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- 2021-07-08 发布
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高考规范答题系列
(
四
)
气体性质的检验
【
典例导引
】
【
典例
】
(2018·
杭州模拟改编
)
某兴趣小组的同学在
学习浓硫酸性质时
,
发现将一定量的铁与浓硫酸加热时
,
观察到铁完全溶解
,
并产生大量气体。他们对气体的成
分很感兴趣
,
有的同学认为气体只含有
SO
2
,
也有的同学
认为还应该含有
H
2
;
请你帮他们设计实验验证所产生的
气体的成分
__________________________________
。
阅卷
实录
(1)
若气体能使品红溶液或酸性高锰酸钾溶液褪色则含有
SO
2
①
。
(2)
若气体不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
,
则说明是
H
2
②
。
(3)
若气体部分与酸性高锰酸钾溶液反应
,
反应后仍有气体剩余
④
,
则说明是
SO
2
和
H
2
的混合物
③
。
分析
点评
①
只写“品红溶液褪色”
,
不能说明气体一定是
SO
2
;
②
必须“先将气体通入少量酸性高锰酸钾溶液”
;
③
一定要准确描述过量高锰酸钾溶液不褪色
,
说明
SO
2
被完全吸收
;
④
必须通过描述最后是否收集到气体来确定是否有
H
2
。
规范
答案
将反应产生的气体先通入品红溶液
,
若品红溶液褪色
,
说明产生的气体中含有
SO
2
;
再将剩余的气体通入足量酸性高锰酸钾溶液中
,
若无气体剩余
,
则说明产生的只有
SO
2
,
若有气体剩余
,
说明产生的气体是
SO
2
和
H
2
的混合气体
【
踩点得分
】
四个得分点
:
操作→试剂→现象→结论。
(1)
操作
:
将气体通入。
(2)
试剂
:
根据性质选择合适的试剂。
(3)
现象
:
准确完整地描述反应现象。
(4)
结论
:
根据现象得出结论或判断。
【
答题模板
】
操作和试剂
[
将气体通入
×××
溶液或把
×××
试纸靠近集气瓶口
(
或伸入集气瓶内
)
等
]→
现象
(
可观察到
×××
现象
)→
结论
(
说明该气体为
×××
或含有
×××
气体
)
【
类题试解
】
1.
某无色混合气体可能由
CH
4
、
NH
3
、
H
2
、
CO
、
CO
2
和
HCl
中的某几种气体组成。在恒温、恒压的条件下
,
将此混合气体通过浓硫酸时
,
总体积基本不变
;
通过过量的澄清石灰水
,
未见变浑浊
,
但混合气体的总体积减小
,
把剩余气体导出后
,
在
O
2
中能够点燃
,
燃烧产物不能使
CuSO
4
粉末变色。则混合气体的成分是
(
)
A.HCl
、
CO
和
CO
2
B.HCl
、
H
2
和
CO
C.CH
4
和
NH
3
D.HCl
和
CO
【
解析
】
选
D
。将此混合气体通过浓硫酸时
,
总体积基本不变
,
说明不存在氨气
;
通过过量的澄清石灰水
,
未见变浑浊
,
但混合气体的总体积减小
,
说明一定含有氯化氢
,
肯定不含
CO
2
;
燃烧产物不能使
CuSO
4
粉末变色
,
说明不存在甲烷和氢气
,
存在
CO
。
2.
聚合硫酸铁又称聚铁
,
化学式为
[Fe
2
(OH)
n
(SO
4
)
3-0.5
n
]
m
,
广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣
(
主要成分为铁的氧化物及少量
FeS
、
SiO
2
等
)
制备聚铁和绿矾
(FeSO
4
·7H
2
O),
过程如下
世纪金榜导学号
验证固体
W
焙烧后产生的气体含有
SO
2
的方法是
_____
________________________
。
【
解析
】
题目要求检验
W
焙烧后产生的气体含有
SO
2
,
因此可以用品红溶液进行检验
,
若气体通入品红溶液后
,
可使品红溶液褪色
,
再加热
,
溶液红色又可恢复
,
则说明含有
SO
2
。
答案
:
将
W
焙烧后产生的气体通入品红溶液
,
使品红褪色
,
再加热
,
溶液又恢复为红色
,
则说明含有
SO
2
3.
某无色混合气体中可能含有乙烯、二氧化碳、二氧化硫和氧气
,
为确定其中一定含有二氧化碳、二氧化硫
,
甲、乙两位同学分别设计了下述实验方案
,
并都认为
:
如果观察到的现象与自己设计的方案一样
,
就可确认无色气体中一定含有二氧化碳和二氧化硫。
(1)
方案甲
:
(2)
方案乙
:
试用简要语言评价上述各实验方案是否严密
?
并说明原因。
(1)
方案甲
:_______________________________;
(2)
方案乙
:_______________________________
。
【
解析
】
因混合气体中可能含
C
2
H
4
、
CO
2
、
SO
2
、
O
2
,
当混合气体使溴水褪色时
,
可能是
C
2
H
4
,
也可能是
SO
2
反应引起的
,
不能确定一定含
SO
2
,
因此甲方案设计不严密。而上述混合气体中能使品红溶液褪色的只有
SO
2
,
且品红溶液颜色变浅而不是褪色
,
说明
SO
2
完全被吸收
,
再使澄清的石灰水变浑浊
,
说明一定含有
CO
2
。
答案
:
(1)
不严密
,
有乙烯的干扰
(2)
严密
,
上述气体中只有
SO
2
能使品红溶液褪色
,
通过足量品红溶液后
,
除去二氧化硫
,
剩余气体能使澄清石灰水变浑浊
,
则一定有
CO
2
存在
4.
为探究
Fe(NO
3
)
2
等硝酸盐热分解产物和产物的性质
,
某化学小组开展如下探究
:
世纪金榜导学号
【
查阅资料
】
Fe(NO
3
)
2
Fe
x
O
y
+NO
2
↑+O
2
↑
实验
:
探究
Fe(NO
3
)
2
热分解气体产物的性质。
小组同学进行了如下实验
,
请完成实验空缺部分内容。限选试剂和用品
:
浓硫酸溶液、
4 mol·L
-1
NaOH
溶液、
0.1 mol·L
-1
BaCl
2
溶液、带火星的木条、
0.1 mol·L
-1
酸性
KMnO
4
溶液、蒸馏水。
实验步骤
预期现象和结论
步骤
1:
取少量
Fe(NO
3
)
2
固体于试管中
,
加热分解
______________,
说明分解产生的气体中含有
NO
2
步骤
2:
将产生的气体依次通过盛有足量
________
、浓硫酸的洗气瓶
,________
在最后一个出口检验
______________,
说明分解产生的气体中含
O
2
【
解析
】
Fe(NO
3
)
2
受热分解产生的气体产物中
,NO
2
是红棕色气体
,O
2
是无色气体
,
有红棕色气体产生
,
能说明分解产物中含有
NO
2
,
先用
NaOH
溶液吸收
NO
2
,
再用浓硫酸干燥
,
在最后一个出气口用带火星的木条检验
,
若带火星木条复燃
,
说明分解产生的气体中含有
O
2
。
答案
:
有红棕色气体产生
4 mol
·
L
-1
NaOH
溶液
用带火星的木条 带火星的木条复燃
【
加固训练
】
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应
,
某学习小组进行了以下探究活动
:
称取铁钉
6.0 g
放入
15.0 mL
浓硫酸中
,
加热
,
充分反应后得到溶液
X
并收集到气体
Y
。
分析上述实验中
SO
2
体积分数的结果
,
丙同学认为气体
Y
中还可能含有
H
2
和
Q
气体。为此设计了下列探究实验装置
(
图中夹持仪器省略
)
。
(1)
装置
B
中试剂的作用是
_______________________
__________________________________
。
(2)
认为气体
Y
中还含有
Q
的理由是
________________
________________(
用化学方程式表示
)
。
(3)
为确认
Q
的存在
,
需在装置中添加
M
于
___________ (
选填序号
)
。
a.A
之前
b.A
~
B
间
c.B
~
C
间
d.C
~
D
间
(4)
如果气体
Y
中含有
H
2
,
预计实验现象应是
________
__________________________
。
【
解析
】
由题意知
,Y
气体中的
Q
气体应该是
CO
2
,
实验设计的思路
:
用
A
装置除去
SO
2
,B
装置检验
SO
2
是否除净
,C
装置吸收
Q
气体和水蒸气
,D
、
E
装置检验
H
2
的存在
,F
装置是防止空气中的水蒸气进入
E
中。
(1)
装置
B
中的品红溶液是检验
SO
2
是否除净。
(2)Q
气体是
CO
2
,
产生的原因是铁中的碳元素被浓硫酸氧化生成。
(3)
检验
CO
2
的装置应设置在除净
SO
2
以后
,
即
B
~
C
间。
(4)
如果
Y
气体中有
H
2
,
则会出现
D
中的
CuO
变红色
,E
中的无水硫酸铜变蓝色。
答案
:
(1)
检验
SO
2
是否除尽
(2)C+2H
2
SO
4
(
浓
) CO
2
↑+2SO
2
↑+2H
2
O
(3)c
(4)D
中固体由黑变红和
E
中固体由白变蓝