第2章 第二节 实验室中制取气体装置的设计 课时同步练（含解析）
实验室中制取气体装置的设计
1. 实验室用高锰酸钾粉末与浓盐酸反应制取少量氯气:2KMnO4+16HCl(浓)5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O。该反应对应的发生装置是 ( )
A B C D
2.实验室可利用漂白粉与浓盐酸反应制取氯气,反应原理为Ca(ClO)2+4HCl(浓)CaCl2+2Cl2↑+2H2O。该制备氯气实验中装置的选择合理的是( )
A.制取氯气 B.制取氯气 C.除去杂质 D.收集氯气
3.氢化钙(CaH2)是登山运动员常用的能源提供剂,极易与水反应放出氢气。某兴趣小组拟选用如图T3-1所示装置制备氢化钙,仪器连接顺序正确的是( )
图T3-1
A.i→e→f→d→c→g→h→a
B.i→c→d→e→f→g→h→b
C.i→d→c→e→f→g→h→a
D.i→f→e→c→d→g→h→b
4. 欲用如图T3-2所示装置制备干燥的氯气,下列相关说法中正确的是 ( )
图T3-2
A.烧瓶内装入的固体是MnO2
B.按气流方向,装置的连接顺序为a→e→d→c→b→g→f→c→b→h
C.装置乙既可干燥氯气,也可防止装置戊中的水蒸气进入集气瓶
D.可用干燥的淀粉碘化钾试纸检验氯气
5. 利用Co2O3和浓盐酸在如图T3-3所示的装置中反应可制取并收集氯气,反应生成CoCl2。下列说法中不正确的是 ( )
图T3-3
A.装置a中发生反应:Co2O3+6HCl(浓) 2CoCl2+Cl2↑+3H2O
B.在相同条件下,Co2O3的氧化性强于MnO2
C.装置b用于收集反应生成的Cl2
D.装置c中盛有NaOH溶液,用于吸收尾气Cl2
6.实验室利用如图T3-4所示装置制备氯气,图中涉及气体发生、除杂、干燥、收集、尾气处理装置,其中错误的是 ( )
图T3-4
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
7. 锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3Mn+2H2O2Mn+MnO2↓+4OH-。利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如图T3-5所示(夹持装置略)。下列说法错误的是 ( )
图T3-5
A.在强碱性环境下,氧化性:KMnO4
C.装置Ⅱ中盛放饱和氯化钠溶液,以提高KMnO4的产率
D.若缺少装置Ⅳ,则会造成空气污染甚至中毒
8. 钼(Mo)的重要用途之一是制造特种钢,用CO还原MoO3(白色粉末,加热时变黄)制备单质Mo的装置如图T3-6所示,下列说法正确的是 ( )
图T3-6
A.装置②中盛放饱和碳酸钠溶液,装置③中盛放浓硫酸
B.装置①中的稀盐酸可用稀硫酸代替,但石灰石不可用碳酸钠粉末代替
C.装置④的作用是CO还原MoO3制备CO2,装置⑤的作用是制备CO
D.装置⑥不能达到检验MoO3是否被CO还原的目的
9.化学兴趣小组同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(N2不与金属钠反应),可利用的装置如图T3-7所示。回答下列问题:
图T3-7
(1)装置Ⅳ中盛放的药品是 ,若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有碳酸钠,其反应的化学方程式为 。
(2)若规定气体的流动方向是从左到右,各仪器接口的标号字母顺序: 空气进入h, 接 , 接 , 接 ,d。
(3)装置Ⅱ的作用是 。
10. 某兴趣小组利用下列所示的仪器进行实验探究。
图T3-8
(1)欲用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是 (从A~F中选择),反应的化学方程式为 ;使用该实验装置制取氧气存在不足之处,应采取的改进措施是 。若要收集到干燥的氧气,利用的收集装置为 (从A~F中选择)。
(2)若用H2O2溶液和MnO2来制氧气,应选用的发生装置是 (从A~F中选择)。为了证明MnO2的催化作用,甲同学通过以下装置来进行实验探究:
图T3-9
图T3-9G中加入a mL H2O2溶液,然后塞入带火星木条的橡胶塞,如图H所示,观察到的现象是 。再通过漏斗加入b g MnO2,如图I所示,此时观察到的现象是 。充分反应后,将图I的混合液进行过滤,固体经洗涤、干燥、称量,仍为b g,甲同学认为MnO2是催化剂。
(3)乙同学认为甲同学的结论不严谨,请你帮乙同学说出理由: 。
实验室中制取气体装置的设计
1.C [解析] 实验室用高锰酸钾粉末与浓盐酸反应制取少量氯气:2KMnO4+16HCl(浓)5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O,该反应为固液不加热型,实验时往装有高锰酸钾的圆底烧瓶中加入浓盐酸,选项C符合题意。
2.A [解析] 常温下利用漂白粉与浓盐酸反应制取氯气,不用加热,A正确,B错误;除去Cl2中混有的杂质时,要从长导管通入洗气瓶中,C错误;Cl2易溶于水,不能用排水法收集Cl2,D错误。
3.A [解析] 利用锌粒与盐酸反应制取氢气,混有挥发出的HCl及水蒸气,先通过NaOH溶液除去HCl,再通过浓硫酸除去水蒸气;利用干燥的氢气与钙在加热条件下反应生成CaH2,为防止空气中的水蒸气进入硬质玻璃管,要在装置末端连接盛有无水氯化钙的干燥管。洗气时,混合气体从长导管通入洗气瓶,从短导管流出,或气体从干燥管的粗口通入,从细口流出,故仪器接口的连接顺序为i→e→f→d→c→g→h→a。
4.C [解析] MnO2与浓盐酸反应需要加热,装置甲没有加热仪器,A错误;收集Cl2的方法应为向上排空气法,装置的连接顺序为a→e→d→c→b→f→g→c→b→h,B错误;实验目的是制得干燥的氯气,装置乙是干燥装置,要用到两次,既要除去生成Cl2中的水蒸气,又要防止戊中的水蒸气进入丁,C正确;检验氯气需要湿润的淀粉碘化钾试纸,D错误。
5.C [解析] Co2O3和浓盐酸反应生成CoCl2和Cl2,结合守恒规律推知,发生反应Co2O3+6HCl(浓)2CoCl2 + Cl2↑+3H2O,A正确;Co2O3和浓盐酸在常温下反应制得氯气,而MnO2和浓盐酸需要在加热条件下制取氯气,故Co2O3的氧化性强于MnO2 ,B正确;氯气的密度比空气大,应用向上排空气法收集氯气,导管应长进短出,C错误;Cl2可用NaOH溶液吸收,D正确。
6.C [解析] ①发生装置正确,②除去HCl应用饱和食盐水,不能用NaOH溶液,③干燥装置中气体应从长管进短管出,④尾气处理要用NaOH溶液,不能用澄清石灰水,故答案选择C。
7.B [解析] 在强碱性环境下,Cl2将K2MnO4氧化为KMnO4,则在强碱性环境下,氧化性:KMnO4
9.(1)NaOH溶液 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(2)g f e a(或b) b(或a) c
(3)防止空气中的CO2和H2O(g)进入Ⅰ中
[解析] (1)利用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(N2不与金属钠反应),利用装置Ⅳ中盛放的试剂除去空气中的CO2,可盛放NaOH溶液,若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有碳酸钠,发生反应的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。(2)空气进入h,除去空气中的CO2,再通过浓硫酸除去水蒸气,在装置Ⅰ中Na与O2反应制备Na2O2,最后连接装置Ⅱ,防止空气中的CO2、H2O(g)进入装置Ⅰ,据此连接仪器接口。(3)装置Ⅱ的作用主要是防止空气中的CO2和H2O(g)进入装置Ⅰ中。
10.(1)B 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 在试管口放一团棉花 D
(2)A 带火星的木条没有复燃 带火星的木条复燃
(3)没有验证所得固体的化学性质是否发生变化
[解析] (1)欲用高锰酸钾制取氧气,属于加热固体制气体,应选择的发生装置是B,加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应原理为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;使用该实验装置制取氧气,为防止高锰酸钾粉末进入导管,应采取的措施是在试管口放一团棉花;若要收集到干燥的氧气,应该用向上排空气法收集,收集装置为D。(2)若用H2O2溶液和MnO2来制氧气,属于固液不加热制气体,应选用的发生装置是A。图G中加入a mL H2O2溶液,然后塞入带火星木条的橡胶塞,如图H所示,观察到的现象是带火星的木条没有复燃。再通过漏斗加入b g MnO2,如图I所示,此时观察到的现象是带火星的木条复燃;充分反应后,将图I的混合液进行过滤,固体经洗涤、干燥、称量,仍为b g,甲同学认为MnO2是催化剂。(3)催化剂是反应前后质量和化学性质都不变的物质,该同学没有验证所得固体的化学性质是否发生变化。
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