1、专题检测十三气体的制备及实验方案的设计与评价一、选择题(每小题6分，共60分)1(2015青岛模拟)下列实验装置正确且能达到目的的是()A装置可用于已知浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓度盐酸的实验B装置可用于氯化铵固体和氢氧化钙固体反应制取少量氨气C装置可用于收集SO2，并吸收多余的SO2D装置可用于制取少量Cl2解析：A选项氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中，错误；C选项，收集SO2应该用向上排空气法(长进短出)，且不能用水处理尾气，错误；D选项，应该用浓盐酸，错误。答案：B2(2015天津联考)某课外实验小组设计的下列实验合理的是()解析：A选项，铜与浓硫酸反应需要加热，错误；C选项，二氧化氮气体
2、溶于水，不能用排水法收集，错误；D选项，Na2O2溶于水，错误。答案：B3下列实验操作正确且能达到实验目的的是()实验目的操作比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱用金属钠分别与水和乙醇反应证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键滴入酸性KMnO4溶液，看紫红色是否褪去除去苯中混有的苯酚向混合液中加入浓溴水，充分反应后，过滤证明SO2具有漂白性将SO2通入酸性KMnO4溶液中比较铜和镁的金属活动性强弱用石墨作电极电解Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液比较碳和硅的非金属性强弱测同温同浓度Na2CO3和Na2SiO3水溶液的pHA. BC D解析：中醛基和碳碳双键都能使酸性KMnO4溶液褪色；浓溴水
3、中的Br2易溶于苯，Br2与苯酚反应生成的三溴苯酚也可以溶于苯，所以无法达到实验目的；中只能证明SO2的还原性。答案：A4采用下列装置和操作，不能达到实验目的的是()苯酚的酸性强弱解析：苯与液溴在铁粉作催化剂的条件下可制取溴苯，产生的HBr进入四氯化碳中，分层，A正确；电石为粉末状，不能放在多孔塑料板上，B错误；如果漏气，关闭止水夹后，烧瓶中的压强减小，长颈漏斗中的液面会下降，如果液面不下降，说明装置气密性良好，C正确；强酸与弱酸盐反应可制取弱酸，D正确。答案：B5下列实验操作能够达到实验目的的是()A实验室采用图所示装置收集SO2B可用图所示装置比较KMnO4、Cl2、S的氧化性强弱C实验室
4、制取的溴乙烷中常含有少量Br2，加入适量的苯，振荡、静置后分液，可除去溴乙烷中的Br2D称取0.40 g NaOH固体，置于100 mL容量瓶中，加水至刻度线，可配制0.10 mol/L NaOH溶液解析：SO2的密度比空气大，故收集时应“长进短出”，A选项错误；可以根据氧化还原反应中氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性进行判断，B选项正确；溴乙烷和Br2都溶于苯，不分层，无法分液，应该加入NaOH溶液，反应后静置分液，C选项错误；NaOH固体应在烧杯中溶解，冷却至室温后转入容量瓶中，D选项错误。答案：B6以下实验不能达到预期实验目的的是()选项实验内容实验目的A将2.5 g CuSO45H2O
5、溶解在97.5 g水中配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液B将Cl2通入NaBr溶液中，然后加入CCl4，振荡，静置比较Cl2与Br2的氧化性强弱C取少量待检固体溶于水中，滴加少量Ba(OH)2溶液，观察是否有白色沉淀生成检验NaHCO3固体中是否含有Na2CO3D下层液体从分液漏斗下端管口放出，关闭活塞，换一个接收容器，上层液体从分液漏斗上口倒出取出分液漏斗中的上层液体解析：2.5 g CuSO45H2O中CuSO4的质量为2.5 g1.6 g，溶液的质量为2.5 g97.5 g100 g，则可配制成质量分数为1.6%的CuSO4溶液，故A正确；将Cl2通入NaBr溶液中可生成Br2，说明
6、Cl2的氧化性强于Br2，故B正确；Na2CO3能与Ba(OH)2溶液发生反应生成BaCO3沉淀，NaHCO3也能与Ba(OH)2溶液发生反应生成BaCO3沉淀，故不能用Ba(OH)2溶液检验NaHCO3固体中是否含有Na2CO3，可以用BaCl2溶液检验，故C错误；分层后，下层液体从分液漏斗下口流出，关闭活塞，上层液体从分液漏斗上口倒出，故D正确。答案：C7下列图示实验合理的是()A图1证明元素的非金属性强弱：SCSiB图2制备少量氧气C图3配制一定物质的量浓度的H2SO4溶液D图4制备并收集少量NO2解析：元素非金属性强弱的比较，可以根据元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断，图1根据
7、强酸制弱酸的原理可以判断硫酸、碳酸、硅酸的酸性强弱，从而达到实验目的；图2为简易的启普发生器，但Na2O2为粉末状固体，不适合使用此装置；图3中，溶液稀释应在烧杯中进行，待冷却后再转入容量瓶内，不能将浓硫酸直接倒入容量瓶内；图4中NO2的制备方法正确，但NO2能与水反应，不能用排水法收集。答案：A8利用如图所示装置进行下列实验，能得出相应实验结论的是()选项实验结论A稀硫酸Na2SAgNO3与AgCl的浊液Ksp(AgCl)Ksp(Ag2S)B浓硫酸蔗糖溴水浓硫酸具有脱水性、氧化性C稀盐酸Na2SO3Ba(NO3)2溶液SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀D浓硝酸Na2CO3Na2SiO3溶液酸
8、性：硝酸碳酸硅酸解析：A项，加入中产生H2S，通入中虽然白色沉淀变成黑色沉淀，但中含AgNO3，不能确定Ksp(AgCl)与Ksp(Ag2S)的大小关系，错误；B项，中蔗糖变黑，且中溴水褪色，说明浓硫酸具有脱水性和氧化性，正确；C项，中产生白色沉淀，是SO2在酸性条件下被NO氧化成SO的缘故，结论错误；D项，浓硝酸具有挥发性，可能进入中与Na2SiO3反应产生沉淀，即结论不准确，错误。答案：B9下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是()选项实验操作实验现象结论A向FeCl2溶液中通入适量Cl2溶液由浅绿色变为黄色Cl2的氧化性比FeCl3的强B淀粉溶液在硫酸存在下水解一段时间后直接与银氨溶
9、液混合共热无银镜出现淀粉没有水解C向澄清石灰水中通入某种气体澄清石灰水变浑浊该气体一定是CO2D向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸试管口观察到红棕色气体HNO3分解生成了NO2解析：2FeCl2Cl2=2FeCl3，氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，A项正确；银镜反应在碱性条件下发生，而淀粉水解是在酸性条件下进行的，因此直接加入银氨溶液不会出现银镜。要想检验淀粉是否水解，在加入银氨溶液之前需要加入NaOH溶液中和硫酸，B项错误；SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊，C项错误；H、NO和Fe2发生氧化还原反应，生成NO，NO在试管口与O2反应生成红棕色的NO2，D项错
10、误。答案：A10下列实验操作与预期目的或所得结论一致的是()选项实验操作实验目的或结论A向某钠盐溶液中加入盐酸酸化的硝酸钡溶液，有白色沉淀生成说明该钠盐是硫酸钠或硫酸氢钠B向混有乙酸和乙醇的乙酸乙酯混合物中，加入饱和Na2CO3溶液洗涤、分液得到较纯净的乙酸乙酯C向裂化汽油中加入酸性高锰酸钾溶液，振荡，紫色褪去说明汽油中含有甲苯等苯的同系物D向含有少量FeBr2的FeCl2溶液中，加入适量氯水，再加CCl4萃取分液除去FeCl2溶液中的FeBr2解析：酸性条件下，NO具有强氧化性，若钠盐是亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，也可出现题述现象，A项错误；乙醇可以溶解在饱和Na2CO3溶液中，乙酸可以和饱和Na
11、2CO3溶液反应，乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度较小，因此可以得到较纯净的乙酸乙酯，B项正确；裂化汽油中含有不饱和烃，酸性高锰酸钾溶液会因氧化不饱和烃而褪色，C项错误；Fe2的还原性大于Br，因此加入氯水后，Fe2先被氧化为Fe3，不符合除杂的要求，D项错误。答案：B二、非选择题(包括3小题，共40分)11(14分)制备氮化镁的装置示意图如下：回答下列问题：(1)检查装置气密性的方法是_。a的名称是_，b的名称是_。(2)写出NaNO2和(NH4)2SO4反应制备氮气的化学方程式_。(3)C的作用是_，D的作用是_，是否可以把C与D的位置对调并说明理由_。(4)写出E中发生反应的化学
12、方程式_。(5)请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象_。解析：(3)C中的FeSO4具有还原性，可推测其作用是除去氧气或A中生成的氮氧化物；D中浓硫酸的作用是除去水蒸气。(5)Mg3N2与水反应可生成Mg(OH)2和NH3，依据此反应可确定是否含有Mg3N2。答案：(1)微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好滴液漏斗圆底烧瓶(2)(NH4)2SO42NaNO22N2Na2SO44H2O(3)除去氧气(及氮氧化物)除去水蒸气不能，对调后无法除去水蒸气(4)N23MgMg3N2(5)取少量产物于试管中，
13、加少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性气味(把润湿的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝)，证明产物中含有氮化镁；弃去上层清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁12(16分)两个研究性学习小组分别进行探究性的实验：甲组：为了探究Cl2和SO2同时通入H2O中发生的反应，设计了如图所示的实验装置。(1)气体发生装置A中产生的气体化学式为_。(2)装置D中发生反应的化学方程式为_；在装置D反应后所得溶液中加入BaCl2溶液，观察到的现象是_。(3)装置C中饱和食盐水的作用是_；装置E的作用是_。乙组：为了分别研究SO2和Cl2的性质，设计了如图所示的实验装置。(4)若从左
14、端分别通入SO2和Cl2，则装置中观察到的现象是否相同？_(填“相同”或“不相同”)；当通入SO2时，装置中发生反应的离子方程式为_；该反应中SO2表现出_性。(5)若装置中装有5.0 mL 1.0103 molL1碘水，当通入足量Cl2完全反应后，共转移了5.0105 mol电子，则该反应的化学方程式为_。(6)你认为乙组设计的装置是否有不足之处？_(填“有”或“无”)。如果有，请写出改进方法：_(如果无，此空不答)。解析：(1)气体发生装置产生的气体B经过饱和食盐水，可分析得知，气体B为Cl2，则气体A为SO2气体。(2)装置D中发生反应的化学方程式为Cl2SO22H2O=2HClH2SO
15、4；反应后所得溶液中加入BaCl2溶液则有BaSO4白色沉淀生成。(3)装置C中饱和食盐水的作用是：除去HCl气体，减少Cl2的溶解。装置E的作用是：防止倒吸，吸收多余的SO2或Cl2。(4)SO2和Cl2通入品红溶液中，均能使品红溶液褪色，所以现象相同；当通入SO2时，装置中发生反应的离子方程式为2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H；该反应中SO2表现出还原性。(5)I2的物质的量为50 mL/1 000 mLL11.0103 molL15106 mol，碘的化合价：5，则生成HIO3，反应方程式为I25Cl26H2O=10HCl2HIO3。(6)乙组设计的装置为密闭体系，不安全。应去掉
16、胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞，另一孔插入一根直导管。答案：(1)SO2(2)Cl2SO22H2O=2HClH2SO4生成白色沉淀(3)除去氯化氢气体，减少Cl2的溶解防止倒吸，吸收多余的SO2或Cl2(4)相同2Fe3SO22H2O=2Fe2SO4H还原(5)I25Cl26H2O=10HCl2HIO3(6)有装置去掉胶塞或将广口瓶的塞子换成双孔塞，另一孔插入一根直导管13(10分)如下图所示是还原性铁粉与水蒸气反应的实验装置，实验时，B中灰色的铁粉变为黑色，且生成的黑色固体是一种可溶于稀盐酸的较复杂的化合物。请回答下列问题：(1)B中发生反应的化学方程式为_。(2)反应前A中加入碎瓷片的目的
17、是_。(3)某次实验后，取B中的固体物质少量，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。试解释原因：_。(4)题中左图虚线框中部分可以用下图所示装置代替，在X口点燃收集到的气体即可检验H2的存在。实验开始时，打开K1、K2，关闭K3，使反应先进行一段时间之后，必须进行_操作，方可关闭K2、打开K3，再收集气体。当收集到半瓶气体时，停止加热，关闭K1，若要使H2顺利逸出而进行点燃实验，操作的方法是_。(5)替代装置与原装置相比未使用干燥管，同样顺利地完成了实验，原因是_。解析：(1)还原性铁粉与水蒸气作用生成Fe3O4，Fe3O4可以溶于稀盐酸，因此B中发生反应的化学方程式为3Fe
18、4H2O(g)Fe3O44H2。(2)在A中制取水蒸气，加入碎瓷片的目的是防止发生暴沸。(3)溶液颜色无明显变化说明溶液中无Fe3，可能是因为B中的固体中有铁粉残留，Fe、Fe3O4同时溶于稀盐酸时，溶液中的Fe3被铁粉完全还原。(4)题中上图虚线框中部分用下图所示装置代替，在X口点燃收集到的气体即可检验H2的存在。要使H2顺利逸出而进行点燃实验，操作方法是关闭K3，打开K2，连续轻轻挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出。(5)替代装置与原装置相比未使用干燥管，同样顺利地完成了实验，原因是未反应的大量水蒸气被瓶中的水冷凝。答案：(1)3Fe4H2O(g)Fe3O44H2(2)防止暴沸(3)溶液中的Fe3被未反应完的铁粉完全还原(4)氢气的验纯关闭K3，打开K2，连续轻轻挤压塑料矿泉水瓶，使氢气缓缓逸出(答案合理即可)(5)未反应的大量水蒸气被瓶中的水冷凝