《利用化学反应制备物质》同步练习(鲁科版必修2).docx

利用化学反响制备物质
【典例导悟】
【典例1】某课外活动小组利用如下列图的装置制取氯气。提供的试剂有：浓盐酸、饱和NaCl溶液、NaOH溶液、高锰酸钾固体。反响的化学方程式为2KMnO4+16HCl〔浓〕===== 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。
〔1〕浓盐酸在此反响中显示出来的性质是 _______。
A.只有复原性 B.复原性和酸性
C.只有氧化性 D.氧化性和酸性[
〔2〕装置C中盛放的试剂是 ________ 。
〔3〕尾气处理时需关闭弹簧夹a和弹簧夹 ______ ,翻开弹簧夹 _________ 。处理尾气时发生反响的离子方程式是 ________ 。
〔4〕假设用含1.6 mol氯化氢的浓盐酸与足量的高锰酸钾反响，在标准状况下收集到的氯气体积 _______ 。
A.=11.2 L B.＞11.2 L
C.＜11.2 L D.无法确定
【标准解答】分析装置图知M中装浓盐酸，B中装KMnO4固体，A是尾气吸收装置，C应是收集装置，内装饱和NaCl溶液。浓盐酸与KMnO4反响制Cl2，由方程式可看出HCl在反响中局部被氧化成Cl2，浓盐酸表达复原性和酸性。因为KMnO4跟浓盐酸反响才能制取氯气，当随反响进行，
n〔HCl〕不断减少，又不断生成H2O，c〔HCl〕不断减小，即使KMnO4足量，HCl也不可能完全反响，所以生成的Cl2应少于11.2 L。
答案：〔1〕B 〔2〕饱和NaCl溶液
〔3〕b c 2OH-+Cl2 ==== Cl-+ClO-+H2O (4)C
【变式训练】在实验室中制取纯洁、枯燥的氯气，常使生成的氯气通过两个洗气瓶，第一个洗气瓶中盛有〔 〕
A.浓硫酸 B.烧碱溶液 C.饱和食盐水 D.石灰水
【解析】选C。实验室一般用浓盐酸与MnO2反响制取氯气，制得的氯气中含有HCl和水蒸气杂质，要得到纯洁、枯燥的氯气，需先通过盛饱和食盐水的洗气瓶除HCl，再通过盛浓H2SO4的洗气瓶除水蒸气。[来
【典例2】〔2022·全国卷Ⅰ〕浓H2SO4和木炭在加热时发生反响的化学方程式是
2H2SO4〔浓〕+C =====CO2↑+2H2O+2SO2↑
请从以下列图中选用所需的仪器〔可重复选用〕组成一套进行该反响并要检出反响产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选。〔连接和固定仪器所用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去〕
将所选的仪器连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
【思路点拨】解答此题要注意以下两点：
〔1〕依据实验目的分析木炭与浓H2SO4的
反响产物并确定检验产物的方法。
〔2〕连接仪器时要根据仪器用途和气体
性质进行选择，并注意各种产物验证的
先后顺序及实验的严密性。
【自主解答】成套装置包括反响装置、检验装置和尾气处理装置。C中参加浓硫酸和木炭作为反响物的发生器，产物中必须先检验水，因为在检验其他物质时会在其他试剂中混入水，可选用装置B，放入无水硫酸铜，假设变蓝那么说明有水。接着检验SO2气体，用装置A，放入品红检验，假设品红退色，那么说明有SO2气体产生，再用装置A，放入酸性KMnO4溶液以除去SO2，然后再用装置A，放入品红，检验SO2是否除尽，因为CO2是用澄清石灰水来检验的，而SO2也可以使澄清石灰水变浑浊，故先要除去SO2。
【互动探究】〔1〕题中提供的酸性KMnO4溶液可以换成溴水吗
〔2〕还可用什么装置来代替B装置实现实验目的
提示：〔1〕可以。KMnO4溶液的作用是用来氧化SO2以到达除去SO2的目的，溴水同样可以氧化SO2。
〔2〕枯燥管。
【变式训练】设计学生实验要注意平安、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器〔如图〕。假设关闭K，不能使反响停止，可将试管从烧杯中取出〔会有局部气体逸散〕。以下气体的制取宜使用该装置的是〔 〕
A.用二氧化锰〔粉末〕与双氧水制氧气
B.用锌粒与稀硫酸制氢气
C.用硫化亚铁〔块状〕与盐酸制硫化氢
D.用碳酸钙〔块状〕与稀硫酸制二氧化碳
【解析】选B。解答此题应先根据启普发生器原理确定制取气体的试剂特征，再根据气体的性质一一进行分析，作出正确判断。
用启普发生器制取气体的试剂需用块状〔或大颗粒状〕，由于MnO2是粉末状，因此，不宜使用该装置制取氧气，故A项错误；由于H2S气体有毒，为了平安、无污染，因此，不宜使用该装置制取H2S气体，故C项错误；由于碳酸钙与稀H2SO4反响生成的CaSO4会附着在碳酸钙外表而阻止反响进行，现象不明显，因此，不宜使用该装置制取CO2气体，故D项错误；B项符合题意中的各种条件，故B项正确。
【学业达标训练】
1.按下述实验方法制备气体，合理又实用的是〔 〕
A.锌粒与稀HNO3反响制备H2
B.加热分解NH4Cl固体制NH3
C.亚硫酸钠与浓H2SO4反响制备SO2
D.大理石与稀H2SO4反响制备CO2
【解析】选C。锌与稀HNO3反响产生NO，不产生H2；NH4Cl分解产生NH3和HCl的混合气体，不易别离；Na2SO3与浓H2SO4反响生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石与稀H2SO4反响生成微溶的CaSO4，会覆盖在大理石外表，使反响难以进行。
2.〔2022·广东高考〕以下各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是〔 〕
A.NO和O2 B.HCl和NH3
C.H2和CO D.SO2和CO2
【解析】选D。NO和O2能在常温下反响生成NO2，不能共存；HCl和NH3常温下反响生成NH4Cl，不能共存；H2的密度比空气小，应用向下排空气法收集，CO密度和空气接近，不能用排空气法收集；SO2和CO2能共存且密度比空气大，能用向上排空气法收集。
3.用向上排空气法收集Cl2和HCl时，可以用以检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是〔 〕
A.湿润的淀粉KI试纸 B.湿润的蓝色石蕊试纸
C.蘸有浓氨水的玻璃棒 D.湿润的红色石蕊试纸
【解析】选B。A项只能检验Cl2是否充满，但无法检验HCl是否充满，故A错；B项Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后退色，而HCl只能使其变红，因此，既可验满又可区别，故B对；C项Cl2和HCl气体遇到浓氨水均产生白烟，因此，只能验满不能区别，故C错；D项只能检验Cl2是否充满，但无法检验HCl是否充满，故D错。
4.实验室用MnO2和浓盐酸来制取氯气，主要操作有：
①将烧瓶固定在铁架台上
②把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈的高度，固定铁圈，放上石棉网
③用药匙向烧瓶中参加MnO2，再向分液漏斗中加浓盐酸，并将导管放入集气瓶中
④检查装置的气密性
⑤在烧瓶上装好分液漏斗，连接好导管
最好的实验操作顺序是〔 〕
A.②③④①⑤ B.②①③⑤④
C.②①⑤④③ D.②①③④⑤
【解析】选C。实验装置的安装顺序一般为“先下后上，从左到右〞，且制备气体时，参加药品前应检查装置的气密性，否那么就要错选A、B、D。
6.关于工业生产的以下表达中，正确的选项是〔 〕
A.将氢气和氯气混合后光照，使其反响生成氯化氢再用水吸收得盐酸
B.加热氯化铵和消石灰的混合物制取氨气
C.以石灰石、纯碱、石英为原料，在玻璃熔炉中制取普通玻璃
D.工业上采用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁
【解析】选C。氯气和氢气混合光照易爆炸，产生危险；工业上用N2和H2在高温高压、催化剂条件下制取NH3；工业上采用电解熔融氯化镁制取镁。
【解析】选D。根据装置图没使用酒精灯加热，排除B选项；又知生成的气体用浓H2SO4枯燥，A项制NH3，不能用浓H2SO4枯燥，排除；C项生成H2，而图中收集气体用向上排空气法，排除C项，只有D项符合。
8.氯气是一种重要的化工原料，在生产和生活中应用十分广泛。
：2KMnO4+16HCl〔浓〕==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸制氯气。
〔1〕请为该实验选择适宜的发生装置 ________ 。〔填“A〞或“B〞〕
〔2〕在2KMnO4+16HCl〔浓〕==2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O反响中，氧化剂是 ________ 。
(3)当集气瓶中收集满氯气时，可以观察到气体呈 _____ 色。烧杯中所盛液体为_______，其作用是 ________ 。
〔4〕工业上常用电解饱和食盐水制取氯气，试写出该反响的化学方程式： ____________ 。
【解析】〔1〕由制取氯气的反响原理可以看出，该反响制取气体的类型为固体+液体→气体；反响不需加热，故应选择B装置。〔2〕分析反响中元素化合价变化情况可知，Mn元素反响前后化合价变化情况为+7→+2，化合价降低，为氧化剂。
〔3〕氯气的颜色为黄绿色，烧杯中所盛液体为NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯气。
〔4〕电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
答案：〔1〕B 〔2〕KMnO4
〔3〕黄绿 NaOH溶液吸收多余的氯气
〔4〕2NaCl+2H2O ====2NaOH+H2↑+Cl2↑
9.实验室提供以下药品：①蒸馏水；②用HNO3酸化的AgNO3溶液；③熟石灰；④淀粉；⑤肥皂水；⑥食醋；⑦废干电池〔锌筒内填有炭粉、MnO2、NH4Cl、淀粉等糊状物〕；
⑧NaCl；⑨纯碱，某同学准备进行以下小实验：
A.制NaOH溶液
B.制备Cl2并验证其漂白性
C.制CO2气体
〔1〕由于缺少试剂而不能进行的实验是〔不考虑电解〕__________ 〔填代号〕。
〔2〕该同学为制备NH3，先从废干电池中制备NH4Cl。为此，他设想将废电池中的混合物溶于少量的水中，过滤除去不溶物，再蒸发灼烧滤液，以制得枯燥的NH4Cl晶体。他的设想是否合理答：_______，理由是________。
〔3〕另有同学设计了实验室制取CO2的如图四种实验原理和装置；
你认为其中不合理的是 ________；理由是 ________。
〔4〕由于实验〔2〕中NH4Cl的制备较困难，且难以满足量的要求，现重新提供足量的浓氨水、碱石灰，请设计一个最简单的实验，以快速制得NH3。
你的设计方案是 ______________ 。
【解析】可用③、⑨两种药品发生反响：
Ca〔OH〕2+Na2CO3=====CaCO3↓+2NaOH，制取NaOH；用⑥、⑨两种药品发生反响：2CH3COOH+Na2CO3=====2CH3COONa+H2O+CO2↑，制CO2气体。因缺少浓盐酸，无法制取Cl2，根据NH4Cl受热易分解的性质，知不可能通过蒸发灼烧的方法制得NH4Cl晶体。Na2CO3粉末与H2SO4反响速率太快，易堵塞导气管。将浓氨水滴加到碱石灰固体上即可快速制得大量NH3。
答案：〔1〕B
〔2〕不合理 因为NH4Cl受热分解，故蒸发灼烧不可能得到NH4Cl晶体；同时，蒸发灼烧会使溶于水中的淀粉呈糊状物
〔3〕C 反响速率太快，CO2气流会将Na2CO3粉末冲出，堵塞导管
〔4〕将盛在分液漏斗中的浓氨水滴加到盛装碱石灰的圆底烧瓶中即可制得氨气
【素能综合检测】
一、选择题〔此题包括5小题，每题4分，共20分〕
1.实验室制备以下气体，利用的化学反响不属于无机反响根本类型的是〔 〕
A.H2 B.O2 C.CO2 D.Cl2
【解析】选D。A项，实验室一般用Zn粒与稀H2SO4反响制H2，属置换反响；B项，用H2O2分解制O2，属分解反响；C项，制CO2一般用CaCO3与稀盐酸反响，属复分解反响；D项，用MnO2与浓盐酸反响不属于四种根本反响类型。
2.化学实验中的很多气体是用盐酸来制取的，这就导致了这些制取的气体中往往含有HCl杂质，要除去HCl杂质而得到纯洁的目标气体，可用如下列图装置。如果广口瓶中盛装的是饱和NaHCO3溶液，那么可以用于以下哪种气体的除杂装置〔 〕
A.H2 B.Cl2 C.H2S D.CO2
【解析】选D。杂质HCl气体被饱和NaHCO3溶液吸收后，会反响生成CO2气体，对H2、Cl2和H2S而言又引入了新的杂质气体，且H2S、Cl2会与NaHCO3溶液发生反响，故不能用饱和NaHCO3溶液除杂；而CO2一方面在NaHCO3溶液中的溶解度较小，另一方面HCl气体与NaHCO3溶液又反响生成了CO2气体，故可用此溶液除杂。
3.〔多项选择〕以下装置或操作能到达实验目的的是〔 〕
【解析】选B、C。A中收集氨气装置无棉花，〔棉花的目的是防止气体对流，在极短的时间内收集满氨气〕；B中，假设NH3与水直接接触，易发生倒吸，将NH3通入CCl4中，由于NH3不溶于CCl4，可防止倒吸，故B正确。C是实验中常见检查气密性的装置，C对；收集比空气重的气体应该是长进短出，故D错。
4.以下各种气体吸收装置，能用于吸收易溶性气体，并且能够防止倒吸的装置的是( )
A.①② B.②③ C.③④ D.②④
【解析】选D。①中应进气管伸入集气瓶的局部短些；③中的倒扣的漏斗下沿应刚刚接触液面5.在实验室利用浓盐酸和MnO2制氯气，制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗，有关理由表达错误的选项是〔 〕
A.防止氯气扩散到空气中造成污染
B.便于控制参加盐酸的量
C.长颈漏斗不便于添加液体
D.尽量防止HCl挥发到空气中
【解析】选C。制取Cl2时需要浓盐酸，为防止HCl挥发到空气中污染环境，同时又为了便于控制盐酸的量和反响速率而使用分液漏斗。
答复以下问题：
〔1〕在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置〔填字母代号〕及其目的分别是________________ ；
〔2〕连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，翻开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反响装置，那么气流流经导管的顺序是〔填字母代号〕 _________ ；
〔3〕通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响_________，原因是 ___________；
〔4〕请设计一个实验，验证产物是氮化镁：_____________________________________________
【解析】本实验的目的是：在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁〔Mg3N2),而在实验中，氧气、二氧化碳和水都能与镁反响，所以在把氮气通入A之前要除去空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，除去氧气要用装置F，除去二氧化碳要用装置D，除去水蒸气要用装置B，并且除去的由前到后的顺序为：二氧化碳—水蒸气〔从装置D中会带出水蒸气〕—氧气。
答案：〔1〕B、D、F。选择B，目的：除去空气中的水蒸气；选择D，目的：除去空气中的CO2；选择F，目的：除去空气中的O2
〔2〕h→g→d→c→k〔或l〕→l〔或k〕→a〔或b〕→b〔或a〕
〔3〕制得的氮化镁将不纯A装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气、CO2、水蒸气等与镁反响
〔4〕将所取少量产物置于试管中，参加适量水，将润湿的红色石蕊试纸置于试管口，如果能够看到润湿的红色石蕊试纸变蓝，那么说明产物是氮化镁
［实验·探究］7.〔16分〕某学校实验小组欲在实验室中制取H2，并根据H2复原CuO的实验来探究水的质量组成。
实验室中提供的试剂及仪器如下：
请答复：
〔1〕如果制得H2从左向右流向时，上述仪器的连接顺序是a接 ______，______接______，______接______，______接_______，_____接_______〔碱石灰〕〔2〕实验装置里最后连接盛放碱石灰枯燥管的目的是
________________________________。
〔3〕装入药品后进行实验，有以下的步骤：正确操作的步骤是 _________ ①翻开A的活塞；②点燃C处酒精灯；
③检查装置的气密性；④关闭活塞，停止产生H2；⑤等CuO变红后撤去酒精灯；⑥通入H2，使C中的物质冷却；⑦称量C管和D管的质量。
〔4〕假设测得的原质量为w g的硬质玻璃管C，反响后质量变为m g；U形管实验后质量增加n g，那么水中氢、氧两元素的质量比可表示为 ________。
〔5〕假设实验中有局部CuO被复原为红色的Cu2O，对实验的影响为 ________〔填“偏大〞、“偏小〞或“无影响〞〕。
【解析】根据实验目的需先制得氢气〔选装置A〕，再除去氢气中混有的杂质HCl〔选装置G〕和水蒸气〔选装置E〕，洗气时都是长管进短管出，然后氢气与CuO反响〔选装置C〕，最后根据D装置中质量的变化得出实验过程中生成H2O的质量，进一步推算H2O的质量组成，为保证实验结果的严密性，应防止空气中的水蒸气进入D装置，需在D后接装置H，反响过程中玻璃管C的质量变化即CuO→Cu过程中的O的质量，为〔w-m〕，氢元素的质量等于所得H2O的质量n g减去O的质量。虽然CuO局部被复原为Cu2O，但用于生成H2O的H、O两元素的质量比并不改变。
答案：〔1〕g2 g1 e2 e1 c2〔或c1〕c1〔或c2〕
d1 〔或d2〕 d2〔或d1〕 h2
(2)防止无水CaCl2吸收空气中水蒸气，增大测定误差
〔3〕⑦、③、①、②、⑤、⑥、④、⑦
〔4〕 〔5〕无影响[