3年高考高考化学 第31讲 气体的制备、实验方案的设计与评价精品试题

高中化学高考总复习---制备实验设计与评价知识讲解及巩固练习题（含答案解析）【高考展望】一、考纲要求1、了解制备实验方案的设计方法和要求。

2、能根据实验试题要求，设计、评价或改进实验方案，得出物质制备的最佳途径。

二、高考动向根据化学实验的目的要求，依据正确的化学原理，结合题给的信息和提供的药品和仪器，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的统一规划，选择最佳方案，达到制取某种物质的目的。

【方法点拨】一、物质制备实验方案的设计思路和要求物质制备设计是用简单原料(可以提供或简单制备获得)在一定的实验条件下直接合成或经过多步反应获得所要得到的物质。

在设计物质制备的实验方案时，要使实验过程达到和保持某种状态、发生某种特定的变化，并得到理想的结果，就必须注意对实验条件进行严格、有效的控制。

控制实验条件实际就是对影响制备结果的干扰因素进行排除的过程。

制备实验方案的设计，对巩固元素化合物知识和掌握好各类有机物之间的相互转化关系，全面训练实验技能，培养分析问题和解决问题的能力都是有益的。

1、物质制备实验方案的设计的一般思路是：(1)物质制备方案的设计，首先要弄清物质制备的原理，从原理为切入点设计方案，方案一般已包括实验名称、目的、原理、用品、步骤、现象记录及结果处理。

(2)针对一个实验，可以设计出多种方案，要对每个方案进行科学的评价，评价可从以下几个方面进行：①理论上要科学。

②操作上要简单可行。

③原料用量要节约。

④要环保，符合绿色化学原则。

2、制备实验方案设计的要求：①原理正确、步骤简单；②条件适宜、操作方便；③原料丰富、价格低廉；④节省试剂、安全防污；⑤产品纯净、易于提纯。

二、实验设计常见的干扰因素1、制备某物质时需要的原料中混有杂质，这些杂质对原料、产品有影响，不利于产品的获得。

2、制备的物质稳定存在需要特定的环境，需要创造适合这种物质存在的环境。

3、被测量的物质引入其他杂质（不反应），使测量结果偏小，或实验过程中没有把相关反应物质全部转化成欲测量的物质，致使测量结果偏小。

成都市高考化学一轮基础复习：专题31 气体的实验室制法和性质探究（II）卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共8题；共16分)1. （2分） (2017高一上·红桥期中) 完成下列实验所选择的装置或仪器（夹持装置已略去）正确的是（）A B C D实验用CCl4提取溴水中的Br2除去乙醇中的苯酚从KI和I2的固体混合物中回收I2配制100mL 0.1000mol•L﹣1 K2Cr2O7溶液装置或仪器A . AB . BC . CD . D2. （2分）用下列装置制取并收集NO2气体，其中最合理的是（）A . AB . BC . CD . D3. （2分） (2020高一上·如东月考) 关于下列实验装置的说法正确的是（）A . 用图1吸收多余氨气且防止倒吸B . 用图2收集SO2并验证其还原性C . 图3蒸干NH4Cl饱和溶液制备NH4Cl晶体D . 用图4实验室制取氯气4. （2分） (2020高二上·大理期末) 下列有关装置对应实验的说法正确的是下列实验中，所选装置或实验设计合理的是（）A . 用图①所示装置可以除去四氯化碳中混有的溴单质B . 用图②所示装置可以分离乙酸乙酯和饱和碳酸钠的混合溶液C . 用图③所示装置可以分离苯和甲苯的混合溶液D . 用图④所示装置可除去CO2中混有的少量HCl5. （2分）利用下列反应制备括号中的物质，不合理的是（）A . 乙烯与氯气加成（1，2﹣二氯乙烷）B . 乙烯与水加成（乙醇C . 等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应（氯乙烷）D . 氯气与苯用氯化铁做催化剂反应（氯苯）6. （2分） (2016高一上·南宁期中) 下列实验操作中错误的是（）A . 过滤时，玻璃棒的末端应轻轻靠在三层滤纸上B . 蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶的支管口处C . 分液时，分液漏斗中下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出D . 称氢氧化钠时，不能直接称量，要放在纸片上称量7. （2分） (2018高三上·曲阜期中) 用如图所示装置和相应试剂能达到实验目的是:（）选项实验目的试剂a试剂b试剂c装置A验证非金属性:S>C>Si稀硫酸Na2CO3Na2SiO3溶液B制备纯净的氯气浓盐酸MnO2饱和食盐水C检验溶液X中含有CO32-盐酸溶液X澄清石灰水D除去Na2CO3中的Na2SO4氯水混合物NaOH溶液A . AB . BC . CD . D8. （2分）下列气体既可以用浓硫酸干燥，又可以用固体碱石灰干燥的是（）A . SO2B . NH3C . Cl2D . H2二、填空题 (共3题；共19分)9. （7分）采用MnO2作H2O2分解的催化剂，如图所示，测量收集到的氧气是实验的关键，你认为应该注意哪几个问题？________（有几个写几个）10. （3分）如图是实验室制取溴苯的三个装置，根据要求回答下列各题：（1）装置A烧瓶中发生反应的化学方程式是________；装置A中左侧长导管的作用是________；装置A 和C中的两处明显错误是________、________（2）在按装置B、C装好仪器及药品后要使反应开始，应对装置B进行的操作是________，应对装置C进行的操作是________（3）装置B、C较好地解决了A中加装药品和使装置及时密封的矛盾，方便了操作．A装置中这一问题在实验中造成的后果是________（4）B中采用了洗气瓶吸收装置，其作用是________．反应后洗气瓶中可能出现的现象是________．．（5）B装置也存在两个明显的缺点，其中之一与A、C中的错误相同，而另一个缺点是：________11. （9分）某同学用加热高锰酸钾的方法制取氧气时，实验结束时，发现试管炸裂了，造成试管炸裂原因可能是下列中的________A．试管外壁有水 B．试管口略向下倾斜C．忘了加催化剂D．________．三、综合题 (共2题；共12分)12. （4分）(2016·分宜模拟) NO很容易与许多分子迅速发生反应，科学家发现在生物体中不断地产生NO，用于细胞间传递信息；NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控．（1） NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图甲所示．①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________（填字母）．A．铁B．铝C．铂D．玻璃②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是________（填化学方程式）．（2）为证明铜丝与稀硝酸反应生成的确实是NO，某学生另设计了一套如图乙所示的装置制取NO．反应开始后，可以在U形管右端观察到无色的NO气体．①长玻璃管的作用是________．②让反应停止的操作方法及原因是________．（3）以下收集NO气体的装置（图丙），合理的是________（填选项代号）．（4）假设实验中12.8 g Cu全部溶解，需要通入标况下________ O2才能使NO全部溶于水．13. （8分）掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，图为实验装置．（1）写出下列仪器的名称：a．________ b．________（2）蒸馏烧瓶进行加热时盛液体不要超过烧瓶容量的________ ，还需加入几块碎瓷片，其作用是________ （3）若利用装置分离四氯化碳和酒精的混合物，还缺少的仪器是________ ，将仪器补充完整后进行实验，温度计水银球的位置在________ 处．冷凝水由________ （填f或g）口通入________ （填f或g）口流出．参考答案一、单选题 (共8题；共16分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、二、填空题 (共3题；共19分)9-1、10-1、11-1、三、综合题 (共2题；共12分) 12-1、12-2、12-3、12-4、13-1、13-2、13-3、。

气体的制备考试题带解析姓名:_____________ 年级:____________ 学号:______________题型选择题填空题简答题xx题xx题xx题总分得分一、选择题（共2题）1.一氧化氮气体是一种无色、无味、有毒且难溶于水的气体，能与空气中的氧气迅速反应。

下列是实验室收集一氧化氮气体的正确方法是（）A．向上排空气法B．向下排空气法C．排水法D．以上方法都可以【答案】【答案】C【解析】本题考查气体的收集方法。

根据题意可知一氧化氮有毒，能与空气中的氧气迅速反应，所以不能用排空气法收集；一氧化氮难溶于水可用排水法收集，所以选C。

难度：容易知识点：制取氧气2.关于实验室制取氧气的说法错误的是（)A.装置① 可用于制二氧化碳B．装置② 可用于制氧气B.装置③ 可用于收集二氧化碳D．装置④ 可用于收集氢气【答案】【答案】C【解析】此题主要考查的是常见气体的制取A．①是固液常温下反应装置，由于实验室用块状大理石和稀盐酸常温下反应制取二氧化碳，故可以用该装置，正确；B．②是固体加热装置，实验室加热固体高锰酸钾或固体氯酸钾制取氧气，故可以用该装置，正确lD．装置②可以较好地控制反应速率【答案】【答案】A【解析】本题考查气体的制备。

用加热高锰酸钾或氯酸钾、二氧化锰混合物的方法制取氧气，可选用发生装置①；氧气不易溶于水且密度大于空气，可选用装置③或⑤收集，A正确；实验室制取氢气可用锌和稀硫酸在常温下反应，氢气难溶于水且密度小于空气，可用装置④或⑤收集，B错误；实验室用石灰石或大理石与稀盐酸在常温下反应制取二氧化碳，二氧化碳气体能溶于水且密度比空气大，可选装置②③组合来制取氢气，C错误；装置②可随时添加液体，但不能控制反应速率，D错误。

三、实验,探究题（共17题）评卷人得分1.正确选择实验仪器是实验成功的重要保证，下面是实验室中常见的仪器，请按要求填空。

（1）配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液，需用到的仪器有________（填序号），还缺少的两种仪器是_______（填名称）；过滤粗盐水所用到的仪器有_________（填序号）。

气体的制备和收集习题练习1．设计四种制备气体的方案：①加热NH4Cl制备氨气；②加热稀盐酸和MnO2制备氯气；③用稀硫酸和大理石制备二氧化碳；④用浓硫酸和锌粒制备氢气，不宜采用的方案有()A．只有①和②B．只有②和③C．只有③和④D．①②③④【答案】D2．以下集气装置中不正确的是()【答案】D3．亚硝酰氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解。

可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。

实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。

(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如图所示：为制备纯净干燥的气体，补充下表中缺少的药品。

(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如图所示：①装置连接顺序为a→________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。

②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步干燥NO、Cl2外，另一个作用是__________________________。

③装置Ⅶ的作用是__________________________________________________。

④装置Ⅷ中吸收尾气时，NOCl发生反应的化学方程式为__________________________________________________。

(3)丙组同学查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气，该反应的化学方程式为__________________________________________________。

【答案】(1)①浓盐酸②饱和食盐水③稀硝酸④水(2)①e→f(或f→e)→c→b→d②通过观察气泡调节气体的流速③防止水蒸气进入反应器④NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O(3)HNO3(浓)＋3HCl(浓)===NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O4．N2在诸多领域用途广泛。

某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。

回夺市安然阳光实验学校课时作业31 气体制备实验方案设计与评价时间：45分钟分值：100分一、选择题(共48分，每小题6分)1．(2013·沈阳质检)某同学用下列实验装置探究硝酸的性质，根据图示判断下列结论不正确的是( )A．试管内壁上“黄霜”的成分是硫B．该实验探究既说明浓硝酸具有氧化性，又说明浓硝酸具有挥发性C．烧杯内的氢氧化钠溶液的作用是除去尾气，防止尾气污染环境D．试管中的浓硝酸可以用浓盐酸代替[答案]D[解析]试管中的浓硝酸挥发，遇到H2S气体，与之反应生成单质S；烧杯中的NaOH与逸出的酸性气体反应，防止这些酸性气体污染环境；浓盐酸无强氧化性，不能代替浓硝酸完成该实验。

2．做完铜与浓硝酸反应的实验后，同学们发现圆底烧瓶中溶液呈绿色，而不显示蓝色，甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高导致的，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体，同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确，这些方案中不可行的是( )A．加热该绿色溶液，观察颜色变化B．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化[答案]B[解析]加水稀释时，溶液中的溶质和所溶气体的量没有改变，浓度均减小，故不能判断。

3．如图是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。

下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是( )A．铜屑和稀硝酸B．二氧化锰和浓盐酸C．浓氨水和生石灰D．碳酸钙和稀盐酸[答案]D[解析]由装置可看出这是一套固液不加热来制取气体的装置，且生成的气体不和浓H2SO4反应，不和O2反应，密度比空气大，所以只有D正确。

4．用如图所示装置进行如下实验，不能达到实验目的的是( )A．瓶中盛满水，从B口进气，用排水法收集H2B．瓶中盛适量浓硫酸，从A口进气来干燥CO2C．从B口进气，用排空气法收集NO2D．瓶中装满水，A口连导管并伸入量筒中，从B口进气，用排水法测量生成O2的体积[答案]C[解析]该装置具有多种功能：一是可以作为集气瓶，从B口进气时，可用排空气法收集密度小于空气密度的气体，故C项错误；也可以用排水法收集或测量难溶于水的气体，故A、D两项正确。

冠夺市安全阳光实验学校专题03 气体的制备1．实验室可用下图装置制取少量氮气。

下列说法正确的是A．②中盛放的是五氧化二磷B．实验开始时先点燃③的酒精灯，再点燃①的酒精灯C．③中玻璃管中的反应：2NH3+3CuO N2+3Cu+3H2OD．实验结束时先熄灭①、③的酒精灯，再将导管从水槽中拿出【答案】C2．根据下图装置和表中提供的试剂完成气体的制取、收集并进行尾气处理，下列选项最合理的是( )选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A 浓氨水CaO NH3H2OB 稀硫酸石灰石CO2NaOH溶液C 浓硝酸Cu NO2NaOH溶液D 浓盐酸MnO2Cl2NaOH溶液【答案】C【解析】A.NH3的密度比空气小，收集NH3的集气瓶的导管应短进长出，故A错误；B.制取CO2时不能使用稀硫酸与石灰石，应选用稀盐酸与石灰石反应，因为稀硫酸与石灰石反应生成微溶的硫酸钙附着在石灰石表面，阻碍反应进一步进行，故B错误；C.铜与浓硝酸反应生成NO2，NO2的密度比空气大，采用向上排空气法收集，NO2有毒，用NaOH溶液吸收尾气，故C正确；D.用浓盐酸和MnO2制取Cl2时，需要加热条件，故D错误。

3．下列有关氯化钠的实验中，选用的实验用品都能用到的是( )A．除去粗盐中的不溶性杂质，选用④⑦⑧⑨B．检验A的滤液中是否含SO42—，选用②③⑩C．利用提纯后的NaCl固体配制0.1 mol·L－1的溶液，选用④⑥⑦⑩D．用NaCl固体与浓H2SO4共热制备HCl气体，选用①⑤⑦⑧⑨【答案】C4．如图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置，下列方案正确的是（）【答案】C【解析】A.氯气能被碱石灰吸收，故不能用碱石灰干燥氯气，故错误；B.氨气可以用碱石灰干燥，氨气的密度比空气小，应用向下排气法收集，但图中为向上排气法收集，故错误。

氨气极易溶于水，用干燥管进行氨气的吸收装置，可以防止倒吸。

C.二氧化硫的密度比空气大，用向上排气法收集，二氧化硫和氯化钙不反应，能用氯化钙干燥，二氧化硫能与氢氧化钠反应，使用干燥管能防止倒吸，故正确；D.一氧化氮不能用排空气法收集，也不能用氢氧化钠吸收，故错误。

气体制备真题及答案解析气体制备是化学实验中常见的一项内容，通过不同的化学反应或方法，可以得到各种不同性质的气体。

本文将通过几个常见的气体制备真题，以及对其答案的解析，来帮助读者更好地理解气体制备的原理和方法。

1. 【真题】如何制备氧气？【答案解析】制备氧气的方法很多，最常见的方法是通过加热过氧化氢（H2O2）来产生氧气。

反应方程式如下：2H2O2（aq）→ 2H2O（l）+ O2（g）在实验中，可以使用实验室常用的实验器材：胶塞烧瓶。

首先，将一定量的过氧化氢溶液加入烧瓶中，并在烧瓶口插入玻璃导管，将导管的另一端浸入水中。

然后，轻轻加热胶塞烧瓶，过氧化氢会分解产生氧气，并通过导管冒出水面。

2. 【真题】请描述制备氮气的方法及其原理。

【答案解析】制备氮气的一种方法是通过加热氨合成硝酸（NH4NO3），反应方程式如下：NH4NO3（s）→ N2（g）+ 2H2O（g）该反应是放热反应，因此通过加热固体氨合成硝酸，可以产生氮气和水。

在实验中，可以使用试剂瓶装有氨合成硝酸，然后加热试剂瓶，观察到氮气从口中冒出。

另一种常见的制备氮气的方法是通过液氮的升华得到。

液氮在室温下很容易蒸发，蒸发的气体就是氮气。

实验中，可以使用液氮倒入一个封闭的容器中，等待液氮升华为气体，就可以制备氮气。

3. 【真题】请解释制备氯气的原理及方法。

【答案解析】制备氯气的方法之一是通过盐酸与漂白粉（含二氧化氯）的反应得到。

反应方程式如下：Ca(ClO)2（s）+ 2HCl（aq）→ CaCl2（aq）+ Cl2（g）+ H2O （l）这是一个氧化还原反应，其中盐酸起到了氧化剂的作用，漂白粉中的二氧化氯则起到了被氧化的作用。

在实验中，首先需要在实验室通风良好的条件下操作。

将适量的盐酸倒入试剂瓶中，然后加入适量的漂白粉，观察到产生氯气的气泡。

另外，制备氯气还可以使用电解法。

将食盐溶解在水中，然后使用氯化钠溶液作为电解液，通过电解将氯化钠分解为氯气和氢气。

高三化学化学实验的设计与评价试题1.如图装置可用于收集气体并验证其某些化学性质，你认为正确的是【答案】D【解析】A项氨气的密度比空气小，应该用向下排空气法，错误；B项Cl2无酸性和漂白性，而是Cl2与水反应生成HCl(酸性)和HClO(漂白性)，错误；C项C2H2分子中含碳碳三键，错误；D项NO2、Cl2均能氧化KI生成I2，正确。

【考点】考查化学实验的设计与评价。

2.(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。

从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。

（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：编号实验目的碳粉/g铁粉/g醋酸/%（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。

t2时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了(“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～t1时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；假设二：；……（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。

请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

【答案】（1）②2.0 ③碳粉含量的影响（2）吸氧腐蚀还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- （或4H++O2+4e-=2H2O）（3）反应放热，温度升高，体积膨胀（4）实验步骤和结论（不要求写具体操作过程）①药品用量和操作同编号①实验（多孔橡皮塞增加进、出导管）②通入氩气排净瓶内空气；③滴入醋酸溶液，同时测量瓶内压强变化（也可测温度变化，检验Fe2+等）。

如果瓶内压强增大，假设一成立。

否则假设一不成立。

（本题属于开放性试题，合理答案均给分）【解析】（1）探究影响化学反应速率，每次只能改变一个变量，故有②中铁的量不变，为 2.0g；③中改变了碳粉的质量，故为探究碳粉的量对速率的影响。

高三化学试验专题复习卷：气体的制备和收集习题练习1．设计四种制备气体的方案：①加热NH4Cl制备氨气；②加热稀盐酸和MnO2制备氯气；③用稀硫酸和大理石制备二氧化碳；④用浓硫酸和锌粒制备氢气，不宜采用的方案有()A．只要①和②B．只要②和③C．只要③和④D．①②③④【答案】D2．以下集气装置中不正确的选项是()【答案】D3．亚硝酰氯(NOCl，熔点：－64.5 ℃，沸点：－5.5 ℃)是一种黄色气体，遇水易水解。

可用于分解清洁剂、触媒剂及中间体等。

实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下分解。

(1)甲组的同窗拟制备原料气NO和Cl2，制备装置如下图：为制备纯真枯燥的气体，补充下表中缺少的药品。

(2)乙组同窗应用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl，装置如下图：①装置衔接顺序为a→________(按气流自左向右方向，用小写字母表示)。

②装置Ⅳ、Ⅴ除可进一步枯燥NO、Cl2外，另一个作用是__________________________。

③装置Ⅶ的作用是__________________________________________________。

④装置Ⅷ中吸收尾气时，NOCl发作反响的化学方程式为__________________________________________________。

(3)丙组同窗查阅资料，查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸，一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气，该反响的化学方程式为__________________________________________________。

【答案】(1)①浓盐酸②饱和食盐水③稀硝酸④水(2)①e→f(或f→e)→c→b→d②经过观察气泡调理气体的流速③防止水蒸气进入反响器④NOCl＋2NaOH===NaCl＋NaNO2＋H2O(3)HNO3(浓)＋3HCl(浓)===NOCl↑＋Cl2↑＋2H2O4．N2在诸多范围用途普遍。