2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）微专题(一) 常见气体的制备

微专题(一)常见气体的制备学习任务一:常见气体的制备核心要点·归纳1.常见的气体发生装置2.常见的除杂装置——用于除去气体中的杂质气体3.常见的气体收集装置4.常见的尾气处理装置(1)点燃法:如CO、H2、CH4等易燃气体,可用此法。(2)吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱溶液吸收。(3)转化法:采用一定的方法,使有毒气体转化为无毒气体后再排放,如NO、NO2若能转化为N2,即可排放。学力诊断·测评1.实验室制备下列气体时,所用方法正确的是 ()A.制氧气时,用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B.制氯气时,用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C.制一氧化碳时,用向上排空气法收集气体D.制二氧化氮时,用水或NaOH溶液吸收尾气【解析】选A。用过氧化钠和过氧化氢制备氧气时,均可采用固液不加热的制气体装置,A项正确;氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,盐酸与碳酸氢钠溶液反应生成CO2,B项错误;一氧化碳密度与空气密度接近,不能用排空气法收集,C项错误;不能用水吸收制取二氧化氮的尾气,因为二氧化氮与水生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮不溶于水造成污染,D项错误。2.在实验室采用如图所示装置制备气体,合理的是 ()选项化学试剂制备气体ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(浓)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(浓)HCl【解析】选C。氨气的密度比空气小,不能用向上排空气法收集,故A错误;二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,不能选用固固加热装置,故B错误;二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热反应,氧气的密度大于空气,可选用向上排空气法收集,故C正确;氯化钠与浓硫酸共热制备HCl为固液加热反应,不能选用固固加热装置,故D错误。3.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。已知: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,实验装置如图所示。(1)请为该实验选择合适的发生装置B(填“A”或“B”)。

(2)要得到纯净、干燥的氯气,在发生装置和集气瓶之间还需要放置如图中的D。

(3)当集气瓶中收集满氯气时,可以观察到气体呈黄绿色。烧杯中所盛液体为NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯气。

【解析】(1)由题知,该反应制取气体的类型为固体+液体→气体;反应不需加热,故应选择装置B。(2)氯气中可能混有HCl、H2O(g),HCl用饱和NaCl溶液除去,H2O(g)用浓硫酸除去,要得到纯净、干燥的氯气,应先除去HCl,再除去H2O(g)。(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。[方法导引]气体制备实验的基本思路【补偿训练】用所给试剂与图示装置能够制取相应气体的是(夹持仪器略) ()选项ABCDX浓盐酸稀盐酸双氧水浓氨水YKMnO4CaCO3MnO2NaOH气体Cl2CO2O2NH3【解析】选C。浓盐酸和KMnO4固体混合有氯气生成,但氯气溶于水,且与水发生反应,则不能用排水法收集,故A不符合题意;稀盐酸和CaCO3反应生成二氧化碳,但二氧化碳溶于水,且与水发生反应,则不能用排水法收集,故B不符合题意;双氧水在二氧化锰催化作用下分解制氧气,制取装置不需要加热,收集氧气可以用排水法,故C符合题意;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,故D不符合题意。学习任务二:综合探究气体的制备与性质核心要点·归纳1.气体制备与性质实验中的防倒吸装置肚容式分液式2.气体的净化方法(1)易溶于水的气体杂质可用水吸收;(2)酸性气体杂质可用碱性物质吸收;(3)碱性气体杂质可用酸性物质吸收;(4)能与杂质气体发生反应生成沉淀或可溶性物质的物质,也可作为吸收剂;(5)水蒸气为杂质气体时,可用干燥剂吸收。3.解答气体制备与性质探究题的流程(1)第一步明确实验干什么:审题干及设问,明确实验目的。(2)第二步分析题干信息有什么:审题干明确用到的气体的特性及其他有效信息。(3)第三步思考实验原理是什么:根据目的、题干信息及已有知识,设想探究、验证气体性质的实验原理。(4)第四步思考题干设问的目的是什么:细审试题设问,斟酌命题意图,确定答题方向。(5)第五步规范解答:结合第三步、第四步,用学科语言、化学用语有针对性地回答问题。学力诊断·测评实验室用浓盐酸和MnO2制Cl2,并以干燥的Cl2为原料进行实验,已知FeCl3易潮解,Fe与H2O(g)在高温下反应生成H2。装置如图所示:(1)装置B、C中应盛放的试剂名称分别为饱和食盐水、

浓硫酸;从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管,将对实验产生的不良后果是

未经除去的氯化氢和水蒸气随Cl2进入D中和铁反应生成H2,H2和Cl2混合会发生爆炸。

(2)实验时,先点燃A处的酒精灯,让Cl2充满装置,再点燃D处酒精灯,写出D中反应的化学方程式:2Fe+3Cl22FeCl3。

(3)F装置所起的作用是吸收多余的Cl2,防止污染环境,防止空气中的水蒸气进入E中。

【解析】(1)浓盐酸具有挥发性,Cl2中含有HCl、H2O(g),依次通过盛有饱和食盐水、浓硫酸的洗气瓶除去HCl、H2O(g),得到干燥的Cl2。HCl、H2O(g)都能与铁反应生成H2,H2和Cl2混合在加热时会发生爆炸。(2)铁粉与Cl2在加热条件下反应生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3。(3)Cl2有毒,污染环境,所以不能直接排放到空气中,所以可用碱石灰处理尾气,空气中有水蒸气,碱石灰还能吸收水蒸气,防止空气中的水蒸气进入E中,所以可作干燥剂。【补偿训练】1.实验室可以用如图所示装置制备、干燥、收集气体的是 ()A.以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2B.以石灰石、盐酸为原料,制备CO2C.以氯化铵和熟石灰两种固体为原料,加热制备NH3D.以锌粒、稀盐酸为原料,制备H2【解析】选B。以MnO2、浓盐酸为原料,制备Cl2需要加热,题图中缺少加热装置,A错误;以石灰石、盐酸为原料,制备CO2为固液不加热制备气体,CO2密度比空气大,采用向上排空气法收集,B正确;以氯化铵和熟石灰两种固体为原料,加热制备NH3,题图中发生装置不符合,缺少加热装置,且氨气和浓硫酸反应,不能用浓硫酸干燥,C错误;以锌粒、稀盐酸为原料,制备H2,H2密度比空气小,应该采用向下排空气法收集H2,D错误。2.图Ⅰ是实验室中常用于制备和干燥气体的装置:(1)甲同学用图Ⅰ装置、铜和浓硝酸制备并收集干燥的NO2气体。[已知:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O]①B中反应的离子方程式为Cu+4H++2NO3-===Cu2++2NO2↑+2H2②收集NO2气体的方法为向上排空气法。

(2)乙同学用图Ⅰ装置制取NH3和O2的混合气体,用图Ⅱ装置验证氨的某些性质:往A中加入浓氨水,B中加入Na2O2固体,C中加入碱石灰,D内放置催化剂,按气流方向a→b→c→h连接各仪器。①实验中观察到D内有红棕色气体出现,证明氨气具有还原性(填“氧化性”或“还原性”)。

②D中反应的化学方程式为4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2。

③为防止NO2污染环境,E装置中装的试剂可以是NaOH溶液。

【解析】(1)NO2气体能与水反应,密度比空气大,故只能用向上排空气法收集NO2。(2)浓氨水与Na2O2固体相遇时,首先发生反应2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由于反应放热和生成了NaOH,促进了氨气的逸出,可制得氨气和氧气;氨气在催化作用下被氧化为NO,继而被氧化为NO2,表现了氨气的还原性;可用NaOH溶液吸收多余的NO2气体。学情检测·素养达标1.下列气体既能用碱石灰干燥,又能用浓硫酸干燥的是 ()A.NH3B.SO2C.O2D.HCl【解析】选C。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。2.在实验室中用如图所示装置制备某种气体,对于反应物质和除杂试剂选择不合理的是 ()选项甲中溶液乙中药品丙中物质A浓盐酸高锰酸钾饱和食盐水B稀硫酸锌粒浓硫酸C双氧水二氧化锰浓硫酸D稀盐酸大理石氢氧化钠[解题思维]解答本题的思维流程如下:提取关键点①制备某种气体;②反应物质;③除杂试剂转化知识点①制备某种气体需思考常见气体制备②反应物质体现气体制备反应原理③除杂试剂需要考虑杂质气体和制备气体性质排除障碍点不清楚反应物的性质,如盐酸是挥发性酸则杂质气体中存在HCl,硫酸是非挥发性酸【解析】选D。浓盐酸与高锰酸钾反应,制得混有HCl的氯气,可以通过饱和食盐水除杂,A正确;锌粒与稀硫酸反应,制得混有水蒸气的氢气,通过浓硫酸干燥,B正确;双氧水在二氧化锰催化下可制氧气,能用浓硫酸干燥