2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)學(xué)案 魯科版必修2.doc

《2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)學(xué)案 魯科版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第3節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的利用 第1課時(shí) 利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì)學(xué)案 魯科版必修2.doc（20頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第1課時(shí)　利用化學(xué)反應(yīng)制備物質(zhì) 一、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 1．工業(yè)制法 化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 離子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。 反應(yīng)中氧化劑是H2O，還原劑是Cl－。 2．實(shí)驗(yàn)室制法 (1)反應(yīng)原理 化學(xué)方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。 離子方程式：MnO2＋2Cl－＋4H＋Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。 反應(yīng)中氧化劑是MnO2，還原劑是Cl－。 (2)實(shí)驗(yàn)裝置 ①制氣裝置類型：固體＋液體氣體。 儀器名稱：a分液漏斗。 ②氣體凈化：裝置B的作用是吸收HCl氣體，裝置C中的試劑是濃硫酸，其作用是干燥氯氣。 ③尾氣吸收： 裝置E中盛放的試劑是NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯氣，防止污染空氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟 1.實(shí)驗(yàn)室制備氯氣反應(yīng)原理(強(qiáng)氧化劑＋濃鹽酸) (1)實(shí)驗(yàn)室是利用氧化還原反應(yīng)制備Cl2。MnO2為氧化劑，HCl部分表現(xiàn)酸性，部分表現(xiàn)還原性，為還原劑。 ①隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度逐漸變小，當(dāng)變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止。 ②反應(yīng)中有大量HCl揮發(fā)也是造成HCl不能完全參與反應(yīng)的重要原因。 (2)實(shí)驗(yàn)室制備Cl2的其他方法 若實(shí)驗(yàn)室無MnO2，可以用強(qiáng)氧化劑KMnO4、KClO3、K2Cr2O7代替MnO2制Cl2。 16HCl(濃)＋2KMnO4===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O 6HCl(濃)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O 2．氯氣凈化(先除HCl，后除水蒸氣) 3．實(shí)驗(yàn)室制取氯氣注意事項(xiàng) ①必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)。 ②為了減少制得的Cl2中HCl的含量，加熱溫度不宜過高，減少HCl的揮發(fā)。 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。 ④尾氣吸收時(shí)，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因?yàn)槿芤褐蠧a(OH)2濃度小，吸收不完全。 例1　(2017南寧高一檢測)關(guān)于實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2的反應(yīng)，下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．還原劑是HCl，氧化劑是MnO2 B．每生成1 mol Cl2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2 mol C．每消耗1 mol MnO2，起還原劑作用的HCl消耗2 mol D．足量MnO2與含0.4 mol HCl的濃鹽酸共熱可得到0.1 mol Cl2 考點(diǎn)　氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 題點(diǎn)　實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理 答案　D 解析　實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，MnO2為氧化劑、HCl為還原劑，Cl由－1價(jià)→0價(jià)，故每生成1 mol Cl2轉(zhuǎn)移2 mol電子。每消耗1 mol MnO2，參加反應(yīng)的HCl為4 mol，其中起還原作用的HCl為2 mol。由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度變小，變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)停止，故0.4 mol HCl不能完全反應(yīng)，放出Cl2小于0.1 mol。 思維啟迪——濃鹽酸和MnO2制取氯氣反應(yīng)原理的理解 (1)必須加熱，常溫下MnO2與濃鹽酸不反應(yīng)； (2)必須用濃鹽酸，MnO2與稀鹽酸不反應(yīng)； (3)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度變小，當(dāng)變?yōu)橄←}酸時(shí)，反應(yīng)就會停止； (4)濃鹽酸在此反應(yīng)中表現(xiàn)出酸性和還原性，表現(xiàn)還原性和表現(xiàn)酸性的HCl的物質(zhì)的量之比為1∶1； (5)此反應(yīng)中氧化劑MnO2和還原劑HCl的物質(zhì)的量之比為1∶2，而不是1∶4。 例2　(2017蚌埠高一檢測)實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)有如下操作，其中正確的順序是(　　) ①連接裝置并檢查氣密性?、诰従徏訜帷、墼趫A底燒瓶中加入MnO2粉末?、軓难b有濃鹽酸的分液漏斗中加入濃鹽酸　⑤將多余氯氣用NaOH溶液吸收?、抻孟蛏吓趴諝夥ㄊ占葰? A．①②③④⑤⑥ B．③④②①⑥⑤ C．①④③②⑥⑤ D．①③④②⑥⑤ 答案　D 解析　實(shí)驗(yàn)室制取氯氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，先連接裝置并檢查裝置的氣密性，再加藥品，且先加固體再加液體，為減少HCl的揮發(fā)要緩慢加熱，利用氯氣的密度比空氣密度大的性質(zhì)用向上排空氣法收集氯氣，氯氣有毒，最后用堿液吸收多余氯氣以防止污染空氣。 規(guī)律方法——實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的實(shí)驗(yàn)操作 (1)先連接裝置，后檢查氣密性； (2)先檢查氣密性，后加藥品； (3)先加固體，后加液體； (4)先排出空氣，后收集氯氣； (5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先停止反應(yīng)并排出殘留的Cl2，再拆卸裝置，避免污染空氣。 例3　實(shí)驗(yàn)室用下列儀器和藥品制取干燥純凈的氯氣。 (1)按氣流從左到右，裝置正確的連接為a→______，_______→______，_______→_______，______→_______ (填各接口字母)。 (2)裝置E的作用是________________，裝置D的作用是________________。 (3)裝置A和D中反應(yīng)的化學(xué)方程式： A________________________________________________________________________； D________________________________________________________________________。 (4)某校化學(xué)興趣小組稱取8.7 g二氧化錳與足量10 molL－1的濃鹽酸反應(yīng)，理論上可制得氯氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)V1＝________L。若該小組量取了10 molL－1的濃鹽酸40 mL，與足量的二氧化錳反應(yīng)，理論上產(chǎn)生氯氣的體積為V2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則V1________(填“>”“<”或“＝”)V2，原因是______________________________________________________________。 答案　(1)f　h　b　c　e　d　g (2)除掉氯氣中混有的HCl　吸收多余的氯氣 (3)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O Cl2＋2NaOH===NaClO＋NaCl＋H2O (4)2.24　 >　隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸濃度減小，稀鹽酸不與MnO2反應(yīng)，反應(yīng)不再進(jìn)行 解析　(1)儀器的連接應(yīng)按照制備、凈化、收集、尾氣吸收的順序。(2)E的作用是除氯化氫雜質(zhì)，裝置D只有一段導(dǎo)氣管，是尾氣吸收裝置，內(nèi)裝氫氧化鈉溶液。(4)8.7 g二氧化錳物質(zhì)的量為0.1 mol，MnO2與鹽酸完全反應(yīng)可產(chǎn)生0.1 mol氯氣，體積為2.24 L；10 molL－1的濃鹽酸40 mL，其中氯化氫的物質(zhì)的量為0.4 mol，若0.4 mol氯化氫與足量MnO2完全反應(yīng)也可產(chǎn)生0.1 mol氯氣，但濃鹽酸在反應(yīng)過程中會逐漸變稀，其中的0.4 mol氯化氫不能完全反應(yīng)，產(chǎn)生的氯氣少于0.1 mol，所以V1>V2。 思維啟迪 實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一套完整的裝置應(yīng)當(dāng)由四部分組成： ―→―→―→ 二、常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制法 實(shí)驗(yàn)室制取O2、H2、CO2、NH3、Cl2、SO2六種氣體，從圖Ⅰ中選取它們的發(fā)生裝置，從圖Ⅱ中選取它們的收集裝置。 實(shí)驗(yàn)室制備氣體 藥品 制氣裝置 收集裝置 O2 KMnO4或KClO3、MnO2 a ①④⑤ H2O2、MnO2 c H2 Zn粒、稀硫酸 bc ①② CO2 CaCO3、稀鹽酸 bc ④⑤ Cl2 MnO2、濃鹽酸 d ①④⑤ NH3 Ca(OH)2、NH4Cl a ③ 濃氨水、氫氧化鈉(氧化鈣、堿石灰) c SO2 Na2SO3、濃H2SO4 c ④⑤ (1)氣體的發(fā)生裝置選擇：根據(jù)反應(yīng)物狀態(tài)(固體或液體)及反應(yīng)條件(是否加熱)。常見氣體發(fā)生裝置有固—固加熱、固—液加熱、固—液不加熱三種。 (2)收集氣體裝置選擇：根據(jù)氣體的性質(zhì)(溶解性及與空氣的相對密度和化學(xué)性質(zhì))。 (3)凈化裝置選擇：所選除雜試劑能與雜質(zhì)反應(yīng)，但不與主要成分氣體反應(yīng)。 (4)尾氣處理裝置選擇： ①點(diǎn)燃法：如CO、H2、CH4等易燃性氣體可用此法。 ②吸收法：如Cl2、HCl、SO2、NO、H2S等可用氫氧化鈉溶液吸收；NH3可用水或稀硫酸吸收。 ③轉(zhuǎn)化法：采用一定的方法，使有毒氣體轉(zhuǎn)化成無毒氣體即可排放。如CO能轉(zhuǎn)化為CO2排放。 例4　(1)如圖所示是氣體制取裝置，下列能用此裝置制取氣體并能“隨開隨用、隨關(guān)隨停”的是________(填字母，下同)。 A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳 B．鋅粒和稀硫酸制氫氣 C．濃鹽酸和二氧化錳制取氯氣 D．二氧化錳和雙氧水制氧氣 (2)為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CO2氣體，從下圖中選擇合適的裝置并連接。合理的是________。 A．a(chǎn)—a′→d—d′→e B．b—b′→d—d′→g C．c—c′→d—d′→g D．d—d′→c—c′→f 答案　(1)B　(2)C 解析　 (1) 該裝置適用于塊狀固體與液體不加熱反應(yīng)制取氣體。大理石和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈣微溶物，附著在大理石的表面阻止反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；濃鹽酸與二氧化錳反應(yīng)需要加熱，且MnO2為粉末狀固體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化錳為粉末狀固體，不易與H2O2分離，D項(xiàng)錯(cuò)誤；只有B中鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)符合。 (2)由鹽酸和大理石制得的CO2氣體中會含有雜質(zhì)H2O(g)和HCl，分別用濃硫酸和飽和碳酸氫鈉溶液除去，應(yīng)先讓氣體通過飽和NaHCO3溶液除去HCl，再通過濃硫酸干燥。CO2的相對分子質(zhì)量為44，比空氣的大，收集CO2時(shí)應(yīng)用向上排空氣法。C項(xiàng)正確。 例5　實(shí)驗(yàn)室中某些氣體的制取、收集及尾氣處理裝置如下圖所示(省略夾持和凈化裝置)。僅用此裝置和表中提供的物質(zhì)完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，最合理的選項(xiàng)是(　　) 選項(xiàng) a中的物質(zhì) b中的物質(zhì) c中收集的氣體 d中的物質(zhì) A 濃氨水 CaO NH3 H2O B 濃硫酸 Na2SO3 SO2 NaOH溶液 C 稀硝酸 Cu NO2 H2O D 濃鹽酸 MnO2 Cl2 NaOH溶液 答案　B 解析　該裝置為固液反應(yīng)不加熱制取氣體，用向上排空氣法收集氣體，采用防倒吸的方法進(jìn)行尾氣處理。A項(xiàng)，氨氣不能使用向上排空氣法，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，正確；C項(xiàng)，銅與稀硝酸反應(yīng)生成NO，在c中無法收集到純凈的NO2且不能用水吸收尾氣，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，制取氯氣需要加熱，錯(cuò)誤。 氣體實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì) (1)裝置順序：制氣裝置→凈化裝置→反應(yīng)或收集裝置→尾氣吸收裝置。 (2)安裝順序：由下向上，由左向右。 (3)操作順序：裝配儀器→檢驗(yàn)氣密性→加入藥品。 1．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取Cl2的說法正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)室中可用MnO2與1 molL－1鹽酸反應(yīng)制Cl2 B．每生成1 mol Cl2，轉(zhuǎn)移2 mol電子 C．每消耗1 mol MnO2，起還原作用的HCl消耗4 mol D．用燒瓶、鐵架臺、分液漏斗、導(dǎo)管可用于MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制備Cl2 答案　B 解析　A項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)室用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl2，1 molL－1鹽酸為稀鹽酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，反應(yīng)前后氯由－1價(jià)變?yōu)?價(jià)，每生成1 mol Cl2，轉(zhuǎn)移電子2 mol，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，每消耗1 mol MnO2，參加反應(yīng)的HCl為4 mol，其中起還原作用的HCl為2 mol，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，缺少酒精燈，錯(cuò)誤。 2．下列物質(zhì)可用來干燥Cl2的是(　　) ①堿石灰　②濃硫酸?、蹮o水CaCl2?、躊2O5 A．①② B．①③④ C．②③④ D．①②③④ 答案　C 解析　堿石灰主要成分是氧化鈣和氫氧化鈉，屬于堿性干燥劑，不能用堿石灰干燥氯氣等與堿反應(yīng)的氣體，可以干燥中性氣體和氨氣；濃H2SO4不能用于干燥氨氣及H2S、HBr、HI等還原性氣體，可用于干燥氯氣等酸性氣體和中性氣體；P2O5不能干燥氨氣，可以用來干燥酸性氣體和中性氣體；無水CaCl2可以用來干燥除氨氣之外的常見氣體。 3．下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)室制取氣體所用試劑的組合不合理的是(　　) A．制Cl2：MnO2、濃鹽酸 B．制H2：稀硫酸、Zn C．制O2：MnO2、H2O2 D．制CO2：稀硫酸、CaCO3 答案　D 解析　碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水，覆蓋在碳酸鈣的表面使反應(yīng)難以繼續(xù)進(jìn)行，因此，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該選用稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)制取二氧化碳。 4．在氯氣的制備實(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的制備裝置，其中分液漏斗與燒瓶瓶塞之間連接一段橡膠管和玻璃管。下列對其作用的敘述中正確的是(　　) A．防止氯氣造成大氣污染 B．使反應(yīng)的氯氣循環(huán)使用 C．使燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)與大氣壓保持一致 D．使分液漏斗中的液體更容易流入燒瓶 答案　D 5．下列制備和收集氣體的實(shí)驗(yàn)裝置合理的是(　　) 答案　D 解析　A項(xiàng)，用氯化銨和氫氧化鈣制NH3，盛放固體反應(yīng)物的大試管的管口應(yīng)該略向下傾斜，防止試管炸裂；B項(xiàng)，用MnO2和濃鹽酸制Cl2需要加熱且集氣瓶中導(dǎo)管應(yīng)長進(jìn)短出；C項(xiàng)，應(yīng)該用向下排空氣法或排水法收集H2。 6．在實(shí)驗(yàn)室中用MnO2和濃鹽酸反應(yīng)制備純凈干燥的氯氣。 (1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。 (2)下圖所示是一個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置圖。這個(gè)裝置圖有哪些錯(cuò)誤？請分別指出： ①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________； ④________________________________________________________________________； ⑤________________________________________________________________________。 (有幾處填幾處) (3)在改正的裝置中，①洗氣瓶中的飽和食鹽水的作用： ________________________________________________________________________； ②洗氣瓶中濃H2SO4的作用：__________________________________________________； ③燒杯中的NaOH溶液的作用：_________________________________________________。 答案　(1)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (2)①燒瓶下面缺石棉網(wǎng)　②鐵圈下面缺酒精燈?、凼饬蛩岬南礆馄亢褪柡褪雏}水的洗氣瓶位置顛倒了?、軆蓚€(gè)洗氣瓶中的氣體流向應(yīng)該是長導(dǎo)管進(jìn)，短導(dǎo)管出 (3)①吸收揮發(fā)出的氯化氫氣體　②吸收水蒸氣?、畚斩嘤嗟穆葰? 解析　此類題解應(yīng)從以下角度分析：反應(yīng)制氣、除雜、干燥、收集、尾氣吸收等基本過程；各過程所需試劑、反應(yīng)條件、裝置連接去判斷。該反應(yīng)需要加熱，缺少酒精燈和石棉網(wǎng)，用MnO2和濃鹽酸共熱制得的氯氣中，有揮發(fā)出來的HCl氣體和水蒸氣，應(yīng)先用飽和食鹽水除去HCl氣體，再用濃硫酸除水蒸氣，圖中除雜順序顛倒，兩個(gè)洗氣瓶的進(jìn)、出氣導(dǎo)管出錯(cuò)。 7．已知：2KMnO4＋16HCl(濃)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O，所以在實(shí)驗(yàn)室可用高錳酸鉀固體和濃鹽酸制氯氣，實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。 (1)請為該實(shí)驗(yàn)選擇合適的發(fā)生裝置______(填“A”或“B”)。 (2)要得到純凈、干燥的氯氣，在發(fā)生裝置和集氣瓶之間還需要放置如下圖中的________(填字母)。 (3)燒杯中所盛液體為________________，其作用是________________________________。 答案　(1)B　(2)D　(3)NaOH溶液　吸收多余的氯氣 解析　(1)由題知，該反應(yīng)制取氣體的類型為固體＋液體→氣體；反應(yīng)不需加熱，故應(yīng)選擇B裝置。 (2)氯氣中可能混有HCl、H2O(g)，HCl用飽和NaCl溶液除去，H2O(g)用濃硫酸除去，要得到純凈、干燥的氯氣，應(yīng)先除去HCl，再除去H2O(g)。 (3)燒杯中所盛液體為NaOH溶液，其作用是吸收多余的氯氣。 [對點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法 1．二氧化錳與濃鹽酸作用制氯氣的反應(yīng)中，作為還原劑的HCl和參加反應(yīng)的HCl物質(zhì)的量之比是(　　) A．1∶1 B．2∶1 C．1∶2 D．任意比 答案　C 解析　反應(yīng)：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O中，4 mol HCl參加反應(yīng)，只有2 mol做還原劑被氧化為氯氣。 2．某化學(xué)小組用如圖所示裝置制取氯氣。下列說法中錯(cuò)誤的是(　　) A．該裝置圖中至少存在三處明顯錯(cuò)誤 B．該實(shí)驗(yàn)中收集氯氣的方法錯(cuò)誤 C．為了防止氯氣污染空氣，必須進(jìn)行尾氣處理 D．在集氣瓶的導(dǎo)管口處放一片濕潤的淀粉KI試紙可以證明是否有氯氣逸出 答案　B 解析　該反應(yīng)應(yīng)該用酒精燈加熱，應(yīng)該用分液漏斗而不是長頸漏斗，氯氣有毒，應(yīng)該進(jìn)行尾氣處理，故A項(xiàng)正確；由于氯氣的密度比空氣的密度大，所以用向上排空氣法收集，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；濕潤的淀粉KI試紙可以證明是否有氯氣逸出，若有則變藍(lán)，反之不變色，故D項(xiàng)正確。 3．下列說法正確的是(　　) A．MnO2與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2的離子方程式：MnO2＋4HClMn2＋＋2Cl－＋Cl2↑＋2H2O B．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣 C．生石灰能與水反應(yīng)，可用來干燥氯氣 D．實(shí)驗(yàn)室制備Cl2可用排飽和食鹽水集氣法收集 答案　D 4．化學(xué)實(shí)驗(yàn)有助于理解化學(xué)知識，形成化學(xué)觀念，提高探究與創(chuàng)新能力，提升科學(xué)素養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)室中用濃鹽酸與MnO2共熱制取Cl2并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。下列收集Cl2的正確裝置是(　　) 答案　C 解析　Cl2是有刺激性氣味、密度比空氣大、有毒的黃綠色氣體，在制備和收集Cl2時(shí)必須有尾氣吸收裝置。A沒有排氣管不能用于收集氣體；B用于收集密度比空氣小的氣體；C用于收集密度比空氣大的氣體，且有尾氣吸收裝置；D吸收氯氣不能收集。 題組二　常見氣體的實(shí)驗(yàn)室制取 5．按下述實(shí)驗(yàn)方法制備氣體，合理又實(shí)用的是(　　) A．鋅粒與稀硝酸反應(yīng)制備H2 B．加熱分解NH4Cl固體制NH3 C．亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)制備SO2 D．大理石與稀硫酸反應(yīng)制備CO2 答案　C 解析　鋅與稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NO，不產(chǎn)生H2；NH4Cl分解產(chǎn)生NH3和HCl的混合氣體，很快又化合為NH4Cl，不易分離；Na2SO3與濃硫酸反應(yīng)生成Na2SO4、H2O和SO2；大理石與稀硫酸反應(yīng)生成微溶的CaSO4，會覆蓋在大理石表面，使反應(yīng)難以繼續(xù)進(jìn)行。 6．下列裝置或操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) 答案　C 解析　A項(xiàng)，由于氨氣的密度小于空氣的密度，用向下排空氣法收集是正確的，但集氣瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一團(tuán)疏松的棉花，目的是防止氣體對流，以收集到較純的氨氣；B項(xiàng)，洗氣時(shí)氣體應(yīng)長進(jìn)短出；C項(xiàng)，通過觀察長頸漏斗中液面是否下降，可以檢查裝置的氣密性；D項(xiàng)，收集密度比空氣重的二氧化碳?xì)怏w用向上排空氣法，應(yīng)該為長管進(jìn)氣，短管排出空氣。 7．下列制備氣體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤的是(　　) 選項(xiàng) A B C D 藥品 NH4Cl與Ca(OH)2 石灰石和稀鹽酸 稀硝酸和銅片 KMnO4與濃鹽酸 裝置 答案　C 解析　A裝置適合固體和固體混合加熱制取氣體，可制取NH3，用堿石灰干燥，正確；B裝置適合塊狀固體和液體反應(yīng)不加熱制取氣體，可用于制取CO2，正確；C裝置適合固體和液體加熱制取氣體，可用于制取NO，但NO極易被空氣中的氧氣氧化為NO2，只能用排水法收集，錯(cuò)誤；D裝置適合固體和液體不加熱制取氣體，KMnO4氧化性很強(qiáng)，與濃鹽酸反應(yīng)不需要加熱，正確。 8．?dāng)M用下圖所示裝置制取下表中的四種氣體(圖中夾持儀器均已略去，a、b、c表示相應(yīng)儀器中加入的試劑)，不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) 選項(xiàng) 氣體 a b c A O2 H2O2 MnO2 濃硫酸 B CO2 稀鹽酸 碳酸鈣 飽和NaHCO3溶液 C NO 稀HNO3 銅屑 H2O D SO2 濃硫酸 Na2SO3 濃硫酸 答案　C 解析　過氧化氫在二氧化錳的催化下生成氧氣，經(jīng)濃硫酸干燥后收集，A項(xiàng)正確；稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成二氧化碳，后用飽和碳酸氫鈉溶液除雜，B項(xiàng)正確；銅和稀硝酸反應(yīng)生成NO，應(yīng)該用排水法收集，導(dǎo)管應(yīng)該短進(jìn)長出，C項(xiàng)錯(cuò)誤；濃硫酸和亞硫酸鈉反應(yīng)制備二氧化硫，再用濃硫酸干燥可得純凈的二氧化硫，D項(xiàng)正確。 9．如圖是用于干燥、收集并吸收多余氣體的裝置，下列方案正確的是(　　) 選項(xiàng) X 收集氣體 Y A 堿石灰 氯化氫 水 B 堿石灰 氨氣 水 C 氯化鈣 二氧化硫 氫氧化鈉 D 氯化鈣 一氧化氮 氫氧化鈉 答案　C 解析　A項(xiàng)，氯化氫是酸性氣體，不能用堿石灰干燥，不正確；B項(xiàng)，氨氣密度小于空氣，應(yīng)該是短導(dǎo)管進(jìn)，長導(dǎo)管出，不正確；C項(xiàng)，二氧化硫是酸性氣體，能用氯化鈣干燥，且二氧化硫的密度大于空氣，用向上排空氣法收集，正確；D項(xiàng)，一氧化氮極易被空氣中的氧氣氧化生成二氧化氮，不能用排空氣法收集，不正確。 10．用下列試劑與裝置制備氣體，能隨用隨制、隨關(guān)隨停的是(　　) 選項(xiàng) 試劑與制備的氣體 反應(yīng)裝置 A 碳酸鈉固體與稀硫酸制CO2 B 二氧化錳與過氧化氫溶液制O2 C 濃硝酸與銅片反應(yīng)制NO2 D 鋅粒與稀硫酸制H2 答案　D 解析　碳酸鈉固體與稀硫酸反應(yīng)制CO2時(shí)，碳酸鈉溶于水使反應(yīng)無法隨時(shí)停止，A項(xiàng)不符合題意；二氧化錳是粉末，無法被阻隔在有孔塑料隔板上，反應(yīng)不能隨時(shí)停止，B選項(xiàng)不符合題意；濃硝酸具有揮發(fā)性，不能使用長頸漏斗，應(yīng)該用分液漏斗盛放與滴加，C選項(xiàng)不符合題意；鋅粒與稀硫酸用該裝置制備H2時(shí)，若關(guān)閉導(dǎo)管活塞，試管內(nèi)壓強(qiáng)增大，可把稀硫酸壓回長頸漏斗，稀硫酸與鋅粒脫離使反應(yīng)停止，D項(xiàng)符合題意。 題組三　氯氣制備綜合 11．已知KMnO4與濃鹽酸在常溫下反應(yīng)能產(chǎn)生Cl2。若用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來制備純凈、干燥的氯氣，并試驗(yàn)它與金屬的反應(yīng)。每個(gè)虛線框表示一個(gè)單元裝置，其中有錯(cuò)誤的是(不考慮①單元的夾持裝置)(　　) A．只有①和②處 B．只有②處 C．只有②和③處 D．②③④處 答案　D 解析　本題考查氯氣的制備、凈化、干燥、尾氣吸收及金屬氯化物的制備的綜合實(shí)驗(yàn)。由圖示可知，①是Cl2發(fā)生裝置，②③是除雜、干燥裝置，④是氯化物制備裝置。在②中，NaOH不僅能與HCl反應(yīng)，也可與Cl2反應(yīng)，應(yīng)將NaOH溶液換成飽和食鹽水；③中導(dǎo)氣管應(yīng)長進(jìn)短出；④不能是密閉的，應(yīng)有一個(gè)允許氣體逸出的導(dǎo)管，并且加裝尾氣處理裝置。 12．下列裝置應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室制氯氣并回收氯化錳的實(shí)驗(yàn)，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A．用裝置甲制取氯氣 B．用裝置乙除去氯氣中的少量氯化氫 C．用裝置丙分離二氧化錳和氯化錳溶液 D．制得的氯氣可用堿石灰干燥 答案　C 解析　MnO2與濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2，需加熱，A項(xiàng)錯(cuò)誤；除去Cl2中的HCl應(yīng)通過飽和食鹽水，且氣體從長導(dǎo)管進(jìn)入，B項(xiàng)錯(cuò)誤；MnO2不溶于水，MnCl2可溶于水，兩者用過濾的方法分離，C項(xiàng)正確；堿石灰屬于堿性干燥劑，能與氯氣反應(yīng)，應(yīng)用濃硫酸干燥Cl2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [綜合強(qiáng)化] 13．利用如圖所示的裝置收集以下7種氣體：①H2?、贑l2 ③O2　④HCl?、軳H3　⑥NO?、逳O2 (1)若燒瓶是干燥的，由B口進(jìn)氣，可收集的氣體有__________(填序號，下同)，若由A口進(jìn)氣，可收集的氣體有________。 (2)若在燒瓶內(nèi)充滿水，可收集的氣體有________，氣體應(yīng)由________(填“A”或“B”)口進(jìn)入。 (3)若燒瓶中裝入適量濃硫酸，可以用它來干燥的氣體有________(填序號)，氣體應(yīng)由________(填“A”或“B”)口進(jìn)入。 答案　(1)②③④⑦?、佗? (2)①③⑥　A (3)①②③④⑥⑦　B 解析　(1)從B口進(jìn)氣是收集密度比空氣大的氣體，從A口進(jìn)氣則是收集密度比空氣小的氣體。排氣法收集的氣體必須與空氣中的成分不反應(yīng)，且密度與空氣密度相差較大。(2)若用排水法收集，則氣體必須不溶于水，且應(yīng)從A口進(jìn)。(3)用濃H2SO4干燥氣體，應(yīng)從B口進(jìn)氣。 14．實(shí)驗(yàn)室用下述裝置制取氯氣，并用氯氣進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)。回答下列問題： (1)A、B兩儀器的名稱：A____________，B____________。 (2)洗氣裝置C是為了除去Cl2中的HCl氣體，應(yīng)放入的試劑是____________，D中濃H2SO4的作用是________________________________。 (3)E中為紅色干布條，F(xiàn)中為紅色濕布條，可看到有色布條退色的是____(選填“E”或“F”)。 (4)G是浸有淀粉KI溶液的棉花球，G處現(xiàn)象是棉花球表面變成________；H是浸有NaBr溶液的棉花球，H處反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________。 (5)P處為尾氣吸收裝置，寫出實(shí)驗(yàn)室利用燒堿溶液吸取Cl2的離子方程式： ________________________________________________________________________。 (6)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________， 若實(shí)驗(yàn)中使用12 molL－1的濃鹽酸10 mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，實(shí)際生成的Cl2的物質(zhì)的量總是小于0.03 mol，試分析可能存在的原因是______________________________________。 答案　(1)分液漏斗　圓底燒瓶　(2)飽和食鹽水　除去氯氣中的水蒸氣　(3)F　(4)藍(lán)色　2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2　(5)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (6)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　隨著反應(yīng)的進(jìn)行，消耗氯化氫，同時(shí)生成水，且氯化氫易揮發(fā)，使鹽酸的濃度逐漸減小，稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng) 解析　(1)由裝置圖可知：A是分液漏斗，B是圓底燒瓶。(2)用濃HCl與MnO2在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O制取氯氣。由于濃鹽酸有揮發(fā)性，所以在氯氣中含有雜質(zhì)HCl。由于氯氣在飽和食鹽水中的溶解度小，所以為了除去Cl2中的HCl氣體，應(yīng)放入的試劑是飽和食鹽水。此時(shí)產(chǎn)生的氯氣中含有水蒸氣，用濃硫酸來干燥，因此D中濃H2SO4的作用是除去氯氣中的水蒸氣。(3)氯氣沒有漂白性，當(dāng)氯氣遇水時(shí)二者發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生HClO，有漂白性。因此E中紅色干布條不退色，F(xiàn)中紅色濕布條退色。(4)G是浸有淀粉KI溶液的棉花球，氯氣與KI發(fā)生反應(yīng)：2I－＋Cl2===2Cl－＋I(xiàn)2，I2遇淀粉變?yōu)樗{(lán)色。因此G處現(xiàn)象是棉花球表面變成藍(lán)色。H是浸有NaBr溶液的棉花球，由于活動(dòng)性：Cl2>Br2，所以H處反應(yīng)的離子方程式是2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2。(5)氯氣是大氣污染物，所以在排放前應(yīng)該進(jìn)行尾氣處理。由于氯氣能與堿發(fā)生反應(yīng)，所以若P處為尾氣吸收裝置，實(shí)驗(yàn)室利用燒堿溶液吸取Cl2的離子方程式：Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(6)在B中發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。若實(shí)驗(yàn)中使用12 molL－1的濃鹽酸10 mL與足量的二氧化錳反應(yīng)，實(shí)際生成的Cl2的物質(zhì)的量總是小于0.03 mol，是因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，消耗氯化氫，同時(shí)生成水，且氯化氫易揮發(fā)，使鹽酸的濃度逐漸減小，稀鹽酸與二氧化錳不反應(yīng)。 15．(2017榆林高一檢測)某學(xué)生利用以下裝置探究氯氣與氨氣之間的反應(yīng)。其中A、F分別為氨氣和氯氣的發(fā)生裝置，C為純凈干燥的氯氣與氨氣反應(yīng)的裝置。 請回答下列問題： (1)裝置A中的燒瓶內(nèi)固體不可以選用________(填字母)。 A．生石灰 B．堿石灰 C．五氧化二磷 D．燒堿 (2)B裝置的作用是______________________________________________________________； E裝置的作用是________________________________________________________________。 (3)通入C裝置的左右兩根導(dǎo)管左邊較長、右邊較短，目的是 ________________________________________________________________________。 (4)裝置F中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________。 (5)裝置C內(nèi)出現(xiàn)濃的白煙并在容器內(nèi)壁凝結(jié)，另一生成物是空氣的主要成分之一。請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________。 (6)從裝置C的G處逸出的尾氣中可能含有黃綠色的有毒氣體，如何處理？ ________________________________________________________________________。 答案　(1)C　(2)干燥氨氣　除去氯氣中的氯化氫 (3)使密度較大的Cl2和密度較小的NH3較快地混合均勻 (4)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (5)3Cl2＋8NH3===N2＋6NH4Cl (6)在G處連接導(dǎo)管，直接把尾氣通入盛有燒堿溶液的燒杯中(答案合理即可) 解析　(1)裝置A制取氨氣，可用濃氨水與堿石灰(或燒堿或生石灰等)，但不能用五氧化二磷，因其與水反應(yīng)后生成磷酸，能與氨水反應(yīng)。(2)B裝置中盛放的堿石灰用來干燥氨氣；E裝置中盛放的飽和食鹽水用來除去氯氣中混有的氯化氫氣體。(3)由于氨氣的密度小，氯氣的密度大，密度小的氨氣從長管進(jìn)入向上擴(kuò)散，密度大的氯氣從短管進(jìn)入向下擴(kuò)散，這樣能較快地充分混合。(6)黃綠色的氣體是氯氣，依據(jù)氯氣的性質(zhì)，可用燒堿溶液吸收。