专题突破练(四) 气体的实验室制备、净化和收集(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)突破一 气体的制取与性质探究1．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随关功能的是( )D [A、B、C三装置原理与启普发生器相似，均具有随开随关功能；而D装置关闭止水夹后，反应仍持续进行，无法通过关闭止水夹控制反应的停止。]2．用下图所示装置进行实验，下列实验现象描述错误的是( )实验试剂甲试剂乙试剂丙丙中的现象A稀盐酸CaCO3Na2SiO3溶液有白色沉淀生成B浓硫酸Na2CO3BaCl2溶液有白色沉淀生成C过氧化氢MnO2酸性KI淀粉溶液溶液变为蓝色D浓盐酸KMnO4Na2S溶液有淡黄色沉淀生成B [A项，盐酸和碳酸钙反应生成CO2，CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸白色沉淀，正确；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成SO2，但SO2与氯化钡不反应，错误；C项，过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成氧气，氧气把碘化钾氧化为单质碘，碘遇淀粉显蓝色，正确；D项，浓盐酸与高锰酸钾混合生成氯气，氯气把硫化钠氧化为单质S，产生淡黄色沉淀，正确。]3．用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的的是( )选项实验目的试剂a试剂b试剂c装置A验证非金属性：S>C>Si稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的氯气浓盐酸MnO2饱和食盐水C检验溶液X中含有CO盐酸溶液X澄清石灰水D除去Na2SO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液A-6-\n [A项，装置b中出现气体，说明硫酸的酸性强于碳酸，装置c中出现沉淀，说明碳酸的酸性强于硅酸，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，即S>C>Si，正确；B项，MnO2和浓盐酸反应，需要加热，此装置中没有加热装置，饱和食盐水除去氯气中的HCl，从装置c中出来的氯气中混有水蒸气，不是纯净的，错误；C项，装置b中加入盐酸，出现能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能说明X中含有CO，可能含有HCO或SO或HSO，错误；D项，氯水具有强氧化性，能把SO氧化成SO，不能达到实验目的，错误。]4．用下图所示装置进行实验，下列对实验现象的解释不合理的是( )选项①中试剂①中现象解释A品红溶液溶液褪色SO2具有漂白性BNa2SiO3溶液产生胶体沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3CBa(NO3)2溶液生成白色沉淀SO与Ba2＋生成白色BaSO3沉淀D酸性KMnO4溶液紫色褪去SO2具有还原性C [Cu和浓硫酸发生反应Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。A项，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，正确；B项，通入SO2后产生胶体沉淀，说明产生H2SiO3，即H2SO3酸性强于H2SiO3，正确；C项，SO2溶于水，溶液显酸性，NO在酸性条件下具有强氧化性，能把H2SO3或SO氧化成SO，因此沉淀是BaSO4，错误；D项，酸性高锰酸钾溶液具有氧化性，紫色褪去，说明SO2具有还原性，正确。]突破二 仪器连接5．(2017·全国卷Ⅰ，10)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，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、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B．管式炉加热前，用试管在④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-6-\nB [A错：若③中为焦性没食子酸溶液，则进入④中的气体还会有水蒸气。B对：若在④处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，可以加热管式炉。C错：为了防止生成的W被氧化，反应结束时应先停止加热，待管式炉冷却后再关闭活塞K。D错：二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，而启普发生器不能加热。]6．用下图所示装置测定水中氢、氧元素的质量比，其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差，实验测得m(H)∶m(O)>1∶8。下列对导致这一结果的原因分析中，一定错误的是( )A．Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置B．Ⅲ装置之后缺少干燥装置C．Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝D．CuO没有全部被还原D [用H2还原CuO时，装置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水，而装置Ⅱ中玻璃管通H2前后的质量差为反应时消耗CuO中氧的质量，即生成水中氧元素的质量，而m(水)－m(氧)＝m(氢)。当Zn和稀硫酸反应产生的H2不干燥[m(水)偏大]，装置Ⅲ后不加干燥装置，使Ⅲ中CaCl2吸收空气中的水分[m(水)偏大]，Ⅱ中玻璃管内有水冷凝[m(氧)偏小]，都会造成测得m(H)∶m(O)>1∶8。H2O的组成与CuO是否完全反应无关，只与通H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。]7．Cl2O是一种强氧化剂，易溶于水且会与水反应生成次氯酸，与有机物或还原剂接触会发生燃烧并爆炸。一种制取Cl2O的装置如图所示，加热装置和夹持仪器已略。已知：Cl2O的熔点为－116℃，沸点为3.8℃；Cl2的沸点为－34.6℃；HgO＋2Cl2===HgCl2＋Cl2O。下列说法正确的是( )A．装置②③中盛装的试剂依次是浓硫酸和饱和食盐水B．通干燥空气的目的是作氧化剂C．从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2OD．装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸-6-\nD [A项，从饱和食盐水中逸出的气体中含有水蒸气，所以氯气要先通过饱和食盐水，再通过浓硫酸，即装置②③中盛装的试剂依次是饱和食盐水和浓硫酸，错误；B项，通干燥空气的目的是将Cl2O从发生装置完全赶出至收集装置，错误；C项，从装置⑤中逸出气体的主要成分是Cl2，错误；D项，装置④与⑤之间不用橡皮管连接，是为了防止橡皮管燃烧和爆炸，正确。]8．将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况(约20℃，1.01×105Pa)的体积。某同学拟选用如图实验装置完成实验：最简易的装置其连接顺序：A接(________)(________)接(________)(________)接(______)(填接口字母，可不填满)。答案： E D G9．实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：上述仪器的连接顺序：e接________，________接________，________接________，________接________(按气流方向，用小写字母表示)。答案： d c a b i h g10．某化学兴趣小组利用以下装置模拟合成氨并制备少量氨水-6-\n已知：加热(85℃)NH4Cl和NaNO2饱和溶液可以制取N2。(1)B中仪器名称是______________；(2)为了完成实验，装置从左到右接口的连接顺序是______eadc__________；(3)D中玻璃纤维的作用是________________________________________________________________________；(4)小组中甲同学认为F装置不太合理，实验中会产生倒吸。乙同学认真分析后认为该装置无需改进，他的理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析： (2)根据实验原理N2＋3H22NH3，A装置产生N2(含水蒸气)，B装置产生H2(含HCl和水蒸气)，H2通过E装置除去HCl后与N2一同通入C装置(干燥、混合、调节两气体比例)，得到N2和H2的混合气体，进入D装置，与铁触媒接触发生反应，生成的NH3中混有未反应的N2、H2，该混合气体通入F中制得氨水，尾气中的H2用G装置处理，因此装置的连接顺序是efgadbihc(或gf)kjl。(4)弄清产生倒吸的原理本问就不难回答。产生倒吸的原理是大量气体迅速溶于水，导致导管内气体压强迅速减小，液体被外界气压压入导管内从而产生倒吸现象。本题中反应产生的NH3中含有大量的未反应的N2和H2，这两种气体均难溶于水，不会使导管内压强迅速减小，因而也就不会产生倒吸现象。答案： (1)启普发生器(2)bih fg(或gf)kjl(3)增大气体与催化剂铁触媒的接触面积(4)该反应为可逆反应，反应物的转化率低，NH3中混有较多难溶于水的气体，装置F中不会产生倒吸11．亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示装置(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。已知：①NO＋NO2＋2OH－===2NO＋H2O②气体液化的温度：NO2(21℃)、NO(－152℃)(1)反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是________________________________________________________________________-6-\n________________________________________________________________________。(2)为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(从左向右连接)：A→________；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________________________________________________________________。答案： (1)排出装置中的空气，防止干扰NO的检验(2)CEDB 检查装置的气密性-6-
