专题03气体的制取、净化、收集(原卷版+解析)2

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】一．检查装置的气密性1．实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气．反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl＝NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），实验装置如图所示．试回答：（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是（填编号）A．防止NaNO2饱和溶液蒸发B．保证实验装置不漏气C．使NaNO2饱和溶液容易滴下（2）B部分的作用是（填编号）A．冷凝B．冷却氮气C．缓冲氮气流（3）加入药品前必须进行的一个实验步骤是，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是（4）收集N2最适宜的方法是（填编号）A．用排气法收集在集气瓶中B．用排水法收集在集气瓶中C．直接收集在气球或塑料袋中．二．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法2．氯气（Cl2）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2+H2O＝HCl+HClO．产物中，次氯酸HClO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：（1）仪器X的名称是：．（2）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于型气体发生装置．（3）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为，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Cl2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（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）猜想1不成立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．3．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CO2的化学方程式为可用的发生装置是（选填图1字母序号）．（2）排水法收集与排空气法收集CO2的比较比较项目排水法向上排空气法收集方法可行性分析CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率CO2不与空气中主要成分反应，且收集验满过程分析集满的现象是：集气瓶内液面降至瓶口，且有从瓶口逸出集满的现象是：用燃烧的木条放在瓶口，燃烧的木条（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，产生该现象的化学方程式为，②BC“平台”段实验的现象是，产生该现象的化学方程式为．③CD段上升说明碳酸钠溶液已经．进行到D点时，溶液中所含溶质是．4．氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂．【阅读资料】①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物．②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气．③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．【氢化钙的制备】氢化钙通常用氢气与钙加热制得．某化学兴趣小组设计的制取装置如图1所示（固定装置省略）．回答下列问题：（1）装置A中制取氢气的化学方程式为．（2）装置B的作用是．（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为．（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是．【产品的定量测定】通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）．样品纯度的测定步骤如下：①检查装置气密性，装入药品，按图2（固定装置省略）所示连接仪器．②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平．读取液面所在的刻度数据为10.0mL．③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合．④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0mL．回答下列问题：（5）如何判断样品与水完全反应：．（6）反应生成氢气的体积为mL．（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL．样品中氢化钙的纯度为．（结果精确到0.1%）5．某铁矿石的主要成分是Fe2O3，是冶炼金属铁的原料．某兴趣小组想测定该铁矿石中铁的含量，利用氢气来还原Fe2O3，设计了如下实验方案（注：铁矿石中的杂质在高温下不分解，也不参加反应）．（1）如果用锌粒与浓盐酸来制取氢气，可以选择图（一）（填序号）发生装置；装置②的主要仪器有分液漏斗、带导管的双孔胶塞和（填仪器名称）．（2）制得的氢气常含有少量水蒸气和HCl气体，若要得到干燥、纯净的氢气，需要通过④和⑤装置，则装置按导管字母连接的顺序是：发生装置→→→→

→收集装置．（3）若要检验氢气中的杂质HCl，可把装置．中的试剂换成，实验中观察到的现象是试剂变成了红色．（4）图（一）中的③装置是一个用排空气法收集氢气的装置，由集气瓶和导管组成，请你在方框内画出该装置．（5）图（二）是氢气与铁矿石样品反应的装置，在加热反应之前要先通入一段时间的氢气，原因是；而在反应结束时先要停止加热，一段时间后再停止通入氢气，原因是．（6）已知参加反应的铁矿石样品的质量为m1g，完全反应后剩余固体质量为m2g，装置⑦增加的质量为m3g，装置⑧增加的质量为m4g．（假设每一步都进行完全）若要计算铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，下面可计算到结果的数据组合有．（填字母）Am1g与m2gB、m1g与m3gC、m1g与m4gD、m2g与m4g．6．某化学课外活动小组进行了一系列的实验探究，请按要求作答：（1）实验室可用Zn粒和稀硫酸制氢气，甲同学按图（Ⅰ）所示配制实验所需的稀硫酸，你认为他的操作是否正确？．（请填“正确”或“不正确”）（2）按要求从以下A→E装置中选择（填装置的字母序号）．乙同学要用高锰酸钾制取和收集氧气，则应选择．（3）小松同学探究B装置后，作了改进，改进的装置如图（Ⅱ）所示．写出一个可用此装置制取气体的化学方程式．（4）小松同学使用图（Ⅱ）装置制取CO2，现有①Na2CO3固体、②块状大理石、③稀HCl和④稀H2SO4，应选用的试剂是（填序号）；反应进行过程中，关闭该装置中的止水夹a后，可以观察到的现象是．（5）小亮同学也改进了B装置，改进的装置如图（Ⅲ）所示，与B装置相比较，图（Ⅲ）装置以分液漏斗代替漏斗，其优点是；橡皮管的作用是．7．已知甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应，并由此而制得CO气体。实验室用甲酸和浓硫酸混和后制取CO时，常不需加热，其具体操作方法如下：在试管内倒入一定体积的甲酸，然后再小心、缓慢地沿试管壁倒入等体积的浓硫酸，这时可见试管内液体分上、下两层，在两层液体的界面处有少量气泡，轻轻振动试管，可见液体交界面气泡增多，改变振动的力度可控制气泡产生的速率。试回答下列问题：（1）用上述方法制取CO的化学反应方程式为；（2）用该法制CO不需加热的原因；（3）以上操作方法可控制反应速率的原因。（4）具支试管（试管侧壁有一支管，如图所示）在实验室有多种用途，试只用具支试管、橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一个孔）、玻璃导管及连接和夹持仪器装配一个用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO气体、用CO还原氧化铜、并检验其氧化产物的实验装置。试画出该装置示意图方框内（同类仪器最多只能有三件，不必画夹持仪器，但需注明所装的药品）。三．常用气体的收集方法8．某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6。【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？【实验设计与操作】实验一、在通常状况下，测定二氧化碳溶液水所得溶液的PH，判断二氧化碳在水中溶解的体积。（1）如图1甲装置中反应的化学方程式是。（2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹、关闭弹簧夹，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已排尽的方法是。（3）关闭K1，打开K2，K3．待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K2和K3，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据：物质丁装置中溶液丙装置中溶液pH6.505.60分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积（填“大于”“小于”“等于”）丙和丁装置中溶液的总体积。（4）实验中，乙装置的作用是。若没有乙装置，则测出的溶液pH会。实验二：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。（5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2（起始时氧气的体积分数都以21%计算），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是

（填“排空气”或“排水”）法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是。【结论与反思】（6）由实验一、二分析，你认为二氧化碳（填“能”或“不能”）用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是。（写一条即可）四．常见气体的检验与除杂方法9．课堂上教师要求学生根据以下实验装置准确测定出某混合气体中（成分：CO、CO2、H2）各组分的质量分数，实验台上提供的试剂有：①NaOH溶液，②澄清石灰水，③浓硫酸。且装置中试剂均足量。已知：Fe2O3+3H2＝2Fe+3H2O，为了准确测定气体的质量分数，学生设计的思路有如下说法：（1）实验前应先通一段时间氮气，将装置中的空气排尽，然后进行测定实验（2）进行测定实验时，应先用管式炉加热，再打开活塞K通混合气体（3）装置戊的主要作用是吸收反应生成的水蒸气（4）若甲、乙中依次盛装试剂①、试剂③，可通过甲、乙反应前后的质量差测出混合气体中CO2的质量（5）测得各装置甲、乙、丁反应前后的质量差即可求出各组分的质量分数（6）若甲、乙、丁中依次盛装试剂①、试剂③、试剂③，反应结束后，将丙装置拆下后放在空气中冷却后称重，根据丙装置反应前后的质量差及（4）中测得CO2的质量可以求出CO、H2的质量上面的说法正确的个数有（）A．2 B．3 C．4 D．510．目前工业上氢气的大规模生产多采用甲烷的重整，即甲烷与水蒸气经高温催化反应生成氢气和一氧化碳。某化学兴趣小组为检验反应后的混合气体（以下简称合成气“）中是否含有氢气和一氧化碳、同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。（假设每步均反应完全）（查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与中烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水）（1）请写出一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应的化学方程式；（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是；（3）装置E的作用是；（4）装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是。（5）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了2.7g，装置D增加了2.2g。则可推断出该“合成气”的组成物质为（写化学式）。11．H2、CO、CO2和CH4都是初中化学常见的气体。（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先。（2）某无色气体X可能含有上述4种气体中的一种或两种。为了确认气体X的组成，同学们按如图装置进行实验。①同学们设计了装置B，其作用是。②装置C、D中盛放的试剂依次是（填序号）。a．烧碱溶液b．浓硫酸③若取1.6g气体X进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A中无明显变化，装置C增重1.8g，装置D增重2.2g。则气体X的组成是。12．（一）制备硫酸亚铁铵晶体的探究硫酸亚铁铵晶体【（NH4）aFeb（SO4）c•xH2O】（俗称摩尔盐晶体）是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成的流程如下：资料：硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；（4）实验前，先用碳酸钠溶液浸泡废铁屑表面油渍，碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液的pH7（填“＞”、“＝”、“＜”）（5）操作③中使用乙醇汽油洗涤可以快速晾干。这样做的优点是；A、避免用水洗涤所造成的晶体损耗B、酒精易挥发，可低温晾干晶体C、防止硫酸亚铁被氧化（二）硫酸亚铁铵晶体分解的定性探究硫酸亚铁铵晶体受热分解可得到氧化铁。兴趣小组在科研人员指导下设计实验探究硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物。（6）甲组同学设计了如图1所示实验装置：①实验中，装置B中观察到的现象是；②装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有（写化学式）。（7）乙组同学认为硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物中还有SO2、SO3．为进行验证，用甲组实验中的装置A和图2所示装置连接进行实验。观察到装置E中有白色沉淀生成，证明了有SO3生成，写出该反应的化学方程式；而F装置中、表明生成了SO2。（三）硫酸亚铁铵晶体成分的定量探究【实验步骤】：取3份质量均为7.84g的（NH4）aFeb（SO4）c•xH2O晶体，分别进行实验。①向一份中加入过量的NaOH溶液，充分反应后得到0.68gNH3②向另一份中加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀③加热第三份晶体使其分解，剩余固体质量与温度的关系如图所示回答下列问题：资料：硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只失去结晶水。（8）实验中加入过量BaCl2溶液的目的；（9）根据实验数据，计算硫酸亚铁铵晶体的化学式；写出A点到B点发生反应的化学方程式。13．草酸（H2C2O4）化学性质与碳酸相似，在加热条件下都易分解，产物都是氧化物．某校研究小组对草酸的分解产物开展探究．（1）小明根据草酸中含有元素，判断分解产物中一定有水．（2）小东对草酸的分解产物进行猜想和验证：【猜想】Ⅰ、产物是H2O和CO；Ⅱ、产物是H2O和CO2；Ⅲ、产物是；【验证】小组同学设计如下装置进行实验验证：①小明认为在A中装入适量的澄清石灰水，就可证明产物气体中有CO2；你认为装入

溶液，看到也可以证明，其反应的化学方程式．②小东认为若C中的澄清石灰水变浑浊，就可以证明产物气体中含有CO．你是否支持小东的观点：（填“支持”或“不支持”），请说出你的理由．③小芳认为从环保角度看，本装置有个缺陷，请你指出该缺陷：，具体处理方法是．五．气体的净化（除杂）14．将含有HCl和水蒸气的H2依次通过如图所示的装置，测定水的组成。据示意图回答下列问题。（1）甲装置的作用是；甲试管中的现象是。（2）乙中装的是生石灰，其作用是，实验前向丙中放入CuO的操作是。（3）实验中测得有关数据见右表，实验前实验后（氧化铜+玻璃管）的质量/g75.669.2（氯化钙+U型管）的质量/g110.8118.0根据表中数据求生成的水中氧元素的计算式为；生成的水中氢元素的计算式为。实验结束后，若丙处仍有少量黑色固体，这对实验结果的影响是（填“氧的质量偏大“、“氢的质量偏大“或“无影响“）。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】一．检查装置的气密性1．实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气．反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl＝NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），实验装置如图所示．试回答：（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是（填编号）A．防止NaNO2饱和溶液蒸发B．保证实验装置不漏气C．使NaNO2饱和溶液容易滴下（2）B部分的作用是（填编号）A．冷凝B．冷却氮气C．缓冲氮气流（3）加入药品前必须进行的一个实验步骤是，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是（4）收集N2最适宜的方法是（填编号）A．用排气法收集在集气瓶中B．用排水法收集在集气瓶中C．直接收集在气球或塑料袋中．【解答】解：（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是使NaNO2饱和溶液容易滴下，因为该反应放热，增加蒸馏瓶内压强，不用导管时长颈漏斗内的液体不能滴入蒸馏瓶中．（2）因为氯化铵和亚硝酸钠的反应是放热反应，溶液产生大量泡沫，使溶液的液面上升，生成大量气体，如果放出的氮气太快，会使单孔胶塞冲出，造成气体外泄，故要用“冰盐”冷凝．（3）制取气体前，加入药品前必须进行的一个实验步骤是检查装置气密性，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是该反应是一个放热反应．（4）因为氮气的密度与空气相近，不能用排空气法收集，因为要收集干燥的气体，故也不能用排水法．故收集N2最适宜的方法是直接收集在气球或塑料袋中．故答案为：（1）C（2）A（3）检查装置的气密性，该反应为放热反应（4）C二．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法2．氯气（Cl2）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2+H2O＝HCl+HClO．产物中，次氯酸HClO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：（1）仪器X的名称是：．（2）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于型气体发生装置．（3）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为，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Cl2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（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）猜想1不成立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．【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：HClO；【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HCl和HClO，酸性溶液可使石蕊变红，而HClO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：HClO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．3．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CO2的化学方程式为可用的发生装置是（选填图1字母序号）．（2）排水法收集与排空气法收集CO2的比较比较项目排水法向上排空气法收集方法可行性分析CO2气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率CO2不与空气中主要成分反应，且收集验满过程分析集满的现象是：集气瓶内液面降至瓶口，且有从瓶口逸出集满的现象是：用燃烧的木条放在瓶口，燃烧的木条（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，产生该现象的化学方程式为，②BC“平台”段实验的现象是，产生该现象的化学方程式为．③CD段上升说明碳酸钠溶液已经．进行到D点时，溶液中所含溶质是．【解答】解：（1）大理石（或石灰石）的主要成份是碳酸钙，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＝CaCl2+H2O+CO2↑；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Na2CO3、NaCl；故答案为：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；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+CO2↑+H2O，②有白色沉淀，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl．③过量；Na2CO3、NaCl．4．氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂．【阅读资料】①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物．②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气．③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．【氢化钙的制备】氢化钙通常用氢气与钙加热制得．某化学兴趣小组设计的制取装置如图1所示（固定装置省略）．回答下列问题：（1）装置A中制取氢气的化学方程式为．（2）装置B的作用是．（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为．（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是．【产品的定量测定】通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）．样品纯度的测定步骤如下：①检查装置气密性，装入药品，按图2（固定装置省略）所示连接仪器．②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平．读取液面所在的刻度数据为10.0mL．③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合．④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0mL．回答下列问题：（5）如何判断样品与水完全反应：．（6）反应生成氢气的体积为mL．（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL．样品中氢化钙的纯度为．（结果精确到0.1%）【解答】解：（1）锌粒与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的方程式是：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；故答案为：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；（2）碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，氧化钙与水可反应，氢氧化钠可作干燥剂，且与盐酸能反应，所以该装置的作用是吸收水蒸气和部分氯化氢气体；故答案为：吸收水蒸气和部分氯化氢气体；（3）钙和氢气在加热的条件下生成氢化钙，方程式是Ca+H2△¯CaH2故答案为：Ca+H2△¯CaH2（4）要检查该套装置的气密性，可以将活塞关闭后，往分液漏斗中加入适量的水，然后用手指堵住装置D的导管口，打开活塞，观察分液漏斗内的液面变化判断装置是否漏气；故答案为：将活塞关闭后，往分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住装置D的导管口，打开活塞，若气密性良好，可观察到分液漏斗内的液面几乎不下降；（合理答案均可）（5）由于氢化钙与水反应生成氢气，所以判断样品与水是否完全反应，可以观察右边的量气管中液面，若不再变化，则已完全反应；故答案为：量气管中液面不再变化（合理答案均可）；（6）氢气的体积等于反应前后液面差，为：110.0mL﹣10.0mL＝100.0mL；故答案为：100.0；（7）反应生成氢气的质量是：100.0mL×0.09mg/mL＝9mg设样品中氢化钙的质量是X，生成氢气质量为Y，则钙的质量为100mg﹣X，钙与水反应生成氢气质量为9mg﹣Y则CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑424XY424=XCa+2H2O═Ca（OH）2+H2↑402100mg﹣X9mg﹣Y根据：40将Y=2X所以样品中氢化钙的纯度为：88.4mg100mg故答案为：88.4%．5．某铁矿石的主要成分是Fe2O3，是冶炼金属铁的原料．某兴趣小组想测定该铁矿石中铁的含量，利用氢气来还原Fe2O3，设计了如下实验方案（注：铁矿石中的杂质在高温下不分解，也不参加反应）．（1）如果用锌粒与浓盐酸来制取氢气，可以选择图（一）（填序号）发生装置；装置②的主要仪器有分液漏斗、带导管的双孔胶塞和（填仪器名称）．（2）制得的氢气常含有少量水蒸气和HCl气体，若要得到干燥、纯净的氢气，需要通过④和⑤装置，则装置按导管字母连接的顺序是：发生装置→→→→

→收集装置．（3）若要检验氢气中的杂质HCl，可把装置．中的试剂换成，实验中观察到的现象是试剂变成了红色．（4）图（一）中的③装置是一个用排空气法收集氢气的装置，由集气瓶和导管组成，请你在方框内画出该装置．（5）图（二）是氢气与铁矿石样品反应的装置，在加热反应之前要先通入一段时间的氢气，原因是；而在反应结束时先要停止加热，一段时间后再停止通入氢气，原因是．（6）已知参加反应的铁矿石样品的质量为m1g，完全反应后剩余固体质量为m2g，装置⑦增加的质量为m3g，装置⑧增加的质量为m4g．（假设每一步都进行完全）若要计算铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，下面可计算到结果的数据组合有．（填字母）Am1g与m2gB、m1g与m3gC、m1g与m4gD、m2g与m4g．【解答】解：（1）制取氢气用锌粒和盐酸反应．故发生装置选②，所用仪器为锥形瓶、分液漏斗、导管等．（2）制取的氢气中因含有水蒸气和氯化氢气体，所以我们先除去氯化氢气体，再除去水蒸气．（3）检验氢气中的杂质HCl时，我们用石蕊溶液来确定．所以我们可以把洗气瓶内的氢氧化钠换成石蕊试液．（4）得分点：瓶口的方向；导管的长度，应为氢气的密度比空气小所以瓶口向下，导管深入到集气瓶底部是为了能把集气瓶内的空气更好的排净．（5）凡是可燃性气体与氧气混合都有可能发生爆炸所以要在加热前赶走装置内的空气，防止余热的生成物铁重新被空气氧化，在加热的情况下铁会和空气中的氧气反应，故继续通氢气使其冷却．（6）A中据m2铁的质量再利用铁在氧化铁中的质量分数可求样品中氧化铁的质量，再利用氧化铁的质量m1×100%故答案为：（1）②、锥形瓶（2）cdba（3）⑤；石蕊试液（4）见右图．（5）赶走装置内的空气，防止加热爆炸（6）AB．6．某化学课外活动小组进行了一系列的实验探究，请按要求作答：（1）实验室可用Zn粒和稀硫酸制氢气，甲同学按图（Ⅰ）所示配制实验所需的稀硫酸，你认为他的操作是否正确？．（请填“正确”或“不正确”）（2）按要求从以下A→E装置中选择（填装置的字母序号）．乙同学要用高锰酸钾制取和收集氧气，则应选择．（3）小松同学探究B装置后，作了改进，改进的装置如图（Ⅱ）所示．写出一个可用此装置制取气体的化学方程式．（4）小松同学使用图（Ⅱ）装置制取CO2，现有①Na2CO3固体、②块状大理石、③稀HCl和④稀H2SO4，应选用的试剂是（填序号）；反应进行过程中，关闭该装置中的止水夹a后，可以观察到的现象是．（5）小亮同学也改进了B装置，改进的装置如图（Ⅲ）所示，与B装置相比较，图（Ⅲ）装置以分液漏斗代替漏斗，其优点是；橡皮管的作用是．【解答】解：（1）稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸沿着容器壁慢慢注入水中，同时用玻璃棒不断的搅拌，使产生的热量迅速散失．故答案为：不正确（2）用高锰酸钾制取氧气，反应物是固体，反应不需要加热，所以选用A装置，氧气不易溶于水，并且密度比空气的密度大，所以收集装置应选择C或D．故选AC或AD（3）图（Ⅱ）的装置属于反应物是固体和液体，反应不需加热的情况．故选CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑（或锌和稀盐酸或稀硫酸反应）（4）关闭止水夹后，产生的气体不能出来，产生的压力使液体被压倒长颈漏斗中，故答案为：2、3；液体被压回长颈漏斗中，固液分离，反应停止（5）长颈；可以通过控制滴加液体的速度或流速、流量等来控制反应的剧烈程度；平衡气压或使分液漏斗和试管内的压强一致，便于液体滴落下来7．已知甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应，并由此而制得CO气体。实验室用甲酸和浓硫酸混和后制取CO时，常不需加热，其具体操作方法如下：在试管内倒入一定体积的甲酸，然后再小心、缓慢地沿试管壁倒入等体积的浓硫酸，这时可见试管内液体分上、下两层，在两层液体的界面处有少量气泡，轻轻振动试管，可见液体交界面气泡增多，改变振动的力度可控制气泡产生的速率。试回答下列问题：（1）用上述方法制取CO的化学反应方程式为；（2）用该法制CO不需加热的原因；（3）以上操作方法可控制反应速率的原因。（4）具支试管（试管侧壁有一支管，如图所示）在实验室有多种用途，试只用具支试管、橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一个孔）、玻璃导管及连接和夹持仪器装配一个用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO气体、用CO还原氧化铜、并检验其氧化产物的实验装置。试画出该装置示意图方框内（同类仪器最多只能有三件，不必画夹持仪器，但需注明所装的药品）。【解答】解：（1）甲酸（HCOOH）与浓硫酸共热到60～80℃可发生脱水型的分解反应，即反应物为甲酸，生成物为水和一氧化碳，条件是浓硫酸和加热60～80℃，所以方程式为HCOOH浓硫酸60～80℃¯CO↑+H2（2）甲酸和浓硫酸混合时，可产生大量的热，使反应液温度达到反应所需的温度，所以不需要加热。（3）甲酸和浓硫酸密度不同，反应在两液体的界面发生，振动试管可可使两反应物相互混合、溶解，调节两反应物的接触面积，从而加快反应速率。（4）用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO是两种液体在常温下反应制气体，一氧化碳有毒，还原氧化铜时要有尾气处理装置，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑，检验氧化产物用澄清的石灰水，装置如下图。故答案为：（1）HCOOH浓硫酸60～80℃¯CO↑+H2（2）甲酸和浓硫酸混合时，可产生大量的热，使反应液温度达到反应所需的温度；（3）由于甲酸和浓硫酸密度不同所以甲酸在上层，浓硫酸在下层，反应在两液体的界面发生，振动试管可使两反应物相互混合、溶解，增大反应物相互间的接触面而加快反应速率；（4）实验装置中若选用其它仪器（如酒精灯等）或所用同类仪器超过三件的均不给分。三．常用气体的收集方法8．某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时，探究了二氧化碳气体的收集方法。【查阅资料】通常状况下，1体积水约能溶解1体积二氧化碳，所得溶液pH约为5.6。【提出问题】二氧化碳能不能用排水法收集？【实验设计与操作】实验一、在通常状况下，测定二氧化碳溶液水所得溶液的PH，判断二氧化碳在水中溶解的体积。（1）如图1甲装置中反应的化学方程式是。（2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽。其操作是：开启弹簧夹、关闭弹簧夹，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽。检验空气已排尽的方法是。（3）关闭K1，打开K2，K3．待丙装置中收集半瓶气体时，关闭活塞K2和K3，充分振荡丙装置。然后用pH计测得如下数据：物质丁装置中溶液丙装置中溶液pH6.505.60分析可知，在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积（填“大于”“小于”“等于”）丙和丁装置中溶液的总体积。（4）实验中，乙装置的作用是。若没有乙装置，则测出的溶液pH会。实验二：在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数，从而得到二氧化碳的体积分数。（5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2（起始时氧气的体积分数都以21%计算），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是

（填“排空气”或“排水”）法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是。【结论与反思】（6）由实验一、二分析，你认为二氧化碳（填“能”或“不能”）用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是。（写一条即可）【解答】解：（1）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可，故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；（2）实验时，需先将甲装置中的空气排尽，其操作是：开启弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2、K3，打开活塞，滴加稀盐酸至空气排尽；检验空气已排尽的方法是将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭则空气已经排尽；故答案为：K1；K2、K3；将燃着的木条放在K1导管口处，若木条熄灭则空气已经排尽；（3）由实验分析可知：在丙和丁装置中所溶解二氧化碳的体积小于丙和丁装置中溶液的总体积；故答案为：小于；（4）实验中，乙装置的作用是吸收二氧化碳中的HCl气体，若没有乙装置，则测出的溶液pH会偏小，因为氯化氢气体溶于水是盐酸，酸性比较强；故答案为：吸收二氧化碳中的HCl气体；偏小；（5）用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2（起始时氧气的体积分数都以21%计算），则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法，两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是＝【1﹣（2.5%+2.5%×4）】﹣【1﹣（5.8%+5.8%×4）】＝16.5%；故答案为：排水法；16.5%；（6）由实验一、二分析，我认为二氧化碳能用排水法收集，能减少二氧化碳在水中溶解度的措施是：升温或加酸或事先制成二氧化碳的饱和溶液；故答案为：能；升温或加酸或事先制成二氧化碳的饱和溶液等。四．常见气体的检验与除杂方法9．课堂上教师要求学生根据以下实验装置准确测定出某混合气体中（成分：CO、CO2、H2）各组分的质量分数，实验台上提供的试剂有：①NaOH溶液，②澄清石灰水，③浓硫酸。且装置中试剂均足量。已知：Fe2O3+3H2＝2Fe+3H2O，为了准确测定气体的质量分数，学生设计的思路有如下说法：（1）实验前应先通一段时间氮气，将装置中的空气排尽，然后进行测定实验（2）进行测定实验时，应先用管式炉加热，再打开活塞K通混合气体（3）装置戊的主要作用是吸收反应生成的水蒸气（4）若甲、乙中依次盛装试剂①、试剂③，可通过甲、乙反应前后的质量差测出混合气体中CO2的质量（5）测得各装置甲、乙、丁反应前后的质量差即可求出各组分的质量分数（6）若甲、乙、丁中依次盛装试剂①、试剂③、试剂③，反应结束后，将丙装置拆下后放在空气中冷却后称重，根据丙装置反应前后的质量差及（4）中测得CO2的质量可以求出CO、H2的质量上面的说法正确的个数有（）A．2 B．3 C．4 D．5【解答】解：（1）加热产前应先通一会氮气把装置内的空气排净，开始加热后，再通入混合气体，防止形成混合气体发生爆炸，故（1）正确；（2）气体量一定，先加热，保证在通气体后能发生反应，以免造成气体浪费使测定结果不准确，故（2）正确；（3）装置戊的主要作用是防止空气中的水蒸气进入丁中，使测量结果不准确，故（3）错误；（4）甲中氢氧化钠溶液是用来吸收混合气体中二氧化碳的，在通过甲的过程中会带出一部分水蒸气，通过乙装置进行干燥，通过测定甲、乙两装置反应前后的质量差测出混合气体中CO2的质量，故（4）正确；（5）测得装置甲、装置乙、装置丁反点前后的质量差可得出原混合气体中二氧化碳的质量和反应生成的水的质量，进而求出原混合气体中的氢气和一氧化碳的质量，求出各组分的质量分数，故（5）正确；（6）应该反应后再通一会氮气，直到生成物冷却，防止和空气中氧气反应重新被氧化，使测得的结果不准确，故（6）错误。故选：C。10．目前工业上氢气的大规模生产多采用甲烷的重整，即甲烷与水蒸气经高温催化反应生成氢气和一氧化碳。某化学兴趣小组为检验反应后的混合气体（以下简称合成气“）中是否含有氢气和一氧化碳、同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。（假设每步均反应完全）（查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与中烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水）（1）请写出一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应的化学方程式；（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是；（3）装置E的作用是；（4）装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是。（5）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了2.7g，装置D增加了2.2g。则可推断出该“合成气”的组成物质为（写化学式）。【解答】解：（1）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁；（2）由于合成气是可燃性的气体，实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是排净玻璃管中的空气，防止高温时引起爆炸。（3）进行尾气处理，即收集有毒气体，防止污染；（4）由于在该实验过程中需要测定生成的水蒸气的质量，装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是不能准确地测出生成水的质量；（5）由A的质量增加，说明了混合气体中含有水蒸气；C装置增加的质量是生成的水的质量，原气体中含有氢元素，且氢元素质量＝2.7g×218×100%＝0.3g；D装置增加的质量是反应生成的二氧化碳的质量，且碳元素质量＝2.2g×1244×100%＝0.6g；则混合气体中C、H元素质量比＝0.6g：0.3g＝2：1，根据CH4+H2O高温¯3H2故答为：（1）3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2（2）排出装置内空气，防止H2，CO不纯而爆炸；（3）进行尾气处理，防止污染；（4）无法确定生成水蒸气的质量；（5）H2O、CO、H2。11．H2、CO、CO2和CH4都是初中化学常见的气体。（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先。（2）某无色气体X可能含有上述4种气体中的一种或两种。为了确认气体X的组成，同学们按如图装置进行实验。①同学们设计了装置B，其作用是。②装置C、D中盛放的试剂依次是（填序号）。a．烧碱溶液b．浓硫酸③若取1.6g气体X进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A中无明显变化，装置C增重1.8g，装置D增重2.2g。则气体X的组成是。【解答】解：（1）可燃性气体与氧气混合达到一定程度时遇明火会发生爆炸，所以可燃性气体点燃前应先必须检验气体的纯度，否则可能发生爆炸。（2）①装置B中药品是碱石灰，碱石灰的主要成分是CaO和NaOH，可作干燥剂，能吸收气体中的水分和二氧化碳，防止气体中水蒸气和二氧化碳干扰实验。②装置C盛放的试剂应为浓硫酸，目的是通过是否增重测定H元素的有无，装置D中盛放的试剂是烧碱溶液，目的是通过是否增重测定C元素的有无。先经过NaOH溶液时会带出水蒸气到浓硫酸中，影响水的测定结果。③装置A中无明显变化，气体中不含CO2；装置C增重1.8g，含H元素的质量为1.8g×1×218×100%＝0.2g；装置D增重2.2g，同理可知含C元素0.6g；气体X1.6g中含H元素0.2g、含C元素0.6g，应含O元素0.8g，很明显，气体X1.6g中含有CO，且质量为1.4g，刚好为C、O元素质量之和，由此可知没有CH4故答案为：（1）验纯；（2）①除去CO2、H2O；②b、a；③H2和CO。12．（一）制备硫酸亚铁铵晶体的探究硫酸亚铁铵晶体【（NH4）aFeb（SO4）c•xH2O】（俗称摩尔盐晶体）是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某化学实验小组制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成的流程如下：资料：硫酸亚铁铵晶体易溶于水，不溶于乙醇；（4）实验前，先用碳酸钠溶液浸泡废铁屑表面油渍，碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液的pH7（填“＞”、“＝”、“＜”）（5）操作③中使用乙醇汽油洗涤可以快速晾干。这样做的优点是；A、避免用水洗涤所造成的晶体损耗B、酒精易挥发，可低温晾干晶体C、防止硫酸亚铁被氧化（二）硫酸亚铁铵晶体分解的定性探究硫酸亚铁铵晶体受热分解可得到氧化铁。兴趣小组在科研人员指导下设计实验探究硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物。（6）甲组同学设计了如图1所示实验装置：①实验中，装置B中观察到的现象是；②装置D中观察到酚酞溶液变红色，由此可知分解的产物中有（写化学式）。（7）乙组同学认为硫酸亚铁铵晶体受热分解的产物中还有SO2、SO3．为进行验证，用甲组实验中的装置A和图2所示装置连接进行实验。观察到装置E中有白色沉淀生成，证明了有SO3生成，写出该反应的化学方程式；而F装置中、表明生成了SO2。（三）硫酸亚铁铵晶体成分的定量探究【实验步骤】：取3份质量均为7.84g的（NH4）aFeb（SO4）c•xH2O晶体，分别进行实验。①向一份中加入过量的NaOH溶液，充分反应后得到0.68gNH3②向另一份中加入过量的BaCl2溶液，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到9.32g沉淀③加热第三份晶体使其分解，剩余固体质量与温度的关系如图所示回答下列问题：资料：硫酸亚铁铵晶体受热时，在200℃以下只失去结晶水。（8）实验中加入过量BaCl2溶液的目的；（9）根据实验数据，计算硫酸亚铁铵晶体的化学式；写出A点到B点发生反应的化学方程式。【解答】解：（4）碳酸钠溶液可除去油渍是因为碳酸钠溶液显碱性，pH＞7，故填：＞；（5）硫酸亚铁溶于水不溶于酒精，用A方法洗涤硫酸亚铁晶体损失较多，可用酒精洗涤，酒精易挥发，能得到大量的纯净的硫酸亚铁晶体，故答案：AB；（6）硫酸亚铁铵晶体受热时会失去结晶水，白色的无水硫酸铜遇水会生成蓝色的硫酸铜晶体；装置D中观察到酚酞溶液变红色，说明硫酸亚铁铵晶体受热时会分解生成碱性气体，根据质量守恒定律该气体应该是NH3，故填：白色固体变成蓝色；NH3；（7）装置E中有白色沉淀生成，证明了有SO3生成，说明SO3与水反应生成了硫酸，硫酸与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀，反应的化学方程式为：H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；二氧化硫具有漂白性，可使紫色高锰酸钾溶液褪色，故填：H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；紫色溶液变成无色；（8）氯化钡和硫酸亚铁反应生成硫酸钡沉淀和氯化铁，氯化钡过量就是为了将硫酸根离子全部沉淀，故答案：将硫酸根离子全部沉淀；（9）由工艺流程图知，硫酸亚铁铵晶体可看做是硫酸亚铁、硫酸铵和结晶水按一定比例形成，设该物质的化学式为xFeSO4•y（NH4）2SO4•zH2O，则设硫酸亚铁铵晶体中硫酸铵的质量为x；（NH4）2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2NH3↑+2H2O13234x0.68g132x＝2.64g设和硫酸铵反应生成硫酸钡沉淀的质量为y（NH4）2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NH4Cl1322332.64gy132y＝4.66g所以和硫酸亚铁反应