步步高高2020届高2017级高三一轮复习课件配套学案专题4专题讲座二

1.气体制备实验的基本思路
2.重要气体的发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件,可将制备气体的发生装置分为三类：
（1）固体＋固体――→△
气体
发生装置：
制备气体：O 2、NH 3、CH 4等
（2）固体＋液体――→△气体或液体＋液体――→△
气体
发生装置：
制备气体：Cl 2、C 2H 4等
（3）固体＋液体（不加热）―→气体
发生装置：
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的所有气体。

3.气体的除杂方法
除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异,如溶解性、酸碱性、氧化性、还原
性、可燃性。

除杂原则：（1）不损失主体气体；（2）不引入新的杂质气体；（3）在密闭装置内进行；（4）先除易除的气体。

一般可从以下几个方面考虑：①易溶于水的杂质可用水吸收；②酸性杂质可用碱性物质吸收；
③碱性杂质可用酸性物质吸收；④水分可用干燥剂吸收；⑤能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质,也可用作吸收剂。

4.气体的干燥、净化装置
当CO2中混有O2杂质时,应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除O2,除杂试剂是Cu粉。

5.气体的收集方法
6.尾气处理的原因和方法
（1）原因：有些气体有毒或有可燃性,任其逸散到空气中,会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。

（2）处理方法：一般根据气体的相关性质,使其转换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。

7.常见气体的检验
（1）可燃性气体的检验
（2）酸性气体的检验
（3）强氧化性气体的检验
8.根据原理选择装置
有以下三种实验装置
A B C
用下列实验原理制取常见气体,请选择相应的上述装置。

（1）2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑_______________________________________________。

（2）2H 2O 2=====MnO 22H 2O ＋O 2↑_______________________________________________________。

（3）2KClO 3=====MnO 2△2KCl ＋
3O 2↑_____________________________________________________。

（4）Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑____________________________________________________。

（5）CaCO 3＋2HCl===CaCl 2＋H 2O ＋CO 2↑__________________________________________。

（6）2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋H 2O ＋CO 2↑__________________________________________。

（7）MnO 2＋4HCl （浓）=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O_____________________________________。

答案 （1）C （2）C （3）A （4）C （5）C （6）A （7）B
9.根据性质除去杂质
为下列各组气体选择合适的除杂试剂（括号内为杂质气体）
（1）含有HCl 杂质的气体
①CO 2（HCl ）： ______________________________________________________________； ②Cl 2（HCl ）： _____________________________________________________________。

（2）中性气体中含有酸性杂质气体
①O 2（Cl 2）： _______________________________________________________________； ②CO （CO 2）： ______________________________________________________________。

（3）酸性气体中含有其他酸性气体
CO 2（SO 2）： ______________________________________________________________。

（4）含有O 2杂质的气体
①CO 2（O 2）： _______________________________________________________________； ②N 2（O 2）： _______________________________________________________________。

答案 （1）①饱和NaHCO 3溶液 ②饱和食盐水
（2）①NaOH 溶液 ②NaOH 溶液 （3）饱和NaHCO 3溶液或KMnO 4溶液 （4）①灼热铜网 ②灼热铜网
1.（2017·浙江4月选考,28）FeSO 4受热分解的化学方程式为2FeSO 4=====△
Fe 2O 3＋SO 2↑＋SO 3↑
请回答：
(1)将FeSO 4受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO 3和SO 2。

能说明SO 2存在的实验现象是______________________；为测定BaSO 4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为________、洗涤、干燥、称量。

(2)设计一个实验方案，用化学方法验证FeSO 4受热后固体的成分(不考虑其他反应)__________________ _____________________________。

答案 (1)品红溶液褪色 过滤
(2)取适量固体，加足量稀盐酸溶解。

取反应后溶液滴加KSCN 溶液，若显血红色，则有 Fe 3＋
(含Fe 2O 3) 解析 (1)SO 2具有漂白性，能说明SO 2存在的实验现象是品红溶液褪色；为测定BaSO 4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量。

(2)固体是氧化铁，可以通过检验铁离子验证，即实验方案是向固体成分中加入稀盐酸，取反应后溶液，滴加KSCN 溶液，若有血红色出现，则表示溶液中存在Fe 3＋
，产物中有Fe 2O 3存在。

2．(2017·浙江11月选考，28)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。

已知：3Fe(s)＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4(s)＋4H 2(g)
请回答：
(1)虚线框处宜选择的装置是______(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_______________。

(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN 溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁，判断结论是否正确并说明理由_______。

答案 (1)乙 铜丝变红色，试管壁有水珠生成
(2)不正确，剩余的铁将生成的三价铁离子还原成了二价铁离子：Fe ＋2Fe 3＋===3Fe 2＋ 解析 (1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuO ＋H 2===H 2O ＋Cu ，所以铜丝变红色，试管壁有水珠出现。

(2)已知3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2，Fe 3O 4中含有三价铁离子，但是剩余的铁单质会和三
价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾溶液，就不会出现血红色。

3．(2016·浙江4月选考，28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算。

某同学设计的实验装置示意图如下：
请回答：
(1)仪器a的名称是________。

(2)装置B中冰水的作用是________________________________________________。

(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是________(填字母)。

A．样品分解不完全
B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置
C．产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收
D．反应完全后停止加热，通入过量的空气
答案(1)干燥管(2)使水蒸气变成液态的水(3)AC
解析该实验的原理：通过称量反应前后C装置(吸收NaHCO3加热分解后的CO2)的增重，来计算样品中NaHCO3的质量，进而计算样品中Na2CO3的质量及其质量分数。

(1)仪器a的名称为干燥管。

(2)为减少实验误差，需要将装置B中NaHCO3分解产生的水蒸气变为液态水，仅使CO2被装置C中的碱石灰吸收。

(3)若样品分解不完全，则被C装置吸收的CO2量减少，即样品中的NaHCO3质量偏低，从而计算求得的样品中Na2CO3质量分数偏高，A正确；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，则使C装置的增重偏大，即样品中NaHCO3的质量偏大，从而Na2CO3的质量分数偏低，B错误；产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，使C 装置的增重偏低，即样品中NaHCO3的质量偏低，从而使Na2CO3的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中含有部分CO2，使C装置的增重偏高，即样品中NaHCO3的质量偏高，从而Na2CO3的质量分数偏低，D错误。

4．实验室为探究铁与浓硫酸(足量)的反应，并验证SO2的性质，设计如图所示装置进行实验，下列说法不正确的是()
A．装置B中酸性KMnO4溶液逐渐褪色，体现了二氧化硫的还原性
B．实验结束后可向装置A的溶液中滴加KSCN溶液以检验生成的Fe2＋
C．装置D中品红溶液褪色可以验证SO2的漂白性
D．实验时将导管a插入浓硫酸中，可防止装置B中的溶液倒吸
答案 B
解析铁丝与浓硫酸反应生成SO2，因为酸性高锰酸钾具有强氧化性，装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了SO2的还原性，故A说法正确；Fe2＋具有还原性，应用KMnO4酸性溶液检验，故B说法错误；品红溶液褪色，体现SO2的漂白性，故C说法正确；导管a的作用是使内外压强相同，防止装置B中的溶液倒吸，故D说法正确。

5．某同学设计用下图的装置制备少量的AlCl3(易水解)。

下列说法错误的是()
A．B装置中所装试剂为饱和的NaCl溶液，其作用是除去氯气中的HCl
B．装置C和F中的试剂均为浓硫酸，F的作用是防止水蒸气进人E中
C．用50 mL 12 mol·L－1的盐酸与足量的MnO2反应，所得氯气可以制取13.35 g AlCl3 D．实验过程中应先点燃A处的酒精灯，待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯答案 C
解析实验室是利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气，含有杂质气体氯化氢和水蒸气，氯化氢极易溶于水，而氯气在饱和食盐水中溶解度很小，因此B装置中所装试剂为饱和的NaCl溶液，其作用是除去氯气中的HCl，A正确；因为AlCl3易水解，所以铝和氯气反应必须在干燥的环境下进行，因此装置C和F中的试剂均为浓硫酸，F的作用是防止水蒸气进入E中，B正确；用50 mL 12 mol·L－1的盐酸与足量的MnO2反应，由于浓盐酸不断消耗，变为稀盐酸，与二氧化锰不反应，所以50 mL 12 mol·L－1的盐酸产生氯气的量小于0.15 mol，因此氯气与铝反应生成氯化铝的量少于0.1 mol，质量小于13.35 g，C错误；实验过程中应先点燃A处的酒精灯，反应产生氯气，利用氯气排净装置内的空气，待装置中充满黄绿色气体时再点燃D处的酒精灯，反应进行，D正确。

6．高温下焦炭、石英沙的混合物与氯气反应可生成SiCl4。

以下是实验室制备SiCl4的装置示意图(注：SiCl4遇水易水解)。

请回答：
(1)用MnO2和浓盐酸制取氯气，为了得到纯净干燥的氯气，可将制得的氯气依次通过盛有________、浓硫酸的洗气瓶。

(2)装置C的作用是__________________________________________。

(3)设计一个实验方案，用化学方法检验装置D中生成的SO2－4：___________________。

答案(1)饱和食盐水(2)避免水蒸气进入B，防止SiCl4水解(3)取少量D中溶液于试管中，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2，若有白色沉淀产生，说明含有SO2－4
解析(1)实验室用MnO2和浓盐酸制取氯气，制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气，饱和的食盐水可以吸收HCl气体，不会吸收氯气，因此为了得到纯净干燥的氯气，可将制得的氯气先通过饱和的食盐水、再通过浓硫酸。

(2)SiCl4遇水易水解，利用装置C吸收水蒸气，避免水蒸气进入B中，防止SiCl4水解。

(3)检验SO2－4的方法是先加过量的盐酸，再加BaCl2溶液，因此设计的实验方案为：取少量D中溶液于试管中，先加入足量稀盐酸，再加入BaCl2，若有白色沉淀产生，说明含有SO2－4。

7．某校合作学习小组的同学设计实验验证钠在二氧化碳中燃烧的产物。

回答下列问题：(1)甲组同学利用下列装置制取干燥纯净的二氧化碳。

仪器X的名称是__________，装置B 中盛装的试剂是______________。

(2)乙组同学利用甲组制得的CO2并选用下列装置(可重复使用)验证钠在二氧化碳中燃烧的产物中是否含有CO。

①F中盛装的试剂是____________________________________________________________。

②装置正确的连接顺序为C→______→_______→_______→E→_______→_______→H。

③证明燃烧的产物中含有CO的现象是______________________________________。

(3)丙组同学取乙组同学在G装置中所得的固体于试管中，加入足量稀盐酸，有气体产生且试管底部有黑色不溶物，则固体产物中一定有________________(填化学式)。

答案(1)长颈漏斗饱和NaHCO3溶液(2)①CuO②G E D F D③F中黑色粉末变为红色(或装置F之前的D中澄清石灰水不变浑浊，装置F之后的D中澄清石灰水变浑浊) (3)Na2CO3和C
解析(2)②实验步骤中应先将钠在二氧化碳中燃烧的产物通过E除去剩余二氧化碳，通过D 确认，再通过F使CO转化为CO2，通过D验证，所以装置正确的连接顺序为C→G→E→D→E→F→D→H。

(3)该气体为二氧化碳，黑色不溶物为单质炭，则固体产物中一定有Na2CO3和C。

8．硫酰氯(SO2Cl2)常作氯化剂或氯磺化剂，用于制作药品、染料、表面活性剂等。

其部分性质如下表：
回答下列问题：
Ⅰ.实验室合成硫酰氯要先制取干燥氯气。

制备干燥纯净的氯气所用仪器如下图：
(1)圆底烧瓶中发生的离子反应方程式为________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)上述仪器的连接顺序是：e接________，________接__________，__________接____________，__________接__________(按气流方向，用小写字母表示)。

Ⅱ.催化合成硫酰氯的实验装置如下图(夹持仪器已省略)：
(3)仪器B 冷却水的进口为________(填“a ”或“b ”)，活性炭的作用是____________。

(4)装置D 除干燥气体外，另一作用是_____________________________________。

若缺少D ，则硫酰氯会水解，该反应的化学方程式为_____________________________ ________________________________________________________________________。

(5)某同学建议将收集器A 放在冰水中冷却，你认为该同学的建议是否合理，为什么？ ________________________________________________________________________。

答案 (1) MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△
Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O (2) d c a b i h g (3)a 催化剂
(4)通过观察气泡控制气流速度(或比例) SO 2Cl 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl (5)合理，防止硫酰氯分解
解析 (2)制备干燥的氯气，烧瓶中制备的氯气含有HCl 和水蒸气，一般用饱和食盐水除去HCl ，因此e 接d ，用浓硫酸除去水蒸气，因此c 接a ，然后进行收集，因为氯气的密度大于空气，因此用向上排空气法收集，即b 接i ，氯气是有毒气体，必须进行尾气处理，因此h 接g 。

(4)因为硫酰氯易水解，因此装置D 作用是干燥气体，同时为了原料充分利用，需要控制气流速度或比例，即装置D 的另一个作用是观察气泡控制气流的速率或比例；根据信息，硫酰氯水解产生大量白雾，此白雾是HCl ，反应方程式为SO 2Cl 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl 。

(5)根据信息，硫酰氯易受热分解，因此收集器A 应放在冷水中冷却，目的是防止硫酰氯分解。