资源简介

第 26 讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
01 了解常见气体的制备原理、装置及改进。
02 能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
重点·夯基易错
1．气体制备实验的基本思路
2．重要气体的发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：
△
(1)固体＋固体 ― ― → 气体
制备气体：O2、NH3、CH4等。
△
(2)固体＋液体(或液体＋液体) ― ― → 气体
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3．常见气体典型制备装置举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
4．气体的除杂方法
(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。
(2)气体干燥净化装置
类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热
装置图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
浓 H2SO4(酸性、
常见试剂 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) Cu、CuO、Mg 等
强氧化性)
当 CO2中混有 O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除 O2，除杂试剂是 Cu 粉。
5．气体的收集方法
收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例)
难溶于水或微溶于
排水法 水，且不与水反应的 O2、H2、NO、CO 等
气体
密度大于空气且不与
向上排空气法 Cl2、SO2、NO2、CO2
空气中的成分反应
排空
气法
密度小于空气且不与
向下排空气法 H2、NH3
空气中的成分反应
6.集气装置的创新——排液集气装置
(1)装置(Ⅰ)从 a 管进气 b 管出水可收集难溶于水的气体，如 H2、O2 等。若将广口瓶中的液体更换，还可以
收集以下气体。
①饱和食盐水——收集 Cl2。
②饱和 NaHCO3溶液——收集 CO2。
③饱和 NaHS 溶液——收集 H2S。
④四氯化碳——收集 HCl 或 NH3。
(2)装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由 A 瓶排入 B 瓶，在 A 瓶中收集到气体。
7．尾气处理的原因、方法及装置
(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。
(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸
收，可燃性气体用点燃等措施。
(3)尾气处理装置(见下图 a、b、c)
①实验室制取 Cl2时，尾气的处理可采用 b 装置。
②制取 CO 时，尾气的处理可采用 a、c 装置。
③制取 H2时，尾气的处理可采用 a、c 装置。
8．防倒吸装置
肚容式 分液式
1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
方法·规律总结
气体制备装置的改进
(1)
改进的目的：用于加热易溶化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如用草
酸晶体受热分解制取 CO2气体。
(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新
△
(3)“固(液)＋液 ― ― →气体”装置的创新
图 A 的改进优点是能控制反应液的温度。
图 B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。
点拨·能力培养
1．根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图 1 中虚线框内的装置是图 2)，其中能完
成相应实验目的的是(　　)
实验目的、试剂和操作
选项 a 中的物质 b 中的物质
实验目的 c 中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集贮存 NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验 SO2的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验 Cl2的氧化性 Na2S 溶液 M→N
2．根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是(　　)
A．制备收集 C2H4：连接 a→c→g
B．制备收集 NO：连接 b→c→e→d
C．制备收集 NH3：连接 b→d→e→c
D．制备收集 Cl2：连接 a→f→c→e→d
3．制备适量 SO2，利用如图装置设计实验比较 H2SO3、H2CO3和 H2SiO3的酸性强弱，并探究 SO2的化学性
质，下列说法错误的是(　　)
A．试剂 Y 是品红溶液，用来检验产物是 SO2
B．试剂 Z 是 NaOH 溶液，用来处理尾气
C．溴水褪色，证明 SO2具有还原性
D．试剂 X 可以是酸性高锰酸钾溶液
真题·明考向
1．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置
任选)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2 +浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
2．（2024·广东·高考真题）1810 年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以
下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B
制备Cl2 净化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 验证Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A．Fe 与稀硝酸反应制 NO
B．MnO2与浓盐酸共热制备 Cl2
C．NaOH 与浓氨水制备 NH3
D．Na2SO3与浓硫酸制备 SO2
4．（2023·江苏·高考真题）实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
5．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少
量HCl
6．（2022·广东·高考真题）实验室用MnO2 和浓盐酸反应生成Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处
理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A B．B C．C D．D
7．（2021·海南·高考真题）用如图装置制取干燥的气体(a、b 表示加入的试剂)，能实现的是
选项 气体 a b
A H2S 稀H2SO4 FeS
B O2 H2O2 溶液 MnO2
C NO2 浓HNO3 铁片
D NH3 浓氨水 CaO
A．A B．B C．C D．D
演练·提能力
1．（2024·浙江杭州·模拟预测）下列关于实验室制备Cl2 的描述均正确的是
A．制Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl
C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
2．（2024·山东德州·三模）实验室制备下列如图气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A NO2 Cu + 浓硝酸 b f
B NH3 NH4Cl + Ca OH 2 a d
C CO2 石灰石+ 稀硫酸 b e
D CH2 = CH2 C2H5OH +浓硫酸 c f
A．A B．B C．C D．D
3．（2024·湖北武汉·一模）用下列实验装置完成相应实验，能达到实验目的的是
A．用装置甲制备Cl2
B．用装置乙除去Cl2 中的 HCl 并干燥
C．用装置丙制备少量NH3
D．用装置丁比较 Cl、Br、S 元素的非金属性
4．（2024·江西·模拟预测）实验室用如图装置和相关药品可以制备并收集相应气体的是
选项 装置 药品 制备气体
A MnO2浓盐酸 Cl2
B 电石、饱和食盐水 HC CH
C MnO2、30%双氧水 O2
D 铜片、稀硝酸 NO
A．A B．B C．C D．D
5．（2024·河北·三模）实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气，并且利用其废渣制氯气，下列图
示装置和原理不能达到目的的是
A．制备氧气 B．收集氧气 C．制备氯气 D．尾气吸收
A．A B．B C．C D．D
6．（2024·山东日照·二模）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．除去SO2 中的HCl气体 B．收集NO2 气体
C．配制1.0mol × L-1 NaOH 溶液 D．制备少量乙炔气体
A．A B．B C．C D．D
7．（2024·安徽池州·二模）实验室制备某常见气体的装置如图所示，其中①、②、③、④分别为制备、除
杂(除非水杂质，如无必要可省略)、干燥和收集装置，下列组合中可行的是
选项 A B C D
气体 氧气 氯气 氢气 乙炔
除杂试剂 氯化亚铁溶液 饱和食盐水 氢氧化钠溶液 硫酸铜溶液
干燥剂 氯化钙 生石灰 浓硫酸 碱石灰
A．A B．B C．C D．D
8．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为 2LaCl3＋
6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。
下列说法错误的是(　　)
A．导管的连接顺序为 f→a→b→d，e←c
B．X 中盛放的试剂是饱和 NaHCO3溶液
C．球形干燥管的作用为防倒吸
D．Z 中通入气体的方式是先通入足量 CO2，后通入过量的 NH3
9．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是(　　)
A．装置 D 中球形干燥管的作用是防止倒吸
△
B．C 中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH3 == === Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动装置 A 处反应，一段时间后再点燃装置 C 处酒精灯
D．从产品纯度考虑，装置 C、D 之间应该增加 E 装置
10．利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b 中现象不能证明 a 中产物生成的是(　　)
a 中反应 b 中检测试剂及现象
A 浓 HNO3分解生成 NO2 淀粉-KI 溶液变蓝
B Cu 与浓 H2SO4生成 SO2 品红溶液褪色
C 浓 NaOH 与 NH4Cl 溶液生成 NH3 酚酞溶液变红
D CH3CHBrCH3与 NaOH 乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
11．某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合
要求的是(　　)
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和 Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
12．实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　)
气体 试剂 制备装置 收集方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn＋稀 H2SO4 b e
C NO Cu＋稀 HNO3 b c
D CO2 CaCO3＋稀 H2SO4 b c
13．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．①②③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
14．（2024·安徽滁州·一模）根据下列装置，回答问题：
(1)图中仪器 a 的名称是 。
(2)实验室常用 (填药品名称)来制取二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为 ；其发生装
置可用 A 或 B，与 A 装置相比，B 装置的优点是 。
(3)若用 C 装置加热高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。
(4)若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的 H2，请从这些装置中选择并连接成一套组合装置，按
照气流从左到右的流向，写出所选装置接口的连接顺序：b→ 。
15．某化学小组同学利用一定浓度的 H2O2溶液制备 O2，再用 O2氧化 C2H5OH，并检验氧化产物。
Ⅰ．制备 O2
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)
(1)甲装置中主要仪器的名称为 。
(2)乙装置中，用粘合剂将 MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞 K1，经
长颈漏斗向试管中缓慢加入 3% H2O2溶液至 。欲使反应停止，关闭活塞 K1即可，此时装置中的
现象是 。
(3)丙装置可用于制备较多 O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象
是 ，此时可以将铂丝抽离 H2O2溶液，还可以采取的安全措施是 。
(4)丙装置的特点是 (填序号)。
a．可以控制制备反应的开始和结束
b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c．与乙装置相比，产物中的 O2含量高、杂质种类少
Ⅱ．氧化 C2H5OH
该小组同学设计的氧化 C2H5OH 的装置如图(夹持装置省略)
(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。
Ⅲ．检验产物
(6)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号 检验试剂和反应条件 现象 结论
① 酸性 KMnO4溶液 紫红色褪去 产物含有乙醛
② 新制 Cu(OH)2，加热 生成砖红色沉淀 产物含有乙醛
③ 微红色含酚酞的 NaOH 溶液 微红色褪去 产物可能含有乙酸
实验①~③中的结论不合理的是 (填序号)，原因是 。
16．（2024·陕西安康·模拟预测）过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可。
与水以任意比例混溶，是一种强氧化剂。其一般以 30%~60%的水溶液形式存放，水溶液俗称双氧水，适用
于医用伤口消毒，环境消毒和食品消毒等。回答下列问题：
MnO2
(1)实验室中利用反应 2H2O2 2H2O+O2↑制取 O2，可选用的发生装置是 (填字母，下同)，收集
O2可选用的装置是 (填字母)。
(2)实验室中欲用 34%H2O2溶液(密度为 1.127g/cm3)配制 250mL1.50mol/L H2O2溶液，所需 34% H2O2溶液的
体积为 mL(保留三位有效数字)。
(3)过氧化氢是一种二元弱酸，写出 H2O2的第一步电离方程式：
(4)某课外兴趣小组欲探究温度对 H2O2电离平衡的影响，进行如下实验：
①实验任务：利用灵敏 pH 计测量溶液的 pH，并探究电离过程是否吸热。
②查阅资料：20℃时，K (H O )=2.4×10-12a1 2 2 ，lg6≈0.778。
③提出猜想：反应物浓度相同时；温度越高，酸性越强，pH 越小。
④设计实验、验证猜想。取试样进行表正实验 1～3，记录数据。
试祥 温度/℃ pH
1 10mL1.5mol/L 的双氧水 20 X1
2 10mL1.5mol/L 的双氧水 30 X2
3 10mL1.5mol/L 的双氧水 50 X3
⑤数据分析、交流讨论。
实验结果：X2小关系表示)；pH 出现 X1⑥优化实验。在 20℃下进行下列实验：
试样 反应前后温度变化/℃
4 10mL1.5mol/L 的双氧水、10mL1.5mol/L 的 NaOH 溶液 △T1
5 10mL1.5mol/L 的 H2SO4溶液 10mL1.5mol/L 的 NaOH 溶液 △T2
若实验中测得△T1 △T2(填“>”或“<”)，则说明 H2O2电离过程吸热。第 26 讲 常见气体的实验室制备、净化和收集
01 了解常见气体的制备原理、装置及改进。
02 能根据气体的性质及制备原理设计实验流程。
重点·夯基易错
1．气体制备实验的基本思路
2．重要气体的发生装置
依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：
△
(1)固体＋固体 ― ― → 气体
制备气体：O2、NH3、CH4等。
△
(2)固体＋液体(或液体＋液体) ― ― → 气体
制备气体：Cl2、C2H4等。
(3)固体＋液体(不加热)―→气体
制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的气体。
3．常见气体典型制备装置举例
(1)Cl2的实验室制备
(2)SO2的实验室制备
(3)NH3的实验室制备
4．气体的除杂方法
(1)除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性。
除杂原则：①不损失主体气体；②不引入新的杂质气体；③在密闭装置内进行；④先除易除的杂质气体。
(2)气体干燥净化装置
类型 液态干燥剂 固态干燥剂 固体，加热
装置图
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
浓 H2SO4(酸性、
常见试剂 无水氯化钙(中性)、碱石灰(碱性) Cu、CuO、Mg 等
强氧化性)
当 CO2中混有 O2杂质时，应选用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ装置除 O2，除杂试剂是 Cu 粉。
5．气体的收集方法
收集方法 收集气体的类型 收集装置 可收集的气体(举例)
难溶于水或微溶于
排水法 水，且不与水反应的 O2、H2、NO、CO 等
气体
密度大于空气且不与
向上排空气法 Cl2、SO2、NO2、CO2
空气中的成分反应
排空
气法
密度小于空气且不与
向下排空气法 H2、NH3
空气中的成分反应
6.集气装置的创新——排液集气装置
(1)装置(Ⅰ)从 a 管进气 b 管出水可收集难溶于水的气体，如 H2、O2 等。若将广口瓶中的液体更换，还可以
收集以下气体。
①饱和食盐水——收集 Cl2。
②饱和 NaHCO3溶液——收集 CO2。
③饱和 NaHS 溶液——收集 H2S。
④四氯化碳——收集 HCl 或 NH3。
(2)装置(Ⅱ)储气式集气。气体从橡胶管进入，可将水由 A 瓶排入 B 瓶，在 A 瓶中收集到气体。
7．尾气处理的原因、方法及装置
(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。
(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转化为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸
收，可燃性气体用点燃等措施。
(3)尾气处理装置(见下图 a、b、c)
①实验室制取 Cl2时，尾气的处理可采用 b 装置。
②制取 CO 时，尾气的处理可采用 a、c 装置。
③制取 H2时，尾气的处理可采用 a、c 装置。
8．防倒吸装置
肚容式 分液式
1．判断下列试剂使用是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
2．判断下列气体的吸收或收集方法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
方法·规律总结
气体制备装置的改进
(1)
改进的目的：用于加热易溶化的固体物质的分解，这样可有效地防止固体熔化时造成液体的倒流，如用草
酸晶体受热分解制取 CO2气体。
(2)“固体＋液体―→气体”装置的创新
△
(3)“固(液)＋液 ― ― →气体”装置的创新
图 A 的改进优点是能控制反应液的温度。
图 B 的改进优点是使圆底烧瓶和分液漏斗中的气体压强相等，便于液体顺利流下。
点拨·能力培养
1．根据装置和下表内的物质(省略夹持、净化以及尾气处理装置，图 1 中虚线框内的装置是图 2)，其中能完
成相应实验目的的是(　　)
实验目的、试剂和操作
选项 a 中的物质 b 中的物质
实验目的 c 中的物质 进气方向
A 稀硝酸 Cu 收集贮存 NO 水 N→M
B 浓硝酸 Na2SO3 检验 SO2的氧化性 品红溶液 M→N
C 浓氨水 碱石灰 收集贮存氨气 饱和NH4Cl溶液 N→M
D 浓盐酸 MnO2 检验 Cl2的氧化性 Na2S 溶液 M→N
【答案】　A
【解析】　稀硝酸和 Cu 反应生成 NO，NO 不溶于水，不与水反应，用排水法收集 NO，进气方向是
N→M，故 A 符合题意；浓硝酸具有强氧化性，与 Na2SO3反应生成硫酸盐和 NO2气体，因此无法检验 SO2
的氧化性，故 B 不符合题意；由于氨气极易溶于水，因此氨气溶于饱和 NH4Cl 溶液，不能用排饱和 NH4Cl
溶液的方法来收集氨气，故 C 不符合题意；二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应，而该实验没有加热装置，
因此不能产生氯气，故 D 不符合题意。
2．根据实验目的设计的如下装置的连接中，正确的是(　　)
A．制备收集 C2H4：连接 a→c→g
B．制备收集 NO：连接 b→c→e→d
C．制备收集 NH3：连接 b→d→e→c
D．制备收集 Cl2：连接 a→f→c→e→d
【答案】　D
【解析】　制备 C2H4没有控制温度的温度计，A 错误；NO 与 O2反应，不能用排空气法收集，B 错误；浓
硫酸吸收多余的 NH3，易发生倒吸，C 错误；饱和食盐水除去 HCl 气体，浓硫酸吸收水蒸气，碱石灰吸收
多余的 Cl2，D 正确。
3．制备适量 SO2，利用如图装置设计实验比较 H2SO3、H2CO3和 H2SiO3的酸性强弱，并探究 SO2的化学性
质，下列说法错误的是(　　)
A．试剂 Y 是品红溶液，用来检验产物是 SO2
B．试剂 Z 是 NaOH 溶液，用来处理尾气
C．溴水褪色，证明 SO2具有还原性
D．试剂 X 可以是酸性高锰酸钾溶液
【答案】　A
【解析】　由图可知，打开 a、关闭 b 时，SO2 与碳酸钠溶液反应生成 CO2，试剂 X 为酸性高锰酸钾溶液，
可除去过量的 SO2，试剂 Y 为品红溶液，可检验 SO2 是否除尽，然后 CO2 与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀，
可比较二者酸性强弱；关闭 a、打开 b 时，二氧化硫与溴水发生氧化还原反应生成硫酸和 HBr，反应中二氧
化硫作还原剂，具有还原性，试剂 Z 为 NaOH 溶液，在反应中可用于吸收尾气，以此解答。
真题·明考向
1．（2024·河北·高考真题）图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(加热、除杂和尾气处理装置
任选)
选项 气体 试剂
A SO2 饱和Na2SO3 溶液+浓硫酸
B Cl2 MnO2 +浓盐酸
C NH3 固体NH4Cl+熟石灰
D CO2 石灰石+稀盐酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】如图所示的气体发生装置可以为固液加热型反应，也可以是固液不加热型；右侧气体收集装置，
长进短出为向上排空气法，短进长出为向下排空气法，装满水后短进长出为排水法；
【解析】A．饱和Na2SO3 溶液和浓硫酸反应可以制SO2 ，使用固液不加热制气装置，SO2 密度比空气大，用
向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，A 不符合题意；
B．MnO2和浓盐酸加热反应可以制Cl2 ，使用固液加热制气装置，Cl2 密度比空气大，用向上排空气法收集，
可以完成相应气体的发生和收集实验，B 不符合题意；
C．固体NH4Cl与熟石灰加热可以制NH3需要使用固固加热制气装置，图中装置不合理，不能完成相应气体
的发生和收集实验，C 符合题意；
D．石灰石(主要成分为CaCO3 )和稀盐酸反应可以制CO2，使用固液不加热制气装置，CO2密度比空气大，
用向上排空气法收集，可以完成相应气体的发生和收集实验，D 不符合题意；
本题选 C。
2．（2024·广东·高考真题）1810 年，化学家戴维首次确认“氯气”是一种新元素组成的单质。兴趣小组利用以
下装置进行实验。其中，难以达到预期目的的是
A B
制备Cl2 净化、干燥Cl2
C D
收集Cl2 验证Cl2 的氧化性
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．利用浓盐酸和二氧化锰反应制氯气需要加热，图中缺少加热装置，且分液漏斗内应盛装浓盐酸，
不能达到预期目的，A 符合题意；
B．实验室制得的氯气中有 HCl 杂质，可以通过饱和食盐水洗气除杂，再通过无水氯化钙干燥，可以达到净
化、干燥 Cl2的目的，B 不符合题意；
C．氯气密度大于空气，可以用向上排空气法收集，可以达到预期目的，C 不符合题意；
D．H2可以在氯气中安静地燃烧，产生苍白色火焰，氯气将氢气氧化，验证了氯气的氧化性，D 不符合题意；
故选 A。
3．（2023·天津·高考真题）实验室制备和收集相应气体可使用下图装置的是
A．Fe 与稀硝酸反应制 NO
B．MnO2与浓盐酸共热制备 Cl2
C．NaOH 与浓氨水制备 NH3
D．Na2SO3与浓硫酸制备 SO2
【答案】D
【解析】A．NO 与 O2反应生成 NO2，不能用排空气法收集 NO，故不选 A；
B．二氧化锰与浓盐酸共热制备 Cl2，反应需要吸热，缺少加热装置，故不选 B；
C．氨气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集 NH3，故不选 C；
D．Na2SO3与浓硫酸反应生成 SO2，SO2密度比空气大，用向上排空气法收集 SO2，故选 D；
选 D。
4．（2023·江苏·高考真题）实验室制取Cl2 的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解析】A．实验室制取氯气使用的是浓盐酸和 MnO2反应，不能使用稀盐酸，A 错误；
B．除去Cl2 中的 HCl 可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，B 错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，C 正确；
D．对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D 错误。
故选 C。
5．（2023·北京·高考真题）完成下述实验，装置或试剂不正确的是
A．实验室制Cl2 B．实验室收集C2H4 C．验证NH3易溶于水且溶液呈碱性 D．除去CO2中混有的少
量HCl
【答案】D
【解析】A．MnO2固体加热条件下将 HCl 氧化为 Cl2，固液加热的反应该装置可用于制备 Cl2，A 项正确；
B．C2H4不溶于水，可选择排水收集，B 项正确；
C．挤压胶头滴管，水进入烧瓶将 NH3溶解，烧瓶中气体大量减少压强急剧降低打开活塞水迅速被压入烧瓶
中形成红色喷泉，红色喷泉证明 NH3与水形成碱性物质，C 项正确；
D．Na2CO3与 HCl、CO2发生反应，不能达到除杂的目的，应该选用饱和 NaHCO3溶液，D 项错误；
故选 D。
6．（2022·广东·高考真题）实验室用MnO2 和浓盐酸反应生成Cl2 后，按照净化、收集、性质检验及尾气处
理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．浓盐酸易挥发，制备的氯气中含有 HCl，可用饱和食盐水除去 HCl，Cl2可用浓硫酸干燥，A
装置能达到实验目的，故 A 不符合题意；
B．氯气的密度大于空气，用向上排空气法收集，B 装置能收集氯气，故 B 不符合题意；
C．湿润的红布条褪色，干燥的红色布条不褪色，可验证干燥的氯气不具有漂白性，故 C 不符合题意；
D．氯气在水中的溶解度较小，应用 NaOH 溶液吸收尾气，D 装置不能达到实验目的，故 D 符合题意；
答案选 D。
7．（2021·海南·高考真题）用如图装置制取干燥的气体(a、b 表示加入的试剂)，能实现的是
选项 气体 a b
A H2S 稀H2SO4 FeS
B O2 H2O2 溶液 MnO2
C NO2 浓HNO3 铁片
D NH3 浓氨水 CaO
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．H2S与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥，故 A 错误；
MnO2
B．发生反应 2H2O2 2H2O+O2↑，浓硫酸干燥氧气，故 B 正确；
C．铁片和浓硝酸常温下发生钝化，故不能制取二氧化氮气体，故 C 错误；
D．氨气与浓硫酸反应，故不能用浓硫酸干燥氨气，故 D 错误；
故选 B。
演练·提能力
1．（2024·浙江杭州·模拟预测）下列关于实验室制备Cl2 的描述均正确的是
A．制Cl2 B．除去Cl2 中的 HCl
C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
【答案】C
【解析】A．实验室用二氧化锰与浓盐酸共热制氯气，A 错误；
B．除去氯气中混有的 HCl 气体，应将混合气体通入饱和 NaCl 溶液洗气，若将其通入饱和碳酸钠溶液，可
能产生新杂质 CO2，达不到除杂目的，B 错误；
C．氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，收集气体注意长进短出，C 正确；
D．用水吸收尾气中的 Cl2效果不好，可用氢氧化钠溶液吸收，且应防倒吸，D 错误；
故选 C。
2．（2024·山东德州·三模）实验室制备下列如图气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体 试剂 制备装置 收集方法
A NO2 Cu + 浓硝酸 b f
B NH3 NH4Cl + Ca OH 2 a d
C CO2 石灰石+ 稀硫酸 b e
D CH2 = CH2 C2H5OH +浓硫酸 c f
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．二氧化氮与水反应，不能选 f 收集二氧化氮，A 错误；
B．氨气密度小于空气，不能使用向上排空气发生收集，B 错误；
C．实验室制 CO2用的试剂为石灰石和稀盐酸，不能用稀硫酸，稀硫酸和碳酸钙生成物硫酸钙微溶，阻碍了
反应进行，C 错误；
D．乙醇在 170°C 时发生消去反应生成乙烯，可选 c 装置，乙烯不溶于水，可选 f 装置收集，D 正确；
故选 D。
3．（2024·湖北武汉·一模）用下列实验装置完成相应实验，能达到实验目的的是
A．用装置甲制备Cl2
B．用装置乙除去Cl2 中的 HCl 并干燥
C．用装置丙制备少量NH3
D．用装置丁比较 Cl、Br、S 元素的非金属性
【答案】B
【解析】A．KMnO4 不是难溶于水的固体，不能用KMnO4 和浓盐酸在启普发生器中制备Cl2 ，故 A 错误；
B．稀硫酸中含有大量氢离子，可以抑制氯气的溶解，而稀硫酸中的水可以吸收 HCl，洗气后再用浓硫酸干
燥，故 B 正确；
C．采用向下排空气法收集氨气时，导气管应该伸入到右侧试管底部，故 C 错误；
D．Cl2 和生成的Br2 都能进入右侧试管氧化Na2S，Cl2 对该实验有干扰，即该装置不能比较 Br、S 元素的
非金属性，故 D 错误；
故答案为：B。
4．（2024·江西·模拟预测）实验室用如图装置和相关药品可以制备并收集相应气体的是
选项 装置 药品 制备气体
A MnO2浓盐酸 Cl2
B 电石、饱和食盐水 HC CH
C MnO2、30%双氧水 O2
D 铜片、稀硝酸 NO
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】题图所示是一套固液常温下反应制气体的反应装置，产生的气体须采用向上排空气法收集，即产
生的气体的密度大于空气且不与空气反应。
【解析】A．浓盐酸与二氧化锰制氯气需要加热，A 项不符合题意；
B．乙炔密度小于空气，B 项不符合题意；
C．双氧水在二氧化锰催化作用下分解产生 O2，O2的密度大于空气，C 项符合题意；
D．NO 的密度与空气接近，且易与空气中的氧气反应生成 NO2，不能用排空气法收集，D 项不符合题意；
本题选 C。
5．（2024·河北·三模）实验室加热分解氯酸钾(二氧化锰作催化剂)制氧气，并且利用其废渣制氯气，下列图
示装置和原理不能达到目的的是
A．制备氧气 B．收集氧气 C．制备氯气 D．尾气吸收
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．氯酸钾在二氧化锰催化下分解生成氯化钾和氧气，故 A 正确；
B．氧气不易溶于水，可用排水法收集氧气，故 B 正确；
C．二氧化锰和浓盐酸加热生成氯化锰、氯气和水，可制取氯气，故 C 正确；
D．氯气是有毒气体，能与 NaOH 溶液反应，尾气吸收应该选用 NaOH 溶液，故 D 错误；
故选 D。
6．（2024·山东日照·二模）用下列仪器或装置进行相应实验，能达到实验目的的是
A．除去SO2 中的HCl气体 B．收集NO2 气体
C．配制1.0mol × L-1 NaOH 溶液 D．制备少量乙炔气体
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A．二氧化硫、氯化氢均与饱和亚硫酸钠反应，将原物质除去，不能除杂，应该用饱和亚硫酸氢钠
溶液， A 错误；
B．二氧化氮的密度比空气密度大，NaOH 可吸收过量气体，可选图中向上排空气法收集，B 正确；
C．不能在容量瓶中溶解固体，应在烧杯中溶解、冷却后，转移到容量瓶中定容，C 错误；
D．生成的氢氧化钙易堵塞瓶颈处，且反应放热，图中装置不能制备乙炔，D 错误；
答案选 B。
7．（2024·安徽池州·二模）实验室制备某常见气体的装置如图所示，其中①、②、③、④分别为制备、除
杂(除非水杂质，如无必要可省略)、干燥和收集装置，下列组合中可行的是
选项 A B C D
气体 氧气 氯气 氢气 乙炔
除杂试剂 氯化亚铁溶液 饱和食盐水 氢氧化钠溶液 硫酸铜溶液
干燥剂 氯化钙 生石灰 浓硫酸 碱石灰
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．氧气密度比空气大，应该使用向上排空气方法收集，A 错误；
B．氯气密度比空气大，应该使用向上排空气方法收集，B 错误；
C．U 形管内不可放置液体干燥剂，C 错误；
D．实验室制备 C2H2时会产生杂质 H2S 和 PH3,CuSO4溶液会吸收杂质而不与 C2H2反应，C2H2可以利用浓
硫酸干燥并用向下排空气法收集，D 正确；
故选 D。
8．碳酸镧[La2(CO3)3]可用于治疗终末期肾病患者的高磷酸盐血症，其制备反应的化学方程式为 2LaCl3＋
6NH4HCO3===La2(CO3)3↓＋6NH4Cl＋3CO2↑＋3H2O。某化学兴趣小组利用如图所示装置模拟制备碳酸镧。
下列说法错误的是(　　)
A．导管的连接顺序为 f→a→b→d，e←c
B．X 中盛放的试剂是饱和 NaHCO3溶液
C．球形干燥管的作用为防倒吸
D．Z 中通入气体的方式是先通入足量 CO2，后通入过量的 NH3
【答案】　D
【解析】　由装置可知，W 中制备二氧化碳，X 除去 HCl，Y 中制备氨气，在 Z 中制备碳酸镧。则制备碳
酸镧实验流程中导管从左向右的连接顺序为 f→a→b→d，e←c，故 A 正确；X 中盛放的试剂是饱和 NaHCO3
溶液，其作用为吸收挥发的 HCl，故 B 正确；氨气极易溶于水，球形干燥管的作用为防倒吸，故 C 正确；Z
中应先通入 NH3，后通入过量的 CO2。
9．Ca3N2是一种极易潮解的试剂。某小组利用氨气与钙反应制备氮化钙。下列说法错误的是(　　)
A．装置 D 中球形干燥管的作用是防止倒吸
△
B．C 中硬质玻璃管中发生反应：3Ca＋2NH3 == === Ca3N2＋3H2
C．实验过程中，先启动装置 A 处反应，一段时间后再点燃装置 C 处酒精灯
D．从产品纯度考虑，装置 C、D 之间应该增加 E 装置
【答案】　D
【解析】　氨气易溶于水、极易与酸反应，装置 D 中球形干燥管的作用是防止倒吸，故 A 正确；C 中硬质
玻璃管中 NH3 和 Ca 反应生成 Ca3N2 和 H2，故 B 正确；实验过程中，先启动装置 A 处反应，排尽装置中的
空气，一段时间后再点燃装置 C 处酒精灯，故 C 正确；装置 E 中氯化钙带有结晶水，失去吸水作用，故 D
错误。
10．利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验，b 中现象不能证明 a 中产物生成的是(　　)
a 中反应 b 中检测试剂及现象
A 浓 HNO3分解生成 NO2 淀粉-KI 溶液变蓝
B Cu 与浓 H2SO4生成 SO2 品红溶液褪色
C 浓 NaOH 与 NH4Cl 溶液生成 NH3 酚酞溶液变红
D CH3CHBrCH3与 NaOH 乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
【答案】　A
【解析】　浓硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸也能与碘化钾溶液反应生成碘，则淀粉-KI 溶液变蓝色不能说
明浓硝酸分解生成二氧化氮，故 A 符合题意；铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫有漂白性，使品红溶液
褪色，故 B 不符合题意；浓氢氧化钠溶液与氯化铵溶液共热反应生成氨气，使酚酞溶液变红，故 C 不符合
题意；乙醇具有挥发性，挥发出的乙醇不与溴水反应，溴水褪色则说明 2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热
发生消去反应生成了丙烯，故 D 不符合题意。
11．某同学按图示装置进行实验，欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合
要求的是(　　)
气体 液体 固体粉末
A CO2 饱和 Na2CO3溶液 CaCO3
B Cl2 FeCl2溶液 Fe
C HCl Cu(NO3)2溶液 Cu
D NH3 H2O AgCl
【答案】　A
【解析】　通入CO2气体依次发生反应：CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3、CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，
由于在相同温度下 NaHCO3的溶解度小于 Na2CO3，最终瓶中仍有白色晶体析出，不会得到澄清溶液，A 项
选；通入 Cl2，发生反应：Cl2＋2FeCl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，最终 Fe 消失得到澄清溶液，B 项
不选；通入 HCl，NO －3 在酸性条件下会表现强氧化性，发生离子反应：3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2＋＋2NO↑
＋4H2O，最终 Cu 消失得到澄清溶液，C 项不选；AgCl 在水中存在溶解平衡：AgCl(s) Ag＋(aq)＋Cl－
(aq)，通入 NH3后，Ag＋与 NH3结合生成[Ag(NH ) ]＋3 2 ，促使溶解平衡正向移动，最终 AgCl 消失得到澄清溶
液，D 项不选。
12．实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是(　　)
气体 试剂 制备装置 收集方法
A O2 KMnO4 a d
B H2 Zn＋稀 H2SO4 b e
C NO Cu＋稀 HNO3 b c
D CO2 CaCO3＋稀 H2SO4 b c
【答案】　B
13．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．①②③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
【答案】　B
【解析】　A 项，气体从溶液中逸出易带出水蒸气，所以浓硫酸应放在③中，错误；B 项，先通 H2 以排出
空气，加热前应先检验 H2 的纯度，正确；C 项，若先停止通 H2，空气中的氧气有可能重新将 W 氧化，应
先停止加热，再关闭活塞 K，错误；D 项，MnO2 和浓盐酸反应制氯气需要加热，不能用启普发生器制备，
错误。
14．（2024·安徽滁州·一模）根据下列装置，回答问题：
(1)图中仪器 a 的名称是 。
(2)实验室常用 (填药品名称)来制取二氧化碳气体，发生反应的化学方程式为 ；其发生装
置可用 A 或 B，与 A 装置相比，B 装置的优点是 。
(3)若用 C 装置加热高锰酸钾制取氧气，发生反应的化学方程式为 。
(4)若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的 H2，请从这些装置中选择并连接成一套组合装置，按
照气流从左到右的流向，写出所选装置接口的连接顺序：b→ 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 石灰石或大理石与稀盐酸 CaCO3+2HCl＝CaCl2 +H2O+CO2 形成液封，节约药品
D
(3) 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2
(4)f→g→i→h→e→d
【解析】（1）仪器 a 的名称是长颈漏斗，答案：长颈漏斗；
（2）实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸来制取二氧化碳气体，石灰石或大理石的主要成分是碳酸钙，碳
酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，发生反应的化学方程式为：
CaCO3+2HCl＝CaCl2 +H2O+CO2 ，【答案】CaCO3+2HCl＝CaCl2 +H2O+CO2 ；
D
（3）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为： 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2 ，
D
【答案】 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2 ；
（4）若用活泼金属单质和稀盐酸反应制取纯净、干燥的 H2，该反应为固液常温型，选择 A 为发生装置，
从 b 端出来的氢气中混有挥发出的氯化氢和水蒸气，氯化氢可利用氢氧化钠溶液吸收，气体从长管 f 进，短
管 g 出，收集干燥的氢气，浓硫酸具有吸水性，且不与氢气反应，再利用浓硫酸干燥气体，气体从长管 i 进，
短管 h 出，收集干燥氢气，氢气密度比空气小，所以可选择向下排空气法收集，即收集装置选择 F，气体从
短管 e 进，长管 d 出，所选装置接口的连接顺序为 b→f→g→i→h→e→d。
15．某化学小组同学利用一定浓度的 H2O2溶液制备 O2，再用 O2氧化 C2H5OH，并检验氧化产物。
Ⅰ．制备 O2
该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)
(1)甲装置中主要仪器的名称为 。
(2)乙装置中，用粘合剂将 MnO2制成团，放在多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞 K1，经
长颈漏斗向试管中缓慢加入 3% H2O2溶液至 。欲使反应停止，关闭活塞 K1即可，此时装置中的
现象是 。
(3)丙装置可用于制备较多 O2，催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大，安全管中的现象
是 ，此时可以将铂丝抽离 H2O2溶液，还可以采取的安全措施是 。
(4)丙装置的特点是 (填序号)。
a．可以控制制备反应的开始和结束
b．可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c．与乙装置相比，产物中的 O2含量高、杂质种类少
Ⅱ．氧化 C2H5OH
该小组同学设计的氧化 C2H5OH 的装置如图(夹持装置省略)
(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。
Ⅲ．检验产物
(6)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号 检验试剂和反应条件 现象 结论
① 酸性 KMnO4溶液 紫红色褪去 产物含有乙醛
② 新制 Cu(OH)2，加热 生成砖红色沉淀 产物含有乙醛
③ 微红色含酚酞的 NaOH 溶液 微红色褪去 产物可能含有乙酸
实验①~③中的结论不合理的是 (填序号)，原因是 。
【答案】(1)分液漏斗 锥形瓶
(2) 刚好没过 MnO2固体 试管内的 H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与 MnO2分离
(3) 液面上升 打开弹簧夹 K2
(4)ab
(5)
(6) ① 乙醇也能使酸性 KMnO4溶液褪色
【分析】用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中，和热的乙醇一起
进入硬质玻璃管中，在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中，被冷
凝收集。
【解析】（1）根据仪器构造可知，甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶；
（2）乙装置是启普发生器的简易装置，可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将 MnO2制成团，放在
多孔塑料片上，连接好装置，气密性良好后打开活塞 K1，经长颈漏斗向试管中缓慢加入 3% H2O2溶液至刚
好没过 MnO2固体，此时可以产生氧气，氧气通过导管导出。欲使反应停止，关闭活塞 K1，此时由于气体
还在产生，使容器内压强增大，可观察到试管内的 H2O2溶液被压入长颈漏斗中，与 MnO2分离；
（3）丙装置用圆底烧瓶盛装 H2O2溶液，可用于制备较多 O2，催化剂铂丝可上下移动可以控制反应速率。
制备过程中如果体系内压强过大，H2O2溶液会被压入安全管中，可观察到安全管中液面上升，圆底烧瓶中
液面下降。此时可以将铂丝抽离 H2O2溶液，使反应速率减慢，还可以打开弹簧夹 K2，使烧瓶内压强降低；
（4）a．催化剂铂丝可上下移动可以控制制备反应的开始和结束，a 正确；
b．催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越快，可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率，
b 正确；
c．丙装置用圆底烧瓶盛装 H2O2溶液，与乙装置相比，可用于制备较多 O2，但产物中的 O2含量和杂质种类
和乙中没有区别，c 错误；
故选 ab；
（5）氧气可以用浓硫酸干燥，所以可以用一个洗气瓶，里面盛装浓硫酸干燥氧气，如图 ；
（6）实验①不合理，因为乙醇有挥发性，会混入生成的乙醛中，乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以
酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明产物中含有乙醛。
16．（2024·陕西安康·模拟预测）过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可。与水以任意比例混溶，是一种强氧化
剂。其一般以 30%~60%的水溶液形式存放，水溶液俗称双氧水，适用于医用伤口消毒，环境消毒和食品消
毒等。回答下列问题：
MnO2
(1)实验室中利用反应 2H2O2 2H2O+O2↑制取 O2，可选用的发生装置是 (填字母，下同)，收集
O2可选用的装置是 (填字母)。
(2)实验室中欲用 34%H2O2溶液(密度为 1.127g/cm3)配制 250mL1.50mol/L H2O2溶液，所需 34% H2O2溶液的
体积为 mL(保留三位有效数字)。
(3)过氧化氢是一种二元弱酸，写出 H2O2的第一步电离方程式：
(4)某课外兴趣小组欲探究温度对 H2O2电离平衡的影响，进行如下实验：
①实验任务：利用灵敏 pH 计测量溶液的 pH，并探究电离过程是否吸热。
②查阅资料：20℃时，K (H O )=2.4×10-12a1 2 2 ，lg6≈0.778。
③提出猜想：反应物浓度相同时；温度越高，酸性越强，pH 越小。
④设计实验、验证猜想。取试样进行表正实验 1～3，记录数据。
试祥 温度/℃ pH
1 10mL1.5mol/L 的双氧水 20 X1
2 10mL1.5mol/L 的双氧水 30 X2
3 10mL1.5mol/L 的双氧水 50 X3
⑤数据分析、交流讨论。
实验结果：X2小关系表示)；pH 出现 X1⑥优化实验。在 20℃下进行下列实验：
试样 反应前后温度变化/℃
4 10mL1.5mol/L 的双氧水、10mL1.5mol/L 的 NaOH 溶液 △T1
5 10mL1.5mol/L 的 H2SO4溶液 10mL1.5mol/L 的 NaOH 溶液 △T2
若实验中测得△T1 △T2(填“>”或“<”)，则说明 H2O2电离过程吸热。
【答案】(1) C D 或 E 或 H
(2)33.3
(3) H O +2 2 H +HO
-
2
(4) 5.72 X2【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以
此进行对比；
【解析】（1）反应为固液不加热反应，且二氧化锰为粉末不能使用多孔隔板，故选用的发生装置是 C，氧气
密度大于空气且难溶于水，收集 O2可选用的装置是 D 或 E 或 H；
c=1000ρω 1000 1.127 0.34（2）由 可知密度为 1.127 g/cm3质量分数为 34%的 H2O2的物质的量浓度为M 34
mol/L=11.27 mol/L，设需要浓 H2O2的体积为 V mL，由稀释定律可知，稀释前后溶质的物质的量不变，则
有 V×10-3L×11.27mol/L=0.25 L×1.5mol/L，解得 V≈33.3mL；
（3 + -）过氧化氢是一种二元弱酸，则 H2O2的第一步电离方程式：H 2O2 H +HO2 ；
（4）⑤20℃时，Ka1(H2O2)=2.4×10-12，H2O 2 H
+ +HO-2 ，1.5mol/L 的双氧水中
c H+ c HO-
2 c
2 H+
Ka1 H2O2 = =2.4 10
-12 c H+， = 3.6 10-6 mol/L，pH=5.72；猜想：反应物浓度相
c H2O2 1.5
同时；温度越高，酸性越强，pH 越小，则测得 pH 数据中能证明上述猜想的是 X2因是升高温度也会促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大。
⑥中和反应为放热反应，且硫酸为强酸，溶液中硫酸完全电离，故实验中△T1<△T2，说明 H2O2电离过程吸
热，导致反应过程中溶液温度升高值较小。

展开更多......

收起↑