精练05 气体的制取实验（原卷版）

精练05气体的制取实验【知识储备】考点一制取气体发生装置的选择主要考虑反应物的状态和反应时是否需要加热等因素。装置固体间反应加热型粉状固液反应不加热型块状固液反应不加热型装置示意图适用气体O2、NH3等H2、CO2、O2等 H2、CO2等注意事项①试管口应稍向下倾斜，防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流引起试管破裂②铁夹应夹在距试管口1/3处③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长，否则会妨碍气体的导出①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下②加入的液体反应物(如酸)要适当③将长颈漏斗换成分液漏斗可以控制反应速率①将块状固体置于多孔隔板上方②液体从长颈漏斗中加入至浸没固体即可③该装置的优点是随开随制，随关随停考点二制取气体收集装置的选择主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。装置类型排水(液)法向上排空气法向下排空气法气球集气法装置示意图适用范围不溶于水(液体)的气体密度大于空气的气体密度小于空气的气体所有气体气体H2、O2、NO、CO、CH4O2、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4NO、N2、O2等考点三气体的检验气体检验方法现象O2用带火星的木条木条复燃CO2通入澄清石灰水中澄清的石灰水变浑浊H2点燃，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，再向小烧杯中倒入石灰水淡蓝色火焰，烧杯壁有水珠出现，石灰水不变浑浊依次通过灼热的氧化铜和白色的无水硫酸铜黑色氧化铜变红，白色硫酸铜变蓝CO点燃，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡发出蓝色火焰，烧杯壁上没有水珠出现，石灰水变浑浊依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水黑色氧化铜变红，石灰水变浑浊CH4点燃，在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡发出明亮的蓝色火焰，烧杯壁上有水珠出现，石灰水变浑浊HCl通入水里，滴入硝酸银溶液和稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀NH3用湿润的红色石蕊试纸湿润的红色石蕊试纸变蓝考点四气体的净化吸收剂可吸收的气体杂质净化装置水易溶性气体，如HCl、NH3等强碱(NaOH)溶液CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等饱和碳酸氢钠溶液CO2气体中混有的HCl、SO2气体碱石灰(NaOH＋CaO)CO2、H2O(气)、HCl等灼热氧化铜H2、CO灼热的铜网O2考点五气体的干燥干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体干燥装置酸性浓硫酸O2、CO2、CH4、N2、HCl、SO2等NH3碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠O2、H2、CO、CH4、N2、NH3CO2、HCl、H2S、SO2中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3考点六尾气的吸收及处理1．溶液吸收：如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收(极易溶气体要防止倒吸)。2．点燃处理：如CO、CH4、H2S等可燃性气体可在装置后接一个尖嘴导管，将其点燃。3．气球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端接上一个气球收集。4．防倒吸装置：如易溶的气体可收集到倒立的漏斗中。【专题精炼】一．选择题（共3小题）1．（2022•杭州模拟）下面是实验室制取二氧化碳和探究二氧化碳性质的实验，其中错误的是（）A．图甲中装置a是长颈漏斗 B．图乙中用点燃的火柴放在集气瓶口来验满 C．图丙中二氧化碳使蜡烛火焰自上而下熄灭 D．图丁中将收集到的二氧化碳通入澄清石灰水会发现溶液变浑浊2．（2022•上城区一模）小金在实验室里使用如图所示装置制取并收集一瓶二氧化碳气体。下列有关该实验装置、药品、操作及装置用途等说法错误的是（）A．装置A是长颈漏斗 B．锥形瓶B中的药品是稀硫酸和块状大理石 C．导管伸入集气瓶C的底部目的是充分排尽空气 D．该实验装置还可用于氧气的制取和收集实验3．（2022•临安区一模）如图是小金进行“二氧化碳的制取、收集、验满和检验”的主要步骤，操作错误的是（）A．检查装置气密性 B．收集二氧化碳气体 C．验满 D．检验二．填空题（共1小题）4．（2022•金华模拟）小金选择了以下装置中的部分仪器开展了实验室二氧化碳的制取实验。根据要求完成下列问题：（1）请写出实验室制取二氧化碳的化学方程式。（2）利用上述装置制取并收集二氧化碳气体应选择的发生和收集装置是。（填写字母）三．实验题（共10小题）5．（2022•衢州模拟）某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，并收集纯净干燥的气体”的实验。设计了如图方案进行实验：（制得的CO2中常含有HCl和水蒸气）（1）写出所标仪器的名称：①。（2）描述A中发生的现象。（3）根据我们所学的知识，你认为A装置和装置相连并产生的现象时就足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐。（4）该同学想要收集瓶纯净干燥的该气体，连接上述装置的顺序是（填写各接口字母）。6．（2022•瓯海区一模）2022北京冬奥会用星星之火代替大型主火炬，体现了绿色办奥理念。查阅资料发现。①火炬燃料主要为丙烷（C3H8），常温常压下为无色气体，不易溶于水，密度比空气大；②工业上从石油中分离出丙烷。实验室可用干燥的丁酸钠、氢氧化钠固体、氧化钙固体混合加热来制取丙烷，方程式为：CH3CH2CH2COONa+NaOH（固体）CaO¯△C3H8↑+Na2CO③丙烷完全燃烧能产生水和二氧化碳，若氧气不充足时，生成水和一氧化碳。一氧化碳有剧毒性，加热时一氧化碳能将黑色的氧化铜还原为红色的铜。（1）实验室制取和收集丙烷，可选用的图甲中的装置组合是（填编号）。（2）若丙烷燃烧后的混合气体含有二氧化碳、水、一氧化碳，现用图乙装置进行检验，C中装有足量的澄清石灰水溶液，则C装置作用是：。（3）小明认为图乙装置能证明水、一氧化碳，但不能证明二氧化碳的存在。利用现有的装置和器材，如何进行实验操作也能证明二氧化碳的存在：。7．（2022•苍南县模拟）实验室通常利用浓盐酸与二氧化锰固体反应制取氯气，实验装置提供如图。资料一：实验原理4HCl（浓）+MnO2加热¯Cl2↑+MnCl2+2H2O。生成物MnCl2资料二：通常情况下，氯气是一种有刺激性气味的黄绿色有毒气体，密度比空气大，不仅能溶于水（1体积水约能溶解2体积氯气）。还能与水、碱溶液等发生反应。请根据资料回答下列问题：（1）实验开始时，先检查装置的气密性。接下来的操作步骤依次是。a.点燃酒精灯b.往烧瓶中加入二氧化锰粉末c.分液漏斗中加浓盐酸，旋开活塞往烧瓶中加入浓盐酸（2）收集氯气时，可选用图中哪个装置，并说明理由。（3）制取反应会因盐酸浓度下降而停止，为测定反应残余液中盐酸的浓度，甲同学提出：用足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl沉淀质量。乙同学认为此方案不可行，理由是。8．（2022•椒江区二模）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验（夹持仪器已略去）。请回答：（1）装置A中发生反应的化学方程式为。（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的滤纸条，打开k1，关闭k2和k3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到，3号滤纸条不变，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。（3）紧接着又打开k3观察到低处蜡烛先熄灭，则说明CO2具有的化学性质是。（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是（填字母序号）。（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有溶液（填“NaOH溶液”或“饱和NaHCO3溶液”）9．（2022•鹿城区校级二模）小温同学按照图甲进行了实验：在筒内放入浸有乙醚的棉花，压缩活塞时乙醚会点燃。但这个实验成功率较低。于是小温同学对实验进行了改进：在筒内放入浸有乙醚的棉花后，再加入少量火柴头，压缩活塞。出现的现象是：燃烧过旺，活塞从筒内弹出，并在筒口看到白雾。为研究出现以上现象的原因，小温同学利用红外测温仪测出两次成功实验过程中的温度变化情况，并绘制了图像（如图乙），M，N点分别为两次实验物质被点燃。同时小温同学还查询到以下资料。资料一：火柴头中含有氯酸钾、二氧化锰等物质。资料二：火柴头中还含有一种易燃物：三硫化二锑Sb2S3资料三：乙醚燃烧的化学方程式是：C4H10O+6O2点燃¯4CO2+5H2请结合图像与资料，解释改进后的实验出现以上现象的原因。10．（2022•仙居县一模）如图甲是测量空气中氧气的体积分数的实验装置，选用红磷作为药品是最佳选择吗？某兴趣小组设计并进行了如下实验：①准备如图乙的玻璃容器，顶部用密封盖密封，并检查该装置的气密性。②将氧气传感器（能实时显示容器内氧气的体积分数）固定在容器内壁，并装入足量的红磷。③用激光笔点燃红磷，红磷剧烈燃烧，观察并记录氧气传感器所显示的氧气体积分数的变化情况。④分别用白磷、食品脱氧剂（可以直接与氧气反应）替换红磷重复上述步骤①～③。⑤根据实验数据，分别绘制三种物质氧化时容器内氧气体积分数随时间的变化情况，如图丙所示。（1）步骤①中检查气密性时，将盖有密封盖的玻璃容器浸没在水中，如果观察到有气泡冒出，说明装置气密性。（2）如装置甲，150毫升集气瓶中装有15的水，量筒内装有50毫升水，用红磷做实验，根据图丙，实验结束后量筒内剩余的水为（3）根据该小组的实验结果，用图甲装置测量空气中氧气的体积分数，应选用哪种药品，并说明理由。11．（2022•温州模拟）某兴趣小组在做“寻找新的催化剂”课题时，上网搜索到平菇（一种可食用菇）可以催化过氧化氢分解，便动手实验。实验步骤如图1：①装置气密性的检查。②在B塑料瓶中加入两片平菇，在A塑料瓶中加入17mL质量分数为5%的过氧化氢溶液，然后依次打开弹簧夹K2，K1．过氧化氢溶液进入B塑料瓶与平菇接触，立即产生大量气体。③使用气体收集装置进行氧气收集，每隔5s记录一次，根据数据绘制出如图2曲线。回答下列问题：（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据。（2）若收集装置为用排水法收集，则如图3种操作，其中合理的是。（3）若将步骤②中B瓶中的平菇数量改成三片，其余条件与操作均相同，得到的曲线图与实验一对比，如图4符合事实的是。12．（2022•浙江模拟）某同学利用如图装置验证空气中氧气的体积分数，将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间，并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他用激光笔点燃红磷。【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后，瓶中是否有氧气剩余？【猜想假设】猜想：①有氧气剩余；②无氧气剩余。【实验验证】待装置完全冷却后，将装有白磷的燃烧匙提出水面，用激光笔点燃白磷。【得出结论】分析图乙得出，猜想正确（填①或②）。【反思交流】（1）根据本实验的结论，教材中用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否可行并说明理由。（2）曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是。（3）查阅资料，验证空气中氧气体积分数，可利用铁的缓慢氧化，将空气中氧气浓度消耗至0.2%．如图丙将足量细铁丝置于试管底部，并倒扣在装有水的烧杯中，一段时间后你将看到的现象是。13．（2021•萧山区三模）二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小金按图甲所示装置进行了如下实验。①取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。②用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。（1）写出用二氧化锰为催化剂分解过氧化氢的化学方程式：。（2）步骤③采用不同质量的过氧化氢酶和二氧化锰重复上述实验的目的是。（3）小金分析相关数据，得出“过氧化氢酶的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是在过氧化氢酶和二氧化锰的质量相同时，。（4）查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应，温度过高会降低过氧化氢酶的活性。据此小金推测：如果过氧化氢酶质量过大，实验会出现的现象是。14．（2022•宁海县校级模拟）S2Cl2是一种金黄色易挥发的液体（熔点：﹣76°C，沸点：138°C），易与水发生化学反应，生成H2S、SO2、H2SO3、H2SO4等物质，人们使用它作橡胶硫化剂，使橡胶硫化，改变生橡胶热发粘冷变硬的不良性能，向熔融的硫中通以干燥、纯净的Cl2即可生成S2Cl2，如图是实验室用S和Cl2制备S2Cl2的装置（夹持装置、加热装置均已略去）请回答下列问题：（1）装置A用于制取氯气，高锰酸钾晶体与浓盐酸在加热的条件下发生反应，其化学方程式为：2KMnO4+16HCl△¯2KCl+MnCl2+8H2O+5Cl2↑，用此方法制得的氯气中会含有水蒸气、（2）B为气体除杂、净化装置、其中洗气瓶b中盛放的试剂为。（3）装置D为冷凝管，用来冷却生成的气态的S2Cl2，在用水冷却过程中，应从端（选填“c”或“d“）进水。（4）装置F盛放碱石灰，其作用是。四．解答题（共2小题）15．（2022•永嘉县二模）如图所示为实验室制取或收集气体的常用装置，请回答下列问题：（1）以下装置既能用于制取和收集氧气，又能制取和收集