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专题三常见气体的制取与净化多功能瓶的使用(中考12题)纵观2014~2018年安徽中考,常见气体的制取与净化是安徽中考的必考点,一般在填空题第12或13题结合实验装置图考查氧气、氢气和二氧化碳等气体的制取,分值为6~7分,考查的知识点主要有:①仪器的识别;②实验室制取氧气、二氧化碳和氢气的原理、药品的选择、发生装置和收集装置的选择、检验和验满;③检查装置的气密性;④多功能瓶收集气体进出口的选择等。要想解答好这类题目:首先,要熟记常用的气体发生装置和收集装置与选取方法及其依据,还有氧气、二氧化碳的实验室制取方法,有时还需弄清图示信息等;然后,结合实验、问题情景信息,细致地分析题意和实验图等,并根据气体的制取原理来组装、选配、判断或者选择气体的发生装置;再根据气体的溶解性、密度及其是否与水或者空气发生反应等来判断、选用收集装置;或者评价、改良某一装置等。当然,有时还会根据给出的装置来推断气体的制取原理、气体的性质、仪器的名称、其中的错误以及实验注意事项等。一、常见气体的制取1.实验室制取常见气体的药品和反应原理气体氧气(O2)氢气(H2)二氧化碳(CO2)药品①高锰酸钾;②氯酸钾和二氧化锰;③过氧化氢溶液和二氧化锰锌粒和稀硫酸大理石(或石灰石)和稀盐酸反应原理①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑②2KClO32KCl+3O2↑③2H2O22H2O+O2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑2.气体发生装置的选择(1)选择依据:反应物的状态和反应条件。(2)常见发生装置反应物的状态固体和固体固体和液体反应条件加热常温装置图安装简单可随时添加药品可随时控制反应的发生与停止可控制反应的速率反应物的状态固体和固体固体和液体发生装置类型固体加热型固液常温型举例①加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取O2;②加热高锰酸钾制取O2;③加热氯化铵和氢氧化钙固体制取氨气①在二氧化锰催化作用下,过氧化氢溶液分解制取O2;②大理石或石灰石和稀盐酸反应制取CO2;③锌和稀硫酸反应制取H2二、气体的收集、检验和验满1.气体收集装置的选择(1)选择依据:气体的密度和溶解性。(2)气体的收集装置收集方法排空气法排水法装置图向上排空气法向下排空气法适用范围收集密度比空气大的气体,如O2、CO2收集密度比空气小的气体,如H2、NH3收集不易溶于水且不与水反应的气体,如H2、O2优缺点收集的气体较干燥,但不纯净收集的气体较纯净,但不干燥方法总结比较气体密度的方法:空气的平均相对分子质量为29。如果某气体的相对分子质量大于29,则这种气体的密度比空气的大;如果小于29,则密度比空气的小。2.气体的检验和验满气体CO2O2H2NH3检验方法将气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃点燃,产生蓝色火焰,在火焰上方罩干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠生成有刺激性气味,将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝验满方法将燃着的木条放在集气瓶口,若木条立即熄灭,则说明已收集满排水法:集气瓶口有大量气泡冒出;排空气法:将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,则说明已收集满排水法:集气瓶口有大量气泡冒出将湿润的红色石蕊试纸放于集气瓶口,若变蓝,说明已收集满三、气体的净化1.实验装置洗气瓶、球形干燥管和U形干燥管(如图所示)。(1)洗气瓶的应用(如图1)①干燥:洗气瓶中装入干燥剂,如浓硫酸。需要干燥的气体从长导管进入,从短导管排出的即为干燥后的气体。②除杂:瓶中装入相应的吸收剂,混合气体从长导管进入,使吸收剂与混合气体中的杂质反应,纯净的气体从短导管排出。例如:洗气瓶中装入NaOH溶液,可以除去CO气体中混有的CO2。(2)球形干燥管的应用(如图2)干燥:粗端为进口,细端为出口。例如:实验室制取干燥的氢气时可将锌粒和稀硫酸反应生成的气体通过装有碱石灰的球形干燥管,碱石灰可以吸收氢气中的水蒸气。(3)U形干燥管(如图3):气体从左右两端都可通入。2.气体的净化气体杂质气体净化试剂及方法化学方程式N2O2通过灼热的铜网2Cu+O22CuOCO2CO通过灼热的CuOCO+CuOCu+CO2CO2HCl通过饱和NaHCO3溶液NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑COCO2通过NaOH溶液CO2+2NaOHNa2CO3+H2O方法总结(1)除去二氧化碳、一氧化碳、氧气和氢气中的水蒸气一般用浓硫酸作干燥剂,在进行气体净化时,所选试剂只能吸收要除去的物质而不能与被净化的物质发生反应,如干燥二氧化碳气体不能用氢氧化钠固体;(2)净化气体时要先除杂后干燥。四、多功能瓶的使用装置用途气体流向收集气体收集密度比空气大的气体a进b出(长进短出),如收集氧气和二氧化碳收集密度比空气小的气体b进a出(短进长出),如收集氢气排水法收集气体b进a出(短进长出),如收集氧气和氢气装置用途气体流向干燥:X若为浓硫酸,可以干燥气体a进b出(长进短出)检验气体:X若为澄清石灰水,可以检验二氧化碳气体a进b出(长进短出)除杂:X若为氢氧化钠溶液,可以除去气体中混有的二氧化碳气体a进b出(长进短出)测量气体体积a进b出(短进长出)链接安徽中考年份题型题号分值考查点2018填空题127仪器识别,实验室制取二氧化碳的原理、发生装置和收集装置的选择,基本反应原理的判断等2017填空题126仪器识别,实验室制备氢气的原理,氢气作为能源的优点及其研究方向2016填空题126实验室用过氧化氢制取氧气装置和仪器的选择、氧气的验满和收集等2015填空题125仪器的识别,制取氢气、氧气和二氧化碳装置的选择,多功能瓶的使用2014填空题137仪器的识别,装置气密性的检查,制取氧气和氢气的反应原理,气球胀大所装固体物质及原因分析,化学反应方程式的书写例题(2018·辽宁抚顺中考)实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答问题。(1)仪器①的名称是。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,选择的发生装置和收集装置是(填字母),其反应的化学方程式为。(3)用C装置收集二氧化碳时,证明是否集满的方法是。(4)若用E装置干燥二氧化碳,气体应从(填“a”或“b”)端进入。解析(1)据图可以看出,仪器①是水槽。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,是固体加热型反应,氧气的密度大于空气,不易溶于水,因此使用向上排空气法或排水法收集均可,加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。(3)用C装置收集二氧化碳时,要证明二氧化碳集满,其方法是将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭。(4)用E装置干燥二氧化碳,气体应从长管进入。答案(1)水槽(2)AC或AD2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(3)将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭(4)a方法指导本考点主要考查了仪器的名称、气体发生装置和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写、气体的验满、多功能瓶的使用等,综合性比较强。气体发生装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关。题型一单一气体的制取类型1氧气的制取1.(2018·四川遂宁中考)根据下列装置图回答问题(1)写出图中标有①的仪器名称:。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气时,从控制反应速率和节约药品的角度考虑,发生装置最好选用(填装置序号),发生反应的化学方程式为。(3)因为氧气的密度比空气的略大,所以可利用装置(填装置序号)收集。答案(1)试管(2)B2H2O22H2O+O2↑(3)E解析(1)图中标有①的仪器名称是试管,是常用的反应容器。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,不需加热,属于固液常温型,故可选发生装置B或C,装置B中的分液漏斗可逐滴滴加液体,需要制取气体时打开活塞,不需要时关闭活塞,从控制反应速率和节约药品的角度考虑,发生装置最好选用B;过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。(3)氧气的密度比空气的略大,因此能用向上排空气法收集。2.(2018·湖北宜昌中考)下列是实验室常用仪器,据图回答问题:(1)仪器G的名称是蒸发皿,仪器E的名称是。(2)实验室利用过氧化氢溶液制取并收集氧气,需从上述仪器中选择(填序号)。(3)可用排水法收集氧气,是因为。某同学用排水法收集了一瓶氧气,将带火星的木条伸入集气瓶中,木条没有复燃,你认为可能的原因是。用向上排空气法收集氧气时,验满的方法是。(4)用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,充分反应后,要对剩余的两种固体进行分离并回收。分别回收得到两种固体需要用到上述仪器中的(填序号)。答案(1)烧杯(2)ACDF(3)氧气不易溶于水导管口有气泡就开始收集(合理即可)将带火星的木条平放在集气瓶口,木条复燃,证明氧气满了(4)ABEGHI类型2二氧化碳的制取3.(2018·辽宁本溪中考)在一次化学课上,老师提供了以下装置制取二氧化碳并验证其性质。请回答:(1)仪器a的名称是。(2)实验室制取二氧化碳的反应原理是(用化学方程式表示)。实验室常用A装置作为制取二氧化碳的发生装置,选择气体发生装置时,应考虑的因素有;收集二氧化碳应选择的装置是(填字母序号)。(3)收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢,将气体通过E装置能否达到实验目的?(填“能”或“否”)。(4)用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后,试管中产生的现象是。答案(1)集气瓶(2)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑反应物的状态和反应的条件B(3)否(4)溶液由紫色变成红色解析(1)集气瓶是收集气体的仪器。(2)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙、水和二氧化碳;选择气体发生装置时,应考虑的因素有:反应物的状态和反应的条件;二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集。(3)要除去二氧化碳中混有的氯化氢,将气体通过E装置不能达到实验目的,因为氯化氢气体和二氧化碳都能与氢氧化钠溶液反应。(4)用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后,试管中产生的现象是溶液由紫色变成红色,因为二氧化碳和水反应生成碳酸。4.(2017·广西玉林中考)根据下图回答问题。(1)图1中A、B都是制取二氧化碳的装置,其中标号①仪器的名称是。实验室制取二氧化碳的药品是。(2)用图2装置收集二氧化碳气体,气体应从管进去(填“a”或“b”),原因是。(3)相对于A装置,B装置的优点是。答案(1)锥形瓶大理石或石灰石和稀盐酸(2)a二氧化碳的密度比空气的密度大(3)可以控制反应的速率类型3氢气的实验室制取5.(2018·山东临沂中考)如图是实验室制取氢气的一种发生装置。(1)检查该装置的气密性:关闭活塞,向长颈漏斗中加水,当出现现象时,说明该装置的气密性良好。(2)若液面刚好不与锌粒接触而又无稀硫酸可加,要制取H2且不影响生成H2的量,下列可以从长颈漏斗中加入的试剂是(填字母序号)。a.碳酸钠溶液b.氯化钠溶液c.氢氧化钠溶液答案(1)长颈漏斗内的液面不下降(2)b解析(1)关闭活塞,通过向长颈漏斗中加水,根据水柱高度是否发生变化可检査该装置的气密性,若出现长颈漏斗内的液面不下降,证明装置的气密性良好。(2)a.碳酸钠溶液和稀硫酸发生反应生成二氧化碳气体,消耗了硫酸,会使本实验中生成氢气的质量减少;b.氯化钠与稀硫酸、锌粒均不反应,加入水使硫酸的质量分数减小,不消耗硫酸中的氢,加入该试剂不会影响生成氢气的质量;c.氢氧化钠溶液和硫酸发生反应生成硫酸钠和水,消耗了硫酸,会使本实验中生成氢气的质量减少,故选b。6.(2018·安徽马鞍山一模)供选择的仪器装置如下图所示(图中A~G为装置代号,①~⑧为仪器的接口符号),供选择的药品有:金属钠、铜片、锌粒、炭粉、硝酸、稀硫酸。完成下列问题:(1)写出B装置中的仪器名称:乙。(2)实验室制取氢气时,常选用的药品是和;发生反应的化学方程式为。(3)若一个学生选用盐酸为原料之一,则制得的氢气中会含有少