2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項選擇）微專題(一) 常見氣體的制備

微專題(一)常見氣體的制備學(xué)習(xí)任務(wù)一:常見氣體的制備核心要點·歸納1.常見的氣體發(fā)生裝置2.常見的除雜裝置——用于除去氣體中的雜質(zhì)氣體3.常見的氣體收集裝置4.常見的尾氣處理裝置(1)點燃法:如CO、H2、CH4等易燃?xì)怏w,可用此法。(2)吸收法:如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用堿溶液吸收。(3)轉(zhuǎn)化法:采用一定的方法,使有毒氣體轉(zhuǎn)化為無毒氣體后再排放,如NO、NO2若能轉(zhuǎn)化為N2,即可排放。學(xué)力診斷·測評1.實驗室制備下列氣體時,所用方法正確的是 ()A.制氧氣時,用Na2O2或H2O2作反應(yīng)物可選擇相同的氣體發(fā)生裝置B.制氯氣時,用飽和NaHCO3溶液和濃硫酸凈化氣體C.制一氧化碳時,用向上排空氣法收集氣體D.制二氧化氮時,用水或NaOH溶液吸收尾氣【解析】選A。用過氧化鈉和過氧化氫制備氧氣時,均可采用固液不加熱的制氣體裝置,A項正確;氯氣溶于水生成鹽酸和次氯酸,鹽酸與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成CO2,B項錯誤;一氧化碳密度與空氣密度接近,不能用排空氣法收集,C項錯誤;不能用水吸收制取二氧化氮的尾氣,因為二氧化氮與水生成硝酸和一氧化氮,一氧化氮不溶于水造成污染,D項錯誤。2.在實驗室采用如圖所示裝置制備氣體,合理的是 ()選項化學(xué)試劑制備氣體ACa(OH)2+NH4ClNH3BMnO2+HCl(濃)Cl2CMnO2+KClO3O2DNaCl+H2SO4(濃)HCl【解析】選C。氨氣的密度比空氣小,不能用向上排空氣法收集,故A錯誤;二氧化錳與濃鹽酸共熱制備氯氣為固液加熱反應(yīng),不能選用固固加熱裝置,故B錯誤;二氧化錳和氯酸鉀共熱制備氧氣為固固加熱反應(yīng),氧氣的密度大于空氣,可選用向上排空氣法收集,故C正確;氯化鈉與濃硫酸共熱制備HCl為固液加熱反應(yīng),不能選用固固加熱裝置,故D錯誤。3.氯氣是一種重要的化工原料,在生產(chǎn)和生活中應(yīng)用十分廣泛。已知:2KMnO4+16HCl(濃)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,所以在實驗室可用高錳酸鉀固體和濃鹽酸制氯氣,實驗裝置如圖所示。(1)請為該實驗選擇合適的發(fā)生裝置B(填“A”或“B”)。

(2)要得到純凈、干燥的氯氣,在發(fā)生裝置和集氣瓶之間還需要放置如圖中的D。

(3)當(dāng)集氣瓶中收集滿氯氣時,可以觀察到氣體呈黃綠色。燒杯中所盛液體為NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯氣。

【解析】(1)由題知,該反應(yīng)制取氣體的類型為固體+液體→氣體;反應(yīng)不需加熱,故應(yīng)選擇裝置B。(2)氯氣中可能混有HCl、H2O(g),HCl用飽和NaCl溶液除去,H2O(g)用濃硫酸除去,要得到純凈、干燥的氯氣,應(yīng)先除去HCl,再除去H2O(g)。(3)氯氣的顏色為黃綠色,燒杯中所盛液體為NaOH溶液,其作用是吸收多余的氯氣。[方法導(dǎo)引]氣體制備實驗的基本思路【補(bǔ)償訓(xùn)練】用所給試劑與圖示裝置能夠制取相應(yīng)氣體的是(夾持儀器略) ()選項ABCDX濃鹽酸稀鹽酸雙氧水濃氨水YKMnO4CaCO3MnO2NaOH氣體Cl2CO2O2NH3【解析】選C。濃鹽酸和KMnO4固體混合有氯氣生成,但氯氣溶于水,且與水發(fā)生反應(yīng),則不能用排水法收集,故A不符合題意;稀鹽酸和CaCO3反應(yīng)生成二氧化碳,但二氧化碳溶于水,且與水發(fā)生反應(yīng),則不能用排水法收集,故B不符合題意;雙氧水在二氧化錳催化作用下分解制氧氣,制取裝置不需要加熱,收集氧氣可以用排水法,故C符合題意;氨氣極易溶于水,不能用排水法收集,故D不符合題意。學(xué)習(xí)任務(wù)二:綜合探究氣體的制備與性質(zhì)核心要點·歸納1.氣體制備與性質(zhì)實驗中的防倒吸裝置肚容式分液式2.氣體的凈化方法(1)易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水吸收;(2)酸性氣體雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收;(3)堿性氣體雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收;(4)能與雜質(zhì)氣體發(fā)生反應(yīng)生成沉淀或可溶性物質(zhì)的物質(zhì),也可作為吸收劑;(5)水蒸氣為雜質(zhì)氣體時,可用干燥劑吸收。3.解答氣體制備與性質(zhì)探究題的流程(1)第一步明確實驗干什么:審題干及設(shè)問,明確實驗?zāi)康摹?2)第二步分析題干信息有什么:審題干明確用到的氣體的特性及其他有效信息。(3)第三步思考實驗原理是什么:根據(jù)目的、題干信息及已有知識,設(shè)想探究、驗證氣體性質(zhì)的實驗原理。(4)第四步思考題干設(shè)問的目的是什么:細(xì)審試題設(shè)問,斟酌命題意圖,確定答題方向。(5)第五步規(guī)范解答:結(jié)合第三步、第四步,用學(xué)科語言、化學(xué)用語有針對性地回答問題。學(xué)力診斷·測評實驗室用濃鹽酸和MnO2制Cl2,并以干燥的Cl2為原料進(jìn)行實驗,已知FeCl3易潮解,Fe與H2O(g)在高溫下反應(yīng)生成H2。裝置如圖所示:(1)裝置B、C中應(yīng)盛放的試劑名稱分別為飽和食鹽水、

濃硫酸;從A裝置導(dǎo)出的氣體若不經(jīng)過B、C裝置而直接進(jìn)入D管,將對實驗產(chǎn)生的不良后果是

未經(jīng)除去的氯化氫和水蒸氣隨Cl2進(jìn)入D中和鐵反應(yīng)生成H2,H2和Cl2混合會發(fā)生爆炸。

(2)實驗時,先點燃A處的酒精燈,讓Cl2充滿裝置,再點燃D處酒精燈,寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Fe+3Cl22FeCl3。

(3)F裝置所起的作用是吸收多余的Cl2,防止污染環(huán)境,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E中。

【解析】(1)濃鹽酸具有揮發(fā)性,Cl2中含有HCl、H2O(g),依次通過盛有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶除去HCl、H2O(g),得到干燥的Cl2。HCl、H2O(g)都能與鐵反應(yīng)生成H2,H2和Cl2混合在加熱時會發(fā)生爆炸。(2)鐵粉與Cl2在加熱條件下反應(yīng)生成氯化鐵,化學(xué)方程式為2Fe+3Cl22FeCl3。(3)Cl2有毒,污染環(huán)境,所以不能直接排放到空氣中,所以可用堿石灰處理尾氣,空氣中有水蒸氣,堿石灰還能吸收水蒸氣,防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入E中,所以可作干燥劑。【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.實驗室可以用如圖所示裝置制備、干燥、收集氣體的是 ()A.以MnO2、濃鹽酸為原料,制備Cl2B.以石灰石、鹽酸為原料,制備CO2C.以氯化銨和熟石灰兩種固體為原料,加熱制備NH3D.以鋅粒、稀鹽酸為原料,制備H2【解析】選B。以MnO2、濃鹽酸為原料,制備Cl2需要加熱,題圖中缺少加熱裝置,A錯誤;以石灰石、鹽酸為原料,制備CO2為固液不加熱制備氣體,CO2密度比空氣大,采用向上排空氣法收集,B正確;以氯化銨和熟石灰兩種固體為原料,加熱制備NH3,題圖中發(fā)生裝置不符合,缺少加熱裝置,且氨氣和濃硫酸反應(yīng),不能用濃硫酸干燥,C錯誤;以鋅粒、稀鹽酸為原料,制備H2,H2密度比空氣小,應(yīng)該采用向下排空氣法收集H2,D錯誤。2.圖Ⅰ是實驗室中常用于制備和干燥氣體的裝置:(1)甲同學(xué)用圖Ⅰ裝置、銅和濃硝酸制備并收集干燥的NO2氣體。[已知:Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O]①B中反應(yīng)的離子方程式為Cu+4H++2NO3-===Cu2++2NO2↑+2H2②收集NO2氣體的方法為向上排空氣法。

(2)乙同學(xué)用圖Ⅰ裝置制取NH3和O2的混合氣體,用圖Ⅱ裝置驗證氨的某些性質(zhì):往A中加入濃氨水,B中加入Na2O2固體,C中加入堿石灰,D內(nèi)放置催化劑,按氣流方向a→b→c→h連接各儀器。①實驗中觀察到D內(nèi)有紅棕色氣體出現(xiàn),證明氨氣具有還原性(填“氧化性”或“還原性”)。

②D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為4NH3+5O24NO+6H2O、2NO+O2===2NO2。

③為防止NO2污染環(huán)境,E裝置中裝的試劑可以是NaOH溶液。

【解析】(1)NO2氣體能與水反應(yīng),密度比空氣大,故只能用向上排空氣法收集NO2。(2)濃氨水與Na2O2固體相遇時,首先發(fā)生反應(yīng)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,由于反應(yīng)放熱和生成了NaOH,促進(jìn)了氨氣的逸出,可制得氨氣和氧氣;氨氣在催化作用下被氧化為NO,繼而被氧化為NO2,表現(xiàn)了氨氣的還原性;可用NaOH溶液吸收多余的NO2氣體。學(xué)情檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.下列氣體既能用堿石灰干燥,又能用濃硫酸干燥的是 ()A.NH3B.SO2C.O2D.HCl【解析】選C。氨氣為堿性氣體,不能用濃硫酸干燥,故A錯誤;二氧化硫為酸性氧化物,能夠與堿石灰反應(yīng),不能使用堿石灰干燥,故B錯誤;氧氣為中性氣體,既能用濃硫酸干燥,又能用堿石灰干燥,故C正確;HCl是酸性氣體,不能用堿石灰干燥,故D錯誤。2.在實驗室中用如圖所示裝置制備某種氣體,對于反應(yīng)物質(zhì)和除雜試劑選擇不合理的是 ()選項甲中溶液乙中藥品丙中物質(zhì)A濃鹽酸高錳酸鉀飽和食鹽水B稀硫酸鋅粒濃硫酸C雙氧水二氧化錳濃硫酸D稀鹽酸大理石氫氧化鈉[解題思維]解答本題的思維流程如下:提取關(guān)鍵點①制備某種氣體;②反應(yīng)物質(zhì);③除雜試劑轉(zhuǎn)化知識點①制備某種氣體需思考常見氣體制備②反應(yīng)物質(zhì)體現(xiàn)氣體制備反應(yīng)原理③除雜試劑需要考慮雜質(zhì)氣體和制備氣體性質(zhì)排除障礙點不清楚反應(yīng)物的性質(zhì),如鹽酸是揮發(fā)性酸則雜質(zhì)氣體中存在HCl,硫酸是非揮發(fā)性酸【解析】選D。濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng),制得混有HCl的氯氣,可以通過飽和食鹽水除雜,A正確;鋅粒與稀硫酸反應(yīng),制得混有水蒸氣的氫氣,通過濃硫酸干燥,B正確;雙氧水在二氧化錳催化下可制氧氣,能用濃硫酸干燥