专项训练（四）有关气体制取的题型（解析版）.docx

1、专项训练（四） 有关气体制取的题型 考向一 装置气密性的考察、装置的选择1考向二 气体收集装置的选择3考向三 氧气、二氧化碳的制取实验6考向四 气体的净化与干燥、验证10考向五 综合问题探究13考向一 装置气密性的考察、装置的选择1用推拉注射器活塞的方法可以检查如图装置的气密性。当缓慢拉动活塞时，如果装置气密性良好，则能观察到（）A注射器内有液体B瓶中液面明显上升C长颈漏斗内液面上升D长颈漏斗下端管口产生气泡【解答】解：向外拉活塞时广口瓶中气体体积减小，外界大气压迫使外边的空气通过长颈漏斗进入锥形瓶，从而观察到长颈漏斗下端口由气泡冒出。故选：D。2（2023秋宁波月考）如图，为检查装置的气密性

2、，将导管的末端伸入装有水的烧杯中。用双手紧贴试管外壁，若装置的气密性良好，此时烧杯内导管处的现象（画圈部分）是（）选项ABCD现象放大图 【解答】解：将导管的末端伸入装有水的烧杯中，用手捧住试管，若装置的气密性良好，由于装置中的气体受热膨胀、压强变大，导管口有气泡冒出，则烧杯内导管处的现象是B。故选：B。3（2023春义乌市校级月考）如图所示装置的气密性检查中，一定漏气的是（）ABCD【解答】解：A、用手握住试管，试管内气体受热膨胀，在烧杯内有气泡产生，说明装置气密性良好，故选项不符合题意；B、用弹簧夹夹住右边导管，向长颈漏斗中倒水，液面高度不变，说明装置气密性良好，故选项不符合题意；C、用弹

3、簧夹夹住右边导管，双手捂住烧瓶，烧瓶内气体受热膨胀，使集气瓶中气体压强增大，在玻璃管中形成一段水柱，说明装置气密性良好，故选项不符合题意；D、用弹簧夹夹住右边导管，上下移动，若装置不漏气，两边液面应形成一定的高度差，而图示两端液面相平，说明装置漏气，故选项符合题意。故选：D。考向二 气体收集装置的选择4（2023春越城区期中）某科学兴趣小组为了研究物质燃烧的剧烈程度与氧气浓度的关系，需要收集一瓶大约含四分之一空气的氧气，下列操作正确的是（）ABCD【解答】解：A、收集一瓶大约四分之一空气的氧气，即收集34的氧气，所以集气瓶中应灌即收集34的氧气的水，故A错误；B、收集一瓶大约四分之一空气的氧气

4、，即收集34的氧气，所以集气瓶中应灌34的水，故B正确；C、用排空气法收集氧气无法收集34的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，故C错误；D、用排空气法收集氧气无法收集34的氧气，因为氧气密度比空气大，会聚集在下部，故D错。故选：B。5（2023拱墅区模拟）用下列装置进行试验（提示：浓硫酸有吸水性），不能达到实验目的的是（）A监控气体流速B验证CO2性质C干燥CO2D收集O2【解答】解：A、通过产生气泡的快慢，可以判断气体流速，图中所示操作正确。B、验证二氧化碳的化学性质，要将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，图中所示操作正确。C、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，图中装置起洗气功能时进气管与

5、出气管的方向是“长进短出”，图中所示操作正确。D、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，图中所示操作错误。故选：D。6（2023春杭州期末）根据如图所示实验装置回答问题。（1）写出标号仪器的名称： 。（2）使用A装置制取气体，对反应物的状态要求是 。（3）既可用来制取氧气，又可用来制取二氧化碳的发生装置是 （填字母），用来收集氧气和二氧化碳的装置是 ，如用D装置收集氢气（密度比空气小）氢气从 （选填a或b）进入D。【解答】解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗；（2）使用A装置制取气体，对反应物的状态要求是：反应物是固体；故答案为：反应物是固体；（

6、3）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热；实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，因此不需要加热；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；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；如用D装置收集氢气（密度比空气小）氢气从短管进入，因为氢气的密度比空气小；故答案为：B；D；b。7（2023春诸暨市期末）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：（1）仪器a的名称是 。（2）实验室制取二氧化碳

7、时，发生装置应选择 （选填“A”或“B”）。（3）某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳（图C），验满时，将点燃的木条放在玻璃管的 （填“a”或“b”）端，若火焰熄灭则已收集满。【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器a的名称是试管；（2）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时，发生装置应选择B；（3）某同学利用空塑料输液袋收集二氧化碳（图C），二氧化碳密度比空气大，验满时，将点燃的木条放在玻璃管的b端，若火焰熄灭则已收集满。故答案为：（1）试管；（2）B；（3）b。8（2023春西湖区期末）某兴趣小组根据实验室制氧气的原理设计简易供氧

8、器，部分装置如下：（1）图1是用双氧水与二氧化锰制取氧气的发生装置，请写出该反应的化学方程式 。（2）图2是家庭制氧机上湿化瓶的类似装置，人吸氧时能观察到瓶中有气泡，则该装置的 （选填“a”或“b”）端连接制氧机的导管口。【解答】解：（1）图1是用双氧水与二氧化锰制取氧气的发生装置，该反应是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：2H2O2MnO22H2O+O2。（2）图2是家庭制氧机上湿化瓶的类似装置，人吸氧时能观察到瓶中有气泡，则制得的氧气会从水中通过，人通过b端吸氧，所以该装置的a端连接制氧机的导管口。考向三 氧气、二氧化碳的制取实验9（2023春杭州期末）实验室

9、若直接用30%的过氧化氢制取氧气，反应速率太快。为获得平稳的气流，下列装置能实现的是（）ABCD【解答】解：用分液漏斗加过氧化氢溶液，将过氧化氢溶液滴入到水中，可以降低浓度，且可以控制液体的滴加的速率，进而控制反应速率，所以发生装置能达到最佳效果的是C。故选：C。10（2023春浦江县校级期中）如图所示，甲装置加热氯酸钾和二氧化锰固体制取氧气。请回答：（1）甲装置有一处明显错误，需要调节 （填字母）螺母改正错误；（2）通常情况下，为收集纯度相对较高的氧气，收集过程中所需最合适的导气管是 。【解答】解：（1）由图示可知，甲装置有一处明显错误，需要调节B螺母改正错误，使试管口略向下倾斜；故答案为：

10、B；（2）氧气的密度比空气大，不易溶于水，可采用向上排空气法或排水法收集氧气，其中排水法收集的氧气比较纯净，因此收集过程中所需最合适的导气管是；故答案为：。11（2022婺城区一模）小科同学在实验室做“用高锰酸钾制取并收集氧气”的实验。请回答：（1）如图甲是小科组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正： 。（2）如图乙是初中化学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的装置有 （填序号）。【解答】解：（1）图中反应物是高锰酸钾，发生装置属于固固加热型，故试管口应略低于试管底部；（2）氧气是一种密度比空气略大，难溶于水的气体，可用排水法和向上排空气法收集，图中是排水法，可用于收集氧气；

11、是排水法，可用于收集氧气；是向上排空气法，可用于收集氧气；是向下排空气法，不能用于收集氧气；是向下排空气法，不能用于收集氧气；是向上排空气法，可用于收集氧气，故选：。故答案为：（1）试管口应略低于试管底部；（2）。12（2022春金华月考）利用如图所示实验装置甲制取CO2。（1）甲图中的微型装置H可用于实验室制备CO2，此微型装置在操作上的优点与乙图中装置 功能相同。（2）甲图中 I是医用输液观察滴液快慢的滴壶，若用它做CO2的微型干燥装置，则气体应从 （填“a”或“b”）进入。【解答】解：（1）注射器可以控制加入的量，控制反应物浓度，从而控制反应速率；A装置的分液漏斗，带有活塞开关，可以控制

12、加入液体的量，与注射器起到相同作用；（2）为了确保气体充分经过洗气装置，所以从液体底部进气，因此从b进气；如果装满液体，内部没有空间，通入气体，压强变大，就会将水从a压出。故答案为：（1）A；（2）b。13（2022温州模拟）某研究性学习小组查阅资料得知，宇宙飞船中可用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂。该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与Na2O2反应制取O2，设计了如图实验，同时也查阅了相关资料：、过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，化学方程式分别为：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O4NaOH+O2、碱石灰可以吸收CO2和H2O。（1）为了证明N

13、a2O2与CO2反应产生了O2，请在a处增加一个实验操作： 。（2）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。（3）实验过程中，D装置中饱和澄清石灰水变浑浊了（已知：U型管未破损），请分析饱和澄清石灰水变浑浊的原因是 。【解答】解：（1）为了证明Na2O2与CO2反应产生了O2，在a处增加一个实验操作是：用带火星的木条检验；（2）实验装置C中无水硫酸铜的作用是：检验浓硫酸是否将水蒸气吸收完全；（3）实验过程中，D装置中饱和澄清石灰水变浑浊了，分析饱和澄清石灰水变浑浊的原因是：过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，溶液温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。14（2022秋余姚市校级期中）小王对

14、教材中“实验室制取CO2时，选用石灰石（或称大理石）和稀盐酸为原料，一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题：实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸？（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。（2）安装如图实验装置并检查气密性后，使一定浓度（适当）的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应，装置乙、丙的作用是测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有 的性质。（3）在相同条件下测得（2）中实验产生的CO2体积（V）与反应时间（t）的关系如图丁所示。实验结果：0300s内，反应比反应生成CO2的速率 （选填“快”或“慢”），但差距不大。（4）根据实验结果

15、得出结论：实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。【解答】解：（1）一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行。（2）因为二氧化碳能溶于水和水反应，要根据排出液体的体积测量CO2的体积，装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。（3）由图丁的两条曲线可知，在0300s内，反应I的曲线在反应的上方一点点，所以反应I比反应生成CO2的速率快，但差距不大。故答案为：（1）生成的硫酸钙微溶于水，会附着在石灰石的表面，阻止反应的进一步进行；（2）不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应；（3）快。

16、考向四 气体的净化与干燥、验证15（2023春东阳市校级期中）在学习氧气的性质时，小科进行了如下探究。（1）用过氧化氢作为原料制取氧气，收集时要得到平稳的气流，应选择图甲中的 （填字母）作为发生装置。（2）小科想用图乙装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。他用带火星的木条分别以、两种方式迅速插入，预期观察到的现象是 。【解答】解：（1）如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，分液漏斗可以控制反应的速率，图C中颈太长，因此选B；故答案为：B；（2）用带火星的木条分别以、两种方式迅速插入，预期观察到的现象是：中带火星的木条复燃，中带火星的木条不复燃；故答案为：中带火星的木条复燃，中带火星的木条

17、不复燃。16（2021春越城区校级月考）小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃。那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究：第一组实验：取5只集气瓶，编号为、，分别装人其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去。将带火星的木条依次插入号瓶中，记录实验现象。小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。第一组第二组第三组集气瓶编号收集的O2占容积的体积分数（%）l0203040503l3335373934带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很

18、亮复燃复燃复燃很亮请根据实验回答下列问题：（1）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠 （选填“是”或“否”）。（2）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：第一组实验若按、的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%40%之间，从而省去编号为、的实验。同理，第二组实验可以省去的实验编号为 。【解答】解：（1）由表中数据可知，气体中氧气的体积分数为35%时就能使带火星的木条复燃，所以使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠；（2）采取“半值法”探究能减少实验次数；实际就是通过实验数据的分析，减少不必要的实验，第二组实验若按的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧

19、气占容积的体积分数应在33%35%之间，从而可以省去的实验编号为。故答案为：（1）否；（2）。17（2023衢江区二模）小番利用如图甲的思维模型设计了“探究空气中氧气含量”的家庭实验，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封，实验装置如图乙。查阅资料发现：“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O2Fe（OH）2。“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。（1）从建模角度分析，“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的 。（2）整个实验过

20、程中，瓶内液面的变化情况为 。（3）小衢待反应结束温度计示数恢复初始温度时记录液面位置（如图丙），并通过计算得到空气中氧气含量。小明认为小衢的操作不严谨，应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么？ 。【解答】解：（1）“利用暖宝宝贴片消耗空气中的氧气”的操作属于上述思维模型中的消耗O2形成气压差，进而通过进入瓶内水的体积来计算空气中的氧气的含量；故答案为：消耗O2形成气压差；（2）刚开始暖宝宝吸收氧气会放出热量，瓶内温度升高，使气压增大，将水向下压，故观察到瓶内液面下降；后消耗瓶中的氧气，使得瓶内气压减小，故液面又会上升；故答案为：先下降后上升；（3）

21、如果瓶内水面高于瓶外水面，那么里面的空气受到挤压，不是正常状态的情况，只有内外水面相平时，瓶内和外面的大气压强才相等，得到的才是正常状态下的数据；故答案为：使瓶内外气压相等，排除外界大气压的干扰。考向五 综合问题探究18（2023春金华期中）小科同学在实验室做“制取并收集氧气”的实验。请回答：（1）如图甲是小科组装好的气体发生装置，其中有一处明显错误，请改正： 。（2）小科用 H2O2 制取 O2，若发生装置有图乙中的A或B可供选择，他应选用哪个装置？并说明理由 。（3）如图丙是初中科学中常见的气体收集装置，其中不能用于收集氧气的装置有 （填序号）。（4）小科收集氧气后的集气瓶应 （填“正放”

22、或“倒放”）在桌面上。【解答】解：（1）为了防止试管口产生的冷凝水倒流炸裂试管，试管口要略向下倾斜；（2）用 H2O2 制取 O2，属于固、液常温型，可用装置A或B作发生装置，装置A可通过注射器控制滴加液体的速率，从而控制反应的速率，因此小科应选用装置A；（3）氧气的密度比空气大，不能用向下排空气法收集；（4）氧气的密度比空气大，小科收集氧气后的集气瓶应正放在桌面上。故答案为：（1）试管口要略向下倾斜；（2）A，能够控制反应的速率；（3）；（4）正放。19（2023春柯桥区期中）小北查阅资料并设计如图所示的实验装置测定空气中氧气含量。装置中导管很细，其容积忽略不计。资料1：白磷着火点为40，白

23、磷、五氧化二磷均有毒，吸入、皮肤接触等均会导致中毒，白磷致死量为50mg。资料2：白磷与硫酸铜反应生成无毒物质，五氧化二磷能溶于水。步骤1：按图1所示装置（集气瓶实际容积为150mL），连接器材并将90mL的70硫酸铜溶液加入量筒。步骤2：检查装置的气密性如图2：松开止水夹，轻拉注射器活塞至10mL处，此时硫酸铜溶液进入集气瓶（液面在燃烧匙下方），量筒中的溶液也恰好减少10mL，说明装置密封性良好。此时电子测温仪示数为54。步骤3：拔出瓶塞，并将注射器的活塞推到最低处，夹紧止水夹，将装有足量白磷的燃烧匙迅速插入集气瓶，盖紧瓶塞。过了一会，观察到白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。步骤4：待集气

24、瓶中温度冷却到室温18，松开止水夹后测得量筒中硫酸铜体积为38mL。步骤5：计算空气中氧气的体积分数。（1）根据小北查阅的资料，实验中70硫酸铜的作用是 （写出两点）。（2）实验中测得的氧气的体积分数为 。（3）小北多次重复上述实验，但是空气中氧气的体积分数远大于21%，老师提示他是实验步骤设计上出现错误，请说明原因 。【解答】解：（1）根据小北查阅的资料，实验中70硫酸铜的作用是与白磷反应生成无毒物质，吸收反应生成的五氧化二磷。故填：与白磷反应生成无毒物质，吸收反应生成的五氧化二磷。（2）实验中测得的氧气的体积分数为：90mL-38mL-10mL150mL-10mL100%30%。故填：30

25、%。（3）小北多次重复上述实验，但是空气中氧气的体积分数远大于21%，老师提示他是实验步骤设计上出现错误，原因是集气瓶中的硫酸铜溶液是54时，导致部分气体膨胀逸出，同时待集气瓶中温度冷却到室温18时，液体体积变小。故填：集气瓶中的硫酸铜溶液是54时，导致部分气体膨胀逸出，同时待集气瓶中温度冷却到室温18时，液体体积变小。20（2023秋江干区校级月考）小明为了探究过氧化钠（Na2O2）和 CO2的反应相关特点，设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料：资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。化学方程式分别为：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Na2O2+2H2O4N

26、aOH+O2资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。（1）在实验过程中注射器的作用相当于 A.长颈漏斗B.分液漏斗；（2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作： ；（3）此实验中水蒸气被装置B完全吸收的证据是： ；（4）请解释D装置中的澄清石灰水变浑浊的原因： 。【解答】解：（1）注射器可以控制加入液体的量，而分液漏斗带有活塞开关，也可以控制加入液体的量，因此注射器与分液漏斗作用相似；故选：B。（2）氧气可使带火星的木条复燃，所以将带火星的木条置于F处，观察是否复燃，判断是否有氧气生成；故答案为：将带火星的木条置于F处。（3）无水硫酸铜遇到水会变为蓝色，而

27、此时气体通过浓硫酸后，无水硫酸铜不变色，说明水蒸气被装置B完全吸收；故答案为：无水硫酸铜不变色。（4）二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应放热，温度升高，氢氧化钙溶解度降低，就会有氢氧化钙固体析出，看到澄清石灰水变浑浊；故答案为：二氧化碳与过氧化钠反应属于放热反应，温度升高，此时氢氧化钙溶解度降低，饱和澄清石灰水有氢氧化钙析出，造成澄清石灰水变浑浊。21（2023春柯桥区期中）实验室常用稀盐酸（稀盐酸，即质量分数低于20%的盐酸，是氯化氢气体溶于水形成的溶液，具有挥发性）和石灰石反应制取二氧化碳。（1）该反应的化学方程式为 。（2）图表示加入药品前的一个操作，其目的是 。（3）检验生成

28、的气体是二氧化碳的方法是 。（4）实验室通常不选用稀硫酸和石灰石反应制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸钙会阻碍反应的进一步进行。某小组经研究，用图所示方法成功制得了大量CO2。（反应物为稀硫酸和石灰石）。推测：在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热，目的都是 。思考图方法，你认为相比用稀盐酸和石灰石反应，其改进的出发点是 。【解答】解：（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2；（2）通过分析可知，图表示加入药品前的一个操作，其目的是检验装置气密性；（3）氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，所以将产生的气体通入澄清的石灰水中，若

29、澄清的石灰水变浑浊，证明生成的气体是二氧化碳；（4）硫酸钙能溶于氯化铵溶液，且二者还能发生反应，所以在硫酸溶液中加入氯化铵和对溶液加热，目的都是增大硫酸钙在溶液中的溶解能力；浓盐酸具有挥发性，所以用稀盐酸和石灰石反应，其改进的出发点是：原物质中的盐酸具有挥发性，会进入二氧化碳气体中，干扰实验。22（2022春上城区校级期中）如图甲是小潘同学设计的制取并收集二氧化碳的装置图，小王同学认为甲图设计有问题，于是设计制取二氧化碳的装置（仪器的固定装置已经省略）如图乙所示。这个装置既可用于制取气体，又可用于探究物质性质。（1）如图甲所示，小潘同学设计的实验装置问题是： 。（2）用乙装置进行实验，实验开始

30、后，关闭K2，打开K1，可观察到B中的现象为： 。（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是： 。（4）实验开始后，关闭K1，打开K2，发现D中的澄清石灰水变浑浊，写出该反应方程式 。【解答】（1）长颈漏斗没有伸入液面以下，会导致生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出，收集气体时，导管应该伸入到集气瓶底部，故答案为：长颈漏斗没有伸入液面以下，导管伸入集气瓶过短；（2）碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳，关闭K2，打开K1，二氧化碳进入到B中，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸可以使紫色石蕊溶液变红，故答案为：紫色石蕊溶液变红；（3）C中的蜡烛由下至上依次熄灭，说明二氧化碳不支持燃烧且密度大于空气，故答案为：不支持燃烧，密度大于空气；（4）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故答案为：CO2+Ca（OH）2CaCO3+H2O。