常见气体的制取、净化与搜集

常见气体的制取、净化和搜集1•重点是：初中化学要求的三种常见气体：O2、h2、co2的制取原理、发生装置、净化和干燥装置及气体搜集装置和尾气处置装置，常见气体制备的操作步骤。2•难点是：气体制取装置的选择及制备原理，气体制备的操作步骤，气体净化和干燥装置的选择。3•考点是：O2、巴、CO2三种气体制取原理的化学方程式的书写、药品的选择、制取装置的选择及实验操作步骤的肯定或排序、气体净化、干燥及搜集装置的肯定或选择，通过对三种气体制备时反映物的状态、反映条件的分析解决其他类似情形下气体的制取（如ch4、4NH3、H2S等），按照气体发生装置的工作原理进行变形或转换。常见气体的制取、净化和搜集是化学实验的主要也是重要组成部份，是学生学好化学实验关键内容。因此，它是历年中考化学实验部份主要考察内容，题型多样，分量大，有时还往往与其他气体或物质的性质综合在一路出此刻综合实验题中。【经典范例引路】例1实验室里用加热高锰酸钾法制氧气的步骤包括：①点燃酒精灯给试管加热；②将高锰酸钾加入大试管中，用带导管的塞子塞紧并固定在铁架台上；③检查装置的气密性；④用排水法搜集氧气；⑤熄灭酒精灯；⑥将导管移出水槽。正确操作的顺序是（）①②③④⑤⑥ B.②①③④⑤⑥C.③②①④⑥⑤ D.③②①④⑤⑥【解题技能点拨】本题是对实验室制取氧气操作步骤的考察。常见气体制备的操作步骤为：o2按“检、药、固、热、集、移、熄”的操作顺序进行。检：检查装置气密性；药：将药品装入大试管；固用铁夹将大试管固定在铁架台下；热：给试管加热；集：搜集气体；移：把导气管移出水面；熄：熄灭酒精灯；H2：按“检、药、固、注、验、集、停”的顺序进行。注：向大试管中注入稀酸溶液；验：查验氢气的纯度；停：关闭活塞或用弹簧夹牢牢夹住橡皮塞，使反映停止；CO2:按“检、药、注、集、验”的顺序进行。验：查验是不是集满C02。方式：将燃着的木条平置于集气瓶口，若火焰熄灭，表明已集满CO2气体，不然未满。按如实验室制取氧气的操作顺序，正确选项应为C。 2答案：C例2 （1）选择实验室制取和搜集氧气、氢气和二氧化碳气体的仪器装置图。（填“V”）AEcD£/Lp遢氧气氢气二呈优碳写出实验室制取氧气的化学反映方程式 。在实验室中，常常利用加热固体NHCl和Ca(OH)混合物的方式制氨气，反映方42A程式为2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3f。已知在标准状况下，氨气的密度为克／升，空气的密度为克／升，且在常温常压下，1体积的水能溶解700体积的氢气，则制备氨气应选择上图中的 ，搜集氨气应选择上图中的 。(填序号)(2001年天津市中考题)【解题技能点拨】本题主要考察了实验室制取02、h2、co2的制取装置、搜集装置及实验室制取氧气的反映原理，另外，还要求考生针对三种气体的反映原理、反映条件及装置回答实验室制取氨气的有关问题。本题既考察了学生对基础知识的掌握情形，又通过给信息的形式考察学生的综合思维、迁移能力及创造力，是一道综合性、思维性、灵活性较强综合实验题。气体发生装置是由制取气体反映原理决定的，02、C02、H2的发生装置只有两类型，即固一固反映加热型和固一液反映不加热型。制取0属于固—固反映加热型，发生装置选A；制取H和CO都属222于固一液反映不加热型，发生装置都选B。气体的搜集装置主要由气体的物理性质(密度和水溶性)决定。02密度比空气大且不易溶于水，可用向上排气法和排水法搜集，装置选C和E；H2的密度比空2气小且难溶于水，可用向下排气法和排水法搜集，装置选D和E；C02密度比空气大但能溶于水，只能用向上排气法搜集，装置选C。实验室可用加热高锰酸钾或氯酚钾和二氧化锰的混合物制取氧气，制取反映都属于分解反映。按照(3)中所给信息，实验室常常利用加热固体NHCl和Ca(OH)的方式制取NH，制取装置属固一固反映加热型，同4 2 3实验室制02,发生装置应选A；由于氨气密度比空气小，且常温常压下极易溶于水，因此搜集氨气只能用向下排空气法，搜集装置选D。答案：(1)A同步达纲练习】1．下表所列实验室制取向关气体的原料与搜集方式中，错误的是（）ABCD制取的气体OHCOCO使用的原料KClO、KMnOCu、稀HSO石灰石、稀H.SO.大理石稀盐酸收集方法排水法向上排气排水法向下排气向上排气向上排气2．实验室制取氨气，用的原料是氯化铵粉末和熟石灰，反映需在加热条件下进行。和制氨气发生装置相同的是（）A.制氢气的装置 B.制二氧化碳的装置C.制氧气的装置 D.用氢气还原氧化铜的装置3．下列各组气体可用同一种实验室常常利用的方式搜集，且该方式又是每种气体最佳搜集方式的是（）A.H、O、CO B.H、O、CO2 2222C.H、CO、CO D.O、CO、COTOC\o"1-5"\h\z2 22 24•制备干燥的CO2，应选择的一组试剂是（ ）A.NaCO、HCl、稀HSO B.CaCO、HCl、NaOH（固）23243C.CaCO、稀HSO、浓HSO D.CaCO、HCl、浓HSO3 2 4 2 4 3 2 4下列方式中不属于实验室制气方式的是（ ）①由水煤气制取氢气②锌和稀HSO制取氢气③电解水制氢气④分离空气制氧气24⑤加热高锰酸钾制氧气⑥煅烧石灰石⑦大理石与盐酸作用制CO2A.②⑤⑦ B.②③⑤⑦ C.①④⑥ 2D.①③④⑥将％、CO、CO2、H2和水蒸气依次通过石灰水、灼热的氧化铜，浓硫酸（假设反映完全），最后所得气体中含有（）A.N和HO B.N C.N和CO D.N和H2222222实验室用简易发生装置制取氢气（用排水法搜集），下列叙述错误的最（ ）A.盛放药品前要检查装置的气密性 B.反映类型属于置换反映C.加入的酸液的体积至少要浸没锌粒 D.直接在导管口点燃氢气实验室制取二氧化碳一般有五个步骤：①检查装置的气密性②按要求装配好仪器③向漏斗中注入酸液④向广口瓶中放入小块的大理石⑤搜集气体。下列操作顺序正确的是（）A.①②③④⑤ B.②①④③⑤C.①④②③⑤ D.②③④①⑤实验室制氧气，大致可分为下列步骤：a.点燃酒精灯，加热试管；b检查装置气密性；c将高锰酸钾装入试管，试管口处塞一团棉花，用带导管的塞子塞紧试管，并把它固定在铁架台上；d.用排水法搜集氧气；e.熄灭酒精灯；f.将导气管从水槽中掏出。正确的操作顺序是()A.bcadfe B.bcadef C.cbadef D.cbadfe制取氧气的方式有：①加热氯酸钾；②加热高锰酸钾；③加热氯酸钾和二氧化锰的混合物；④加热氧化汞；⑤加热氯酸钾和高锰酸钾的混合物；⑥水中通入直流电。下列用于实验室制取氧气方式的选择中，都正确的是()A.①②③ B.②③④ C.②③⑤ D.②③⑥下图所示装置，有洗气、储气等用途。在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置，并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法不正确的是()B导管连接供给氧气的钢瓶B导管连接病人吸氧气的塑胶管该装置可用来观察最否已有氧气输出该装置可用来观察输出氧气的速度12.下列仪器中，安装实验室制氧气的发生装置不需选用的是()13.按照下面的实验装置图回答问题：TOC\o"1-5"\h\z指出图中标有数字的仪器名称：① ，② 。在实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的实验中，B装置可用于制备 和 气体；F装置可用于搜集 和 气体；二氧化碳气体只能用 装置搜集。用氢气还原氧化铜应选择的装置是 。写出实验室用石灰石和稀盐酸反映制取二氧化碳的化学方程式： 。14．实验室用下图中部份装置来制取并搜集二氧化碳气体：（1） 装置A中反映的化学方程 。（2） 搜集CO2时不能用B装置的原因是 。用C装置来搜集CO2时导管口下端位置应在 处（选填a或b）；查验所得气体是不是为CO的反映原理是（用化学方程式表示） 。2（3） 因实验需要，有甲、乙两个化学兴趣小组预备对装置做如下改良：甲组：将试管换成锥形瓶（配适用的双孔塞），以便制得较多量的CO2；乙组：将长颈漏斗换成普通漏斗，以使操作更方便。你以为以上可行的是 组的方案。15.选择下图所示的仪器装置（图中A〜F为装置符号）。1） 写出装置中标号仪器的名称：甲 ；乙 。2） 实验室制取氢气时，常选用的药品是 和 。3） 制取氢气的装置是（写出装置序号） 。4） 搜集氢气的装置是（填写序号） ，选用此装置搜集氢气的理由是16．按照气体实验室制法的思路和方式回答：TOC\o"1-5"\h\z（1） 实验室制取氧气应选用的药品是 ，反映的条件是 。（2） 实验室制取气体，应选择什么样的实验装置，第一要研究 的状态， 的性质和反映的 等。（3） 用排水法搜集氧气，若看到水槽中 ，则说明氧气已搜集满了。查验集气瓶里是不是充满了二氧化碳的方式是 。（4） 应按如实验装置本身的特点，设计合理的实验操作步骤和方式。如制氧气，实验前必需要检查装置的 ；若用排水法搜集氧气，实验结束后，先要 ，然后再 。（5） 某同窗用锌粒跟稀硫酸反映制取氢气，反映前，检查氢气发生装置，气密性良好他用排水集气法搜集一试管氢气，经查验，所搜集的氢气不纯，但该同窗的验纯操作规范正确。那么你以为造成所搜集的氢气不纯的原因可能是（要具体指出操作上的原因）17．下图是制取并搜集干燥二氧化碳气体的装置，试回答下列问题：请指出图中的明显错误 ；在装置A中若用浓盐酸和大理石反映制取CO2气体，并将制得的CO2通入澄清石灰水中，较长时刻一直未观察到石灰水变浑浊，其原因可能是生成的 CO2气体中混有 气体。公开场合常常利用的泡沫灭火器是用硫酸铝和碳酸氢钠两种溶液反映来产生C02,同时还生成氢氧化铝沉淀和硫酸钠，请写出此反映的化学方程式：如图是实验室制取和搜集氧气的装置图。nJKCIO,(1)指出装置中有标号仪器的名称：a. b. c． 。(2)实验时应注意：①实验前应检查装置的气密性，其方式 ；②试管口要 ，其目的是 :③给试管加热时，先 ，后 ;④反映完成停止加热时，应先 ，后 ，目的是回答：（1）丙装置中盛放的药品为 溶液，各装置管口的连接顺序为（填管口的字母编号）：A（2）在做好连接仪器，检查气密性，放入药品等预备工作以后，实验开始时的操作步骤是：打开分液漏斗的 ，过一会儿，再 。（3）反映一段时刻后，按照反映前后的有关固体质量转变，可测定水中氢跟氧的质量比。为何? 下图为供选择的装置，A〜H为装置代号。按照图示，选择装置代号填空，并回答列问题。（1）实验室制取二氧化碳气体最好选择下列 组试剂（写编号）。①大理石与浓盐酸②石灰石与稀盐酸③碳酸钠与稀硫酸④石灰石与稀硫酸若要制得纯净、干燥的二氧化碳气体，应选择装置是（写装置编号的大写字母） 。其导管口连接顺序为（写接口处编号的小写字母）： 接 ； 接 ； 接 。（2）实验室制取H2并用纯净、干燥的H2还原CuO的实验应采用的装置是（写装置编号的大字母）：2 。在H2还原CuO的实验中，开始时，应向试管中通入一分钟H2,再用酒精灯给试管加热，这是为了 。反映完成时，应先熄灭酒精，等试管冷却后再停止通入H2,这是为了 。（3）若选用装置A制取氧气，发觉装置有三处错误，应如何更正。① ，② ，③ 。若用高锰酸钾制取并搜集不混有空气的氧气，最好选用装置（写装置编号的大写字母）222222222222作搜集装置。用此法搜集满氧气后，取走集气瓶，停止加热，应

创新备考训练】21．选用下图中部份仪器，组装成一个能随开随用、随关随停的制取氢气的简易发生装置，应选用的最合理的仪器是（填入编号） 。说明组装的装置为何能随开随用，随关随停? 22．在实验室进行氢气还原氧化铜的实验。请回答实验中的有关问题：（1）下图所示是氢气发生装置，图中仪器a的名称是 ,b是活塞开关。实验前先检查装置的气密性：关闭活塞开关b，从a处注处适量的水，若看到 ，则装置的气密性良好。（2） 将生成的氢气净化，然后通过氧化铜粉末（装置图未画出），片刻后加热，待黑色粉末全数变红时，停止通氢气，同时撤去酒精灯。当试管完全冷却后，发觉试管内有部份红色粉末变黑，原因是（用化学方程式表示） 。（3） 为了取得纯净的铜粉，将混合粉末放入烧杯，再加入 （填一种试制名称），接下来的分离操作，所需要的仪器除烧杯、铁架台（带铁圈）外，还要（4）某学生按照所取得的铜粉的质量，求得参加反映的氢气的质量，进而算出应消耗的锌粒和稀硫酸的质量，但实际耗用的锌粒（不含杂质）和稀硫酸的质量远远超过计算值，从实验进程看，原因是 。23．如下图，按照下列装置回答问题（装置图用序号表示）：A B C D FA B C D F（1）写出编号①②的仪器名称：① :② MnO⑵双氧水(屯02)是无色液体，可发生如下化学反映：2H2O2 +f,在实验室利用此反映制取氧气时，应选用的气体发生装置是 。(3)实验室用大理石和盐酸反映制取二氧化碳，在生成的气体中常常利用混有少量氯化氢和水蒸气。C装置用于除掉水蒸气，可选用 做干燥剂(填名称)。按照下列各备选试剂的性质，利用D装置除掉氯化氢时，应选择的最佳试剂是 (填序号)。①饱和石灰水②氢氧化钠溶液③碳酸钠溶液④饱和碳酸氢钠溶液备选试剂的相关性质补充如下：NaCO+HO+CO=2NaHCO23223NaCO+HO+CO=2NaHCO23223NaHCO+HCl=NaCl+HO+COf322232NaCO+2HCl=2NaCl+HO+COf322将制取二氧化碳的装置按发生、净化和搜集的顺序进行连接，装置依次为 (填装置序号)，生成的气体通过净扮装置导管口的前后顺序是 填导管口序号)。下列反映可利用A装置进行实验的是 (填序号)。①氢气还原氧化铜②柴炭粉还原氧化铜③一氧化碳还原氧化铜24．按照《健康报》报导，1999年2月，河南省正阳县有位五十多岁的农妇，到自家地窖中拿红薯时，不幸身亡。经分析确认：该农妇是因地窖气中含二氧化碳气体较多使其缺氧而窒息身亡。所以进入地窖之前，要先做灯火实验，如灯火熄灭或燃烧不旺，人就不要进去。若是要明白地窖气中二氧化碳的体积分数就需要通过实验进行测定。以下是某中学化学课外实验小组的同窗，提出的测定地窖气中二氧化碳体积分数的实验方案，请回答有关问题、(3)中若还需其他实验物品可任选］：从下列器具当选择最适合的器具收集地窖中气体样品，应该选用( )。A.250mL普通烧杯 B.250mL普通集气瓶C.250mL塑料袋 D.250mL有刻度的集气瓶试简述用(1)中所选择的最适合器具去采取地窖中气体样品的实验操作3)试简述测量该气体样品中二氧化碳体积分数的操作方式：25.如右图所示的装置有多种用途。按如实验需要，气体既能够从a口导入也可从b口导入。瓶中可加入其他物质，也能够加入不同的液体或固体颗粒等。请按照要求先将相关内容填入下表，然后结合物理知识回答问题：口导入。瓶中可加入其他物质，也能够加入不同的液体或固体颗粒等。请按照要求先将相关内容填入下表，然后结合物理知识回答问题：用途气体入口(a或b)瓶中物质(1)收集H2(2)排气法收集CO2空气(3)排水法收集O2水(4)除去H2中的杂质HCl气体(5)干燥CO气体2(6)验证CO气体中含有CO2杂质并除 2结合物理知识：简述在表内第(3)项中，排水法搜集O2操作成功的原理：参考答案【同步达纲练习】1．AD2．C3．A4．D5．D6．C7．D8．B9．A10．C11．A12．A(1)试管；集气瓶(2)H；C0；H；0；D(3)C(4)CaCO+2HCl=CaCl2 2 2 2 3 2+HO+COf22(1)CaCO+2HCl=CaCl+COf+HO(2)CO可溶于水；b；Ca(OH)+CO=CaCO2 2 2 2 2 2 3；+HO(3)甲2(1)甲：铁架台；乙：长颈漏斗； (2)锌和稀HSO(3)F(4)C；氢气密24度比空气小(1)KMnO(或KClO、MnO)；加热(2)反映物；所制气体；条件(3)有气3 2泡逸出；用燃着的火柴放在集气瓶瓶面实验，若是火焰熄灭，证明瓶里已充满了二氧化碳气密性；把导管移出水面；熄灭酒精灯(5)搜集前试管内未充满水；导气管口刚有气泡冒出就开始搜集。(1)A中长颈漏斗中应插入液面以下，集气瓶口不该向下；(2)HC1；(3)Al(SO)24+6NaHCO=2Al(OH)；+3NaSO+6COf3 3 2 4 2(1)集气瓶；水槽；带塞导气管(2)①连接装置，将导管一端伸入烧杯中的水里，手握或微热试管，发觉烧杯中有气泡产生，松开手或停止加热，一段时刻后发觉导气管内有一段水柱，证明装置不漏气；②向下倾斜；避免冷凝水倒流进试管使试管破裂；③均匀加热；集中在有固体部位加热;④拆导气管;撤酒精灯；避免水倒流进试管使试管炸裂。(3)A MnO待气泡均匀持续产生时，开始搜集(4)2KMnO^^KMnO+MnO+Of,2KC1O22KCl2 4 2 2 3A＋3Of(5)ABD2(1)AgNO「E、C、B、G；(2)活塞；点燃酒精灯给氧化铜加热；