江苏专版2023-2024学年新教材高中化学专题7氮与社会可持续发展第三单元含氮化合物的合理使用微专题2常见气体的实验室制法分层作业苏教版必修第二册

微专题2常见气体的实验室制法1.实验室制备干燥的氨气所需的药品是()A.NH4Cl稀溶液、NaOH稀溶液、碱石灰B.饱和氨水、NaOH固体、五氧化二磷固体C.NaOH溶液、NH4Cl晶体、浓硫酸D.NH4Cl固体、Ca(OH)2固体、碱石灰2.已知氨气极易溶于水,难溶于有机溶剂CCl4。下列不适合作氨气的尾气吸收装置的是()A B C D3.[2023江苏连云港阶段练习]下列气体既能用碱石灰干燥,又能用浓硫酸干燥的是()A.NH3 B.SO2 C.O2 D.HCl4.[2023湖北襄阳四中开学考试]某同学探究氨和铵盐的性质,相关实验操作及现象描述正确的是()A.加热NH4Cl晶体制备氨气B.将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,观察到白烟C.将浓氨水滴到CaO上,会有氨气生成D.除去碘中混有的少量氯化铵,可采用升华的方法5.[2023江苏无锡期中]实验室可选用下列装置和试剂制备氨气,并干燥、收集和处理尾气。下列说法正确的是()①②③④⑤A.①和②均可用于实验室制备氨气B.③中盛有碱石灰或无水氯化钙可用于干燥氨气C.④可用于收集氨气,气流方向为左进右出D.⑤中盛有稀硫酸可用于氨气的尾气处理6.实验室采用如图装置制备气体,合理的是()选项化学试剂制备的气体A氯酸钾与二氧化锰O2B浓氨水与生石灰NH3C铜与浓硝酸NO2D锌粒与稀硫酸H27.用如图装置制取气体(图中加热及气体收集装置均已略去;必要时可加热;a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。利用下列方案可得到干燥、纯净气体的是()选项制备气体abcdACl2浓盐酸MnO2NaOH溶液碱石灰BNH3浓氨水CaOH2O固体NaOHCNO稀硝酸CuH2OP2O5DH2稀硝酸ZnNaOH溶液无水CaCl28.某化学课外活动小组通过下列实验验证Cl2与NH3的反应,下列有关说法错误的是()A.用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为5∶1B.A装置制备Cl2,E装置制备NH3C.反应时,装置C中观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明生成NH4Cl和N2D.尾气中的NH3可被F装置吸收9.[2023辽宁锦州育明高级中学月考]某小组同学欲探究NH3催化氧化反应,按如图1装置进行实验。图1A、B装置可选药品:浓氨水、H2O2、蒸馏水、NaOH固体、MnO2。(1)B装置中烧瓶内固体名称为。

(2)NH3催化氧化的化学方程式是。

(3)甲乙两同学分别按上述装置进行实验,一段时间后,装置G中溶液都变成蓝色。①甲观察到装置F中有红棕色气体,生成红棕色气体的化学方程式是。

②乙观察到装置F中只有白烟生成,白烟的成分是(写化学式)。

③已知酸性条件下的硝酸根有强氧化性,G中生成能用排水法收集的无色气体。试根据条件,用离子方程式解释装置G中溶液变成蓝色的原因:。

(4)为帮助乙实现在装置F中也观察到红棕色气体,可在原实验的基础上进行改进。甲认为可调节K1和K2控制A、B装置中的产气量,应(填“增加”或“减少”)装置A的产气量。

(5)为实现该反应,也可用如图2所示的装置替换上述装置中虚线框部分,化合物X为,图2装置中NH4HCO3发生反应的化学方程式为。

图210.[2023江苏扬州广陵区期中]已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜,用下面示意图中的装置可以实现该反应。试回答下列问题:(1)请写出A中反应的化学方程式:。

(2)仪器B中盛放(填字母)作为干燥剂去除气体中的水蒸气。

a.碱石灰b.浓硫酸(3)实验时在C中加入CuO,发生反应的化学方程式是。

(4)反应结束后取下D试管,向其中滴加几滴酚酞试液,观察到的现象是,产生该现象的原因是(用恰当的化学用语表示)。

(5)装置E中收集到的物质是(填化学式)。

(6)向10gCu和CuO组成的混合物中,加入一定量的稀硝酸溶液,恰好使混合物完全溶解,同时收集到标准状况下2.24LNO。请回答以下问题:①写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式:。

②计算原混合物中铜的质量分数:。

11.[2023江苏南京阶段练习]人类的农业生产离不开氮肥,几乎所有的氮肥都以氨为原料,某化学兴趣小组利用图1装置制备氨并探究相关性质。(1)图1装置A中,烧瓶内药品可选用。

图1图2(2)实验中观察到C中CuO粉末变红,D中无水硫酸铜变蓝,并收集到一种单质气体,则该反应相关化学方程式为。

(3)该实验缺少尾气吸收装置,图2中不能用来吸收尾气的装置是(填装置序号)。

(4)实验室还可用图3所示装置制备氨气,反应化学方程式为。用圆底烧瓶收集干燥的

氨气,用图4装置进行喷泉实验,挤压胶头滴管时,可以得到红色喷泉,原因是(用化学方程式和适当的文字来说明)。

(5)图4装置中,若将胶头滴管中的水和烧杯中滴有酚酞的水换成下列选项的溶液,烧瓶中的气体换成下列选项中的气体,不能形成喷泉实验现象的组合是(填字母)。

图3图4A.水、CO2B.HCl溶液、NH3气体C.NaOH溶液、HCl气体D.NaOH溶液、CO2气体(6)氨气极易溶于水,若标准状况下,将5.6L的氨气溶于水配成1L溶液,所得溶液的物质的量浓度为mol∙L-1。

微专题2常见气体的实验室制法1.D2.C解析NH3极易溶于水,若用C中的装置作NH3的尾气吸收装置,则容易发生倒吸。3.C解析氨气为碱性气体,不能用浓硫酸干燥,故A错误;二氧化硫为酸性氧化物,能够与碱石灰反应,不能使用碱石灰干燥,故B错误;氧气为中性气体,既能用浓硫酸干燥,又能用碱石灰干燥,故C正确;HCl是酸性气体,不能用碱石灰干燥,故D错误。4.C解析NH4Cl晶体受热分解生成氨气和氯化氢,但氨气和氯化氢冷却后又结合成氯化铵,所以不能用加热NH4Cl晶体的方法制备氨气,A错误﹔将蘸有浓氨水和浓盐酸(或浓硝酸)的玻璃棒靠近,挥发出的NH3和HCl(HNO3)结合成氯化铵(硝酸铵)固体小颗粒,在空气中形成白烟,但浓硫酸难挥发,所以将蘸有浓氨水和浓硫酸的玻璃棒靠近,不能观察到白烟,B错误;将浓氨水滴到CaO上,发生反应CaO+NH3·H2ONH3↑+Ca(OH)2,生成氨气,同时CaO遇水放出大量的热,使一水合氨分解生成氨气,C正确;在加热条件下,碘升华,氯化铵分解生成氨气和氯化氢;冷却后碘凝华,氨气和氯化氢结合成氯化铵,碘和氯化铵仍混在一起,所以不能采用升华的方法除去碘中混有的少量氯化铵,D错误。5.C解析氯化铵受热分解成NH3和HCl,NH3和HCl遇冷会重新化合成NH4Cl,①不能用于实验室制备NH3,向氧化钙中滴加浓氨水时发生反应CaO+NH3∙H2OCa(OH)2+NH3↑,②能用于实验室制备NH3,A错误;NH3能用碱石灰干燥,无水CaCl2能吸收NH3,不能用无水CaCl2干燥NH3,B错误;NH3的密度比空气的密度小,故④用于收集NH3,气流方向为左进右出,C正确;由于NH3极易溶于水,若用⑤中盛有的稀硫酸吸收NH3会产生倒吸,D错误。6.D解析氯酸钾和二氧化锰制备氧气需要加热,故A不合理;氨气极易溶于水,不能排水法收集,故B不合理;二氧化氮与水反应生成一氧化氮气体,不能用排水法收集,故C不合理;锌粒与稀硫酸常温反应生成氢气,氢气难溶于水,用排水法收集,故D合理。7.C解析浓盐酸与MnO2共热可制备Cl2,但NaOH溶液会与Cl2反应,应选用饱和食盐水除杂,A错误;NH3极易溶于水,不能通入水中,B错误;稀硝酸与铜反应生成NO,NO难溶于水,且不与P2O5反应,故可以用水除杂,用P2O5干燥,C正确;稀硝酸与Zn反应生成NO,不生成H2,D错误。8.A解析高锰酸钾与浓盐酸反应的化学方程式为16HCl+2KMnO42KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶5,A错误;根据C中导气管的位置可知,A中制备的气体密度大于空气,A装置制备Cl2,E装置中制备的气体密度小于空气,且干燥氨气用碱石灰,氯气不能用碱石灰干燥,故E装置制备NH3,B正确;装置C中观察到的现象是黄绿色变浅,有白烟产生,说明氯气和氨气反应生成NH4Cl,根据化合价的变化可知,氯气中氯元素的化合价从0价降低到-1价,则氮元素的化合价升高,另一种生成物是N2,C正确;NH3难溶于四氯化碳,可以防止倒吸,且能被稀硫酸吸收,D正确。9.答案(1)氢氧化钠(2)4NH3+5O24NO+6H2O(3)①2NO+O22NO2②NH4NO3③3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O(4)增加(5)Na2O2NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑解析进行氨的催化氧化实验,A为氧气的发生装置,C中装浓硫酸干燥氧气;B为氨气的发生装置,D装碱石灰干燥氨气,将氨气和氧气通入E中进行反应,反应后气体通入F中,F中会生成硝酸,与铜反应使溶液变蓝。(1)由分析可知,B装置中烧瓶内固体名称为氢氧化钠。(2)NH3催化氧化的化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O。(3)①氨气发生催化氧化的产物为一氧化氮,一氧化氮是无色气体,一氧化氮极易和氧气化合为红棕色的二氧化氮,即2NO+O22NO2,所以装置F中有红棕色气体产生。②乙观察到装置F中只有白烟生成,白烟是由于碱性气体氨气和硝酸反应NH3+HNO3NH4NO3,生成了白色的NH4NO3固体。③在装置G中,生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,化学方程式为3NO2+H2O2HNO3+NO,获得硝酸,金属铜和硝酸反应,离子方程式为3Cu+8H++3Cu2++2NO↑+4H2O。(4)要在F中看到红棕色的二氧化氮,需避免生成硝酸铵,氨气应消耗完,需增加氧气的量,减少氨气的量,A为制氧气的装置,增加A中氧气的量。(5)为实现2NO+O22NO2反应需生成氧气,碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳,放出的CO2和H2O与Na2O2反应生成O2,故X为Na2O2,NH4HCO3发生反应的化学方程式为NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。10.答案(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)a(3)2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O(4)溶液变成红色NH3·H2O+OH-(5)N2(6)①3Cu+2+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O②96%解析本实验的目的是验证NH3的还原性。首先用NH4Cl与Ca(OH)2反应制取NH3,将NH3干燥后,再还原CuO,将反应生成的水蒸气及未反应的NH3冷凝后,收集产生的N2。(1)在A中,NH4Cl与Ca(OH)2反应生成CaCl2、NH3等,反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O。(2)装置A中,制得的NH3中混有水蒸气,仪器B中若盛放浓硫酸,则会吸收NH3,所以只能盛放碱石灰,故选a。(3)实验时在C中加入CuO,NH3将CuO还原为Cu等,同时生成N2,发生反应的化学方程式是2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O。(4)反应结束后取下D试管,试管内的液体为氨水,氨水中的一水合氨电离产生OH-等,从而使溶液显碱性,向其中滴加几滴酚酞溶液,观察到的现象是溶液变成红色,产生该现象的原因是NH3·H2O+OH-。(5)反应后所得混合气体中含有N2、NH3和水蒸气,混合气冷凝后,NH3和水蒸气形成氨水,装置E中收集到的物质是氮气。(6)①Cu与稀硝酸反应,生成Cu(NO3)2、NO等,反应的离子方程式为3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O。②在原混合物中加入适量稀硝酸,发生反应:CuO+2H+Cu2++H2O、3Cu+2N+8H+3Cu2++2NO↑+4H2O,n(NO)==0.1mol,则n(Cu)=n(NO)=0.15mol,铜的质量分数为×100%=96%。11.答案(1)碱石灰或氧化钙或氢氧化钠(2)2NH3+3CuO3Cu+3H2O+N2(3)Ⅰ(4)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2ONH3+H2ONH3·H2O,氨气与水反应,且易溶于水,导致瓶内压强减小(5)A(6)0.25解析实验室用氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,也常用浓氨水和氧化钙或NaOH固体制取氨气,氨气与氧化铜反应生成氮气、铜和水,氨气是刺激性气体,有毒,常用防倒吸的方法处理氨气尾气;实验室常利用气体极易溶于另一种液体或溶液,造成较大压强差来形成喷泉实验。(1)图1装置A是实验室简易制氨气的方法,装置是固体和液体不加热,因此烧瓶内药品可选用碱石灰或氧化钙或氢氧化钠固体。(2)实验