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题型突破(五)气体的制取与净化题型解读气体制取是初中学生应掌握的实验技能之一,是中考化学必考知识点。一般考查实验室制备O2、CO2、H2的原理、装置的选择与评价、气密性检查以及气体的检验与净化。因此,对相关考点进行全面地梳理并练习解答典型例题,是初中化学总复习中不可或缺的环节。实验装置组装流程:气体发生装置→除杂装置→干燥装置→气体收集装置→尾气处理装置。(1)制气装置的选择依据:所需药品的状态和反应条件。(2)集气装置的选择依据:气体的溶解性和气体的密度。(3)除杂质的试剂和干燥剂的选择依据:实验室制取的气体常有酸雾或水蒸气。类型一基础型此类试题紧扣教材,立足基础,重点研究氧气、二氧化碳等常见气体的制取思路和方法。1.选择反应原理:即在实验条件下(如常温、加热、加催化剂等),选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体。要求反应速率适中,原料易获得且经济。2.确定实验装置(常用装置如图T5-1所示)图T5-1气体发生装置反应物状态固体与固体反应固体与液体反应液体与液体反应……反应条件(是否需要加热、加催化剂等)气体收集装置排水法(不易溶于水、不与水反应)排空气法密度比空气大的气体——向上排空气法密度比空气小的气体——向下排空气法3.检查气密性(1)手握法(如图T5-2中甲所示):先把导管的一端浸入水中,再用手紧握试管。若装置不漏气,导管口应有气泡冒出。图T5-2(2)水压法(如图T5-2中乙所示):用弹簧夹夹住胶皮管,从长颈漏斗口处注水,观察长颈漏斗下端是否形成一段稳定的水柱。若有,说明装置不漏气,反之,则说明装置漏气,简记为“夹加看”。(3)液封法(如图T5-2中丙所示):先用适量的水将长颈漏斗下端封住,然后将导管一端浸入水中,再用手握法检查。图T5-2例1[2016·宿迁]图T5-3为实验室常见的气体制备、收集等装置,按要求填空。图T5-3(1)写出A装置中标号①仪器的名称。[答案](1)铁架台[解析](1)A装置中标号①仪器的名称是铁架台。例1[2016·宿迁]图T5-3为实验室常见的气体制备、收集等装置,按要求填空。图T5-3(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为,用D装置验证二氧化碳能与水反应生成一种酸性物质,D中应盛放(填物质名称)试液。[答案](2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑石蕊[解析](2)制取二氧化碳气体,所用药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸,反应生成氯化钙、水和二氧化碳;紫色石蕊试液遇酸性物质变红色,可以检验二氧化碳和水反应生成了一种酸性物质。例1[2016·宿迁]图T5-3为实验室常见的气体制备、收集等装置,按要求填空。图T5-3(3)实验室常用块状硫化亚铁固体和稀硫酸在常温下反应制取硫化氢。硫化氢(H2S)是一种有毒气体,密度比空气大,能溶于水形成氢硫酸,实验室中常用NaOH溶液来吸收有毒的硫化氢气体。若要制取并收集一瓶硫化氢气体,选择的装置中导管的连接顺序为(填导管口序号)。[答案](3)bcdg[解析](3)实验室常用块状硫化亚铁固体和稀硫酸在常温下反应制取硫化氢,故选择B装置来制取;硫化氢(H2S)是一种有毒气体,密度比空气大,能溶于水形成氢硫酸,所以用C装置来收集,气体从长管进入,空气从短管排出;因为硫化氢是一种有毒的气体,所以用E装置进行吸收。例2[2019·长春]下列实验药品常用于实验室制取气体,回答下列问题。图T5-4(1)标号为F的仪器名称是。(2)用大理石和稀盐酸反应制取CO2,并用向上排空气法收集。①组装制取装置时,可选用图中的A、H、I、J、L、P和。②检验CO2是否收集满的操作是。酒精灯BC将燃着的小木条放在集气瓶口例2[2019·长春]下列实验药品常用于实验室制取气体,回答下列问题。图T5-4(3)用2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑制取氧气,并用排水法收集。①加热31.6gKMnO4理论上最多可以生成氧气的质量为g。[答案](3)①3.2[解析](3)①设理论上最多可以生成O2的质量为x。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑3163231.6gx31632=31.6g𝑥x=3.2g例2[2019·长春]下列实验药品常用于实验室制取气体,回答下列问题。图T5-4(3)用2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑制取氧气,并用排水法收集。②当观察到导管口(填序号)时,开始收集氧气。A.刚有气泡放出B.气泡连续并均匀地放出B例3[2019·泸州]已知:相同条件下,氨气的密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水,溶质NH3·H2O能解离出NH4+和OH-。某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题。(1)氨气制取:固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。①选择的发生装置是(填大写字母,下同),收集装置是。[答案](1)①CE[解析](1)①用固体NH4Cl与足量消石灰混合加热制取氨气,反应条件是加热,可用C装置作发生装置;氨气密度比空气小,易溶于水,收集装置可选E。例3[2019·泸州]已知:相同条件下,氨气的密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水,溶质NH3·H2O能解离出NH4+和OH-。某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题。(1)氨气制取:固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。②结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水,按气流顺序各装置的接口从左到右依次为(用小写字母表示)。图T5-5[答案](1)②acbd[解析](1)②氨气密度比空气小,易溶于水,结合选择的装置完成氨气的制取、收集并吸收氨气制取氨水,按气流顺序各装置的接口从左到右依次为acbd。例3[2019·泸州]已知:相同条件下,氨气的密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水,溶质NH3·H2O能解离出NH4+和OH-。某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题。(1)氨气制取:固体NH4Cl与足量消石灰混合加热可以制取氨气。③充分反应后冷却,将残余固体转移到烧杯中,加水溶解,还需要的玻璃仪器是,溶液中的阳离子为。图T5-5[答案](1)③玻璃棒Ca2+[解析](1)③为了加快固体的溶解,还要玻璃棒不停地搅拌;固体NH4Cl与足量消石灰混合加热生成氯化钙、水和氨气,故溶液中的阳离子为钙离子。例3[2019·泸州]已知:相同条件下,氨气的密度比空气小,极易溶于水,其水溶液称为氨水,溶质NH3·H2O能解离出NH4+和OH-。某同学对其制备与性质进行了如下探究。回答下列问题。(2)性质探究:向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液,观察到的现象是,反应的化学方程式为。[答案](2)溶液由红色变为无色,有白色沉淀生成3NH3·H2O+AlCl3Al(OH)3↓+3NH4Cl[解析](2)向滴加了酚酞试液的氨水中再滴加足量AlCl3溶液,反应后生成氢氧化铝沉淀和氯化铵;溶液中的溶质是氯化铵和过量的氯化铝,两者的溶液都呈弱酸性,观察到的现象是:溶液由红色变为无色,有白色沉淀生成;化学方程式为3NH3·H2O+AlCl3Al(OH)3↓+3NH4Cl。|针对训练|【针对训练】内容见Word版资源：题型突破05气体的制取与净化类型二综合型此类试题难度上有所加强,是在研究常见气体的制取与收集的基础上,对气体的干燥与净化进行考查,要会连接整套装置。1.气体的干燥:所选用的干燥剂不能与所制取的气体发生反应,如浓硫酸不能干燥NH3,氢氧化钠固体、生石灰或碱石灰(氢氧化钠、生石灰的固体混合物)不能干燥CO2、HCl气体,铁粉可吸收水分和氧气以保持食品干燥和防止食品变质。2.气体的净化:若选用的试剂是液体,这个过程又叫气体的洗涤。所选的试剂只能吸收杂质气体,不能溶解、吸收待净化的气体,如NaOH溶液可除去CO2、HCl、SO2,饱和NaHCO3溶液可除去HCl气体(适用于除去CO2中混有的HCl气体),灼热的CuO可除去CO(转化成CO2,再用NaOH溶液吸收)、H2,灼热的铜网可除去O2。图T5-11例4[2018·岳阳]实验课上,同学们利用下列装置进行气体制备的学习。请回答下列问题。(1)编号①的仪器名称是。图T5-12[答案](1)酒精灯[解析](1)酒精灯是常用的加热仪器。例4[2018·岳阳]实验课上,同学们利用下列装置进行气体制备的学习。请回答下列问题。(2)用加热法制取氧气,所选择的发生装置是(填字母,下同),收集装置是,反应的化学方程式为。图T5-12[答案](2)AE或F2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑[解析](2)装置A的试管中有棉花团,因此是加热高锰酸钾制氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气;氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,能用向上排空气法和排水法收集。例4[2018·岳阳]实验课上,同学们利用下列装置进行气体制备的学习。请回答下列问题。(3)若要制取一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体(常混有少量氯化氢气体和水蒸气),装置连接的正确顺序是:产生气体→→→F。检验二氧化碳气体的方法是。图T5-12[答案](3)DC把气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,证明是二氧化碳[解析](3)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,制取气体中常混有氯化氢气体和水蒸气,为收集到纯净、干燥的二氧化碳气体,要先除杂质后干燥;二氧化碳一般用澄清石灰水检验:把气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,即证明是二氧化碳。例5[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。制取气体常用装置收集气体常用装置干燥气体常用装置(1)制取气体实验中,首先要对发生装置进行气密性检查,确保装置不漏气。装置C气密性检查的方法是。[答案](1)旋紧试管口单孔橡皮塞,先把导管一端浸入水中,后用手握住试管,看到导管口有气泡冒出,移开手后一段时间,导管中形成一段水柱,则气密性良好,反之则气密性不好[解析](1)装置C气密性检查的方法是:先把导管一端放入水中,然后双手紧握试管的外壁,观察导管口是否有气泡冒出。例5[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。制取气体常用装置收集气体常用装置干燥气体常用装置(2)收集某种气体的方法,主要取决于这种气体的性质。装置E所示的收集方法是,被收集的气体密度(填“”“”或“=”)空气密度。[答案](2)向上排空气法[解析](2)装置E所示的收集方法是向上排空气法,被收集的气体密度大于空气的密度。例5[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。制取气体常用装置收集气体常用装置干燥气体常用装置(3)实验室用大理石与稀盐酸制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,所选装置正确的连接顺序是→→。(填装置编号)[答案](3)B(或C)GE[解析](3)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,因此不需要加热;二氧化碳可以用浓硫酸干燥;二氧化碳能溶于水,密度比空气大,因此用向上排空气法收集。例5[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学,化学实验和科学探究离不开实验装置。制取气体常用装置收集气体常用装置干燥气体常用装置(4)图T5-13所示一氧化碳与氧化铁的反应装置中,虚线方框内装置的作用有。图T5-13[答案](4)检验反应中生成的二氧化碳并收集未参加反应的一氧化碳气体[解析](4)题图所示一氧化碳与氧化铁的反应装置中,虚线方框内装置可用来收集一氧化碳并检验二氧化碳。|针对训练|【针对训练】内容见Word版资源：题型突破05气体的制取与净化类型三创新型例6[2019·吉林]根据如图T5-20回答问题。图T5-20(1)图中仪器a的名称是。[答案](1)集气瓶[解析](1)仪器a的名称是集气瓶。例6[2019·吉林]根据如图T5-20回答问题。图T5-20(2)实验室用加热方法制取氧气的发生和收集装置为(填序号)。[答案](2)AC[解析](2)加热方法制取氧气需要酒精灯,发生装置选择A,氧气不易溶于水,收集装置选择C。例6[20