2023学年浙江中考生物复习资料专题03气体的制取、净化、收集（解析版）

专题03气体的制取、净化、收集

【解题技巧】

气体的制取实验也是中考中常见的问题。实验室制取气体的实验往往与气体的干燥与净

化综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：

同学们可按照上图的流程来选择合适的装置进行气体制取实验

【例题精析】

--气体制取装置的探究

1.某校化学兴趣小组用下列装置制取并收集氧气.（可以通过调节分液漏斗的活塞控制液体

滴加速度.）

（1）写出仪器名称a铁架台，b水槽：

（2）选择发生装置（填字母）制氧气比较便捷环保，反应的符号表达式为

MnO

H2Q2T2H2O+O2.如果要得到干燥的氧气，用装置D（填字母）来收集.如何证

明氧气已集满？将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已满.

（3）实验室常利用二氧化锦和浓盐酸在加热条件下制取氯气，如右图所示，烧杯中的水

可溶解氯气且与氯气反应.氯气是一种黄绿色的气体，密度比空气大.因此可用装置

（填字母）来收集氯气.

（4）右图是实验中常用的一种收集气体的装置，当用排空气法收集某气体时，若空气从

b端排出，则该气体的密度比空气大.当用排水法收集气体时，若气体的密度比空气

小，则气体应从b（填字母）端进入.

【解答】解：（1）铁架台和水槽是实验中常用的化学仪器，故答案为：a铁架台：b水槽

（2）用过氧化氢和二氧化镭制氧气时，不需要加热，需要选择A装置.验满方法是：将

MnO

带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃.故答案为：A；H2O2-2H2O+O2；D；

将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已满.

（3）水可溶解氯气且与氯气反应，氯气的密度比空气大，因此氯气只能用向上排空气法

收集.故答案为：D；

（4）根据气体的密度，密度比空气大的从a管进入；密度比空气小的从b进入.故答案

为：大，b

2.化学实验室开放日，化学科代表拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，他取少量

试剂在试管中混合，立即产生一种常见无色气体.

（1）该气体可能是什么物质？同学们展开了一系列探究活动.

①验证气体的实验方案如下:

猜想实验步骤现象结论

此气体是C02将气体通入澄清石石灰水变浑浊该气体为C02

灰水

②制取该气体的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t.

③下图装置中，仪器①的名称是试管，仪器②的名称是集气瓶.

④想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的」（填序号，下同），收集装置是

（2）猜想此无色气体还可能是另外一种气体02（或H2），则生成该气体的化学方程

Mn02

式是2H2。2^-2H2O+O2t(或Zn+2HCl=ZnC12+H2t)

（3）氨气（NH3）在通常情况下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.实验室常用加热氯化镀和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，反应的化

△

学方程式为：2NH4C1+Ca（OH）2-CaC12+2NH3t+2H2O.实验室制取氨气的发生装置选

用上图中A装置,收集氨气选用上图中D装置.

【解答】解：（1）①我们以大家最熟悉的气体二氧化碳，做为猜想，由于它能使澄清的石

灰水变浑浊，所以将其通入澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳；

②根据（1）猜想，实验室制取二氧化碳是的化学方程式是CaCO3+2HC1=CaC12+H2O+CO2

t；

③常见的用于少量物质反应或被加热的玻璃仪器试管，收集气体的仪器集气瓶；

④固液不加热型装置是B,其密度大于空气用E装置收集；

二氧化飙固态）

（2）根据制取的药品特点还可能是氧气或氢气，过氧化氢（液态）T水+氧

气或（固）+稀硫酸（液）f硫酸锌+氢气；

（3）“加热氯化锈和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气”是固固加热型的装

置A,氨气密度小于空气，向下排空气法；极易溶于水，不能用C装置.

故正确答案：

（I）①验证气体的实验方案

猜想实验步骤现象结论

此气体是C02将气体通入澄清石灰石灰水变浑浊该气体为C02

水

②CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t

③试管；集气瓶④B、E、C02的密度比空气的大

Mn02

(2)02(或H2);2H2。2--2H2O+O2t(或Zn+2HCl=ZnC12+H2t)

(3)A；D

3.请你结合下列装置图回答问题:

(1)写出有标号仪器的名称：a酒精灯，b锥形瓶.

加热

(2)①实验室用甲装置制氧气的化学方程式是2KMnO4^K2MnO4+MnO2+O21,

用排水法(或向上排空气法)法收集氧气.②试管口放一团棉花的目的是防止高

镒酸钾粉末随氧气流进入导气管，堵塞导气管.③反应结束后冷却，往试管中加入足

量的水，搅拌、过滤，得到黑色粉末.该黑色粉末与过氧化氢接触有大量气泡产生，反应

催化剂

的化学方程式是2H2。2——2H2O+O2t

黑色粉末在反应中的作用是催化作用.

(3)某同学想用右图装置乙制取C02,广口瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴

放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是产生的C02从漏斗中逃逸出去，为解决这一

问题，在不改变原有仪器的基础上添加一种仪器，请把该仪器画在图中应该放置的位

置.加了该仪器以后，还有一个好处是节约使用稀盐酸.

(4)某化学兴趣小组用乙装置制取并检验二氧化碳.装置中分液漏斗的作用是可控制

控制反应的速率.实验过程中，可观察到试管率产生白色沉淀,证明C02的生成，

该反应的化学方程式是CCh+Ca(OH)2=CaCO3J+H2O.若实验过程中一直没有出

现证明C02生成的现象(装置和操作步骤都正确)，则可能原因是使用的盐酸溶液浓度

太高，C02中混有太多的HC1气体.

(5)该小组同学在观察到产生沉淀后继续通入二氧化碳，过了一段时间后，发现沉淀溶

解变成澄清溶液.为了确定沉淀溶解成澄清溶液的原因，小组的同学进行了相关探究.

【提出问题】沉淀为什么能溶解变成澄清溶液？

【查阅资料】①碳酸氢钙［Ca(HCO3)2］溶于水；

②碳酸盐溶于酸，Ca(HCO3)2与酸反应跟CaC03与酸反应类似.

【猜想与假设】①溶液呈酸性；②反应生成了碳酸氢钙.

【实验与结论】

实验操作实验现象实验结论

实验I：把一小片pH试纸放在一块干测得被测液猜想①不成立.

净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取沉的pH=8(填“成立”或“不成立”)

淀溶解成澄清的溶液沾在试纸上，把

试纸呈现的颜色与标准比色卡对照.

实验H：取沉淀溶解成澄清的溶液于有气体产生反应的化学方程式为：_

另一支试管中，加入盐酸(硫2HC1+Ca(HCO3)2-

酸)_.CaCl2+2H2O+2CO2t

(H2s04+Ca(HCO3)2—

CaSO4+2H2O+2CO2t)

猜想②成立.

通过探究得知，生成的沉淀会与二氧化碳、水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙.反应的

化学方程式是2HC1+Ca(HC03)2—CaCb+2H2O+2CO2t82+Ca(OH)2+H2O=Ca

(HCO3)2.

【交流与反思】从探究中你得到的启示或感受是不溶物在一定条件下可转化为可溶

物.

【解答】解：(1)熟悉常见的化学仪器，了解它们的名称.图中a是酒精灯，b是锥形

瓶.故答案为：酒精灯；锥形瓶；

(2)①甲装置是可以加热的装置，实验室中可用加热高锌酸钾的方法制取氧气.反应方

A

程式是：2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t；氧气的密度大于空气的密度，并且不易溶于

水，我们可用排水集气法(或向上排空气法)收集；②试管口放一团棉花是防止高镭酸钾

粉末随氧气流进入导气管，堵塞导气管；

③加热高钵酸钾的反应结束后，产物有K2M11O4.MnCh、02.其中的02被收集、K2MnO4

可溶于水，在加水、搅拌、过滤后，只剩下不溶于水的黑色粉末MnCb.实验室中常用二

Mn02

氧化锌做催化剂，分解过氧化氢制取氧气.反应方程式是：2H2O2-2H2O+O2t.

△

故答案分别为：2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t、排水集气法（或向上排空气法）、2H2O2

MnO2

—2H2O+O21、催化作用；

（3）由于该装置中漏斗与空气通着，气体从漏斗口溢出，而收集不满二氧化碳；所化装

置只要切断气体向外溢出的路径即可：

（4）分液漏斗的作用是可以控制滴加稀盐酸的速度，即控制了反应速度，还可以控制反

应的发生和停止；二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳与域氧化钙反应生成

碳酸钙和水.（2）澄清石灰水中通入二氧化碳时，可观察到试管里产生白色沉淀，反应

的化学方程式是：Ca（OH）2+CO2=CaCO3I+H2O,

（5）产生沉淀后继续通入二氧化碳，过一段时间后，发现沉淀溶解变成澄清溶液，因为

生成的沉淀会与二氧化碳、水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙；

酸碱度测定的方法是：用洁净的玻璃棒蘸取被测试的溶液，滴在pH试纸上，将试纸显示

的颜色与标准比色卡对照，看与哪种颜色最接近，从而确定被测溶液的pH.根据pH便

可判断溶液的酸碱性强弱，由pH=8>7,溶液呈碱性，因此猜想①溶液呈酸性，不成立；

往沉淀溶解变成澄清溶液里加入足量的稀盐酸，碳酸氢钙与盐酸反应生成二氧化碳，气

泡冒出，因此猜想②反应生成了碳酸氢钙，成立；

故答案为：白；Ca（OH）2+CO2=CaCO3I+H2O；科学探究是学习化学的好方法.

实验操作实验现象实验结论

实验I:把一小片pH试纸放在一块干猜想①不成立.

净的玻璃片上，用玻璃棒醮取沉淀溶（填“成立”或“不成立”）

解成澄清的溶液沾在试纸上，把试纸

呈现的颜色与标准比色卡对照.

实验11：取沉淀溶解成澄清的溶液于2HC1+Ca(HCO3)2—

另一支试管中，加入稀盐酸（硫酸）.

CaCl2+2H2O+2CO2t

(H2s04+Ca(HCO3)2—

CaSO4+2H2O+2CO2t)

二.常用气体的发生装置和收集装置与选取方法

4.氯气（C12）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Ch分子存在于溶液中，部分与水反应

C12+H2O=HC1+HC1O.产物中，次氯酸HC10是一种弱酸.氯气溶于水所得溶液称为氯

水.把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色.如图是实验室制取

氯气的成套装置图，请填空：

（2）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于固-液，加热型气体发生装置.

（3）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为向上排空气法，装置戊中可得到氯水.

（4）晓红对“氯水使品红试纸褪色”产生兴趣，她所在的学习小组进行了如下探究，请

你一起来完成：

提出问题：氯水中的什么成分使品红试纸褪色？

猜想：猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；猜想2：氯水中的Cb使品红试纸褪色；

猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；猜想4：氯水中的HC1O（填化学式）使品红

试纸褪色.

实验探究:

实验操作实验现象结论

①把品红试纸放入水中（A）试纸不褪猜想1不成立

色

②把品红试纸放入干燥的氯气中试纸不褪色猜想2不成立

③把品红试纸放入盐酸溶液中试纸不褪色猜想3不成立

结论：学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质.

反思：向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是溶液先变红后褪色.

【解答】解：（1）X是分液漏斗；

（2）装置中烧瓶内是固体物质，分液漏斗内加入液体试剂，用酒精灯加热，故发生装置

的特点是固-液，加热型；

（3）因为收集氯气的导气管伸入到集气瓶的底部，把空气通过短管排出，故是向上排空

气法收集；

（4）【猜想】氯水是指氯气溶于水，既有物理变化（氯气和水），又有化学变化（生产盐

酸和次氯酸），所以结合其它猜想我们可以作出是次氯酸使品红褪色的猜想，次氯酸的化

学式为：HC10；

【实验探究】猜想1不成立，说明品红没有褪色；

要证明猜想3不成立，只要把品红试纸伸入到盐酸中，现象是无变化就可以了，故答案

为：把品红试纸伸入到盐酸中；

【反思】因为氯水中有HC1和HC10,酸性溶液可使石蕊变红，而HC10具有漂白作用，

故向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是：先变红色后褪色；

故答案为：（1）分液漏斗

（2）固-液，加热（基本意思正确即可）

（3）向上排空气法

猜想4：HC10

实验探究（A）：试纸不褪色

实验操作③把品红试纸放入盐酸溶液中（或“取盐酸滴入品红试纸中”等类似描述）

【反思】现象：溶液先变红后褪色.

5.图1是实验室制备某些常见气体的装置示意

图.

（1）实验室制备C02的化学方程式为CaCC>3+2HCl=CaC12+CO2）+H20可用的发生

装置是B（选填图1字母序号）.

（2）排水法收集与排空气法收集C02的比较

比较项目向上排空气法

收集方法可行性分析C02气体生成和从水面逸出的速率C02不与空气中主要成分反

远大于其溶解和与水反应的速率应，且

密度比空气大

收集验满过程分析集满的现象是：集气瓶内液面降至集满的现象是：用燃烧的木

瓶口，且有气泡从瓶口逸出条放在瓶口，燃烧的木条—

熄灭

（3）块状石灰石（杂质不溶于水，也不与盐酸反应）和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明

显后，测得其残留液pH等于2.此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH

数字探测仪连续监测，得曲线如图2[pH为纵坐标，时间s（秒）为横坐标]:

①在AB段实验的现象是有气泡产生，产生该现象的化学方程式为Na2co3+2HC1

=2NaCl+CO2t+H2O,②BC“平台”段实验的现象是有白色沉淀，产生该现象的

化学方程式为Na2cO3+CaC12=CaCO3I+2NaCl.③CD段上升说明碳酸钠溶液已经

过量.进行到D点时，溶液中所含溶质是Na2co3、NaCl.

【解答】解：（1）大理石（或石灰石）的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化

钙、水和二氧化碳，方程式是CaCO3+2HCl=CaCb+H2O+CO2t;反应物的状态是固态

和液态，反应条件是常温，应选固-液不加热型的发生装置；

（2）用排水法收集气体时，当看到集气瓶口有气泡冒出，说明集气瓶中的水已排完，气

体已收集满；二氧化碳的密度比空气大，用向上排空气法收集时，用燃烧的木条放在瓶

口，燃烧的木条熄灭说明收集满了；

（4）①残留液的pH为2,说明溶液显酸性，溶液中一定有盐酸；加入碳酸钠后，碳酸

钠会和盐酸反应生成显中性的氯化钠，溶液的PH会逐渐升高；

②残留液中除了有盐酸外，还有石灰石与盐酸反应生成的氯化钙，氯化钙溶液显中性，

会和碳酸钠反应生成不溶性的碳酸钙和显中性的氯化钠；

③碳酸钠溶液显碱性，当盐酸、氯化钙反应完后继续滴加碳酸钠溶液，溶液显碱性，PH

会逐渐增大；所以CD段上升说明碳酸钠溶液已经过量，进行到D点时，溶液中所含溶

质是Na2c03、NaCl；

故答案为：

(1)CaCO3+2HCl=CaC12+CO2t+H20；B；

(2)

排水法向上排空气法

密度比空气大

气泡熄灭

（3）①有气泡产生，Na2co3+2HCl=2NaCl+CO2t+H20,

②有白色沉淀，Na2cO3+CaC12=CaCO3I+2NaCl.

③过量：Na2co3、NaCl.

6.根据下列实验装置图回答有关问题

（1）图中标有①的仪器名称是长颈漏斗。

（2）实验室制取CO?气体的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t,若用

D装置收集C02气体，证明集气瓶己充满C02的方法是将燃着的木条放在集气瓶n,

若木条熄灭，说明已满

（3）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物在加热条件下制取甲烷气体，发生装

置可选择A（填字母）,甲烷气体一般采用装置C进行收集，收集满后集气瓶的放置

方式如图E所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是甲烷难溶于水，密度比空气

小。如果选用F装置收集甲烷，气体应从b（填“a或"b"）端管口通入。

（4）饱和NH4cl溶液与饱和NaNCh溶液混合共热可制取氮气，再用制得的氮气和氢气

在一定条件下化合生成氨气。如图是实验室模拟合成氨的装置。

A

①装置A中导管a所起的作用是」—（用序号回答）。

a.防止NaNO2饱和溶液蒸发b.使分液漏斗中溶液能顺利滴下c.使实验装置

不漏气

△

②装置A中反应物所有的氮元素都转化成氮气，该反应的方程式为NaNOz+NHQ-N?

t+NaCl+2H2。

③装置C可以使N2、H2两种气体充分混合，并通过观察气泡以调节N2和H2的气流的

速度，除

此以外，还有一个作用是干燥N2、H2两种气体

④从装置E中导出的气体成分是N2、H2、NH3,向装置E的试管中滴入酚醐溶液,

观察到的现象是溶液变成红色

【解答】解：（1）根据实验室常用仪器的认识解决此题，答案为：长颈漏斗；

（2）实验室常用大理石（石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：

CaCO3+2HCI=CaC12+H2O+CO2t：二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，故可

采用燃着的木条进行验满，故答案为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已

满；

（3）制取甲烷的药品是无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物，反应条件是加热，故应选用

的发生装置为A；由收集满后集气瓶的放置方式如图E所示可知氨气的密度比空气小；

由甲烷难溶于水，可以用排水法来收集，气体应从b端通入；

（4）①装置中a部分的分液漏斗与蒸得瓶之间连接的导管起到了平衡气压的作用，可以

让NaNC>2饱和溶液容易流下，故选b；②反应物NH4CI和NaNCh，反应条件是加热，反

△

应的化学方程式为：NH4Cl+NaNO2-N2t+NaCl+2H2O;③浓硫酸具布■吸水性，起到干燥

氮气和公气的作用；④从装置E中导出的气体中有除生成的NH3外，还有没反应的N2

和H2;NH3溶于水后溶液呈碱性，能使无色酚前试液变红色。

故答案为：（1）长颈漏斗；

（2）CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t;将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说

明已满；

（3）A；甲烷难溶于水，密度比空气小；b；

A

（4）①b；②NaNO2+NH4CI—N2t+NaCl+2H2O；③干燥N2、m两种气体；④N2、H2,

NH3；溶液变成红色。

7.结合图示实验装置，回答下列问题。

（2）用高镒酸钾固体制氧气，选用的发生装置是A（填“A”、"B”或"C”），反应

△

的化学方程式为2KMnO4-K2MnO4+MnO2+O2t;如用D装置收集O2,则气体收集

完毕时，应先从水中取出导气管（填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”）；如用

F装置收集02,则验满的方法是将带火星的木条平放在集气瓶U,木条复燃，证明氧

气满了。

（3）实验室制取氢气时，如用G装置收集H2,则气体应从d端通入（填"c”或"d”）。

（4）小红同学想探究实验室中用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳后废液中溶质的成分,

请你一同参与探究并回答问题。

【提出问题】废液中的溶质是什么物质？

【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaC12；你认为还可能含有的溶质是HC1（填

化学式）。

【查阅资料】CaCb溶液呈中性。

【实验与结论】①请你写出碳酸钙和盐酸反应的化学方程式CaCO3+2HCl=

CaCb+H2O+CO2t。

②分别取少量该废液和CaCb溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酰试液

做对比实验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。

③你认为小红的实验不能（填“能”或“不能”）证明她的猜想，理由是无色酚猷

试液遇到酸性和中性溶液都不变色。

④如果要证明你的猜想是正确的，你可以选择A（填字母）来代替酚献试液。

A.石蕊试液B.氢氧化钠溶液C.稀盐酸D.硝酸银溶液

【拓展与应用】①若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的生石灰，

反应完成后过滤，即可得到只含CaCb一种溶质的溶液。

②经实验证明了你的猜想是正确。某同学继续做了如下实验：取废液20.0g于烧杯中，逐

滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液质量（/g）与生成沉淀的质量（/g）的变化关

系如图所示。试计算：

（i）废液中CaC”的质量分数：5.55%。

（ii）碳酸钠溶液中溶质的质量分数是5.3%o

碳酸钠溶液的质量血

【解答】解：（1）试管是常用的反应容器，集气瓶是收集气体的仪器，故答案为：试管；

集气瓶；

（2）如果用高镒酸钾制氧气就需要加热，高锌酸钾受热分解生成镭酸钾和二氧化镭和氧

气，要注意配平：实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试

管炸裂；氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满

△

了；故答案为：A；2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2t;从水中取出导气管；将带火星的木

条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；

（3）实验室制取氢气时，如用G装置收集H2,则气体应从短管进入，因为纨气的密度

比空气小；故答案为：d；

（4）。【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCb:我认为还可能含有的溶质是氯化氢；

【实验与结论】①碳酸钙和氯化氢反应生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可；③我认

为小红的实验不能证明她的猜想，理由是：无色酚献试液遇到酸性和中性溶液都不变色；

④如果要证明我的猜想是正确的，我可以选择石蕊试液来代替酚醐试液；【拓展与应用】

①若实验证明了我的猜想是正确的，向废液中加入过量的生石灰，反应完成后过滤，即

可得到只含CaCl2一种溶质的溶液；

②设氯化钙的质量为X,碳酸钠的质量为y；

CaC”+Na2cO3=CaCO3I+2NaCl

111106100

xylg

—=—x=l.llg；废液中CaCb的质量分数=呆学x100%=5.55%；

1001g20g

---=-y=1.06g；碳酸钠溶液中溶质的质量分数=x100%=5.3%；

100lg30g-10g

故答案为：【作出猜想】HC1；【实验与结论】©CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2t；③不

能；无色酚陆试液遇到酸性和中性溶液都不变色;④A；【拓展与应用】①生石灰;②5.55%；

5.3%。

8.根据下列实验装置图，回答有关问题。

(2)实验室如用氯酸钾和二氧化镭制取较纯净的氧气，应选用的装置组合是AD,反

MnO2

应的化学方程式为2KC1O3^—2KC1+3O2t,基本反应类型是分解反应。

(3)实验室制取二氧化碳，发生装置是B,反应的化学方程式为CaCO3+2Ha=

CaC12+H2O+CO2t，若用E装置收集二氧化碳，则验满的方法是将一根燃着的木条

平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了。

(4)在2017年江苏省中学化学创新实验调演中，李彬老师设计了“氢氧焰”的实验，

装置如图：

稀

过

氧4

硫

化

氢

酸

溶

满

30球

三5一硫酸铜溶液

利用氢气与氧气的发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。A瓶中硫酸铜溶液的作用

是催化作用，B瓶中产生气体的化学方程式为Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t。通过玻

璃活塞Ki、K2分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作：

①关闭K2,打开Ki,通入氧气，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，

说明氧气具有助燃性。将燃着的木条移开，管口处无火焰。

②关闭Ki，打开K2,通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰。移去燃

着的木条，氢气安静地燃烧，说明氢气具有可燃性，该反应的化学方程式为

点燃

2H2+02^2m0。把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状；打开Ki，通入氧气，

铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是氧气浓度越高，燃烧越剧烈，火焰温度越高。

【解答】解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗；

（2）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氯酸钾在二氧化镭做催化剂和加热的条件下生成

氯化钾和氧气，配平即可；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

MnO2

气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净；故答案为：AD；2KCIO3—2KC1+3O2

△

t；分解反应；

（3）实验室制取C02,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

互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热。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；二氧化碳的验满方法是：将一根燃着

的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故答案为：B；CaCO3+2HCl=

CaCl2+H2O+CO2t；将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；

（4）利用氢气与氧气的发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。A瓶中硫酸铜溶液的

作用是催化作用；实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，氢气难溶于水，密

度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集；①关闭K2,打开Ki，通入

氧气，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，说明氧气具有助燃性；②关闭

Ki，打开K2,通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰，氢气和氧气在

点燃的条件下生成水，配平即可；把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状；打开Ki,

通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是：氧气浓度越高，燃烧越剧烈，火焰

温度越高；故答案为：催化作用；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t;①木条复燃；②

点燃

2H2+O2-2H2O；氧气浓度越高，燃烧越剧烈，火焰温度越高；

（1）在实验室可用同一气体发生装置制取02、H2、C02三种气体，写出用该装置制取

Mn02

02的化学方程式2H2。2^—2H2O+O2t_

（2）在实验室制取02、H2、C0）三种气体的反应的共同点是CD（填序号）.

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

（3）实验室新进36%的浓盐酸,要把5g该浓盐酸稀释为5%的稀盐酸,需要水31克.配

制该溶液时用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和量筒、胶头滴管

（4）化学上可通过多种反应得到NH3（NH3极易溶于水，密度比空气小），例如：

△

a.2NH4cl（固）+Ca（OH）2（固）—CaCh+2NH3t+2H2O

△

b.NH4HCO3（固）—NH3t+CO2t+H2O

c.CaO（固）+NH3*H2O=NH3t+Ca（OH）2

选用反应a在实验室制取NH3时，应选用上图中的A（填装置序号）作为反应的发

生装置；选用反应c在实验室制取NH3时，应选用上图中的」（填装置序号）作为反

应的发生装置，实验室制取NH3不选择反应b的原因是有两种气体生成不易分离，

收集NH3应选择装置.D（填装置序号）

【解答】解：（1）用固液常温型的装置来制取三种气体，因此制取氧气的药品是过氧化氢

MnO2

溶液和二氧化镐的混合物，反应的方程式为：2H2。2^—2H2O+O2t:

（2）制取三种气体可以都不用加热，只有氧气用催化剂，C没有气体参加反应和D生

成的气体只有一种便于气体的收集，故选择CD；

（3）根据稀释前后溶质的质量不变，故设需要加水的质量为X

5gx36%=（5g+X）X5%X=31g

配制过程量取中需要量筒和胶头滴管，溶解需要烧杯和玻璃棒；

（4）选用反应a在实验室制取NH3时，发生装置的特点是固固加热型，故选择A；选用

反应c在实验室制取NH3时，发生装置的特点是固液常温型，故选择B：实验室制取NH3

不选择反应b的原因是产生两种气体不易分离；根据NH3极易溶于水，密度比空气小,

故采用向下排空气法（D）收集.

MnO2

故答案为：（1）2H2。2——2H2O+O2t（2）CD

（3）31量筒和胶头滴管

（4）AB有两种气体生成不易分离D

10.实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题.

(1)写出编号所指仪器的名称：①长颈漏斗

(2)以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方填在下列横线上：A装

置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导管没有伸到集气瓶的底部.

将上述错误装置改进后，请继续回答下列问题.

(3)小亮利用上述装置制取氧气后发现: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？

使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠呢？小亮对此展开探究：

第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，按要求收集气体.将带火星的

木条依次插入①〜⑤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、三组实验，三组实验的数据和现象见下表.

第一组第二组第

组

集气瓶@②③④⑤①②③④⑤①

编号

收集的1020304050313335373934

02占容

积的体

积分数

(%)

带火星微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很

木条的亮

状况

请根据实验回答下列问题:

①为了达到实验目的小亮选用A和E装置制取和收集氧气并在A装置的试管口加一团

△

棉花，请写出利用该装置制取氧气的化学反应方程式2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2

②集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分

数X21%.

③采取“半值法”探究能减少实验次数.例如：第一组实验若按③、④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①、②、⑤的实验.同理，第二组实验可以省去的实验编号为①④⑤.

④小亮通过计算知道了使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值，同时发现使用带火星

的木条验满氧气的方法并不可靠.

（4）你和小明还一起利用上述装置进行实验室制取二氧化碳的探究.

①选择药品.小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：

组别药品实验现象

①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中

②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停

③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，不选用第③组药品的原因是反应速

率太快，不便于收集气体；

②选择装置.通过对制取气体装置的分析，他选择用B或者C的发生装置.

③制取气体.将药品装入所选装置制取气体，欲制取2.2克的二氧化碳气体，则至少需要

含杂质20%的石灰石多少克？

【解答】解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗

（2）图中共有两处明显的错误，分别是：A装置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导

管没有伸到集气瓶的底部；故答案为：A装置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导管没

有伸到集气瓶的底部；

（3）如果用高镒酸钾制氧气就需要加热，高镒酸钾受热分解生成锌酸钾和二氧化镭和氧

气，要注意配平；氧气约占空气体积的21%,第二组实验可以省去的实验编号为：①④

△

⑤；故答案为：①2KMnO4—K2MnO4+MnO2+O2t;②21；③①④⑤

（4）从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，不选用第③组药品的原因是：反

应速率太快，不便于收集气体；故答案为：①反应速率太快，不便于收集气体：

③解：设需要含杂质20%的石灰石的质量为x

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2t

10044

(1-20%)x2.2g

100(l-20%)x

x=6.25g

44—2.2g

答：需要含杂质20%的石灰石的质量是6.25g.

故答案为:6.25g

三.常见气体的检验与除杂方法

11.有一瓶气体，它是由一氧化碳、甲烷和二氧化碳中的一种或几种组成，将其分别进行如

下实验:

a将气体通过滴加了紫色石蕊试液的蒸储水，无明显现象.

b在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色.用一个干冷的烧杯罩在火焰上方,

烧杯内壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入澄清石灰水，石灰水变浑浊.

请回答下列问题：

（1）气体中一定有甲烷，一定没有二氧化碳.

（2）为了确定可能含有的气体，甲、乙两位同学设计了下列实验方案（假定每步反应都

完全进行，每次都能准确测定装置的质量变化）来测定燃烧后气体中各成分的质量.

甲方案：将生成的气体先通过碱石灰（氧化钙、氢氧化钠），再通过浓硫酸

乙方案：将生成的气体先通过浓硫酸，再通过碱石灰

上述实验方案中正确的乙；正确方案的实验过程中记录的实验数据如下：

碱石灰总质量浓硫酸总质量

反应前356.8g156.6g

反应后359.0g158.4g

则该气体的成分为：耳R烷.

【解答】解：（1）将气体通过滴加了紫色石蕊试液的蒸储水，无明显现象说明没有二氧化

碳，烧杯内壁出现水珠说明该物质燃烧生成了水，说明物质中含有氢元素，所以一定含

有甲烷，把烧杯迅速倒转过来，注入澄清石灰水，石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，说

明物质中含有碳元素，因为甲烷中既含有氢元素又含有碳元素，所以一定含有甲烷，可

能含有一氧化碳；

（2）浓硫酸具有吸水性，浓硫酸质量增加多少说明生成水的质量是多少，碱石灰能吸收

二氧化碳，根据碱石灰质量的增加量是生成二氧化碳的质量，由于碱石灰也能吸收水分，

所以必须先将气体通过浓硫酸，再通过碱石灰；浓硫酸质量增加了：158.4g-156.6g=1.8g

所以生成水质量为1.8g；碱石灰质量增加了：359.0g-356.8g=2.2g即生成二氧化碳的质

量为2.2g；设甲烷燃烧生成1.8g水的同时，生成二氧化碳质量为X则：

点燃

CH4+2O2—CO2+2H2O

4436

X1.8g

44X

根据：—=——解得X=2.2g,因为甲烷燃烧生成的二氧化碳质量与该物质燃烧生成二

361.8g

氧化碳的质量相等，所以该物质只有甲烷组成.

故答案为：（1）甲烷；二氧化碳；（2）乙；甲烷.

12.【问题情景】化学老师给同学们说，不能用金属与浓硫酸反应来制取氢气，可是某实验

小组的同学在一次实验中将锌粒加入到浓硫酸中发现有大量的气泡放出，他们对气体的

成分进行了探究.

【提出猜想】从物质组成元素的角度来看，放出的气体可能是S02、。2、H2.

【查阅资料】S02有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种有机色素呈红色）溶液褪色，

能与NaOH反应生成Na2s03.

【方案设计】实验小组的同学设计了如下一些方案.

（1）甲同学认为是S02,其检验方法是将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色：

（2）乙同学认为是02,则检验方法是伸入带火星的木条看是否能够复燃；

（3）丙同学认为是H2,则可将气体通过盛灼热CuO的硬质玻璃管，若出现现象黑色

粉末变成红色证明是H2.

【问题研究】经充分论证，确认所得气体含有S02和H2.

（4）写出Zn与浓H2s04反应生成S02的方程式Zn+2H2s。4（浓）=ZnS04+S02t

+2出0;

（5）产生H2的原因是（方程式结合文字说明）Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t,随着硫酸的

消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；

（6）要用过量锌与浓H2s04反应后的混合物制取ZnS04固体，需要进行的操作是过

滤、蒸发，其中要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；

（7）有两种方案可制得ZnSCM，甲Zn与浓H2s04反应；乙Zn和稀H2s。4反应.要制

得等量的ZnS04,乙方案更好,理由是节约药品（或无污染、安全）.

【解答】解：（1）因为二氧化硫能使品红溶液褪色，故检验二氧化硫的方法是：将气体通

入品红溶液中，看能否使品红褪色；

（2）检验氧气的方法是：伸入带火星的木条看是否能够复燃；

（3）氢气具有还原性，能使氧化铜还原成铜，故看到的现象是；黑色粉末变成红色：

（4）Zn与浓H2s04反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，反应的方程式为：Zn+2H2so4（浓）

=ZnSO4+SO2t+2H2O；

（5）因为锌能与稀硫酸反应生成氢气，从锌和浓硫酸反应的方程式可以看出有水的生成，

且溶质逐渐被消耗，溶液会逐渐变稀，故答案为：Zn+H2sO4=ZnSO4+H2t,随着硫酸的

消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；

（6）过量的锌经反应后混合物中含有难溶性的锌和可溶性的硫酸锌，故需要通过过滤操

作，而要得到硫酸锌固体，则需要再经过蒸发操作，故需要的玻璃仪器有；漏斗、玻璃

棒、烧杯；

（7）根据锌和浓硫酸及稀硫酸反应的方程式可以看出要得到等量的硫酸锌需要浓硫酸是

稀硫酸的2倍，且浓硫酸反应后会产生二氧化硫污染空气，浓硫酸具有强腐蚀性，使用

时比较危险等，故方案己