2025年中考化学专项复习讲义专题16 常见气体的制取与净化(解析版)

这是一份2025年中考化学专项复习讲义专题16 常见气体的制取与净化(解析版)，共17页。

◆知识点一 实验室制取气体的一般步骤
一、确定制气体的化学反应原理
确定制气体的化学反应原理
在实验室条件下（如常温、加热、使用催化剂等)，选择试剂、通过什么反应来制取这种气体。
确定原理时，需要综合考虑反应速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否简单、安全，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。
二、设计制取气体的实验装置
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；
根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应等)确定气体收集装置
（如有必要，还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等）。
三、验证得到的气体就是所要制取的气体
根据气体的性质（如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证。
◆知识点二 反应原理及发生装置
一、发生装置
1.选择依据：反应物的状态(固固型或固液型)和反应条件(是否需要加热)。
【名师点拨】实验室制取二氧化碳时药品的选择原则：
（1）不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中会混有氯化氢气体，使制得的气体不纯。
（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是反应生成的硫酸钙为微溶物，会附着在大理石表面阻止反应进行。
（3）不能用碳酸钠(或碳酸钾)代替大理石(或石灰石)，原因是粉末状固体与稀盐酸接触面积大，反应剧烈，不利于反应的控制和气体的收集。
二、可控制反应发生和停止的发生装置
（1）控制反应发生和停止的原理：通过某个操作，实现固体试剂和液体试剂的分离和接触，从而控制反应的开始与停止。
（2）常见的可控制反应发生和停止的装置
注：其中布袋子可换成其他不与液体试剂反应的材质制作的袋子。如制取二氧化碳，液体试剂是稀盐酸，布袋子可换成铜网兜。
◆知识点三 收集装置
选择依据：气体的密度和溶解性。
◆知识点四 检验与验满
◆知识点五 气体的净化与干燥
一、气体的净化
1. 原则：a.不能引入新的杂质气体；b.不能减少被除杂气体的量。
2. 常见气体的除杂装置及除杂试剂.
二、气体的干燥(除水)
◆知识点六 多功能瓶的使用
◆知识点七 尾气处理
◆知识点一 发生装置和收集装置
【典例1】（2024·山东日照·中考真题）下列图示的实验操作正确的是（ ）
【答案】B
【解析】A、取固体粉末时，瓶塞应倒放在桌面上，故A错误；
B、取NaOH固体时，把试管横放，用纸槽将粉末状固体药品放到试管底部，避免粉末沾到试管内壁，再把试管慢慢地竖起，故B正确；
C、氢气的密度比空气小，应采用向下排空气法进行收集，导管应靠近试管底部，故C错误；
D、给试管中的液体加热时，液体不能超过试管容积的，且试管夹应夹在距管口处，同时使用酒精灯火焰的外焰部分加热，试管口向上倾斜，与桌面约成45°，故D错误。
故选B。
【典例2】（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
【解析】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。
【典例3】（2024·广东·中考真题）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（ ）
A．选择药品B．检查气密性
C．发生装置D．收集装置
【答案】C
【解析】A.实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，故A正确；
B.有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B正确；
C.加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误；
D.氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，故D正确；
故选C。
【典例4】（2024·陕西·中考真题）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ）
A．检查气密性B．装药品
C．收集气体D．气体验满
【答案】A
【解析】A、图示中长颈漏斗下端伸入液面以下，形成液封，双手紧握试管外壁，装置内气体受热膨胀，导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好，图示操作正确；
B、实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，向试管中装药品时，应先装固体药品，再装液体药品，且装块状固体药品时，应“一横二放三慢竖”，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，图示操作错误；
C、二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法收集，图示操作错误；
D、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满，图示操作错误；
故选：A。
【典例5】（2024·四川泸州·中考真题）实验室可用如图装置制备与收集H2。下列有关说法错误的是（ ）
A．反应原理为：
B．可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气
C．关闭旋塞后H2将反应液压入长颈漏斗中
D．用向上排空气法代替图中的收集方法
【答案】D
【解析】A、锌粒与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为：，A正确；
B、稀硫酸能与锌粒反应生成硫酸锌和氢气，所以可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气，B正确；
C、关闭旋塞后，试管内H2增多，气压上升，H2将反应液压入长颈漏斗中，C正确；
D、氢气密度小于空气，可用向下排空气法代替图中的收集方法，D错误。
故选：D。
◆知识点二 气体的制取实验
【典例6】（2024·四川绵阳·中考真题）化学是一门以实验为基础的科学。根据所给仪器和实验设计回答下列问题:
(1)实验室用加热氯化铵（）与氢氧化钙固体混合物的方法制取（极易溶于水，密度小于空气）。正确接口顺序从左到右依次为 ，仪器X的名称为 。
(2)实验室利用BD装置制取，发生反应的化学方程式为 。若将通入E装置，观察到白磷的变化是 ，产生该变化的原因是 。
(3)利用下图所示装置制取并探究其性质。将Y形管倾斜，使M中的溶液流入N中与固体颗粒完全反应，化学方程式为 ，然后向N中注入足量的NaOH溶液，整个实验过程中气球的变化情况为 。
【答案】（1）ad 集气瓶
（2） 白磷在水中燃烧 满足了白磷燃烧的两个条件：与氧气接触，温度达到了白磷的着火点
（3） 先变大再变小
【解析】（1）实验室用加热氯化铵（）与氢氧化钙固体混合物的方法制取，该反应属于固体加热型，发生装置选择A，极易溶于水，密度小于空气，应选用向下排空气法收集，收集装置选用C，且气体应从导管d端通入，故正确接口顺序从左到右依次为ad；由图可知，仪器X的名称为集气瓶；
（2）B装置为固液常温型发生装置，利用BD装置制取，应选用药品过氧化氢和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；若将通入E装置，观察到白磷在水中燃烧，这是因为满足了白磷燃烧的两个条件：与氧气接触，温度达到了白磷的着火点；
（3）实验室制取二氧化碳的反应为：大理石（或石灰石）的主要成分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：；将Y形管倾斜，使M中的溶液流入N中与固体颗粒完全反应，气球会先变大，然后向M中注入足量 NaOH 溶液，二氧化碳会与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，气球又会变小，故整个实验过程中，气球先变大后变小。
【典例7】（2024·内蒙古通辽·中考真题）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。
(1)实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。
(2)若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。
(3)新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。
FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。
【答案】（1）A C
（2）n
（3）防止氢气不纯，发生爆炸
【解析】（1）锌和硫酸的反应为固液常温反应，发生装置选A；
排空气法收集的氢气较干燥，且氢气密度比空气小，收集装置选C。
（2）若想收集干燥的氢气，则F为浓硫酸，将氢气直接通入浓硫酸中，可干燥氢气，则将氢气从n口通入。
（3）氢气具有可燃性，不纯会发生爆炸，则向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气。
【典例8】（2024·四川德阳·中考真题）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I．根据图1回答下列问题：
(1)写出装置A中任意一种仪器的名称： 。
(2)实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。
II．根据图2回答下列问题：
(3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2
b．观察O2产生的速率
c．加快O2的生成
d．保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。
【答案】（1）铁架台/酒精灯/导气管/试管
（2）BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）2H2O22H2O+O2↑
（4）abd
（5）向下推动注射器的快慢
【解析】（1）由图可知，装置A的仪器有铁架台、酒精灯、导气管和试管，故填：铁架台或酒精灯或导气管或试管；
（2）实验室制取CO2属于固液常温型，选择的发生装置为B，二氧化碳的密度空气大，能溶于水，只能采用向上排空气法收集，选择的收集装置为D；实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，即石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）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CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：BD；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）若试剂甲为MnO2，反应仓是在固液常温条件下制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑；
（4）a．加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，故选项符合题意；
b．可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，故选项符合题意；
c．加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，故选项不符合题意；
d．加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，故选项符合题意；
故选abd；
（5）可以通过向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，来调节供氧流速，故填：向下推动注射器的快慢。
◆知识点三 多功能瓶的使用
【典例9】（2024·江苏苏州·二模）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。如图实验利用多功能瓶可以达到目的的是（ ）
A．收集H2B．检验CO2
C．除去CO2中水分D．探究CO2能与水反应
【答案】C
【解析】A、氢气密度小于空气，应使用向下排空气法收集氢气，则氢气需从多功能瓶的短管进入，A错误；
B、CO2与NaOH反应生成Na2CO3、H2O，无明显现象，不能检验CO2，B错误；
C、浓硫酸有吸水性，且与CO2不反应，因此可以除去CO2中的水分，C正确；
D、CO2能使湿润的紫色石蕊纸花变红，但图示操作缺乏对照组，无法确定是CO2使紫色石蕊纸花变红还是CO2和水共同作用使紫色石蕊纸花变红，D错误。
故选：C。
【典例10】（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
【解析】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。
【典例11】（2024·山西太原·预测模拟）在医院、实验室经常使用的多功能瓶如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．瓶内盛放半瓶水，病人吸氧时，a管连接氧气钢瓶
B．瓶内盛有适量的浓硫酸(具有吸水性)用于干燥氧气时，a是进气管
C．瓶内充满空气时，如果收集二氧化碳，b是进气管
D．瓶内盛满水时，如果收集氧气，b是进气管
【答案】C
【解析】A、瓶内盛放半瓶水，病人吸氧时，a管连接氧气钢瓶，可以观测生成氧气的速率，且可以湿润氧气，不符合题意；
B、瓶内盛有适量的浓硫酸(具有吸水性)用于干燥氧气时，a是进气管，这样反应比较充分，不符合题意；
C、瓶内充满空气时，如果收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，a是进气管，符合题意；
D、瓶内盛满水时，如果收集氧气，氧气的密度比水小，b是进气管，不符合题意。
故选C。
【典例12】（24-25九年级上·河南驻马店·单元检测）“多功能瓶”具有使用方便、操作简单的优点，可借助它完成多个实验。下列说法错误的是（ ）
A．若用图1收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
B．若用图1收集一瓶氢气(密度比空气小)，则氢气应从b端通入
C．若用图2收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
D．若用图2测量收集的氧气体积，则应在a端连接一个量筒
【答案】C
【解析】A、氧气的密度比空气大，先在集气瓶底部聚集，若用图1收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入，故选项说法正确；
B、氢气密度比空气小，先在集气瓶上方聚集，若用图1收集一瓶氢气，则氢气应从b端通入，故选项说法正确；
C、由于氧气不易溶于水，密度比水小，若用图2收集一瓶氧气，则氧气应从b端通入，故选项说法不正确；
D、由于氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，用图2装置收集氧气，气体从b端通入，水从a端排出，因此若用图2测量收集的氧气体积，则应在a端连接一个量筒，故选项说法正确。
故选C。
目 录
01 理·思维导图：呈现教材知识结构，构建学科知识体系。
02 盘·基础知识：甄选核心知识逐项分解，基础不丢分。
03 究·考点命题：对中考考点命题进行细致研析和讲解，全面提升。
04 辨·易混易错：点拨易混易错关键点，冲刺高分。
装置类型
固固加热型
固液常温型
适用范围
高锰酸钾
过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气(不选E)、大理石(或石灰石)与稀盐酸制二氧化碳、锌与稀硫酸制氢气
装置图
A
B
C
D
E
装置优点
——
安装简单、操作简便
可以随时添加液体药品
可控制反应速率
可控制反应的发生和停止
反应原理
2KMnO4eq \(=====,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑
制氧气(E装置除外)：2H2O2 2H2O+O2↑
制二氧化碳：2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑
制氢气：H2SO4+Zn===ZnSO4+H2↑
注意事项
试管口略向下倾斜的目的是防止生成的冷凝水倒流使试管骤冷炸裂；用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入试管
加入药品不宜过多，防止生成的气体将试管撑破
长颈漏斗下端应浸入液面下，目的是防止生成的气体从导管口溢出
用于剧烈反应，分液漏斗可用注射器代替
固体药品为块状或大颗粒状(二氧化锰为粉末状，不适用于此装置)
装置
开始
打开弹簧夹，液体与固体接触（液体淹没固体），反应开始
将布袋子浸入溶液中
将试管浸入液体中
停止
关闭弹簧夹，气体压强增大，液体被压回长颈漏斗（或烧杯和U型管左侧），液体与固体固液分离，反应停止
提起布袋子离开液面
提起试管离开液面
收集装置
排水法
排空气法
向上排空气法
向下排空气法
适用范围
难溶或不易溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、CH4等
密度比空气大的气体，如O2、CO2等
密度比空气小的气体，如H2、CH4、NH3等
装置优点
收集的气体较纯净
收集的气体较干燥
注意事项
①用排水法收集气体时，集气瓶中应预先装满水，防止收集到的气体不纯，待导管口有连续均匀冒出时开始收集；
②用固固加热型装置制取并用排水法收集气体时，实验结束后，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸入灼热的试管，使试管炸裂；
③用排空气法收集气体时，导管伸入集气瓶底部的目的是排净集气瓶中的空气，使所收集的气体更纯净。
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
除杂装置
除杂试剂
可除去的杂质气体(括号内为杂质气体)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)、H2(HCl)
饱和碳酸氢钠溶液
CO2(HCl)
灼热的氧化铜粉末
CO2(CO)
灼热的铜网
N2(O2)
氢氧化钠溶液
CO(CO2)
干燥装置
干燥剂
浓硫酸
碱石灰(NaOH和CaO固体混合物)、氢氧化钠固体
可干燥的
气体
酸性或中性：H2、O2、N2、CO2等
碱性或中性：NH3、H2、O2、N2等
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
方法
点燃法
吸收法
收集法
装置
举例
可燃性有毒气体采用燃烧的方法，使其转化为对空气无污染的物质，如CO
适用于溶解性较大的气体，如HCl、NH3，防倒吸
将尾气通入溶液中，使其与溶液反应而被吸收，如将SO2通入NaOH溶液
用气球收集尾气，再集中处理或再利用
A．加入固体粉末
B．取用固体
C．收集氢气
D．加热试管里的液体