专题06 常见气体的制取

2022-12-22 15:10

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专题

06

常见气体的制备

主题概述

1.制作O2和CO2的实验一直是中考考查的重点和难点，主要考查反应原理、反应装置、收集和检验等一些细节。这两者可以结合起来比较记忆。

典型例子

1.实验室取氧装置如图所示。下列说法是合理的()

A.向锥形瓶中加入少量MnO2粉末，并将过氧化氢置于分液漏斗中

b .在锥形瓶中加入石灰石，在分液漏斗中加入稀盐酸。

C.把装满氧气的气瓶从水箱里拿出来，倒在桌面上。

d .当发生器中的液体与固体接触产生气泡时，氧气可以被收集。

2.下列关于二氧化碳的说法正确的是()

a .用大量石灰石和稀硫酸快速制备大量二氧化碳

B.二氧化碳可以通过排水收集，因为二氧化碳的逃逸速度大于溶解和与水反应的速度。

C.二氧化碳是一种无色有毒气体，密度比空气高，可以通过向上空气排放的方式收集。

D.无论是实验室生产二氧化碳，还是双氧水生产氧气，都可以使用图中所示的装置，因为两者都是固液反应，不需要加热。

3.以下是实验室的相关实验内容。请按要求回答问题。

在实验室制造气体。

(1)写出标注的仪器名称：_ _ _ _ _ _ _ _ _，_ _ _ _ _ _ _ _ _。

(2)加热高锰酸钾制取O2的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的

(3)在实验室用锌粒和稀盐酸制备H2的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _如果装置D用于收集H2气体， 应该是从_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _开始介绍的

(4)一位同学使用图F所示的装置分离H2和CO2的混合气体。

步骤如下：关闭活塞B，打开活塞A，通入混合气体收集H2；关闭活塞a，打开活塞b，获取CO2。最好是选择_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

a浓氢氧化钠溶液B饱和氢氧化钙溶液

(5)实验室用大理石制备CO2，大理石中的杂质使制备的CO2与H2S气体混合。现在，为了获得纯净和干燥的CO2，需要从发生器中产生的气体中除去杂质。实验设备如下：

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1.在氯酸钾分解实验研究中，一位同学进行了一系列实验，记录如下。正确的相关性分析是()

A.实验表明M也能受热分解产生气体。

b实验 表明加入M后，反应可以在较低的温度下进行。

C.实验 表明固体M的加入增加了产气量。

D.固体M必须是氯酸钾分解的催化剂。

2.图中显示了一些在实验室制备气体时可能用到的装置。下列说法是正确的

A.使用制备二氧化碳时，长颈漏斗下端需达到液面以上。

B.实验室用氯酸钾和二氧化锰制氧时，可作为发生器。

C.当使用收集氧气时，气体从喷嘴a进入。

d制备氢气时，可作为收集装置。

3.用于去除下列物质中所含少量杂质的杂质去除试剂和操作方法是正确的

4.乙炔气是由固体电石和水反应产生的。已知电石与水反应剧烈，乙炔的密度略小于空气。如果实验室想要产生稳定的乙炔流并收集相对纯净的乙炔，所选设备的合理组合是

A.在反应结束时可以收集到(a-b)克氧气。

B.P点的固体成分是氯酸钾和氯化钾。

在此期间，氯的质量保持不变

实验室用KClO3和MnO2混合产生O2的发生器可选择_ _ _ _ _ _(填写装置序号)，反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _。装置C干燥O2，气体从管道末端进入_ _ _ _ _ _(填“A”或“B”)。用设备D收集O2的基础是_ _ _ _ _ _

英国化学家布莱克是第一个“捕捉”CO2的人，在实验室制备CO2的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _；1774年，德国化学家贝格曼将CO2引入紫色石蕊试液中，发现试液由紫色变为红色。这个反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _。

(2)初步提纯一定质量的原盐(包括沉淀物)。

实验的主要步骤：称量溶解、过滤蒸发。蒸发后，使用_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

下列关于蒸发过程的说法正确的是_ _ _ _ _ _(用字母填写)。

A.蒸发过程中不断用玻璃棒搅拌。

b、当蒸发皿中的水全部蒸发后，停止加热。

C.如果滤液在蒸发过程中溢出，精盐的质量将会降低。

D.在蒸发过程中，溶液中钠的质量增加。

15.回答如图所示的相关问题：

(1)在图中写下标有字母的仪器名称：a _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

(2)实验室用高锰酸钾制氧时，应选择的发生器是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填字母)。在实验过程中，应该将一团棉花放在该装置的试管中， 而它的用途是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _反应的化学方程式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

(3)通过实验制备二氧化碳气体，为了获得干燥的二氧化碳，除了发生器外，还应使用装置D来干燥气体。气体应该从_ _ _ _ _ _进入

(4)今年我市初中化学实验内容为“实验室二氧化碳气体的制备”。请回答以下问题：

下列关于仪器连接方法的描述中，错误的是：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

A.将约一半的单孔胶塞拧入试管口。

B.在连接乳胶管和玻璃管之前，用水湿润喷嘴。

c、将乳胶管的一端塞入玻璃导管中。

d .将玻璃导管的一端旋入乳胶管的一端。

图1是某人设计的制备和收集二氧化碳的示意图，其中装置存在_ _ _ _ _处错误。写出化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

“实验是检验化学原理的最高法庭。”下列关于实验室收集二氧化碳的方法的说法中，符合实验事实的是：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(填序号)

A.因为CO2可溶于水，所以不能用排水法收集。

b .由于CO2的溶解性不强，且CO2的逸出速率大于其溶解速率，因此可以通过排水收集CO2。

c正常情况下，CO2的密度高于空气的密度，所以只能采用向上排风的方式收集CO2。

(5)如图2所示，将澄清的石灰水倒入充有CO2的试管中，约占试管体积的三分之一，拧紧胶塞，连续上下振荡一定时间。充分振荡后，试管内的压力为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

(1)写出标有编号的仪器名称：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

(2)写出化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

(3)如果设备B、E和F被连接以制备纯二氧化碳

(2)实验室用装置A制取氧气，反应的字面表达为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _的反应

(3)用过氧化氢制备氧气，探索石蜡燃烧的产物，装置B应与_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(用字母填写)结合。在采集过程中，检查氧气浓度的方法是_ _ _ _ _ _ _。

典型例子

1.

【答案】答

[分析]

实验装置是利用固液反应制备氧气的装置，所以药物是双氧水和二氧化锰。

[详细解释]

a、用过氧化氢和二氧化锰制备氧气时，在锥形瓶中加入二氧化锰，在分液漏斗中放入过氧化氢。a是正确的；

b、根据装置可知，实验选用的药物为二氧化锰和过氧化氢，石灰石和稀盐酸为制备二氧化碳的药物。b是错的；

c、由于氧气的密度大于空气的密度，装氧气的气瓶从水箱中取出后要放在桌子上。c是错的；

D、由于反应开始前装置内有空气，必须在管口有连续均匀的气泡冒出时才开始收集，否则收集的气体不纯，D错。

所以选a。

2.

【答案】b

[详细解释]

a、块状石灰石与稀硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙会覆盖在石灰石表面，阻止反应进行，因此不能用于制备二氧化碳，故选项表述错误；

b、可以用排水法收集二氧化碳，因为二氧化碳的逃逸速率大于溶解和与水反应的速率，所以选项正确；

c、二氧化碳是无色、无毒的气体，所以选项表述错误；

d、过氧化氢制备氧气是二氧化锰催化过氧化氢的反应，不是固液反应，所以选项表述错误；

所以选择：b。

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1.

【答案】b

[分析]

也可能是装置内气体受热膨胀，产生气泡，不一定是M产生的；说明氯酸钾在高温下会释放出气体；说明氯酸钾在高温下与M接触，释放出大量气体；表明氯酸钾和固体M的混合物在较低温度下能释放出大量气体。

[详细解释]

从分析来看：

a、实验不能说明M受热分解产生气体，是错误的；

b、实验 对比表明，加入M后，反应可以在较低的温度下发生，这是正确的；

C.实验 说明加入固体M反应速度加快，但并不意味着气体生成量增加，这是错误的；

d、要证明反应中的固体M是催化剂，还需要验证其质量和化学性质在反应前后是否发生了变化，这是错误的。

2.

【答案】b

[详细解释]

a、用制备二氧化碳时，为防止漏气，长颈漏斗下端需达到液面以下，这是错误的；

b、实验室用氯酸钾和二氧化锰制备氧气时，选用固-固加热发生器，可作为发生器，正确；

c、用收集氧气时，氧气不易溶于水，其密度小于水。氧气应该是短生长，从B喷嘴进入，这是错误的；

d、氢气的密度比空气小，所以可以用向下排气法收集装置收集，这是错误的。

所以选b。

3.

【答案】c

[详细解释]

一、除去一氧化碳的二氧化碳不能点燃。这是因为会引入新的气体杂质，当大量二氧化碳(不能燃烧，不能支持燃烧)存在时，少量的一氧化碳就不会燃烧。不对；

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b、碳酸钠能与过量的氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入新的杂质。氯化钙过量不符合除杂原理，是错误的；

c、氯化钾固体溶于水，二氧化锰不溶于水，所以可以通过加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离提纯，这是正确的；

d、钙碳

乙炔气是由固体电石和水反应产生的。该反应属于固液不加热反应，为了产生稳定的乙炔气流，发生器是可选的。可以通过分液漏斗控制药物的滴加速度，从而控制反应速率。乙炔的密度略小于空气，不溶于水，可以用排水法收集，排水法收集的气体比较纯净，所以选用收集装置，所以所选装置的合理组合是 。所以选b。

5.

【答案】c

[详细解释]

A.理论上，在反应结束时可以收集到(a-b)克氧气。但是因为一部分氧气可能溶于水或者留在试管里，所以收集到的氧气实际上会太少，这是错误的。

B点和P点是氯酸钾的部分分解，所以有未反应的氯酸钾，生成的氯化钾，和作为催化剂的二氧化锰，这是错误的；

c、在反应过程中，氯气的质量保持不变，这是正确的；

d、因为反应没有发生在0到t1期间，所以二氧化锰的含量没有变化，固体混合物中的质量分数也没有变化，这是一个错误。

所以选择：c。

6.

【答案】d

[详细解释]

a、空气还能使正在燃烧的木条继续燃烧，所以这个选项是错误的；

b、木炭在空气中也能燃烧释放出二氧化碳气体，使澄清的石灰水变浑浊，所以这个选项是错误的；

c、密度大于1的气体不一定是氧气，比如二氧化碳的密度大于1，所以这个选项是错误的；

d、因为氧气具有助燃性，可以使木条与火星重燃，所以能使木条与火星重燃的是氧气，所以这个选项是正确的。

所以选d。

7.

【答案】d

[详细解释]

A.将双氧水倒入试管时，瓶塞要倒置，标签要对准手掌，瓶口要靠近。图中所示操作正确，故A正确；

B、实验室用过氧化氢制备氧气，属于固液反应，故图中所示操作正确，故B正确；

c、氧气的密度大于空气的密度。氧气应该通过长导管引入，空气从短导管排出。图中所示的器件是正确的，所以C是正确的；

D.铁丝在O2中燃烧时，为防止产品熔化溅落爆瓶底，应在气瓶底部放少量水或一层细沙。图中气瓶底部未放置少量水或一层细沙，所示装置有误，故D有误。

所以选择：d。

8.

【答案】b

[分析]

a、根据稀盐酸在大理石中的滴落，生成氯化钙、水和二氧化碳气体。二氧化碳的质量不可能一直增加。反应物反应后，溶液保持不变；

b .加热一定量的碳酸氢铵(NH4HCO3)，生成氨气、水和二氧化碳气体；

c、根据电解水的实验结论，溶液即可完成；

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d、根据金属与酸的反应，氢来自酸中的氢元素。因为酸的量是一样的，金属是过量的，所以产生的氢气应该是相等的。

[详细解释]

a、在大理石中加入稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳气体，二氧化碳的质量始终不能增加。反应物反应后，会保持原样，所以是错的；

b、加热一定量的碳酸氢铵(NH4HCO3)生成氨气、水和二氧化碳气体，固体质量逐渐减少。反应后固体质量为0，所以是正确的；

c、水电解实验产生的氢气和氧气的体积比为2:1，质量比为1:8，所以是错误的；

d、金属与酸反应时，氢来自酸中的氢。因为酸的质量和浓度是一样的，有足够的金属，产生的氢气质量应该是相等的，所以是错的。

所以选择：b。

[点睛之笔]

这道题是过程和图像的结合，是对学生读图能力的考察。解决问题的关键是正确分析每个反应的过程。结合图像分析，有助于培养学生分析问题的能力。

9.

【答案】b

[详细示例

c、从图中气球的变化可以看出，蛋壳与醋酸反应放出热量。当冷却到室温时，气球会随着温度的降低而收缩，瓶内气体分子之间的间隙变小。选项陈述是正确的；

d、蛋壳的主要成分是碳酸钙，它能与醋酸反应生成二氧化碳气体。二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧，所以可以用来灭火。选项陈述是正确的。

所以选b。

10.

【答案】d

[详细解释]

a、镁比铁活泼，分别与盐酸反应。反应快的是镁，反应慢的是铁，很明显。这个选项是正确的；

b、稀硫酸与碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在大理石表面，阻止反应继续进行。随着反应进行，反应慢慢停止，碳酸钙与稀盐酸反应。反应中不会出现这种现象，而且现象明显。这个选项是正确的；

c、在双氧水溶液中加入二氧化锰加快了反应速度，反应快，但不加二氧化锰的反应慢，这是很明显的。这个选项是正确的；

d、氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，但没有现象。氢氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和水，但没有现象。这个选项是错误的。

所以选d。

11.

【答案】d

[详细解释]

a、二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红，二氧化碳与水反应生成碳酸，可使紫色石蕊试液变红，故选项表述错误；

B、氯化氢气体能使紫色石蕊溶液变红，B中液体变红，不能证明二氧化碳能与水反应，故选项表述错误；

c、加热后红色不褪色，不代表碳酸加热时不分解。是因为氯化氢气体溶于水生成的盐酸使紫色石蕊溶液变红，所以选项表述错误；

d、硫酸不挥发，能与碳酸钙粉末反应生成二氧化碳气体。为达到实验目的，可将盐酸改为稀硫酸，故选项正确。

所以选择：d。

[点睛之笔]

这个问题并不难。掌握二氧化碳的化学性质和盐酸的挥发性是正确回答这个问题的关键。

12.

【答案】c

[详细解释]

a、根据图示，左侧的液位高于右侧的液位，说明右侧的压力大于外界大气压，所以是正确的，不符合题意；

b，此时装置A中固液分离，说明止水夹M处于闭合状态，所以正确，不符合题意；

c、在装置B的N处加一个止水夹没有装置A的功能，因为装置B中的固体和液体不能分离(装置B中的固体在液面以下，N处的止水夹不能与液体分离)，所以不能使反应随时发生或停止，所以是错误的，符合题意；

d、A单元可以控制止水夹M的闭合和开启，而C单元可以通过粗铜线控制石灰石与稀盐酸的接触或分离，从而控制反应的发生和停止，所以是正确的，不符合题意。

所以选c。

13.

【答案】c

[分析]

置于多孔隔板上的固体为块状或颗粒状固体，液体置于长颈漏斗内，活塞在装置内关闭，装置内压力升高，液体进入长颈漏斗，液体和固体药物分离，反应停止；打开活塞排气，液体向下流动，固液接触反应进行，可以控制反应的发生和停止；

[详细解释]

从分析来看：

a、二氧化碳气体的制备是石灰石和稀盐酸的反应，所以通常可以用这个装置制备二氧化碳气体，这是正确的；

b、多孔隔板上放置的固体为块状或颗粒状固体，正确；

这个发生器的优点是可以控制反应的发生和停止

C.如果蒸发时滤液溢出，会造成精盐的损失，精盐质量低且正确；

D.在蒸发过程中，溶液中钠的质量分数增加，但溶液中钠的质量不变，这是一个误差。

所以，选择ac。

(3)二氧化碳可溶于水，一般不用排水法收集，不符合实验事实；

b、二氧化碳的溶解度不强，与水反应生成碳酸，碳酸不稳定，二氧化碳逸出率大于其溶解率，可用排水法收集，故符合实验事实；

c、一般情况下，二氧化碳的密度高于空气，所以可以用向上排气的方法收集。但由于二氧化碳的溶解性不强，与水反应生成碳酸不稳定，一般不采用排水法收集，符合实验事实；

答案：公元前；

(5)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。充分振荡后，压力下降，试管内压力小于大气压。

氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。使用C装置检查氧气收集的方法是将带火星的木条放入气瓶的瓶口。如果木条重新点燃，证明氧气是满的。所以，把带火星的木条放在气瓶的瓶口。如果木条重新点燃，证明氧气是满的。

(3)制备二氧化碳的原料是稀盐酸，所以二氧化碳中会含有氯化氢气体。安装在E单元中的试剂用于去除氯化氢气体，因此氯化氢气体被去除；

二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红。二氧化碳可与澄清石灰水中的氢氧化钙反应，生成碳酸钙沉淀和水。碳酸钙的生成使澄清石灰水变浑浊，所以在F单元观察到的现象是紫色石蕊溶液变红，澄清石灰水变浑浊，所以装有紫色石蕊的溶液变红，澄清石灰水变浑浊。

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e装置用于气体除杂，气体要从一根长管即a管进入瓶内，因此灌装装置图片如下。

(4)实验室用加热的氯化铵和熟石灰的固体混合物制备氨气。发生器应该是固体加热发生器，即装置a，氨气易溶于水，密度小于空气，不能用排水法收集。应采用向下排气法收集。应该选d，所以填AD。

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(5)用混有少量CO2的CO气体还原Fe2O3，并验证反应后的气体产物。首先，从一氧化碳中除去二氧化碳。在B中用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳后，通入A中，检查二氧化碳是否完全除去，然后通入C中进行反应，再通入A中检查反应是否产生二氧化碳。最后选择一个气囊收集尾气，防止残留的一氧化碳排放到空气中污染空气，即装置正确的连接顺序是B A C。

(3)氧气不易溶于水，密度高于空气，可用排水法或向上排气法收集。石蜡燃烧产生二氧化碳和水。为了不影响石蜡燃烧产物的干扰，收集的氧气要干燥。浓硫酸有吸水性，不与氧气反应，可以用浓硫酸干燥。为了获得干氧，应采用向上排风的方法收集，因此应选择B、F、E。由于氧气是助燃的，检查氧气充满度的方法是将带火星的木条放入气瓶口。如果木条复燃，说明已经满了，所以填：F；e；将带火花的木棒放入气瓶口。如果火柴棍被重新点燃，说明已经满了。

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