课时跟踪检测（二十六）以气体制备为主体的实验探究1．(2017·全国卷Ⅰ)实验室用H2还原WO3制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质，焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气)。
下列说法正确的是()A．①、②、③中依次盛装KMnO4溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B．管式炉加热前，用试管在④处收集气体并点燃，通过声音判断气体纯度C．结束反应时，先关闭活塞K，再停止加热D．装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气解析：选B制得的氢气中含有H2S、O2、HCl、H2O等杂质，由于酸性高锰酸钾溶液氧化氯化氢生成氯气，所以，应先用焦性没食子酸溶液吸收氧气，同时除去氯化氢(易溶于水)，再用酸性高锰酸钾溶液吸收硫化氢，最后用浓硫酸干燥，A项错误；氢气中混有空气加热易发生爆炸，故加热管式炉前需对氢气进行验纯，其操作为在④处收集气体点燃，发出“噗”声，则证明制取的氢气较纯，B项正确；类似氢气还原氧化铜，实验完毕后，先停止加热，再继续通入氢气一段时间，C项错误；启普发生器不能加热，适合块状固体与液体在常温下反应，而实验室用二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要加热，且二氧化锰是粉末状固体，故不能用装置Q制备氯气，D项错误。
2．气体的收集、验满、转移过程中容易发生泄漏，对环境造成一定程度的污染，有的还不能控制反应的开始和结束，没有处理尾气。
下面有一套改进的实验装置，装置中无机试剂任选，下列说法正确的是()A．通过关闭分液漏斗Ⅰ、Ⅱ的旋塞，用双手捂住三颈烧瓶Ⅶ，看Ⅴ中导管口有没有气泡，松手后Ⅴ中导管中有没有倒吸形成一段稳定的水柱，可以检查装置的气密性B．如果Ⅶ中发生反应NH3＋HCl===NH4Cl，去掉Ⅳ，同样可以在Ⅶ中看到大量白雾C．如果Ⅶ中发生反应的气体是氨气与氯气，现象可能是产生大量白雾，也可能是产生大量白烟D．Ⅶ中的现象不可能为生成大量红棕色气体解析：选C用双手捂住三颈烧瓶Ⅶ，由于手的温度低，不能看到相应的现象，A不正确；NH 4Cl 为固体小颗粒，现象应为生成大量白烟，B 不正确；2NH 3(少量)＋3Cl 2===6HCl ＋N 2，现象为产生大量白雾，8NH 3(过量)＋3Cl 2===6NH 4Cl ＋N 2，现象为产生大量白烟，C 正确；稀硝酸与铜片反应会生成NO ，过氧化氢在二氧化锰作用下分解会生成氧气，2NO ＋O 2===2NO 2，现象为产生大量红棕色气体，D 不正确。
3．已知饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热可制备氮气。
利用如图装置制取氮气，并用氮气制备Ca 3N 2，Ca 3N 2遇水发生水解反应。
下列说法错误的是()A ．①中发生的化学反应为NaNO 2＋NH 4Cl=====△NaCl ＋N 2↑＋2H 2OB ．④、⑥中依次盛装的试剂可以是浓H 2SO 4、碱石灰C ．③中盛放的试剂是NaOH 溶液D ．实验结束，取⑤中的少量产物于试管中，加适量蒸馏水，可以使试管口湿润的红色石蕊试纸变蓝解析：选C 由题干可知，装置①为制备氮气的装置，饱和氯化铵溶液与亚硝酸钠晶体混合加热生成氮气、氯化钠和水，所以反应方程式为NaNO 2＋NH 4Cl=====△NaCl ＋N 2↑＋2H 2O ，故A 正确。
Ca 3N 2遇水发生水解，所以产生的氮气需要干燥才能进入玻璃管中反应，装置④应为干燥装置，可选用浓硫酸作干燥剂；装置⑥中也应装有干燥剂，防止空气中的水蒸气进入，装置⑥中可盛放碱石灰，故B 正确。
装置中含有氧气，可利用装置③除去装置中的氧气，NaOH 溶液不能除去氧气，可改成酸性氯化亚铁溶液，故C 错误。
实验结束后，装置⑤中有生成的Ca 3N 2，Ca 3N 2遇水发生水解反应生成NH 3和Ca(OH)2，NH 3可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D 正确。
4．实验室用如下装置(略去部分夹持装置)模拟利用氨气和次氯酸钠合成肼(N 2H 4)的过程。
下列说法正确的是()A ．将装置①中浓盐酸换成H 2O 2，也可用于制备氧气B ．②中盛装NaOH 溶液，用于吸收多余的Cl 2C ．③分液漏斗中盛装饱和食盐水D ．当反应结束时，④中可收集一瓶纯净的NH 3解析：选B 由图可知，①中发生的反应为MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O ，打开K 1，Cl 2能和NaOH 溶液反应生成NaCl 、NaClO ，⑤用来制取NH 3，④装置作安全瓶，能防倒吸，在③中NH 3和NaClO 反应生成N 2H 4，发生反应ClO －＋2NH 3===N 2H 4＋Cl －＋H 2O ，最后关闭K 1，②中盛装NaOH 溶液，用于吸收多余的Cl 2。
装置①中浓盐酸换成H 2O 2，制备氧气时不需要加热，MnO 2作催化剂，故A 错误；Cl 2有毒，不能排放在环境中，则②中盛装NaOH 溶液，用于吸收多余的Cl 2，故B 正确；③分液漏斗中应该盛装NaOH 溶液，利用Cl 2与NaOH 溶液反应制备NaClO ，故C 错误；反应结束后，关闭K 2，多余的NH 3可收集在④中，但NH 3中混有水蒸气，故D 错误。
5．某兴趣小组设计用铁粉将NO 还原为N 2(同时生成FeO)，下列说法不正确的是()已知：①浓硝酸可氧化NO ；②NaOH 溶液能吸收NO 2，不吸收NO 。
A ．装置的连接顺序为a →f →e →j →i →h →g(或g →h)→b →c →dB ．装置戊中发生的化学方程式为2NO ＋2Fe=====△2FeO ＋N 2C ．装置丁的作用是除去挥发出来的硝酸和产生的NO 2D ．装置乙的作用是干燥，防止水蒸气进入戊中干扰反应解析：选D 根据实验原理利用NO 被灼热的铁粉还原为N 2，同时生成FeO ，所以首先应制备纯净的干燥的NO ，利用铜与稀硝酸反应生成NO ，由于硝酸具有挥发性，所以制得的NO 中会混有硝酸和水蒸气，则先通过装置丁除去挥发出的HNO 3等酸性气体，然后再通过己干燥，得到纯净的干燥的NO 进入戊中与铁粉反应，最后处理多余的NO ，又因为NaOH 溶液不与NO 反应，而浓硝酸可氧化NO 生成NO 2，所以先通过乙氧化NO ，后再通过丙吸收，故装置接口的连接顺序为a →f →e →j →i →h →g(或g →h)→b →c →d ，A 正确；装置戊中NO 被灼热的铁粉还原为N 2，同时生成FeO ，反应的化学方程式为2NO ＋2Fe=====△2FeO ＋N 2，B 正确；装置丁盛放的是水，其作用是除去挥发出的HNO 3等酸性气体，C 正确；装置乙盛放的是浓硝酸，依题意可以氧化NO ，便于NaOH 溶液吸收，D 错误。
6．某学习小组拟利用如图装置制备氮化钙(化学式为Ca 3N 2，极易与H 2O 反应)。
下列说法正确的是()A ．打开活塞K 通入N 2，试管A 内有气泡产生，说明装置气密性良好B ．U 形管中盛放的干燥剂既可以是碱石灰，也可以是浓硫酸C ．将产物Ca 3N 2放入盐酸中，只能得到一种盐D ．反应结束后，先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温后再关闭活塞K解析：选D A 项，不能用通气体的方法检验装置气密性；B 项，U 形管只能装固体；C 项，Ca 3N 2放入盐酸中可得到两种盐CaCl 2和NH 4Cl 。
7．根据下列仪器制备中学化学中常见的气体：请回答下列问题：(1)选择仪器A 制备气体并经后续装置测量气体体积时，其优点是_______________________________________________________________________________________________；欲制备气体并控制反应随制随停，最适宜选用的仪器是________(填代号，下同)。
(2)实验室制备CO 的原理：HCOOH ――→浓硫酸加热CO ↑＋H 2O ，发生装置选择________；收集装置选择________。
解析：(1)A 仪器可保持烧瓶内气压与分液漏斗内气压相等，确保液体能顺利滴下；测量的气体体积等于发生反应生成的气体体积，扣除了加入液体时排出的气体的体积。
B 仪器能控制反应，实现随制随停(利用大气压原理，控制固体和液体接触与脱离)。
(2)CO 有毒、密度与空气相近，选择排水法收集CO 。
答案：(1)液体顺利滴下、测定气体的体积已扣除加入液体所占体积B (2)C F(或G)8．(2018·全国卷Ⅰ)醋酸亚铬[(CH 3COO)2Cr·2H 2O]为砖红色晶体，难溶于冷水，易溶于酸，在气体分析中用作氧气吸收剂。
一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂，将三价铬还原为二价铬；二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。
实验装置如图所示。
回答下列问题：(1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却，目的是________。
仪器a的名称是________。
(2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中，加入少量蒸馏水，按图连接好装置。
打开K1、K2，关闭K3。
①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色，该反应的离子方程式为_________________________。
②同时c中有气体产生，该气体的作用是________________________________________。
(3)打开K3，关闭K1和K2。
c中亮蓝色溶液流入d，其原因是__________________________；d中析出砖红色沉淀。
为使沉淀充分析出并分离，需采用的操作是________、________、洗涤、干燥。
(4)指出装置d可能存在的缺点_________________________________________________。
解析：(1)由题给信息，[(CH3COO)2Cr·2H2O]在气体分析中用作O2吸收剂，说明Cr2＋具有强还原性，易被O2氧化，故所用蒸馏水需经煮沸除去其中的O2，以免影响[(CH3COO)2Cr·2H2O]的制备。
由仪器的结构特点可知，a为分液(或滴液)漏斗。
(2)①Zn将Cr3＋还原为Cr2＋，离子方程式为Zn＋2Cr3＋===Zn2＋＋2Cr2＋。
②Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，H2起到排除c中空气的作用，以防Cr2＋被氧化。
(3)过量的Zn与盐酸反应放出大量的H2，使装置c中压强增大，关闭K1和K2，打开K3时，溶液被压入装置d。
由题给信息知，[(CH3COO)2Cr·2H2O]难溶于冷水，因此应用冰浴冷却，以便于[(CH3COO)2Cr·2H2O]析出，再将沉淀过滤、洗涤、干燥即可。
(4)装置d的缺点是该装置与大气直接相通，空气中的O2易将[(CH3COO)2Cr·2H2O]氧化。