2019高考化学一轮复习主题28实验方案的设计与评价2含解析.docx

实验方案的设计与评价（2）李仕才考点一常见气体的实验室制法一、气体的发生、净化、收集和尾气处理装置的分析1.利用“启普发生器”原理的制气装置的创新(1)装置的优点:能做到随开随用,随关随停。(2)使用范围:块状固体与液体反应生成气体,反应不需要加热,且生成的气体难溶于水。这些装置能制取的气体有H2(Zn稀H2SO4)、CO2(CaCO3稀盐酸)、H2S(FeS稀H2SO4)等。2.“固(液)+液气体”装置的创新图甲的改进优点是能控制反应液的温度。图乙的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等,便于液体流下。3.“块状固体+液体气体”装置的创新大试管中的小试管中盛有液体反应物,起液封的作用,防止气体从长颈漏斗中逸出,这样设计可节约试剂4.排液集气装置的创新从a管进气,b管出水可收集难溶于水的气体,如H2、O2等。若将广口瓶中的液体更换,还可以收集以下气体。(1)饱和食盐水收集Cl2。(2)饱和NaHCO3溶液收集CO2。(3)饱和NaHS溶液收集H2S。(4)四氯化碳收集HCl或NH3。二、与气体发生、净化、收集和尾气处理有关的仪器连接1.气体的发生“套装”和收集“套装”气体反应原理发生装置收集装置O2a.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;b.2KClO32KCl+3O2;c.2H2O22H2O+O2A或BD或EH2Zn+H2SO4ZnSO4+H2BD或FCO2CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2OBD或ECl2MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2OCD或ENH3Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3+2H2OAF【特别提醒】(1)选择气体的发生装置时,应考虑反应物的状态及反应条件,有些气体可用不同的反应原理来制备,要注意选择不同的发生装置。如用KMnO4与浓盐酸反应制取Cl2可选择B装置。(2)气体的收集方法要根据气体的化学性质和物理性质(溶解性、密度)进行分析选择,对易溶于水的气体除用排空气法收集外,还可用排其他液体法,如Cl2可用排饱和食盐水法收集。(3)制取氨气还可以用加热浓氨水或浓氨水与生石灰混合的方法。2.气体的净化“套装”与干燥“套装”液态干燥剂固态干燥剂固体,加热装置常见干燥剂浓硫酸(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除杂试剂(Cu、CuO、Mg)可干燥的气体H2、O2、Cl2、SO2、CO2、CO、CH4、N2H2、O2、Cl2、SO2、CO、CO2、CH4H2、O2、N2、CH4、NH3可除去O2、H2、CO、N2不可干燥的气体NH3、HBr、HI、H2S等NH3Cl2、SO2、CO2、NO2、HCl等3.防堵塞“套装”分类装置简图原理及使用方法液封式若装置通畅,导气管内外的液面相平;若装置不通畅、堵塞,则装置中的压强会增大,压迫液体沿导气管上升恒压式使分液漏斗内的压强与烧瓶内的压强相同,保证漏斗中液体顺利流下防阻式将棉花置于导管口,防止固体粉末或糊状物进入导管4.尾气的处理“套装”通常有毒和有污染的尾气必须适当处理。常用仪器有:(1)吸收溶解度较小的尾气(如Cl2、SO2等)用图A装置。(2)吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B或图C装置。(3)CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法除去,如图D或图E装置。1.下列有关实验装置的说法中正确的是(填序号)。(1)用图1装置可制取并收集干燥纯净的NH3。(2)用图2装置可制备SO2。(3)用图3装置可制备NO。(4)用图4装置可进行H2、NH3、CO2、Cl2、HCl、NO2等气体的收集,但不能用于NO的收集。(5)当X选用苯时,用图5装置可进行NH3和HCl的吸收,并防止倒吸。(6)图6装置可用于SO2的干燥、收集并吸收多余SO2,防止SO2逸出污染空气,并防止倒吸。(7)用图7装置进行H2、O2、Cl2、SO2、NH3、CO2等气体的干燥。(8)用图8装置进行Cl2、NO、SO2、N2的收集。【解析】(1)NH3应用向下排空气法收集。(3)NO不能用排空气法收集。(5)不能防止倒吸,因为苯比水的密度小,在上层。(6)SO2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(7)Cl2、SO2、CO2为酸性气体,不能用碱石灰干燥。(8)Cl2、SO2可溶于水,不能用排水法收集。【答案】(2)(4)2.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)用图装置可制取氨气。()(2)用图装置可除去氯气中的HCl气体。()(3)实验室用图装置制取Cl2。()(4)用图装置可除去尾气中的SO2气体。()(5)用图装置可制取少量纯净的CO2气体。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)3.下列实验装置正确的是()。【解析】A项,MnO2与浓盐酸反应需加热且收集Cl2时应从长管进气;B项,Na2O2为粉末状,会从塑料板的小孔漏下来;D项,排水法收集O2时,导管不能伸入集气瓶太长。【答案】C4.为了净化和收集由盐酸和大理石反应制得的CO2气体,从图中选择合适的装置并连接。其中连接顺序合理的是()。A.aaddeB.ccddgC.bbddgD.ddccf【解析】CO2气体中含HCl气体,可用饱和NaHCO3溶液除去。【答案】B5.ClO2与Cl2的氧化性相近,在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛。某兴趣小组通过图1装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。(1)仪器D的名称是。安装F中导管时,应选用图2中的。(2)打开B的活塞,A中发生反应2NaClO3+4HCl2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O,为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收,滴加稀盐酸的速度宜(填“快”或“慢”)。(3)关闭B的活塞,ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2,此时F中溶液的颜色不变,则装置C的作用是。(4)已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2。在释放ClO2实验中,打开E的活塞,D中发生反应,则装置F的作用是。【解析】(1)安装F中导管时,应遵循“长进短出”的原则,所以应选择装置b。(2)为使ClO2被充分吸收,必须控制ClO2的生成速率,因此滴加盐酸的速率宜慢不宜快。(3)F溶液中的颜色不变说明没有氯气通入,即氯气被装置C所吸收。(4)因为ClO2的性质与Cl2相似,所以能使淀粉碘化钾溶液变蓝,利用此性质可以验证是否有ClO2生成。【答案】(1)锥形瓶b(2)慢(3)吸收Cl2(4)验证是否有ClO2生成气体除杂的原则和注意事项1.气体除杂的原则(1)不引入新的杂质。如除去甲烷中的乙烯用溴水而不能用酸性高锰酸钾溶液。(2)不减少被净化气体的量,尽可能增加被净化气体的量。如除去二氧化碳中的二氧化硫气体,选用饱和碳酸氢钠溶液,既能除去二氧化硫,又能增加二氧化碳的量。2.气体除杂的注意事项(1)需净化的气体中含有多种杂质时,除杂顺序:一般先除去酸性气体,如氯化氢气体、CO2、SO2等,水蒸气要在最后除去