专题02 气体的制取与净化-备战中考化学必备解题模板系列

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气体的制取与净化一、气体发生装置的选择(1)选择依据：反应物的状态(固体或者液体)和反应条件(是否需要加热)。(2)常见装置装置类型固体加热型固液常温型装置图反应实例加热高锰酸钾制取氧气(试管口塞一团棉花)；氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气 过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气；石灰石(或大理石)与稀盐酸制取二氧化碳；锌与稀硫酸制取氢气 (3)装置评价(常见的固液常温型发生装置比较)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量　 可控制反应的发生和停止模板应用：例1：实验室制取气体的常见装置如下，据图回答下列问题：1.写出仪器①～⑧的名称。①试管；②酒精灯；③铁架台；④长颈漏斗；⑤锥形瓶；⑥分液漏斗；⑦集气瓶；⑧水槽。2.选择发生装置的依据：反应物状态(固固型或固液型)和反应条件(是否需要加热)。3.常见气体的制取(O2、CO2、H2)(1)实验室用高锰酸钾加热制取氧气，发生装置为B(填字母，下同)，反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑。(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰固体混合物加热制取氧气，发生装置为A，反应的化学方程式为2KClO32KCl＋3O2↑。(3)实验室分解过氧化氢制取氧气，发生装置为D(或E)，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。(4)实验室用大理石(或石灰石)和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置为__D(或E)__，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑。(5)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，发生装置为D(或E)，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。4．其他气体的制取(N2、NH3、CH4、H2S)(1)实验室用NaNO2和NH4Cl的浓溶液加热制取氮气，发生装置为C。(2)实验室用硫化亚铁固体与稀盐酸反应制取硫化氢气体，发生装置为D(或E)。(3)实验室用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，发生装置为A。(4)实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体加热制取甲烷，发生装置为A。【特别提醒】a．用A(或B)装置制取气体时试管口稍向下倾斜的目的是防止冷凝水或生成的水倒流使热的试管炸裂。b．用高锰酸钾粉末制取氧气时，试管口放一小团棉花的目的是防止高锰酸钾粉末进入导管，造成堵塞。c．D装置中长颈漏斗的末端应伸入液面以下，目的是形成液封，防止反应生成的气体通过长颈漏斗逸出。d．A、B装置试管中的导管刚露出橡胶塞即可，目的是方便气体导出。5.收集装置的选择气体性质收集方法收集装置举例优点密度比空气大，且不与空气成分反应向上排空气法装置FO2、CO2可收集较干燥的气体 密度比空气小，且不与空气成分反应向下排空气法装置GH2、CH4可收集较纯净的气体不易溶于水，且不与水反应排水法装置HO2、H2、CH4【特别提醒】a．用F(或G)装置收集气体时，为使收集到的气体更为纯净，应将导管伸入集气瓶底部。b．用H装置收集气体时，最佳收集时间为气泡连续、均匀地冒出时。c．用H装置收集满氧气接下来应进行的操作是：先在水面下用玻璃片盖住集气瓶瓶口，把集气瓶移出水面，正(填“正”或“倒”)放在桌面上。1. （2022山东临沂中考）实验是科学探究的重要手段。下图是实验室制取气体的常用装置，请回答有关问题：（1）仪器①的名称_____。实验室利用高锰酸钾制取氧气的装置中，试管口略向下倾斜的原因是______。（2）实验室里，在常温下用硫化亚铁固体和稀硫酸反应来制取硫化氢气体。通常情况下，硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水，密度比空气的大。实验室制取硫化氢气体应选用的发生装置是_______（填序号），收集装置是_____（填序号）。 二、气体收集装置的选取(1)选择依据：气体的溶解性、能否与水反应、密度、是否有毒性、能否与空气中的某成分发生化学反应等。(2)常见装置收集方法向上排空气法向下排空气法排水法装置图气体性质密度比空气①_____，不与空气中的成分发生反应密度比空气②______，不与空气中的成分发生反应不溶于水或难溶于水(不与水反应)典型气体CO2、O2等H2、NH3、CH4等H2、O2、CO、CH4等注意事项导管伸到集气瓶的底部，防止收集的气体不纯应等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯；排水法收集到的气体纯度高，但不干燥。 2．（2022年云南省昆明市中考）化学是一门以实为基础的科学。结合下图回答问题。                    (1)仪器a的名称为______。(2)实验室用高锰酸钾制取O2，选择的发生装置为______（填标号），反应的化学方程式为______。(3)实验室制取CO2的化学方程式为______。将产生的气体通入澄清石灰水，可用于检验CO2，反应的化学方程式为______。(4)某气体的相对分子质量为46，常温下不与空气成分反应。若用C装置收集时，气体应从______（填标号）端通入。三、气体的净化与干燥1.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。2.除杂和干燥的先后顺序：①若用洗气装置除杂，一般除杂在前，干燥在后；②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。洗气瓶和干燥管中气体的进出口顺序：①用洗气瓶除杂和干燥时，气体应长进短出；②用球型干燥管除杂或干燥时，气体应大进（即大管口进气）小出（即小管口出气），以利于气体充分干燥。③一般除杂在前，干燥在后，但如果用加热法除杂，则干燥在前。3.检验多种气体的先后顺序：有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水（用无水硫酸铜检验），后检验二氧化碳（用澄清石灰水检验），最后干燥水（用浓硫酸干燥）。记住常见物质的特征反应：CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。要验证H2和CO等还原性气体，可先将净化后的气体通过灼热的CuO，再检验其产物。检验H2的存在是通过其与CuO反应生成H2O，检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。要验证CO和CO2的混合气体，可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的CuO，再检验CO。4．常见吸收剂及能吸收的气体（吸收剂和干燥剂只能吸收气体中的杂质和水分，不能与被净化的气体反应） 洗气瓶球形干燥管U形干燥管应用用于液体试剂除杂或干燥气体用于固体试剂除杂或干燥气体装置试剂及作用浓硫酸：吸收水蒸气；氢氧化钠溶液：吸收二氧化碳、氯化氢等；饱和碳酸氢钠溶液：吸收二氧化碳中含有的氯化氢；澄清石灰水：检验二氧化碳碱石灰(氧化钙和氢氧化钠固体混合物)、固体氢氧化钠：吸收水分、二氧化碳；无水氯化钙：吸收水分；无水硫酸铜粉末：检验水蒸气 模板应用：例2：将CO2气体(含少量HCl)通入下面装置中，探究CO2与过氧化钠(Na2O2)的反应。(查阅资料：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑)(1)装置A的作用是除去CO2中混有的HCl。(2)装置D的作用是吸收未反应的CO2。(3)装置E收集到的气体是O2。例3：混合气体中CO2、CO、H2和H2O的检验及除杂(1)检验H2O：在CO2、CO和H2的检验及除杂过程中涉及溶液试剂，会带出水，所以应先检验H2O。(2)检验并除去CO2：为避免对CO的检验造成干扰，应先检验并除去CO2。B装置的作用是检验CO2；浓NaOH溶液的作用是除去CO2。(3)用浓硫酸除去溶液中带出的水：目的是避免对H2的检验造成干扰。(4)检验H2：利用H2还原氧化铜后得到的H2O能使白色的无水CuSO4变蓝的性质进行检验。(5)检验CO：利用CO还原氧化铜后得到的CO2能使澄清石灰水变浑浊的性质进行检验。3.（2022四川乐山中考）实验室用石灰石与稀盐酸制备CO2的实验中，下列装置图能达到对应实验目的的是（   ）选项ABCD实验目的制备CO2除去CO2中混有的HC1气体干燥CO2排空气法收集CO2装置图4．（2022年山东省泰安市中考）制取气体是初中化学实验的重要内容，根据要求回答下列问题：          (1)写出标有序号的仪器名称：①_______。(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，可选择的发生装置是_______(填字母序号，下同)。(3)若要得到干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为：B→_______→_______。(4)某气体只能用C装置收集，则该气体可能具有的性质为_______。a.能与水反应         b.能与空气中的某些成分发生反应         c.密度与空气接近(5)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_______。5．（2022年新疆中考）如图是实验室常用气体制备装置，根据图回答下列问题     (1)写出标有数字的仪器的名称①_______②_______。(2)实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气，可选择的发生装置为_______，发生反应的化学方程式为_______，该装置有一不足之处，应怎样改进_______。(3)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，该反应是_______(填基本反应类型)，应选用的发生装置和收集装置是_______。若要制取干燥的氢气，需要在发生装置和收集装置之间连接F装置，气体应该从_______(填“a”或“b”)导管口进入。四、尾气的吸收及处理①溶液吸收：如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收（极易溶气体要防止倒吸）。②点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可接一个尖嘴导管，将其点燃。③气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。④防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。    例3：（2022天津西青区期末）如图是收集干燥气体并对它进行吸收处理的装置，由图中实验装置推测该气体的有关性质，正确的一组是 ABCD密度（与空气比较）大于大于小于小于在水中的溶解性难溶极易溶极易溶难溶A．A B．B C．C D．D6.（2022江苏镇江期末）实验室利用下图装置制备、收集并验证NH3的性质。试管内发生反应的化学方程式为：。下列说法不正确的是A．装置①中试管口有水雾或水珠出现B．装置②用于收集NH3C．装置③中观察到酚酞试液变蓝D．装置③可吸收多余NH3，防止污染空气7.请根据下列实验装置回答有关问题。                  A              B           C          D            E   　　   　　F              G               H(提示：无水CaC12具有吸水性)(1)实验室用装置A制取O2，反应的化学方程式为__________________________，其中黑色固体的作用是__________，收集装置可选择____________，若用装置F收集，验满的方法____________________________________________ 。(2)硫化氢(化学式为H2S)是一种无色，其有臭鸡蛋气味的有毒气体，密度比空气大，易溶于水，其水溶液呈酸性，与稀盐酸的化学性质相似。实验室可用CaS固体与稀硫酸在常温下制取，若要制取一瓶干燥的H2S气体，正确的装置连接顺序为________→H(填字母)。装置H的作用是吸收多余的H2S气体，防止污染空气，反应的化学方程式为__________________。 五、多功能瓶常见用途图示气体进出口方向举例收集气体向上排空气法 收集密度比空气大的气体，气体应从a端通入收集CO2、O2等 向下排空气法收集密度比空气小的气体，气体应从b端通入收集H2、CH4等收集气体 排水法 收集难溶于水或不易溶于水，且不与水反应的气体，气体应从a端通入收集H2、O2等 检验气体 气体应从___端通入检验CO2等 气体的除杂 气体应从___端通入 除去CO2中的HCl；CO中的CO2等 气体的干燥 气体应从___端通入除去O2、CO2、H2中的水蒸气   测量气体体积短进长出(测量CO2等能溶于水或与水反应的气体时需在水面上加一层植物油，隔绝气体和水)   观察气体流速 长进短出医院中将氧气通过该装置，通过水中冒出气泡的快慢，确定氧气输出的流速   除杂与收集组合装置  除杂并收集气体，如在瓶中装满氢氧化钠溶液，除去CO中混有的CO2，同时将CO收集起来 模板应用：例4：I(1)实验室用I装置来收集二氧化碳时，二氧化碳应从a(填“a”或“b”，下同)端通入。(2)用I装置干燥氧气，装置中应装入浓硫酸(填药品名称)，气体应从a端通入。(3)若选择I装置用排水法收集氧气，则气体应该从b端通入。(4)硫化氢气体密度比空气大，能溶于水，用I装置收集，气体应从a端通入。(5)氨气极易溶于水，密度比空气小，用I装置收集，气体应从b端通入。(6)某小组同学用D、I装置制取气体，若制取的气体从导管a端进入，则可进行的实验是A(填字母)。A．大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳B．锌与稀硫酸反应制取氢气(7)实验室制取的二氧化碳中常含有氯化氢气体，若用I装置除去氯化氢气体，装置中应装入饱和碳酸氢钠溶液(填药品名称)，气体应从a端通入。8．医院给病人输氧时用到类似如图所示的装置。关于该装置，下列说法中不正确的是（    ）  A．b导管连接供给氧气的钢瓶B．b导管连接病人吸氧气的塑料管C．使用该装置用来观察是否有氧气输出D．使用该装置用来观察氧气输出的速率9．（2022年重庆市中考）根据如图，下列气体的实验室制法正确的是（   ）                   A．选择甲装置制取CO2，X为稀硫酸 B．选择甲装置制取H2，Y为铜粒C．选择乙装置既可收集H2也可收集CO2 D．选择乙装置干燥O2，气流方向为b进a出10．（2022年四川省达州市中考）化学是一门以实验为基础的自然科学。结合下列实验装置图回答有关问题。    (1)A装置中仪器a的名称是_______。(2)通常状况下，H2S是一种密度比空气大、有臭鸡蛋气味的有毒气体，能溶于水。实验室用块状的硫化亚铁与稀硫酸发生复分解反应制取硫化氢气体。①制取H2S气体的发生装置可选用_______(填字母序号)。②若用C装置来收集H2S，气体应从_______端(填a或b)进入集气瓶。(3)某化学兴趣小组用图2装置探究MnO2、CuO对过氧化氢分解的催化效果，设计的方案和记录的数据如下表所示：实验序号过氧化氢溶液催化剂收集50mLO2所用时间实验130mL2%粉末状MnO2 0.2g21s实验230mL2%粉末状CuO ag47s①表格中a的值为_______。②实验1中制取氧气的化学反应方程式为_______。③结论：MnO2对过氧化氢分解的催化效果比CuO好，得出该结论的依据是_______。