高中化学高考三轮冲刺 2023届高三化学总复习巩固练习31气体制备实验方案设计与评价

巩固练习31气体制备实验方案设计与评价时间：45分钟分值：100分一、选择题(共48分，每小题6分)1．(2023·沈阳质检)某同学用下列实验装置探究硝酸的性质，根据图示判断下列结论不正确的是()A．试管内壁上“黄霜”的成分是硫B．该实验探究既说明浓硝酸具有氧化性，又说明浓硝酸具有挥发性C．烧杯内的氢氧化钠溶液的作用是除去尾气，防止尾气污染环境D．试管中的浓硝酸可以用浓盐酸代替[答案]D[解析]试管中的浓硝酸挥发，遇到H2S气体，与之反应生成单质S；烧杯中的NaOH与逸出的酸性气体反应，防止这些酸性气体污染环境；浓盐酸无强氧化性，不能代替浓硝酸完成该实验。2．做完铜与浓硝酸反应的实验后，同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色，而不显示蓝色，甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高导致的，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体，同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不可行的是()A．加热该绿色溶液，观察颜色变化B．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化[答案]B[解析]加水稀释时，溶液中的溶质和所溶气体的量没有改变，浓度均减小，故不能判断。3．如图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A．铜屑和稀硝酸 B．二氧化锰和浓盐酸C．浓氨水和生石灰 D．碳酸钙和稀盐酸[答案]D[解析]由装置可看出这是一套固液不加热来制取气体的装置，且生成的气体不和浓H2SO4反应，不和O2反应，密度比空气大，所以只有D正确。4．用如图所示装置进行如下实验，不能达到实验目的的是()A．瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集H2B．瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥CO2C．从B口进气，用排空气法收集NO2D．瓶中装满水，A口连导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成O2的体积[答案]C[解析]该装置具有多种功能：一是可以作为集气瓶，从B口进气时，可用排空气法收集密度小于空气密度的气体，故C项错误；也可以用排水法收集或测量难溶于水的气体，故A、D两项正确。二是可以作为一个洗气装置，在瓶中装适量液体干燥剂或吸收杂质气体的吸收液，气体从A口进入，以达到干燥或除杂的目的，故B项正确。5．某研究性学习小组讨论甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是()A．甲装置：可用来证明碳的非金属性比硅强B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下C．丙装置：用图示的方法不能检查此装置的气密性D．丁装置：先从①口进气集满二氧化碳，再从②口进气，可收集氢气[答案]C[解析]A通过证明碳酸的酸性比硅酸强来证明碳的非金属性比硅强，A正确；B选项橡皮管的作用能使分液漏斗内外大气压相等，液体顺利流下，B项正确；C选项用图示的方法检查装置的气密性时，只要(甲)(乙)管内的液面能形成高度差，就能证明装置不漏气，C选项错误；D先从①口进气可以收集密度比空气大的气体，再从②口进气，可收集密度比原气体密度小的气体，D选项正确。6．有关下图及实验的描述正确的是()A．用甲图装置电解精炼铜B．用乙图装置制备Fe(OH)3胶体C．丙图装置可制得金属锰D．丁图验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性[答案]C[解析]电解精炼铜时粗铜作阳极，与电源正极相连，纯铜作阴极，与电源负极相连，A错；制备Fe(OH)3胶体时应该将饱和FeCl3溶液滴入沸水中，B错；铝粉和MNO2能在镁条和氯酸钾的引发下发生铝热反应制得MN，C对；利用套管实验验证NaHCO3和Na2CO3的热稳定性时，应将NaHCO3放在小试管中，将Na2CO3放在大试管中，D错。7．用下图装置制取、提纯并收集表中的四种气体(a、B、C表示相应仪器中加入的试剂)，其中可行的是()气体aBCANO2浓硝酸铜片NaOH溶液BSO2浓硫酸Cu酸性KMNO4溶液CCO2稀盐酸CaCO3粉末饱和NaHCO3溶液DNH3浓氨水生石灰碱石灰[答案]C[解析]A不能用NaOH溶液来提纯NO2：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O；B浓H2SO4与Cu反应需加热，不能用酸性KMNO4溶液来提纯SO2：2KMNO4＋5SO2＋2H2O=K2SO4＋2MNSO4＋2H2SO4；D中NH3密度小于空气密度，应用向下排空气法收集。8．(2023·泉州质检)下列相关实验不能达到预期目的的是()选项相关实验预期目的A相同温度下，等质量的大理石块、大理石粉分别与等体积、等浓度的盐酸反应探究接触面积对化学反应速率的影响B把装有颜色相同的NO2和N2O4混合气体的两支试管(密封)分别浸入冷水和热水中探究温度对化学平衡的影响C在蔗糖中加入稀硫酸，水浴加热，再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热探究蔗糖水解产物具有还原性D两支试管中装有等体积，等浓度的H2O2溶液，向其中一支试管中加入FeCl3溶液探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响[答案]C[解析]蔗糖在稀H2SO4溶液中水解后，应加入NaOH溶液中和掉H2SO4使溶液显碱性，否则加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热时，得不到Cu2O红色沉淀，也无法探究蔗糖水解产物具有还原性。二、非选择题(共52分)9．(26分)某校化学实验兴趣小组欲采用如图所示的实验装置制备Cl2，同时进行与氯气有关的某些实验，按要求回答问题。(1)A是浓盐酸，B为二氧化锰，将A滴入B中时发生反应的离子方程式为__________________________________________。(2)甲同学用含有mOlHCl的浓盐酸与足量的MNO2反应制Cl2，结果制得Cl2体积(标准状况下)小于1.12L，这是由于反应过程中盐酸浓度变小造成的。请列举导致盐酸浓度变小的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在实验室中，乙同学欲用下图中的装置净化氯气，则瓶①②中应盛放的试剂分别是①________，②________(填试剂名称)。(4)丙同学将纯净的Cl2通入一定量石灰乳中来制取漂白粉，若通入224mL(标准状况下)Cl2完全反应，则反应过程中转移电子的物质的量为________。[答案](1)MNO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\S\up7(△))MN2＋＋Cl2↑＋2H2O(2)①氯化氢挥发；②反应生成水；③反应消耗HCl(3)饱和食盐水浓硫酸(4)mOl[解析](1)浓盐酸与二氧化锰加热制备氯气的离子方程式为MNO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\S\up7(△))MN2＋＋Cl2↑＋2H2O。(2)浓盐酸在反应的过程中浓度变小的原因可能有氯化氢挥发、反应消耗HCl致使溶质减少，也可能是反应生成水使溶剂增多。(3)实验室制备的氯气中含有氯化氢和水蒸气两种杂质，可先用饱和食盐水除去氯化氢气体，再用浓硫酸除去水蒸气，就会得到较纯净的氯气。(4)氯气与石灰乳反应的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O，标出其化合价就可得知参加反应的氯气与转移电子之间的物质的量之比为1∶1，故mOl氯气参加反应时转移电子的物质的量为mOl。10．(26分)(2023·四川，28)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比，设计了如下实验流程：eq\x(制取氨气)→eq\x(\a\al(装有足量干燥,剂的干燥管))→eq\x(\a\al(装有氧化铜,的硬质玻管))→eq\x(\a\al(盛有足量浓硫酸,的洗气瓶))→eq\x(\a\al(测定生成,氮气的体积))实验中，先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气，再连接洗气瓶和气体收集装置，立即加热氧化铜。反应完成后，黑色的氧化铜转化为红色的铜。下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。甲小组测得：反应前氧化铜的质量m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量m2乙小组测得：洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4请回答下列问题：(1)写出仪器a的名称：______________________。(2)检查A装置气密性的操作是________________________。(3)甲、乙两小组选择了不同的方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表的空格中。实验装置实验药品制备原理甲小组A氢氧化钙、硫酸铵反应的化学方程式为：①_______________________乙小组_②_浓氨水、氢氧化钠用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用：③____________________________________________________________________________________。(4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为________________________________________________________________________。(5)乙小组用所测数据计算出氨分子中的氮、氢的原子个数比明显小于理论值，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________。为此，乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有某药品的实验仪器，重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积，得出了合理的实验结果。该药品的名称是_______________________________________。[答案](1)圆底烧瓶(2)连接导管，将导管插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。(3)①(NH4)2SO4＋Ca(OH)2eq\o(=,\S\up7(△))2NH3↑＋2H2O＋CaSO4②B③氢氧化钠溶于氨水后放热，增加氢氧根浓度，使NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－向逆方向移动，加快氨气逸出(4)5V17(m1－m2)(5)浓硫酸吸收了未反应的氨气，从而使计算的氢的量偏高。碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)[解析](1)仪器a是圆底烧瓶。(2)连接导管，将导管的末端插入水中，轻轻加热试管，若导管口有气泡冒出，停止加热后，在导管中形成一段水柱，说明装置气密性良好。(3)①仿照NH4Cl与碱石灰混合加热制取氨气，即可写出相应的化学方程式为(NH4)2SO4＋Ca(OH)2eq\o(=,\S\up7(△))CaSO4＋2H2O＋2NH3↑。②浓氨水与固体NaOH混合即可制得氨气，且两种物质混合就无法控制反应随关随停，不需要选用C装置，选用B装置即可。③固体NaOH溶于浓氨水后，放出大量的热，促使NH3的挥发，溶液中OH－浓度的增加，这两个因素都使NH3＋H2ONH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－向逆反应方向即生成NH3的方向移动。(4)由反应前后氧化铜减少的质量即可求得氨气被氧