讲练测2020届高考化学一轮复习 模块五 化学实验 专题十四 基本实验方法 考点三 常见气体的制备 第2步

第1步 高考真题试水1(2020上海卷)草酸晶体(H2C2O42H2O)100 开始失水，101.5 熔化，150 左右分解产生H2O、CO和CO2。用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)()解析：加热固体时，为防止水蒸气液化后倒流，试管口一般向下，故选D。答案：D2(2020新课标卷)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。草酸晶体(H2C2O42H2O)无色，熔点为101，易溶于水，受热脱水、升华，170以上分解。回答下列问题：(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物。装置C中可观察到的现象是_，由此可知草酸晶体分解的产物中有_。装置B的主要作用是_。(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、_。装置H反应管中盛有的物质是_。能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是_ _。(3)设计实验证明：草酸的酸性比碳酸的强_ _。草酸为二元酸_ _。解析：(1)澄清石灰水是检验二氧化碳的，故装置C中可观察到的现象是有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊，从而可知草酸晶体分解的产物中有CO2；装置B是冰水，由于草酸易升华，产物含有水，故主要作用是冷凝分解产物中的水和草酸。(2)根据推测，草酸晶体分解的产物中含有CO(还有CO2)，验证时，需要在没有二氧化碳的情况下检验由CO生成的CO2，因此乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为A、B、F、D、G、H、D、I；装置H反应管中盛有氧化剂CuO。根据实验流程，证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是装置H中黑色粉末变红色，H后的D中的澄清石灰水变浑浊。(3)利用强酸制备弱酸原理判断草酸酸性大于碳酸。利用酸碱中和反应，根据反应物量的关系判断酸的元数。答案：(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊CO2冷凝(水蒸气、草酸等)，防止草酸进入装置C反应生成沉淀，干扰CO2的检验(2)F、D、G、H、D、ICuOH中黑色粉末变为红色，其后的D中澄清石灰水变浑浊(3)向盛有少量NaHCO3的试管里滴加草酸溶液，有气泡产生用NaOH标准溶液滴定草酸溶液，消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍3(2020广东卷)NH3及其盐都是重要的化工原料。(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为_。 A B C DE FGH(2)按图装置进行NH3性质实验。先打开旋塞1，B瓶中的现象是_，原因是_，稳定后，关闭旋塞1。再打开旋塞2，B瓶中的现象是_。(3)设计实验，探究某一种因素对溶液中NH4Cl水解程度的影响。限选试剂与仪器：固体NH4Cl、蒸馏水、100 mL容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、药匙、天平、pH计、温度计、恒温水浴槽(可调控温度)实验目的：探究_对溶液中NH4Cl水解程度的影响。设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量及需拟定的数据，数据用字母表示；表中“V(溶液)”表示所配制溶液的体积)。按实验序号1所拟数据进行实验，若读取的待测物理量的数值为Y，则NH4Cl水解反应的平衡转化率为_(只列出算式，忽略水自身电离的影响)。解析：(1)固固加热制气体，应选A为发生装置；NH3密度比空气小，可采用C收集气体；NH3极易溶于水，为防止倒吸，选用G进行尾气处理。(2)A瓶中压强比B瓶中压强大，打开旋塞1，HCl气体进入B瓶并与NH3反应生成NH4Cl，B瓶中产生白烟。反应后B瓶中压强减小，关闭旋塞1，打开旋塞2，烧杯中的石蕊水溶液倒吸入B瓶，因B瓶中HCl有剩余，得到的溶液显酸性，溶液变红色。(3)根据所给试剂和仪器可探究温度或浓度对NH4Cl水解程度的影响。(2)配制100 mL溶液时加入NH4Cl的质量不同，通过pH读数变化，可探究浓度对NH4Cl溶液水解的影响；取等浓度等体积的NH4Cl溶液，测不同温度下溶液的pH，来探究温度对NH4Cl溶液水解的影响。NH4Cl的水解平衡转化率为，其中c(H)10YmolL1，c(NH4Cl)molL1，代入可得NH4Cl的水解平衡转化率为。答案：(1)ACG(2)产生白色的烟A瓶中压强比B瓶中压强大，打开旋塞1，HCl进入B瓶并与NH3混合，发生反应HClNH3=NH4Cl，生成的NH4Cl为白色固体小颗粒烧杯中的石蕊水溶液倒吸进入到B瓶中，溶液显红色(3)温度(或浓度)温度的影响4(2020四川卷)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。【查阅资料】 (NH4)2SO4在260 和400 时分解产物不同。【实验探究】该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略) AB C D实验1：连接装置ABCD，检查气密性，按图示加入试剂(装置B盛0.500 0 mol/L盐酸70.00 mL)。通入N2排尽空气后，于260 加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2。品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.200 0 mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00 mL。经检验滴定后的溶液中无SO。(1)仪器X的名称是_。(2)滴定前，下列操作的正确顺序是_(填字母编号)。a盛装0.200 0 mol/LNaOH溶液b用0.200 0 mol/LNaOH溶液润洗c读数、记录d查漏、清洗 e排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是_ mol。实验2：连接装置ADB，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后，于400 加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO，无SO。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。(4)检验装置D内溶液中有SO，无SO的实验操作和现象是_。(5)装置B内溶液吸收的气体是_。(6) (NH4)2SO4在400 分解的化学方程式是_。解析：(1)根据仪器X的形状特点可知其为平底烧瓶。(2)使用滴定管前需要先检查是否漏液，并对其进行清洗；然后用标准液润洗，防止对加入的标准液造成稀释；润洗后加入标准液，并排出滴定管中的气泡，防止对量取的液体体积造成误差；最后读数、记录数值。故正确的顺序为dbaec。(3)装置B中的盐酸吸收NH3，设吸收的氨气为x mol，则有0.500 0 mol/L0.070 0Lx mol0.200 0 mol/L0.025 0 L，得x0.03。(4)取少量装置D中的溶液，可向其中加入足量稀盐酸，然后再滴加BaCl2溶液，只有刺激性气味的气体(SO2)产生，无沉淀(BaSO4)产生。(5)装置B中所盛盐酸可吸收碱性气体，故吸收的是NH3。(6)通过分析所给信息可知(NH4)2SO4受热分解过程中SO被还原，故NH被氧化，而产物中无氮氧化物，故氧化产物为N2，因此(NH4)2SO4分解的化学方程式为3(NH4)2SO4400 ,3SO2N24NH36H2O。答案：(1)平底烧瓶(2)dbaec(3)0.03(4)取少量装置D内溶液于试管中，滴加BaCl2溶液，生成白色沉淀；加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解，放出无色有刺激性气味气体(或其他合理答案)(5)NH3(或氨气)(6)3(NH4)2SO44NH3N23SO26H2O5(2020江苏卷)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下： (1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_ _。(2)加入H2O2氧化时，发生反应的化学方程式为_ _。(3)滤渣2的成分是_(填化学式)。(4)煅烧过程存在以下反应：2MgSO4C2MgO2SO2CO2MgSO4CMgOSO2COMgSO43CMgOS3CO利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。D中收集的气体是_(填化学式)。B中盛放的溶液可以是_(填字母)。aNaOH溶液 bNa2CO3溶液c稀硝酸 dKMnO4溶液解析：本题为工业流程图题，可结合给出的问题和流程图一块做答。从给出的反应中可看出产生的气体成分为S、SO2、CO2和CO，再结合装置图A、B、C、D可看出，A中将S蒸气变为S固体，D中应为收集CO，B、C两装置一个吸收SO2，一个吸收CO2，再据SO2和CO2的性质，可知B中应吸收SO2，C中吸收CO2。答案：(1)MgCO32H=Mg2CO2H2O(2)2FeSO4H2O2H2SO4=Fe2(SO4)32H2O(3)Fe(OH)3(4)COd6.(2020福建卷)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如右图所示)。(1)制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是_(填序号)。A往烧瓶中加入MnO2粉末B加热C往烧瓶中加入浓盐酸(2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度。探究小组同学提出下列实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应。称量生成的AgCl质量。乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验：判定甲方案不可行，理由是_ _。进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。a量取试样20.00 mL，用0.100 0 molL1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00 mL，该次滴定测得试样中盐酸浓度为_molL1；b平行滴定后获得实验结果。判断丙方案的实验结果_(填“偏大”“偏小”或“准确”)。已知：Ksp(CaCO3)2.8109，Ksp(MnCO3)2.31011进行丁方案实验：装置如图所示(夹持器具已略去)。(i)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将_转移到_中。(ii)反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积，气体体积逐次减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是_(排除仪器和实验操作的影响因素)。解析：(1)先装配好仪器，检查气密性，然后加药品，最后加热反应，一般先加固体药品，再加液体药品。(2)浓盐酸与MnO2反应后的溶液中，氯离子不仅来源于残余的HCl，生成的MnCl2中也含氯离子，所以