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第三单元 气体的制备
(计时：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本大题共6小题，每小题8分，共48分)
1．(2022·黑龙江质检)用如图所示装置制取如表中的四种气体(图中加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。
气体
a
b
c
d
CO2
稀盐酸
CaCO3
饱和Na2CO3溶液
浓H2SO4
Cl2
浓盐酸
MnO2
NaOH溶液
浓H2SO4
SO2
稀H2SO4
Cu
品红溶液
浓H2SO4
H2
稀盐酸
锌粒
NaOH溶液
浓H2SO4
上述方法中可以得到干燥、纯洁的气体是( )
A．CO2 B．Cl2
C．SO2 D．H2
解析 制备CO2时不能用饱和碳酸钠溶液吸取HCl，由于CO2也能溶于饱和碳酸钠溶液中，A项错误。除去Cl2中混有的HCl气体不能用NaOH溶液，由于Cl2也能与NaOH溶液反应，B项错误。铜与稀硫酸不反应，不能用于制备SO2，C项错误。
答案 D
2．如图是两套试验室制气装置(省去了铁架台和锥形瓶中的药品)用于发生、干燥和收集气体，下列选项中正确的是( )
A
二氧化锰和浓盐酸
应选用①装置
B
浓盐酸和浓硫酸
①和②装置均不能选用
C
生石灰和浓氨水
应选用②装置
D
过氧化钠和水
应选用②装置
解析 试验室中若用MnO2和浓盐酸来制备Cl2，由于MnO2的氧化性不是很强，因此在反应过程中必需加热，由此可知既不能选用①也不能选用②来制备Cl2。利用浓H2SO4的吸水性和浓盐酸作用制HCl，可选用①，不能选用②，由于碱石灰可以吸取HCl。若用Na2O2和水反应来制备O2，考虑到O2的密度比空气大，应接受向上排空气法或用排水法收集，因此不应选用②来制备。
答案 C
3．关于下列图示的说法中，正确的是( )
A．图①所示试验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱
B．用图②所示试验装置排空气法收集CO2气体
C．用图③所示试验装置制备BaSO3沉淀
D．图④装置可以用来除去SO2中的HCl
解析 图①中发生的反应为H2SO4＋Na2CO3===Na2SO4＋H2O＋CO2↑、Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3，说明酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，所以非金属性：硫>碳>硅，A项正确。用图②所示试验装置排空气法收集CO2气体时导管应进步短出，B项错误。酸性环境中NO有强氧化性，用图③所示试验装置所得沉淀为BaSO4，C项错误。SO2也能被氢氧化钠溶液吸取，故D项错误。
答案 A
4．利用如图所示的装置处理以下8种气体(烧瓶的位置不得变动)：
①H2 ②Cl2 ③CH4 ④HCl ⑤NH3 ⑥NO
⑦H2S ⑧SO2，下列有关说法不正确的是( )
A．由A口进气可收集的气体有②④⑥⑦⑧
B．由B口进气可收集的气体有①③⑤
C．烧瓶内布满水，由B口进气，可收集①③⑥
D．烧瓶内装入浓H2SO4，可用来干燥①②③④⑥⑧
解析 用向下排空气法或排水法收集气体时气体从B口进，用向上排空气法收集气体或洗气时气体从A口进，A项中NO不能用排空气法收集。
答案 A
5.
在如图所示的装置中进行试验，用分液漏斗将液体A渐渐加入烧瓶内的固体B中。下列叙述正确的是( )
A．若A为盐酸，B为MnO2，C中盛有品红溶液，则C中溶液褪色
B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液消灭浑浊
C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛有AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D．上述试验中仪器D都可以用玻璃导管代替
解析 图中所示装置为固液不加热装置，A项不发生反应；B项生成CO2气体，与澄清石灰水反应生成CaCO3沉淀，溶液变浑浊；C项生成NH3，溶于水生成氨水，与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3不溶于过量氨水；装置中仪器D起防倒吸的作用，C项试验中不能用玻璃导管代替。
答案 B
6．如图是试验室制取气体的装置，其中发生装置相同，干燥和收集装置有两套，分别用图①和图②表示。下列选项中不正确的是( )
A
锌和稀盐酸
选用图①
B
氧化钙和浓氨水
选用图①
C
铜和浓硫酸
选用图②
D
过氧化钠和水
选用图②
解析 对于选项A，锌和稀盐酸反应制取H2，H2中混有的H2O(g)和HCl可用碱石灰吸取，H2的密度比空气小，用向下排空气法收集，正确。同样分析知选项B和D也正确。选项C，铜和浓硫酸在常温下不能发生反应，必需在加热条件下才有SO2气体生成，C项错。
答案 C
二、非选择题(本大题共3小题，共52分)
7．(17分)(2022·大连双基测试)Ⅰ.科学家发觉NO能在细胞和细胞间传递信息，还能参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
(1)试验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为______________________________________________________。
(2)某同学用图甲所示装置制取NO，打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，缘由是______________________(写化学方程式)。
Ⅱ.为证明铜丝与稀硝酸反应生成的的确是NO，某同学另外设计了图乙所示的装置制取NO。
(1)补充完成试验步骤：
①检查装置的气密性，方法是_______________________。
②打开活塞A，从U形长管一端注入稀硝酸，始终注到________为止。
③关闭活塞A，用酒精灯在U形管短管一侧加热，当观看到铜丝上有气泡时，停止加热。
(2)记录观看到的试验现象：
①可在U形管短管上方处观看到________色气体产生。
若铜丝和稀硝酸均未完全反应，则在_____________________时反应也可自行停止。
②反应自行停止后，假如渐渐打开活塞A，可马上观看到_________________________________________________________。
解析 Ⅱ.(1)①检验装置的气密性，应当先形成密闭体系，再观看液面的变化来推断是否漏气。(2)①U形管上方产生的是一氧化氮气体，颜色为无色。NO将硝酸溶液排入长管，使硝酸与铜脱离接触时，反应可自行停止。
答案 Ⅰ.(1)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O
(2)2NO＋O2===2NO2
Ⅱ.(1)①关闭玻璃管活塞A，向U形管长管一端加水至液面高于短管，静置一段时间后，若液面相对位置不变，则不漏气 ②U形管短管一端没有气体
(2)①无 NO将稀硝酸溶液排入长管，使稀硝酸与铜脱离接触 ②U形管短管一端液面上升，干燥管的球形容器中有红棕色气体生成
8．(17分)(2022·河北教学质量监测)下图所示为常见气体制备、干燥、性质验证和尾气处理的部分仪器装置，请依据要求完成下列各题，仪器装置可任意选用，必要时可重复选择。
(1)试验室需要制备少量Cl2，可以选用装置________或________(填仪器编号)，发生的化学方程式______________或__________________，Cl2有毒，其尾气吸取装置可选用E或F，那么E中液体是________，F中的物质是________。
(2)某学习小组要完成“氨的催化氧化”试验，他们从上述仪器中选择了一部分，并按气流方向从左到右连接挨次为A→F→C→D→E，请写出C中氨的催化氧化反应的化学方程式________________________________________________。
①若要通过A装置得到两种气体，则锥形瓶中的固体是________(填化学式)，分液漏斗中盛装________(填名称)。
②装置F的作用是__________________，装置C中固体的作用是__________________________________________________。
③装置D中的现象是__________________，从试验平安的角度考虑，气流的方向是a________b________(填“进”或“出”)。
解析 (1)题图中只有A、B为气体发生装置，若用于制氯气，A为不加热时的反应，须用KMnO4和浓HCl反应，B为加热时的反应，可用MnO2和浓HCl反应，方程式分别为2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O、MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；吸取Cl2若用溶液(E装置)，可用NaOH溶液，若用固体(F装置)可用碱石灰。
(2)氨的催化氧化的方程式为4NH3＋5O24NO＋6H2O。若要用A装置得到NH3和O2，依据NH3的简易制法和生成O2的反应，选择的试剂为浓氨水和Na2O2；从试验平安角度考虑，为了防止倒吸，D装置的气流方向为a进b出。
答案 (1)A B 2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O NaOH溶液 碱石灰
(2)4NH3＋5O24NO＋6H2O
①Na2O2 浓氨水
②除去水蒸气(或干燥氨气和氧气) 催化
③有红棕色气体生成 进 出
9．(18分)(2022·山东济南期末)下表是试验室制备气体的有关内容：
编号
试验内容
试验原理
气体发生装置
①
制备氧气
H2O2→O2
②
制备氨气
NH4Cl→NH3
③
制备氯气
HCl→Cl2
(1)上述气体中：从制备过程看，必需选择合适的氧化剂才能实现的是________(填气体的化学式，下同)；从反应原理看，明显不同于其他两种气体的是________。
(2)依据表中所列试验原理，从下列装置中选择合适的气体发生装置，将其编号填入上表中的空格中。
(3)某学习小组设计了如下图试验，将氯气依次通过下列装置以验证氯气的性质：
①通入氯气后，A中的现象是________________，整套试验装置存在的明显缺陷是______________________________________。
②C装置中发生反应的离子方程式为：__________________。
③请你帮该小组同学设计一个试验，证明洗气瓶B中的Na2SO3已被氧化(简述试验步骤)：_______________________________。
解析 (1)选取合适的氧化剂，即赐予的物质作还原剂，失电子化合价上升，所以选取氯气；制取氧气和氯气发生的是氧化还原反应，制取氨气发生的是复分解反应，故选氨气。
(2)制取氧气是固液混合不加热型装置，制取氨气是加热固体的装置；制取氯气是固液混合加热型装置。
(3)①氯气有强氧化性能和碘离子发生置换反应生成碘单质，淀粉遇碘变蓝色，所以溶液呈现蓝色；氯气有毒所以不能排空，必需有尾气处理装置，该装置中没有尾气处理装置；②氯气能和二价铁离子发生氧化还原反应生成三价铁离子和氯离子2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；③亚硫酸钠和氯化钡反应生成亚硫酸钡白色沉淀，但亚硫酸钡能与盐酸反应生成氯化钡，硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀，但硫酸钡不溶于盐酸，所以检验方法是：取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀说明亚硫酸钠被氧化。
答案 (1)Cl2 NH3
(2)
编号
试验内容
试验原理
气体发生装置
①
制备氧气
H2O2→O2
Ⅳ
②
制备氨气
NH4Cl→NH3
Ⅱ
③
制备氯气
HCl→Cl2
Ⅰ或Ⅳ
(3)①溶液变为蓝色 无尾气吸取装置 ②2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
③取少量溶液置于洁净的试管中，向其中滴加稀盐酸至不再产生气体，再向其中滴加氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则证明亚硫酸钠被氧化
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