备战2025年中考化学复习基础培优讲义（全国）专题14 常见气体的制取与净化（原卷版）

专题14常见气体的制取与净化知识导索掌握气体制备的一般方法知道如何对制取的气体进行净化处理知识详解【制取和收集装置的确定】 固固反应反应物状态固液反应发生装置←液液反应反应条件（是否需要加热、催化剂等）排水法（不易溶于水、不与水反应）收集装置密度比空气大——向上排气法排空气法密度比空气小——向下排气法收集方法比较1.排水法优点：收集的气体较纯；便于观察气体是否收集满2.排空气法优点：收集的气体较干燥；操作方便【广谈收集方法】NaOHNaOH溶液ABC图A：向上排空气法：正放，长进短出；倒放，短进长出向下排空气法：正放，短进长出；倒放，长进短出排水法：盛满水正放，短进长出；盛满水倒放，长进短出【小窍门】气体在哪儿集中，就从哪儿进图B(量气)：气体不溶于水且不与水反应，短进长出，用量筒测排出水的体积；若气体能溶于水，水面上加一层油。图C：除去CO中的CO2并收集CO【排水法中水的作用】（1）排净集气瓶中的空气（2）证明气体是否收集满【检验和验满】检验：O2：用带火星的木条伸入到集气瓶中，木条复燃CO2：将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊验满：O2：用带火星的木条伸入到集气瓶口，木条复燃CO2：用燃着的木条伸入到集气瓶口，木条熄灭2、固固加热①药品:KMnO4△②原理:2KMnO4====K2MnO4+MnO2+O2↑（分解反应）③装置:[仪器]酒精灯、试管、铁架台、集气瓶、水槽、导管④步骤:查、装、定、点、收、离、熄【注意事项】1.用酒精灯的外焰加热、先预热，再集中在盛药品处加热2.药品平铺在试管的底部3.铁夹夹在离管口约1／3的地方4.试管口略向下倾斜5.导气管稍微露出橡皮塞（便于气体排出）6.试管口应放一团棉花7.排水法收集时，当气泡连续并均匀地放出时开始收集8.用向上排气法收集时，导管要伸到集气瓶底部9.实验完毕，应先移导管，后熄灭酒精灯【检查气密性】用带塞子的试管连接一根导管延至水槽中，用手紧握试管（或用酒精灯在试管底部来回均匀加热），当看到水中的导管口有连续气泡冒出时，表示气密性良好。3、固液常温①药品：大理石或石灰石、稀盐酸②原理：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（复分解反应）③装置A④步骤①查（A装置：用夹子夹紧橡皮管，通过长颈漏斗向锥形瓶中注水，使漏斗下端位于液面下，静置一段时间，漏斗内液面保持不变，则气密性良好；A装置中的长颈漏斗换成分液漏斗时，关闭分液漏斗活塞，用手捂热或用热毛巾，当看到水中的导管口有连续气泡冒出时，表示气密性良好。B：将导管末端插入水中，用手握住试管，导管末端有气泡产生，松开手后导管末端有一段水柱上升，证明装置不漏气。）②装：先固后液③收：只能用向上排空气法④验：验满，用燃着的木条伸入到集气瓶口，木条熄灭习题讲解一．选择题（共2小题）1．下列制取气体所用物质和装置均正确的是（）A．制取CO2 B．制取氢气 C．制取氧气 D．制取CO22．以下各装置能完成相应实验的是（）A．装置①：用氯酸钾制氧气 B．装置②：由b进气收集O2或H2 C．装置③：制取氧气、氢气等气体 D．装置④：干燥，收集HCl气体二．填空题（共6小题）3．现有下列仪器或装置，请回答下列问题：（1）仪器①的名称是。由上图仪器组装成制气装置：用KMnO4加热分解制O2应选（填字母）；用废铁屑与稀盐酸反应制取H2，应选（填字母），该反应的化学方程式为。（2）若用F装置在通风橱内进行CO还原CuO的实验，b处的现象为；要检验反应后的气体中含有CO2，仪器②中应装的试剂名称为，实验时操作顺序为（填序号）。A．先通一氧化碳后加热B．先加热后通一氧化碳（3）下列装置可用来进行“排空气法”收集H2的是（填序号）。（4）用橡皮管、注射器和水，检验F装置气密性的操作和现象是。4．化学是一门以实验为基础的科学。（1）根据图1回答：在连接c和d时，使d较易插入c中的措施是；（2）利用图2所示装置制取氧气的化学方程式为；（3）利用图3所示装置（夹持仪器省略）可以制取气体或（填化学式），其反应的化学方程式分别为、。（4）图3中气体发生装置虽然简单，操作方便，但无法控制反应速率，也无法随时控制反应的发生和停止。若从图4中选取装置（填字母代号）与图1中仪器a组装成新的气体发生装置，则可控制反应的速率；若从图4中选取装置（填字母代号）与图1中仪器a组装成新的气体发生装置，则可随时控制反应的发生和停止。（5）某兴趣小组用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应制取氨气，可选用图（填序号）中的气体发生装置。5．请结合下列实验室制取气体的常用装置，回答有关问题．（1）写出图中标有字母的仪器名称：a．（2）用A、E组合可制取一种气体，反应的化学方程式．（3）某同学欲用G装置代替D装置，用排水法收集一种难溶性气体，该同学使用G装置的方法是．（4）实验室如用块状固体和液体无需加热制取气体，可将B装置改进为C装置（多孔隔板用来放块状固体），其优点是．6．实验题（1）写出图中有标号仪器的名称：a、b。（2）以高锰酸钾为原料用A装置制氧气，需做的改进是，该反应的化学方程式为。（3）实验室常用氯化铵与碱石灰两种固体共热来制取氨气（NH3）。常温下NH3是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性。则实验室制取NH3应选择的装置组合是。（4）某化学兴趣小组欲用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气进行相关探究。①选用的发生装置是（填序号），其中二氧化锰起作用。②已知二氧化锰不溶于水，该兴趣小组同学想从反应后的混合物中回收二氧化锰，他们应该进行的基本操作有溶解、等，该操作中所需的玻璃仪器除烧杯、漏斗外，还需要。7．在CO2复习课上，老师设计了如下图所示的实验装置，既可用于制取CO2，又可用于探究CO2性质．说明：1．装置I中盛放的药品是石灰石和稀盐酸．2．装置Ⅲ中在小试管外壁贴有4片试纸：其中两端的两片用紫色石蕊溶液润湿，中间两片用紫色石蕊溶液浸过并晒干．（1）实验时，打开K1关闭K2可用来制备CO2．写出I中反应的化学方程式；检验Ⅱ中气体收集满的方法是．（2）实验时，关闭K1打开K2可用于探究CO2的性质．实验时Ⅲ中出现的现象是，有关反应的化学方程式为，该实验说明CO2具有的性质是．8．实验室常用下列A、B装置来制取气体：（1）写出有标号仪器的名称：a、b．（2）实验室用B装置制氧气的化学方程式是．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，反应的化学方程式是．（3）化学兴趣小组用装置A制取一瓶二氧化碳．设计并进行有关CO2性质的探究实验过程如图C，请回答：该实验的目的是．三．实验题（共1小题）9．化学实验是学习化学和进行科学研究的重要方法和途径。学会气体物质的制备方法是研究气体、利用气体的基础。请根据图回答有关问题：（1）在常温下实验室欲制取并收集二氧化碳所选用的装置组合是（填序号），为了便于调控反应的进行，可以对发生装置进行改进，请简要说明你的改进措施。（2）从上述仪器中选择一种你比较熟悉的仪器，写出它的名称，简要写出它的用途。（3）同学们以“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”为课题进行探究。经讨论分析、查阅资料后设计了A、B两套实验装置，并在实验过程中做到操作规范、准确称量和细致观察。实验完毕后，使用A装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量相等；而使用B装置进行实验得到的结果是：反应前后反应物的总质量与生成物的总质量不相等。B是否遵循质量守恒定律（A是，B不是）；写出B装置中发生反应的化学方程式。四．解答题（共11小题）10．以下是小阳同学实验室制取气体的实验过程，请根据题意回答问题．（1）如果他用过氧化氢制取并收集氧气，可以选择的装置是（填序号）；如果他选用装置①来制取氧气，则其化学反应方程式为；（2）若要制得干燥的二氧化碳，同时避免多余的二氧化碳逸散到空气中，则装置按导管字母连接的顺序是：发生装置→→→→→（填字母）．（3）图中的⑤装置是用排空气法收集氢气的装置，请你判断气体应由进入（填字母）11．根据初中所学的知识并结合下列仪器回答问题：（1）写出下列仪器的名称：a；f．（2）实验室选取d、e、i、j四种仪器制取并收集氧气时，反应的化学方程式为．（3）小曼同学在实验室制取二氧化碳，除了选用了仪器b、g外还需选择上述仪器中的（填写序号）．检查完装置的气密性后，应先往仪器b中加入的药品是，后加入的药品是；反应的化学方程式是．（4）检验一瓶二氧化碳是否已经集满的方法是．（5）小淇同学用浓盐酸与大理石在上述装置中反应，制取CO2并检验其有关的性质，观察到烧杯中紫色石蕊溶液变红色，对可能造成这一现象的解释不合理的是（填序号）．A．产生的CO2直接使石蕊溶液变红；B．产生的CO2与水反应生成碳酸，使石蕊溶液变红；C．挥发出的氯化氢溶于水，使石蕊溶液变红．12．下图是实验室常见的制取气体的装置：（1）写出仪器名称：①，②，③，④；（2）实验室如果用高锰酸钾制取氧气时，发生装置应选用，试管口还要放一团棉花，目的是，该反应的文字表达式是。（3）实验室如果用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时，发生装置应选用，所发生反应的文字表达式；该反应属于反应。二氧化锰在这个反应里所起的作用是。（4）收集纯净的氧气选择的收集装置是，收集干燥的氧气选择的收集装置是。（5）氨气在通常状况下是一种无色、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铵和熟石灰两种混合物制取氨气。则实验室制氨气的发生装置可选用，其理由是。收集氨气可选，理由是。13．通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律．请结合图提供的一些实验装置回答问题：（1）若用A装置制取氧气，仪器a中需加入，发生的化学方程式为．（2）通过查阅资料得知：氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水．当你选用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气时，若选择B装置来完成该实验，需进行的改动是．（3）你认为应选择收集氨气的装置最好是（填序号），原因是．14．现有以下常见化学实验装置，请按要求回答问题：（1）仪器A的名称为；可用作洗涤或干燥气体的装置是（填序号）．（2）可用作实验室制取CO2和用双氧水制取氧气发生装置的是（填序号），其中实验室制取CO2的化学方程式为．用装置③制取氧气的化学方程式是．（3）实验室制取氢气用的是粗锌和稀硫酸．用稀硫酸而不用盐酸的原因是；用粗锌比用纯锌反应速率更快，这是因为粗锌中含可溶性的杂质或能与酸反应的杂质，这些杂质的存在可大大提高该反应的速率．取两份质量相等的纯锌粉，编号为a和b，在b中加入少量的氧化铜粉末，将a和b分别投入足量的稀硫酸中，充分反应后，则：产生氢气的质量：ab（填＞﹦＜，下同）；产生氢气的速率：ab．15．通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置，根据如图回答下列问题：（1）关闭B装置中的止水夹后，从长颈漏斗向锥形瓶中注入一定量的水，静止后如图所示，则B装置是否漏气？（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）；（2）写出实验室用B装置制取氧气的化学方程式；（3）如果实验室用A装置来制取氧气，同时要收集一瓶用于做蜡烛燃烧实验的氧气，则最好的收集方法是；（填字母编号）（4）通过查阅资料得知：氨气（NH3）是一种密度比空气小且极易溶于水的气体，其水溶液称为氨水。小枫同学用加热氯化铵和氢氧化钙的固体混合物来制取氨气，他应选择的发生装置是，收集装置是；（填字母编号）（5）小雯同学将收集满氨气的集气瓶倒扣在滴有无色酚酞的水中，观察到的现象是集气瓶内的水面上升，而且水变；（填一种颜色）（6）某校化学实验室需要配制1000g溶质质量分数为10%的盐酸用来制取二氧化碳，问需溶质质量分数为38%的盐酸（密度是1.19g/mL）mL，需要水mL．（结果保留1位小数）16．化学是一门以实验为基础的学科，化学所取得的丰硕成果，是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题：（1）写出指定仪器的名称：①；②。（2）写出实验室用A装置加热“高锰酸钾”固体制氧气反应的文字表达式：。（3）B图中分液漏斗中应放入的物质是，锥形瓶中应放入的物质是。（4）收集氧气时可以选择装置（填字母，下同），理由是，也可以选择装置，理由是。（5）检验装置A的气密性的方法是：。（6）若装置B中反应剧烈，则可以采取的措施是（多选）。A．控制液体的滴加速度B．用体积小的锥形瓶C．加热反应物D．减小反应物浓度（7）在学习二氧化碳性质时，兴趣小组同学做了如右图所示的实验：向烧杯中倾倒二氧化碳，下层蜡烛先熄灭，上层蜡烛后熄灭。因此，二氧化碳气体一般用来。17．现有下列A、B、C、D、E五种实验装置，根据题意，将装置的序号填入下列空格中．（1）写出指定仪器的名称：①；②．（2）用高锰酸钾制取氧气，气体发生装置选用（填序号）；用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为；（3用C装置收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是．（4）用过氧化氢溶液制取氧气，气体发生装置选用（填序号）；用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为．（5）氨气无色、有刺激性气味，极易溶于水，密度比空气小；实验室常用加热固体硫酸铵和固体熟石灰的混合物来制取氨气．则气体发生装置应用（填序号）；收集氨气的装置最好用（填序号）．18．下图是实验室制取气体的常用仪器。请根据要求填空：（1）图中仪器A的名称是；若发现酒精灯里有足够的酒精，却不能点燃，其可能的原因。（2）某同学用氯酸钾制取并用排空气法收集一瓶氧气，其化学方程式为，应选择上图中的仪器（填序号）。（3）若要制取并收集一瓶CO2，在实验过程中能随时添加稀HCl，应选择上图中的仪器（填序号），若要验证瓶中CO2已集满，其具体操作和现象为。（4）某同学用含有CO2的CO来还原CuO、并检验产物是CO2，他设计了如右图所示的实验装置。请将他设计的装置图补画完整（画在右图中），图中试剂a是；试剂b是（a、b不能为同种试剂）。装置末端放一燃烧的酒精灯的作用是。19．请根据下列装置，回答问题：（1）出标号①②的仪器名称：①，②．（2）实验室制取并收集CO2，可选用装置（填写装置序号）（3）判断CO2已收集满的方法是．（4）用高锰酸钾制取O2，装置A还需做的一点改动是．（5）对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O2后的固体残渣（假定已完全反应），通过以下四步实验操作可回收二氧化锰．正确操作的先后顺序是（填写选项序号）．a、烘干b、溶解c、过滤d、洗涤（6）把（5）中滤液蒸发结晶可得到氯化钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是．（7）用装置F制取气体，在反应过程中，用弹簧夹夹住导气管上的橡皮管，过一会儿反应就会停止．其原因是．20．（1）四位同学在实验室里分别进行下列实验，只有一位同学在仪器领取单上没有填写玻璃棒，你认为该同学进行的实验是（填序号）A、过滤泥水B、配制5%的食盐溶液C、稀释浓硫酸D、实验室制取二氧化碳气体（2）结合如图所示实验装置，回答下列问题．①图中b仪器的名称：b．②用高锰酸钾固体制氧气，发生反应的化学方程式为：；如用D装置收集O2，收集气体完毕后的操作顺序是填序号：a熄灭酒精灯，b从水中取出导气管）．③在E中收集满二氧化碳，倒扣于盛有澄清石灰水的水槽中，一段时间后，能观察到有液体进入E中，并变浑浊，发生反应的化学方程式为．④用块状固体和液体不加热制取气体时，改用C装置（多孔隔板用来放块状固体）代替B装置的优点是（答出一点即可）．五．科学探究题（共5小题）21．氧气是重要的资源，回答下列问题。（1）图一为“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置（浓硫酸具有吸水性，可干燥氧气）。图一甲装置中发生反应的文字表达式为；图一丙装置：铁丝应盘成状；用塑料瓶代替集气瓶的优点之一是。（2）某兴趣小组为了研究向上排空法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：用加热高锰酸钾的方法制备并收集氧气（两种收集方法各三瓶）、并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。收集方法向上排空气法排水集气法氧气浓度（%）79.679.779.990.089.889.3氧气平均浓度（%）79.789.7①用排水集气法收集氧气时观察到为氧气集满的标准；②以上两种方法中，法收集到的氧气更纯净；③不考虑操作因素，排水集气法获得的氧气体积分数不能达到100%主要原因；④向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有（填字母序号）。A.氧气的密度略大于空气的密度B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右C.当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气D.当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散（3）分别把点燃的木炭放入装有空气和氧气的集气瓶中燃烧，如图二，对比木炭在空气和氧气中燃烧的现象，说出剧烈程度不同的一种因素是。（4）若选用装置C代替装置B来制备二氧化碳气体，其优点是（答出一条即可）。22．我们生活在空气中，没有空气我们将无法生存，请你参与到化学兴趣小组关于气体的制取与性质的研究中，贡献你的聪明和才智。探究一如图1是实验室制取气体的部分装置，请回答下列问题：氢气是最理想的燃料。通常状况下，氢气密度比空气小，难溶于水。小秦同学用锌粒与盐酸反应制取氢气，选择的装置组合是（填字母），该发生装置的优点是，若用F装置排空气法收集氢气，气体应从端进入（填b或c）。探究二【提出问题】①导出的气体除H2外，还有哪些气体？②氢气具有可燃性外，还具有什么化学性质？【查阅资料】无水CuSO4是白色的粉末，遇水变为蓝色；碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物。【设计实验方案】小泰同学按如图2装置进行实验（假设每个装置中气体都完全反应或吸收）。【实验现象和结论】实验现象实验结论甲装置中的白色固体变成蓝色气体中有H2O乙装置中产生气体中有HCl丁装置中玻璃管内红色粉末变成黑色、戊装置中白色固体变成蓝色H2能与Fe2O3反应丁装置中玻璃管内反应的化学方程式为（写加热也可）【交流总结】丁装置加热前通入H2的目的是。23．实验室制取气体时常要考虑下列问题：（1）选择合理的制取装置。用如图所示装置制取气体，请回答下列问题。①仪器a的名称是。②选用A加热KMnO4制O2，装置需要改进的地方是，反应的化学方程式为。③实验室用Zn和稀硫酸制取H2的化学方程式为。④实验室可用亚硝酸钠（NaNO2）和NH4Cl的饱和溶液加热法制备N2，应选择的发生装置和收集装置的组合是（写出一种组合，填序号）。（2）检验、除杂和尾气处理。①通过饱和NaHCO3溶液洗气，可除去CO2中的HCl．洗气时化学反应方程式为。②实验室制备下列气体时，一般需要进行尾气处理的是（填序号）。a．H2b．COc．CO2d．SO2（3）反应装置的改进和反应条件的探究。实验序号H2O2溶液的质量分数/%H2O2溶液的体积/mL温度/℃MnO2粉末的用量/g收集气体的体积/mL收集气体所需的时间/sA51200.14aB151200.14bC305350.14cD305550.14d某实验小组为了探究影响H2O2分解制取氧气快慢的因素，进行了下列实验：①欲探究温度对H2O2分解快慢的影响，应该选择的对照实验组是（填实验序号）。②该小组利用如图甲所示装置探究MnO2质量对H2O2分解快慢的影响：在三份8.0mL3%的H2O2溶液中分别加入