣泡，控制氣流速度，如圖甲，可觀察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶3的混合氣體。
③平衡氣壓，如圖乙，用長玻璃管平衡氣壓，防堵塞。
(3)壓送液體
根據裝置的密封性，讓反應生成氣體或消耗氣體，產生壓強差，將液體壓入或倒流入另一反應容器。
(4)溫度控制
①控制低溫的目的：減少某些反應物或產物的分解，如H2O2、NH4HCO3等；減少某些反應物或產物的揮發，如鹽酸、氨水等；防止某些物質水解，避免副反應發生等。
②采取加熱的目的：加快反應速率或使平衡移動，加速溶解等。
③常考的溫度控制方式：
a．水浴加熱：均勻加熱，反應溫度在100 ℃以下。
b．油浴加熱：均勻加熱，反應溫度在100～260 ℃之間。
c．冰水冷卻：使某物質液化、降低產物的溶解度；減少其他副反應，提高產品純度等。
d．保溫：如真空雙層玻璃容器等。
題組練習
1．在一定條件下，向Al2O3和過量C粉的混合物中通入純凈的氯氣，可制得易水解的AlCl3，反應的化學方程式為Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO，實驗裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置a中反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
B．裝置b、c中盛裝的分別是飽和食鹽水和濃硫酸
C．裝置d、e之間應添加一個干燥裝置
D．此實驗的尾氣，除氯氣外都可直接排放到大氣中
解析：選D。裝置a為制取Cl2的裝置，濃鹽酸和二氧化錳在加熱的條件下反應生成氯氣，反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，A項正確；b中盛裝飽和食鹽水，可用于除去氯化氫氣體，c中盛裝濃硫酸，起到干燥的作用，B項正確；氯化鋁易水解，則應在裝置d、e之間應添加一個干燥裝置，防止裝置e中的水進入裝置d中，C項正確；尾氣除氯氣外還有CO，不能直接排放，D項錯誤。
2．(2022·遼寧高考)H2O2作為綠色氧化劑應用廣泛，氫醌法制備H2O2原理及裝置如下：
已知：H2O、HX等雜質易使Ni催化劑中毒。回答下列問題：
(1)A中反應的離子方程式為_________________________________________________。
(2)裝置B應為__________(填序號)。
(3)檢查裝置氣密性并加入藥品，所有活塞處于關閉狀態。開始制備時，打開活塞__________，控溫45 ℃。一段時間后，僅保持活塞b打開，抽出殘留氣體。隨后關閉活塞b，打開活塞__________，繼續反應一段時間。關閉電源和活塞，過濾三頸燒瓶中混合物，加水萃取，分液，減壓蒸餾，得產品。
(4)裝置F的作用為_________________________________________________________。
(5)反應過程中，控溫45 ℃的原因為___________________________________________。
(6)氫醌法制備H2O2總反應的化學方程式為__________。
(7)取2.50 g產品，加蒸餾水定容至100 mL搖勻，取20.00 mL于錐形瓶中，用0.050 0 mol·L－1酸性KMnO4標準溶液滴定。平行滴定三次，消耗標準溶液體積分別為19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假設其他雜質不干擾結果，產品中H2O2質量分數為__________。
答案：(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(2)②　(3)a、b　c、d
(4)防止外界水蒸氣進入C中使催化劑中毒(5)適當升溫加快反應速率，同時防止溫度過高H2O2分解(6)H2＋O2H2O2　(7)17%
高考真題
1．(2024·浙江6月卷，4，3分)下列說法不正確的是( )
A．裝置①可用于銅與濃硫酸反應并檢驗氣態產物 B．圖②標識表示易燃類物質
C．裝置③可用于制取并收集氨氣 D．裝置④可用于從碘水中萃取碘
答案：C
解析：A項，銅與濃硫酸反應方程式為：Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O，可用裝置①制取，氣態產物為SO2，可利用SO2的漂白性進行檢驗，A正確；B項，圖②標識表示易燃類物質，B正確；C項，NH3的密度比空氣小，應用向下排空氣法進行收集，C錯誤；D項，萃取是利用物質在不同溶劑中溶解性的差異進行分離混合物，裝置④可用于從碘水中萃取碘，D正確；故選C。
2．(2024·廣東卷，8，2分)1810年，化學家戴維首次確認“氯氣”是一種新元素組成的單質。興趣小組利用以下裝置進行實驗。其中，難以達到預期目的的是( )
A B C D
制備Cl2 凈化、干燥Cl2 收集Cl2 驗證Cl2的氧化性
答案：A
解析：A項，利用濃鹽酸和二氧化錳反應制氯氣需要加熱，圖中缺少加熱裝置，且分液漏斗內應盛裝濃鹽酸，不能達到預期目的，A符合題意；B項，實驗室制得的氯氣中有HCl雜質，可以通過飽和食鹽水洗氣除雜，再通過無水氯化鈣干燥，可以達到凈化、干燥Cl2的目的，B不符合題意；C項，氯氣密度大于空氣，可以用向上排空氣法收集，可以達到預期目的，C不符合題意；D項，H2可以在氯氣中安靜地燃燒，產生蒼白色火焰，氯氣將氫氣氧化，驗證了氯氣的氧化性，D不符合題意；故選A。
3．(2023·北京高考)完成下述實驗，裝置或試劑不正確的是(　　)
A．實驗室制Cl2 B．實驗室收集C2H4
C．驗證NH3易溶于水且溶液呈堿性 D．除去CO2中混有的少量HCl
解析：選D。Na2CO3與HCl、CO2發生反應，不能達到除雜的目的，應該選用飽和NaHCO3溶液，D項錯誤。
4．(2022·北京高考)利用如圖所示裝置(夾持裝置略)進行實驗，b中現象不能證明a中產物生成的是(　　)
a中反應 b中檢測試劑及現象
A 濃HNO3分解生成NO2 淀粉 KI溶液變藍
B Cu與濃H2SO4生成SO2 品紅溶液褪色
C 濃NaOH與NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液變紅
D CH3CHBrCH3與NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
解析：選A。濃硝酸具有揮發性，揮發出的硝酸也能與碘化鉀溶液反應生成碘，則淀粉 KI溶液變藍色不能說明濃硝酸分解生成二氧化氮，故A符合題意；銅與濃硫酸共熱反應生成的二氧化硫有漂白性，能使品紅溶液褪色，故B不符合題意；濃氫氧化鈉溶液與氯化銨溶液共熱反應生成氨氣，NH3能使酚酞溶液變紅，故C不符合題意；乙醇具有揮發性，揮發出的乙醇不與溴水反應，溴水褪色則說明2 溴丙烷與氫氧化鈉乙醇溶液共熱發生消去反應生成了丙烯，故D不符合題意。
5．(2022·山東高考)某同學按圖示裝置進行實驗，欲使瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液。下列物質組合不符合要求的是(　　)
氣體 液體 固體粉末
A CO2 飽和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
解析：選A。相同溫度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，二氧化碳與飽和碳酸鈉溶液反應析出碳酸氫鈉固體，二氧化碳與碳酸鈣反應生成溶于水的碳酸氫鈣，最終瓶內固體為碳酸氫鈉，則瓶中少量固體粉末不會消失，故A符合題意；氯氣可氧化氯化亞鐵生成氯化鐵，Fe與氯化鐵反應生成氯化亞鐵，則瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液，故B不符合題意；酸性溶液中硝酸根離子可氧化Cu，則瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液，故C不符合題意；氨氣極易溶于水，AgCl可溶于氨水生成銀氨溶液，則瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液，故D不符合題意。
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．用所給試劑與圖示裝置能夠制取相應氣體的是(夾持儀器略)(　　)
選項 A B C D
X 濃鹽酸 濃硫酸 雙氧水 濃氨水
Y KMnO4 C2H5OH MnO2 NaOH
氣體 Cl2 C2H4 O2 NH3
解析：選C。濃鹽酸和KMnO4固體混合有氯氣生成，氯氣能溶于水且與水發生反應，則不能用排水法收集，故A不符合題意；在濃硫酸存在下，乙醇消去制乙烯需要迅速升溫到170 ℃，故B不符合題意；雙氧水在二氧化錳催化作用下分解制氧氣，制取裝置不需要加熱，收集氧氣可以用排水法，故C符合題意；氨氣極易溶于水，不能用排水法收集，故D不符合題意。
2．關于下列各裝置圖的敘述中，正確的是(　　)
A．裝置①是洗氣裝置，除去氯氣中的氯化氫
B．實驗室用裝置②制取氨氣
C．裝置③可用于制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色
D．裝置④中X若為四氯化碳，可用于吸收氨氣，并防止倒吸
解析：選D。裝置①作洗氣裝置時，應長進短出；制取氨氣時試管口應略向下傾斜；制備氫氧化亞鐵時，膠頭滴管要伸入新制硫酸亞鐵溶液中；由于氨氣在四氯化碳中溶解度很小，可以防止倒吸。
3．(2024·陜西渭南模擬)實驗室用冰水浴分別冷卻CaCl2溶液、30 mL 6% H2O2以及15 mL濃氨水，攪拌下將三者混合，繼續冰水浴30 min，待溶液中不再有固體析出后，經“一系列操作”得到含CaO2的固體混合物。將所得固體置于試管中加熱，發生反應：2CaO22CaO＋O2↑，利用下列裝置可測量CaO2的產率，下列有關說法正確的是(　　 )
A．CaO2中陽離子和陰離子的個數比為1∶2
B．一系列操作中包括“蒸發結晶”
C．制備CaO2的化學方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O
D．反應結束后，J、K兩管液面的差值即為氧氣的體積
解析：選C。CaO2中陽離子和陰離子的個數比為1∶1，A錯誤；一系列操作是過濾、洗滌、干燥，不需蒸發結晶，B錯誤；制備CaO2的化學方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O，C正確；反應結束后，上下移動量氣管使J和K中液面相平再讀數，反應前后量氣管的讀數差即為氧氣的體積，D錯誤。
4．用如圖裝置制取氣體(圖中加熱及氣體收集裝置均已略去；必要時可加熱；a、b、c、d表示相應儀器中加入的試劑)。利用下列方案可得到干燥、純凈氣體的是(　　)
選項 制備氣體 a b c d
A Cl2 濃鹽酸 MnO2 NaOH溶液 堿石灰
B NH3 濃氨水 CaO H2O 固體NaOH
C NO 稀硝酸 Cu H2O P2O5
D H2 稀硝酸 Zn NaOH溶液 無水CaCl2
解析：選C。濃鹽酸與MnO2共熱可制備Cl2，但NaOH溶液會與Cl2反應，應選用飽和食鹽水除雜，故A錯誤；NH3極易溶于水，不能通入水中，故B錯誤；稀硝酸與銅反應生成NO，NO難溶于水，且不與P2O5反應，故可以用水除雜，用P2O5干燥，故C正確；稀硝酸與Zn反應生成NO，不生成H2，故D錯誤。
5．(2023·江西贛州二模)實驗探究是化學學科核心素養之一，用下圖所示裝置能凈化和收集氣體的是(　　)
選項 氣體(雜質) 試劑X
A C2H4(SO2) NaOH溶液
B Cl2(HCl) 飽和食鹽水
C SO2(CO2) 飽和碳酸鈉溶液
D C3H8(C2H4) 酸性高錳酸鉀溶液
解析：選B。乙烯中的SO2可以通過裝有NaOH溶液的洗氣瓶來除雜，也能用濃硫酸進行干燥，但由于乙烯的密度比空氣稍小一點，故常用排水法收集而不用排空氣法收集(易導致收集的乙烯不純)，A不合題意；除去Cl2中的HCl先通過裝有飽和食鹽水的洗氣瓶，再用濃硫酸進行干燥，且Cl2密度大于空氣，利用向上排空氣法收集氯氣，B符合題意；由于SO2和CO2均能與Na2CO3溶液反應，故不能用飽和Na2CO3溶液來除去SO2中的CO2，C不合題意；乙烯經過酸性高錳酸鉀溶液后轉化為CO2，引入新的雜質，故除去丙烷中的乙烯不能用酸性高錳酸鉀溶液，D不合題意。
6．實驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(　　)
A．①②③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液
B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點燃，通過聲音判斷氣體純度
C．結束反應時，先關閉活塞K，再停止加熱
D．裝置Q(啟普發生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣
解析：選B。A項，氣體從溶液中逸出易帶出水蒸氣，所以濃硫酸應放在③中，錯誤；B項，先通H2以排出空氣，加熱前應先檢驗H2的純度，正確；C項，若先停止通H2，空氣中的氧氣有可能重新將W氧化，應先停止加熱，再關閉活塞K，錯誤；D項，MnO2和濃鹽酸反應制氯氣需要加熱，不能用啟普發生器制備，錯誤。
7．Ca3N2是一種極易潮解的試劑。某小組利用氨氣與鈣反應制備氮化鈣。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置D中球形干燥管的作用是防止倒吸
B．C中硬質玻璃管中發生反應：3Ca＋2NH3Ca3N2＋3H2
C．實驗過程中，先啟動裝置A處反應，一段時間后再點燃裝置C處酒精燈
D．從產品純度考慮，裝置C、D之間應該增加E裝置
解析：選D。氨氣易溶于水、極易與酸反應，裝置D中球形干燥管的作用是防止倒吸，故A正確；C中硬質玻璃管中NH3和Ca反應生成Ca3N2和H2，故B正確；實驗過程中，先啟動裝置A處反應，排盡裝置中的空氣，一段時間后再點燃裝置C處酒精燈，故C正確；裝置E中氯化鈣帶有結晶水，失去吸水作用，故D錯誤。
8．為證明銅絲與稀硝酸反應生成的氣體確實是NO，某同學設計了一套裝置(如圖1所示)，下列有關該實驗的敘述不正確的是(　　)
A．為保證實驗效果，反應開始前，稀硝酸可加到與兩側膠塞相平的位置
B．利用該裝置可控制反應隨時停止或繼續反應
C．生成的氣體可利用圖2裝置來收集
D．長玻璃管可防止稀硝酸溢出
解析：選C。反應開始前，稀硝酸加到與兩側膠塞相平的位置，目的是排出U形管中的空氣，防止O2干擾實驗，A正確；關閉活塞a，反應產生的氣體可使銅絲與稀硝酸分離，反應停止，打開活塞a，稀硝酸與銅絲接觸又發生反應，B正確；若用圖2裝置收集NO，應將廣口瓶中長導管換成短導管，短導管換成長導管，C錯誤；關閉活塞a，U形管內壓強增大，稀硝酸被壓入長玻璃管，可防止稀硝酸溢出，D正確。
9．某實驗小組擬利用如圖裝置制取干燥的氮氣。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置Ⅰ中發生反應的化學方程式為NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
B．加熱片刻后需要將酒精燈移開，說明該反應是放熱反應
C．裝置Ⅱ的作用是冷凝水蒸氣
D．在裝置Ⅲ末端收集純凈干燥的N2只能用向下排空氣法
解析：選D。根據題中給出的反應物和生成物，結合原子守恒和得失電子守恒，可知裝置Ⅰ中發生反應的化學方程式為NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O，A項正確；因移開酒精燈后反應仍能進行，說明該反應是放熱反應，B項正確；根據化學方程式可知產物中有水蒸氣，為便于干燥，可用裝置Ⅱ冷凝大部分水蒸氣，再用裝置Ⅲ進行干燥，C項正確；N2的密度與空氣的密度相差不大，不能用排空氣法收集，D項錯誤。
10．(2023·山東臨沂二模)氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種重要的化工原料，極易水解，受熱易分解。實驗室利用2NH3(g)＋CO2(g) H2NCOONH4(s)　ΔH<0制備氨基甲酸銨的裝置如圖所示(夾持裝置略)。
下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置A中的鹽酸可以用稀硫酸代替
B．裝置連接順序是a→e→d→c→b→f
C．為加快反應速率，裝置D應置于熱水浴中
D．若去掉裝置B，還可能生成NH4HCO3或(NH4)2CO3
解析：選A。裝置A是為了生成二氧化碳，C裝置是為了除去A裝置產生的HCl，B裝置是為了除去A裝置產生的H2O，D裝置中二氧化碳和氨氣反應得到氨基甲酸銨。制取二氧化碳時不能用稀硫酸，因為稀硫酸和碳酸鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，包裹在碳酸鈣的表面，阻止反應的進行，A項錯誤；A裝置產生二氧化碳，先連接C裝置除去HCl，再連接B裝置除去H2O，最后連接D裝置制取氨基甲酸銨，儀器連接順序為a→e→d→c→b→f，B項正確；溫度升高，反應速率加快，C項正確；裝置B去除H2O，若去掉裝置B，則水和二氧化碳和氨氣還可以生成NH4HCO3或(NH4)2CO3，D項正確。
二、非選擇題(共2題，共30分)
11．(15分)(2023·海南海口華僑中學二模)二硫化硒(SeS2)可用于治療花斑癬。SeS2是橙黃色至橙紅色粉末，在水或有機溶劑中幾乎不溶。可用H2S與H2SeO3反應來制備SeS2，其實驗裝置如圖所示。回答下列問題：
已知：①3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑
②SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
(1)儀器M的名稱為____________。(2分)
(2)試劑Y可為____________(任填一種)。(2分)
(3)按氣流從左到右的方向，上述裝置的合理連接順序為c→________(填儀器接口的小寫字母)。(2分)
(4)裝置D的作用是_____________________________________________________；
裝置C中反應的化學方程式為_______________________________________________。(5分)
(5)二硫化硒中元素的鑒定：①取產品少許，向其中加硝酸溶液10 mL、水5 mL與尿素5 g，加熱至沸騰，放冷，再加碘化鉀試液2 mL，即顯淡黃色至橙色，放置后顏色迅速變深。②取鑒定①中的顯色溶液，靜置，10 min后，過濾，向濾液中加氯化鋇試液10 mL，即生成白色沉淀，可得鑒定結果。白色沉淀是___________，步驟①的目的是_____________________________________。(4分)
解析：制備SeS2時，可用H2S與H2SeO3發生反應。裝置A用于除去H2S中的酸性氣體，裝置B用于制取H2S，裝置C是將H2S與H2SeO3反應制取SeS2，裝置D用于除去H2S氣體，防止污染環境，所以A、B、C、D裝置的連接順序為B→A→C→D。
(1)儀器M上帶有活塞，且能始終保持內外壓強相等，其名稱為恒壓滴液漏斗。
(2)由分析可知，裝置B用于制取H2S氣體，試劑Y為酸性強于H2S的酸，則可為稀硫酸(或稀鹽酸、醋酸等)。
(3)由分析可知，按氣流從左到右的方向，A、B、C、D裝置的連接順序為B→A→C→D，則接口的合理連接順序為c→a→b→d→e→f。
(4)H2S是大氣污染物，應使用堿液進行余氣吸收，所以裝置D的作用是吸收尾氣H2S；裝置C中，將H2S與H2SeO3反應制取SeS2，反應的化學方程式為2H2S＋H2SeO3===SeS2↓＋3H2O。
(5)二硫化硒中含有S和Se兩種元素，實驗①先用硝酸將SeS2氧化，發生反應3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑，再加碘化鉀將H2SeO3還原，發生反應SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O，由溶液的顏色變化確定含有Se元素；實驗②取鑒定①中的顯色溶液，靜置、過濾后，向濾液中加氯化鋇試液，利用H2SO4與BaCl2反應生成BaSO4，確定S元素的存在，所以白色沉淀是BaSO4；步驟①的目的是：檢驗硒元素，將硫元素轉化為硫酸根離子。
答案：(1)恒壓滴液漏斗　(2)稀硫酸(或稀鹽酸、醋酸等)　(3)a→b→d→e→f
(4)吸收尾氣H2S　2H2S＋H2SeO3===SeS2↓＋3H2O
(5)BaSO4　檢驗硒元素，將硫元素轉化為硫酸根離子
12．(15分)硫氰化鉀(KSCN)俗稱玫瑰紅酸鉀，是一種用途廣泛的化學藥品。實驗室模擬工業制備硫氰化鉀的實驗裝置如圖所示：
已知：①CS2不溶于水，密度比水的大；②NH3不溶于CS2；③三頸燒瓶內盛有CS2、水和催化劑。
回答下列問題：
(1)制備NH4SCN溶液
①實驗前，經檢查裝置的氣密性良好。其中裝置B中的試劑是__________。三頸燒瓶的下層CS2液體必須浸沒導管口，目的是_________________________________________。(4分)
②實驗開始時，打開K1，加熱裝置A、D，使A中產生的氣體緩緩通入D中，發生反應CS2＋3NH3NH4SCN＋NH4HS(該反應比較緩慢)至CS2消失。
(2)制備KSCN溶液
①熄滅裝置A處的酒精燈，關閉K1和K2，移開水浴，將裝置D繼續加熱至105 ℃，當NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑＋NH3↑)，打開K2，繼續保持液溫105 ℃，緩緩滴入適量的KOH溶液，發生反應的化學方程式為___________________________________________________________。(3分)
②使用KOH溶液會使產品KSCN固體中混有較多的K2S，工業上用相同濃度的K2CO3溶液替換KOH溶液，除了原料成本因素外，優點是_________________________________________________。(2分)
③裝置E的作用是____________________________________________________。(2分)
(3)制備KSCN晶體：先濾去三頸燒瓶中的固體催化劑，再減壓、________、________、過濾、洗滌、干燥，得到硫氰化鉀晶體。(4分)
答案：(1)①堿石灰　使反應物NH3和CS2充分接觸，并防止發生倒吸
(2)①NH4SCN＋KOHKSCN＋NH3↑＋H2O
②K2CO3能與NH4SCN反應產生更多CO2和NH3，有利于殘留在裝置中的H2S逸出　③除去反應過程中產生的H2S和NH3，以免污染環境
(3)蒸發濃縮　冷卻結晶
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第52講　常見氣體的實驗室制備與性質探究
【備考目標】　1.了解常見氣體的制備原理、裝置及改進。2.能根據氣體的性質及制備原理設計實驗流程。
考點1　常見氣體制備的反應原理及發生裝置
1．氣體制備的反應原理
氣體 制備原理
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(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O
SO2 Na2SO3＋H2SO4(濃)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
NH3 2NH4Cl＋Ca(OH)2 CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
NO 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
NO2 Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
CH≡CH CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑
C2H4 C2H5OHCH2===CH2↑＋H2O
2.氣體制備的發生裝置
依據制備氣體所需的反應物狀態和反應條件，可將制備氣體的發生裝置分為三類：
(1)固體＋固體氣體
制備氣體：O2、NH3、CH4等。
(2)固體＋液體(或液體＋液體)氣體
制備氣體：Cl2、C2H4等。
(3)固體＋液體(不加熱)―→氣體
制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學化學中常見的氣體。
題組練習
一、常見氣體制備裝置的選擇
1．(2021·全國卷乙)在實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是(　　)
選項 化學試劑 制備氣體
A Ca(OH)2＋NH4Cl NH3
B MnO2＋HCl(濃) Cl2
C MnO2＋KClO3 O2
D NaCl＋H2SO4(濃) HCl
2．(2023·河南重點高中聯考)下列制備氣體的裝置、實驗分析及評價均正確的是(　　)
選項 實驗目的 實驗裝置 實驗分析及評價
A 制CO2 H2SO4的酸性大于H2CO3，H2CO3不穩定，易分解出CO2，可用該裝置制取CO2，且可以隨開隨用、隨關隨停
B 制NO 通入N2可排出空氣，防止NO與O2反應生成NO2，用該裝置可制取純凈的NO
C 制NH3 CaO與水反應，使溶劑(水)減少；反應放熱，促使NH3·H2O分解。可用此裝置快速制備少量NH3
D 制Cl2 MnO2作氧化劑、HCl作還原劑，實驗室常用該裝置制備Cl2
二、氣體制備裝置的改進與創新
3．下列氣體發生裝置，當加入適當的塊狀固體和液體時不具有隨開隨用隨關隨停功能的是(　　)
4．某同學在實驗室采用下列裝置探究CO和H2的轉化，并檢驗部分產物。已知草酸(HOOC—COOH)在濃硫酸存在時加熱分解為CO2、CO和H2O，E中的ZnO/CuO僅作催化劑，實驗完畢，F中收集到純凈液體1.536 g，G中收集到的氣體體積為89.6 mL(折算成標準狀況，不包括通入的氦氣)。請回答下列問題：
(1)B中盛放的試劑為________。
(2)C中發生反應的離子方程式為_____________________________________________。
(3)向F中液體投入金屬鈉，有氣泡產生，通過其他實驗測得F中液體為純凈物，且其相對分子質量為32，則E中反應的方程式為_________________________________________________________。
(4)有關裝置G的操作敘述正確的是______(填字母，下同)。
A．添加藥品完畢，調整G中兩液面相平，讀得量氣管的初始讀數
B．當G中兩液面差不再變化時，立即調整G中左右兩側液面相平，讀得量氣管的最終讀數
C．初始讀數時仰視，最終讀數時俯視，導致測得氣體體積偏大
(5)有關酒精燈操作的敘述正確的是______。
A．先點A處酒精燈，后點E處酒精燈 B．先點E處酒精燈，后點A處酒精燈
C．先撤A處酒精燈，后撤E處酒精燈 D．先撤E處酒精燈，后撤A處酒精燈
(6)該實驗中分兩次通入定量氦氣，第二次通入氦氣的作用是______________________________。
(7)綜合實驗中的數據，反應完畢，剩余n(H2)＝________mol。
考點2　氣體的凈化、收集與尾氣處理
1．氣體的凈化除雜方法
(1)除雜試劑選擇的依據：主體氣體和雜質氣體性質上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性。
(2)吸收劑的選擇
吸收劑的選擇應根據被提純氣體的性質和雜質的性質來確定，一般情況如下：
①易溶于水的氣體雜質可用水吸收；
②酸性雜質可用堿性物質吸收；
③堿性雜質可用酸性物質吸收；
④水為雜質時，可用干燥劑吸收；
⑤能與雜質發生反應生成沉淀(或可溶物)的物質也可作為吸收劑。
(3)氣體干燥凈化裝置
類型 液態干燥劑 固態干燥劑 固體加熱
裝置圖
常見試劑 濃H2SO4(酸性、強氧化性) 無水氯化鈣(中性)、堿石灰(堿性) Cu、CuO、Mg等
當CO2中混有O2雜質時，應選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。
2．氣體的收集方法
收集方法 收集氣體的類型 收集裝置 可收集的氣體(舉例)
排水法 難溶于水或微溶于水，且不與水反應的氣體 O2、H2、NO、CO等
排空氣法 向上排空氣法 密度大于空氣且不與空氣中的成分反應 Cl2、SO2、NO2、CO2
向下排空氣法 密度小于空氣且不與空氣中的成分反應 H2、NH3
3.集氣裝置的創新——排液集氣裝置
(1)裝置(Ⅰ)從a管進氣b管出水可收集難溶于水的氣體，如H2、O2等。若將廣口瓶中的液體更換，還可以收集以下氣體。
①飽和食鹽水——收集Cl2。
②飽和NaHCO3溶液——收集CO2。
③飽和NaHS溶液——收集H2S。
④四氯化碳——收集HCl或NH3。
(2)裝置(Ⅱ)儲氣式集氣。氣體從橡膠管進入，可將水由A瓶排入B瓶，在A瓶中收集到氣體。
4．尾氣處理的實驗套裝
(1)吸收法(如圖甲、乙)：在水中溶解度較小的有毒氣體，多數可通入溶液中，用某些試劑吸收除去，如Cl2、NO2均可通入NaOH溶液中除去；對于溶解度很大、吸收速率很快的氣體，吸收時應防止倒吸。
(2)點燃(如圖丙)或轉化法：處理某些可燃性氣體，如CO、H2可點燃或通過灼熱的CuO除去。
(3)收集法(如圖丁)：處理CH4、C2H4、H2、CO等。
題組練習
1．下列裝置能達到實驗目的的是(　　)
A．①④ B．②④ C．②③ D．①③
2．根據如圖所示的裝置和下表內的物質(省略夾持、凈化以及尾氣處理裝置，圖1中虛線框內的裝置是圖2)，能完成相應實驗目的的是(　　)
選項 a中的物質 b中的物質 實驗目的、試劑和操作
實驗目的 c中的物質 進氣方向
A 稀硝酸 Cu 收集貯存NO 水 N→M
B 濃硝酸 Na2SO3 檢驗SO2的氧化性 品紅溶液 M→N
C 濃氨水 堿石灰 收集貯存氨氣 飽和NH4Cl溶液 N→M
D 濃鹽酸 MnO2 檢驗Cl2的氧化性 Na2S溶液 M→N
考點3　有關氣體制備的綜合實驗探究
1．氣體制備實驗的基本思路
2．常見氣體典型制備裝置舉例
(1)Cl2的實驗室制備
(2)SO2的實驗室制備
(3)NH3的實驗室制備
3．實驗條件的控制
(1)排氣方法
為了防止空氣中的O2、CO2、水蒸氣等干擾實驗，常用其他穩定的氣體(如氮氣)排盡裝置中的空氣；有時也可充分利用反應中的產物氣體(如氨氣、氯氣、二氧化硫等)排盡裝置中的空氣。
(2)控制氣體的流速及用量
①用分液漏斗控制液體滴加的速度和用量。
②觀察氣泡，控制氣流速度，如圖甲，可觀察氣泡得到N2、H2的體積比約為1∶3的混合氣體。
③平衡氣壓，如圖乙，用長玻璃管平衡氣壓，防堵塞。
(3)壓送液體
根據裝置的密封性，讓反應生成氣體或消耗氣體，產生壓強差，將液體壓入或倒流入另一反應容器。
(4)溫度控制
①控制低溫的目的：減少某些反應物或產物的分解，如H2O2、NH4HCO3等；減少某些反應物或產物的揮發，如鹽酸、氨水等；防止某些物質水解，避免副反應發生等。
②采取加熱的目的：加快反應速率或使平衡移動，加速溶解等。
③常考的溫度控制方式：
a．水浴加熱：均勻加熱，反應溫度在100 ℃以下。
b．油浴加熱：均勻加熱，反應溫度在100～260 ℃之間。
c．冰水冷卻：使某物質液化、降低產物的溶解度；減少其他副反應，提高產品純度等。
d．保溫：如真空雙層玻璃容器等。
題組練習
1．在一定條件下，向Al2O3和過量C粉的混合物中通入純凈的氯氣，可制得易水解的AlCl3，反應的化學方程式為Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO，實驗裝置如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置a中反應的化學方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
B．裝置b、c中盛裝的分別是飽和食鹽水和濃硫酸
C．裝置d、e之間應添加一個干燥裝置
D．此實驗的尾氣，除氯氣外都可直接排放到大氣中
2．(2022·遼寧高考)H2O2作為綠色氧化劑應用廣泛，氫醌法制備H2O2原理及裝置如下：
已知：H2O、HX等雜質易使Ni催化劑中毒。回答下列問題：
(1)A中反應的離子方程式為_________________________________________________。
(2)裝置B應為__________(填序號)。
(3)檢查裝置氣密性并加入藥品，所有活塞處于關閉狀態。開始制備時，打開活塞__________，控溫45 ℃。一段時間后，僅保持活塞b打開，抽出殘留氣體。隨后關閉活塞b，打開活塞__________，繼續反應一段時間。關閉電源和活塞，過濾三頸燒瓶中混合物，加水萃取，分液，減壓蒸餾，得產品。
(4)裝置F的作用為_________________________________________________________。
(5)反應過程中，控溫45 ℃的原因為___________________________________________。
(6)氫醌法制備H2O2總反應的化學方程式為__________。
(7)取2.50 g產品，加蒸餾水定容至100 mL搖勻，取20.00 mL于錐形瓶中，用0.050 0 mol·L－1酸性KMnO4標準溶液滴定。平行滴定三次，消耗標準溶液體積分別為19.98 mL、20.90 mL、20.02 mL。假設其他雜質不干擾結果，產品中H2O2質量分數為__________。
高考真題
1．(2024·浙江6月卷，4，3分)下列說法不正確的是( )
A．裝置①可用于銅與濃硫酸反應并檢驗氣態產物 B．圖②標識表示易燃類物質
C．裝置③可用于制取并收集氨氣 D．裝置④可用于從碘水中萃取碘
2．(2024·廣東卷，8，2分)1810年，化學家戴維首次確認“氯氣”是一種新元素組成的單質。興趣小組利用以下裝置進行實驗。其中，難以達到預期目的的是( )
A B C D
制備Cl2 凈化、干燥Cl2 收集Cl2 驗證Cl2的氧化性
3．(2023·北京高考)完成下述實驗，裝置或試劑不正確的是(　　)
A．實驗室制Cl2 B．實驗室收集C2H4
C．驗證NH3易溶于水且溶液呈堿性 D．除去CO2中混有的少量HCl
4．(2022·北京高考)利用如圖所示裝置(夾持裝置略)進行實驗，b中現象不能證明a中產物生成的是(　　)
a中反應 b中檢測試劑及現象
A 濃HNO3分解生成NO2 淀粉 KI溶液變藍
B Cu與濃H2SO4生成SO2 品紅溶液褪色
C 濃NaOH與NH4Cl溶液生成NH3 酚酞溶液變紅
D CH3CHBrCH3與NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
5．(2022·山東高考)某同學按圖示裝置進行實驗，欲使瓶中少量固體粉末最終消失并得到澄清溶液。下列物質組合不符合要求的是(　　)
氣體 液體 固體粉末
A CO2 飽和Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
鞏固練習
一、選擇題(每題5分，共10題，共50分)
1．用所給試劑與圖示裝置能夠制取相應氣體的是(夾持儀器略)(　　)
選項 A B C D
X 濃鹽酸 濃硫酸 雙氧水 濃氨水
Y KMnO4 C2H5OH MnO2 NaOH
氣體 Cl2 C2H4 O2 NH3
2．關于下列各裝置圖的敘述中，正確的是(　　)
A．裝置①是洗氣裝置，除去氯氣中的氯化氫
B．實驗室用裝置②制取氨氣
C．裝置③可用于制備氫氧化亞鐵并觀察其顏色
D．裝置④中X若為四氯化碳，可用于吸收氨氣，并防止倒吸
3．(2024·陜西渭南模擬)實驗室用冰水浴分別冷卻CaCl2溶液、30 mL 6% H2O2以及15 mL濃氨水，攪拌下將三者混合，繼續冰水浴30 min，待溶液中不再有固體析出后，經“一系列操作”得到含CaO2的固體混合物。將所得固體置于試管中加熱，發生反應：2CaO22CaO＋O2↑，利用下列裝置可測量CaO2的產率，下列有關說法正確的是(　　 )
A．CaO2中陽離子和陰離子的個數比為1∶2
B．一系列操作中包括“蒸發結晶”
C．制備CaO2的化學方程式為CaCl2＋H2O2＋2NH3·H2O===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O
D．反應結束后，J、K兩管液面的差值即為氧氣的體積
4．用如圖裝置制取氣體(圖中加熱及氣體收集裝置均已略去；必要時可加熱；a、b、c、d表示相應儀器中加入的試劑)。利用下列方案可得到干燥、純凈氣體的是(　　)
選項 制備氣體 a b c d
A Cl2 濃鹽酸 MnO2 NaOH溶液 堿石灰
B NH3 濃氨水 CaO H2O 固體NaOH
C NO 稀硝酸 Cu H2O P2O5
D H2 稀硝酸 Zn NaOH溶液 無水CaCl2
5．(2023·江西贛州二模)實驗探究是化學學科核心素養之一，用下圖所示裝置能凈化和收集氣體的是(　　)
選項 氣體(雜質) 試劑X
A C2H4(SO2) NaOH溶液
B Cl2(HCl) 飽和食鹽水
C SO2(CO2) 飽和碳酸鈉溶液
D C3H8(C2H4) 酸性高錳酸鉀溶液
6．實驗室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質，焦性沒食子酸溶液用于吸收少量氧氣)。下列說法正確的是(　　)
A．①②③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒食子酸溶液
B．管式爐加熱前，用試管在④處收集氣體并點燃，通過聲音判斷氣體純度
C．結束反應時，先關閉活塞K，再停止加熱
D．裝置Q(啟普發生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應制備氯氣
7．Ca3N2是一種極易潮解的試劑。某小組利用氨氣與鈣反應制備氮化鈣。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置D中球形干燥管的作用是防止倒吸
B．C中硬質玻璃管中發生反應：3Ca＋2NH3Ca3N2＋3H2
C．實驗過程中，先啟動裝置A處反應，一段時間后再點燃裝置C處酒精燈
D．從產品純度考慮，裝置C、D之間應該增加E裝置
8．為證明銅絲與稀硝酸反應生成的氣體確實是NO，某同學設計了一套裝置(如圖1所示)，下列有關該實驗的敘述不正確的是(　　)
A．為保證實驗效果，反應開始前，稀硝酸可加到與兩側膠塞相平的位置
B．利用該裝置可控制反應隨時停止或繼續反應
C．生成的氣體可利用圖2裝置來收集
D．長玻璃管可防止稀硝酸溢出
9．某實驗小組擬利用如圖裝置制取干燥的氮氣。下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置Ⅰ中發生反應的化學方程式為NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O
B．加熱片刻后需要將酒精燈移開，說明該反應是放熱反應
C．裝置Ⅱ的作用是冷凝水蒸氣
D．在裝置Ⅲ末端收集純凈干燥的N2只能用向下排空氣法
10．(2023·山東臨沂二模)氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是一種重要的化工原料，極易水解，受熱易分解。實驗室利用2NH3(g)＋CO2(g) H2NCOONH4(s)　ΔH<0制備氨基甲酸銨的裝置如圖所示(夾持裝置略)。
下列說法錯誤的是(　　)
A．裝置A中的鹽酸可以用稀硫酸代替
B．裝置連接順序是a→e→d→c→b→f
C．為加快反應速率，裝置D應置于熱水浴中
D．若去掉裝置B，還可能生成NH4HCO3或(NH4)2CO3
二、非選擇題(共2題，共30分)
11．(15分)(2023·海南海口華僑中學二模)二硫化硒(SeS2)可用于治療花斑癬。SeS2是橙黃色至橙紅色粉末，在水或有機溶劑中幾乎不溶。可用H2S與H2SeO3反應來制備SeS2，其實驗裝置如圖所示。回答下列問題：
已知：①3SeS2＋16HNO3＋H2O===3H2SeO3＋6H2SO4＋16NO↑
②SeO＋4I－＋6H＋===Se＋2I2＋3H2O
③2S2O＋I2===S4O＋2I－
(1)儀器M的名稱為____________。(2分)
(2)試劑Y可為____________(任填一種)。(2分)
(3)按氣流從左到右的方向，上述裝置的合理連接順序為c→________(填儀器接口的小寫字母)。(2分)
(4)裝置D的作用是________________________________________________________；
裝置C中反應的化學方程式為_______________________________________________。(5分)
(5)二硫化硒中元素的鑒定：①取產品少許，向其中加硝酸溶液10 mL、水5 mL與尿素5 g，加熱至沸騰，放冷，再加碘化鉀試液2 mL，即顯淡黃色至橙色，放置后顏色迅速變深。②取鑒定①中的顯色溶液，靜置，10 min后，過濾，向濾液中加氯化鋇試液10 mL，即生成白色沉淀，可得鑒定結果。白色沉淀是_____________，步驟①的目的是_________________________________。(4分)
12．(15分)硫氰化鉀(KSCN)俗稱玫瑰紅酸鉀，是一種用途廣泛的化學藥品。實驗室模擬工業制備硫氰化鉀的實驗裝置如圖所示：
已知：①CS2不溶于水，密度比水的大；②NH3不溶于CS2；③三頸燒瓶內盛有CS2、水和催化劑。
回答下列問題：
(1)制備NH4SCN溶液
①實驗前，經檢查裝置的氣密性良好。其中裝置B中的試劑是__________。三頸燒瓶的下層CS2液體必須浸沒導管口，目的是_________________________________________。(4分)
②實驗開始時，打開K1，加熱裝置A、D，使A中產生的氣體緩緩通入D中，發生反應CS2＋3NH3NH4SCN＋NH4HS(該反應比較緩慢)至CS2消失。
(2)制備KSCN溶液
①熄滅裝置A處的酒精燈，關閉K1和K2，移開水浴，將裝置D繼續加熱至105 ℃，當NH4HS完全分解后(NH4HS===H2S↑＋NH3↑)，打開K2，繼續保持液溫105 ℃，緩緩滴入適量的KOH溶液，發生反應的化學方程式為___________________________________________________________。(3分)
②使用KOH溶液會使產品KSCN固體中混有較多的K2S，工業上用相同濃度的K2CO3溶液替換KOH溶液，除了原料成本因素外，優點是_________________________________________________。(2分)
③裝置E的作用是______________________________________________。(2分)
(3)制備KSCN晶體：先濾去三頸燒瓶中的固體催化劑，再減壓、________、________、過濾、洗滌、干燥，得到硫氰化鉀晶體。(4分)
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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