


2025年中考化学二轮热点题型与演练05 常见气体的制备(含答案)
展开 这是一份2025年中考化学二轮热点题型与演练05 常见气体的制备(含答案),共44页。
气体制备是江苏中考化学核心考点,占实验题分值 30% 以上,重点考查氧气、二氧化碳等气体的反应原理、装置选择、操作步骤及检验方法,综合体现学生实验设计能力和科学素养,是区分度较高的命题模块。实验室制取气体的一般解题思路:
攻略01 确认气体制取的化学反应原理
【典例剖析】
【例1-1】(2024·江苏徐州·中考真题)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 。
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式1-1】(2024·江苏南京·三模)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。A装置的试管口放一团棉花的作用是 。
【变式1-2】(2024·江苏泰州·二模)掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。请根据图示装置回答下列问题:
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,该反应的化学方程式是 ,发生装置可选择 (填字母),若用C装置收集氧气,收集满的现象是 。
【变式1-3】(2024·江苏南京·一模)根据下列装置图:回答下列问题。
(1)在添加药品前,首先应对装置进行的操作是 。
(2)实验室中用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 。
【变式1-4】(2024·江苏盐城·二模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题。
(1)乙炔(C2H2)是一种可燃性气体,密度略小于空气,难溶于水,它可由电石(主要成分是碳化钙CaC2)与水反应生成,同时还生成一种常见的碱。可选用发生装置 (填序号)和收集装置 (填序号)制乙炔。反应的化学方程式为 ,为获得平稳的气流,写出对该装置进行的改进措施 。
攻略02 制备气体仪器的识别与使用
【典例剖析】
【例2-1】(2024江苏苏州)在高锰酸钾制氧气实验中,一定不需要用到的仪器是
酒精灯B.试管C.漏斗D.集气瓶
【例2-2】(2024·江苏镇江·中考真题)请结合如图回答问题。
(1)仪器名称:① ,② 。
【提分秘籍】
【变式2-1】(2024·江苏南京·二模)请根据下列装置图,回答有关问题。
(1)仪器a的名称为 。
【变式2-2】(2024·江苏扬州·模拟预测)结合如图所示实验装置,回答下列问题。
(1)图中a、b仪器的名称:a b 。
【变式2-3】(2025·江苏宿迁·一模)实验室用如图1所示装置制取气体,并进行相关研究。
(1)仪器a的名称是 。
攻略03 制取装置和收集装置的选择
【典例剖析】
【例3-1】(2022·江苏南京·中考真题)实验室制取某些气体的装置如图。下列说法不正确的是
A.装置①和⑤组合可以用来制取氧气B.装置②和④组合可以用来制取氧气
C.装置②和⑤组合可以用来制取氢气D.装置②和③组合可以用来制取二氧化碳
【例3-2】(2024·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
(1)实验室用稀盐酸和块状石灰石反应制取二氧化碳的化学方程式是 。其发生装置可选用装置A或B,与装置B相比,装置A具有的优点是 。
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式3-1】(2023·江苏无锡·三模)利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是
A.用②③制取二氧化碳B.用②⑤制取氧气
C.用①④制取二氧化碳D.用①③制取氧气
【变式3-2】(2024·江苏淮安·模拟预测)实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
【变式3-3】(2023·江苏南京·一模)化学是一门以实验为基础的学科。
I实验室制取气体的部分装置如图所示,请结合图示回答问题。
(1)①实验室用高锰酸钾制取氧气,选择装置B作为发生装置的原因是 ;发生反应的化学方程式为 。
②在图中所示的收集装置中,不能用于收集氧气的装置是 (填字母)
(2)①实验室可用装置A作为制取二氧化碳的发生装置,大理石应装在 内,发生反应的化学方程式为 。
攻略04 气体的验满与检验
【典例剖析】
【例4-1】(2024·江苏常州·中考真题)下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是
A.取用药品B.加热药品
C.收集氧气D.氧气验满
【例4-2】(2024·江苏连云港·中考真题)O2是人类生存必需的物质,认识和获取O2具有重要意义。
(1)实验室里现有MnO2固体、H2O2,溶液以及下列装置(A~D):
检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 (包括操作和现象)。
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式4-1】(2025·江苏常州·模拟预测)下列图示实验操作中,正确的是
A.氧气的验满B.浓硫酸的稀释
C.过滤D.给液体加热
【变式4-2】(2024·江苏苏州·二模)如图是实验室常用的实验仪器与装置,回答下列问题。
(1)实验室也可以用装置C制取二氧化碳,常用的药品是 (填名称),如要收集一瓶纯净的二氧化碳应选用 装置(填所用装置字母);如果用G装置来收集二氧化碳验满的方法为: 。
【变式4-3】(2024·江苏连云港·二模)甲烷常温下是无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小。甲烷即是能源又是重要的化工原料。请回答下列问题:
(1)实验室选择图-1中的装置E收集CO2,验满的方法是 。
攻略05 气体的净化(除杂)
【典例剖析】
【例5-1】(2024·江苏南京·中考真题)溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
【设计实验】同学们利用图1装置模拟该反应原理进行探究。
(1)饱和NaHCO3溶液的作用是 。
【例5-2】(2024·江苏常州·中考真题)除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所用方法正确的是
A.(CO)气体:,点燃B.(KCl)固体:,加热
C.()气体:浓硫酸D.NaOH()溶液:
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式5-1】(2024·江苏无锡·一模)实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2。下列装置能达到实验目的的是
A.制备B.除杂
C.干燥D.收集
【变式5-2】(2023·江苏盐城·模拟预测)初中化学我们着重学习了三种气体制取的相关知识。根据所学知识结合下图装置,回答下列有关问题:
(1)若用G装置采用排空法收集氢气,氢气应从 进。(选“b”或“c”)如果得到的氢气中混有氯化氢气体,可将其通过 溶液将其除去。
【变式5-3】(2024·江苏南京·二模)下表中除去物质中所含少量杂质的方法不可行的是
A.AB.BC.CD.D
攻略06 万能瓶的使用
【典例剖析】
【例6-1】23.(2024·江苏南通·中考真题)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入MnO2B.制备O2
C.干燥O2D.收集O2
【例6-2】(2024·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
1)常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味,极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室常用氯化铵和熟石灰两种固体混合物共热的方法制取氨气。若选用装置D测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是 。
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式6-1】(2024·江苏常州·一模)用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸并制取纯净氢气,下列实验操作不正确的是
A.AB.BC.CD.D
【变式6-2】(2024·江苏宿迁·三模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题:
(1)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体可能是_______。(填字母代号)
A.NH3B.H2C.O2D.CH4
【变式6-3】(2023·江苏常州·一模)请结合下图回答问题:
(1)在实验室中,集气瓶被称作“万能瓶”,用它可以组装成多种用途的装置,请根据图2中各个装置的特点回答问题:
①实验室若用E装置收集氢气,则氢气应从 (填导管口符号)进入;
②若要收集一定体积的气体,应选用 (填装置序号,下同)装置;
③若要除去CO中的少量,同时收集较纯净的CO,应选用 装置。
攻略07 实验方案的评价与改进
【典例剖析】
【例7-1】(2024·江苏盐城·中考真题)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
(1)实验室制备。根据下列仪器装置,回答问题。
①装置F是在装置B基础上的改进,其优点是 。
【例7-2】(2024·江苏镇江·中考真题)请结合如图回答问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 ,选用装置C相对于B的优点是 。
【变式演练】
【变式7-1】(2025·江苏宿迁·一模)我国致力2060年实现“碳中和”,为助力“碳中和”,的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。
的产生:动、植物的呼吸,化石燃料的燃烧排放大量。
(1)的制备:
①某同学用自制的C装置在实验室制取二氧化碳气体,改进装置的优点是 。
【变式7-2】(2024·江苏徐州·模拟预测)下列装置(省略了夹持仪器)中能作为制备CO2的发生装置,且能随时控制反应的发生与停止的是
A.B.C.D.
【变式7-3】 (2024·江苏·一模)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取气体。
I.实验室制取CO2气体并验证性质
(1)要组装一套“随开随用,随关随停”制取干燥二氧化碳的装置,在图-1中选择合适装置,其正确连接顺序是 (填字母),F中的试剂Y是 (填名称)。
1.(2024·江苏扬州·二模)实验室制取CO2时,用不到的仪器是
A.长颈漏斗B.锥形瓶
C.酒精灯D.镊子
2.(2023·江苏·二模)规范的实验操作是实验成功的保证,某班开展制取的学生实验,以下是几组学生的实验片段,其中正确的是
A.检查装置的气密性B.加入石灰石
C.收集二氧化碳D.存放二氧化碳
3.(2024·江苏泰州·一模)下列与氧气有关的实验操作不正确的是
A.制取B.干燥
C.收集D.验满
4.(2024·江苏南通·一模)“利用高锰酸钾制氧气及氧气的相关性质实验”涉及的实验操作中不正确的是
A.检查装置气密性B.收集氧气
C.氧气的检验D.熄灭酒精灯
5.(2024·江苏南京·二模)常温下,某气体无色、无味、无毒,能溶于水,密度比空气大,如果在实验室里采用如下装置且不需要加热制备该气体,则应选择的发生装置和收集装置是
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和⑤
6.(2024·山西吕梁·模拟预测)多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置,因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是
A. 收集氢气B. 检验二氧化碳
C. 除去氧气中的水分D. 探究二氧化碳能与水反应
7.(2024·江苏无锡·二模)阅读下列材料,完成下面小题。
是一种黄绿色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。能和反应:。实验室以二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,其化学反应方程式为:。实验室制取时,下列装置能达到实验目的是
A.制取B.干燥
C.收集D.吸收尾气
8.(2023·江苏南京·一模)除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),拟定实验方案不可行的是
A.铜粉(C)——在空气中充分灼烧
B.——高温充分煅烧
C.NaCl溶液()——加入适量的溶液,过滤
D.气体(HCl)——依次通过足量的饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸
9.(2023·江苏宿迁·模拟预测)下列各组实验方案中合理的是
A.AB.BC.CD.D
10.(2024·江苏·二模)请根据以下装置完成气体的制备与性质探究实验;
(1)实验室用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式为 ,装置中棉花的作用是 ;
(2)实验室制取氢气、氧气与二氧化碳都可选用的发生装置为 ,将该发生装置与E装置的导管
(填“a”或“b”)相连、再与F装置相连可测得气体的体积,由三种气体的溶解性可知,该操作造成误差最大的气体是 ;
(3)下图是实验小组用双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器,该供氧装置工作时需要考虑的因素有 (填序号)。
①装置的气密性 ②容器材质的承压能力 ③双氧水浓度
11.(2024·江苏宿迁·二模)用如图装置制取并验证相关性质。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A的优点是 。
(3)关闭,打开,装置B中溶液变红:关闭,打开,装置E中溶液变红。将变红的两溶液加热相同时间,装置E中溶液变成紫色,而装置B中溶液仍显红色。
I.装置B中溶液仍显红色的原因是 。
Ⅱ.装置C的作用是 。
12.(2024·江苏盐城·三模)化学是一门以实验为基础的科学,同学们按下图进行气体的制取和性质实验。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式为 。若用C装置收集氧气,验满操作和现象是 。
(3)D装置制取二氧化碳的化学方程式为 。若m处是紫色石蕊试液,观察到的现象为 。使用D装置的优点为 。
(4)同学们对市场上多种类型制氧机原理研究之后,设计E图装置获得O2。操作时先向左右两边分别加入清水至相应水位线。再在左瓶内先加入过碳酸钠(xNa2CO3•yH2O2),再加入二氧化锰。过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢。左瓶中生成氧气的化学方程式为 。15.7g过碳酸钠充分反应产生2.4g氧气,则过碳酸钠中x:y= (最简整数比)。
攻略01 确认气体制取的化学反应原理
【典例剖析】
【例1-1】(2024·江苏徐州·中考真题)兴趣小组在老师指导下用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳,并进行相关性质探究。
(1)实验室用A装置制取CO2,先向 (填仪器名称)加入石灰石,再向长颈漏斗中注入稀盐酸,反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 锥形瓶
【详解】(1)实验室用A装置制取CO2,先向锥形瓶中加入石灰石(主要成分是碳酸钙),再向长颈漏斗中注入稀盐酸,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式1-1】(2024·江苏南京·三模)化学是一门以实验为基础的科学。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 。A装置的试管口放一团棉花的作用是 。
【答案】(1) 防止加热时粉末状物质进入导管,堵塞导管
【详解】(1)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:;
为了防止加热时粉末状物质进入导管,堵塞导管,需要在A装置的试管口放一团棉花;
【变式1-2】(2024·江苏泰州·二模)掌握实验室制取气体的方法是必备的化学素养。请根据图示装置回答下列问题:
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,该反应的化学方程式是 ,发生装置可选择 (填字母),若用C装置收集氧气,收集满的现象是 。
【答案】(1) A 气泡从瓶口向外逸出
【详解】(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热来制取氧气,该反应的化学方程式是:,因反应为固体加热型反应,反应装置选择A;用C装置收集氧气,判断瓶内氧气已集满的现象是气泡从瓶口向外逸出时;
【变式1-3】(2024·江苏南京·一模)根据下列装置图:回答下列问题。
(1)在添加药品前,首先应对装置进行的操作是 。
(2)实验室中用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为 。
【答案】(1)检查气密性
(2) 2H2O22H2O+O2↑
【详解】(1)制取气体时,为避免装置漏气,在添加药品前,需要先检查装置的气密性,故应对装置进行的操作是检查气密性;
实验室用过氧化氢分解制取氧气时,常需添加二氧化锰作催化剂,反应会生成氧气和水,其反应方程式为2H2O22H2O+O2↑。
【变式1-4】(2024·江苏盐城·二模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题。
(1)乙炔(C2H2)是一种可燃性气体,密度略小于空气,难溶于水,它可由电石(主要成分是碳化钙CaC2)与水反应生成,同时还生成一种常见的碱。可选用发生装置 (填序号)和收集装置 (填序号)制乙炔。反应的化学方程式为 ,为获得平稳的气流,写出对该装置进行的改进措施 。
【答案】(1) B C或E CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑ 将长颈漏斗换成可控制反应速率的分液漏斗
【详解】(1)乙炔(C2H2)是由电石(主要成分是碳化钙CaC2)与水反应生成,反应不需要加热,故可选用的发生装置是:B;由于乙炔(C2H2)密度略小于空气,难溶于水,故可用排水法或向下排空气法收集。故可选用的收集装置是:C或E;由于乙炔(C2H2)是由电石(主要成分是碳化钙CaC2)与水反应生成,同时还生成一种常见的碱,根据质量守恒定律,反应前由钙元素、碳元素、氢元素和氧元素,反应后由碳元素和氢元素,故可推生成的碱是氢氧化钙,故化学方程式为:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑;为获得平稳的气流,应可控制反应的速率,故可将长颈漏斗换成可控制反应速率的分液漏斗。
攻略02 制备气体仪器的识别与使用
【典例剖析】
【例2-1】(2024江苏苏州)在高锰酸钾制氧气实验中,一定不需要用到的仪器是
酒精灯B.试管C.漏斗D.集气瓶
【答案】C
【详解】制备氧气时,不需要使用漏斗。
【例2-2】(2024·江苏镇江·中考真题)请结合如图回答问题。
(1)仪器名称:① ,② 。
【答案】(1) 试管 长颈漏斗
【详解】(1)由图可知,仪器①为试管,仪器②为长颈漏斗;
【提分秘籍】
【变式2-1】(2024·江苏南京·二模)请根据下列装置图,回答有关问题。
(1)仪器a的名称为 。
【答案】(1)长颈漏斗
【详解】(1)仪器a的名称为长颈漏斗;
【变式2-2】(2024·江苏扬州·模拟预测)结合如图所示实验装置,回答下列问题。
(1)图中a、b仪器的名称:a b 。
【答案】(1) 锥形瓶 集气瓶
【详解】(1)由图可知,仪器a为锥形瓶,仪器b为集气瓶。
【变式2-3】(2025·江苏宿迁·一模)实验室用如图1所示装置制取气体,并进行相关研究。
(1)仪器a的名称是 。
【答案】(1)分液漏斗
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是分液漏斗;
攻略03 制取装置和收集装置的选择
【典例剖析】
【例3-1】(2022·江苏南京·中考真题)实验室制取某些气体的装置如图。下列说法不正确的是
A.装置①和⑤组合可以用来制取氧气B.装置②和④组合可以用来制取氧气
C.装置②和⑤组合可以用来制取氢气D.装置②和③组合可以用来制取二氧化碳
【答案】B
【详解】A、高锰酸钾受热分解制氧气实验中反应物为固体,反应条件为加热,则适合用装置①为发生装置,氧气不易溶于水,则可以用排水集气法收集,装置为⑤,故选项说法正确;
B、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解制氧气实验中,反应物为固体与液体的组合,且反应在常温下进行,则适合用②为发生装置;氧气的密度比空气大,不能用向下排空气法收集,则装置④无法收集,故选项说法错误;
C、实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气,反应中反应物为固体与液体的组合,且反应在常温下进行,则适合用②为发生装置;氢气难溶于水,则可以用排水集气法收集,装置为⑤,故选项说法正确;
D、实验室常用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应中反应物为固体与液体的组合,且反应在常温下进行,则适合用②为发生装置;二氧化碳密度比空气大,则可以用向上排空气法收集,装置为③,故选项说法正确。
故选B。
【例3-2】(2024·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
(1)实验室用稀盐酸和块状石灰石反应制取二氧化碳的化学方程式是 。其发生装置可选用装置A或B,与装置B相比,装置A具有的优点是 。
【答案】(1) 可以控制反应的发生与停止
【详解】(1)石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:;
该反应为固液常温型,其发生装置可选用装置A或B,与装置B相比,装置A中,当打开弹簧夹时,长颈漏斗内的液体进入试管,使试管内液面上升到多孔隔板以上,与固体试剂接触,开始反应;当关闭弹簧夹时,产生的气体无法排出,在试管上半部分聚积,使试管内部气压增大,将液体压回到长颈漏斗,使液面降到多孔隔板以下,使反应物相互分离,反应停止,故装置A具有的优点是可以控制反应的发生与停止;
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式3-1】(2023·江苏无锡·三模)利用如图所示装置,能完成实验室制取气体的是
A.用②③制取二氧化碳B.用②⑤制取氧气
C.用①④制取二氧化碳D.用①③制取氧气
【答案】B
【详解】A、实验室制取二氧化碳,常用大理石或石灰石与盐酸反应,属于固液常温型,即选用②;二氧化碳的密度比空气的大,能溶于水,应选用向上排空气法收集气体,即可用②④制取二氧化碳,故说法错误;
B、实验室可加热高锰酸钾或加热氯酸钾制取氧气,此时可选用固体加热型装置①,也可用过氧化氢在以二氧化锰作催化剂的条件下不加热制取氧气,此时可选用固体不加热型装置②,氧气的密度比空气大,可用向上排空气法④收集气体,氧气不易溶于水,可采用排水法⑤收集气体,即可用①④、①⑤、②④、②⑤制取氧气,故说法正确;
C、根据A选项的分析,应用②④制取二氧化碳,故说法错误;
D、根据B的分析,可用①④、①⑤、②④、②⑤制取氧气,故说法错误。
故选B。
【变式3-2】(2024·江苏淮安·模拟预测)实验室制取气体的常见装置如下图示,下列说法正确的是
A.制备时,装置①中的棉花是为了防止固体进入导管
B.装置②中的仪器包括分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞和玻璃导管
C.装置④和⑤均可用于实验室制备气体时收集
D.装置⑥用于收集时,应从导管a处通入
【答案】A
【详解】A、制备氧气时,用高锰酸钾加热制取氧气,装置①中的棉花是为了防止试管内固体粉末进入导管,进而堵塞导管,正确;
B、装置②中的仪器包括长颈漏斗,而非分液漏斗、锥形瓶、双孔橡胶塞等,错误;
C、氧气的密度比空气大,不易溶于水,可用向上排空气法或排水法来收集,则装置③和⑤均可用于收集氧气,错误;
D、二氧化碳密度比空气大,装置⑥用于收集二氧化碳时,应从导管 b 处通入二氧化碳,将空气从 a 导管排出,错误。
故选A。
【变式3-3】(2023·江苏南京·一模)化学是一门以实验为基础的学科。
I实验室制取气体的部分装置如图所示,请结合图示回答问题。
(1)①实验室用高锰酸钾制取氧气,选择装置B作为发生装置的原因是 ;发生反应的化学方程式为 。
②在图中所示的收集装置中,不能用于收集氧气的装置是 (填字母)
(2)①实验室可用装置A作为制取二氧化碳的发生装置,大理石应装在 内,发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1) 反应物为固体,反应条件为加热 C
(2) 干燥管 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
【详解】(1)①①实验室制取气体的发生装置选择的依据为反应物的状态和反应的条件,故实验室用高锰酸钾制取氧气,选择装置B作为发生装置的原因是反应物为固体,反应条件为加热,高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,发生反应的化学方程式为 ;
②收集装置的选择依据气体本身的密度、溶解性等物理性质,氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集,不能用向下排空气法收集,故填C;
(2)①实验室可用装置A作为制取二氧化碳的发生装置,大理石应装在干燥管内,大理石与稀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+CO2↑+H2O;
攻略04 气体的验满与检验
【典例剖析】
【例4-1】(2024·江苏常州·中考真题)下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是
A.取用药品B.加热药品
C.收集氧气D.氧气验满
【答案】C
【详解】A、取用粉末状药品时,试管倾斜,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,故选项错误;
B、给试管中的固体加热时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流,炸裂试管,故选项错误;
C、氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集氧气,故选项正确;
D、氧气具有助燃性,氧气验满:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满,不能伸入集气瓶内,故选项错误;
故选:C。
【例4-2】(2024·江苏连云港·中考真题)O2是人类生存必需的物质,认识和获取O2具有重要意义。
(1)实验室里现有MnO2固体、H2O2,溶液以及下列装置(A~D):
检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是 (包括操作和现象)。
【答案】(1)将带火星的木条伸入瓶中,木条复燃
【详解】(1)氧气具有助燃性,检验一瓶无色气体是氧气的简单方法是将带火星的木条伸入瓶中,木条复燃,则该无色气体是氧气;
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式4-1】(2025·江苏常州·模拟预测)下列图示实验操作中,正确的是
A.氧气的验满B.浓硫酸的稀释
C.过滤D.给液体加热
【答案】D
【详解】A、应将带火星的木条放在集气瓶口检验氧气是否已经收满,若将带火星的木条放入集气瓶内,则无法判断是否集满气体,故选项错误;
B、在稀释浓硫酸时,如果将水倒进浓硫酸,则水的密度较小,浮在浓硫酸上面,溶解时放出的热会使水立刻沸腾,使硫酸液滴向四周飞溅,容易造成伤害事故, 故选项错误;
C、过滤时,不能将待过滤的混合物 “直接”倒入漏斗中,应用玻璃棒引流,漏斗的下端应紧贴在烧杯的内壁上, 故选项错误;
D、给液体加热时,所盛液体不超过试管容积的三分之一,试管与桌面成45°角,试管夹夹持试管如图所示移动,故选项正确;
故选:D。
【变式4-2】(2024·江苏苏州·二模)如图是实验室常用的实验仪器与装置,回答下列问题。
(1)实验室也可以用装置C制取二氧化碳,常用的药品是 (填名称),如要收集一瓶纯净的二氧化碳应选用 装置(填所用装置字母);如果用G装置来收集二氧化碳验满的方法为: 。
【答案】(1) 石灰石或大理石和稀盐酸 fF 将燃着的木条放在b端,若木条熄灭,则说明已收集满
【详解】(1)实验室也可以用装置C制取二氧化碳,常用的药品是石灰石或大理石和稀盐酸;
二氧化碳能溶于水,但二氧化碳达到饱和后仍可以收集到,且二氧化碳溶于水的量较少,故如要收集一瓶纯净的二氧化碳应选用F装置;
如果用G装置来收集二氧化碳,二氧化碳密度比空气大,则气体应该从a端通入,二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,验满的方法为:将燃着的木条放在b端,若木条熄灭,则说明已收集满;
【变式4-3】(2024·江苏连云港·二模)甲烷常温下是无色无味的气体,难溶于水,密度比空气小。甲烷即是能源又是重要的化工原料。请回答下列问题:
(1)实验室选择图-1中的装置E收集CO2,验满的方法是 。
【答案】(1) 将燃着的木条伸到集气瓶口,若木条熄灭,证明已满
【详解】(1)E装置为向上排空气法,验满的方法是将燃着的木条伸到集气瓶口,若木条熄灭,证明已满;
攻略05 气体的净化(除杂)
【典例剖析】
【例5-1】(2024·江苏南京·中考真题)溶洞都分布在石灰岩组成的山洞中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
【设计实验】同学们利用图1装置模拟该反应原理进行探究。
(1)饱和NaHCO3溶液的作用是 。
【答案】(1)除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
【详解】(1)稀盐酸具有挥发性,制取的二氧化碳中会混有氯化氢气体,饱和NaHCO3溶液能与氯化氢反应,且不与二氧化碳反应,从而除去氯化氢杂质。
【例5-2】(2024·江苏常州·中考真题)除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所用方法正确的是
A.(CO)气体:,点燃B.(KCl)固体:,加热
C.()气体:浓硫酸D.NaOH()溶液:
【答案】D
【详解】A、CO2中含有少量CO时,若要使CO通过点燃方式转化为CO2,需要通入大量O2,则反应结束后有O2剩余,该操作除去了CO但引入了新的杂质O2,A选项错误;
B、加入MnO2,加热,KCl不反应,KClO3在MnO2催化作用、加热条件下分解生成KCl、O2,最终剩余固体是KCl、MnO2的混合物,无法得到目标产物KClO3,B选项错误;
C、浓硫酸有吸水性,可以除去H2O,浓硫酸能与NH3反应生成硫酸铵,将含有少量H2O的NH3通入浓硫酸中,无法得到目标产物NH3,C选项错误;
D、加入Ca(OH)2,NaOH与Ca(OH)2不反应,Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀、NaOH,若Ca(OH)2适量,则所得溶液是NaOH溶液,D选项正确。
故选:D。
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式5-1】(2024·江苏无锡·一模)实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2。下列装置能达到实验目的的是
A.制备B.除杂
C.干燥D.收集
【答案】D
【详解】A、石灰石和稀盐酸的反应为常温下的反应,不需要加热,该选项不正确;
B、二氧化碳、氯化氢均能和氢氧化钠反应,不能用氢氧化钠除去二氧化碳中的氯化氢,该选项不正确;
C、浓硫酸具有吸水性,可干燥二氧化碳,但应从长管通入,该选项不正确;
D、二氧化碳密度比空气大,用该装置收集时,气态应从长管通入,该选项正确。
故选D。
【变式5-2】(2023·江苏盐城·模拟预测)初中化学我们着重学习了三种气体制取的相关知识。根据所学知识结合下图装置,回答下列有关问题:
(1)若用G装置采用排空法收集氢气,氢气应从 进。(选“b”或“c”)如果得到的氢气中混有氯化氢气体,可将其通过 溶液将其除去。
【答案】(1) c NaOH
【详解】(1)氢气的密度比空气小,故收集氢气万能瓶短进长出,故氢气应从c端进;
氯化氢可以与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,故如果得到的氢气中混有氯化氢气体,可将其通过氢氧化钠溶液将其除去。
【变式5-3】(2024·江苏南京·二模)下表中除去物质中所含少量杂质的方法不可行的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【详解】A、常温下,一氧化碳和氧化铜不反应,缓缓通过盛有足量氧化铜的玻璃管不能除去一氧化碳,应通过盛有足量灼热氧化铜的玻璃管,符合题意;
B、通过装有足量无水氯化钙的干燥管,无水氯化钙具有吸水性,且与氧气不反应,可用无水氯化钙干燥氧气,不符合题意;
C、氯化钠溶于水,泥沙难溶于水,加足量水充分溶解、过滤、除去泥沙,蒸发结晶,得到氯化钠固体,不符合题意;
D、加入适量的硝酸银溶液,硝酸银和盐酸反应生成氯化银和硝酸,过滤,除去氯化银,可除去杂质,不符合题意。
故选A。
攻略06 万能瓶的使用
【典例剖析】
【例6-1】(2024·江苏南通·中考真题)“实验室用H2O2、MnO2制取O2”涉及的实验装置及操作不正确的是
A.装入MnO2B.制备O2
C.干燥O2D.收集O2
【答案】B
【详解】A、取用粉末状药品,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,图中所示操作正确。
B、用图示装置制取氧气时,长颈漏斗的下端要伸入液面以下,以防生成的氧气由长颈漏斗逸出,图中所示操作错误。
C、用浓硫酸干燥氧气时,氧气应从长管通入,经浓硫酸干燥后由短管排出,图中所示操作正确。
D、氧气的密度比空气大,且与空气中的其他成分不反应,因此可采用向上排空气法来收集氧气,图中所示操作正确。
故选:B。
【例6-2】(2024·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组利用以下装置完成部分气体的相关实验,请你参与。
1)常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味,极易溶于水,密度比空气小的气体。实验室常用氯化铵和熟石灰两种固体混合物共热的方法制取氨气。若选用装置D测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是 。
【答案】(1)防止氨气溶于水
【详解】(1)由于氨气极易溶于水,若选用装置D测定产生氨气的体积,水面需加一层植物油,其目的是防止氨气溶于水;
【提分秘籍】
【变式演练】
【变式6-1】(2024·江苏常州·一模)用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸并制取纯净氢气,下列实验操作不正确的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】A、稀释浓硫酸时应该将浓硫酸沿烧杯内壁倒入水中并用玻璃不断搅拌,选项正确;
B、用B装置制取氢气时,长颈漏斗应伸入液面以下,该装置没有将长颈漏斗伸入液面以下,造成氢气沿长颈漏斗逸出,选项错误;
C、浓硫酸具有吸水性可以用来干燥氢气,氢气从长管进入,经过浓硫酸干燥后沿短管排出,选项正确;
D、氢气密度比空气小,如图装置倒置,故用该装置收集氢气时从长管进入,将空气从短管排出,选项正确;
故选B。
【变式6-2】(2024·江苏宿迁·三模)如图是实验室制取气体的部分装置,请根据实验装置(部分固定装置已省略)回答问题:
(1)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体可能是_______。(填字母代号)
A.NH3B.H2C.O2D.CH4
【答案】(1) C
【详解】(1)A、氨气能和硫酸反应,且氨气密度比空气小,不能用F装置干燥且收集,不符合题意;
B、氢气密度比空气小,不能用F装置收集,不符合题意;
C、氧气能用浓硫酸干燥,且氧气密度比空气大,则能用F装置干燥且收集,符合题意;
D、甲烷的相对分子质量为12+1×4=16,小于29,则密度比空气小,不能用F装置收集,不符合题意。
故选C。
【变式6-3】(2023·江苏常州·一模)请结合下图回答问题:
(1)在实验室中,集气瓶被称作“万能瓶”,用它可以组装成多种用途的装置,请根据图2中各个装置的特点回答问题:
①实验室若用E装置收集氢气,则氢气应从 (填导管口符号)进入;
②若要收集一定体积的气体,应选用 (填装置序号,下同)装置;
③若要除去CO中的少量,同时收集较纯净的CO,应选用 装置。
【答案】(1) a H G
【详解】(1)①实验室若用E装置收集氢气,则氢气应从a进入,因氢气的密度比空气的小,在集气瓶内由上往下聚集;
②若要收集一定体积的气体CO2,应选用H装置,进入集气瓶内的二氧化碳的体积等于压入量筒内液体的体积;
③若要除去CO中的少量,同时收集到较纯净的CO,应选用G装置。二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,一氧化碳不反应,随着一氧化碳的增多,集气瓶内液体上方压强增大,将液体排出集气瓶而收集到一氧化碳气体。
攻略07 实验方案的评价与改进
【典例剖析】
【例7-1】(2024·江苏盐城·中考真题)我国向世界承诺:努力争取2060年前实现“碳中和”——排放量和转化量相等,达到相对零排放,为人类社会可持续发展贡献中国力量。
(1)实验室制备。根据下列仪器装置,回答问题。
①装置F是在装置B基础上的改进,其优点是 。
【答案】(1) 可以控制反应发生与停止
【详解】(1)多孔隔板可以将固体放在试管中部,通过开关止水夹控制固体液体接触和分离,当止水夹打开,固液接触,反应发生,当止水夹夹紧,装置内生成气体导致压强增大,将液体挤回长颈漏斗,液面降到多孔隔板以下与固体分离,反应停止,装置的优点是可以控制反应的发生与停止,故填:可以控制反应的发生与停止;
【例7-2】(2024·江苏镇江·中考真题)请结合如图回答问题。
(1)实验室制取CO2的化学方程式为 ,选用装置C相对于B的优点是 。
【答案】(1) 可以控制反应的发生和停止
【详解】(1)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
与B装置相比,C装置可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
【变式演练】
【变式7-1】(2025·江苏宿迁·一模)我国致力2060年实现“碳中和”,为助力“碳中和”,的产生、制备与资源化利用是重要研究课题。
的产生:动、植物的呼吸,化石燃料的燃烧排放大量。
(1)的制备:
①某同学用自制的C装置在实验室制取二氧化碳气体,改进装置的优点是 。
【答案】(1) 可以控制反应的发生与停止
【详解】(1)C装置无纺布包内装的药品是大理石或石灰石,该装置可以通过“捏”将液体挤压到与固体接触,反应发生,可以通过“放”让液体与固体分开,反应停止,则改进装置的优点是可以控制反应的发生与停止,故填:可以控制反应的发生与停止;
【变式7-2】(2024·江苏徐州·模拟预测)下列装置(省略了夹持仪器)中能作为制备CO2的发生装置,且能随时控制反应的发生与停止的是
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】A.大理石在烧杯底部,不能通过移动试管等将固液分离,而达到随时控制反应的发生与停止的目的,故A错误;
B.该装置产生的气体会从左侧导管逸出,不能通过打开和关闭活塞等将固液分离,而达到随时控制反应的发生与停止的目的,故B错误;
C.该装置可通过打开和关闭活塞等将固液分离,而达到随时控制反应的发生与停止的目的,故C正确;
D.铁片会与盐酸反应生成氢气,同时使制得的二氧化碳不纯,可将有孔铁片改成有孔铜片或有孔塑料片,故D错误。
故选:C。
【变式7-3】 (2024·江苏·一模)在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取气体。
I.实验室制取CO2气体并验证性质
(1)要组装一套“随开随用,随关随停”制取干燥二氧化碳的装置,在图-1中选择合适装置,其正确连接顺序是 (填字母),F中的试剂Y是 (填名称)。
【答案】(1) AFE 浓硫酸
【详解】(1)要组装一套“随开随用,随关随停”制取二氧化碳的实验装置,B装置不能控制反应的停止与发生;关闭活塞,装置A试管内气压增大,液体被压入长颈漏斗中,固液分离,打开活塞后,固液接触,反应进行,能达到随开随制,随关随停的目的,用装置A作发生装置;二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,用向上排空气法收集,故用装置E收集;干燥二氧化碳可用浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,且浓硫酸不与二氧化碳反应,故F中的试剂Y是浓硫酸,装置正确连接顺序是AFE。故填:①AFE;②浓硫酸;
1.(2024·江苏扬州·二模)实验室制取CO2时,用不到的仪器是
A.长颈漏斗B.锥形瓶
C.酒精灯D.镊子
【答案】C
【详解】实验室制取二氧化碳所用到的仪器有锥形瓶(或试管)、长颈漏斗、带导管的橡胶塞、集气瓶、玻璃片;制取二氧化碳不需要加热,故不需要用酒精灯。
故选C。
2.(2023·江苏·二模)规范的实验操作是实验成功的保证,某班开展制取的学生实验,以下是几组学生的实验片段,其中正确的是
A.检查装置的气密性B.加入石灰石
C.收集二氧化碳D.存放二氧化碳
【答案】A
【详解】A、用手紧握试管,观察到导管口有气泡冒出,说明装置气密性好,故正确;
B、加入块状试剂时,将试管横放,将石灰石放到试管口,再把试管慢慢竖起来,使石灰石慢慢滑倒试管底部,故错误;
C、收集二氧化碳一般用向上排空气法,若用排水法收集二氧化碳,应该从短管通气,从长管出水,故错误;
D、二氧化碳的密度大于空气的密度,因此存放二氧化碳时瓶口向上,故错误;
故选A。
3.(2024·江苏泰州·一模)下列与氧气有关的实验操作不正确的是
A.制取B.干燥
C.收集D.验满
【答案】C
【分析】考查氧气的实验室制法、氧气的收集、验满及干燥。
【详解】A、双氧水在二氧化锰催化下能分解成氧气和水,可以用来制取氧气,选择分液漏斗制取氧气时,分液漏斗有活塞,所以下端管口不需要伸入液面以下,二氧化锰是固体药品,要放在锥形瓶中,故A正确;
B、浓硫酸有吸水性,可用来干燥气体,气体进出方向为“长进短出”,若气体从短导管进,会使瓶内压强增大,把浓硫酸压出瓶外,故B正确;
C、氧气密度比空气略大,沿短导管进入,气体会沉积在集气瓶下方,进而从长导管出去,起不到收集作用,故C不正确;
D、氧气具有助燃性,验满时将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明氧气收集满了,故D正确;
故选C。
4.(2024·江苏南通·一模)“利用高锰酸钾制氧气及氧气的相关性质实验”涉及的实验操作中不正确的是
A.检查装置气密性B.收集氧气
C.氧气的检验D.熄灭酒精灯
【答案】B
【详解】A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故正确;
B、氧气密度小于水,采用排水法收集氧气时,水应从下方导管排出,则氧气应从短管进入万能瓶,故错误;
C、检验氧气应使用带火星的木条,将木条伸入集气瓶,若木条复燃,说明集气瓶内的气体是氧气,故正确;
D、熄灭酒精灯时,应该使用灯帽盖灭酒精灯,故正确。
故选B。
5.(2024·江苏南京·二模)常温下,某气体无色、无味、无毒,能溶于水,密度比空气大,如果在实验室里采用如下装置且不需要加热制备该气体,则应选择的发生装置和收集装置是
A.①和③B.②和④C.①和④D.②和⑤
【答案】D
【详解】反应不需要加热,应该用②装置作为发生装置;气体能够溶于水,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即用⑤装置收集,故选D。
6.(2024·山西吕梁·模拟预测)多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置,因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是
A. 收集氢气B. 检验二氧化碳
C. 除去氧气中的水分D. 探究二氧化碳能与水反应
【答案】C
【详解】A、氢气的密度比空气小,使用图示装置收集氢气时,氢气应该从短管通入,故A不能达到目的;
B、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应无明显现象,所以使用氢氧化钠溶液不能检验二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体,故B不能达到目的;
C、浓硫酸具有吸水性,且不与氧气反应,则可用浓硫酸干燥氧气,且气体要长进短出,故C能达到目的;
D、图示中观察到湿润紫色石蕊纸花变红,不能说明二氧化碳能与水发生反应,还需要设置对照实验,证明二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色,故D不能达到目的;
故选:C。
7.(2024·江苏无锡·二模)阅读下列材料,完成下面小题。
是一种黄绿色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水。能和反应:。实验室以二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,其化学反应方程式为:。实验室制取时,下列装置能达到实验目的是
A.制取B.干燥
C.收集D.吸收尾气
【答案】D
【解析】A、实验室以二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,反应条件为加热,该装置无法加热,则不适合用于发生装置,故选项说法错误;
B、氯气和碱石灰中的NaOH会发生反应,不能用碱石灰干燥氯气,故选项说法错误;
C、氯气的密度比空气密度大,应从长端进入,故选项说法错误;
D、氯气有毒,可与NaOH溶液反应,图中装置可吸收尾气,故选项说法正确;
故选D。
8.(2023·江苏南京·一模)除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),拟定实验方案不可行的是
A.铜粉(C)——在空气中充分灼烧
B.——高温充分煅烧
C.NaCl溶液()——加入适量的溶液,过滤
D.气体(HCl)——依次通过足量的饱和碳酸氢钠溶液和浓硫酸
【答案】A
【详解】A、加热时,铜和氧气反应生成氧化铜,碳和氧气反应生成二氧化碳,除去杂质同时也除去了原物质,该选项不正确;
B、高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,符合除杂原则,该选项正确;
C、硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过滤得到氯化钠溶液,该选项正确;
D、盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,浓硫酸具有吸水性,能够吸收水蒸气,最终得到干燥的二氧化碳,该选项正确;
故选:A。
9.(2023·江苏宿迁·模拟预测)下列各组实验方案中合理的是
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【详解】A、二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,将混合气体通过浓硫酸,能除去水蒸气,再通过氢氧化钠溶液,能除去二氧化碳,但又引入了水蒸气,故A实验方案不合理;
B、CuSO4溶液是蓝色的,首先鉴别出蓝色的CuSO4溶液;能与CuSO4溶液反应产生蓝色沉淀的是NaOH溶液,无明显变化的是氯化钠溶液,不加其它试剂可以鉴别,故B实验方案合理;
C、加入过量的碳酸钾溶液,氯化钾与氯化钡不反应,碳酸钾和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾,过滤后的滤液中有氯化钾和碳酸钾,沉淀为碳酸钡。所以应向滤液中加入适量的盐酸,盐酸和碳酸钾反应生成氯化钾、水和二氧化碳,然后向滤渣中滴加稀盐酸,碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,故C实验方案不合理;
D、稀硫酸和,硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀和硝酸,虽然除去了杂质,但是引入了新的杂质硝酸,不符合除杂原则,故D实验方案不合理;
故选B。
10.(2024·江苏·二模)请根据以下装置完成气体的制备与性质探究实验;
(1)实验室用A装置制取氧气,发生反应的化学方程式为 ,装置中棉花的作用是 ;
(2)实验室制取氢气、氧气与二氧化碳都可选用的发生装置为 ,将该发生装置与E装置的导管
(填“a”或“b”)相连、再与F装置相连可测得气体的体积,由三种气体的溶解性可知,该操作造成误差最大的气体是 ;
(3)下图是实验小组用双氧水和二氧化锰自制的简易供氧器,该供氧装置工作时需要考虑的因素有 (填序号)。
①装置的气密性 ②容器材质的承压能力 ③双氧水浓度
【答案】(1) 防止粉末状物质进入导管
(2) B b 二氧化碳
(3)①②③
【详解】(1)A装置为固体加热型,且试管口有一团棉花,则用高锰酸钾制取氧气,化学方程式为:;
棉花的作用是防止粉末状物质进入导管,造成导管堵塞;
(2)实验室制取氢气药品为锌粒和稀硫酸,为固液常温型,实验室制取氧气可以用过氧化氢溶液分解,为固液常温型,实验室制取二氧化碳药品为大理石和稀盐酸,为固液常温型,故发生装置都可以选择B;
E装置中装满水,气体密度比水小,气体要从短管进,故发生装置与导管b连接;
氢气难溶于水、二氧化碳能溶于水、氧气不易溶于水,故造成误差最大的是二氧化碳;
(3)①凡是有气体参与或生成的实验都必须保证装置气密性良好,故需要考虑;
②装置内产生气体压强增大,必须考虑容器材质的承压能力,故需要考虑;
③双氧水浓度会影响产生氧气的速率,故需要考虑;
故选①②③。
11.(2024·江苏宿迁·二模)用如图装置制取并验证相关性质。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置A的优点是 。
(3)关闭,打开,装置B中溶液变红:关闭,打开,装置E中溶液变红。将变红的两溶液加热相同时间,装置E中溶液变成紫色,而装置B中溶液仍显红色。
I.装置B中溶液仍显红色的原因是 。
Ⅱ.装置C的作用是 。
【答案】(1)
(2)可随时控制反应的发生与停止
(3) 二氧化碳气体中混有HCl 除去二氧化碳中混有的HCl
【详解】(1)装置A中石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:;
(2)装置A,可将固体置于有孔隔板上,关闭K1、K2止水夹,U形管中反应产生的气体使右侧管中的压力增大,液体药品被压到左侧管中,当液面低于有孔隔板,固液分离,反应停止;再次打开止水夹,气体排出,液体药品流向右侧管中,与隔板上的固体药品接触时,反应又重新开始,则用A装置的优点为可以控制反应的发生和停止;
(3)①由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中混有氯化氢,关闭 K2,打开 K1 ,气体进入B中,B中含有碳酸和盐酸,能使紫色石蕊溶液变红色;而关闭 K1 ,打开 K2 ,混合气体通过装置C中饱和的碳酸氢钠溶液(盐酸和碳酸氢钠反应生成碳酸钠、二氧化碳和水),可吸收氯化氢气体,装置D可验证氯化氢是否除完全,则进入E中的气体只是二氧化碳,则E中含有碳酸,能使紫色石蕊溶液变红色,将变红的两溶液加热相同时间,碳酸分解,盐酸仍在,所以装置E中溶液仍显红色;故装置B中溶液仍显红色的原因是盐酸具有挥发性,会使二氧化碳中混有氯化氢气体,氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,也能使紫色石蕊试液变红;
②装置C中为饱和的碳酸氢钠溶液,盐酸和碳酸氢钠反应生成碳酸钠、二氧化碳和水,可用于除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。
12.(2024·江苏盐城·三模)化学是一门以实验为基础的科学,同学们按下图进行气体的制取和性质实验。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式为 。若用C装置收集氧气,验满操作和现象是 。
(3)D装置制取二氧化碳的化学方程式为 。若m处是紫色石蕊试液,观察到的现象为 。使用D装置的优点为 。
(4)同学们对市场上多种类型制氧机原理研究之后,设计E图装置获得O2。操作时先向左右两边分别加入清水至相应水位线。再在左瓶内先加入过碳酸钠(xNa2CO3•yH2O2),再加入二氧化锰。过碳酸钠溶于水生成碳酸钠和过氧化氢。左瓶中生成氧气的化学方程式为 。15.7g过碳酸钠充分反应产生2.4g氧气,则过碳酸钠中x:y= (最简整数比)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 将带火星木条放在b导管口,如果带火星木条复燃,则氧气已集满
(3) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 紫色石蕊试液变红 节约药品(合理即可)
(4) 2H2O22H2O+O2↑ 2:3
【详解】(1)据图可知,仪器①的名称是:长颈漏斗;
(2)A为固体加热装置,且带有棉花,故选高锰酸钾制备氧气,高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
若C装置收集氧气,应从导管的长管a进入,因为氧气的密度比空气大;氧气具有助燃性,则验满的操作和现象是:将带火星木条放在b导管处,若木条复燃,则氧气集满;
(3)石灰石(主要成分是碳酸钙)与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应原理是碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊变红,则若m处是紫色石蕊试液,观察到石蕊溶液变红;
D装置为微型装置,使用D装置能节约药品等;
(4)反应仓中生成氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
设生成2.4g氧气,需过氧化氢的质量为z,
z=5.1g,
根据过碳酸钠(xNa2CO3•yH2O2)有,则x:y=2:3。
反应原理或药品的选择
实验室制取氧气:
药品选择:高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰、过氧化氢和二氧化锰。
优先选择过氧化氢和二氧化锰,原因是:节能环保,操作简单。
(2)制取二氧化碳使用大理石(石灰石)和稀盐酸。
①不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
②不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
③不用纯的CaCO3或Na2CO3粉末的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
认识常用的制取气体的仪器:
如酒精灯、铁架台、长颈漏斗、分液漏斗、水槽、集气瓶、锥形瓶、试管等。
发生装置的选择
(1)发生装置选择依据:反应物的状态和反应条件。
(2)装置分析
装置类型
固体加热型(如:高锰酸钾制氧气等)
固液常温型(如:过氧化氢制氧气等)
装置图
收集装置的选择:
(1)收集装置选择依据:气体的密度、溶解性
装置图
装置特点
装置简单,可制取较少量气体
可随时添加液体,制取较多量气体
可连续制取并能控制反应速率
可连续制取并能控制液体滴加速度和加入量
可控制反应的发生和停止
气体
检验
验满
方法
装置
方法
装置
氧气
将带火星的木条伸入集气瓶,若木条复燃则说明气体为氧气
将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃则说明氧气已集满
二氧化碳
将气体通入澄清石灰水中
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则说明二氧化碳已集满
除杂原则:
①不能引入新的气体杂质;
②不能减少被净化气体的量。
除杂和干燥的先后顺序:
一般除杂在前,干燥在后,但如果用加热法除杂,则干燥在前。
气体干燥
浓硫酸:可干燥酸性气体及中性气体,不可干燥氨气。(长进短出)
生石灰、碱石灰、氢氧化钠:可干燥中性及碱性气体,不可干燥酸性气体,如二氧化碳、氯化氢气体等。
无水氯化钙:除NH3以外的所有气体
选项
物质
所含杂质
除去杂质的方法
A
CO2气体
CO
缓缓通过盛有足量氧化铜的玻璃管
B
氧气
水蒸气
通过装有足量无水氯化钙的干燥管
C
NaCl固体
泥沙
加足量水充分溶解、过滤、蒸发结晶
D
HNO3溶液
HCl
加入适量的AgNO3溶液, 过滤
用途
图示
气体进入方向
举例
收集气体
收集密度比空气大的气体,待收集气体通入最下方,即从a或c端通入
收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体,待收集气体通入最上方,即从b或d端通入
收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体,气体应从b端通入
收集O2、H2等
检验、除杂、干燥气体
气体须与液体试剂充分接触,即气体应从a端通入
若检验CO2,X为澄清石灰水
除杂与收集组合装置
——
若X为氢氧化钠溶液,该装置是除去CO2,收集CO
测量气体体积
短进长出,水被压入量筒
CO2等能溶于水或与水反应的气体需在水面上方加一层植物油,目的是防止通入的气体溶于水或与水反应
A.稀释
B.产生H2
C.干燥氢气
D.收集H2
实验目的
实验设计
A
除去氧气中的水蒸气和二氧化碳
将混合气体依次通过浓硫酸、氢氧化钠 溶液
B
鉴别CuSO4溶液、NaOH溶液、NaCl溶液
不需任何试剂,利用物质颜色和相互反应进行鉴别
C
分离KCl和BaCl2 的混合溶液
加入过量的K2CO3溶液,过滤,洗涤, 再向滤渣中加适量的稀盐酸
D
除去稀盐酸中混有少量的稀硫酸
加入适量的Ba(NO3)2溶液,过滤
反应原理或药品的选择
实验室制取氧气:
药品选择:高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰、过氧化氢和二氧化锰。
优先选择过氧化氢和二氧化锰,原因是:节能环保,操作简单。
(2)制取二氧化碳使用大理石(石灰石)和稀盐酸。
①不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
②不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
③不用纯的CaCO3或Na2CO3粉末的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
认识常用的制取气体的仪器:
如酒精灯、铁架台、长颈漏斗、分液漏斗、水槽、集气瓶、锥形瓶、试管等。
发生装置的选择
(1)发生装置选择依据:反应物的状态和反应条件。
(2)装置分析
装置类型
固体加热型(如:高锰酸钾制氧气等)
固液常温型(如:过氧化氢制氧气等)
装置图
收集装置的选择:
(1)收集装置选择依据:气体的密度、溶解性
装置图
装置特点
装置简单,可制取较少量气体
可随时添加液体,制取较多量气体
可连续制取并能控制反应速率
可连续制取并能控制液体滴加速度和加入量
可控制反应的发生和停止
气体
检验
验满
方法
装置
方法
装置
氧气
将带火星的木条伸入集气瓶,若木条复燃则说明气体为氧气
将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃则说明氧气已集满
二氧化碳
将气体通入澄清石灰水中
将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭则说明二氧化碳已集满
除杂原则:
①不能引入新的气体杂质;
②不能减少被净化气体的量。
除杂和干燥的先后顺序:
一般除杂在前,干燥在后,但如果用加热法除杂,则干燥在前。
气体干燥
浓硫酸:可干燥酸性气体及中性气体,不可干燥氨气。(长进短出)
生石灰、碱石灰、氢氧化钠:可干燥中性及碱性气体,不可干燥酸性气体,如二氧化碳、氯化氢气体等。
无水氯化钙:除NH3以外的所有气体
选项
物质
所含杂质
除去杂质的方法
A
CO2气体
CO
缓缓通过盛有足量氧化铜的玻璃管
B
氧气
水蒸气
通过装有足量无水氯化钙的干燥管
C
NaCl固体
泥沙
加足量水充分溶解、过滤、蒸发结晶
D
HNO3溶液
HCl
加入适量的AgNO3溶液, 过滤
用途
图示
气体进入方向
举例
收集气体
收集密度比空气大的气体,待收集气体通入最下方,即从a或c端通入
收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体,待收集气体通入最上方,即从b或d端通入
收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体,气体应从b端通入
收集O2、H2等
检验、除杂、干燥气体
气体须与液体试剂充分接触,即气体应从a端通入
若检验CO2,X为澄清石灰水
除杂与收集组合装置
——
若X为氢氧化钠溶液,该装置是除去CO2,收集CO
测量气体体积
短进长出,水被压入量筒
CO2等能溶于水或与水反应的气体需在水面上方加一层植物油,目的是防止通入的气体溶于水或与水反应
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B.产生H2
C.干燥氢气
D.收集H2
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将混合气体依次通过浓硫酸、氢氧化钠 溶液
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不需任何试剂,利用物质颜色和相互反应进行鉴别
C
分离KCl和BaCl2 的混合溶液
加入过量的K2CO3溶液,过滤,洗涤, 再向滤渣中加适量的稀盐酸
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除去稀盐酸中混有少量的稀硫酸
加入适量的Ba(NO3)2溶液,过滤
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