專題2氣體的制取與凈化-備戰(zhàn)2023年中考化學必備解題模板系列

氣體的制取與凈化一、氣體發(fā)生裝置的選擇(1)選擇依據(jù)：反應物的狀態(tài)(固體或者液體)和反應條件(是否需要加熱)。(2)常見裝置裝置類型固體加熱型固液常溫型裝置圖反應實例加熱高錳酸鉀制取氧氣(試管口塞一團棉花)；氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣過氧化氫和二氧化錳混合制取氧氣；石灰石(或大理石)與稀鹽酸制取二氧化碳；鋅與稀硫酸制取氫氣(3)裝置評價(常見的固液常溫型發(fā)生裝置比較)裝置圖裝置特點裝置簡單，可制取較少量氣體可隨時添加液體，制取較多量氣體可連續(xù)制取并能控制反應速率可連續(xù)制取并能控制液體滴加速度和量可控制反應的發(fā)生和停止模板應用：例1：實驗室制取氣體的常見裝置如下，據(jù)圖回答下列問題：1.寫出儀器①～⑧的名稱。①試管；②酒精燈；③鐵架臺；④長頸漏斗；⑤錐形瓶；⑥分液漏斗；⑦集氣瓶；⑧水槽。2.選擇發(fā)生裝置的依據(jù)：反應物狀態(tài)(固固型或固液型)和反應條件(是否需要加熱)。3.常見氣體的制取(O2、CO2、H2)(1)實驗室用高錳酸鉀加熱制取氧氣，發(fā)生裝置為B(填字母，下同)，反應的化學方程式為2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑。(2)實驗室用氯酸鉀和二氧化錳固體混合物加熱制取氧氣，發(fā)生裝置為A，反應的化學方程式為2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑。(3)實驗室分解過氧化氫制取氧氣，發(fā)生裝置為D(或E)，反應的化學方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。(4)實驗室用大理石(或石灰石)和稀鹽酸制取二氧化碳，發(fā)生裝置為__D(或E)__，反應的化學方程式為CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。(5)實驗室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，發(fā)生裝置為D(或E)，反應的化學方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。4．其他氣體的制取(N2、NH3、CH4、H2S)(1)實驗室用NaNO2和NH4Cl的濃溶液加熱制取氮氣，發(fā)生裝置為C。(2)實驗室用硫化亞鐵固體與稀鹽酸反應制取硫化氫氣體，發(fā)生裝置為D(或E)。(3)實驗室用氯化銨和熟石灰的固體混合物加熱制取氨氣，發(fā)生裝置為A。(4)實驗室用無水醋酸鈉和堿石灰固體加熱制取甲烷，發(fā)生裝置為A?！咎貏e提醒】a．用A(或B)裝置制取氣體時試管口稍向下傾斜的目的是防止冷凝水或生成的水倒流使熱的試管炸裂。b．用高錳酸鉀粉末制取氧氣時，試管口放一小團棉花的目的是防止高錳酸鉀粉末進入導管，造成堵塞。c．D裝置中長頸漏斗的末端應伸入液面以下，目的是形成液封，防止反應生成的氣體通過長頸漏斗逸出。d．A、B裝置試管中的導管剛露出橡膠塞即可，目的是方便氣體導出。5.收集裝置的選擇氣體性質(zhì)收集方法收集裝置舉例優(yōu)點密度比空氣大，且不與空氣成分反應向上排空氣法裝置FO2、CO2可收集較干燥的氣體密度比空氣小，且不與空氣成分反應向下排空氣法裝置GH2、CH4可收集較純凈的氣體不易溶于水，且不與水反應排水法裝置HO2、H2、CH4【特別提醒】a．用F(或G)裝置收集氣體時，為使收集到的氣體更為純凈，應將導管伸入集氣瓶底部。b．用H裝置收集氣體時，最佳收集時間為氣泡連續(xù)、均勻地冒出時。c．用H裝置收集滿氧氣接下來應進行的操作是：先在水面下用玻璃片蓋住集氣瓶瓶口，把集氣瓶移出水面，正(填“正”或“倒”)放在桌面上。1.（2022山東臨沂中考）實驗是科學探究的重要手段。下圖是實驗室制取氣體的常用裝置，請回答有關(guān)問題：（1）儀器①的名稱_____。實驗室利用高錳酸鉀制取氧氣的裝置中，試管口略向下傾斜的原因是______。（2）實驗室里，在常溫下用硫化亞鐵固體和稀硫酸反應來制取硫化氫氣體。通常情況下，硫化氫是一種無色、有臭雞蛋氣味的有毒氣體，能溶于水，密度比空氣的大。實驗室制取硫化氫氣體應選用的發(fā)生裝置是_______（填序號），收集裝置是_____（填序號）?！敬鸢浮浚?）①.長頸漏斗②.防止冷凝水倒流到熱的試管底部使試管炸裂（2）①.B②.D【解析】（1）如圖所示，儀器①的名稱是長頸漏斗；試管口略向下傾斜的原因是：防止冷凝水倒流到熱的試管底部使試管炸裂；（2）實驗室里，在常溫下用硫化亞鐵固體和稀硫酸反應來制取硫化氫氣體。反應物是固液條件是常溫，因此發(fā)生裝置選固液常溫型即裝置B，故填：B；硫化氫能溶于水因此不能使用排水法收集，密度比空氣的大故能用向上排空氣法收集即裝置D，故填：D。二、氣體收集裝置的選取(1)選擇依據(jù)：氣體的溶解性、能否與水反應、密度、是否有毒性、能否與空氣中的某成分發(fā)生化學反應等。(2)常見裝置收集方法向上排空氣法向下排空氣法排水法裝置圖氣體性質(zhì)密度比空氣①_____，不與空氣中的成分發(fā)生反應密度比空氣②______，不與空氣中的成分發(fā)生反應不溶于水或難溶于水(不與水反應)典型氣體CO2、O2等H2、NH3、CH4等H2、O2、CO、CH4等注意事項導管伸到集氣瓶的底部，防止收集的氣體不純應等到氣泡連續(xù)均勻地放出后再收集氣體，否則收集到的氣體不純；排水法收集到的氣體純度高，但不干燥。2．（2022年云南省昆明市中考）化學是一門以實為基礎(chǔ)的科學。結(jié)合下圖回答問題。(1)儀器a的名稱為______。(2)實驗室用高錳酸鉀制取O2，選擇的發(fā)生裝置為______（填標號），反應的化學方程式為______。(3)實驗室制取CO2的化學方程式為______。將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，可用于檢驗CO2，反應的化學方程式為______。(4)某氣體的相對分子質(zhì)量為46，常溫下不與空氣成分反應。若用C裝置收集時，氣體應從______（填標號）端通入?！敬鸢浮?1)酒精燈(2)A

(3)

(4)m【解析】(1)由裝置圖可知儀器a是酒精燈。(2)實驗室用高錳酸鉀制取O2，是高錳酸鉀加熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，是固體加熱型，所以發(fā)生裝置選B，反應的化學方程式為。(3)實驗室用稀鹽酸和大理石或石灰石反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應的化學方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；檢驗CO2時，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為。(4)某氣體的相對分子質(zhì)量為46，大于29，說明該氣體的密度比空氣大，可用向上排氣法收集，故應從C裝置的m端進入。三、氣體的凈化與干燥1.除雜原則：①不能引入新的氣體雜質(zhì)；②不能減少被凈化氣體的量。2.除雜和干燥的先后順序：①若用洗氣裝置除雜，一般除雜在前，干燥在后；②若用加熱裝置除雜，一般是干燥在前，除雜在后。洗氣瓶和干燥管中氣體的進出口順序：①用洗氣瓶除雜和干燥時，氣體應長進短出；②用球型干燥管除雜或干燥時，氣體應大進（即大管口進氣）小出（即小管口出氣），以利于氣體充分干燥。③一般除雜在前，干燥在后，但如果用加熱法除雜，則干燥在前。3.檢驗多種氣體的先后順序：有多種氣體需要檢驗時，應盡量避免前步檢驗對后步檢驗的干擾。如被檢驗的氣體中是否含有二氧化碳和水蒸氣時，應先檢驗水（用無水硫酸銅檢驗），后檢驗二氧化碳（用澄清石灰水檢驗），最后干燥水（用濃硫酸干燥）。記住常見物質(zhì)的特征反應：CO2能使澄清石灰水變渾濁，白色的無水硫酸銅遇H2O變藍。要驗證H2和CO等還原性氣體，可先將凈化后的氣體通過灼熱的CuO，再檢驗其產(chǎn)物。檢驗H2的存在是通過其與CuO反應生成H2O，檢驗H2O時一定要將產(chǎn)物先通過無水CuSO4檢驗。要驗證CO和CO2的混合氣體，可先將混合氣體通入澄清石灰水，后通過灼熱的CuO，再檢驗CO。4．常見吸收劑及能吸收的氣體（吸收劑和干燥劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)和水分，不能與被凈化的氣體反應）洗氣瓶球形干燥管U形干燥管應用用于液體試劑除雜或干燥氣體用于固體試劑除雜或干燥氣體裝置試劑及作用濃硫酸：吸收水蒸氣；氫氧化鈉溶液：吸收二氧化碳、氯化氫等；飽和碳酸氫鈉溶液：吸收二氧化碳中含有的氯化氫；澄清石灰水：檢驗二氧化碳堿石灰(氧化鈣和氫氧化鈉固體混合物)、固體氫氧化鈉：吸收水分、二氧化碳；無水氯化鈣：吸收水分；無水硫酸銅粉末：檢驗水蒸氣模板應用：例2：將CO2氣體(含少量HCl)通入下面裝置中，探究CO2與過氧化鈉(Na2O2)的反應。(查閱資料：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑)(1)裝置A的作用是除去CO2中混有的HCl。(2)裝置D的作用是吸收未反應的CO2。(3)裝置E收集到的氣體是O2。例3：混合氣體中CO2、CO、H2和H2O的檢驗及除雜(1)檢驗H2O：在CO2、CO和H2的檢驗及除雜過程中涉及溶液試劑，會帶出水，所以應先檢驗H2O。(2)檢驗并除去CO2：為避免對CO的檢驗造成干擾，應先檢驗并除去CO2。B裝置的作用是檢驗CO2；濃NaOH溶液的作用是除去CO2。(3)用濃硫酸除去溶液中帶出的水：目的是避免對H2的檢驗造成干擾。(4)檢驗H2：利用H2還原氧化銅后得到的H2O能使白色的無水CuSO4變藍的性質(zhì)進行檢驗。(5)檢驗CO：利用CO還原氧化銅后得到的CO2能使澄清石灰水變渾濁的性質(zhì)進行檢驗。3.（2022四川樂山中考）實驗室用石灰石與稀鹽酸制備CO2的實驗中，下列裝置圖能達到對應實驗目的的是（）選項ABCD實驗目的制備CO2除去CO2中混有的HC1氣體干燥CO2排空氣法收集CO2裝置圖【答案】D【解析】A、制備CO2，用大理石和稀鹽酸在常溫下反應即可，選項錯誤。B、除去CO2中混有的HC1氣體，需要用飽和碳酸氫鈉，用氫氧化鈉溶液會將二氧化碳也反應了，選項錯誤。C、干燥CO2，需用長導管進短導管出，這樣才能充分與濃硫酸接觸，除盡水，選項錯誤。D、排空氣法收集CO2，二氧化碳密度比空氣大，需要長導管進，正確。故選：D。4．（2022年山東省泰安市中考）制取氣體是初中化學實驗的重要內(nèi)容，根據(jù)要求回答下列問題：(1)寫出標有序號的儀器名稱：①_______。(2)實驗室利用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，可選擇的發(fā)生裝置是_______(填字母序號，下同)。(3)若要得到干燥的氧氣，所選擇裝置的連接順序為：B→_______→_______。(4)某氣體只能用C裝置收集，則該氣體可能具有的性質(zhì)為_______。

(5)某興趣小組的同學連接B、G、H裝置進行實驗。若實驗時G裝置中蠟燭燃燒更劇烈，H裝置中溶液變渾濁，則B裝置中反應的化學方程式為_______?！敬鸢浮?1)分液漏斗(2)B(3)

F

E(4)bc(5)【解析】(1)儀器名稱：①分液漏斗；(2)用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，反應為固體不加熱反應，可選擇的發(fā)生裝置是B；(3)要得到干燥的氧氣，則生成氧氣首先要通過濃硫酸干燥裝置F進行干燥，氧氣密度大于空氣，向上排空氣法收集氣體較為干燥，收集裝置選擇E；故所選擇裝置的連接順序為：B→F→E；(4)某氣體只能用C裝置排水法收集，說明該氣體不溶于水、不和水反應，密度可能與空氣密度接近或能與空氣中的某些成分發(fā)生反應；故選bc；(5)若實驗時G裝置中蠟燭燃燒更劇烈，則生成氣體為氧氣，氧氣有助燃性，蠟燭和氧氣燃燒生成二氧化碳，二氧化碳能使H裝置中溶液石灰水變渾濁，故B裝置中反應為固液不加熱生成氧氣的反應，為過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成氧氣和水，5．（2022年新疆中考）如圖是實驗室常用氣體制備裝置，根據(jù)圖回答下列問題(1)寫出標有數(shù)字的儀器的名稱①_______②_______。(2)實驗室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，可選擇的發(fā)生裝置為_______，發(fā)生反應的化學方程式為_______，該裝置有一不足之處，應怎樣改進_______。(3)實驗室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，該反應是_______(填基本反應類型)，應選用的發(fā)生裝置和收集裝置是_______。若要制取干燥的氫氣，需要在發(fā)生裝置和收集裝置之間連接F裝置，氣體應該從_______(填“a”或“b”)導管口進入?！敬鸢浮?1)

酒精燈

試管(2)

A

在試管口塞一團棉花(3)

置換反應

BD或者BE

a【解析】(1)由圖示可知，儀器①為酒精燈，儀器②為試管。故填酒精燈；試管；(2)高錳酸鉀制取氧氣為固體加熱型反應，所以發(fā)生裝置選A；高錳酸鉀在加熱條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，方程式為；故填：；高錳酸鉀制取氧氣時，為了防止固體粉末進入導氣管，堵塞導管，需要在試管口塞一團棉花，故填在試管口塞一團棉花；(3)鋅和稀硫酸反應制取氫氣，發(fā)生的反應化學方程式為，該反應是一種單質(zhì)和一種化合物反應生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，屬于置換反應，故填置換反應；該反應為固液不加熱型反應，所以發(fā)生裝置選B；應為氫氣密度小于空氣且不溶于水，則可用向下排空氣法或排水法收集；故發(fā)生裝置和收集裝置可選BD或BE，故填BD或BE；若要收集干燥的氫氣，則需要用干燥裝置進行干燥，用F裝置進行干燥時，因為氫氣密度小于濃硫酸密度，則氫氣需要從a口進，b口出，故填a；四、尾氣的吸收及處理①溶液吸收：如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收（極易溶氣體要防止倒吸）。②點燃處理：如CO、CH4、H2S等可燃性氣體可接一個尖嘴導管，將其點燃。③氣球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在導管末端接上一個氣球收集。④防倒吸裝置：如易溶的氣體可收集到倒立的漏斗中。例3：（2022天津西青區(qū)期末）如圖是收集干燥氣體并對它進行吸收處理的裝置，由圖中實驗裝置推測該氣體的有關(guān)性質(zhì)，正確的一組是ABCD密度（與空氣比較）大于大于小于小于在水中的溶解性難溶極易溶極易溶難溶A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】收集氣體從萬能瓶短管進入，先集中在上部。說明氣體密度比空氣小。處理該氣體尾氣使用防倒吸裝置，并且用水吸收處理，所以該氣體極易溶于水。故選C。6.（2022江蘇鎮(zhèn)江期末）實驗室利用下圖裝置制備、收集并驗證NH3的性質(zhì)。試管內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為：。下列說法不正確的是A．裝置①中試管口有水霧或水珠出現(xiàn)B．裝置②用于收集NH3C．裝置③中觀察到酚酞試液變藍D．裝置③可吸收多余NH3，防止污染空氣【答案】C【解析】A、該反應生成水，水蒸氣在試管口冷凝形成水霧或水珠，故裝置①中試管口有水霧或水珠出現(xiàn)，說法正確，不符合題意；B、氨氣密度比空氣小，故裝置②用于收集NH3，說法正確，不符合題意；C、氨氣和水反應生成氨水，氨水能使酚酞溶液變紅，說法不正確，符合題意；D、裝置③有漏斗可吸收多余NH3，并防止水倒吸，防止氨氣進入空氣中污染空氣，說法正確，不符合題意。故選C。7.請根據(jù)下列實驗裝置回答有關(guān)問題。ABCDEFGH(提示：無水CaC12具有吸水性)(1)實驗室用裝置A制取O2，反應的化學方程式為__________________________，其中黑色固體的作用是__________，收集裝置可選擇____________，若用裝置F收集，驗滿的方法____________________________________________。(2)硫化氫(化學式為H2S)是一種無色，其有臭雞蛋氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水，其水溶液呈酸性，與稀鹽酸的化學性質(zhì)相似。實驗室可用CaS固體與稀硫酸在常溫下制取，若要制取一瓶干燥的H2S氣體，正確的裝置連接順序為________→H(填字母)。裝置H的作用是吸收多余的H2S氣體，防止污染空氣，反應的化學方程式為__________________?！敬鸢浮?1)2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑催化劑C、E、F在管口b處放一帶火星的木條，木條復燃表明集滿(2)B→G→FH2S＋2NaOH=Na2S＋2H2O【解析】(1)略。(2)裝置A為固體加熱型反應儀器，且試管口沒有棉花，說明是用KClO3制取O2；其中的MnO2為黑色固體，MnO2用作催化劑；氧氣不易溶于水、密度大于空氣可用裝置C和E收集，裝置F為萬能瓶，因此也可收集O2，故填C、E、F；又因為氧氣密度比空氣大，所以用裝置F收集時是a進b出，則驗滿方法為在管口b處放一帶火星的木條，木條復燃表明集滿。(3)實驗室用CaS固體與稀硫酸在常溫下制取H2S，選用固液不加熱型反應儀器，選裝置B；要收集干燥的H2S，選擇裝置G除去其中水分，并用裝置F收集；最后連裝置H防止污染；由題意可知，H2S溶液為酸性，且性質(zhì)類似于HCl，在吸收時NaOH過量，因此H2S和NaOH反應生成Na2S和H2O。五、多功能瓶常見用途圖示氣體進出口方向舉例收集氣體向上排空氣法收集密度比空氣大的氣體，氣體應從a端通入收集CO2、O2等向下排空氣法收集密度比空氣小的氣體，氣體應從b端通入收集H2、CH4等收集氣體排水法收集難溶于水或不易溶于水，且不與水反應的氣體，氣體應從a端通入收集H2、O2等檢驗氣體氣體應從___端通入檢驗CO2等氣體的除雜氣體應從___端通入除去CO2中的HCl；CO中的CO2等氣體的干燥氣體應從___端通入除去O2、CO2、H2中的水蒸氣測量氣體體積短進長出(測量CO2等能溶于水或與水反應的氣體時需在水面上加一層植物油，隔絕氣體和水)觀察氣體流速長進短出醫(yī)院中將氧氣通過該裝置，通過水中冒出氣泡的快慢，確定氧氣輸出的流速除雜與收集組合裝置除雜并收集氣體，如在瓶中裝滿氫氧化鈉溶液，除去CO中混有的CO2，同時將CO收集起來模板應用：例4：I(1)實驗室用I裝置來收集二氧化碳時，二氧化碳應從a(填“a”或“b”，下同)端通入。(2)用I裝置干燥氧氣，裝置中應裝入濃硫酸(填藥品名稱)，氣體應從a端通入。(3)若選擇I裝置用排水法收集氧氣，則氣體應該從b端通入。(4)硫化氫氣體密度比空氣大，能溶于水，用I裝置收集，氣體應從a端通入。(5)氨氣極易溶于水，密度比空氣小，用I裝置收集，氣體應從b端通入。(6)某小組同學用D、I裝置制取氣體，若制取的氣體從導管a端進入，則可進行的實驗是A(填字母)。A．大理石與稀鹽酸反應制取二氧化碳B．鋅與稀硫酸反應制取氫氣(7)實驗室制取的二氧化碳中常含有氯化氫氣體，若用I裝置除去氯化氫氣體，裝置中應裝入飽和碳酸氫鈉溶液(填藥品名稱)，氣體應從a端通入。8．醫(yī)院給病人輸氧時用到類似如圖所示的裝置。關(guān)于該裝置，下列說法中不正確的是（）A．b導管連接供給氧氣的鋼瓶B．b導管連接病人吸氧氣的塑料管C．使用該裝置用來觀察是否有氧氣輸出D．使用該裝置用來觀察氧氣輸出的速率【答案】A【解析】A、若b導管連接供給氧氣的鋼瓶時，裝置內(nèi)的氧氣越來越多，裝置內(nèi)壓強大于外面的大氣壓，水就會沿著a導管被排出，故A說法錯誤；B、在給病人輸氧時，氧氣應從a導管進入，b導管導出，b導管連接病人吸氧氣的塑料管，故B說法正確；C、氧氣從a導管進入，b導管導出，因為氧氣不易溶于水，經(jīng)過水里面時會呈氣泡冒出，現(xiàn)象明顯，很容易判斷是否有氧氣輸出，故C說法正確；D、氧氣經(jīng)過水里多時，產(chǎn)生的氣泡就多；氧氣的流速快時，產(chǎn)生氣泡就快，因此使用該裝置用來觀測氧氣輸出的速率；故D說法正確。故選：A。9．（2022年重慶市中考）根據(jù)如圖，下列氣體的實驗室制法正確的是（）選擇甲裝置制取CO2，X為稀硫酸 B．選擇甲裝置制取H2，Y為銅粒C．選擇乙裝置既可收集H2也可收集CO2 D．選擇乙裝置干燥O2，氣流方向為b進a出【答案】C【解析】A.實驗室使用稀鹽酸制取二氧化碳，不