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气体的制取及净化1.某兴趣小组用纯净干燥的氢气与金属钙反应制取氢化钙，所选的仪器、装置如图3-1-14。图3-1-14查阅资料：金属钙易与水反应生成碱和气体。(1)称取20g锌粒用到上述仪器中的(填序号，下同)，量取40mL稀盐酸用到上述仪器中的。(2)在C装置中，用锌粒、盐酸制取氢气，反应的化学方程式是。(3)请按气流方向连接仪器a→→→→→→→→i。(4)实验装置中E的作用是，G的作用是。(5)登山运动员常利用氢化钙固体作为能源提供剂，在需要时可用氢气作燃料，其反应原理是CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑，与直接携带氢气相比，其优点是。(6)实验结束后，某同学取F装置硬质玻璃管中少量固体，小心加入水中，观察到有气泡产生，向溶液中加入酚酞溶液后显红色，该同学判断该固体为CaH2；另一位同学认为这样判断不准确，他的理由是2.关于二氧化碳知识：(1)实验室制取二氧化碳常用的药品是和，发生反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型是。收集二氧化碳可用向上排空气法，因为，一般不用排水法收集是因为。图3-1-8可测量收集到的CO2体积，其中植物油的作用是。图3-1-8(2)检验二氧化碳是否收集满的方法是：将的木条放在集气瓶口，若木条，则证明已收集满。(3)检验产生的气体是否是二氧化碳的方法：将气体通入中，若，证明是二氧化碳，发生反应的化学方程式是。3.[2019·毕节]实验室利用图3-1-9所示装置进行相关实验。回答下列问题。图3-1-9(1)写出装置图中标号仪器的名称：①，②。(2)用高锰酸钾制氧气，应选用的发生装置是(填序号)，该反应的化学方程式为，其中转化为氧气的氧元素与高锰酸钾中氧元素的质量之比是。(3)常温下，用锌和稀硫酸反应制取氢气，若要随时控制反应的发生和停止，应选用的发生装置是(填序号)，反应的化学方程式为；点燃氢气前必须验纯，为确保安全，最好选用装置(填序号)所示方法收集氢气。4.[2019·贵港]请结合图3-1-10回答下列问题。图3-1-10(1)写出A装置中仪器的名称：a，b。(2)实验室用A装置制取CO2的化学方程式为。(3)进行CO2性质实验时，观察到B中无明显现象，C中溶液变红色，D中充有某气体的超薄气球由烧杯底部往上升，最后悬于烧杯中。B中无明显现象的原因是，D中气球充入的气体可能是(填序号)。A.H2B.O2C.NH3D.SO2(4)E中四种方法都可以得到氧气，更符合环保、节能、安全要求的方法是(填数字序号)。5.[2019·广西北部湾]利用下列装置进行气体的制取与性质实验，请回答下列问题。图3-1-11图3-1-12(1)写出标号①仪器的名称：。(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为；用装置D集满氧气后，集气瓶应(填“正立”或“倒立”)在桌面上。(3)若实验室制取二氧化碳要控制反应速率，获得平稳气流，则发生装置应选择装置(填序号)。小红同学利用装置E收集二氧化碳，气体应从(填“a”或“b”)端通入。(4)小伟同学利用混有少量CO2的CO气体还原Fe2O3，并验证反应后的气体产物。现有如图3-1-12所示实验装置(可重复选用)，选用装置乙的目的是；按气体流向从左到右，装置的正确连接顺序是乙→→丁。6.已知某混合气体由H2、CO、CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图3-1-15中甲所示的实验方案。图3-1-15(1)装置C在实验中的作用是。(2)仅根据装置D中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由：。(3)小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为该结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图甲实验装置提出改进意见：。(4)图甲方案中装置B可用来吸收CO2但没有现象。为证明CO2和NaOH能发生反应，小丁又设计了图乙所示的方案。则图乙方案中所加试剂X应该是。7.今年初三学生参加了化学实验技能考查，下列是某校为“二氧化碳制法和性质”实验准备的常用仪器和药品。仪器如图3-1-16所示。图3-1-16图3-1-17药品：浓盐酸、稀盐酸、石灰石、碳酸钠、澄清石灰水。考场片段(1)马小哈：第一步选择仪器(填仪器编号)组装好发生装置；第二步向组装好的装置中加入药品，反应剧烈，迅速停止。你认为马小哈所取的固体药品是，操作中缺少的主要步骤是。(2)马小虎：将制得的气体通入足量的澄清石灰水，始终未见浑浊。你认为马小虎取的酸溶液可能是。归纳总结实验室制取CO2可选择上述药品中的；收集CO2的常用方法是。拓展延伸(3)某小组的同学查阅资料得知：宇宙飞船中宇航员呼出的CO2和水蒸气均能与氧再生装置中的固体物质超氧化钾(KO2)反应产生O2，其反应原理为：4KO2+2H2O4KOH+3O2↑；4KO2+2CO22K2CO3+3O2为了探究KO2能否与CO2反应产生O2，他们进行了如图3-1-17所示实验。①经检验，E中集气瓶内收集的气体为O2，检验O2的方法是。②实验观察到D中变浑浊，可能的原因是。③某同学认为，在上述实验装置B和C之间增加一个干燥装置才能证明KO2能与CO2反应产生O2，你认为他的观点是(填“正确”或“错误”)的，请说明理由：。【参考答案】1.(1)BA(2)Zn+2HClZnCl2+H2↑(3)debcfgh(4)除去混合气体中的氯化氢防止空气中的水蒸气与钙反应(5)氢化钙是固体，携带方便(6)钙和水反应也会生成碱和气体，得到的溶液也能使酚酞溶液变红[解析](3)锌和盐酸制取氢气时，除去水蒸气要放在除去氯化氢之后，再通过反应装置制取氢化钙，装置尾部需要加干燥装置，防止空气中的水蒸气与钙发生反应。(4)氢氧化钠会与氯化氢反应生成氯化钠和水，可除去混合气体中的氯化氢；干燥剂具有吸水性，可除去空气中的水蒸气。2.(1)大理石(或石灰石)稀盐酸CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑复分解反应二氧化碳的密度比空气的大二氧化碳能溶于水防止CO2溶于水或与水反应(2)燃着熄灭(3)澄清石灰水澄清石灰水变浑浊Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O3.(1)长颈漏斗水槽(2)A2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑1∶4(3)CZn+H2SO4ZnSO4+H2↑D[解析](1)①是长颈漏斗，②是水槽。(2)用高锰酸钾制氧气的发生装置应选择固体加热型，故选择A；化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑，氧气中氧元素质量与高锰酸钾中氧元素质量之比是(16×2)∶(16×8)=1∶4。(3)C装置可通过控制活塞来实现装置中固体与液体的分离或接触，从而控制反应的发生和停止；反应物是锌和硫酸，生成物是硫酸锌和氢气，化学方程式是Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑；排水法收集到的氢气比排空气法收集到的纯，且排水法收集到的气体中不会有氧气，不会发生爆炸。4.(1)锥形瓶长颈漏斗(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑(3)制得的CO2中混有杂质HClB(4)①5.(1)试管(2)2H2O22H2O+O2↑正立(3)Ca(4)吸收二氧化碳，防止对一氧化碳与氧化铁反应产物的检验造成干扰甲→丙→甲[解析](2)过氧化氢分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；氧气密度比空气大，集满氧气的集气瓶要正放在桌面上。(3)可以通过调节分液漏斗中的活塞来调节液体的流速，从而控制反应速率，所以发生装置选C。二氧化碳的密度比空气密度大，所以必须从a端进入，否则气体会从a端逸出，而收集不到二氧化碳。(4)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠溶液是为了吸收二氧化碳，防止对一氧化碳与氧化铁反应产物的检验造成干扰。6.(1)验证二氧化碳已完全除尽(或检验二氧化碳是否除尽)(2)不能，氢气与氧化铜在加热的条件下也能反应生成红色的单质铜(3)不可靠，在装置C、D之间再加一个干燥装置(合理即可)(4)BaCl2和NaOH的混合溶液[解析](1)要检验H2、CO、CO2三种气体，首先应先检验CO2并将之除去，再检验H2、CO。用澄清石灰水检验CO2，用NaOH溶液除去CO2，所以装置C在实验中的作用是验证二氧化碳已完全除尽(或检验二氧化碳是否除尽)。(3)通过装置C的气体中会混有水蒸气，能使装置E中的无水硫酸铜变蓝，所以能使装置E中的无水硫酸铜变蓝的水不一定是由氢气与氧化铜反应生成的。要验证氢气的存在，就必须在气体进入装置D之前将水蒸气完全除去。7.考场片段(1)②③④碳酸钠检查装置气密性(2)浓盐酸归纳总结稀盐酸、石灰石向上排空气法拓展延伸(3)①用带火星的木条伸入集气瓶，观察到带火星的木条复燃②CO2在装置C中没有被完全吸收③正确因为H2O和KO2也能反应产生O2