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实验室中制取气体装置的设计
素养 目标 1．掌握常见气体的制备及净化方法。 2．掌握解答气体制备实验综合题的思维模型。
考点一　气体制备装置的选择
1．实验室制备气体的发生装置的选择
(1)选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
(2)装置的基本类型
①固体＋固体气体。
②固体＋液体―→气体。
③固体＋液体气体。
2．实验室制备气体的净化装置的选择
(1)净化原则
不减少被净化气体的量、不引入新杂质、操作简便、易于分离。
(2)净化装置的基本类型
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
3．实验室制备气体的收集装置的选择
(1)选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择
①排水法：气体难溶于水且不与水反应，如O2、H2等。
②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。
4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择
①点燃法：如CO、H2、CH4等具有易燃性的气体可用此法，必须先验纯，再点燃。
②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
1．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢溶液和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为(　　)
A．①⑤⑧　　　　　　 B．③④⑦
C．②⑤⑥ D．②④⑧
2．某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2。该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)。
(1)甲装置中仪器a的名称为_____________________________________________。
(2)乙装置中，用黏合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料板上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K1，用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________(填字母)。
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
考点二　实验室制气体的制备思路
1．设计气体制备装置的基本思路
2．气体制备装置的连接顺序
1．要组装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的顺序是(　　)
①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上
②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好陶土网
③用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中
④检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)
⑤在蒸馏烧瓶中装好分液漏斗，连接好导气管
A．②①⑤④③　　　　　　 B．④①②⑤③
C．①②⑤④③ D．①⑤④②③
2．实验室用如图所示的仪器和试剂制取氯化铁粉末，已知氯化铁粉末很容易吸水生成结晶水化合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。
(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)①接______，______接________，________接________。
(2)装置A中发生反应的还原剂是________(填化学式)，B中反应的化学方程式是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)D的作用是________________________________________________________，
E的作用是___________________________________________________________。
(4)A、B中的酒精灯应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯，理由是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)这套实验装置是否完整？________(填“是”或“否”)，若不完整还需补充
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
装置(若第一问填“是”，则此问不需要作答)。
1．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是(　　)
A 　　　　　　　　　　B
C 　　　　　　　　　　D
2．下列能达到实验目的的是(　　)
A．①除去杂质气体CO2
B．②收集并吸收多余的Cl2
C．③干燥Cl2
D．④吸收HCl制盐酸
3．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图，下列说法正确的是(　　)
A．装置A也可直接用于MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B．装置A气密性检查方法：直接向长颈漏斗中加水，当长颈漏斗中液面高于试管液面且高度不变说明气密性良好
C．装置B中盛放无水氯化钙，其作用是除去A中挥发出来的少量水蒸气
D．装置C加热前，用试管在D中管口末端处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度
4．(素养题)某化学研究性学习小组，按如图装置制备NaClO溶液(部分夹持装置省去)。
(1)图中A为实验室制备Cl2的发生装置，可以选用下列图中________(填“甲”“乙”或“丙”)装置，用该装置制备Cl2反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)B装置中仪器a的名称是________，B装置可除去氯气中的氯化氢杂质，此外还有_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一点)的作用。
(3)反应一段时间后，经测定C瓶溶液的pH＝12，预测其中溶质除NaCl外，还可能有________(填化学式)。
6 / 7实验室中制取气体装置的设计
素养 目标 1．掌握常见气体的制备及净化方法。 2．掌握解答气体制备实验综合题的思维模型。
考点一　气体制备装置的选择
1．实验室制备气体的发生装置的选择
(1)选择依据
反应原理、反应物的状态、反应条件等。
(2)装置的基本类型
①固体＋固体气体。
②固体＋液体―→气体。
③固体＋液体气体。
2．实验室制备气体的净化装置的选择
(1)净化原则
不减少被净化气体的量、不引入新杂质、操作简便、易于分离。
(2)净化装置的基本类型
装置Ⅰ(洗气瓶)：盛液体除杂试剂，气流方向是长管进，短管出。
装置Ⅱ(干燥管)：盛固体除杂试剂，气流方向是粗口进，细口出。
3．实验室制备气体的收集装置的选择
(1)选择依据
根据气体的密度、水溶性及是否与水或空气中的O2发生反应来确定气体的收集方法。
(2)方法选择
①排水法：气体难溶于水且不与水反应，如O2、H2等。
②向上排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气大，如O2、CO2、Cl2等。
③向下排空气法：气体不与空气反应，且密度比空气小，如H2等。
4．实验室制备气体的尾气处理装置的选择
(1)选择依据：根据气体的物理性质、化学性质，将气体转化成无毒物质或吸收。
(2)方法选择
①点燃法：如CO、H2、CH4等具有易燃性的气体可用此法，必须先验纯，再点燃。
②吸收法：如Cl2、SO2、HCl、H2S等可用碱液吸收。
1．如图是实验室常见的气体制取、干燥和收集装置。若用过氧化氢溶液和催化剂二氧化锰制取干燥的氧气，则合理的装置组合为(　　)
A．①⑤⑧　　　　　　 B．③④⑦
C．②⑤⑥ D．②④⑧
C　[用H2O2制O2的反应原理为2H2O22H2O＋O2↑，由反应物的状态和反应条件可选②作为制取装置。干燥O2可选用④或⑤装置，要收集干燥的O2只能用⑥装置，故合理的装置组合为②⑤⑥或②④⑥。]
2．某化学小组同学利用一定浓度的H2O2溶液制备O2。该小组同学设计了如下气体发生装置(夹持装置省略)。
(1)甲装置中仪器a的名称为_____________________________________________。
(2)乙装置中，用黏合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料板上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K1，用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________(填字母)。
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
[解析]　(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。用黏合剂将MnO2制成团，放在多孔塑料板上，连接好装置，气密性良好后打开活塞K1，用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)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；催化剂与液体接触的面积越大，反应速率越大，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；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含量和杂质种类和使用乙装置没有区别，c错误。
[答案]　(1)分液漏斗　(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
考点二　实验室制气体的制备思路
1．设计气体制备装置的基本思路
2．气体制备装置的连接顺序
1．要组装一套实验室利用液体和液体反应制备气体的装置，现设计了如下的五步操作，正确的顺序是(　　)
①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上
②将酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好陶土网
③用漏斗向蒸馏烧瓶中加入一种液体反应物，再向分液漏斗中加入另一种液体反应物，并将导气管放入气体收集装置中
④检查装置的气密性(利用固定装置微热的方法检查气密性)
⑤在蒸馏烧瓶中装好分液漏斗，连接好导气管
A．②①⑤④③　　　　　　 B．④①②⑤③
C．①②⑤④③ D．①⑤④②③
A　[实验仪器的安装原则：从下向上，从左向右。首先放置酒精灯，根据酒精灯确定铁圈高度，固定铁圈，放好陶土网；把蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上装好分液漏斗，连接好导气管，检查气密性；装置确定不漏气后，再加液体试剂开始反应制取气体。]
2．实验室用如图所示的仪器和试剂制取氯化铁粉末，已知氯化铁粉末很容易吸水生成结晶水化合物：FeCl3＋6H2O===FeCl3·6H2O。
(1)按照气体流向从左到右顺序连接仪器应是(填仪器接口顺序)①接______，______接________，________接________。
(2)装置A中发生反应的还原剂是________(填化学式)，B中反应的化学方程式是___________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)D的作用是________________________________________________________，
E的作用是___________________________________________________________。
(4)A、B中的酒精灯应先点燃________处(填“A”或“B”)的酒精灯，理由是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)这套实验装置是否完整？________(填“是”或“否”)，若不完整还需补充
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
装置(若第一问填“是”，则此问不需要作答)。
[解析]　(1)用A装置制取氯气，气体分别通入E(盛有饱和食盐水的洗气瓶)除去氯气中的氯化氢，①接⑦；通入D(盛有浓硫酸的洗气瓶)除去氯气中的水蒸气，⑥接④；除杂干燥后和B装置中的铁反应，⑤接②；装置C防止空气中的水蒸气进入。(2)烧瓶A中发生反应MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，所以还原剂为HCl；B中反应是铁和氯气的反应，反应生成氯化铁，化学方程式为3Cl2＋2Fe2FeCl3。(3)D中装有浓硫酸，浓硫酸有吸水性，且不和氯气反应，所以可用浓硫酸干燥氯气；E中是饱和食盐水，可除去氯气中混有的氯化氢气体。(4)A处制取氯气，B处是氯气和铁反应，所以先点燃A处的酒精灯，使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化。(5)氯气有毒，不能直接排入空气中，所以这套实验装置不完整，氯气能和氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，所以可补充用氢氧化钠溶液吸收多余的氯气的尾气吸收装置。
[答案]　(1)⑦　⑥　④　⑤　②　(2)HCl　3Cl2＋2Fe2FeCl3　(3)干燥氯气　除去氯气中的氯化氢气体　(4)A　使制取的Cl2排尽装置内的空气，防止铁被空气中的氧气氧化　(5)否　装有氢氧化钠溶液的烧杯(或尾气吸收)
1．下列气体发生装置，当加入适当的块状固体和液体时不具有随开随用随关随停功能的是(　　)
A 　　　　　　　　　　B
C 　　　　　　　　　　D
D　[A、B、C可以利用压强差控制反应；D没有隔离板，所以不能控制反应的发生与停止。]
2．下列能达到实验目的的是(　　)
A．①除去杂质气体CO2
B．②收集并吸收多余的Cl2
C．③干燥Cl2
D．④吸收HCl制盐酸
C　[A项，导气管应该“长进短出”；B项，Cl2密度比空气密度大，Cl2会直接进入NaOH溶液，收集不到气体；D项，HCl易溶于水，会发生倒吸。]
3．某同学结合所学知识探究Na2O2与H2能否反应，设计装置如图，下列说法正确的是(　　)
A．装置A也可直接用于MnO2与浓盐酸反应制取Cl2
B．装置A气密性检查方法：直接向长颈漏斗中加水，当长颈漏斗中液面高于试管液面且高度不变说明气密性良好
C．装置B中盛放无水氯化钙，其作用是除去A中挥发出来的少量水蒸气
D．装置C加热前，用试管在D中管口末端处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度
D　[
MnO2与浓盐酸需在加热条件下反应生成Cl2，A错误；装置A气密性检查时，应先关闭K1，再向长颈漏斗中加水，否则无法检查装置A的气密性，B错误；装置B中盛放无水氯化钙，不能吸收HCl，C错误；装置C加热前需确保装置内空气已排尽，即用试管在D中管口末端处收集气体点燃，通过声音判断气体纯度，若收集的气体不纯，加热时易发生爆炸，D正确。]
4．(素养题)某化学研究性学习小组，按如图装置制备NaClO溶液(部分夹持装置省去)。
(1)图中A为实验室制备Cl2的发生装置，可以选用下列图中________(填“甲”“乙”或“丙”)装置，用该装置制备Cl2反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)B装置中仪器a的名称是________，B装置可除去氯气中的氯化氢杂质，此外还有_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________(写出一点)的作用。
(3)反应一段时间后，经测定C瓶溶液的pH＝12，预测其中溶质除NaCl外，还可能有________(填化学式)。
[答案]　(1)甲(或乙)　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O[或2KMnO4＋16HCl(浓)===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O]　(2)长颈漏斗　贮存少量气体[或平衡气压(安全瓶)或防倒吸]　(3)NaClO、NaOH
数智分层作业(十四)　实验室中制取气体装置的设计
(分值：70分)
一、选择题(本题共7小题，每小题2分，共14分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．草酸晶体(H2C2O4·2H2O)100 ℃开始失水，101.5 ℃熔化，150 ℃左右分解产生H2O、CO和CO2，用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是(图中加热装置已略去)(　　)
A 　　　　　　　B
C 　　　　　　　D
D　[试管口向上倾斜，水倒流进试管，会使试管底炸裂， A错误；加热固体来制取气体，应选择试管，不能选择锥形瓶， B错误；草酸熔点低，在分解之前就熔化，C装置熔化的草酸会流到试管口，而酒精灯加热部位在试管底部，会使样品无法继续受热分解， C错误；该装置圆满的解决了受热过程中产生水以及样品熔化流动的这两个问题，由草酸晶体100 ℃开始失水，试管口应向下倾斜， D正确。]
2．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(“→”或“←”表示气流方向)能达到实验目的的是(　　)
　　
A　　　　　　　　B
　　
C　　　　　　　　D
C　[氯气经过NaOH溶液时，被NaOH溶液吸收，浓硫酸没有气体可干燥，A不能达到实验目的；氯气的密度比空气大，收集氯气时，导气管应“长进短出”，B不能达到实验目的；氯气在水中的溶解度不大，用水吸收氯气效果欠佳，应使用NaOH溶液吸收氯气，D不能达到实验目的。]
3．在实验室采用如图装置制备气体，下列组合合理的是(夹持装置已略去)(　　)
选项 化学试剂 制备的气体
A 稀盐酸与碳酸氢钠 CO2
B 稀硫酸与铝 H2
C 过氧化氢溶液与二氧化锰 O2
D 浓盐酸与二氧化锰 Cl2
B　[二氧化碳的密度大于空气，不能用向下排空气法收集，A错误；稀硫酸与铝反应生成硫酸铝和氢气，氢气的密度小于空气，能用向下排空气法收集，B正确；氧气的密度大于空气，不能用向下排空气法收集，C错误；二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，常温下不反应，且氯气的密度大于空气，不能用向下排空气法收集，D错误。]
4．如图是气体制取装置，下列选项中能用此装置制取气体并能“随开随用、随关随停”的是(　　)
A．大理石和稀硫酸制取二氧化碳
B．锌粒和稀硫酸制取氢气
C．用二氧化锰与双氧水制取氧气
D．用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气
B　[硫酸钙微溶，不能用硫酸和大理石制取二氧化碳，A错误；锌粒和稀硫酸反应能置换出氢气，且锌粒为固体颗粒，可以做到“随开随用、随关随停”，B正确；二氧化锰是固体粉末，在多孔塑料板上会漏到溶液中，不能做到固液分离，C错误；二氧化锰是固体粉末，在多孔塑料板上会漏到溶液中，不能做到固液分离，且该反应需要加热，D错误。]
5．可用如图所示装置来收集的气体是(　　)
A．H2　　　　　　　 B．O2
C．CO2 D．Cl2
A　[由题图可知，该装置不能用于收集能与碱石灰反应的二氧化碳和氯气，不能用于收集密度大于空气的氧气，只能用于收集不与碱石灰反应且密度小于空气的氢气。]
6．已知NO可与空气中的氧气反应。某学生想利用如图装置(烧瓶不能移动)收集下列气体：；②Cl2；③SO2；④HCl；；⑥NO；⑦NO2。下列说法正确的是(　　)
A．若烧瓶是干燥的，由b进气，可收集②③④⑥⑦
B．若烧瓶是干燥的，由a进气，可收集①⑤
C．若烧瓶中充满水，由a进气，可收集①⑤⑦
D．若烧瓶中充满水，由b进气，可收集⑥
B　[NO不能用排空气法收集，A错误；由a进气可以收集比空气密度小且与空气中的成分不反应的气体，B正确；NH3、NO2不能用排水法收集，C错误；用排水法收集气体不能由b进气，D错误。]
7．下列是一些装置气密性检查的方法，其中正确的是(　　)
A　　　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　　　D
B　[A、C、D中都未形成封闭体系。]
二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
8．(2025·上海复兴高级中学高一期中)以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收HCl气体，而且能防止倒吸的是(　　)
A．①④ B．②③
C．③④ D．②④
D　[①能防止倒吸，但不能使气体充分被吸收，错误；②两个玻璃球有缓冲作用，导管插入溶液中，所以气体能充分被吸收且防止倒吸，正确；③气体成分能被吸收，但产生倒吸，错误；④倒置的球形干燥管插入溶液中，气体能被充分吸收，且球形干燥管有缓冲作用，能防止倒吸，正确。]
9．利用下列装置可以制备无水氯化铁。下列有关说法正确的是(　　)
A．烧瓶B中制备氯气的反应物为二氧化锰和浓盐酸
B．装置C、D中分别盛有浓硫酸、饱和食盐水
C．装置E和装置F之间需要增加一个干燥装置，才能制得无水氯化铁
D．装置F的作用是检验有无氯气逸出
AC　[干燥装置应在除杂装置后，装置C、D中分别盛有饱和食盐水、浓硫酸；装置F中挥发出的水蒸气易进入装置E，需在装置E、F之间增加干燥装置；装置F是尾气吸收装置。]
10．NaH是有机合成中用途很广泛的物质。已知：NaH遇水蒸气剧烈反应。某小组设计如图实验装置制备NaH，下列说法错误的是 (　　)
A．安全漏斗的作用是“液封”
B．装置A中的试剂是稀硫酸和粗锌
C．装置B中的试剂是浓硫酸
D．实验开始后先点燃C处酒精灯，再启动装置A中反应
D　[装置分析：
向安全漏斗中加入液体后，部分液体存于安全漏斗上部弯管中起液封作用，避免氢气从漏斗中逸出，A正确；装置A中稀硫酸与粗锌反应生成氢气，用于后续与Na的反应，B正确；装置B是干燥氢气的装置，装置B中试剂为浓硫酸，C正确；先启动装置A中反应，利用生成的氢气将装置中的空气排出，防止钠与氧气反应，然后点燃C处酒精灯，D错误。]
11．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
[答案]　C
12．实验室以CaCO3为原料，制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。图示装置和原理能达到实验目的的是(　　)
A．用装置甲制取CO2
B．用装置乙除去CO2中的HCl
C．用装置丙干燥并收集CO2
D．用装置丁蒸干溶液获得CaCl2·6H2O
[答案]　C
三、非选择题(本题共3小题，共36分)
13．(11分)某校学生课外活动小组的同学设计如图1所示实验装置，用来验证一氧化碳具有还原性。回答下列问题。
(1)写出装置A中所发生反应的离子方程式： ______________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(2)装置B中是饱和碳酸氢钠溶液，作用是除去挥发的氯化氢气体。若实验中没有装置C，使装置B与装置D直接相连，会对实验造成的影响是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(3)装置D中反应的化学方程式为________________________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(4)根据实验中的______________________________________________________
现象，可证明CO具有还原性。(2分)
(5)若要根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象确认一氧化碳具有还原性，应在上图装置________与________之间连接图2中的________装置(填序号)。(3分)
[解析]　为探究CO还原性，利用C和CO2反应生成的CO还原CuO，结合CuO粉末变成红色和澄清石灰水变浑浊来推测CO的还原性，但因CO2中混有的水蒸气也能和C反应生成CO和H2，生成的H2有还原性，对实验有干扰，因此CO2必须干燥处理，所以反应流程：装置A：用盐酸和石灰石制取CO2，制取的CO2中含有HCl气体，为除去HCl气体，选取的试剂应能除去HCl气体且不和CO2反应，则只能选取可溶性的饱和碳酸氢盐溶液，一般常用饱和的碳酸氢钠溶液；装置B：除去CO2中的HCl；装置C：干燥CO2；装置D：碳和CO2反应制取CO；装置E：CO能还原CuO，使其由黑色变为红色；装置F：澄清石灰水变浑浊的现象确认一氧化碳具有还原性。
[答案]　(1)CaCO3＋2H＋===Ca2+＋H2O＋CO2↑　(2)没有除去气体中的水蒸气，高温下水蒸气与碳反应生成H2和CO，H2也能还原CuO　(3)C＋CO2 2CO　(4)E装置中黑色CuO粉末变成红色　(5)D　E　②
14．(11分)现有m g含有Na2O与Na2O2的混合物样品，某同学在实验室用如图装置(部分夹持仪器已省略)测定Na2O2的含量。
回答下列问题：
(1)Na2O2中阳离子与阴离子的个数之比为__________；CaCO3属于__________(填“酸”“碱”或“盐”)。 (2分)
(2)本实验装置图中有一处明显错误，请指出： _____________________________
_____________________________________________________________________。(2分)
(3)装置D的作用是_____________________________________________；
若无装置D，测得样品中Na2O2的质量分数__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 (3分)
(4)实验结束后，装置F中水的体积为V mL，已知氧气的密度为ρ g·L-1，样品中Na2O2质量分数为__________(用含ρ、m、V的代数式表示)。 (2分)
(5)某学生设计了以下实验方案来测定该样品中Na2O的质量分数，其操作流程和实验数据如图：
该样品中Na2O的质量分数为__________。 (2分)
[解析]　(1)Na2O2由Na＋与构成，阳离子与阴离子的个数之比为2∶1；CaCO3属于盐。(3)装置D的作用是吸收未反应的CO2，若无装置D，测得的氧气体积偏大，则Na2O2的质量分数偏高。(4)实验结束后，装置F中水的体积为V mL，氧气的密度为ρ g·L-1，所以O2的物质的量为×10-3 mol，根据2Na2O2～O2可知，过氧化钠的物质的量为×10-3 mol，样品中过氧化钠的质量分数为×100%＝%。(5)在氧气中灼烧氧化钠转化为过氧化钠：2Na2O＋O22Na2O2，固体增加的质量是9.35 g－7.75 g＝1.6 g，即参加反应的氧气的物质的量是0.05 mol，所以氧化钠的物质的量是0.1 mol，质量是6.2 g，该样品中Na2O的质量分数为×100%＝80%。
[答案]　(1)2∶1　盐　(2)装置B中应长管进，短管出　(3)吸收未反应的CO2　偏高　(4)%　(5)80%
15．(14分)化学是一门以实验为基础的学科，物质的检验鉴别、生产制备都可通过合适的实验方案实现。
(1)纯净干燥的氯气与熔融金属锡反应可制备SnCl4，实验装置如图所示。
已知：ⅰ．金属锡熔点为231 ℃，化学活泼性与铁相似；
ⅱ．SnCl4的沸点为114 ℃，且易与水反应。
回答下列问题：
①装置Ⅰ中反应的离子方程式为_________________________________________
_____________________________________________________________________，
装置Ⅳ中发生反应的化学方程式为_______________________________________
_____________________________________________________________________。
②装置Ⅱ中的试剂是______________；装置Ⅴ的作用是_____________________________________________________________________。
③装置Ⅵ最好选用下列装置中的__________(填标号)。
④为了顺利完成实验，点燃酒精灯的正确操作是__________(填字母)。 (9分)
A．先点燃Ⅰ处酒精灯，后点燃Ⅳ处酒精灯
B．先点燃Ⅳ处酒精灯，后点燃Ⅰ处酒精灯
C．同时点燃Ⅰ、Ⅳ两处酒精灯
(2)某同学探究不同条件下Cl2与正二价锰化合物的反应，实验装置如图所示：
查阅资料显示：
a．Mn2+在一定条件下能被Cl2或ClO－氧化成MnO2(棕黑色)、(绿色)、(紫色)。
b．浓碱条件下可被OH－还原为。
c．Cl2的氧化性与溶液的酸碱性无关，NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
序号 物质X C中实验现象
通入Cl2前 通入Cl2后
Ⅰ 水 得到无色溶液 产生棕黑色沉淀，且放置后不发生变化
Ⅱ 5%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
Ⅲ 40%NaOH溶液 产生白色沉淀，在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 棕黑色沉淀增多，放置后溶液变为紫色，仍有沉淀
①通入Cl2前，Ⅱ、Ⅲ中白色沉淀Mn(OH)2变为棕黑色沉淀MnO2。
②对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，对于Mn2+还原性与溶液酸碱性的认识是________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
③据资料b，Ⅲ中应得到绿色溶液，而实验中得到紫色溶液，分析现象与资料不符的原因：
原因一：可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二：可能是氧化剂过量，氧化剂将氧化为。
ⅰ．用化学方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
ⅱ．取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，观察到溶液由紫色迅速变为绿色，且有无色无味气体产生，该气体的化学式为______；同时还可观察到溶液的绿色缓慢加深，即可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。 (5分)
[解析]　(1)①装置Ⅰ中MnO2和浓盐酸制备Cl2的离子方程式为MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O；装置Ⅳ中干燥的Cl2与熔融金属锡反应可制备SnCl4，化学方程式为Sn＋2Cl2SnCl4。②根据题图装置及题意可知装置Ⅱ、Ⅲ分别用于除杂和干燥Cl2，即装置Ⅱ、Ⅲ中试剂分别为饱和食盐水和浓硫酸。SnCl4的沸点为114 ℃，装置Ⅴ的作用是冷却和收集SnCl4。③因为SnCl4易与水反应，装置Ⅵ的作用是吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置Ⅴ，故最好连接一个装有碱石灰的U形管，可选C。④因为直接加热装置Ⅳ时锡会和空气中的O2反应，反应开始先用Cl2排尽装置中的空气，故应先点燃Ⅰ处酒精灯，后点燃Ⅳ处酒精灯，A正确。(2)②对比实验Ⅰ、Ⅱ通入Cl2后的实验现象，可发现Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强。③ⅰ．Cl2与NaOH反应产生NaCl、NaClO、H2O，使溶液碱性减弱，反应的化学方程式为Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O。ⅱ．取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液，加入4 mL 40% NaOH溶液，溶液紫色迅速变为绿色，且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色是由于在浓碱条件下被OH－还原为，根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒，可知OH－被氧化为O2。
[答案]　(1)①MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2+＋Cl2↑＋2H2O　Sn＋2Cl2SnCl4　②饱和食盐水　冷却和收集SnCl4　③C　④A
(2)②Mn2+的还原性随溶液碱性的增强而增强
③ⅰ．Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O　ⅱ．O2
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