初中化学中考复习 13专题十三　常见气体的制取与净化 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习

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中考化学
专题十三　常见气体的制取与净化
考点一　常见气体的制备与检验
1.(2020海南,10,3分)鉴别空气、氧气、二氧化碳三瓶气体最简便的方法是 (　　)A.伸入燃着的木条　　B.闻气体的气味C.加入澄清石灰水　　D.观察气体的颜色
答案    A　A项,分别向三瓶气体中伸入燃着的木条,木条正常燃烧的是空气,燃烧更旺的是氧气,木条熄灭的是二氧化碳,正确;B项,空气、氧气、二氧化碳三种气体都是无味气体,闻气味无法鉴别,错误;C项,氧气不能使澄清石灰水变浑浊,空气中的二氧化碳含量极低,很难使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,错误;D项,空气、氧气、二氧化碳三种气体都是无色气体,观察颜色无法鉴别,错误。
2.(2020湖南长沙,46,6分)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液,以及下列仪器: 
 (1)请写出标号⑦的仪器名称　　　    。(2)利用上述仪器和药品可以制取O2,你选择的药品是　　　　　　　　　    ,不需要选择的仪器是　    　    (填序号)。
答案　(1)水槽　(2)氯酸钾、二氧化锰　①④
解析　(1)题图中标号⑦的仪器名称是水槽。(2)题图中的仪器没有长颈漏斗,则④用不上,而根据⑤中导管的角度,可知⑤只适合与②⑥⑧组装成固体加热型发生装置,并只能用排水法收集气体,故选择的药品是氯酸钾、二氧化锰,不需要选择的仪器是①④。
3.(2020黑龙江齐齐哈尔,27,7分)下图是初中化学实验室制取气体的常用装置图,请回答下列问题: 
 (1)仪器①的名称是　　    ;(2)实验室制取二氧化碳选择的发生和收集装置是(填写装置下方的字母)　　    ;(3)若用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置是　　    (填写装置下方的字母),写出该反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ,检验氧气的方法是　　　　　　　　　　　　    ,排水法收集氧气不纯的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　    (答一点即可)。
答案　(1)试管(2)BD(3)A　2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑　把带火星的小木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则为氧气　集气瓶的水未装满或未等导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
解析　(1)仪器①的名称是试管。(2)实验室制取二氧化碳选择的发生装置是固液不加热型装置,收集二氧化碳用向上排空气法。(3)用高锰酸钾制取氧气应选用固体加热型装置A;反应的化学方程式为2KM-nO4  K2MnO4+MnO2+O2↑;检验氧气的方法是把带火星的小木条伸入集气瓶内,若木条复燃,则为氧气;排水法收集氧气不纯的原因可能是集气瓶的水未装满或未等导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集。
易错警示　描述方法时要包含操作、现象、结论三个要素,不能只写操作。
4.(2020安徽,14,6分)下图是实验室中常见装置。回答下列问题。 
 (1)装置A中仪器m的名称是　　　    。(2)用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为　　　　　　　　　    ,发生装置是　　　　　    (填字母序号)。(3)用装置C收集CO2气体时,气体应从　　　    (填“a”或“b”)端通入。(4)下列气体中,只能用装置D而不能用装置C收集的是　　　    (填数字序号)。①H2　　②N2　　③O2
答案　(6分,化学方程式2分,其余每空1分)(1)酒精灯(2)2H2O2  2H2O+O2↑　B(3)a(4)②
解析    (1)仪器m的名称是酒精灯。(2)用过氧化氢溶液制取氧气的发生装置属于固液常温型,故选用的发生装置是B,反应的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。(3)由于CO2的密度比空气密度大,所以用C装置收集CO2时,气体应从C装置的a端通入。(4)用C装置进行排空气法收集气体时,气体的密度可以比空气密度大,也可以比空气密度小,由于N2的密度与空气密度相近,不能用排空气法收集,N2难溶于水,可以用排水法即用D装置收集。
归纳总结　装置C又称为“万能瓶”,有多种用途:①排空气法收集密度比空气密度大或小的气体;②排水法收集不易溶于水或难溶于水的气体;③干燥气体;④净化气体等。
考点二　常见气体的干燥、净化
5.(2020贵州贵阳,33,8分)根据下图回答问题。 (1)反应原理①加热高锰酸钾、分解过氧化氢溶液或加热氯酸钾均可产生氧气,其中分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾时,二氧化锰在反应中起的作用是　　　    。三种方法中,写出其中一个反应的化学方程式　　　    　　　　　　　　　　　　　    。②石灰石和稀盐酸反应产生二氧化碳的化学方程式为　　　　　　　　　　    。(2)制取O2和CO2。连接如图装置完成实验。
答案　(8分)(1)①催化作用　2H2O2  2H2O+O2↑(2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO3  2KCl+3O2↑)②CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑(2)①H2O2溶液　②甲　③收集O2　④浓H2SO4⑤收集CO2
解析　(1)①用分解过氧化氢溶液和加热氯酸钾的方法制氧气时,通常加入二氧化锰作催化剂。②用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl  CaCl2+CO2↑+H2O。(2)①实验室用装置A制取氧气,A是固液常温型装置,所以反应物选择H2O2溶液;②根据C的作用可知,采用排水法收集氧气,所以B应选择甲装置;③甲装置的作用是排水收集氧气;④根据表中的信息可知,用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时,B装置的作用是干燥CO2,所以乙装置中的试剂是浓H2SO4; ⑤C装置是用向上排空气法收集干燥的CO2。
B组　2016—2019年全国中考题组
考点一　常见气体的制备与检验
1.(2017天津,11,2分)化学实验中常用到木条或火柴梗,下列实验方案或操作不能达到目的的是 (　　)A.用带火星的木条检验氧气B.用燃着的木条区分氮气和二氧化碳C.用木条蘸少量浓硫酸验证浓硫酸有腐蚀性D.用火柴梗迅速平放入蜡烛火焰中,约1 s后取出,比较火焰各层温度
答案    B　氧气有助燃性,可以使带火星的木条复燃,故A正确;氮气和二氧化碳都能使燃着的木条熄灭,用燃着的木条无法区分,故B错误;用木条蘸少量浓硫酸,过一会儿木条会炭化变黑,可以验证浓硫酸有腐蚀性,故C正确;用火柴梗迅速平放入蜡烛火焰中,约一秒后取出,根据各层火焰中火柴梗的变黑程度可比较火焰各层温度,故D正确。
2.(2017江苏南京,10,2分)实验室制取某些气体的装置如图。下列说法正确的是 (　　) 
 A.装置①和⑤组合可以用来制取氧气B.装置②和③组合可以用来制取氢气C.装置②和④组合可以用来制取二氧化碳D.装置②可以较好地控制反应速率
答案    A　实验室制取氧气可用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法,可选用的发生装置是①;氧气不易溶于水,可用排水法收集,故A项正确。氢气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故B项错误。二氧化碳的密度比空气大,应用向上排空气法收集,故C项错误。装置②中使用的是长颈漏斗,不能控制反应速率,故D项错误。
3.(2017辽宁沈阳,10,1分)能证明某无色无味气体是CO2的操作及现象是 (　　)
答案    C　能使燃着的木条燃烧更旺的气体为氧气,A错误;能使带火星的木条复燃的气体为氧气,B错误;二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,所以二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,C正确;任何难溶于水的气体通入蒸馏水中都有气泡逸出,D错误。
4.(2018吉林,10,1分)下列实验方案正确的是 (　　)A.制备:用加热KCl和MnO2混合物的方法制O2B.鉴别:用稀盐酸鉴别铁粉、木炭粉和氧化铜粉末C.除杂:用溶解、蒸发的方法除去粗盐中的难溶性杂质D.检验:用内壁涂有澄清石灰水的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上方,检验有水生成
答案    B　氯化钾、二氧化锰受热都不分解,也不反应,无O2产生,A错误;铁与稀盐酸反应产生气泡,木炭粉与稀盐酸不反应,氧化铜与稀盐酸反应,溶液由无色变为蓝色,现象不同,可以鉴别,B正确;粗盐中难溶性杂质需用溶解、过滤法除去,C错误;检验水应用干而冷的烧杯,内壁涂有澄清石灰水的烧杯可以检验生成的二氧化碳,D错误。
5.(2019吉林,18,5分)根据下图回答问题。 
 (1)图中仪器a的名称是　　　    。(2)实验室用加热方法制取氧气的发生和收集装置为　　    (填字母序号)。(3)某同学用自制的D装置在实验室制取二氧化碳气体,无纺布包内装的药品为　　　    ,其反应的化学方程式为     。
答案　(1)集气瓶(1分)　(2)AC(1分)　(3)大理石(或石灰石或碳酸钙或CaCO3)(1分)　CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑(2分)
解析　(1)图中a表示集气瓶;(2)实验室用加热的方法制取氧气,因此发生装置选A,氧气不易溶于水,收集氧气可用排水法,因此选用的装置是AC;(3)制取二氧化碳的原料是石灰石或大理石和稀盐酸,因此无纺布包内装的药品是石灰石或大理石或碳酸钙,管内装入的液体是稀盐酸,二者反应的化学方程式为CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑。
知识延伸　D装置具有随时控制反应的发生与停止的功能。用手捏管时,稀盐酸与石灰石接触,反应发生;松手放开管时稀盐酸与石灰石分开,反应停止。
6.(2016宁夏,16,6分)下图是初中化学常用的实验装置,请根据要求回答问题。 (1)从安全节能的角度考虑,实验室制取氧气最好选用的发生装置是　　　    (填序号,下同),反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　    。(2)实验室通常用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体。则制取甲烷的发生装置可选用　    ,理由是　　　　　　　　　　　　　    。收集装置可选用D,据此推断甲烷的密度比空气的密度　　　    。
答案　(6分)(1)B(1分)　2H2O2  2H2O+O2↑(2分)(2)A(1分)　固体通过加热制取气体(1分)　小(1分)
解析　(1)从安全节能的角度考虑,实验室制取氧气应选用过氧化氢溶液和二氧化锰,故选用的发生装置为B,反应的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。(2)实验室制取甲烷,原料为固体,反应条件为加热,应选用固体加热型气体发生装置,故选A;收集装置选用D,说明甲烷的密度比空气的密度小。
7.(2018黑龙江齐齐哈尔,26,8分)在实验室中利用下列仪器进行制取气体的实验,请回答下列问题: (1)写出标号仪器的名称:D　　　　    ,H　　　　    。(2)利用图中仪器可以制取二氧化碳,你选择的仪器是　　　　　    (填字母,按字母顺序排列),所用药品是　　　　　　    。(3)若补充一种仪器　　　    (填仪器名称),再利用高锰酸钾以及图中仪器还可以制取氧气,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　    。(4)若用装置I收集氧气,气体应从　　　    端导管进入(填“左”或“右”)。
答案　(1)酒精灯　长颈漏斗(2)ABGH　大理石(或石灰石)和稀盐酸(填化学式不给分)(3)试管　2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑(4)右
解析　(1)D是酒精灯,H是长颈漏斗。(2)实验室常用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳,选用固液常温型发生装置,用向上排空气法收集,因此选择的仪器是ABGH。(3)加热高锰酸钾制取氧气需要补充的仪器是试管,反应的化学方程式为2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑。(4)用装置I收集氧气时,气体应从短管进入,即“短进气,长流水”。
8.(2019云南,26,9分)如图是实验室常用的部分实验装置,请按要求回答问题。 
 (1)写出标有编号的仪器名称①　　　    ,②　　　    。(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,所选择的发生和收集装置是　　　    (填字母序号),写出反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　    ;检验氧气收集满的方法是　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)将装置B、E、F相连接用于制取二氧化碳气体并验证其化学性质,若E装置中装有饱和碳酸氢钠溶液,则F装置中可观察到的现象:试管中石蕊溶液　　　　    ,烧杯中澄清石灰水　　　　　    。
(4)下列实验的相关说法不正确的是　　　　    (填数字序号)。 
 ①甲实验中,红磷要过量②乙实验中,水中的白磷没有燃烧,是因为白磷没有跟氧气充分接触③丙实验中,搅拌的目的是防止局部温度过高,造成液滴飞溅④丁实验开始时,先加热,后通入一氧化碳
答案　(9分)(1)①试管　②锥形瓶(错字、别字不得分)(2)AC(或AE)(少选、多选、错选不得分)　2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑　将带火星的木条放在集气瓶口(或E瓶的a管口),若木条复燃说明已经收集满(3)变红　变浑浊(4)④
解析　(1)仪器①是试管,仪器②是锥形瓶。(2)加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑,反应物为固体,条件是加热,发生装置选A,氧气的密度大于空气,收集装置选择C或E,用向上排空气法收集氧气的验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口或E瓶的a管口,观察木条是否复燃。(3)饱和碳酸氢钠溶液可除去二氧化碳中少量的氯化氢气体,防止对二氧化碳的性质实验产生干扰,二氧化碳能使紫色石蕊溶液变红,与澄清石灰水反应生成白色碳酸钙沉淀而变浑浊。(4)燃烧红磷测定空气中氧气含量时红磷要过量,①正确;铜片上的白磷燃烧,热水中的白磷不燃烧,说明燃烧需要可燃物与氧气接触,②正确;蒸发结晶时玻璃棒的作用是搅拌,防止液体局部温度过高导致液滴飞溅,③正确;实验室用一氧化碳还原氧化铁应先向玻璃管内通入一氧化碳,排净空气后再加热,防止一氧化碳与空气混合加热时发生爆炸,④错误。
9.(2018辽宁沈阳,18,10分)实验室制取气体时要考虑下列问题:(一)依据原理,确定制取方案(1)实验室制取O2时选择的药品在组成上的共同点是　　　　　　　　　　　    。任写出其中一个反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(2)下列反应均有CO2生成:①木炭在充足的氧气中燃烧    ②大理石与稀盐酸反应　③煅烧石灰石。实验室制取CO2通常选择方法②。不选择①的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　    ;不选择③的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(二)选择合理的制取装置用下图所示装置制取气体,请回答下列问题:
 (3)仪器a的名称是　　　    。(4)用双氧水和二氧化锰制取O2,选择的发生和收集装置的组合是　　　    (写出一种组合,填序号)。(5)实验室在加热条件下,分解草酸晶体可以制得CO,但是加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体。如果用这种方法制取CO,你从A、B、C中所选择的发生装置是　    (填序号),选择的理由是         。
(三)检验、净化和除杂(6)经检验,实验室用锌粒和稀盐酸制取的氢气中混有HCl气体,写出一种通过发生化学反应除去HCl的试剂　　　　　    。
答案　(一)(1)物质中都含有氧元素(其他合理答案均可)2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑或2KClO3  2KCl+3O2↑或2H2O2  2H2O+O2↑(2)反应物中有氧气,使生成的二氧化碳不纯(其他合理答案均可)　反应条件是高温,实验室条件下不易达到,很难控制(其他合理答案均可)(二)(3)酒精灯　(4)DE或DG(5)C　试管口略向下倾斜,可以防止冷凝水倒流,使试管炸裂;试管底部向下弯曲,可以防止草酸熔化后流到试管口处(三)(6)NaOH溶液(其他合理答案均可)
解析　(一)(1)物质都是由元素组成的,制取氧气的药品在组成上都应该含有氧元素。(2)木炭在氧气中燃烧制取二氧化碳时,会使生成的二氧化碳中混有氧气;煅烧石灰石需要的条件是高温,在实验室中很难达到该条件。(二)(3)仪器a是酒精灯。(4)用双氧水和二氧化锰制取氧气,原料为液体和固体,且反应不需要加热,应选用固液常温型发生装置D;氧气不易溶于水,密度比空气大,可以采用排水法或向上排空气法收集,故收集装置应选用G或E。(5)给固体加热时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流使试管炸裂;由于加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体,为了防止草酸熔化后从试管口流出,应选用装置C。(三)(6)氢气中混有氯化氢气体,氯化氢是酸性气体,可以用碱性溶液除去,如氢氧化钠溶液。
10.(2018湖北黄冈,24,2分)下列关于物质的组成、结构、性质及变化规律的总结,正确的是 (　　)A.C、CO、CO2组成中都含有碳元素,故参与反应时均具有碳的还原性B.HCl和NaOH反应生成了盐和水,故有盐和水生成的反应都是复分解反应C.酸溶液都含有H+,故酸都有相似的化学性质D.浓H2SO4、NaOH都具有吸水性,故它们都能用来干燥二氧化碳气体
考点二　常见气体的干燥、净化
答案    C　CO2不具有还原性,故A错误;有盐和水生成的反应不一定是复分解反应,如二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故B错误;浓硫酸可以干燥二氧化碳气体,但氢氧化钠不可以,因为二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故D错误。
11.(2018陕西A,14,2分)下列实验中,能达到相应实验目的的是 (　　)
答案    A　饱和碳酸氢钠溶液可吸收氯化氢并放出CO2,浓硫酸可除去气体中的水蒸气,因此A选项正确。分离碳酸钙和氯化钙的固体混合物可以加入足量的水搅拌,充分溶解,过滤、洗涤、干燥得到碳酸钙,滤液蒸干得到氯化钙,因此B选项错误。硫酸铁和氢氧化钾反应得到的是氢氧化铁沉淀,因此C选项错误。探究铁生锈的条件应该运用控制变量法进行对比实验,因此D选项错误。
12.(2018天津,22,7分)根据下列装置图回答问题: (1)写出仪器a和b的名称:a　　　    ,b　　　    。(2)实验室用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用的装置为　　　    (填字母),若用F装置干燥二氧化碳气体,F中应加入的试剂是　　　    。(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　    。(4)实验室取用药品要注意节约,如果没有说明用量,一般应该取用最少量,固体药品只需盖满试管底部,
液体药品取用　　　    mL。
答案　(7分)(1)试管　集气瓶(2)BD　浓硫酸(3)2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑(4)1~2
解析    (1)a是试管,b是集气瓶。(2)固体和液体在常温下反应制取气体,选择发生装置B;二氧化碳的密度比空气的密度大且能溶于水,因此只能用向上排空气法收集,选择收集装置D。浓硫酸具有吸水性,可干燥二氧化碳。(3)用高锰酸钾制取氧气的反应的化学方程式为2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑。(4)如果没有说明用量,一般液体药品取用1~2 mL。
13.(2017陕西A,21,5分)实验是进行科学探究的主要方法。下图是初中化学常见实验装置。请回答: 
 (1)仪器①的名称是　　　    。(2)实验室用A装置制取O2的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(3)若要制取并收集一瓶干燥的CO2,所选装置正确的连接顺序是　　　    (填字母)。(4)能用E装置收集的气体具有的物理性质是　　　　　　　　    。
答案　(1)长颈漏斗　(2)2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑(未配平或条件错误或无“↑”符号扣1分,化学式错误扣2分)　(3)BCD　(4)密度比空气小
解析　(1)仪器①为长颈漏斗。(2)A装置试管口有棉花,故制取氧气的原料为高锰酸钾,高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。(3)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,故选取B装置为发生装置;二氧化碳的密度大于空气且能溶于水,所以用D装置收集二氧化碳;浓硫酸具有吸水性,可以用来干燥二氧化碳气体,故装置连接顺序为B、C、D。(4)E为向下排空气法收集气体的装置,所以可收集的气体具有的物理性质是密度比空气小。
14.(2017甘肃兰州A,33,8分)通过近一年的化学学习,你已经掌握了实验室制取气体的有关方法。请根据下图回答问题: 
 (1)以上装置A~F中有一处明显的错误,请加以改正　　　　　　　　　　　　　　　　　    ;利用改正后的装置完成后面的实验;(2)若选用装置B、D、G制取并收集干燥的二氧化碳气体,正确的组装顺序为　　　　　    ,则在装置G中加入的液体试剂是　　　    (填名称);(3)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是　    ,反应的化学方程式为　　　　　　　　　    　　    ;若用装置G收集氧气,气体从　　    (选填“a”或“b”)端通入;(4)装置B、C都能用来制取氢气,相对于装置B,装置C的突出优点是　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(每空1分,方程式2分,共8分)(1)装置B中长颈漏斗的下端浸入液面以下(2)B、G、D　浓硫酸(3)A　2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑　b(4)随时控制反应的发生与停止
解析    (1)装置B中长颈漏斗下端没有浸入液面以下,产生的气体会沿长颈漏斗逸出。(2)实验室制取二氧化碳的发生装置是固液常温型,故发生装置选B;二氧化碳密度比空气大,能溶于水,只能用向上排空气法收集,故收集装置选D;要制取干燥的二氧化碳,还需选G作为干燥装置,干燥剂应用浓硫酸。(3)高锰酸钾是固体,反应条件是加热,发生装置选A;高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4  K2MnO4 +MnO2 +O2↑;氧气密度比空气大,应用向上排空气法收集,故氧气从b端通入,将空气从a端排出。(4)装置C中含有一个多孔隔板和止水夹,可将固体放在多孔隔板上,液体从长颈漏斗加入,打开止水夹时液体流下与固体接触,反应开始;关闭止水夹,气体将液体压回长颈漏斗,固液分离,反应停止。
易错警示　制取并收集干燥的二氧化碳需在发生装置和收集装置之间加一干燥装置。
知识拓展　用装置G收集气体时,密度比空气大的气体从长管进,密度比空气小的气体从短管进;若用排水法收集,气体从短管进;若用水将气体排出来,则水从长管注入。
15.(2016江西南昌,20,6分)请你根据下图回答有关问题: 
 (1)图一中仪器B的名称是　　　　　　    ;(2)实验室欲制备并收集二氧化碳,需在图一中选用A、B与　　　    (填序号)组合,该反应的化学方程式为     ;(3)图二是两套干燥气体的装置,可用于干燥二氧化碳的是　　　    (填“甲”或“乙”),不能选择另一套的原因是     。
答案　(6分)(1)试管(1分)(2)D、F(1分,漏选、多选或错选不给分)CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑(2分)(3)甲(1分)　二氧化碳能与碱石灰反应被吸收(1分)
解析　(1)仪器B是试管。(2)实验室制取二氧化碳用石灰石(或大理石)和稀盐酸,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑;反应物是固体和液体,反应条件是常温,二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,所以需在图一中选用A、B与D、F组合。(3)二氧化碳是酸性气体,浓硫酸有吸水性,可用于干燥二氧化碳;碱石灰能与二氧化碳反应,因此不能用碱石灰干燥二氧化碳气体。
思路分析　选取气体发生装置应依据反应物的状态和反应条件,选取气体收集装置应依据气体的密度和溶解性。
知识拓展　碱性干燥剂不能干燥酸性气体,例如碱石灰不能干燥二氧化碳;酸性干燥剂不能干燥碱性气体,例如浓硫酸不能干燥氨气。
16.(2019福建,16,10分)实验室制取氧气并模拟氢氧焰实验。(1)用过氧化氢制取氧气(二氧化锰作催化剂)①反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　    。②仪器A的名称为　　　    。现用下列仪器组装氧气的发生装置,应选用的仪器有　　　    (填标号)。 ③欲用浓硫酸干燥氧气,应从装置F的　　　    (填“a”或“b”)处通入气体。(2)模拟氢氧焰实验按如图所示装置进行实验。
 ①关闭K,通入氢气,点燃。为保证安全,点燃氢气之前应先　　　    。将铁丝网放在火焰上灼烧,铁丝网只发红,不熔断。②打开K,通入氧气,火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的　　　    有关。
答案　(10分)(1)①2H2O2  2H2O+O2↑②锥形瓶　ACD③a(2)①验纯　②浓度
解析　(1)①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。②仪器A是锥形瓶。用过氧化氢制取氧气,适用固液常温型发生装置,故选用A、C、D。③用装置F中的浓硫酸干燥氧气,气体应从长管进从短管出,即a进b出。(2)①可燃性气体点燃之前必须检验纯度,目的是防止爆炸。②氢气在空气中燃烧和在氧气中燃烧的剧烈程度不同,在氧气中燃烧火焰更明亮,铁丝熔断,说明燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
1.(2018重庆A,13,2分)实验室常用2KClO3  2KCl+3O2↑来制取O2,下列说法错误的是 (　　)A.MnO2加快了反应速率B.该反应属于分解反应C.固体减少的质量等于生成O2的质量D.反应前后氯元素呈现的化合价分别为+3和-1
考点一　常见气体的制备与检验
C组　教师专用题组
答案    D　实验室常用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气,二氧化锰是催化剂,加快了反应速率,故A正确;该反应属于分解反应,故B正确;根据质量守恒定律,固体减少的质量等于生成氧气的质量,故C正确;氯酸钾中氯元素的化合价为+5,氯化钾中氯元素的化合价为-1,故D错误。
2.(2020福建,16,9分)请将下列实验报告补充完整。
答案　(1)①药匙②导管口有连续并比较均匀的气泡冒出③将集气瓶装满水④2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑(2)①溶液变红色②使反应充分进行(或“使反应物充分混合”等其他合理答案)
解析　(1)①取用固体药品常用药匙;②若用排水法收集氧气,导管口有连续并比较均匀的气泡冒出时,说明试管中的空气基本排尽,此时导管口放出的气体是氧气,可以开始收集;③将集气瓶装满水就可将集气瓶中的空气完全排净;④高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。(2)步骤ⅰ中往稀氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,逐滴加入稀盐酸,边滴边振荡,目的是使氢氧化钠和盐酸的中和反应充分进行,至溶液的颜色恰好变为无色时,氢氧化钠和盐酸恰好完全反应,再往该溶液中滴入一滴稀氢氧化钠溶液,溶液又变为碱性,酚酞又变为红色。
3.(2017湖北黄冈,30,7分)根据下图回答问题。 
 (1)仪器①的名称是　　　    。(2)实验室用氯酸钾制取氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　　    ,所选用的收集装置是E或　　　    (填字母序号,下同)。(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,所选用的发生装置是　　　    。收集一瓶二氧化碳,将燃着的木条放在瓶口,若观察到　　　　　　　　    ,说明瓶中已充满二氧化碳。(4)某同学用较浓的盐酸制取氢气,若要制取并收集一瓶较纯净的氢气,则装置连接顺序为    。(5)实验室需制取2 g氢气,理论上应取锌的质量是　　    g。
答案　(每空1分,共7分)(1)长颈漏斗(2)2KClO3  2KCl+3O2↑　C(3)B　燃着的木条熄灭(4)B→F→E(5)65
解析　(2)氯酸钾制取氧气的化学方程式为2KClO3  2KCl+3O2↑;氧气不易溶于水,因此可选择排水法收集;氧气密度比空气大且不与空气中的成分反应,因此可选用向上排空气法收集,即选C装置。(3)实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,发生装置可选用固液常温型,即选B装置;二氧化碳的验满要使用燃着的木条,将燃着的木条放在瓶口,若观察到木条熄灭,说明瓶中气体已充满。(4)较浓的盐酸易挥发,使制得的氢气中混有氯化氢气体,若要制取并收集一瓶较纯净的氢气,要先用氢氧化钠溶液除掉氯化氢杂质,然后用排水法收集氢气(排水法与排空气法相比,排水法收集到的气体较纯净),则其装置连接顺序是B→F→E。(5)制取2 g氢气,设理论上需要锌的质量为x,根据化学方程式Zn+2HCl  ZnCl2+H2↑,可计算出x=65 g。
4.(2018湖北黄冈,30,3分)下图是实验室制取气体的发生装置和气体收集装置。 回答下列问题:(1)用装置B和E制取氧气,其反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　    。(2)现需要制取并收集一瓶氢气,在装置A、B、C、D、E中,应选择的装置组合是　　　　    。(3)C、D、E、F都是实验室制取气体的收集装置,其中装置C和装置E不能用来收集二氧化碳,则不能用装置E的原因是　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(每空1分,共3分)(1)2KClO3  2KCl+3O2↑(或2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑)(2)AC或AE(只答AC或只答AE也给满分)(3)二氧化碳能溶于水且可与水反应
解析　(2)实验室制取氢气用锌粒和稀硫酸在常温下反应制取,故发生装置选用A,氢气的密度比空气小,难溶于水,可用向下排空气法或排水法收集,故收集装置选用C或E;(3)二氧化碳能溶于水且可与水反应,故不能用装置E收集。
5.(2019湖南衡阳,32,7分)学校化学兴趣小组欲利用下列装置进行相关实验探究,请你分析并填空。 (1)写出图中标号仪器名称:②　　　    。(2)下列哪种方法可以得到平稳的氧气流?　　　    (填序号)。①把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中②把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中(3)某同学利用同一套发生装置先后完成实验室制取二氧化碳和实验室制取氧气,他选择的发生装置是
　　　    (填字母代号),利用该装置制取氧气的化学方程式为　　　　　　　　　　　    。(4)实验室制取二氧化碳,常选用装置　　　    (填字母代号)收集二氧化碳。收集时,将燃着的木条放在瓶口,观察到　　　　　    ,说明瓶中已集满二氧化碳。
答案　(1)集气瓶    (2)②    (3)B　2H2O2  2H2O+O2↑(4)C　木条熄灭
易错警示　注意仔细审题。图中标号仪器①为试管,②为集气瓶,题目中只要求写出仪器②名称。
解析    (1)集气瓶用于收集或贮存少量气体。(2)①把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中,二氧化锰作为催化剂,一旦加入,试管内过氧化氢立刻迅速反应,无法得到平稳的氧气流,故不合题意。②把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中,过氧化氢作为反应物,有多少反应多少,反应速率与过氧化氢溶液加入的速率有关,故此方法可以得到平稳的氧气流。(3)图中A、B均为发生装置,实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应不需要加热,应选择的发生装置是B。实验室制氧气的方法有三种,能用装置B制取氧气的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰,故利用该装置制取氧气的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。(4)二氧化碳密度比空气大,能溶于水,一般采用向上排空气法收集,故常选用装置C收集二氧化碳。收集时,将燃着的木条放在瓶口,观察到木条熄灭,说明瓶中已集满二氧化碳。
6.(2017辽宁沈阳,16,13分)下图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:      (1)写出图中标号仪器的名称:a　　　    ;b　　　    。(2)实验室可加热KMnO4固体制取O2:①请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　    ;②如A所示,加热一段时间后,某同学发现试管口未放置棉花团,应采取的正确操作是　　　　　　　    
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ,再组装好仪器继续实验。(3)实验室可用锌粒与稀硫酸反应制取H2,请写出该反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　    ,应选用的装置是　　　    (填字母)。(4)实验室选用C装置制取CO2的化学方程式:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑请计算:①CO2的相对分子质量是　　　    ;②现需收集4瓶(每瓶0.125 L)CO2气体(实验条件下CO2的密度为2 g·L-1),其质量是　　　    g;③收集上述CO2,至少需要大理石(含CaCO3 80%)的质量是　　　    g(精确到0.1 g)。
答案　(1)试管　集气瓶(2)①2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑②将导管移出水面,熄灭酒精灯,待装置冷却后,拔开胶塞,在试管口放置棉花团(其他合理答案均可)(3)Zn+H2SO4  ZnSO4+H2↑　B(4)①44　②1　③2.8(或2.9)
解析　(2)①高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。②用高锰酸钾制氧气时,为防止加热时高锰酸钾粉末进入导管,应在试管口塞一团棉花,若加热一段时间后发现忘了加棉花,应及时将导管移出水面,熄灭酒精灯,待装置冷却后,拔出胶塞,在试管口放一团棉花,再组装好装置后继续实验。(3)锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4   ZnSO4+H2↑,锌粒是固体,稀硫酸是液体,反应条件是常温,因此应选择固液常温型装置,氢气难溶于水,可用排水法收集,故制取装置应选B。(4)①CO2的相对分子质量为12+16×2=44。②二氧化碳的质量为4×0.125 L×2 g·L-1=1 g。③设需要大理石(含CaCO3 80%)的质量为x。CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑100　　 44x×80%　　 1 g =     x≈2.8 g。
7.(2018新疆,14,10分)2017年5月,我国在南海海域成功开采可燃冰。可燃冰外观像冰,主要成分是甲烷水合物(甲烷分子和水分子组成),可表示为CH4·nH2O。在开采过程中,若甲烷泄漏会导致严重的温室效应。某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,设计实验探究:【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;②白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色;③CO与人体内的血红蛋白结合,会造成人中毒缺氧。【猜想与假设】猜想一:CO2、H2O;猜想二:CO、H2O;猜想三:CO2、CO、H2O。【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过C~G装置(部分夹持、固定装置省略)进行验证:
  
(1)装置A、B中标有数字的仪器名称:①　　　　    ,②　　　    。若选用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气,应选用的发生装置是　　　    ;该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　    。(2)实验过程中观察到C中白色粉末变为蓝色,D、G中澄清石灰水变浑浊,F中红色粉末变成黑色,由此推断猜想　　    成立。(3)实验过程中D装置的作用是　　　　　　　　    ;该反应的化学方程式是    。(4)实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是　　　　　　　　　　　　　　　    。(5)实验过程中C、D装置的顺序不能颠倒,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　    。【反思与交流】日常生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,防止　　　    中毒。
答案　【实验探究】(1)酒精灯　锥形瓶　B　2H2O2  2H2O+O2↑　(2)三　(3)检验二氧化碳　Ca(OH)2+CO2  CaCO3↓+H2O　(4)空气中含有水蒸气和二氧化碳,影响检验结果　(5)气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气    【反思与交流】一氧化碳
解析　【实验探究】(1)过氧化氢溶液是液体,二氧化锰是固体,且反应不需要加热,故发生装置选B,反应的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。(2)C中白色粉末变为蓝色,说明甲烷燃烧生成了水;D中澄清石灰水变浑浊,说明生成物中有二氧化碳;F中红色粉末变成黑色,G中澄清石灰水变浑浊,说明反应生成了一氧化碳,由此推断猜想三成立。(3)二氧化碳能和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,故D装置的作用是检验二氧化碳,反应的化学方程式是Ca(OH)2+CO2  CaCO3↓+H2O。(4)空气中含有水蒸气和二氧化碳,会对燃烧产物的检验造成干扰,故用纯净O2而不用空气。(5)混合气体通过D装置中的澄清石灰水检验二氧化碳后,气体会带出水蒸气,影响对水的检验。【反思与交流】含碳燃料不完全燃烧会产生一氧化碳,使人中毒,故日常生活中使用含碳燃料时一定要注意通风。
8.(2016北京,16,1分)下列实验操作能达到实验目的的是　     (　　)
考点二　常见气体的干燥、净化
答案    D　A项,CO2含量高时CO不能被点燃,应将混合气体通过灼热的氧化铜;B项,铜粉不能与FeSO4反应;C项,澄清石灰水和NaOH溶液均能与稀盐酸发生反应,但均没有明显现象;D项,加入肥皂水后,硬水中产生的泡沫少而软水中会产生大量泡沫。故选D。
易错警示　本题易错选A,认为CO具有可燃性,可以将其点燃,忽略了当二氧化碳含量高时CO不能被点燃。
知识归纳　气体除杂的基本原则:不引入新杂质;不减少主体物质的质量;加入除杂试剂后主体物质易分离出来。
9.(2020陕西A,16,6分)根据下列实验装置图回答问题。 (1)仪器a的名称是　　　    。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气时,应选择的气体发生装置是　　    (填字母),反应的化学方程式是     。(3)用C装置收集二氧化碳时,检验二氧化碳已经收集满的方法是　　　　　　　　　　　　　　　    
(4)当气体从m口进入时,利用C装置还可以进行许多实验。下列实验设计方案中,不可行的是　　    (填序号)。①C中盛澄清石灰水时,可以检验实验室制出的二氧化碳气体②C中盛烧碱溶液时,可以除去一氧化碳中的二氧化碳气体③C中盛浓硫酸时,可以除去氧气中的水蒸气④C中盛适量冷水并放入一小块白磷时,可以验证可燃物燃烧的条件
答案　(1)锥形瓶　(2)A　2H2O2  2H2O+O2↑(无“↑”、未配平、条件错误扣1分,化学式错误扣2分)　(3)将燃着的小木条放在n口处,小木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满　(4)④
解析    (1)仪器a的名称是锥形瓶。(2)用过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气不需要加热,因此需选用装置A。(3)使用C装置收集二氧化碳时,气体应从m口通入,因此检验二氧化碳已经收集满的方法是将燃着的小木条放在n口处,小木条熄灭,则说明二氧化碳已收集满。(4)当气体从m口进入时,装置C常用作洗气装置,可进行气体的净化或检验,所以①②③均可行,而④中验证可燃物燃烧条件时,除了从m口通入氧气(或空气)之外,还要使白磷的温度达到其着火点,无法实现。
知识拓展　装置C因其在实验中使用广泛而被称为“万能瓶”。其既可装入不同的试剂作洗气装置,进行气体除杂、分离或者鉴别,又可以作为收集气体的装置,同时还可以作为反应装置。
10.(2019贵州贵阳,32)通过一年的化学学习,同学们初步掌握了实验室制取气体的知识和技能,请完成下列实验内容。 
 【制取气体】
【探究活动】(1)通常将产生的二氧化碳通入装置F,目的是　　　　　　　　　    。(2)如果将产生的氧气通入装置G,现象是　　　　　　　　　    。【交流总结】如果实验室需要制取另一种气体,你的思路是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    (不写具体操作)。
答案　【制取气体】
【探究活动】(1)检验二氧化碳(2)蜡烛燃烧更旺【交流总结】①确定反应原理,选择原料。②根据反应物状态和反应条件确定发生装置;根据气体的密度和溶解性确定收集装置。③确定如何验证制取的气体
解析    【制取气体】实验室制取二氧化碳的反应原理是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;实验室制取氧气可以选用过氧化氢溶液和二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰催化下生成水和氧气,根据反应物的状态和反应条件,可以选取发生装置B,收集装置E。【探究活动】(1)F中装有澄清的石灰水,通过观察石灰水是否变浑浊,可以检验二氧化碳气体。(2)氧气可以使蜡烛燃烧更旺。【交流总结】实验室制备气体的思路:首先确定反应原理,根据原理选择原料,然后根据反应物的状态和反应条件确定发生装置,根据气体的密度和气体的溶解性确定收集装置,最后确定如何验证制取的气体。
11.(2016新疆乌鲁木齐,15,8分)氢气具有还原性。实验室用纯净、干燥的氢气还原氧化铜来测定水中氢元素和氧元素的质量比。设计如图所示的实验装置: 请回答下列问题:(1)实验开始时,先通一段时间氢气,再加热CuO进行反应,其主要目的是     。(2)装置B的作用是①　　　　    。要避免氯化氢气体的产生,装置A中试剂应改成②　　　    溶液。
(3)装置C中的实验现象是　　　　　　    。(4)反应后,测得有关数据如下表所示:
根据实验数据,计算生成水中氢元素的质量为　　　    。(5)实验结束后,若C处仍有黑色固体,则测定结果——氢元素和氧元素的质量比会①　　　    (填“偏小”“偏大”或“不变”,下同)。上图装置中若没有装置B,并且不考虑空气中水分的影响,则测定结果中氢元素的质量会②　　　    。
答案　(8分)(1)赶尽装置中的空气,防止爆炸(2)①除去水分和氯化氢气体　②稀硫酸(3)黑色固体变红(4)0.4 g(5)①不变　②偏大
解析    (1)加热CuO前先通一段时间氢气的目的是排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸。(2)在整套装置中,A中的锌与稀盐酸反应产生氢气,但生成的氢气中含有水蒸气和少量的氯化氢气体,会对实验数据的测定产生干扰,利用装置B可以除去水蒸气和氯化氢气体;为避免氯化氢气体的产生,可以在制取氢气时将稀盐酸改成稀硫酸。(3)装置C加热后,氧化铜被氢气还原成单质铜,所以观察到的现象为黑色固体变成红色。(4)装置D反应前后的质量差即生成水的质量,装置C反应前后的质量差是生成的水中氧元素的质量,故氢元素的质量为(218 g-214.4 g)-(89.5 g-86.3 g)=0.4 g。(5)在水中,氢、氧元素的质量比是一个定值,因此,不管氧化铜是否完全反应,氢、氧元素的质量比不变;在整套装置中,若没有装置B,则进入装置D的水蒸气的质量偏大,从而导致计算得出的氢元素的质量偏大。
12.(2018江苏苏州,31,6分)化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。
(1)制取气体实验时,首先要对发生装置进行气密性检查,确保装置不漏气。装置C气密性检查的方法是            。(2)收集某种气体的方法,主要取决于这种气体的性质。装置E所示的收集方法是　　　　　　    ,被收集的气体密度　　　    空气密度(选填“>”“<”或“=”)。(3)实验室用大理石与稀盐酸制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,所选装置正确的连接顺序是　　　     　　　     　　　    (填装置编号)。(4)下图所示一氧化碳与氧化铁的反应装置中,虚线方框内装置的作用有　　　　　　　　　　　　    　　　　　　　　　    。
答案　(1)先把导管一端浸入水中,后用手握住试管,看到导管口有气泡冒出,移开手后一段时间,导管中会形成一段水柱,说明装置气密性良好,反之则气密性不好(2)向上排空气法　>(3)B或C　G　E(4)检验反应中生成的二氧化碳,收集未参加反应的一氧化碳
解析　(1)利用热胀冷缩的原理,将装置C导管一端浸入水中,用手握住试管,使装置内气体受热膨胀,在导管口有气泡冒出,移开手后试管内气体减少,压强减小,导致水倒吸,在导管中形成一段水柱,说明气密性良好,反之气密性不好。(2)气体密度大于空气,且不与空气中的成分反应,可以用向上排空气法收集。(3)因为需要制取干燥的二氧化碳气体,所以生成的二氧化碳气体必须先通过浓硫酸进行干燥,再用向上排空气法收集。(4)从硬质玻璃管出来的气体中含有二氧化碳及未反应的一氧化碳,一氧化碳有毒,必须进行尾气处理。当混合气体通入澄清石灰水中时,二氧化碳与氢氧化钙反应生成沉淀,可以检验生成的二氧化碳气体,不能参与反应的一氧化碳气体聚集在瓶内,将瓶中的石灰水压出广口瓶,从而起到收集尾气的作用。
1.(2019湖北武汉调研,2)下图是实验室氧气的制备、收集、验满、验证性质的操作,其中正确的是 (    　) 
答案    C　A项,长颈漏斗末端应伸入液面以下,故错误;B项,收集氧气时,导气管应伸到集气瓶底部,故错误;C项,验满时应将带火星的小木条放在集气瓶口,若复燃则已满,故正确;D项,做细铁丝燃烧实验时,应在集气瓶底放少量的水或铺一层细沙,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,故错误。
2.(2018上海奉贤二模,20)某混合气体可能含有 CO2、H2O(气)、CO 和 H2中的一种或几种。为验证其组成,同学们进行实验的装置和现象如下(夹持仪器已省略,假设气体均吸收完全),由此可以确定原混合气体中一定含有　     (　　) A.CO2、H2O(气)、CO、H2　　B.H2O(气)、CO、H2C.CO2、CO、H2　　 D.CO、H2
答案    D　氢氧化钠固体具有吸水性,能与二氧化碳反应,混合气体通过氢氧化钠固体,固体质量增加,则混合气体中含有二氧化碳、水蒸气中的一种或两种;通过灼热的氧化铜,粉末变红色,说明含有一氧化碳、氢气中的一种或两种;通过无水硫酸铜,变蓝色,说明生成了水,混合气体中一定含有氢气;澄清的石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,混合气体中一定含有一氧化碳,故原混合气体中一定含有氢气和一氧化碳,含有 CO2、H2O(气)中的一种或两种。
解题关键　掌握常见气体的检验方法并能灵活运用是正确解答本题的关键。
3.(2020天津红桥一模,22)实验室制取气体时需要的一些装置如图所示,请回答下列问题。 (1)写出标有序号的仪器名称:①　　    ,②　　    。(2)写出加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气的化学方程式:　　　　　　　　　　　    ,若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为A→　　    →　　     (填字母序号)。(3)写出实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　    ,检验二氧化碳是
否收集满的操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(4)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为　　　　　　　　　    。
答案　(1)酒精灯　锥形瓶　(2)2KClO3  2KCl+3O2↑　F　E　(3)CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑　将一根燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,证明已集满　(4)2H2O2  2H2O+O2↑
解析　(1)由题图可知,①是酒精灯,②是锥形瓶;(2)氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下分解生成氯化钾和氧气;若要得到干燥的氧气,可以用浓硫酸干燥,并用向上排空气法收集,所选择装置的连接顺序为A→F→E;(3)实验室在常温下用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取CO2,因此不需要加热;二氧化碳验满时要将一根燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,证明已集满;(4)若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中制取的是氧气,过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气。
4.(2020河南许昌一模,18)如图所示是实验室制取气体常用的发生装置,结合气体发生装置的适用范围及优点,回答以下问题: (1)实验室制取氢气。为满足课堂随时制取、随时停止制取的需要,老师应选择的发生装置是        。
(2)氯气(Cl2)是一种重要的化工原料。实验室制取Cl2的反应原理是4HCl(浓)+MnO2(固)  MnCl2+2H2O+Cl2↑,则实验室制取Cl2应该选择的装置是　　　    。(3)用发生装置A制取氧气的反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)D　(2)B　(3)2KClO3  2KCl+3O2↑
解析　(1)实验室常用稀硫酸和锌反应制取氢气,应使用固液常温型装置,为满足随时制取、随时停止制取的需要,应选择的发生装置是D;(2)根据反应原理可知,实验室制取氯气应使用固液加热型装置,装置B可作发生装置;(3)装置A属于固体加热型装置,试管口没有棉花,适合用氯酸钾制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热分解生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为2KClO3  2KCl+3O2↑。
5.(2019吉林长春模拟,19)请结合如图所示实验装置回答有关问题: (1)写出装置中标号仪器的名称:a　　    ;b　　    。(2)写出一个实验室制取氧气反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　    ,根据该反应原理,可选择图中　　　    (填标号,下同)与　　　    组装一套制取氧气的装置。(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　    ,你所组装的上述制
取氧气的装置　　　    (填“能”或“不能”)用于实验室制取二氧化碳。(4)用E装置收集气体,该气体需要满足:    　　　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)酒精灯　试管(2)2H2O2  2H2O+O2↑　B　D(3)CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑　能(4)密度比空气小,不能和空气中的物质发生化学反应注:(2)(3)小题答案有关联性,合理即可。
解析    (1)a是酒精灯,b是试管。(2)实验室中可以用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑;该反应不需要加热,可以用B装置作为发生装置;氧气密度比空气大,可以用向上排空气法收集,即可用D装置收集。(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式为CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑;前面组装的制取氧气的装置能用于实验室制取二氧化碳,这是因为制取二氧化碳不需要加热,可以用B装置作为发生装置,二氧化碳能溶于水,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,即可用D装置收集。(4)用E装置收集气体,该气体需要满足密度比空气小,不能和空气中的物质发生化学反应的条件。
6.(2020辽宁抚顺新抚一模,25)今年我市化学实验操作考查的实验之一是“高锰酸钾制取氧气”,现摘录某同学的实验过程如下:①选择适当仪器,组装成如图所示的实验装置; ②检查装置气密性,装置气密性良好;③向集气瓶中加水,并倒置于盛有水的水槽中,集气瓶底部出现气泡;④将药品平铺于干燥试管底部,在导管口放置蓬松的棉花团,塞上橡皮塞,固定于铁架台上;
⑤点燃酒精灯加热,待导管口有气泡产生,立即用集气瓶进行收集;⑥气体收集完毕,用毛玻璃片将集气瓶口盖好,从水中取出并正放在桌面上;⑦先熄灭酒精灯,后将导管从水槽中取出;……请回答下列问题:(1)写出用高锰酸钾制氧气的文字表达式:　　　　　　　　　　　　　　　    。(2)欲调整试管高度,应调节图中的旋钮　　    (填“A”“B”或“C”)。(3)步骤②的操作与观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ;若装置无破损,加热一段时间后,观察到高锰酸钾已大量分解,但导管口仍未产生明显气泡,可能的原因是　　　        。(4)上述实验步骤中,可能导致集气瓶中收集的氧气不纯净(水蒸气不计)的是　　    (填序号)。(5)步骤⑦中的操作,可能引起　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)高锰酸钾  锰酸钾+二氧化锰+氧气　(2)A　(3)先把导管浸入水中,用双手紧握试管,导管口有气泡冒出　装置漏气　(4)③⑤　(5)水槽内的水倒吸,使试管炸裂
解析　(1)加热高锰酸钾制取氧气,在生成氧气的同时,还有锰酸钾和二氧化锰生成。(2)A、B两个旋钮是用来把铁夹固定在铁架台上的,其中A可用来调整铁夹所夹持的试管高度。(3)检查装置气密性的方法是:先把导管浸入水中,然后双手紧握试管,如果在导管口有气泡冒出,说明装置气密性良好。步骤②中指出装置气密性良好,所以看到的现象应该是导管口有气泡冒出。若装置无破损,加热一段时间后,观察到高锰酸钾已大量分解,说明已经有氧气产生,导管口仍未产生明显气泡,可能是在装完药品后没有塞紧橡皮塞,导致装置漏气。(4)③中向集气瓶中加水,并倒置于盛有水的水槽中,集气瓶底部出现气泡,瓶中的气泡是空气,会导致收集的氧气不纯;⑤中点燃酒精灯加热,待导管口有气泡产生,立即用集气瓶进行收集,由于刚开始冒出的气泡是空气,会导致收集的氧气中含有空气,造成收集到的氧气不纯净。(5)收集完氧气后,若先熄灭酒精灯,随着试管的冷却,试管内气体的压强越来越小,此时如果导管末端浸在水中,在外部大气压的作用下,水就会倒吸到试管中,使试管炸裂。所以应该先将导管从水槽中取出,后熄灭酒精灯。
7.(2020北京顺义二模,11)依据氧气、二氧化碳的性质判断,下列做法能达到目的的是 (　　) 
考点二　常见气体的干燥、净化
答案    C　浓氢氧化钠溶液不具有吸水性,所以不能用来干燥氧气,A项不能达到实验目的;氧气不易溶于水,如用图中装置收集氧气,应当短进长出,B项不能达到实验目的;检验二氧化碳可使用澄清石灰水,C项可以达到实验目的;二氧化碳密度大于空气密度,二氧化碳应从长导管通入,将空气从短导管处排出,D项不能达到实验目的。
8.(2018河北石家庄二十八中月考,19)为除去氢气中含有的少量氯化氢气体和水蒸气,应选用的装置是图中的 (　　) 
答案    B    除去氢气中含有的少量氯化氢气体和水蒸气,要先通过氢氧化钠溶液除去氯化氢气体,然后再通过浓硫酸吸收水蒸气;同时气体要“长进短出”,故选用B装置。
9.(2018天津南开一模,22)我区某校的实验考核题目之一为实验室制取气体。请根据装置回答下列问题: (1)写出图中仪器a的名称:　　　    。(2)实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取并收集较纯净的氧气时,应选用的装置为　　        (填字母,在A~E中选取),反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　    。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选择的装置为　　　    (填字母,在A~E中选取)。(4)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,则该气体可能是　　　    (填字母序号)。A.NH3　　　B.H2　　　C.O2　　　D.CO2
答案　(1)集气瓶(2)AE　2KClO3 2KCl+3O2↑(3)BC(4)CD
解析　(2)根据反应物为固体,反应条件为加热,可知选取的发生装置为A;用排水法收集到的气体比较纯净,故选取的收集装置为E。(3)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,应选择的装置为B、C。(4)若用F装置收集一瓶干燥的某气体,该气体能用浓硫酸干燥,密度大于空气,结合题给选项可知该气体可能是氧气或二氧化碳。
10.(2019辽宁朝阳模拟,24)某化学兴趣小组利用下列装置进行O2、CO2的实验室制备和有关性质的研究。 (1)A装置的仪器有铁架台、酒精灯、带导管的单孔塞和　　　　    。(2)用A制氧气时,若所用试剂是一种混合物,则反应的化学方程式为     。(3)若将B装置产生的气体通入C装置中,C装置的现象为　　　　　    ,导致该现象的原因:         。
(4)制取并收集纯净、干燥的CO2气体,D、E装置按导管字母连接的正确顺序是:b→　　    →　　    →　　    →　　    →装置F。D瓶中NaHCO3发生反应的化学方程式为    。(5)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,其中,在水面上加一层植物油的目的是     。
答案　(1)试管(2)2KClO3  2KCl+3O2↑(3)石蕊溶液变红　一是CO2和水反应生成碳酸,二是挥发出来的HCl溶于水形成盐酸(4)e　f　h　g　NaHCO3+HCl  NaCl+H2O+CO2↑(5)防止CO2溶于水
解析    (1)由图示可知,组成A装置的仪器有铁架台、酒精灯、带导管的单孔塞和试管。(2)用A装置制氧气属于加热固体制取气体,由于所用试剂是一种混合物,应是加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气。(3)由B装置中的药品可知,进入C中的气体是二氧化碳和氯化氢的混合气体,则紫色石蕊溶液变成红色的原因有①二氧化碳与水反应生成碳酸,②挥发出来的HCl溶于水形成盐酸。(4)由B装置制取的二氧化碳气体中混有氯化氢,应先将混合气体通入饱和碳酸氢钠溶液中除掉氯化氢气体,再干燥,所以连接的顺序是b→e→f→h→g→装置F。在D瓶中NaHCO3与HCl反应生成了氯化钠、二氧化碳和水。(5)二氧化碳能溶于水,在水面上加一层植物油的目的是防止CO2溶于水。
易错警示　制取并收集纯净、干燥的CO2气体,应先除去氯化氢气体,再通过浓硫酸干燥,若顺序颠倒,则水蒸气无法被除去。
知识拓展　饱和碳酸氢钠溶液可以吸收氯化氢气体,但不吸收二氧化碳,若用氢氧化钠溶液吸收氯化氢,二氧化碳也会被除去,故除去二氧化碳中的氯化氢气体时,应选用饱和碳酸氢钠溶液。
一、选择题(每题2分,共4分)
1.(2019四川成都一诊,11)有关如图装置的说法正确的是　     (　　) A.实验室制取二氧化碳气体常用A装置B.a的名称是试管,b的名称是烧瓶C.收集氧气常用C、D装置D.实验室收集氢气只能用C装置
答案    A　实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以实验室制取二氧化碳气体常用A装置,故A正确;a的名称是试管,b的名称是集气瓶,故B错误;氧气密度比空气大,不易溶于水,收集氧气应用向上排空气法或排水法,可以用D装置,但不能用C装置,故C错误;氢气密度比空气小,难溶于水,所以实验室收集氢气可以用C、D装置,故D错误。
思路分析　本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的选择,发生装置依据反应物的状态和反应条件选择,收集装置依据气体的密度和溶解性选择。
2.(2019四川攀枝花,11)关于下列装置使用的说法,不正确的是 (　　) A.用甲装置制取氧气　　B.用乙装置制取二氧化碳C.用丙装置收集氢气　　D.用丁装置收集氧气
答案    C    A项,甲装置属于固体加热型气体发生装置,可以加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气,正确;B项,乙装置属于固液常温型气体发生装置,可以用大理石(或石灰石)与稀盐酸制取二氧化碳,正确;C项,氢气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故不能用丙装置收集氢气,错误;D项,氧气不易溶于水,可以用丁装置收集氧气,正确。
3.(2020天津,22)(5分)根据下列实验装置回答问题。 (1)仪器a的名称是　　　    。(2)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,反应的化学方程式为     。若用排水法收集氧气,停止加热时,应　　    (填序号)。①先熄灭酒精灯,再把导管移出水面②先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
二、非选择题(共26分)
(3)用大理石和稀盐酸制取并收集二氧化碳,应选用的装置为　　　　    (填序号),反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)铁架台(2)2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑　②(3)BD　CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑
解析　(2)若用排水法收集氧气,停止加热时,应先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸使试管炸裂。(3)二氧化碳能溶于水且能与水反应,收集CO2时不能用排水法;CO2的密度比空气大,收集时应用向上排空气法。
4.(2020江苏南京,17)(8分)研究气体的制备及相关气体的性质。 (1)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　        。(2)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式　　　　　　　　　　    。(3)某同学为了便于加入液体药品,在上述装置的橡胶塞上添加了一个注射器,该同学发现,这样做的优点还有　　　　　　　　　　　　　　　    (写出其中一点)。(4)实验室里制取气体的一般思路和方法:①选择适当的反应,包括　　　　　　　　    ;②选择合适的　　　　　    ;③验证所制得的气体。
(5)请设计实验验证制得的氧气和二氧化碳气体,并完成实验报告。
答案　(1)2H2O2  2H2O+O2↑(2)CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑(3)可以得到平稳的气流等(4)①反应物和反应条件　②实验装置(5)答题要点:用带火星的木条,复燃,验证氧气;用澄清石灰水,变浑浊,验证二氧化碳等
解析　(1)实验室用二氧化锰催化过氧化氢分解制取氧气,反应的化学方程式为2H2O2  2H2O+O2↑。(2)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl  CaCl2+H2O+CO2↑。(3)通过注射器可以平稳(或随时)添加稀盐酸,可以获得平稳的气流(或控制反应的速率)。(4)实验室制备气体一般要求:反应条件温和,原料易得,实验装置简单。(5)氧气能使带火星的木条复燃,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,可以据此验证氧气和二氧化碳气体。
易错警示　检验二氧化碳只能用澄清石灰水,不能用使燃着的木条熄灭的方法,因为能使燃着的木条熄灭的气体有很多,如氮气等。
5.(2019甘肃庆阳一模,15)(7分)实验课上,同学们利用下列装置进行气体制备的学习,请回答下列问题: (1)写出编号的仪器名称:①　　　    ,②　　　    。(2)写出用A装置制取氧气反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　    ,收集装置是　　　    。(3)若要制取一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,装置连接的正确顺序是　　　    →D→C→F,D装置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
答案　(1)长颈漏斗　集气瓶(2)2KMnO4  K2MnO4+MnO2+O2↑　E或F(3)B　除去二氧化碳中混有的氯化氢气体
解析　(1)①是长颈漏斗,②是集气瓶。(2)A装置适用于加热固体制取氧气,试管口处有棉花团,所以是加热高锰酸钾制取氧气,同时还生成锰酸钾和二氧化锰;氧气的密度比空气大,不易溶于水,所以可用向上排空气法或排水法收集。(3)实验室制取二氧化碳选择B装置,二氧化碳中的杂质氯化氢气体一般用饱和碳酸氢钠溶液来吸收,然后用浓硫酸进行干燥;二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集,装置的连接顺序应是B→D→C→F。
思路分析　净化气体的一般思路是先除杂质后干燥,故制取纯净、干燥的二氧化碳时应该先除氯化氢,再除水蒸气。
6.(2019陕西摸底,23)(6分)某化学兴趣小组对水蒸气通过灼热的焦炭后,得到的混合气体的主要成分产生了兴趣。同学们决定通过实验进行探究。【提出猜想】该混合气体成分为一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。【查阅资料】a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色;b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物;c.H2+CuO  Cu+H2O;d.CO+CuO  Cu+CO2。【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图1所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。  图1
(1)装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论是    　　　　    。(2)装置D中的药品为　　　　　　　    。(3)同学们通过观察装置E、F中的现象后,证明了混合气体中含有氢气。为了证明第四种气体的存在,可通过装有　　　　　    (填试剂名称)的装置G。【实验结论】猜想正确。【实验反思】经过讨论,同学们将图1中装置C~H进行了简化,改进后的装置如图2所示,其中干燥管中碱石灰的作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　    ,烧杯中能观察到的现象是　　　　　　　  　    ,进一步证明第四种气体的存在实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　    。
  图2
答案　【实验过程】(1)混合气体中含有水蒸气和二氧化碳(2)浓硫酸(3)澄清石灰水【实验反思】除去混合气体中剩余的CO2和水蒸气　烧杯内壁有水雾产生　将烧杯倒过来,倒入少量澄清石灰水,振荡
解析　(1)由A中无水硫酸铜遇水变蓝和B中澄清石灰水变浑浊可知,混合气体中有水蒸气和二氧化碳。(2)C装置中盛放的应是浓氢氧化钠溶液,目的是吸收混合气体中的二氧化碳;D装置中盛放的应是浓硫酸,目的是吸收混合气体中的水蒸气。(3)E中氧化铜变红,说明混合气体中有一氧化碳和氢气中的一种或两种;F中无水硫酸铜变蓝,说明混合气体中有氢气,因为氢气还原氧化铜可生成水;G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中有一氧化碳气体,因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳。【实验反思】碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,可吸收二氧化碳和水蒸气。在尖嘴处点燃气体,在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯壁上有小水珠(或水雾),则证明混合气体中有氢气(氢气燃烧生成水);将烧杯倒过来,倒入少量澄清石灰水,振荡,石灰水变浑浊,则说明混合气体中有一氧化碳(一氧化碳燃烧生成二氧化碳)。