2024年中考化学复习：气体的制取与净化（解析版）

专题15气体的制取与净化

经列题

中考真题

•崔舟一切加再,比

知识点一、实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的比较

氧气氢气二氧化碳

反应物状固体与液

固体粉末块状固体与液体块状固体与液体

态体

反应条件加热常温常温常温

△

2KMl1。4K2MliCh

2H2。2

+M11O2+O2TCaCO+2HClCaCl

MnO32

反应原理2=

MnO2HZn+H2SO4^ZnSO4+H2t

2+CO2T+H2O

2KC1O3△2KC1+3

2O+O2T

Ozl

固固加热型固液常温型

丑-0^-

仁多孔隔板

发生装置=*8

上二一二一r-----__

收集方法排水法或向上排空气法排水法或向上排空气法

向下排空气法

点燃,罩干冷小烧杯，产生

将带火星的木条伸入容器内，木通入澄清石灰水，石灰

检验方法淡蓝色火焰;烧杯内壁有水

条复燃水变浑浊

珠

用燃着的木条伸到集

将带火星的木条伸到集气瓶口，

验满方法—气瓶口，木条立即熄灭，

木条复燃，证明已集满

证明已集满

①检查气密性;②装入

药品;③固定试管;④点①检查气密性;②加入

实验操①检查气密性;②装入药品;③固定试

燃酒精灯;⑤收集气体;石灰石;③加入稀盐酸；

作步骤管;④验纯;⑤收集气体

⑥将导管移出水槽;⑦④收集气体

熄灭酒精灯

①试管口应略向下倾

斜;②用加热高铳酸钾①不能用稀硫酸代替

法时试管口应塞一团棉①长颈漏斗末端应伸入液面以下;②稀盐酸;②长颈漏斗末

花;③排水法收集时，当用向下排空气法收集时，导管应接近端应伸入液面以下;③

注意事项

气泡连续、均匀冒出时集气瓶底部;③不能用浓盐酸来制取用向上排空气法收集

才可收集;④排水法收氢气时，导管应接近集气瓶

集后，先移出导管，再熄底部

灭酒精灯

【特别提醒】①不能用浓硫酸、硝酸及浓盐酸制取氢气；②制取CO2时不用稀硫酸。

知识点二、气体的净化与干燥

(1)气体净化和干燥的装置

(2)气体的净化

在实验室制备的各种气体中，常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过干燥与净化才能得到

实验所需要的纯净气体。

①选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质，而与被提纯物质不反应,也不产生新的

杂质。

②多种气体杂质共存时，要注意试剂的选择和除杂顺序，一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收

装置，不仅要注意药品的名称，还要注意“长进短出”的原贝1J,球形干燥管要“大进小出”。

③常见气体杂质的吸收剂见下表：

吸收剂吸收的气体杂质

水易溶性气体，如HC1、NH3等

碱石灰(NaOH+CaO)CO2、氏0(气体)、H2s等

强碱溶液(NaOH)CO2、SO2、HC1、H2s等

灼热的CuOH2>CO

灼热的铜网

O2

(3)气体的干燥

选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不

能与待干燥的气体反应。

附表：常见气体的干燥剂选择见下表：

干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体

H2、。2、CO2、CO、

酸性浓硫酸

NH3

CH4、N2、SO2、HC1

H2、O2、CO、CH4、N2、

碱性生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠CO2、SO2、HC1

NH3

中性无水氯化钙除NH3以外的所有气体NH3

知识点三、尾气的处理

能

吸

一

尾

收

的

气

液

图1

溶

r丫

气

匚

球

…

图

巳3

（1）用液体吸收（如图1）,如C02、SO2、HC1等可用NaOH溶液吸收,NH3可用水吸收。

（2）用点燃法处理（如图2）,如CO、CH,、H等可燃性气体可在装置末端连接一个尖嘴导管,将其点

燃，如图2所示。

（3）用气球收集（如图3）,如有毒的CO、H2S>Cb等可在导管末端系上一个气球收集。

注意:对于易溶性气体（如NH3）的吸收，应加防倒吸装置，如图4所示。

知识点四、装置的连接顺序（有关气体的制取、检验和净化实验中

的“先〃“后"顺序）

（1）组装仪器:一般按从左到右，从下到上的顺序进行。

（2）制取气体时,先检查装置的气密性，后装药品。

（3）收集气体时，先气体净化后气体收集。

（4）检验气体时,先验水后验杂（气体杂质）。

（5）除杂与干燥的顺序

①除杂时若使用的是洗气装置，则需要先除杂，再干燥。因为除杂时从液体中出来的气体中混有水蒸

气，因此需要再进行干燥。

②除杂时若使用的是加热装置，则需要先干燥，再除杂。因为加热时混有水蒸气会影响反应的生成物,

同时也存在实验安全隐患,因此应先干燥，再除杂。

a医■点,分桁

考点一.制取气体的反应原理的探究

1.（2023•苏州）在实验室和生活中选择合适的药品和装置可以制取氧气。

I.实验室用图-1所示装置制取并收集氧气。

（1）用MnO2作催化剂，KC1O3加热分解得到。2和KC1。该反应的化学方程式为

Mn02

2KC1O^—2KC1+3O2t

3△

（2）装置中仪器X的名称为酒精灯。收集干燥氧气应选取的收集装置为C（选填字母）。

（3）搭建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开K2（选填“Ki”、“K2”

或“K3”）处的螺丝，待调整后再拧紧。

（4）实验结束时，下列两步操作中先进行的是b（填序号）。

a.移走并熄灭仪器X

b.断开试管与洗气瓶之间的连接

II.某款家用制氧机利用过碳酸钠（2Na2cO3WH2O2）和二氧化铳同时加入水中制取氧气。

已知：①过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2c03和H2O2。

②H2O2可以将KI转化为12。

（5）制氧机制氧说明（部分）见下表，其中A、B剂的成分是过碳酸钠或二氧化镒。

A剂B剂平均供氧量（毫供氧时间（分

升/分钟）钟）

配方一1袋1袋N320》15

配方二2袋1袋N500》25

配方三3袋2袋21000215

①A剂的成分是过碳酸钠。

②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，应选择的最佳配方是配方三。

（6）按配方一在水中反应6小时后，无明显气泡产生。取反应后混合物进行下列实验：

①将反应后混合物过滤，得到滤液和黑色滤渣。滤渣的成分为MnO2,

②取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生。该反应的化学方程式为Na2co3+2HC1

=2NaCl+H2O+CO2t。

③另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀粉溶液,溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H202O

【解答】解：（1）用MnO2作催化齐U，氯酸钾加热分解得到02和KCL该反应的化学方程式为:

Mn（）2Mn02

2KC1O^—2KC1+3O2t；故答案为:2KC1O^—2KC1+3O2t;

3△3△

（2）装置中仪器X的名称为酒精灯，收集干燥氧气，不能用排水集气法，因为氧气的密度比空

气的密度大，选择向上排空气法收集,故应选取的收集装置为C；故答案为：酒精灯；C；

（3）Ki是调整试管的高度，如是调整试管的水平位置，K3是调整铁夹夹持试管的位置。所以搭

建如图-2所示装置时，需要调整试管的倾斜角度，可松开K2处的螺丝，待调整后再拧紧；故答

案为：K2；

（4）实验结束时，先断开试管与洗气瓶之间的连接，再移走并熄灭仪器X,所以先进行的是断

开试管与洗气瓶之间的连接；故答案为：b;

（5）①因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2c03和H2O2,H2O2在二氧化锦作催化剂时发生

反应生成氧气，供病人呼吸，催化剂只是改变化学反应速率，不影响生成物的质量。根据表中数

据配方一、配方二的平均供氧量可知，A剂的成分是过碳酸钠；故答案为：过碳酸钠；

②若突发缺氧性疾病，在呼叫救护的同时进行吸氧，因为配方三过碳酸钠的质量多，生成氧气的

质量多，所以应选择的最佳配方是配方三；故答案为：配方三；

（6）①二氧化镐是黑色固体，难溶于水，所以滤渣的成分为二氧化镒；故答案为：二氧化锦；

②因为过碳酸钠易溶于水，遇水分解为Na2c03和H2O2,Na2c03能与稀盐酸反应，H2O2不能与

稀盐酸反应。所以取少量滤液，向其中滴加足量盐酸有大量气体产生，发生反应的化学方程式为:

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2f；故答案为：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2t；

③因为H2O2可以将KI转化为I2,淀粉遇12变蓝。所以另取少量滤液，滴加KI溶液，再滴加淀

粉溶液。溶液变为蓝色，证明滤液中仍含有H2O2;故答案为：淀粉。

2.（2023•工业园区校级二模）双氧水是常用的制氧剂，在实验室、工业中有着广泛应用。

（1）实验室制氧

Mn02

用双氧水和二氧化镒制取氧气时发生反应的化学方程式是2H2。2^—2H2O+O2T。为获得

纯净的氧气应选择的发生和收集装置是BC,某同学利用空塑料输液袋如图F收集制得的氧

气，氧气应从a（填“a”或"b”）端进入。

（2）制“鱼浮灵”、“钙多宝”。

①“鱼浮灵”主要成分是2Na2cO3WH2O2,可迅速增加水体含氧量，过碳酸钠溶于水生成碳酸

钠和过氧化氢。为研究过碳酸钠能快速产生氧气的原理，兴趣小组做了如下对比实验。

编号①②③④⑤

试剂溶液溶液

H2O4%抵。2溶液Na2c。3固体NaOHNaOH

4%抵。2溶液4%H2O2溶液4%氏。2溶液

PH6.966.018.148.159.26

溶解氧5.686.449.119.1210.97

常温下，过氧化氢水溶液呈酸性。实验④⑤对比可得出的结论是溶液的碱性越强过氧化氢分

解产生氧气的速率越快。由实验②③作对比，可知过氧碳酸钠可以速效制氧的原理是碱性

溶液可以加快过氧化氢的分解速率。

②“钙多宝”主要成分是CaO2,常温下能与水反应生成氢氧化钙和氧气。为长途运输鱼类提供

氧气，写出化学方程式2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2t。

【解答】解：(1)过氧化氢在二氧化锦的催化作用下分解产生水与氧气，化学反应方程式为：

Mn02

2H2。2^—2H2O+O2t;该反应中反应物为固液组合，且反应在常温下进行，则可选B为反应的

发生装置；氧气不易溶于水，则可以用排水集气法收集较纯净的氧气，故制取的组合为BC；氧

气的密度比空气大，则用F装置收集时气体从a端进入；

MnOz

故答案为：2H2。2^—2H2O+O2t;BC；a；

(2)①根据表格数据对比实验④⑤可知溶液的碱性越强过氧化氢分解产生氧气的速率越快；

对比表格中实验②③组数据可以得出，碱性溶液可以加快过氧化氢的分解速率；故答案为：溶

液的碱性越强过氧化氢分解产生氧气的速率越快；碱性溶液可以加快过氧化氢的分解速率；

②根据题意可知CaO2与H2O反应生成Ca(011)2与02,则化学反应方程式：2CaO2+2H2O=

2Ca(OH)2+O2t。

3.(2023•大兴区一模)某同学依据图1中便携式制氧机原理，制作了图2所示的简易制氧装置。

资料：过碳酸钠能与反应生成和

H2ONa2c03H2O2O

图1图2

Mn02

(1)MnC>2催化分解H2O2的反应的化学方程式为2H2。2^—2H2O+O2)。

(2)图1中，可通过观察加湿过滤仓中产生气泡的快慢判断氧气排出的快慢。

(3)图2中的甲瓶相当于图1中的反应仓(填“加湿过滤仓”或“反应仓

MnO2

【解答】解：(1)MnO2催化分解H2O2生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2-------2H2O+O2

(2)氧气不易溶于水，可根据加湿过滤仓中气泡的快慢判断氧气产生的快慢，故图1中可通过

观察加湿过滤仓中产生气泡的快慢判断氧气排出的快慢；

(3)图2中的甲瓶相当于气体的发生装置，故图2中的甲瓶相当于图1中的反应仓。

Mn02

故答案为：(1)2H2O?^—2H2O+O2t;

(2)产生气泡的快慢；

(3)反应仓。

4.(2022•霍邱县模拟)在实验室制取二氧化碳气体的学习过程中，老师为同学们准备了以下药品：

稀盐酸浓盐酸稀硫酸氧气木炭石灰石酸酸讷

、__一一

稀盐酸浓盐酸稀硫酸氧气木炭石灰石磕酸讷

经过同学们的分组讨论和集中交流，最终选择了稀盐酸和石灰石来进行制取。

(I)选择以上药品的理由是ABD(多选，填序号)。

A.不能用浓盐酸，因为浓盐酸易挥发，使氯化氢气体混入二氧化碳气体中。

B.一般不选用碳酸钠粉末，因为它与酸反应速度太快，不便于收集。

C.可用木炭和氧气反应，因为反应可生成二氧化碳。

D.可用稀盐酸与石灰石反应，因为反应速度适中，条件要求不高，气体产物纯净，易于收集。

(2)某兴趣小组的同学欲使用如图装置来对实验室制取二氧化碳气体进行再探究，并在老师的

指导下用pH传感器测得烧杯乙中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线。

请回答下列问题：

①AB段pH几乎不变的原因可能是此时排出的主要是锥形瓶中的空气；D点所得澄清溶液

的成分除H20外还有CaC12和HC1。

②BC段发生反应的化学方程式主要有2HC1+Ca(OH)2=CaC12+2H2。或82+Ca(OH)2

=CaC03I+H2O。(写出一个即可)

(3)在药品不变的前提下，该兴趣小组的同学为了提高澄清石灰水变浑浊的可能，应如何对实

验装置进行改进在甲、乙装置之间增加一个装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。

注意：若答对以下小题奖励3分，化学试卷总分不超过40分。

(4)碳酸氢钠受热易分解，生成碳酸钠、水和二氧化碳。取8.4g碳酸氢钠置于试管中加热一段

时间，再向试管内的固体混合物中加入足量的稀盐酸，将产生的二氧化碳质量记为m。

△

①请写出加热碳酸氢钠时发生反应的化学方程式2NaHCC>3—Na2cO3+CO2t+H2O。

②请写出m的取值范围2.2g<m<4.4g(精确到小数点后一位)。

【解答】解：(1)A、浓盐酸具有挥发性，如果作为反应物，气体中会混入挥发出氯化氢，选项

A正确；

B、碳酸钠粉末与盐酸接触面积大，反应速率过快，不宜气体收集，选项B正确；

C、木炭和氧气若充分反应才可以生成二氧化碳，若不充分反应，则有一氧化碳生成，若过量，

则含有氧气，因此制备气体会造成不纯，选项C错误；

D、稀盐酸与碳酸钙反应速率适中，不需要加热，且不易挥发氯化氢，使得收集气体较为纯净，

选项D正确；

故答案为：ABDo

(2)①由于装置内有空气未排除，因此反应开始后，二氧化碳密度比空气大，先在顶部聚集，

因此会先将上部的空气排出，不会引起氢氧化钙溶液pH的变化；D点pH小于7,盐酸过量，所

以此时溶质为氯化钙和盐酸；

故答案为：此时排出的主要是锥形瓶中的空气；CaC12和HC1。

②BC段产生的二氧化碳，二氧化碳进入澄清石灰水中，因此有两个反应发生，一个是二氧化碳

的生成，一个是二氧化碳的消耗，盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水，二氧化碳和氢氧化钙反

应生成碳酸钙和水，书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为2HCl+Ca(OH)2=CaC12+2H2O,

CO2+Ca(OH)2=CaCO3I+H2O,任选一个方程式书写即可；

故答案为：2HC1+Ca(OH)2=CaCb+2H2O或82+Ca(OH)2=CaCC)33+也0。

(3)浓盐酸具有挥发性，需要去除挥发出的氯化氢，且不吸收二氧化碳，因此在甲和乙之间增

加一个饱和碳酸氢钠溶液的洗瓶；

故答案为：在甲、乙装置之间增加一个装有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶。

（4）①碳酸氢钠在加热条件下反应生成碳酸钠、二氧化碳和水，书写化学方程式注意配平及气

△

体符号，所以化学方程式为2NaHCO3—Na2cO3+CO2f+H2O；

A

故答案为：2NaHCO3—Na2cO3+CO2t+H2O。

②碳酸氢钠全部反应可以生成碳酸钠质量为n,

△

2NaHCO3—Na2cO3+CO2t+H2O

168106

8.4gn

1688.4g

-----=-------n=5.3g

106n6

若此时不反应，剩余固体为碳酸氢钠，此时生成二氧化碳的质量为x,若全部为碳酸钠，此时生

成二氧化碳质量为y,

NaHCO3+HCl=NaCl+CO2f+H2O2HC1+Na2co3=2NaCl+H2O+CO2t

844410644

8.4gx5.3gy

848.4g1065.3g

x=4.4g一=--y=2.2g

44x44y)'

此时固体为碳酸钠和碳酸氢钠混合物，所以二氧化碳的质量m介于x与y之间，因此2.2g<m<

4.4g；

故答案为：2.2g<m<4.4g。

5.（2023•成都）学习小组开展了“设计和制作简易供氧器”的实践活动。

某品牌制氧机的制氧剂为过碳酸钠（化学式2Na2cC）3・3H2O2，相对分子质量为314,白色固体）

M九。2

和二氧化铳。制氧过程的反应为：2（2Na2CO3.3H2O2）4Na2co3+6H2O+3O2t，该反应为

放热反应。

观

察

窗

气1

60

1

zO：

体25%H

40

1

H2O2

体30%

20

1

00

HO

积15%

2

2

80

2O2

5%H

60

/mL

40

20

O

/min

时间

图3

气1

60

体1

mL7K

9.11

40

体1

20

1

7|<

2.89mL

积00

80

L水

1.66m

60

/mL

40

pi<

L37m

20

20

1618

14

1012

68

4

02

/min

时间

图4

图5

氧机

认识制

一】

【活动

。

的快慢

生气体

泡和产

否有气

观察是

是

的作用

观察窗

(1)

度。

的湿

一定

具有

氧气

，使

洗气

是

的作用

加湿仓

(2)

氧剂

选择制

二】

【活动

氢

过氧化

一，

实验

中加满

集气瓶