中考化学专题考点训练提升19 气体的制备（解析版）

专题19气体的制备☆考点透视☆一、新课标的要求：1、理解实验室制取氧气和二氧化碳的原理；2、初步学会在实验室制取氧气和二氧化碳；3、初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。4、知道催化剂对化学反应的重要作用。二、考情分析：1、考查情况：氧气和二氧化碳的实验室制法是气体制取的基础，其涉及的知识技能也是初中化学综合实验中的一个重要组成部分，是中考化学必考的内容。2、考查形式：本专题内容考查的形式主要有：仪器的辨别、药品的选用、装置组装、反应化学方程式的书写、收集方法、检验及验满的方法、操作步骤及注意事项、净化及干燥的方法等多种形式。题型以选择和实验题为主。3、命题方向：本类知识的命题方向主要是以实验、问题或图表信息，考查学生对相关知识的理解和掌握情况，以及对阅读、分析、解决问题的能力和知识的迁移能力。4、试题难度：试题难度不大，一般为中档。☆知识梳理☆一、实验室制取气体的基本思路：1、反应原理的选择：原料易得、反应条件适中、反应速率适中、安全性高、无污染、便于收集等。2、发生装置的选择：依据反应物的状态及反应条件选择合适的发生装置（制取装置）。反应物为固体、反应需要加热的应选择固固加热型。即：反应物为液体和固休、反应条件为常温的应选择液固常温型。即：或3、收集装置的选择：根据所收集气体的密度和溶解性选择；收集方法有：向上排空气法（气体密度比空气大）、向下排空气法（气体密度比空气小）和排水法（气体不易溶于水）。注意：1、反应条件太高或太低、反应速率太快或太慢都不适合用于在实验室中制取气体。如电解水制氢气因速度太慢不适合在实验室制取氢气。2、制取装置中可根据制取气体的多少选择容量大或小的反应容器。3、收集时如有特殊的要求，可选择特定的仪器。如要收集干燥的氧气则只能使用排空气法，不能使用排水法。二、氧气、二氧化碳气体的制取：（一）氧气的制法：1、氧气的实验室制法在实验室里，通常采用分解过氧化氢溶液，加热氯酸钾或加热高锰酸钾的方法制取氧气。（1）反应原理：2KMnO4eq\o(======,\s\up8(△),\s\do5())K2MnO4+MnO2+O2↑；2KClO3eq\o(======,\s\up8(MnO2),\s\do5(△))2KCl+3O2↑；2H2O2eq\o(======,\s\up8(MnO2),\s\do5())2H2O+O2↑（2）实验装置：实验装置包括发生装置和收集装置。①发生装置的选择依据；根据反应物、生成物的状态和反应条件选择。如果选用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，应用固体与液体反应且不需要加热型的装置，即A装置。如果选用加热高锰酸钾或加热氯酸钾制取氧气，应用固体加热型装置，则选择图B装置。②收集装置选择依据：根据生成气体的性质，如水溶性、密度等。收集的方法具体分为三种：排水法：适合收集难溶于水或不易溶于水且不与水发生反应的气体。即C装置；向上排空气法；适合收集密度比空气大且不与空气中的物质发生反应的气体。即D装置；向下排空气法；适合收集密度比空气小且不与空气中的物质发生反应的气体。即E装置。③验满方法：a.用向上排空气法收集时把一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，证明集气瓶内已收集满氧气；b.用排水法收集时，当气泡从瓶口冒出时证明已收集满。④操作步骤：用高锰酸钾制取氧气并用排水集气法收集气体的一般步骤为：a.组装好仪器并检查装置的气密性；b.将药品装入试管并在试管口堵上一团棉花，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管；c.将试管固定在铁架台上；d.集气瓶里装满水并倒放在水槽中；e.点燃酒精灯，先预热试管，再对准药品处加热；f.用排水法收集氧气；g.收集完毕，将导管撤管撤离水槽；h.熄灭酒精灯。⑤用高锰酸钾制氧气时的注意事项：a.试管口微向下倾斜；b.药品均匀铺在试管底部；c.试管口塞一团棉花；e.铁夹夹在距试管口的1/3处；f.伸入试管内的导管略出胶塞即可；g.用外焰对准药品处加热。2、氧气的工业制法：工业上采用分离液态空气的方法制取氧气，利用了空气中各成分的沸点不同。属于物理变化。（二）二氧化碳的制法：1、二氧化碳的实验室制法：（1）药品：石灰石（或大理石）和稀盐酸。（2）反应原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O。（3）实验装置：因为实验室制取CO2是常温下用固体和液体反应制得的，可选择上图中的A装置。（4）收集方法：因为CO2能溶于水，不能用排水法收集；CO2的密度比空气大，可用向上排空气法收集。（5）检验方法：验证：把制得的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明这种无色气体是CO2。验满：把燃着的木条放在集气瓶口，若火焰熄灭，证明瓶内已充满CO2。2、二氧化碳的工业制法：工业上采用高温煅烧石灰石的方法制取二氧化碳气体。反应的化学方程式为：CaCO3eq\o(=,\s\up8(高温))CaO+CO2↑注意：1、选用加热高锰酸钾制取氧气时，应在管口放一团棉花。2、实验室制取CO2不能用碳酸钠代替大理石（或石灰石），原因是反应速率太快，不宜收集；不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，使收集的CO2气体中混有较多氯化氢气体；也不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石（或石灰石）表面，阻止反应续续进行。三、催化剂和催化作用1、催化剂：在化学反应里，能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂（又叫做触媒）。2、催化作用：催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。注意：1、“一变”是指它能改变其他物质的化学反应速率，不能片面地把“改变”理解为“加快”或“减慢”；2、“两不变”是指化学反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变。3、催化剂有专一性，也就是说某一催化剂只对某个特定的反应起作用；催化剂的种类繁多，其中酶就是日常生活中常见的一种；催化剂的化学性质在反应前后不变，其物理性质可能发生变化；对于某些特定的化学反应，没有催化剂并不意味着该反应不能进行，只是速度较慢。四、常见的干燥剂：常见的干燥剂浓硫酸无水氯化钙碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）原理吸水性与水反应生成结晶水合物氢氧化钠有潮解性氧化钙能与水反应生成氢氧化钙装置可干燥的气体H2、O2、CO2、CO等H2、O2、CO、CO2、CH4等H2、O2、NH3等不可干燥的气体NH3、H2S、等NH3等HCl、SO2、CO2等☆考点突破☆【典型例题1】（2013江苏南京）请根据下列装置图，回答有关问题：(1)写出装置图中标号仪器的名称：a，b。(2)写出实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式,可选用的发生装置是（填字母）。(3)写出实验室用锌粒与稀硫酸制取氢气的化学方程式，可选用的收集装置是（填字母）。【典型例题2】（2013广西百色）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。加热氯化铵（NH4Cl）和熟石灰两种固体的混合物可制取氨气，同时生成氯化钙和水。回答下列问题：（1）实验室制取氨气的化学方程式为：；最好选用下图（选填装置A、B、C、D）气体发生装置制取氨气。（2）欲制得氨气（氨气溶于水），且能避免倒吸，最好在其发生装置后连接下图装置．（选填E或F）。【典型例题3】（2013上海）气体制取是重要的化学实验活动。实验室用双氧水与二氧化锰制取氧气，该方法制取氧气的化学方程式是____________________。能收集氧气的装置是______________(填编号)。要得到干燥的氧气，可将制得的气体通过填充一种氧化物的干燥装置，该氧化物是______。实验室制备二氧化碳时，要求能随时控制反应进行或停止，以下符合该条件的发生装置是___(填编号)。用所选装置制备二氧化碳，能用于添加液体的仪器名称是_______________。能使反应暂时停止的实验操作是___________。实验不适宜用排水集气法收集二氧化碳的理由是__________。考点：考查气体的制备干燥与收集方法点拨：1、气体的制取装置是由药品的状态和反应条件决定的，在做题时一定要认真审题。2、根据制取的气体的溶解性和密度的大小选择收集气体的方法，对气体的验证、验满，还要掌握操作时的注意事项。3、使用长颈漏斗时，末端必须插入液面以下，否则生成的气体会从长颈漏斗口逸出。☆跟踪练习☆1、（2013广西南宁）实验室部分仪器或装置如图所示，请回答下列问题（1）实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体，发生装置可选择图中的（填仪器字母）进行组装，反应的化学方程式为。（2）在制取过程中，小雨同学选用F装置收集二氧化碳，并用燃着的小木条放在瓶口验证二氧化碳是否收集满，结果发现小木条始终不灭，说明该瓶气体没有集满。出现上述情况的原因可能是1，2，3（写出其中3条）。（3）采用上述方法制取的二氧化碳中常含有氯化氢气体和水蒸气，为获得纯净、干燥的二氧化碳气体，可选用图所示的H装置和I装置进行除杂和干燥，导管口连接的正确顺序是：气体→→F。（4）在实验室中制取氢气，发生装置与制二氧化碳的相同，收集方法可采用（填“向上”或“向下”）排空气法。若用如图J所示装置采用“排空气法”收集氢气，请在图中将导管补画完整。【答案】（1）A、B、C、D；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑（2）装置漏气；药品量不足（稀盐酸或石灰石不足）；长颈漏斗下端管口未伸入液面下（3）c→d→a→b（4）向下；考点：考查二氧化碳的实验室制法；气体的干燥；氢气的制取和检验；化学方程式书写、文字表达式2、（2013贵州贵阳）用图1和图2所示装置分别制取适量O2和CO2气体，请回答下列问题（1）A中MnO2的作用是。（2）写出A、D中发生反应的化学方程式，A：；D：。（3）按实验要求完成下表内容（不需要的可以不填）。制取气体应加入的物质物质或装置所起的作用O2BCCO2EF澄清石灰水3、（2013海南）根据下列实验装置图回答问题：（1）写出a的仪器名称；（2）实验室制备和收集O2的装置组合是（填字毋序号）；写出此套装置制备O2对应的化学方程式：；（3）用B装置制取O2时检查气密性的方法是；（4）氢气是一种无色．无味、难溶于水的气体，其密度比空气的密度小，在实验室中常用锌粒和稀硫酸反应制取。①实验室制取氢气的发生装置是（填字毋序号）；②氢气与氧气混和点燃可能会发生爆炸，因此点燃之前必须先。②氢气与氧气混和点燃若在爆炸极限内则会发生爆炸，因此点燃之前必须先检查氢气的纯度。考点：考查常用气体的发生装置和收集装置与选取方法；实验室制取氧气的反应原理；氧气的检验和验满；化学方程式书写、文字表达式；氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯4、(2013河南)在实验室中可选择下图装置制取气体。（1）若选择A、F组合一套装置制取了某气体，请写出有关反应的化学方程式。（2）制取CO2的化学方程式为；其发生装置可选择B或C，与B相比较，C的主要优点是什么？（3）若用金属与酸反应来制取氢气，应选择以上哪些装置？（写出一套即可）5、（2013江苏常州）使用如图所示装置制取氧气。（1）写出加热高锰酸钾制氧气的化学方程式：；（2）指出图4装置中1个明显的不足之处：；（3）氧气收集完成后，测得其纯度明显偏低，原因可能是：（填字母，可多选）；A．高锰酸钾中混入了二氧化锰B．收集前，集气瓶中未注满水C．收集后，集气瓶中仍有少量水D．未见气泡连续均匀冒出时应开始收集（4）在研究“适于制取氧气的物质及其反应条件”的过程中，某同学完成了如表所示的系列实验：序号实验能否生成氧气A加热高锰酸钾能B加热二氧化硅不能C加热氧化钠不能D加热水不能E电解水能①根据实验A、B、C，可以得出的结论是：在一定条件下，；②根据实验D、E，可以得出的结论是：是影响物质能否反应产生氧气的重要因素；（5）将10g高锰酸钾加热一段时间后，称得剩余固体的质量为9.36g。试计算：①产生氧气的质量；②剩余高锰酸钾的质量。【答案】（1）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）试管口没放一团棉花；（3）BD；（4）①像高锰酸钾这样能反应产生氧气的物质才适于制氧气；②反应条件；（5）①产生氧气的质量为10g-9.36g=0.64g；②3.68g。【解析】试题分析：（1）加热高锰酸钾制氧气的化学方程式：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；考点：考查气体的制备6、（2013辽宁沈阳）实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答下列问题：（1）若用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是（填字母）；实验结束后，某同学发现水槽中的水变成了浅紫红色，从实验操作角度分析其原因是；若用B和D装置制取氧气，B中发生反应的化学方程式：。（2）若要制取二氧化碳，选用的块状固体药品为；若用F装置检验二氧化碳，应在其中装入适量的，出现现象时，证明有二氧化碳产生。（3）若要制取氢气，可以使用C或E装置收集，能用E装置收集的原因是；若选用F装置代替C装置收集氢气，气体应从（填“a”或“b”）导管口通入。7、（2013四川成都）根据右图装置回答下列问题：（1）仪器a的名称是；（2）若在锥形瓶中装有碳酸钙，则该装置可以制取的气体是；但是某同学在B中装入氢氧化钠溶液，最后未收集到该气体，原因是（用化学方程式表示）。（3）若用此套装置制取干燥氧气，则锥形瓶中发生反应的化学方程式是；B装置应该装入的物质名称是。8、（2013湖南衡阳）从下列提供的仪器中进行选择，可以组装多套制取气体的装置，请回答有关问题。（1）写出下列代号仪器的名称：G；I。（2）实验室制取气体时，仪器组装后，加入试剂前必不可少的一项操作是。（3）从图中所列仪器中，选择合适的组合完成用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的实验，该组合是（填仪器代号）．你所组合的装置采用的气体收集方法是，该实验反应的化学方程式为。9、（2014届上海市静安区一模试题）小敏来到实验室完成氧气和二氧化碳气体的制取实验，请按照要求答问题：①实验台前有如下仪器和药品，请写出仪器A、B的名称：A（1），B（2）。小敏利用上述仪器和药品可以做制取氧气的实验，实验前她发现其中缺少一种药品，该药品名称是（3）；该反应的原理是（用化学方程式表示）（4）。②下表是小敏实验时的主要步骤及相关实验装置，其中（5）（填字母序号）步骤中的实验装置有错误，改正的方法是（6）。改正后进行实验，这些步骤的正确操作顺序是（7）（填字母序号）实验步骤a．制备气体b．收集气体c．检查装置气密性d．清洗仪器、整理桌面相关实验装置③利用上述装置另选药品，也能完成二氧化碳气体制备，制取二氧化碳的化学方程式为（8）。④右图甲装置也可制取二氧化碳气体，甲装置的优点是可随时控制反应的发生和停止。若打开弹簧夹，固体与液体接触，反应便能发生，请简述使甲装置中反应停止的原理（9）。10、（2014届上海市静安区一模试题）小敏来到实验室完成氧气和二氧化碳气体的制取实验，请按照要求答问题：①实验台前有如下仪器和药品，请写出仪器A、B的名称：A（1），B（2）。小敏利用上述仪器和药品可以做制取氧气的实验，实验前她发现其中缺少一种药品，该药品名称是（3）；该反应的原理是（用化学方程式表示）（4）。②下表是小敏实验时的主要步骤及相关实验装置，其中（5）（填字母序号）步骤中的实验装置有错误，改正的方法是（6）。改正后进行实验，这些步骤的正确操作顺序是（7）（填字母序号）实验步骤a．制备气体b．收集气体c．检查装置气密性d．清洗仪器、整理桌面相关实验装置③利用上述装置另选药品，也能完成二氧化碳气体制备，制取二氧化碳的化学方程式为（8）。④右图甲装置也可制取二氧化碳气体，甲装置的优点是可随时控制反应的发生和停止。若打开弹簧夹，固体与液体接触，反应便能发生，请简述使甲装置中反应停止的原理（9）。11、（2014届湖北省黄冈市红安县六校12月联考）下图是化学实验中常见的几种装置。请回答下列问题：（1）写出仪器①的名称：；（2）利用上述装置的组合可以制取二氧化碳气体，写出实验室制取二氧化碳的化学方程式，用此装置还可以制取初中常见的气体，写出实验室用此装置制取该气体的的化学反应方程式。（3）某同学欲收集一种难溶性的气体，且E装置可以替代D装置来收集该气体，请简述该同学使用