2021高考化学考点突破训练：10-3气体的制备.docx

重 点 突 破
锁定高考热点　探究规律方法
考点1
常见气体的制备和收集
1.常见气体制备的发生装置
反应装置类型
反应装置图
适用气体
操作留意事项
固、固加热型

O2、NH3等
①试管要干燥
②试管口略低于试管底
③加热时先均匀加热再局部加强热

固、液加热型或液、液加热型

Cl2、HCl等
①烧瓶加热时要隔石棉网
②反应物均为液体时，烧瓶内要加碎瓷片或沸石
固、液不加热型或液、液不加热型

H2、CO2、SO2、NO、NO2等
①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下
②启普发生器只适用于块状固体和液体反应，且生成的气体不溶于水
③使用分液漏斗既可以增加气密性，又可把握液体流速
2.常见气体的收集方法
收集方法
排水法
向上排空气法
向下排空气法
收集原理
收集的气体不与水反应且难溶于水
收集的气体密度比空气大，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应
收集的气体密度比空气小，且与空气密度相差较大，不与空气中成分反应
收集装置

适用的气体
H2、O2、NO、CH4、C2H4
Cl2、HCl、CO2、NO2、H2S、SO2
H2、NH3
题组训练

1．(2022·湖北模拟)现有稀硫酸和用铜网包好的锌粒及下图中的有关仪器和用品。需要组装一套制备适量氢气的简易装置，要求能随开随用、随关随停。则应选用的仪器(不得损坏)的编号是(　　)

①试管　②烧杯　③酒精灯　④铜块　⑤玻璃管　⑥带有玻璃导管和活塞的橡胶塞
A．①②⑤⑥　　　　 B．①②④⑥
C．②④⑤⑥ D．②③⑤⑥
解析　铜块置于烧杯中，加稀硫酸，将用铜网包好的锌粒放在铜块上，用玻璃管罩住并塞上橡胶塞。
答案　C
2．以下是几种常见的气体制取装置，不适用于相应化学反应的是(　　)

A

4HCl(浓)＋MnO2MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
B

Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O
C

2HNO3＋CaCO3===
Ca(NO3)2＋H2O＋CO2↑
D

2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
解析　A、B项分别为试验室制取氯气和氨气的装置和反应，正确；C项装置中用硝酸替换了试验室制二氧化碳中的盐酸，同样可以达到目的，正确；D项中过氧化钠是一种淡黄色粉末，不是块状固体，故不能在多孔塑料板上放置，D项不适用。
答案　D
3．请回答下列试验室中制取气体的有关问题。
(1)如图是用KMnO4与浓盐酸反应制取适量氯气的简易装置。

装置B、C、D的作用分别是：
B__________________________________________________；
C__________________________________________________；
D_________________________________________________。
(2)在试验室欲制取适量NO气体。
a．下图中最适合完成该试验的简易装置是________(填序号)；

b．依据所选的装置完成下表(不需要的可不填)：

应加入的物质
所起的作用
A

B

C

D

c.简洁描述应观看到的试验现象____________________________________________________________________________________________________________________。
解析　本题主要考查常见气体的制备，意在考查考生依据反应原理和气体的性质进行化学试验的力气。高锰酸钾具有强氧化性，能将浓盐酸中的氯离子氧化为氯气，装置B用来收集比空气密度大的氯气，装置D吸取尾气，装置C起到了防倒吸的作用。一氧化氮的密度与空气接近，不能用排空气法收集，一氧化氮不与水反应，可以用排水法收集，选用装置①，A装置中盛放铜片和稀硝酸，B装置中盛放水，C装置接收排出的水。
答案　(1)向上排气收集氯气　平安作用，防止D中的液体倒吸进入集气管B中　吸取尾气，防止氯气集中到空气中污染环境
(2)a.①　b.

应加入的物质
所起的作用
A
铜屑和稀硝酸
产生NO气体
B
水
排水收集NO气体
C

主要是接收B中排出的水
D

c.反应开头时，A中铜表面毁灭无色小气泡，反应速率渐渐加快；A管上部空间由无色渐渐变为浅红棕色，随反应的进行又渐渐变为无色；A中的液体由无色变为浅蓝色；B中的水面渐渐下降，B管中的水渐渐流入烧杯C中

考点2
气体的净化和尾气处理
1.气体的净扮装置和常见干燥剂

液态干燥剂
固态干燥剂
固体，加热
装置

常见干燥剂
浓硫酸(酸性、强氧化性)
无水氯化钙(中性)
碱石灰(碱性)
除杂试剂Cu、CuO、Mg
可干燥的气体
H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2
H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4
H2、O2、N2、CH4、NH3　
可除去O2、H2、CO、N2
不行干燥的气体
NH3、HBr、HI、H2S等
NH3
Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl、H2S等

2.选择净化方法的思路
(1)易溶于水或能与水反应不生成其他气体的杂质用水吸取。如H2(HCl)、N2(NH3)、NO(NO2)(括号内为杂质气体，下同)，可将混合气体通过盛水的洗气瓶来除去杂质气体。
(2)酸性杂质用碱性吸取剂、碱性杂质用酸性吸取剂来吸取。如CO(CO2)，可将混合气体通过盛NaOH溶液的洗气瓶或盛碱石灰的干燥管或U形管来除去杂质。
(3)还原性杂质，可用氧化性较强的物质来吸取或转化；氧化性杂质，可用还原性较强的物质来吸取。例如CO2(CO)可将混合气体通过盛灼热CuO的硬质玻璃管来除去杂质。
(4)选用能与气体中的杂质反应生成难溶性物质或可溶性物质的试剂做吸取剂来除去杂质。如O2(H2S)，可将混合气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶除去杂质。
3．尾气的吸取
(1)用水吸取的是：HCl、NH3(留意防倒吸)。
(2)用烧碱溶液吸取的是：Cl2、SO2、NO2、H2S等。
(3)用燃烧的酒精灯可点燃除去的是：CO。
题组训练
4.如图所示A～G为试验室常见的仪器、装置(部分固定夹持装置略去)，依据要求回答下列问题。

(1)试验室制备氧气
方案一：选用装置A，则宜选用的药品是_________，制备反应的化学方程式为________________________________________；
方案二：选用装置C，则宜选用的药品是______________，制备反应的化学方程式为____________________________________。
(2)在试验室制取纯洁、干燥的氯气，试验过程中要防止污染。
①下表是按仪器的连接挨次由上至下依次填写的，请将该表填写完整(加入试剂自选)。

选用的仪器
(填字母)
加入的试剂
作用
B
浓盐酸、
二氧化锰
反应器
(或产生气体)

D

收集Cl2

②该试验中用仪器D收集Cl2时，进气口应为________(填字母)。
(3)用装置C除了能制取氯气外，还能制取的气体有________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(填3种气体的化学式)。
(4)某化学爱好小组在试验室模拟合成氨的反应：将N2和H2分别由a、b通入装置F，由c导入如下装置：

装置F的作用是
①___________________________________________________；
②__________________________________________________。
检验NH3的简洁方法是___________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)试验室可以利用二氧化锰催化分解氯酸钾或双氧水制取氧气。
(2)①制取的氯气中含有HCl和水蒸气，先通过饱和食盐水除去HCl(净化)，再通过浓硫酸吸取水蒸气(干燥)，收集Cl2后用NaOH溶液吸取多余的Cl2(尾气吸取)。②氯气密度比空气大，选择向上排空气法收集，进气口应为b。
(3)用装置C还能制取H2、O2、CO2、HCl等。
(4)装置F既能起到干燥气体的作用(利用浓硫酸的吸水性干燥N2、H2)，又能使气体混合，通过观看气泡冒出的速率，调控通入N2、H2的体积比。
答案　(1)氯酸钾和二氧化锰　2KClO32KCl＋3O2↑　双氧水和二氧化锰　2H2O22H2O＋O2↑
(2)①

选用的仪器
(填字母)
加入的试剂
作用

D
饱和氯化钠溶液
除去HCl
D
浓硫酸
除去H2O

G
NaOH溶液
吸取多余的Cl2
②b
(3)H2、O2、CO2(或HCl等)
(4)①干燥N2、H2　②通过观看气泡冒出的速率，调控N2、H2的体积比　将潮湿的红色石蕊试纸置于导管口处，红色石蕊试纸变蓝，证明有氨气生成
5．(2021·大纲)制备氮化镁的装置示意图如下：

回答下列问题：
(1)检查装置气密性的方法是____________________________________________________________，a的名称是____________，b的名称是____________。
(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式
_________________________________________________。
(3)C的作用是__________________________________，D的作用是______________________________________，是否可以把C与D的位置对调并说明理由______________________________________。
(4)写出E中发生反应的化学方程式_________________。
(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出试验操作及现象_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)加热装置b，装置b中的气体受热膨胀，若整套装置气密性良好，则G中会有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插入溶液里的玻璃管中会形成一段水柱。装置a、b分别为分液漏斗、圆底烧瓶。(2)亚硝酸钠与硫酸铵反应制备氮气的实质是NO与NH发生氮元素之间的氧化还原反应，生成氮气和水。(3)装置C中盛装的是具有还原性的硫酸亚铁饱和溶液，故该试剂的作用是除去氧化剂(氧气、氮氧化物)；装置D中的试剂为浓硫酸，目的是除去水蒸气，干燥N2；因装置C为FeSO4饱和溶液，若干燥装置在之前，则干燥了的气体经过此溶液后又会带入水蒸气。(4)装置E中发生的是镁粉与氮气在加热条件下生成氮化镁的反应。(5)利用Mg3N2水解生成氨气和氢氧化镁的现象可以设计试验检验Mg3N2的存在；利用镁与盐酸反应放出氢气可以设计试验检验金属镁的存在。
答案　(1)G中加水浸没长导管，关闭分液漏斗活塞，微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好　分液漏斗　圆底烧瓶
(2)(NH4)2SO4＋2NaNO22N2↑＋Na2SO4＋4H2O
(3)除去氧气(及氮氧化物)　除去水蒸气　不能，对调后无法除去水蒸气
(4)N2＋3MgMg3N2
(5)取少量产物于试管中，加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观看到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁