高中化学 利用化学反应制备物质 鲁科版必修2VIP

1 2 3 1 利用化学反应制备物质利用化学反应制备物质 典例导悟典例导悟 典例 1 某课外活动小组利用如图所示的装置制取氯气 提供的试剂有 浓盐酸 饱和 NaCl 溶液 NaOH 溶液 高锰酸钾固体 反应的化学方程式为 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 1 浓盐酸在此反应中显示出来的性质是 A 只有还原性 B 还原性和酸性 C 只有氧化性 D 氧化性和酸性 2 装置 C 中盛放的试剂是 3 尾气处理时需关闭弹簧夹 a 和弹簧夹 打开弹簧夹 处理尾气时发生反应 的离子方程式是 4 若用含 1 6 mol 氯化氢的浓盐酸与足量的高锰酸钾反应 在标准状况下收集到的氯气体积 A 11 2 L B 11 2 L C 11 2 L D 无法确定 规范解答 分析装置图知 M 中装浓盐酸 B 中装 KMnO4固体 A 是尾气吸收装置 C 应是收集装置 内装饱和 NaCl 溶液 浓盐酸与 KMnO4反应制 Cl2 由方程式可看出 HCl 在反应中部分被氧化成 Cl2 浓 盐酸体现还原性和酸性 因为 KMnO4跟浓盐酸反应才能制取氯气 当随反应进行 n HCl 不断减少 又不断生成 H2O c HCl 不断减小 即使 KMnO4足量 HCl 也不可能完全反应 所 以生成的 Cl2应少于 11 2 L 答案 1 B 2 饱和 NaCl 溶液 3 b c 2OH Cl2 Cl ClO H2O 4 C 变式训练 在实验室中制取纯净 干燥的氯气 常使生成的氯气通过两个洗气瓶 第一个洗气瓶中 盛有 A 浓硫酸 B 烧碱溶液 C 饱和食盐水 D 石灰水 2 解析 选 C 实验室一般用浓盐酸与 MnO2反应制取氯气 制得的氯气中含有 HCl 和水蒸气杂质 要得 到纯净 干燥的氯气 需先通过盛饱和食盐水的洗气瓶除 HCl 再通过盛浓 H2SO4的洗气瓶除水蒸气 来 典例 2 2009 全国卷 浓 H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是 2H2SO4 浓 C CO2 2H2O 2SO2 请从下图中选用所需的仪器 可重复选用 组成一套进行该反应并要检出反应产物的装置 现提供浓 H2SO4 木炭和酸性 KMnO4溶液 其他固 液试剂自选 连接和固定仪器所用的玻璃管 胶管 铁夹 铁架台及加热装置等均略去 将所选的仪器连接顺序由上至下依次填入下表 并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用 思路点拨 解答本题要注意以下两点 1 依据实验目的分析木炭与浓 H2SO4 的 反应产物并确定检验产物的方法 2 连接仪器时要根据仪器用途和气体 性质进行选择 并注意各种产物验证的 先后顺序及实验的严密性 自主解答 成套装置包括反应装置 检验装置和尾气处理装置 C 中加入浓硫酸和木炭作为反应物的 发生器 产物中必须先检验水 因为在检验其他物质时会在其他试剂中混入水 可选用装置 B 放入无水硫 酸铜 若变蓝则说明有水 接着检验 SO2气体 用装置 A 放入品红检验 若品红退色 则说明有 SO2气体 产生 再用装置 A 放入酸性 KMnO4溶液以除去 SO2 然后再用装置 A 放入品红 检验 SO2是否除尽 因为 CO2是用澄清石灰水来检验的 而 SO2也可以使澄清石灰水变浑浊 故先要除去 SO2 3 互动探究 1 题中提供的酸性 KMnO4溶液可以换成溴水吗 2 还可用什么装置来代替 B 装置实现实验目的 提示 1 可以 KMnO4溶液的作用是用来氧化 SO2以达到除去 SO2的目的 溴水同样可以氧化 SO2 2 干燥管 变式训练 设计学生实验要注意安全 无污染 现象明显 根据启普发生器原理 可用底部有小孔 的试管制简易的气体发生器 如图 若关闭 K 不能使反应停止 可将试管从烧杯中取出 会有部分气 体逸散 下列气体的制取宜使用该装置的是 A 用二氧化锰 粉末 与双氧水制氧气 B 用锌粒与稀硫酸制氢气 C 用硫化亚铁 块状 与盐酸制硫化氢 D 用碳酸钙 块状 与稀硫酸制二氧化碳 解析 选 B 解答本题应先根据启普发生器原理确定制取气体的试剂特征 再根据气体的性质一一进 行分析 作出正确判断 用启普发生器制取气体的试剂需用块状 或大颗粒状 由于 MnO2是粉末状 因此 不宜使用该装置制 取氧气 故 A 项错误 由于 H2S 气体有毒 为了安全 无污染 因此 不宜使用该装置制取 H2S 气体 故 C 项错误 由于碳酸钙与稀 H2SO4反应生成的 CaSO4会附着在碳酸钙表面而阻止反应进行 现象不明显 因 此 不宜使用该装置制取 CO2气体 故 D 项错误 B 项符合题意中的各种条件 故 B 项正确 4 学业达标训练学业达标训练 1 按下述实验方法制备气体 合理又实用的是 A 锌粒与稀 HNO3反应制备 H2 B 加热分解 NH4Cl 固体制 NH3 C 亚硫酸钠与浓 H2SO4反应制备 SO2 D 大理石与稀 H2SO4反应制备 CO2 解析 选 C 锌与稀 HNO3反应产生 NO 不产生 H2 NH4Cl 分解产生 NH3和 HCl 的混合气体 不易 分离 Na2SO3与浓 H2SO4反应生成 Na2SO4 H2O 和 SO2 大理石与稀 H2SO4反应生成微溶的 CaSO4 会覆盖在大理石表面 使反应难以进行 2 2009 广东高考 下列各组气体在常温下能共存且能用向上排空气法收集的是 A NO 和 O2 B HCl 和 NH3 C H2和 CO D SO2和 CO2 解析 选 D NO 和 O2能在常温下反应生成 NO2 不能共存 HCl 和 NH3常温下反应生成 NH4Cl 不 能共存 H2的密度比空气小 应用向下排空气法收集 CO 密度和空气接近 不能用排空气法收集 SO2和 CO2能共存且密度比空气大 能用向上排空气法收集 3 用向上排空气法收集 Cl2和 HCl 时 可以用以检验瓶中是否已经充满又可区别两气体的是 A 湿润的淀粉 KI 试纸 B 湿润的蓝色石蕊试纸 C 蘸有浓氨水的玻璃棒 D 湿润的红色石蕊试纸 解析 选 B A 项只能检验 Cl2是否充满 但无法检验 HCl 是否充满 故 A 错 B 项 Cl2可使湿润的蓝 色石蕊试纸先变红后退色 而 HCl 只能使其变红 因此 既可验满又可区别 故 B 对 C 项 Cl2和 HCl 气体 遇到浓氨水均产生白烟 因此 只能验满不能区别 故 C 错 D 项只能检验 Cl2是否充满 但无法检验 HCl 是否充满 故 D 错 4 实验室用 MnO2和浓盐酸来制取氯气 主要操作有 将烧瓶固定在铁架台上 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯确定铁圈的高度 固定铁圈 放上石棉网 用药匙向烧瓶中加入 MnO2 再向分液漏斗中加浓盐酸 并将导管放入集气瓶中 检查装置的气密性 在烧瓶上装好分液漏斗 连接好导管 最好的实验操作顺序是 A B 5 C D 解析 选 C 实验装置的安装顺序一般为 先下后上 从左到右 且制备气体时 加入药品前应检查装 置的气密性 否则就要错选 A B D 6 关于工业生产的下列叙述中 正确的是 A 将氢气和氯气混合后光照 使其反应生成氯化氢再用水吸收得盐酸 B 加热氯化铵和消石灰的混合物制取氨气 C 以石灰石 纯碱 石英为原料 在玻璃熔炉中制取普通玻璃 D 工业上采用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁 解析 选 C 氯气和氢气混合光照易爆炸 产生危险 工业上用 N2和 H2在高温高压 催化剂条件下制 取 NH3 工业上采用电解熔融氯化镁制取镁 解析 选 D 根据装置图没使用酒精灯加热 排除 B 选项 又知生成的气体用浓 H2SO4干燥 A 项制 NH3 不能用浓 H2SO4干燥 排除 C 项生成 H2 而图中收集气体用向上排空气法 排除 C 项 只有 D项 符合 8 氯气是一种重要的化工原料 在生产和生活中应用十分广泛 已知 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 所以在实验室可用高锰酸钾固体和浓盐酸 制氯气 6 1 请为该实验选择合适的发生装置 填 A 或 B 2 在 2KMnO4 16HCl 浓 2KCl 2MnCl2 5Cl2 8H2O 反应中 氧化剂是 3 当集气瓶中收集满氯气时 可以观察到气体呈 色 烧杯中所盛液体为 其作用是 4 工业上常用电解饱和食盐水制取氯气 试写出该反应的化学方程式 解析 1 由制取氯气的反应原理可以看出 该反应制取气体的类型为固体 液体 气体 反应不需加 热 故应选择 B 装置 2 分析反应中元素化合价变化情况可知 Mn 元素反应前后化合价变化情况为 7 2 化合价降低 为氧化剂 3 氯气的颜色为黄绿色 烧杯中所盛液体为 NaOH 溶液 其作用是吸收多余的氯气 4 电解饱和食盐水的化学方程式为 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 答案 1 B 2 KMnO4 3 黄绿 NaOH 溶液吸收多余的氯气 4 2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2 9 实验室提供下列药品 蒸馏水 用 HNO3酸化的 AgNO3溶液 熟石灰 淀粉 肥皂水 食醋 废干电池 锌筒内填有炭粉 MnO2 NH4Cl 淀粉等糊状物 NaCl 纯碱 某同学准备进行下列小实验 A 制 NaOH 溶液 B 制备 Cl2并验证其漂白性 C 制 CO2气体 1 由于缺少试剂而不能进行的实验是 不考虑电解 填代号 2 该同学为制备 NH3 先从废干电池中制备NH4Cl 为此 他设想将废电池中的混合物溶于少量的 水中 过滤除去不溶物 再蒸发灼烧滤液 以制得干燥的 NH4Cl 晶体 他的设想是否合理 答 理由是 3 另有同学设计了实验室制取 CO2的如图四种实验原理和装置 7 你认为其中不合理的是 理由是 4 由于实验 2 中 NH4Cl 的制备较困难 且难以满足量的要求 现重新提供足量的浓氨水 碱石 灰 请设计一个最简单的实验 以快速制得 NH3 你的设计方案是 解析 可用 两种药品发生反应 Ca OH 2 Na2CO3 CaCO3 2NaOH 制取 NaOH 用 两种药品发生反应 2CH3COOH Na2CO3 2CH3COONa H2O CO2 制 CO2气体 因缺少浓盐酸 无法制取 Cl2 根据 NH4Cl 受热易分解的性质 知不可能通过蒸发灼烧的方法制得 NH4Cl 晶体 Na2CO3粉末与 H2SO4反应 速率太快 易堵塞导气管 将浓氨水滴加到碱石灰固体上即可快速制得大量 NH3 答案 1 B 2 不合理 因为 NH4Cl 受热分解 故蒸发灼烧不可能得到 NH4Cl 晶体 同时 蒸发灼烧会使溶于水 中的淀粉呈糊状物 3 C 反应速率太快 CO2气流会将 Na2CO3粉末冲出 堵塞导管 4 将盛在分液漏斗中的浓氨水滴加到盛装碱石灰的圆底烧瓶中即可制得氨气 素能综合检测素能综合检测 一 选择题 本题包括 5 小题 每小题 4 分 共 20 分 1 实验室制备下列气体 利用的化学反应不属于无机反应基本类型的是 A H2 B O2 C CO2 D Cl2 解析 选 D A 项 实验室一般用 Zn 粒与稀 H2SO4反应制 H2 属置换反应 B 项 用 H2O2分解制 O2 属分解反应 C 项 制 CO2一般用 CaCO3与稀盐酸反应 属复分解反应 D 项 用 MnO2与浓盐酸反应 不属于四种基本反应类型 2 化学实验中的很多气体是用盐酸来制取的 这就导致了这些制取的气体中往往含有 HCl 杂质 要除 去 HCl 杂质而得到纯净的目标气体 可用如图所示装置 如果广口瓶中盛装的是饱和 NaHCO3溶液 则可 以用于下列哪种气体的除杂装置 8 A H2 B Cl2 C H2S D CO2 解析 选 D 杂质 HCl 气体被饱和 NaHCO3溶液吸收后 会反应生成CO2气体 对 H2 Cl2和 H2S 而 言又引入了新的杂质气体 且 H2S Cl2会与 NaHCO3溶液发生反应 故不能用饱和 NaHCO3溶液除杂 而 CO2一方面在 NaHCO3溶液中的溶解度较小 另一方面 HCl 气体与 NaHCO3溶液又反应生成了 CO2 气体 故可用此溶液除杂 3 多选 下列装置或操作能达到实验目的的是 解析 选 B C A 中收集氨气装置无棉花 棉花的目的是防止气体对流 在极短的时间内收集满氨气 B 中 若 NH3与水直接接触 易发生倒吸 将 NH3通入 CCl4中 由于 NH3不溶于 CCl4 可防止倒吸 故 B 正确 C 是实验中常见检查气密性的装置 C 对 收集比空气重的气体应该是长进短出 故 D 错 4 以下各种气体吸收装置 能用于吸收易溶性气体 并且能够防止倒吸的装置的是 A B C D 解析 选 D 中应进气管伸入集气瓶的部分短些 中的倒扣的漏斗下沿应刚刚接触液面 5 在实验 室利用浓盐酸和 MnO2制氯气 制备装置中应安装分液漏斗而不能使用长颈漏斗 有关理由叙述错误的是 A 防止氯气扩散到空气中造成污染 B 便于控制加入盐酸的量 C 长颈漏斗不便于添加液体 D 尽量避免 HCl 挥发到空气中 解析 选 C 制取 Cl2时需要浓盐酸 为防止 HCl 挥发到空气中污染环境 同时又为了便于控制盐酸的 量和反应速率而使用分液漏斗 9 回答下列问题 1 在设计实验方案时 除装置 A E 外 还应选择的装置 填字母代号 及其目的分别是 2 连接并检查实验装置的气密性 实验开始时 打开自来水的开关 将空气从 5 升的储气瓶压入 反应装置 则气流流经导管的顺序是 填字母代号 3 通气后 如果同时点燃 A F 装置的酒精灯 对实验结果有何影响 原因是 4 请设计一个实验 验证产物是氮化镁 解析 本实验的目的是 在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁 Mg3N2 而在实验中 氧 气 二氧化碳和水都能与镁反应 所以在把氮气通入 A 之前要除去空气中的氧气 二氧化碳和水蒸气 除去 氧气要用装置 F 除去二氧化碳要用装置 D 除去水蒸气要用装置 B 并且除去的由前到后的顺序为 二氧 化碳 水蒸气 从装置 D 中会带出水蒸气 氧气 答案 1 B D F 选择 B 目的 除去空气中的水蒸气 选择 D 目的 除去空气中的 CO2 选择 F 目的 除去空气中的 O2 2 h g d c k 或 l l 或 k a 或 b b 或 a 10 3 制得的氮化镁将不纯 A 装置没有排完空气前就加热会让空气中的氧气 CO2 水蒸气等与镁反应 4 将所取少量产物置于试管中 加入适量水 将润湿的红色石蕊试纸置于试管口 如果能够看到润湿 的红色石蕊试纸变蓝 则说明产物是氮化镁 实验 探究 7 16 分 某学校实验小组欲在实验室中制取 H2 并根据 H2还原 CuO 的实验来探究 水的质量组成 实验室中提供的试剂及仪器如下 请回答 1 如果制得 H2 从左向右流向时 上述仪