20届高考化学二轮复习 第1部分 题型专训(四) 以气体流程为载体的定性考查

题型专训(四)以气体流程为载体的定性考查1．装置的连接(1)装置连接顺序：制气装置→净化装置→干燥装置→反应或收集装置→尾气处理装置。

(2)组装顺序：由下向上，由左及右，先塞后定。

(3)操作顺序：装配仪器→检查气密性→加入药品。

2．气体的净化(1)判断气体中杂质的方法①看反应介质。

若反应在溶液中进行，则制取的气体中一定含有水蒸气；若反应物中有气体，由于气体不能充分反应，则制取的气体中一定含有原来的气体，如用CO2与Na2O2反应制取的O2中一定含有CO2杂质。

②看反应物的性质。

如用浓盐酸制取的气体中含有挥发出的HCl气体。

③看生成物的成分。

如用氯化铵和消石灰反应制取的氨气中含有水蒸气。

(2)气体干燥剂的选择注意：选取干燥剂时，除了常规地从酸碱性角度考虑外，还要考虑特殊反应，如浓硫酸不能干燥还原性气体(H2S、HI等)，可用P2O5干燥；中性干燥剂CaCl2不能干燥NH3，因为二者会发生络合反应(这些知识可能会成为高考的设题点)。

3．气体的收集(1)密度比空气大且不与空气中的成分反应的气体可用向上排空气法收集，导气管应“长进短出”；密度比空气小且不与空气中的成分反应的气体则用向下排空气法收集，导气管应“短进长出”。

(2)易溶于水或能与水反应的气体，如NH3、HCl、NO2等，需用排空气法或排其他溶剂法收集。

(3)常温下能与空气中的成分反应的气体(如NO)，密度与空气接近的气体(如N2、CO、C2H4等)，都不能用排空气法收集。

(4)能溶于水但溶解度不大的气体，可以用排饱和溶液的方法收集，如CO2——排饱和NaHCO3溶液；SO2——排饱和NaHSO3溶液；H2S——排饱和NaHS溶液；Cl2——排饱和NaCl溶液。

4．尾气的处理尾气处理装置：(1)装置甲适用于溶解度较小的有毒气体，如Cl 2、NO 2、H 2S 等。

(2)装置乙适用于溶解度较大的气体，如HCl 、NH 3等。

(3)装置丙适用于某些可燃性气体，如CO 、H 2等。

(4)装置丁采用收集法处理尾气，适用于NO 、CO 等的尾气处理。

1．[2018·全国卷Ⅱ，28(1)(2)]K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。

回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 作感光剂，以K 3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。

其光解反应的化学方程式为2K 3[Fe(C 2O 4)3]=====光照2FeC 2O 4＋3K 2C 2O 4＋2CO 2↑；显色反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。

①通入氮气的目的是___________________________________________。

②实验中观察到装置B 、F 中澄清石灰水均变浑浊，装置E 中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。

③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是_________________________________________。

④样品完全分解后，装置A 中的残留物含有FeO 和Fe 2O 3，检验Fe 2O 3存在的方法是________________________________________________________________________。

答案 (1)3FeC 2O 4＋2K 3[Fe(CN)6]===Fe 3[Fe(CN)6]2↓＋3K 2C 2O 4 (2)①隔绝空气，使反应产生的气体全部进入后续装置 ②CO 2 CO ③先熄灭装置A 、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气 ④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有Fe 2O 3解析 (1)Fe 2＋的检验方法是加入K 3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe 3[Fe(CN)6]2沉淀。

(2)①空气中含有O 2，为防止Fe 2＋被O 2氧化，应先通入N 2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。

②B 中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO 2；F 中澄清石灰水变浑浊，E 中固体变为红色，说明E 中发生反应：CuO ＋CO=====△Cu ＋CO 2，所以分解产物中一定含有CO 。

③实验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A 、E 的酒精灯，冷却后停止通入氮气。

④检验Fe 2O 3的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN 溶液，溶液变红色，证明含有Fe 2O 3。

2．(2016·全国卷Ⅰ，26)氮的氧化物(NO x )是大气污染物之一，工业上在一定温度和催化剂条件下用NH 3将NO x 还原生成N 2。

某同学在实验室中对NH 3与NO 2反应进行了探究。

回答下列问题：(1)氨气的制备①氨气的发生装置可以选择上图中的________，反应的化学方程式为_________________。

②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→____________(按气流方向，用小写字母表示)。

(2)氨气与二氧化氮的反应将上述收集到的NH 3充入注射器X 中，硬质玻璃管Y 中加入少量催化剂，充入NO 2(两端用夹子K 1、K 2夹好)。

在一定温度下按图示装置进行实验。

操作步骤实验现象 解释原因 答案 (1)①A 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2H 2O ＋2NH 3↑(或B NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O) ②d →c →f →e →i(2)①红棕色气体颜色慢慢变浅 ②6NO 2＋8NH 3=====催化剂7N 2＋12H 2O ③Z 中NaOH 溶液发生倒吸现象 ④反应后气体分子数减少，Y 管中压强小于外界压强解析 (1)①在实验室通常是用加热氯化铵和消石灰固体混合物制取氨气，应选用发生装置A ，其反应的化学方程式为2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2H 2O ＋2NH 3↑，或选用发生装置B ，直接加热浓氨水生成氨气：NH 3·H 2O=====△NH 3↑＋H 2O ；②氨气是碱性气体，可用碱石灰干燥，密度小于空气，应短管进长管出进行收集，氨气极易溶于水，尾气处理时应防止倒吸，则要收集一瓶干燥的氨气，仪器的连接顺序：发生装置→d →c →f →e →i 。

(2)打开K 1，推动注射器活塞将氨气缓慢通入Y 管中，在一定温度和催化剂的作用下发生反应：6NO 2＋8NH 3=====催化剂7N 2＋12H 2O ，随着反应的发生，Y 管中红棕色气体颜色变浅；反应生成的水蒸气液化后，NO 2和NH 3反应后气体的物质的量减小，反应容器中的压强减小，打开K 2，Z 中的溶液倒吸入Y 管中。

1．Na 2S 2O 4俗称保险粉，常用作纺织工业的漂白剂、脱色剂等。

某科研小组制备并探究其性质。

资料：Na 2S 2O 4易溶于水，具有极强的还原性，易被空气氧化，在碱性介质中稳定。

Ⅰ.制备Na 2S 2O 4 (部分加热等辅助仪器略去)(1)仪器①的名称是____________。

(2)B 装置用于制备Na 2S 2O 4。

第一步反应：Zn ＋2SO 2=====△ZnS 2O 4；第二步，加入NaOH 溶液，于28～35 ℃下反应生成Na 2S 2O 4，该步反应的化学方程式为_________________________ _______________________________________。

(3)实验时，先向B 中通入SO 2的原因，除产生ZnS 2O 4之外，另一原因是__________________ ________________________________________________________________________。

(4)反应后除去B 中的沉淀，在滤液中加入一定量的NaCl 固体搅拌，有Na 2S 2O 4晶体析出。

加入NaCl 固体的作用是_________________________________________________。

Ⅱ.探究Na 2S 2O 4的性质(5)隔绝空气加热Na 2S 2O 4固体完全分解得到固体产物Na 2SO 3、Na 2S 2O 3和SO 2，但科研小组没有做到完全隔绝空气，得到的固体产物中还含有Na 2SO 4。

请设计实验证明该分解产物中含有Na 2SO 4。

实验方案是____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(可选试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl 2溶液、AgNO 3溶液、KMnO 4溶液)(6)制备纳米级银粉用NaOH 溶液溶解Na 2S 2O 4，加入一定量的AgNO 3溶液，生成纳米级的银粉。

在制备银粉的反应中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，且生成的含硫物质只有一种，写出该反应的离子方程式：____________________________________________。

答案 (1)圆底烧瓶(2)ZnS 2O 4＋2NaOH =====28～35 ℃Na 2S 2O 4＋Zn(OH)2↓(3)排出装置中残留的O 2或空气(或防止生成物Na 2S 2O 4被氧化)(4)加入氯化钠，增大了Na ＋的浓度，促进Na 2S 2O 4结晶析出(用沉淀溶解平衡可以解释)(5)取少量产品溶于足量稀盐酸，静置，取上层清液(或过滤，取滤液)，滴加BaCl 2溶液，若出现沉淀则说明含有Na 2SO 4(6)2Ag ＋＋S 2O 2－4＋4OH －===2Ag ↓＋2SO 2－3＋2H 2O 解析 (3)由于Na 2S 2O 4具有极强的还原性，易被空气氧化，所以B 装置反应前应排尽装置中的空气，防止氧气干扰实验。

(5)固体中含有的Na 2SO 3、Na 2S 2O 3会干扰Na 2SO 4的检验，应先加入足量的稀盐酸，排除Na 2SO 3、Na 2S 2O 3的干扰，再加入BaCl 2溶液，检验是否存在Na 2SO 4。

(6)由题意可知，AgNO 3溶液和碱性Na 2S 2O 4溶液反应生成纳米级的银粉，反应中Ag 的化合价降低，作氧化剂，Na 2S 2O 4作还原剂被氧化，因氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1，由得失电子守恒可知S 2O 2－4被氧化为SO 2－3，反应的离子方程式：2Ag ＋＋S 2O 2－4＋4OH －===2Ag ↓＋2SO 2－3＋2H 2O 。