专题4 气体的制取实验（原卷版）.docx

1、专题4气体的制取实验【命题重点】化学实验装置的连接主要考查气体的发生装置;干燥、净化装置;气体收集装置;尾气处理装置的选择和连接。【方法要点】一般原则:气体发生装置除杂、干燥主体实验尾气的处理等程序。(1)发生装置:固固加热型;固液不加热型。(2)除杂干燥:溶液除杂:洗气瓶;固体常温除杂:U形管、干燥管;固体加热除杂:硬质玻璃管。(3)主体实验:气体性质实验;气体收集(包括量气)。(4)尾气处理:有毒气体:固体、溶液吸收,点燃、装置收集;无毒气体直接排空;若制备的物质极易水解,则需在尾部加装干燥管,以防空气中的水蒸气进入造成水解。(5)干燥与除杂的顺序:若采用溶液除杂,则先净化后干燥;若采用加

2、热除杂,则干燥在前;若用固体吸收剂常温除杂,则根据题意而定。(6)接口的连接:总体上遵循装置的排列顺序,但对于吸收装置应“长”进“短”出;量气装置应“短”进“长”出;洗气装置应“长”进“短”出;干燥管应“大”进“小”出。(7)气体发生装置一般按:装置选择与连接气密性检验装固体药品加液体药品开始实验拆卸仪器其他处理等。(8)加热操作:主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后再点燃酒精灯,其目的一是防止爆炸;二是保证产品纯度。熄灭酒精灯时,一般是“先取后灭”的原则。【例题精析】类型1气体发生装置、气密性【例1】某化学小组的同学用如图所示装置做了两个兴趣实验。（1）检验装置气密性的方法是：关闭K1和

3、K2，向长颈漏斗中注液体至液面高出漏斗的下端管口，静置片刻， ，即可证明装置不漏气。（2）若关闭K1、K3，打开K2，装置可以收集到一种能使带火星的木条复燃的气体。装置中反应的化学方程式为 。（3）若打开K1、K3，关闭K2，装置和装置中可得到两种不同的气体，此时在装置中可以观察到的现象是 。若装置中得到的气体不同于（2）中的气体，装置中收集到的气体可使紫色的石蕊溶液变红，装置中的固体物质可能是 ，装置中发生反应的化学方程式是 。【变式1】某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空（1）写出图中仪器的名称：a ，b （2）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式

4、是 ，应选择的发生装置是 （填装置编号），若要收集纯净的氧气，应选用的装置是 （3）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，化学方程式是 ，应选择的发生和收集装置是 和 （填装置编号），实验B中的长颈漏斗的下端管口插入液面下（即液封），目的是防止 【变式2】如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。（1）仪器b的名称是： 。（2）甲同学若要在实验室制取CO2应选择的装置是 （填装置序号）。如何检验二氧化碳是否收集满？请写出具体操作： 。（3）乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含 。（4）丙同学在选用A装置探究“二氧

5、化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时，老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。”的实验，增补该对照实验的目的是 。【变式3】如图是实验室制取、收集有关气体的装置图。请按要求回答下列问题。（1）实验室用H2O2制取O2的化学方程式 。若发生装置选用A或B，其中发生装置A优于B的理由是 。收集装置可以选择F或 。（2）小金同学想用如图装置来收集氧气，那么氧气应从 （选填a或b）进入。（3）实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气，常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气极易溶于水。那么制取氨气的发生和收集装置的组合是 （

6、填写字母编号）。类型2气体的收集、除杂【例2】根据下列实验装置图，按要求回答下列问题：（1）仪器a的名称： 。（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，反应的化学方程式为 ，应选用的发生装置是 （填字母序号）。（3）实验室制取二氧化碳，反应的化学方程式为 ，应选用的发生和收集装置是 （填字母序号）。检验二氧化碳是否收集满的方法是 。（4）小明同学用F装置验证二氧化碳的性质，当通入二氧化碳一段时间后，试管中产生的现象是 ，试管中的现象为澄清石灰水变浑浊，G中观察到蜡烛由低到高依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是 。【变式4】SO2和CO2一样，是酸性气体，也能使澄清石灰水变浑浊，此外，SO2还具有还原性，能

7、使酸性高锰酸钾溶液褪色；还具有漂白性，能使品红溶液褪色，实验室常用品红溶液检验SO2的存在。香烟烟雾中含有CO、CO2、SO2、H2O等气体，用无水CuSO4、澄清石灰水、红热CuO、生石灰、品红溶液、酸性高锰酸钾等药品可将其一一检出，检测时使用药品的正确顺序（设待检气体为G）是（）AGBGCGDG【变式5】通常状况下，氧气是一种无色、无味的气体。但用氯酸钾和二氧化锰混合后，加热制得的氧气却常有异常气味。将这种有异常气味的氧气通入蒸馏水中，再滴加含硝酸的硝酸银溶液，会产生白色沉淀。根据上述事实得出下列结论：此氧气不是纯净物，而是混合物；此氧气中含有氯元素；此氧气中至少混入了一种含氯的物质；在反

8、应过程中除生成氧气外，还生成了其他气体。上述结论中正确的是（）ABCD【变式6】某混合气体可能是CO、CO2、H2、H2O、CH4之中的一种或几种组成，为了验证混合气体的成分，设计了如图所示的装置进行实验（白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色，碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物），观察到的现象为：A中无明显现象，B中澄清石灰水变浑浊，烧杯中有水雾，迅速取下烧杯，向其中倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊则原混合气体的组成情况可能有（）A3种B4种C5种D6种类型3干燥与净化【例3】正确连接如图所示的装置进行实验，可以验证某混合气体的成分是CO2和CO（每套装置限用一次）请回答下列问题：（1）连接装置导管口

9、的顺序：混合气体 尾气处理（填导管接口代号）（2）证明原混合气体中CO2存在的实验现象是 ；证明CO存在的有关反应的化学方程式是 ， 【变式7】一气体混合物中含有CO2、CO、H2O和N2四种气体现将其分别通过如下试剂（均足量），请判断所得气体的组成情况（假设每步反应都进行完全）（1）依次通过NaOH溶液、浓H2SO4，最后得到的气体有： （填化学式下同）（2）依次通过灼热的氧化铜粉末、浓H2SO4，最后得到的气体有： （3）依次通过灼热的氧化铜粉末、NaOH溶液、浓H2SO4，最后得到的气体有： 【变式8】下列实验图示没有错误的是（）A图：除去CO2中含有的少量HClB图：检验O2是否收集满

10、C图：过滤浑浊泥浆水D图：化学能转变成电能的实验【变式9】如图是收集干燥某气体并对它吸收处理的正确装置，根据实验装置推测该气体的性质（干燥管中固体干燥剂的主要成分是碱石灰）不正确的是（）A密度比空气大B该气体可能会造成空气污染C能与碱反应D易溶于水【变式10】图是部分常用化学仪器或装置，图是部分“微型”化学仪器或装置（用“微型”仪器做实验，其试剂用量和废物排放量是通常用量的110或更少，符合绿色化学的理念）对比图I图回答以下问题：（1）图I中若用D装置除去O2中的水蒸气，则D中应装入的液体是浓硫酸（用途：对生成的气体进行干燥），气体应从 口通入（选填“a”或“b”）。（2）用图中的“微型”仪器

11、做实验，固体只需极少量、液体用量也很少（或只需12小滴），相对用图I仪器做实验的优点有 （填序号）：节约药品用量 能完全消除实验污染方便个人或家庭实验 可同时完成多个实验（3）图I中的C装置的作用相当于图II中的装置 （填字母），它们在实验操作上的共同优点是通过控制液体加入量来控制反应速度。（4）图I中的C装置和图II中的“多用途U型管”（是在U型管中套入一个底部有小孔的具支试管）都可用做“固一液”反应制取气体。若在反应进行中将“多用途U型管”装置的橡胶管中部夹上铁夹，则出现的现象是： 。【针对训练】一选择题（共3小题）1常温下，氨气为无色有刺激性恶臭气味的气体，密度比空气小，易溶于水.氨气溶

12、于水显弱碱性，实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取。则下列说法不正确的是（）A可用向下排空气法收集到氨气B氨气可使湿润的蓝色石蕊试液变红色C氨气不可用浓硫酸干燥D实验室制氨气的发生装置与高锰酸钾分解制氧气相同2H2、CO、CO2都是初中科学常见的气体。某无色气体X可能含有上述3种气体中的一种或两种组成。为了确认气体X的组成，从下列所给的装置中，选择最合适的装置进行连接，合理的装置顺序是（）（小资料：碱石灰的主要成分是CaO和NaOH）。AAEDCBBABEDCCBECDADCEBAD3某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种。为确认其组成，某同学取一定

13、量该气体按如图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收），结果装置中无明显变化，装置增重1.8g，装置增重2.2g。下列关于气体X成分的分析中，不正确的是（）A原气体中一定含有碳元素和氢元素B可能只有甲烷C可能只含有甲烷和氢气D可能只含有氢气和一氧化碳二填空题（共4小题）4装置的选择与检查是实验成功的前提，如图是实验室常用的气体发生装置。（1）检查装置气密性。关闭止水夹，往长颈漏斗中加入一定量水，若观察到 现象，说明装置气密性良好。（2）以下是几种常见气体的制取原理，其中能用该装置制取的有 。（选填字母）A氢气：Zn+H2SO4ZnSO4+H2B氧气：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2

14、C二氧化碳：CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO25实验室常加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物来制取甲烷（CH4）体，甲烷是种无色无味、密度空、极难溶于水的体。制甲烷时，体的发装置应选 ，体的收集装置不能选 。6归纳与演绎是重要的科学方法，也是常用的科学学习方法。实验室制取气体的发生装置和收集装置如图所示。（1）我们已经学过实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理、制取与收集方法，请你归纳出实验室制取这三种气体的反应的共同点是 （填字母，可多选）。A需要加热 B需用催化剂C没有气体参加反应 D生成的气体只有一种（2）某同学选用氯酸钾晶体和二氧化锰混合制氧气，请写出发生反应的化学方程式

15、： 。该同学选择上述A装置作为制氧气的发生装置，他选择的理由是 。7H2、CO、CO2和CH4都是初中科学常见的气体。小资料：碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先 。（2）某无色气体X可能含有上述4种气体中的一种或两种。为了确认气体X的组成，从下列所给的装置中，选择最合适的装置进行连接，合理的实验顺序是 （填序号）A、AEDCB B、BECDA C、CEBAD D、ABEDC若对气体X进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A中无明显变化，装置C增重2.2g，装置D增重1.8g。则气体X的可能组成是 。（写出所有的可能）某同学提

16、出该实验还缺少一个尾气处理装置，你认为是否需要？理由 。三实验探究题（共5小题）8小岳同学在学习气体的性质时，阅读到以下资料：制取气体的发生装置取决于反应前的药品状态和反应条件，收集气体的装置取决于气体能否与水反应、在水中的溶解性以及该气体相对于空气的密度大小。现有甲、乙、丙三种气体的反应前的物品状态、反应条件以及有关性质如下表，有关装置如图。气体反应前的药品状态反应条件气体性质甲固体+液体常温不与水反应，不易溶于水，密度比空气大乙固体+固体加热能与水发生反应，极易溶于水，密度比空气小丙固体+液体加热能与水发生反应，能溶于水，密度比空气大请你回答下列问题：（1）能用发生装置A 制取的气体是 （

17、填“甲”、“乙”或“丙”）；（2）实验室要制取和收集甲气体，请写出一个符合要求的化学方程式 ；（3）相同条件下，氨气（NH3）的密度比空气小，且易溶于水，其水溶液称为氨水；加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物可制取氨气。根据所查资料，制取氨气应选择的发生和收集装置分别是 和 （填序号）。9实验室常用NH4Cl和Ca（OH）2固体混合加热制取氨气，氨气（化学式为NH3）是无色有刺激性气味的气体，该气体在通常状况下易溶于水，密度比空气小，干燥的氨气可与氧化铜反应：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，为了验证该反应的发生，并收集纯净的氮气，请用如图所列仪器组装一套实验装置。气流自左向右依次流动（图中

18、表示气体流向）。回答下列问题。（1）实验室制取氨气时，采用的发生装置与实验室制取 （填“O2”或“H2”）的发生装置相同。（2）若要收集氨气，只能采用 法，这是因为 。（3）为达到实验目的，所用的各仪器连接顺序是（填写接口的英文序号）： 接 ， 接 ， 接 ， 接 ， 接 。（4）能证明CuO被还原的主要实验现象是 。（5）能证明反应有水生成的主要实验现象是 。（6）装置丁的作用是 。10已知（1）C+2H2SO4（浓）2H2O+CO2+2SO2；5SO2+2KMnO4+2H2OK2SO4+2MnSO4+H2SO4（无色溶液）（2）SO2能漂白某些有色物质，如将SO2通入品红溶液中，品红溶液褪

19、色。（3）一些含硫物质的溶解性（20）含硫物质K2SO4MnSO4CaSO4CaSO3FeSO4Fe2（SO4）3溶解性溶溶微溶难溶溶溶请回答下列问题：（1）装置中第部分的作用是 。（2）第部分第一个洗气瓶中品红溶液的作用是 ；最后一个洗气瓶中品红溶液的作用是 。（3）确认有二氧化碳的现象是： 。（4）若将装置中、三部分仪器的连接顺序改为、，则不能检出的物质是 。（5）若将仪器的连接顺序改为（1）、（3）、（2），则只可检出的物质是 。11草酸晶体的化学式为H2C2O42H2O；草酸晶体100开始失水，101.5熔化，150左右分解；草酸蒸气在低温下可冷凝为固体；草酸是二元酸，草酸的钠盐和钾盐

20、易溶于水，而其钙盐难溶于水根据上述材料提供的信息，回答下列问题：（1）现用加热草酸晶体的方法获取某些气体，应该选择的气体发生装置是 （图1中加热装置已略去）（2）某小组同学猜想草酸受热分解产物有CO和CO2，并设计了探究实验，请用图2装置组成一套验证这两种产物的实验装置（草酸晶体分解装置略，装置不能重复使用）连接装置顺序： 装置A的作用是 检验产物中有CO的实验现象是 （3）该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液，发现酸性KMnO4溶液褪色，从而判断草酸具有较强的还原性请完成该反应的化学方程式：2KMnO4+5H2C2O4+ 2MnSO4+K2SO4+ + H2O12按如图

21、进行实验，已知A为H2、CO中的一种或两者的混合物，甲装置中的黑色粉末为CuO、炭粉中的一种或两者的混合物（1）若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，则气体A是 ，黑色粉末为 （2）若A为纯净物，反应现象与（1）同，则A是 ，黑色粉末为 （3）若第（1）问中：乙装置的物质增重1.8g，丙装置中的物质增重2.2g，则通入气体的质量可能是 （把正确的选项填入空格）（A）0.8g（B）1.6g（C）3g（4）若A为纯净物，充分反应后，甲装置生成3.2g红色固体，乙装置中物质增重0.9g，则黑色固体的质量为 g，写出计算过程： 四计算题（共1小题）13实验室用加热氯

22、化铵（ NH4Cl）和消石灰Ca（OH2）的固体混合物制取氨气。其反应的化学方程式2NH4Cl+Ca（OH）2CaCl2+2H2O+2NH3通常情况下，氨气（NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水。下图是实验室常用的制取和收集气体的装置。请回答：（1）图中的三种气体收集方法的名称分别是向下排空法、 和排水法。（2）气体的制取装置是依据反应物的状态和反应条件来选用的。因此实验室制取氨气的发生装置应选用 （填装置的编号）（3）气体的收集装置是依据气体的 和气体在水中的 能力来选用的。因此，实验室收集氨气时，应采用的装置是 （填装置编号）。（4）现有含氢氧化

23、钙是20%的熟石灰37克，问能制得多少克氨气？五解答题（共5小题）14每当电闪雷鸣之时，空气中发生的一种反应为N2+O22NO已知32克氧气和足量的氮气化合成一氧化氮时要吸收150千焦的能量，假设某次闪电的能量为1.50107千焦，其中有11000的能量用于这一反应，求：（1）NO是一种无色无味、有毒、难溶于水的气体，密度接近空气的密度，如要收集NO应选用如图中 装置收集（2）NO常温下易与氧气反应生成二氧化氮；二氧化氮经过一系列的变化在土壤中生成能促进植物生长的硝酸盐，相当于为植物生长提供了 肥（填“氮”或“磷”或“钾”）（3）此次闪电所产生的NO的质量是多少千克？（4）此次闪电的生成物相当

24、于 千克尿素CO（NH2）2的含氮量？15某兴趣小组的同学到实验室进行气体性质实验（1）第一小组同学为检验某CO2气体中是否混有CO和H2，设计了如下的实验装置：请回答：A装置中发生反应的化学方程式是 实验过程中观察到C装置变蓝，小冯同学由此判断气体中一定混有H2，小汪同学认为不对，理由是 （2）第二小组的同学探究某混合气体的成分已知该混合气体中可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的一种或几种小组成员没装A装置，直接把混合气体通入灼热的盛有足量氧化铜的试管（已排尽空气），充分反应后，发现管内物质质量减少1.8克，将反应完全后的气体全部通入过量的澄清石灰水，充分反应后，得到10克白色沉淀，则混合气体

25、的成分至少有 种，肯定有的气体是 16市售塑料袋有的是用聚乙烯（CH2CH2）n制成，有的是用聚氯乙烯（CH2CHCl）n制成，查阅资料得：（CH2CHCl）n+5n2O2点燃2nCO2+nH2O+nHCl（其中n是非常大的偶数），且知HCl气体极易溶于水，有刺鼻的气味，其水溶液即是盐酸；二氧化碳与硝酸银溶液不会反应（1）某同学设计了如图所示的实验装置来探究塑料燃烧的产物若A瓶燃烧的是聚氯乙烯塑料，则在B瓶中可以看到的现象是 ，C瓶中发生反应的化学方程式是 （2）该同学在组装实验装置时，错将C和D装置调换了，实验时发现澄清石灰水并没变浑浊，他认为塑料燃烧产物没有CO2试判断他的说法是否正确并说

26、明理由 17任何科学结论都要经过实验验证，实验是重要的科学依据为弄清楚某废弃的防空洞内气体成分中是否含有水蒸气、一氧化碳和二氧化碳，甲、乙两个实验小组分别用下列盛有药品的仪器（图中夹持仪器等均省略），检验防空洞内气体成分（1）甲组逐一检验上述某一气体，若检验其中是否含有二氧化碳，应选用（填序号） 若防空洞内含有水蒸气，则B中的现象是 ；若A中玻璃管内物质由黑色变成红色，则防空洞内含有 （2）乙组用如图仪器组装一套装置，通过一次实验同时检验某气体中是否含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳和氢气，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是（填序号，仪器可以重复使用）BDAD18在金属活动性顺序里，位于氢后面

27、的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与稀硝酸反应，其化学方程式为：3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO+4H2O，反应生成的NO是无色、难溶于水的气体，在常温下与空气中的O2迅速化合生成NO2，NO2是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。用如图所示实验装置进行实验，可以证明铜与稀硝酸反应生成的气体是NO（1）检查装置的气密性：关闭弹簧夹，将干燥管放入带有水的烧杯中，若观察到 ，则表明该装置的气密性良好。（2）按右图所示进行实验：打开弹簧夹，用注射器慢慢抽取干燥管内的气体，稀硝酸沿着干燥管慢慢上升，直到 ，停止抽拉注射器，关闭弹簧夹，观察干燥管内的现象： 。反应停止后，打开弹簧夹，用注射器抽取干燥管内的气体（事先已将注射器内原有的气体推出），关闭弹簧夹后取下注射器，并抽取一定量的空气，观察到气体变为红棕色。（3）上述实验完成后，用足量NaOH溶液将气体吸收，其目的是 。