微专题大素养⑤

微专题·大素养⑤实验室制取气体的思维方法及装置的选择[知识基础]一、实验室制取气体的方法1．设计气体制取的思维方法2．气体制备装置的连接顺序二、气体制取装置的选择1．常见气体的发生装置类型固＋固△气体固＋液→气体固(或液)＋液△气体发生装置适用气体O2等H2、CO2等Cl2等注意事项①试管口略低于试管底；②加热时先均匀加热再固定加强热①使用长颈漏斗时，要使漏斗下端插入液面以下；②启普发生器只适用于块状固体和液体不加热的反应，且气体不溶于水；③使用分液漏斗既可以增强气密性，又可控制液体流速①烧瓶加热时要垫石棉网；②反应物均为液体时，烧瓶内加碎瓷片(或沸石)2.常见气体的净化和干燥装置(1)净化原则：不减少被净化气体的量；不引入新杂质；操作简便，易于分离。(2)气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂装置适用状态盛液体净化试剂盛固体净化试剂常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性)3.常见气体的收集装置收集方法收集气体的类型收集装置可收集气体排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H2等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中的成分反应的气体Cl2、CO2等向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应的气体H2等4.尾气处理装置(1)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施处理。(2)常见装置(如图a、b、c)①制取Cl2时，尾气的处理可采用b装置。②制取CO时，尾气处理可采用a或c装置。③制取H2时，尾气处理可采用a或c装置。[素养专练]1.如图是制备气体的实验装置，该装置不可用于()A．H2O2溶液与MnO2制取O2B．MnO2与浓盐酸制取Cl2C．石灰石与稀盐酸制取CO2D．锌粒与稀硫酸制取H22．漂白粉与硫酸也可以用来制取氯气，反应原理为Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO42CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O。该实验的发生装置应选择()3.可用如图装置收集的气体是()A．H2B．COC．CO2D．CH44．在实验室里可按如图所示的装置来干燥、收集气体R，干燥管中盛放碱石灰(CaO、NaOH混合物)，则R是()A．HClB．Cl2C．H2D．CO25．氯水不稳定，要现用现配。下列吸收氯气制备氯水的装置最合理的是()6．如图所示装置可以用来制备、净化、干燥、收集(不考虑尾气处理)气体。该装置可用于()A．二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气B．锌和盐酸反应生成氢气C．碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳D．KClO3和MnO2反应生成氧气7．要组装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的顺序是()①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网③用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中④检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)⑤在蒸馏烧瓶中安装好分液漏斗，连接好导气管A．②①⑤④③B．④①②⑤③C．①②⑤④③D．①⑤④②③8．氯气和漂白粉是现代工业和生活中常用的消毒杀菌剂。(1)实验室拟用如图装置制备干燥纯净的氯气[已知：NaCl＋H2SO4(浓)NaHSO4＋HCl↑]，请按照气体从左向右流动的方向连接仪器：H→________、________→________、________→________；其中乙中盛装的试剂为________。(2)写出工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，其中肯定存在CaCl2，请设计实验，探究该样品中可能存在的其他固体物质。①对该样品中除CaCl2外其他固体，提出合理假设。假设1：该漂白粉未变质，只含________。假设2：该漂白粉全部变质，只含________。假设3：该漂白粉部分变质，既含Ca(ClO)2又含CaCO3。②设计实验方案，进行实验。请在表中写出实验步骤、预期现象和结论。限选用的仪器和药品：试管、滴管、带导管的单孔塞、蒸馏水、自来水、盐酸、有色布条、澄清石灰水(提示：不必检验Ca2＋和Cl－)。实验步骤预期现象和结论Ⅰ取少量上述漂白粉于试管中，________________________________________Ⅱ________________________________________微专题·大素养⑤实验室制取气体的思维方法及装置的选择[素养专练]1．解析：用二氧化锰与浓盐酸反应制取氯气需要加热，所以不能用该装置制取Cl2，B项符合题意。答案：B2．解析：根据反应物状态和反应是否需要加热选择气体发生装置，由Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2SO4≜2CaSO4＋2Cl2↑＋2H2O可知，应选择“固＋液△气”型发生装置。答案：B3．解析：H2和CH4的密度比空气小，需要采用向下排空气法收集，故A、D错误；CO的密度与空气相近，应用排水法收集，故B错误；CO2的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，且多余的CO2可以直接排放到大气中，故C正确。答案：C4．解析：干燥剂不能与气体反应，而A、B、D都是酸性气体，都可以与碱性物质反应。答案：C5．解析：由于氯气有毒，所以需要对尾气进行处理，可用氢氧化钠溶液吸收。答案：D6．答案：B7．解析：实验仪器的安装原则：从下向上，从左向右。首先放置酒精灯，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好石棉网；把烧瓶固定在铁架台上，在烧瓶上安装好分液漏斗，连好导气管，检查气密性；装置不漏气后，再加液体药品开始反应，制取气体。答案：A8．解析：(1)根据信息可知，浓硫酸与氯化钠的饱和溶液反应生成氯化氢气体，大量氯化氢气体溶于水即为浓盐酸，二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯气，氯气中混有氯化氢和水蒸气，气体通过导管B进入乙装置中除去氯化氢气体(乙装置盛装饱和食盐水)，然后进入甲装置中除去水蒸气(甲装置盛装浓硫酸)，氯气的密度大于空气，采用向上排空气法进行收集，干燥纯净的氯气由导管C进入集气瓶中，多余的氯气用氢氧化钠溶液进行吸收，据此分析可知，按照气体从左向右流动的方向连接仪器的顺序：H→B、A→C、D→E；其中乙中盛装的试剂为饱和食盐水。(2)工业上用氯气和石灰乳制取漂白粉的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(3)漂白粉的主要成分为氯化钙和次氯酸钙，实验室有一瓶密封不严的漂白粉样品，次氯酸钙会与空气中的水和二氧化碳反应生成碳酸钙和次氯酸，导致其部分或全部变质；①提出合理假设：假设1：该漂白粉未变质，固体除CaCl2外，只含Ca(ClO)2；假设2：该漂白粉全部变质，固体除CaCl2外，只含CaCO3；假设3：该漂白粉部分变质，固体除CaCl2外，既含Ca(ClO)2又含CaCO3。②二氧化碳没有漂白性，潮湿的氯气具有漂白性；碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，次氯酸钙与盐酸发生氧化还原反应生成氯气、氯化钙和水，据此设计实验。Ⅰ.取少量上述漂白粉于试管中，加入适量盐酸溶解后，再将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水未见浑浊，则假设1成立；反之，则假设2或3成立。Ⅱ.向步骤Ⅰ反应后的试管中加入有色布条，若有色布条不褪色，则假设2成立；反之，则假设3成立。答案：(