2016-2017学年高中化学第2章化学键化学反应与能量第3节化学反应的利用第1课时利用化学反应制备物质学业分层测评鲁科版必修2

利用化学反应制备物质 (建议用时：45分钟)学业达标1关于实验室制Cl2，下列说法正确的是()A可用KMnO4和浓盐酸反应制取B用碱石灰干燥Cl2C用排水法收集Cl2D用饱和石灰水吸收尾气【解析】KMnO4、MnO2都是氧化剂，都能与浓盐酸反应制取Cl2，A正确。Cl2是酸性气体，能溶于水，不能用碱石灰干燥，也不能用排水法收集，B、C错误。Ca(OH)2微溶于水，饱和石灰水中溶有的Ca(OH)2太少，吸收尾气不彻底，D错误。【答案】A2下列物质可用来干燥Cl2的是()碱石灰浓硫酸无水CaCl2P2O5A BC D【解析】碱石灰属于碱性干燥剂，可以用来干燥碱性气体和中性气体，但不能用于干燥酸性气体；浓H2SO4和P2O5属于酸性干燥剂，可以用来干燥酸性气体和中性气体(除H2S、HBr、HI外)；无水CaCl2属于中性干燥剂，可以用于干燥所有气体(除NH3外)。【答案】C3二氧化锰与浓盐酸作用制氯气的反应中，作为还原剂的HCl和参加反应的HCl物质的量之比是()A11 B21C12 D任意比【解析】反应：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O中，4 mol HCl参加反应，只有2 mol作还原剂被氧化为氯气。【答案】C4下列关于实验室制取气体所用试剂的组合不合理的是()A制Cl2：MnO2、盐酸(浓)B制H2：硫酸(稀)、ZnC制O2：MnO2、H2O2D制CO2：硫酸(稀)、CaCO3【解析】碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙的表面使反应难以继续进行，因此，实验室应该选用稀盐酸与碳酸钙反应制取二氧化碳。【答案】D5用下列两种方法制取氯气：用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，则所得氯气()A比多 B比多C一样多 D无法比较【解析】根据4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2，用87 g二氧化锰与足量的浓盐酸反应，所得氯气为1 mol，而用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应，会因随反应的进行浓盐酸逐渐变稀而使反应逐渐停止，最后有一定量的氯化氢剩余，所得氯气的物质的量小于1 mol。【答案】A6实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO2气体，下列装置中合理的是()【解析】实验室制取CO2的特点是固体和液体反应且不需要加热，由于盐酸易挥发，因此在收集之前需要除去挥发出的HCl气体，因为CO2的密度大于空气的，所以采用向上排空气法收集CO2气体。若采用长颈漏斗时，长颈漏斗的下端必须插入到溶液中，以防止CO2气体从长颈漏斗中挥发出来，因此选项D正确。【答案】D7下列装置或操作能达到实验目的的是()【解析】A中，由于氨气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集是正确的，但集气瓶瓶口不能密封(塞橡皮塞)，可塞一团疏松的棉花，目的是防止气体对流，以收集到较纯的氨气；B中，洗气时气体应长进短出；C中，通过观察长颈漏斗中液面是否下降，可以检查装置的气密性；D中，收集密度比空气重的二氧化碳气体用向上排空气法，应该为长管进气，短管排出空气。【答案】C8(2016聊城高一质检)下列制备气体的实验设计中错误的是()选项ABCD药品NH4Cl与Ca(OH)2石灰石和稀盐酸稀硝酸和铜片KMnO4与浓盐酸装置【解析】A装置是制取NH3，用碱石灰干燥，正确；B是简易启普发生器制取CO2，正确；C是制取NO，由于NO极易被空气中的氧气氧化为NO2，所以只能用排水法收集，错误；D中KMnO4氧化性很强，与浓盐酸反应不需要加热，正确。【答案】C9(2016郑州高一质检)拟用下图所示装置制取下表中的四种气体(图中夹持仪器均已略去，a、b、c表示相应仪器中加入的试剂)，不能达到实验目的的是()选项气体abcAO2H2O2MnO2浓硫酸BCO2稀盐酸碳酸钙饱和NaHCO3溶液CNO稀HNO3铜屑H2ODSO2浓硫酸Na2SO3浓硫酸【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气，经浓硫酸干燥后收集，A正确；稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，后用饱和碳酸氢钠溶液除杂，B正确；铜和稀硝酸反应生成NO，应该用排水法收集，导管应该短进长出，C错误；浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫，再用浓硫酸干燥可得纯净的二氧化硫，D正确。【答案】C10拟用如图装置制取表中的三种干燥、纯净的气体(图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂)。气体abcdCl2浓盐酸MnO2NaOH溶液浓硫酸NH3饱和NH4Cl溶液消石灰H2O固体NaOHNO稀硝酸铜屑H2OP2O5(1)上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是_。(2)指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由(可以不填满)。气体_，理由是_。气体_，理由是_。气体_，理由是_。【解析】制Cl2时反应生成的Cl2能与NaOH溶液反应，无法得到氯气；制NH3时反应生成的NH3能与H2O反应，无法得到NH3。【答案】(1)NO(2)Cl2反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了NH3反应生成的NH3被c中的H2O吸收了11在实验室中用MnO2和浓盐酸反应制备纯净干燥的氯气。 【导学号：96680038】(1)写出反应的化学方程式：_。(2)下图所示是一个学生设计的实验装置图。这个装置图有哪些错误？请分别指出：_；_；_；_；_。(有几处填几处)(3)在改正的装置中，洗气瓶中的饱和食盐水的作用：_；洗气瓶中浓H2SO4的作用：_；烧杯中的NaOH溶液的作用：_。【解析】本题属识图题，要求学生根据实验目的，对全套实验装置的错误之处作出判断，学生必须对实验室制取氯气的反应原理和实验装置非常熟悉。首先应根据试题要求制得干燥、纯净的氯气。用MnO2和浓盐酸共热制得的氯气中，有挥发出来的HCl气体和水蒸气，这是两种要除掉的杂质。用饱和食盐水是为了除去HCl气体，这个装置必须在前，用浓硫酸洗气是为了除掉水蒸气，它应该在后，图中两个洗气瓶的进出气导管都装反了。【答案】(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)烧瓶下面缺石棉网铁圈下面缺酒精灯盛浓硫酸的洗气瓶和盛饱和食盐水的洗气瓶位置颠倒了两个洗气瓶中的气体入口导管应插入液面下，而出口导管应靠近瓶塞(3)吸收挥发的氯化氢气体吸收水蒸气吸收多余的氯气12实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示： 【导学号：96680039】(1)实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是_；检查C装置气密性的操作方法是_。(2)气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列气体的性质与收集方法无关的是_(填序号，下同)。密度颜色溶解性热稳定性是否与氧气反应下图是某学生设计的收集气体的几种装置，其中不可行的是_。(3)若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的_。CO2NOCl2H2其中在D装置中连接小烧杯的目的是_。【解析】(1)采用B装置制取氨气时应选用消石灰和氯化铵固体；C装置适用于固体与液体不需要加热的反应，故应选用浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)。检查C装置气密性的操作是将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，且短时间内不下降，则说明C装置气密性良好。(2)选择气体收集方法，无需考虑气体的颜色和热稳定性，根据密度和是否与氧气反应选择能否采用向上或向下排空气法，根据溶解性判断能否选择排水或排其他液体的方法。收集气体时不能采取bc装置，前者密闭不能排出空气，后者伸入试管内的导管过长。(3)制取CO2时不需加热，也不必处理尾气；NO常温下与氧气反应，不能用排空气法收集；制取H2时不需加热，应采用向下排空气法，尾气处理时一般用点燃的方法，故X可能是氯气。D装置中的小烧杯是用来吸收尾气的，防止污染空气。【答案】(1)浓氨水和氧化钙(或碱石灰、固体氢氧化钠等)将导管通入水槽中，用手捂或酒精灯微热圆底烧瓶底部，如果导管口处有气泡产生，松开手或停止加热后，在导管里形成一段水柱，且短时间内不下降，说明C装置气密性良好(2)bc(3)吸收尾气，防止污染空气能力提升13(2016太原高一质检)下图所示是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是()A铜屑和浓硝酸 B二氧化锰和浓盐酸C氯酸钾和MnO2 D碳酸钙和稀盐酸【解析】铜屑与浓硝酸反应制取NO2没有尾气吸收装置；用MnO2跟浓盐酸反应制取氯气需加热，氯酸钾和MnO2反应制取氧气需加热，均不符合题意。用碳酸钙与稀盐酸反应制CO2的反应不需加热，CO2跟浓硫酸不反应且密度大于空气，可用这套装置。【答案】D14(2013安徽高考)实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如下图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液【解析】该装置为固液反应不加热制取气体，向上排空气法收集气体，以及采用防倒吸的方法进行尾气处理。A项氨气不能使用向上排空气法，错误；B正确；C项铜与稀硝酸反应生成NO，在c中无法收集到纯净的NO2且不能用水吸收尾气，错误；D项制取氯气需要加热，错误。【答案】B15(2013海南高考)下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是()AabcdefghBaedcbhigCadecbhigDacbdehif【解析】根据实验目的和所给仪器药品应首先制得氯气，然后再将氯气与铁粉反应，制取FeCl3，最后用NaOH溶液吸收多余的氯气防止污染环境。由于制得的氯气中含有HCl、H2O等杂质，所以与铁反应之前应先用饱和NaCl溶液吸收挥发出的HCl，然后用浓硫酸干燥。连接仪器时应注意长管进气，短管出气。【答案】B16某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。 【导学号：96680040】请回答下列问题：(1)装置A中的烧瓶内固体不可以选用_(填序号)。A生石灰B碱石灰C五氧化二磷D烧碱(2)B装置的作用是_；E装置的作用是_。(3)通入C装置的左右两根导管左边较长、右边较短，目的是_。(4)装置F中发生反应的化学方程式是_。(5)装置C内出现浓的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：_。(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？_。【解析】(1)装置A制取氨气，可用浓氨水与碱石灰(或烧碱或生石灰等)，但不能用五氧化二磷，因其与水反应后生成磷酸，能与氨水反应。(2)B装置中盛放的碱石灰用来干燥氨气；E装置中盛放的饱和食盐水用来除去氯气中混有的氯化氢气体。(3)由于氨气的密度小，氯气的密度大，密度小的氨气从长管进入向上扩散，密度大的氯气从短管进入向下扩散，这样能较快地充分混合。(6)黄绿色的气体是氯气，依据氯气的性质，可用烧碱溶液吸收。【答案】(1)C(2)干燥氨气除去氯气中的氯化氢(3)使密度较大的Cl2和密度较小的NH3较快地混合均匀(4)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(5)3Cl28NH3=N26NH4Cl(6)在G处连接导管，直接把尾气通入盛有烧碱溶液的烧杯中(答案合理即可)8