專題4　氣體的制取實驗（原卷版）

專題4氣體的制取實驗【命題重點】化學實驗裝置的連接主要考查氣體的發(fā)生裝置;干燥、凈化裝置;氣體收集裝置;尾氣處理裝置的選擇和連接?！痉椒ㄒc】一般原則:氣體發(fā)生裝置→除雜、干燥→主體實驗→尾氣的處理等程序。(1)發(fā)生裝置:①固固加熱型;②固液不加熱型。(2)除雜干燥:①溶液除雜:洗氣瓶;②固體常溫除雜:U形管、干燥管;③固體加熱除雜:硬質(zhì)玻璃管。(3)主體實驗:①氣體性質(zhì)實驗;②氣體收集(包括量氣)。(4)尾氣處理:①有毒氣體:固體、溶液吸收,點燃、裝置收集;②無毒氣體直接排空;③若制備的物質(zhì)極易水解,則需在尾部加裝干燥管,以防空氣中的水蒸氣進入造成水解。(5)干燥與除雜的順序:①若采用溶液除雜,則先凈化后干燥;②若采用加熱除雜,則干燥在前;③若用固體吸收劑常溫除雜,則根據(jù)題意而定。(6)接口的連接:總體上遵循裝置的排列順序,但對于吸收裝置應“長”進“短”出;量氣裝置應“短”進“長”出;洗氣裝置應“長”進“短”出;干燥管應“大”進“小”出。(7)氣體發(fā)生裝置一般按:裝置選擇與連接→氣密性檢驗→裝固體藥品→加液體藥品→開始實驗→拆卸儀器→其他處理等。(8)加熱操作:主體實驗加熱前一般應先通原料氣趕走空氣后再點燃酒精燈,其目的一是防止爆炸;二是保證產(chǎn)品純度。熄滅酒精燈時,一般是“先取后滅”的原則。【例題精析】類型1氣體發(fā)生裝置、氣密性在化學實驗中，裝置的氣密性良好是實驗成功的重要保障，從下列各圖的氣密性檢查結(jié)果判斷，裝置漏氣的是（）A． B． C． D．下列各圖所示裝置的氣密性檢查中，漏氣的是（）A． B． C． D．根據(jù)如圖及描述，回答下列問題：（1）關閉圖A裝置中的彈簧夾a后，從長頸漏斗向試管口注入一定量的水，靜置后如圖所示．試判斷：A裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”）．判斷理由：．（2）關閉圖B裝置中彈簧夾a后，開啟分液漏斗的活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶．試判斷：B裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”）．判斷理由：．類型2氣體的收集、除雜實驗室欲收集一瓶干燥的二氧化碳氣體，應選擇的裝置是（）A． B． C． D．如圖是實驗室常用氣體制取裝置，據(jù)圖回答：（1）實驗室需制取少量某氣體，可用加熱氫氧化鈣固體與氯化銨固體混合物制得。反應的化學方程式為：Ca（OH）2+2NH4Cl△ˉCaCl2+2H2O+2X↑，則該氣體的化學式為（2）收集該氣體可用B裝置但不能用C裝置，由此可推斷該氣體具有的物理性質(zhì)是。以下幾種氣體可用如圖所示裝置干燥、收集的是（）①H2②O2③CO2④SO2⑤CH4⑥NH3．A．①③④ B．②⑤⑥ C．②③④ D．①⑤⑥類型3干燥與凈化鋅和鹽酸反應制得的氫氣中，常含少量的氯化氫氣體和水蒸氣。為了除去這兩種雜質(zhì)，可使氫氣通過甲、乙兩個洗氣瓶。如果先將①和④連接，則下列連接方法正確的是（）A．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從③接入，從②流出 B．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從②接入，從③流出 C．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從②接入或從③接入都一樣 D．無法將氫氣中的氯化氫氣體和水蒸氣除去實驗室制得的氫氣中常含有水蒸氣和少量酸霧，為了獲得純凈的氫氣可選用圖中的套裝置來凈化．其中右瓶中應盛以除去．用下列裝置進行試驗（提示：濃硫酸有吸水性），不能達到實驗目的的是（）A．干燥CO2 B．收集O2 C．驗證CO2 D．監(jiān)控氣體流速干燥劑的干燥性能可用干燥效率（1m3空氣中實際余留水蒸氣的質(zhì)量）來衡量．某些干燥劑的干燥效率數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的推測不合理的是（）物質(zhì)CaCl2CaBr2CaOCaSO4MgOAl2O3ZnCl2ZnBr2CuSO4干燥效率0.140.140.20.040.0080.0030.81.11.4A．MgO的干燥性能比CaO好 B．干燥劑中金屬元素對干燥效率影響可能比較大 C．MgSO4的干燥效率可能小于0.04 D．干燥劑中非金屬元素對干燥效率無影響圖Ⅰ是部分常用化學儀器或裝置，圖Ⅱ是部分“微型”化學儀器或裝置（用“微型”儀器做實驗，其試劑用量和廢物排放量是通常用量的110或更少，符合綠色化學的理念）．對比圖I圖Ⅱ回答（1）圖I中若用D裝置除去O2中的水蒸氣，則D中應裝入的液體是濃硫酸（用途：對生成的氣體進行干燥），氣體應從口通入（選填“a”或“b”）。（2）用圖Ⅱ中的“微型”儀器做實驗，固體只需極少量、液體用量也很少（或只需1～2小滴），相對用圖I儀器做實驗的優(yōu)點有（填序號）：①節(jié)約藥品用量②能完全消除實驗污染③方便個人或家庭實驗④可同時完成多個實驗（3）圖I中的C裝置的作用相當于圖II中的裝置（填字母），它們在實驗操作上的共同優(yōu)點是通過控制液體加入量來控制反應速度。（4）圖I中的C裝置和圖II中的“多用途U型管”（是在U型管中套入一個底部有小孔的具支試管）都可用做“固一液”反應制取氣體。若在反應進行中將“多用途U型管”裝置的橡膠管中部夾上鐵夾，則出現(xiàn)的現(xiàn)象是：?！踞槍τ柧殹恳唬x擇題（共2小題）1．某同學加熱氯酸鉀制取氧氣，在盛有氯酸鉀的試管a中錯將高錳酸鉀當作二氧化錳加入其中，與只加熱相同質(zhì)量氯酸鉀的試管b相比，正確的是（）A．高錳酸鉀是氯酸鉀分解反應的催化劑 B．a(chǎn)試管中生成氧氣質(zhì)量更多 C．兩試管中生成氧氣的質(zhì)量一樣 D．反應結(jié)束后試管a中剩余固體種類更少2．某同學誤將少量KMnO4當成MnO2加入KClO3中進行加熱制取氧氣，部分物質(zhì)質(zhì)量隨時間變化如圖所示，下列關于該過程的說法正確的是（）A．c代表氯化鉀 B．t2時刻，O2開始產(chǎn)生 C．t1時刻，KClO3開始分解 D．KMnO4質(zhì)量在反應前后不變二．填空題（共1小題）3．如圖是實驗室以石灰石和稀鹽酸為原料制備二氧化碳氣體，以及研究其性質(zhì)的部分實驗儀器。請根據(jù)要求回答：（1）若實驗要求如下：①驗證二氧化碳氣體混有氯化氫和水蒸氣；②收集一瓶干燥的二氧化碳氣體，則該實驗裝置的連接順序正確的是A．a(chǎn)cdbeB．a(chǎn)cdbfC．a(chǎn)dcbe（2）裝置d中出現(xiàn)白色沉淀，請寫出相應的化學反應方程式。三．實驗題（共7小題）4．實驗室提供了如圖裝置（A﹣F為裝置代號），請按要求回答有關問題：（1）裝置中儀器a的名稱為。（2）實驗室用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣時，可選用的發(fā)生裝置是（填裝置代號，下同），實驗室制取二氧化碳可選用的收集裝置是。（3）制取氣體前應先檢查裝置的氣密性，若按F裝置操作，結(jié)果在導管口未看到氣泡，其可能原因與下列因素無關的是（填字母）。a.用燒杯沒有用水槽b.導管伸入水中位置過深，氣體無法逸出c.橡膠管老化破了d.先用手捂住試管壁，再將導管另一端插入水中5．小吳同學發(fā)現(xiàn)自己居住的香格里拉小區(qū)正在進行燃氣管道改造。就是把原來的普通燃氣供應改造為更加清潔的天然氣供應。小吳同學經(jīng)過查詢發(fā)現(xiàn)了以下信息：天然氣的主要成分為甲烷（CH4），實驗室用加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物制取甲烷。標準狀況下，甲烷密度比空氣密度小，難溶于水。（1）A裝置圖中，儀器①的名稱是。（2）實驗室制取甲烷所需的發(fā)生裝置是，收集甲烷所需的裝置是（選填裝置圖編號）。6．實驗裝置的設計和組裝是一個改進的過程，請觀察下列裝置并回答相關問題．（1）根據(jù)A裝置的適用條件改進后得到B裝置，其中儀器c的名稱是．（2）從上述裝置中選出一種用于收集氫氣，對應的編號是．（3）E裝置從a、b中某一個接口進氣，可以代替C、D裝置收集氣體，并且可以減少氣體向空氣中的逸出．現(xiàn)用A、E裝置來制取并收集氧氣，連接A裝置的應是口（選填“a”或“b”）．7．實驗室常用鹽酸和石灰石反應制取二氧化碳．（1）發(fā)現(xiàn)問題：實驗中要檢驗生成的氣體是二氧化碳，將反應后的氣體通入石灰水中，有時會有在開始一段時間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁的現(xiàn)象，造成檢驗失?。湓蚩赡苁牵?）實驗改進：實驗室通常不選用稀硫酸和石灰石反應制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸鈣會阻礙反應的進一步進行．某小組經(jīng)研究，用如圖所示方法成功制得了大量CO2（注：反應物為稀硫酸和石灰石，加適量的一定質(zhì)量分數(shù)的氯化銨溶液，硫酸鈣能溶于銨鹽溶液．）①推測：當稀硫酸和石灰石反應，在硫酸溶液中加入氯化銨和對溶液加熱，其目的都是．②改進實驗是為了收到更好的實驗效果，按如圖的方法，你認為相比用鹽酸和石灰石反應，其改進的出發(fā)點是．如果將產(chǎn)生的氣體通入，無白色沉淀生成，可證明此方案符合改進出發(fā)點．8．某同學做“證明雞蛋殼的主要成分是碳酸鹽，并收集純凈干燥的氣體”的實驗。設計了如圖方案進行實驗：（制得的CO2中常含有HCl和水蒸氣）（1）寫出所標儀器的名稱：①。（2）描述A中發(fā)生的現(xiàn)象。（3）根據(jù)我們所學的知識，你認為A裝置和裝置相連并產(chǎn)生的現(xiàn)象時就足以說明雞蛋殼的主要成分是碳酸鹽。（4）該同學想要收集瓶純凈干燥的該氣體，連接上述裝置的順序是（填寫各接口字母）。9．實驗室利用如圖所示實驗裝置制取氧氣。（1）實驗前，先用止水夾夾住橡膠管，再向儀器A中加入水，觀察到，說明該裝置氣密性良好。（2）若用排水法收集了一瓶氣體，并用帶火星的木條檢驗，發(fā)現(xiàn)木條沒有復燃，可能的原因有。A．實驗所用的過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)太小B．開始收集時，側(cè)置于水槽中的集氣瓶未裝滿水。C．導管口一出現(xiàn)氣泡就立即收集10．實驗室里，老師給同學們準備了如圖所示的實驗裝置。（1）小明同學用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣，在這個反應中，選擇的發(fā)生裝置是（填序號），二氧化錳的作用是，能用D收集的原因是。（2）甲烷是一種無色、無味、密度比空氣小的氣體。小明用加熱醋酸鈉和堿石灰（均為固體）的方法制取甲烷，則小明應選擇的制取甲烷的發(fā)生和收集裝置是（填序號）。四．解答題（共1小題）11．請結(jié)合圖示實驗裝置，回答下列問題．（1）圖中a、b儀器的名稱：a，b．（2）用高錳酸鉀固體制氧氣，選用的發(fā)生裝置是（填“A”、“B”或“C”），裝入藥品前應先，反應的化學方程式是．（3）某同學在實驗室用C裝置（多孔隔板用來放塊狀固體）制取氫氣，反應的化學方程式為，C裝置與B裝置相比較，優(yōu)點為（答出一點即）．（4）實驗室用B裝置制取二氧化碳時，b中應加入．如要獲得干燥的氣體，除發(fā)生裝置外，還應選用盛放（填寫試劑名稱）的D裝置．如用E裝置收集CO2，則氣體應從端通入（填“c”或“d”）．五．科學探究題（共1小題）12．為了探究堿的性質(zhì)，甲、乙兩組同學向相同體積的石灰水和燒堿溶液中分別通入CO2氣體。觀察到前者變渾濁，后者無明顯現(xiàn)象。甲組同學認為CO2能與石灰水反應，但不能與燒堿溶液反應。而乙組同學認為CO2也能與燒堿溶液發(fā)生反應。