2018版高考化學一輪總復習第10章化學實驗基礎第3節(jié)氣體的實驗室制法和性質探究檢測魯科版

1、第 3 節(jié)氣體的實驗室制法和性質探究考綱定位考情播報1.掌握常見氣體的實驗室制法（包括所用試齊 9、儀器、反應原理和收集方法）。2016 全國乙卷 T10（B、D）、T26/ 全國丙卷 Tg（B、C）2.涉及氣體性質的實驗探究和綠色化學理2015 全國卷IT26/全國卷nT28(2)念。2014 全國卷IT13/全國卷nT10（c）3.根據實驗目的和要求，做到正確選用實2013 全國卷nT26(6)驗裝置掌握控制實驗條件的方法預2012 全國卷 T26(2)測或描述實驗現象。考點|常見氣體的實驗室制法基礎知識自查1 常見氣體制備的發(fā)生裝置選擇反應裝置一般需考慮反應物的狀態(tài)、溶解性和反應條件等，

2、具體如表所示:反應裝置類型反應裝置圖適用氣體操作注意事項固、固加熱型L二(fcjQ、NH 等1試管要干燥；2試管口略低于試管底；3加熱時先預熱再固定加熱；4用 KMnQ 制取 Q 時，需在管口處塞一小團棉花固、液加熱型或液、液加熱型*$-Cl2等1加熱燒瓶時要隔石棉網；2反應物均為液體時，燒瓶內要加碎瓷片或沸石固、液不加熱型J:JhIHb、CO、SQ、NQ等1使用長頸漏斗時，要使漏斗下端 插入液面以下，但注意適用于塊狀 固體與液體反應2使用分液漏斗既可以增強氣密 性，又可控制液體流速22.(1)常見氣體的凈化裝置a 裝置為加熱固態(tài)試劑以除去氣體中雜質的裝置，為防止固體“流動”造成堵塞，兩端 用

3、石棉或玻璃棉堵住，但要使氣流通暢。b 裝置一般盛液體試劑，用于洗液。c 裝置一般盛固體試劑，用于氣體除雜和定量計算。(2)常見干燥劑1濃 HSQ:具有強氧化性和酸性，不能干燥堿性氣體(NH3)和還原性氣體(HI、HBr、H2S等)。2堿石灰(CaO+ NaOH)：具有堿性，不能干燥酸性氣體。3中性干燥劑：如 CaCb,硅膠，NSQ, 般可干燥所有氣體，但CaCl2不能干燥 NH。3.常見氣體的收集方法(1) 排水法：收集難溶于水的氣體，如 Q、H、IN、NQ CQ 等。(2) 排液法：收集難溶于所選溶液的氣體，如C12用排飽和食鹽水法。(3) 向上排空氣法：收集氣體密度比空氣的大且相差較大，即

4、相對分子質量大于竺，如CI2、CQ、NQ 等。向下排空氣法：收集氣體密度比空氣的小，且相差較大，即相對分子質量小于29,女口 CH、出 NH 等。4尾氣處理分析對有毒、有害的氣體必須用適當的方法予以吸收或點燃變?yōu)闊o毒、無害的氣體，再排放到空氣中。(1)用水吸收的是：NH、HCl(注意防倒吸)。(3)用硫酸銅溶液或醋酸鉛溶液吸收的是：用點燃法除去的是：CQ H、CH。用收集法除去的是：NQ應用體驗(2)用燒堿溶液吸收的是:CI2、HCl、H2S、SQ、NQ。34圖 1圖 2圖 3圖 4圖 5（1）用圖 1 裝置可制取干燥純凈的 NH用圖 2 裝置可制備 SQ1.選擇合適的試劑，能否用右圖所示的裝

5、置分別制取少量NO 和 Q?為什么？寫出有關方程式。提示能制取 O,但不能制取 NQ 原因是 NC 不能用排空氣法收集。MnO2HzQb=H2Q+Qf或 2NaO+2fQ=4NaQH Qf,2NQ Q=2NQ2 完成表格。序號原物質所含雜質除雜質試劑N2QCQCQCQCQCQHClCl2HCl、HQSQHClCH乙烯NHCQ、H2Q飽和食鹽水、濃 HbSQ飽和 NaHSC 溶液溴水堿石灰考點多維探究角度 1 氣體的發(fā)生、凈化、收集和尾氣處理的分析1. （2017 聊城模擬）下列有關實驗裝置的說法中正確的是 _ （填序【導學)99682336】提示灼熱的 Cu 網 NaQH 溶液 灼熱的 CuQ

6、飽和 NaHCQ 溶液N川1師怵水35用圖 3 裝置可制備 NO用圖 4 進行 Hz、NH、CO、CI2、HCl、NO 等氣體收集，但不能用于NO 氣體收集用圖 5 當 X 選用苯時可進行 NH 和 HCI 的吸收，并防止倒吸用圖 6 進行 Hz、C2、Cl2、SO、NH、CO 等氣體的干燥用圖 7 進行 Cl2、NO SO、N2的收集 解析(1)NH3應用向下排空氣法收集;(3)NO 不能用排空氣法收集；不能防止倒吸，因為苯比水的密度小，在上層；(6)CI2、SO、CO 為酸性氣體，不能用堿石灰干燥;(7)CI2、SO 可溶于水，不能用排水法收集。答案2 可用如圖所示裝置干燥、收集及尾氣處理

7、的氣體是()1H2S HCI NH CI2SQ NOA.和B.和C.和D.和B H2S、NH 不能用濃 HbSQ 干燥，NO 不能用排空氣法收集，CI2不能用水吸收處理。3.下列實驗裝置圖正確的是()6易溶于水，隔板無用； D 項，排水法收集時，導管不能伸入集氣瓶太長。I題后歸納題后歸納I氣體除雜的原則和注意事項氣體除雜的原則不引入新的雜質。如除去甲烷中的乙烯用溴水不能用酸性高錳酸鉀溶液。2不減少被凈化氣體的量，盡可能增加被凈化氣體的量。如除去二氧化碳中的二氧化硫 氣體，選用飽和碳酸氫鈉溶液，既能除去二氧化硫，同時又能增加二氧化碳的量。(2)氣體除雜的注意事項1需凈化的氣體中含有多種雜質時，除

8、雜順序：一般先除去酸性氣體，如氯化氫氣體、CO、SQ 等，水蒸氣要在最后除去。2除雜選用方法時要保證雜質完全除掉，如除CQ 最好用 NaQH 不用 Ca(QH)2溶液。有時候為了保證氣體除盡， 還要驗證一步，如驗證混合氣體中既有 CQ,又有 SQ，通常用品紅溶 液檢驗SQ,然后用溴水或酸性 KMnQ 溶液除去 SQ,再用品紅溶液檢驗是否除盡，最后用澄 清石灰水檢驗 CQ。角度 2 與氣體發(fā)生、凈化、收集和尾氣處理有關的儀器連接4為了凈化和收集由鹽酸和大理石制得的CQ 氣體，從圖中選擇合適的裝置并連接。C A 項，MnO 與濃鹽酸反應需加熱且收集Cl2時需從長管進氣；B 項，NstQ 為粉末狀乩

9、制備少址氟氣C實購室11用雙氧水和一輒代融制 d7其中連接順序合理的是()EljONaOH 常很恤利 NaHCS 辭液 誑硫酸8A. aafdeB.ccddgC. bbfddfgD. ddccfB CO2氣體中含 HCI 氣體，可用飽和 NaHCO 溶液除去。5. (2015 重慶高考節(jié)選)CIO2與 CI2的氧化性相近，在自來水消毒和果蔬保鮮等方面應 用廣泛。某興趣小組通過如圖 1 裝置(夾持裝置略)對其制備、吸收、釋放和應用進行了研究。圖 2儀器 D 的名稱是_ 。安裝 F 中導管時，應選用圖 2 中的_。(2) 打開 B 的活塞，A 中發(fā)生反應：2NaClO3+ 4HCI=2CIQf+C

10、l2? + 2NaCI+ 2H2O,為使 CIO2在 D 中被穩(wěn)定劑充分吸收，滴加稀鹽酸的速度宜 _(填“快”或“慢”)。(3) 關閉 B 的活塞，CIO2在 D 中被穩(wěn)定劑完全吸收生成NaCIQ,此時 F 中溶液的顏色不變，則裝置 C 的作用是_ 。已知在酸性條件下 NaCIQ 可發(fā)生反應生成 NaCI 并釋放出 CI6。在 CIO2釋放實驗中， 打開 E的活塞，D 中發(fā)生反應，則裝置 F 的作用是解析(1)儀器 D 是錐形瓶；安裝 F 中導管時，應遵循“長進短出”的原則，所以應 選擇裝置bo(2) 為使 CIO2被充分吸收，必須控制 CIO2的生成速率，因此滴加鹽酸的速率宜慢不宜快。(3)

11、 F 溶液中的顏色不變說明沒有氯氣通入，即氯氣被裝置C 所吸收。參加反應的離子有 CIQ 和 H+,生成的微粒有 C和 CIO2,根據化合價升降法配平離 子方程式即可。因為 CIO2的性質與 CI2相似，所以能使淀粉碘化鉀溶液變藍，利用此性質可 以驗證是否有 CIO2生成。答案錐形瓶 b(2)慢(3)吸收 CI2(4)驗證是否有 CIO2生成99682337】9專項突破 14 以氣體制備為載體的實驗探究1.物質制備流程2 操作先后流程(1) 裝配儀器時：先下后上，先左后右。(2) 加入試劑時：先固后液。(3) 實驗開始時：先檢查裝置氣密性，再加藥品，然后點燃酒精燈。(4) 凈化氣體時：一般先除

12、去有毒、有刺激性氣味的氣體，后除去無毒、無味的氣體，最后除水蒸氣。(5) 防倒吸實驗：往往是最后停止加熱或停止通氣。(6) 防氧化實驗：往往是最后停止通氣。(7) 儀器拆卸的一般過程：從右到左，自上而下，先拆主體，后拆部件。3有氣體參與實驗中的注意事項(1) 爆炸：可燃性氣體的點燃、不純氣體受熱、氣體導管堵塞導致。(2) 炸裂：玻璃儀器的驟冷驟熱、受熱不均等導致。(3) 倒吸：氣體在用液體吸收或與液態(tài)試劑反應時，由于極易溶解或反應導致。(4) 堵塞：生成的蒸氣易凝結、生成氣體的同時產生粉塵等導致。(5) 空氣污染：生成的氣體有毒，缺少尾氣處理措施或措施不當導致。命題點 1 以性質探究或驗證為目

13、的的實驗綜合題對點訓練 1 (2017 濰坊模擬)興趣小組同學利用如圖所示裝置(夾持裝置已略去)探究 SQ 的性質，并制取一種常用食品抗氧化劑焦亞硫酸鈉(NazSQ)。D(:BE F請回答下列問題：(實驗前已除去裝置中的空氣)(1)打開分液漏斗活塞，發(fā)現其中的液體不能流下，應采取的操作是10(2)關閉&、K3,打開冷，觀察到裝置C 中發(fā)生的現象是。(3)_ 裝置D和F的作用是_。關閉 K、K3,打開&。一段時間后E 中有 NQS2O5晶體析出，裝置E 中發(fā)生反應的化學方程式為_(5)設計實驗驗證 N&SQ 晶體在空氣中已被氧化解析(1)使用分液漏斗時應取下分液漏斗上口的

14、玻璃塞，使分液漏斗內的壓強等于大氣壓強， 保證液體順利流下。(2)裝置 A中生成 SQ,裝置 C中發(fā)生反應： H23 SQ+ Nc2S=l2S + Na2SQ、SQ+ 2H2S=3SJ + 2H2Q 現象是有淡黃色沉淀生成。(3)裝置 D 和 F 的作用是吸收 SQ,防止污染空氣。 裝置 E 中 NaSQ 與 SQ 反應生成 NaSQ。(5)若 NatSQ 晶體在空 氣中已被氧化，則生成 NetSQ,可以利用稀鹽酸和BaCb 溶液檢驗 sQ。答案(1)拔掉分液漏斗上口的玻璃塞(或使分液漏斗玻璃塞上的凹槽或小孔對準瓶頸處的小孔)(2) 有淡黃色沉淀生成(3) 吸收 SQ,防止污染空氣(4) SQ

15、2+ NsbSQ=NaS2Q(5) 取少量 NazSQ 晶體于試管中，加適量水溶解，再滴加足量鹽酸，振蕩，無沉淀產生， 排除Ag+的干擾，再滴入 BaCb 溶液，有白色沉淀生成，證明 NazSQ 晶體在空氣中已被氧化， 證明NQSQ晶體在空氣中已被氧化命題點 2 以物質制備為目的的實驗綜合題對點訓練 2 (2017 河南鄭州模擬)高鐵酸鉀(K2FeQ4)是一種理想的綠色高效水處理劑。某學習小組用如圖所示裝置(夾持儀器已略去)制備 KC1Q 溶液，并通過 KC1Q 溶液與Fe(NQ)3溶液的反應制備 KsFeQ。查閱資料知FeQ 的部分性質如下：可溶于水、微溶于濃KQH 溶液；在 05C、強堿性

16、溶液中比較穩(wěn)定；在Fe3+和 Fe(QH)3催化作用下發(fā)生分解；在酸性至弱堿性條件下，能與水反應生成 Fe(QH)3和 Q。11請回答下列問題：(1)儀器 C 和 D 中都盛有 KQH 溶液，其中 C 中 KQH 溶液的用途是(2)CI2與 KOH 的濃溶液在較高溫度下反應生成KCIQ。為保證反應生成 KCIO,需要將反應溫度控制在 05C之間進行，在不改變KOH 溶液濃度的前提下，實驗中可以采取的措施(3)在攪拌下，將 Fe(NQ)3飽和溶液緩慢滴加到KCIO 飽和溶液中即可制取&FeQ，寫出該反應的化學方程式 _；該操作不能將 KCIO 飽和溶液滴加到 Fe(NQ)3飽和溶液中，其

17、原因是制得的粗產品中含有 Fe(OH)3、KCI 等雜質。一種提純方案為：將一定量的K2FeO 粗產品溶于冷的 3 moIL1KOH 溶液中， 用砂芯漏斗過濾， 將濾液置于冰水浴中， 向濾液中加 入飽和 KOH溶液，攪拌、靜置，再用砂芯漏斗過濾，晶體用適量乙醇洗滌23 次后，在真空干燥箱中干燥。第一次和第二次過濾得到的固體分別對應的是 (填化學式 )_ 、 _ ，過濾時不用普通漏斗而采用砂芯漏斗的原因是 _晶體用乙醇洗滌的原因是 _解析(1)C 中 KOH 溶液為反應物，和氯氣反應制備KCIO,而 D 中 KOH 溶液的作用為吸收尾氣，防止污染空氣。(2)控制反應溫度在 05C,可采取冰水浴法

18、。(4)根據題中信息“可溶于水”及“在 05C、強堿性溶液中比較穩(wěn)定”知，將制得的粗產品溶于冷的 3 moIL tKOH 溶液中，過濾可除去難溶物Fe(OH)3；根據題中信息“微溶于濃 KOH 溶液”知，在濾液中再加入飽和 KOH 溶液，可使 K2FeC4析出。用乙醇洗滌時，乙醇揮發(fā)時帶走水 分，防止 K2FeQ 與水發(fā)生反應。答案 (1) 和氯氣反應制備 KCIO(2) 裝置 C 加冰水浴冷卻3(3) 2Fe(NO3)3+ 3KCIO+ 10KOH=22FeQ+ 3KCI + 6KNO+ 5H2O 生成的 KaFeO4在 Fe 催化 作用下會發(fā)生分解Fe(OH)3K2FeQ 濾紙在強堿條件下

19、易被腐蝕乙醇揮發(fā)時帶走水分，防止KFeO 與水發(fā)生反應 對點訓練 3 亞硝酸鈉在漂白、電鍍等方面應用廣泛?，F以木炭、濃硝酸、水和銅為 原料生成的12一氧化氮與過氧化鈉反應制備亞硝酸鈉的裝置如圖所示(部分夾持裝置略 )。已知:13NaNO+ 3HCI=3NaCI+ HN(O+ 2NOT+ HO;2酸性條件下，NO 或 NO 都能與 MnO 反應生成 NQ 和 MrT。完成下列填空:【導學號：99682338】寫出 a 儀器的名稱：_。(2) 為避免 B 中逸出的氣體中混有的雜質氣體與NQ 反應，應在 B、C 裝置間增加一個裝置，則該裝置中盛放的藥品名稱為 _。(3) 寫出 NO 與 NQ 在常溫

20、下生成 NaNO 的化學反應方程式為_ ?當該反應中轉移 0.1 mol e-時，理論上吸收標準狀況下NO 的體積為 _ L。(4)_D 裝置中發(fā)生反應的離子方程式為 _(5)_將 11.7 g 過氧化鈉完全轉化成為亞硝酸鈉，理論上至少需要木炭 _g。解析(1)儀器 a 為分液漏斗。(2) 氣體中有二氧化碳和一氧化氮，為了除去二氧化碳，應用堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧化鈣固體)除去。(3) 一氧化氮和過氧化鈉反應生成亞硝酸鈉，方程式為2NO NaO=2NaNO 因為氮的化合價從+ 2 價升高到+ 3 價，當有 0.1 mol 電子轉移時，吸收的一氧化氮的物質的量為 0.1 mol，標準狀況下的體

21、積為 2.24 L。(4) D 中一氧化氮被 KMnO 氧化成 NQ,本身生成 MrT ,離子方程式為 5NO+ 3MnO + 4H+ 2+=5NO+ 3Mn + 2fQ(5) 根據方程式分析：C+ 4HNO=Qf+ 4NOf+2HO,3NQ+ H2O=2HNO NO,3Cu+8HNO=3Cu(NO)2+ 2NOT+ 4H2O,2NO+ Na2Q=2NaNO 所以 1 mol C 對應 1 mol Na 2Q,所 以11.7 g 過氧化鈉即 0.15 mol，需要 0.15 mol 碳，質量為 0.15 moix12 g mol1= 1.8 g。13答案(1)分液漏斗堿石灰(或氫氧化鈉固體或氧

22、化鈣固體)(3)2NO + NaaQ=2NaNO 2.24- + 2+(4) 5NO + 3MnO + 4H =5NO+ 3Mn + 2fO(5) 1.8課堂小結反饋達標 1 + 1全新理念 探究高考明確考向1.個咼考題，展示咼考怎么考(2015 福建高考)某化學興趣小組制取氯酸鉀和氯水并進行有關探究實驗。 實驗一制取氯酸鉀和氯水利用下圖所示的實驗裝置進行實驗。ARCT) )(1) 制取實驗結束后，取出B 中試管冷卻結晶，過濾，洗滌。該實驗操作過程需要的玻璃儀器有_ 。(2) 若對調 B 和 C 裝置的位置，_ (填“能”或“不能”)提高 B 中氯酸鉀的產率。實驗二氯酸鉀與碘化鉀反應的研究(3

23、) 在不同條件下 KCIO3可將 KI 氧化為 I2或 KI03。該小組設計了系列實驗研究反應條件對反應產物的影響，其中系列a 實驗的記錄表如下(實驗在室溫下進行)：試呂編號12340.20 molL1KI/mL1.01.01.01.0KCIQ(s)/g0.100.100.100.106.0 molLH2SQ/mL03.06.09.0蒸餾水/mL9.06.03.00實驗現象1系列 a 實驗的實驗目的是 _。2設計 1 號試管實驗的作用是_ 。3若 2 號試管實驗現象為“黃色溶液”， 取少量該溶液加入淀粉溶液顯藍色；假設氧化產物唯一，還原產物為 KCI，則此反應的離子方程式為14實驗三測定飽和氯

24、水中氯元素的總量該小組設計的實驗方案為：使用下圖裝置，加熱15.0 mL 飽和氯水試樣，測定產生氣體的體積。此方案不可行的主要原因是 _ 。(不考慮實驗裝置及操作失誤導致不可行的原因)(5)根據下列資料，為該小組設計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié)):資料：i次氯酸會破壞酸堿指示劑；ii.次氯酸或氯氣可被 SO、HO 和 FeCl2等物質還原成 C。解析(1)過濾需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器，而洗滌沉淀也需要漏斗、玻璃棒、燒杯等儀器。(2) 若對調 B 和 C 裝置，可以通過水先把Cl2中的 HCI 除去，可提高 KCIO3的產率。(3) 根據圖表可看出其他條件都相同，只有 HzSQ

25、 的濃度不同，因此該實驗研究的是硫酸的濃度對反應產物的影響。 1號實驗中 H2SQ 的濃度為 0,故該實驗起到與其他實驗對照 的作用；淀粉遇到碘單質會顯藍色，故氧化產物為碘單質，Cior被還原為 ci。(4) 產生的 CI2會重新溶于水，同時 HCIO 也會發(fā)生分解，生成 HCI，極易溶于水，則無 法計算氯元素的量。(5) 根據信息可知 SO、H2Q、FeCl2都能將次氯酸或者氯氣還原，如果選擇 SO 會引入 sQ,對 Cl的測定造成干擾，如果選擇FeCb 則會引入 Cl，而 H2O 不會引入雜質離子，因此選擇 H2Q 將次氯酸或者氯氣還原為C，再用 AgNO 溶液測定 C。答案(1)燒杯、漏

26、斗、玻璃棒、膠頭滴管(不填“膠頭滴管”也可)(2)能(3) 研究反應體系中硫酸濃度對反應產物的影響硫酸濃度為 0 的對照實驗 CIOJ+ 61+6H+=C+312+ 3fO(4) 因存在 Cl2的重新溶解、HCIO 分解等，此方案無法測算試樣含氯總量(或其他合理答案)(5) 量取一定量的試樣，加入足量的溶液，加熱除去過量的H2Q,冷卻，再加入足量的硝酸銀溶液，稱量沉淀質量(或其他合理答案)2.一個模擬題，預測高考考什么(2016 湖南益陽 4 月調研)膦(PH3)又稱為磷化氫，在常溫下是一種無色有大蒜臭味的 有毒氣體，咆和倉鹽水15沸點89.7C,易自燃，與空氣混合易爆炸，微溶于水。其制取原理

27、類似于實 驗室制氨氣，現用下圖裝置來制取磷化氫并驗證其性質。16CD實驗開始時，先從分液漏斗向盛有PH4I 的圓底燒瓶中加入過量乙醚 無色液體，沸點34.5C,微溶于水，不與 Fe2(SO4)3反應，微熱數分鐘后再從分液漏斗向圓底燒瓶中加入 一定量的濃NaOH 溶液繼續(xù)加熱。在裝置 C 處用電熱器控制溫度在 300C左右，實驗過程中 可觀察到：B 裝置的試管中有白色蠟狀固體(P4)生成；D 裝置的試管中 Fe2(SO4)3溶液顏色由 棕黃色變成淡綠色，同時也有白色蠟狀固體生成。請回答:【導學號： 99682339】(1)按氣流方向連接裝置，從左到右的順序為 ：a- f。考查制備裝置的連接順序 (2)用 PTI 和燒堿反應制取 PH 的化學方程式是考查化學方程的書寫(3)實驗開始