2023年中考化学提分攻略-11气体制备和净化.docx
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1、 11气体制备和净化解法 气体制备和净化,是化学实验的基本技能之一,是中考化学的热点。要求学生根据化学反应原理选择恰当的气体发生装置;根据化学原理分析制备气体中可能含有的杂质,从而选用恰当试剂和装置除去这些杂质,以制备纯净、干燥的气体。此类试题涉及的仪器种类多、化学实验基本技能杂、气体的种类(甚至包括要求高中掌握的气体)多,所以出题形式变化多样,层出不穷,学生感觉实在不妙一言难尽。基于以上原因,本文从题型、解题思路、方法技巧等几个方面,对该类试题做一个全面解读,希望能给同学们中考送上一丝清凉,能以愉悦的心情参加中考,取得骄人的成绩!一、气体制备流程二、实验室制取气体的思路和方法三、常见气体的制
2、备1.气体发生装置的选择2.气体收集装置的选择3.常见气体的检验和验满四、常见气体的净化1.气体的净化在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气或其他气体杂质,须经过净化与干燥才能得到实验所需的纯净气体。选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯的物质不反应。常见气体杂质的吸收剂及净化装置见下表:吸收剂可吸收的气体杂质净化装置水易溶性气体,如HCl等强碱溶液(NaOH)酸性气体,如CO2、SO2、HCl等饱和碳酸氢钠溶液CO2气体中混有的HCl气体碱石灰(NaOH+CaO)水蒸气、酸性气体,如CO2、HCl等灼热的氧化铜还原性气体,如CO灼热的铜粉O22.气体的干燥
3、3.尾气处理(1)常用装置五、注意事项有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序1.制取气体时,先净化后收集。2.检验气体时,先验水后验杂(其他气体杂质)。如实验制取的氢气中含有HCl、水蒸气、CO2,应先让混合气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管,观察到硫酸铜变蓝色时,则说明含有水蒸气;再通过硝酸银溶液,当观察到生成白色沉淀,则说明含有氯化氢气体;接着通过澄清石灰水,当观察到石灰水变浑浊,则说明含有二氧化碳。3.净化气体时,先除杂后干燥。如除去氢气中含有的HCl、水蒸气、CO2的操作中,先通过氢氧化钠溶液除杂,再通过浓硫酸或碱石灰干燥。例1. 在进行实验室制取和收集O2的过程中,有关做法不
4、正确的是( )A选择装置或作为O2的发生装置B选择装置或作为O2的收集装置C装置有气泡冒出时立即收集气体D将装置中的长颈漏斗下端管口插入液面以下【答案】C【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,过氧化氢溶液是液体,二氧化锰是固体,反应不需要加热,发生装置为,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应物是固体,反应需要加热,发生装置为,故选项不符合题意;氧气不易溶于水,可用排水集气法收集,氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集氧气的装置为或,故B选项不符合题意;装置有气泡冒出时不能立即收集,先排出的气体含有装置中的空气,应在气泡连续、均匀产生后开始收集,故C选项符合题意;
5、装置中的长颈漏斗下端管口插入液面以下,防止产生的气体从长颈漏斗向外逸出,故不符合题意。正确答案为C例2下列关于CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是( )A. 制CO2的药品B发生装置C收集装置D比较CO2与空气的密度【答案】A【解析】根据反应物的状态、反应发生需要的条件选择发生装置;根据二氧化碳的密度、水溶性选择收集装置,根据装置的特点分析实验目的。实验室常用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水覆盖在大理石表面,阻碍反应的继续进行,故A错误;实验室常用石灰石(或大理石)和稀盐酸反应制取二氧化碳,不需要加热,可选该装置作为发生装置,故B正确;
6、二氧化碳的密度比空气大,可用向上排空气法收集,故C正确;下面的蜡烛先灭,上面的蜡烛后灭,可以得出二氧化碳的密度比空气大、不能燃烧、不支持燃烧的结论,故D正确。例3. 实验室用如图所示装置制取氢气并测量生成氢气的体积。下列有关说法正确的是( )A仪器a的名称为长颈漏斗B烧瓶中的物质一定是锌与稀硫酸C该收集方法为向下排空气法D该装置还可用于制取氧气【答案】D【解析】仪器a的名称是分液漏斗,故选项A说法错误;烧瓶中的物质不一定是锌与稀硫酸,也可能是稀盐酸,故选项B说法错误;该收集方法为排水法,故选项说法错误;图中发生装置为固液常温型,收集方法为排水法,用过氧化氢溶液制取氧气属于固液常温型,氧气进而用
7、排水法收集,该装置还可用于制取氧气,故选项D说法正确。例4. 下列有关实验室制取气体的说法错误的是()A装置可作为CO2的发生装置B装置干燥O2时,气体由a管进b管出C装置可用作O2的收集装置D装置是收集CO2气体的验满方法【答案】D【解析】A、实验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反应来制取,属于固液常温型,装置可作为CO2的发生装置,故选项说法正确。B、图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”,装置干燥O2时,气体由a管进b管出,故选项说法正确。C、氧气的密度比空气的大,装置是向上排空气法,可用作O2的收集装置,故选项说法正确。D、检验二氧化碳是否集满时,应将燃着的木
8、条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,故选项说法错误。例5. 以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,有关说法错误的是( )A实验室用双氧水制取氧气,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置B实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置,气体从导管b进入C实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置,气体从导管a进入D实验室收集的氧气和二氧化碳,均可如图临时存放【答案】B【解析】制取装置包括加热和不需加热两种,如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热。氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集。实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和
9、稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,因此不需要加热。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。 用双氧水和二氧化锰制氧气,实验室制取,均是在常温下,固体和液体反应,均可使用装置,故A不符合题意;因为氧气和二氧化碳的密度都比空气大,所以实验室收集氧气和二氧化碳(向上排空气法收集),均可使用装置,气体从导管a进入,b进入错误,故B符合题意; 浓硫酸具有吸水性,实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置,气体从导管a进入正确,故C不符合题意;因为氧气和二氧化碳的密度比空气大,所以实验室收集的氧气和二氧化碳,均可如图临时存放,故D不符合题意。例6. 某研究
10、性学习小组选择合适的药品和如图所示装置,既可制取气体,又可验证物质的性质。下列说法错误的是()A在实验室里,装置I可用作碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置B当打开K1、关闭K2时,装置可用于向上排空气法收集CO2C当打开K2、关闭K1时,装置可用于检验生成的气体是否为CO2D当打开K1、关闭K2时,在装置中装满水,可用于收集氧气【答案】B【解析】A在实验室里,装置I中的分液漏斗可以控制滴加液体试剂的速率,因此可用此装置作为碳酸钠粉末和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置,说法正确;B二氧化碳的密度比空气大,所以当打开K1、关闭K2时,装置才可以用于向上排空气法收集CO2,说法错误;C若小试管内盛
11、有澄清的石灰水,当打开K2、关闭K1时,装置可用于检验生成的气体是否为CO2,说法正确;D氧气的密度比水小,所以当打开K1、关闭K2时,在装置中装满水,可用于收集氧气,说法正确。例7. 在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用图中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是()AabcdBabdfCacdeDabde10.【答案】C【解析】A、abcd连接时,固液不能分离,不能控制反应的发生和停止,故A错误;B、abdf,制二氧化碳不需要酒精灯,故B错误;C、装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置,应选用的仪器是:acde,当
12、关闭c中的开关,盐酸从c中被压会回烧杯中,固体与液体分离,反应停止,故C正确;D、abde没有开关不可行,故D错误;例8. 某同学利用“氢气还原氧化铜的实验”测定水的组成。回答下列问题: (1)用锌粒和稀硫酸反应制取氢气。反应的化学方程式为_;从下列装置中选择并组装一套可以“随时控制反应的发生与停止”的装置,制取并收集干燥的氢气,正确的连接顺序为_(填接口处字母标号);仪器的名称是_。 (2)利用下图装置测定水的组成(尾气处理装置及H2验纯等操作均未列出) 下列操作的正确顺序为_(填字母序号)。a 点燃酒精灯 b 通入H2 c 停止通入H2 d 熄灭酒精灯装置C的作用是_。(3)若装置A中的玻
13、璃管和其中的物质在反应前后的质量差为m1 , 装置B和其中的物质在反应前后的质量差为m2,则水中H、O元素的质量比为_(用含m1、m2的代数式表示)。【答案】(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2;cdehg;长颈漏斗(2)badc;吸收空气中的水分,防止干扰实验(3)【解析】(1)根据锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,写出反应的化学方程式。 根据实验室制取氢气的反应原理可知,反应属于固液常温型;用排空气法收集的氧气比较干燥。 (2)氢气还原氧化铜实验,需要在氢气的环境范围中进行,因为为防止刚生成的铜被重新氧化。 (3)根据质量守恒定律和题意可知,装置A中的玻璃管和其中的物质在反应前后的质量
14、差为氧化铜中氧元素的质量;装置B和其中的物质在反应前后的质量差为反应生成水的质量;最后计算水中H、O元素的质量比。例9. 如图是实验室常用的实验装置,请回答下列问题。 (1)写出仪器的名称_。 (2)用高锰酸钾制取氧气,选用的发生装置是_(填序号),反应的化学方程式为_,为防止高锰酸钾粉末进入导管,该装置需做一点改进的是_,若用D装置收集氧气,当观察到气泡_冒出时,便可开始收集。 (3)实验室制取二氧化碳应选用的一组装置是_(填序号),反应的化学方程式是_。图E是某同学利用报废试管设计的制二氧化碳的发生装置,该设计除了废物利用的优点外,请另写一个优点:_。 (4)用收集的氧气完成图F铁丝燃烧的
15、实验,反应的化学方程式为_。 (5)已知:一氧化氮(NO)是一种无色气体,极易与氧气反应生成红棕色二氧化氮气体(NO2)。为了证明铜与稀硝酸反应生成一氧化氮气体,某兴趣小组同学设计实验,其装置如下图所示(加热装置和固定装置均已略去):B为一个用金属丝固定的干燥管,内装块状碳酸钙固体;E为一个空的蒸馏烧瓶;F是用于鼓入空气的双连打气球。(铜丝和金属丝都可以上下移动) 兴趣小组同学在确定装置气密性良好并装入药品后,进行了以下操作:先将装CaCO3的干燥管下移使CaCO3与稀HNO3反应产生CO2,观察到装置C中石灰水变浑浊后,将铜丝下移使之与稀HNO3起反应。先让CaCO3与稀HNO3反应产生CO
16、2的目的是_;写出一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮气体的化学方程式_;证明E中收集到的气体是NO的方法是_。【答案】(1)铁架台(2)A;2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;试管口放一团棉花;连续均匀的(3)BC;CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2;可以控制反应的发生和停止(4)3Fe+2O2Fe3O4(5)赶走装置内的空气,让装置内充满二氧化碳;2NO+O22NO2;把开关打开,用双连气球往球形瓶中鼓入空气,若出现无色气体变红色说明原来是一氧化氮气体【解析】(2)根据高锰酸钾制氧气的反应原理,属于固固加热型;根据高锰酸钾受热分解反应,写出化学方程式;加热高锰酸钾时,高锰酸钾粉末进
17、入导管,气体排出不畅;用排水法收集氧气时,当导管口有连续均匀气泡冒出时,这样收集氧气比较纯净。(3)根据实验室制取CO2,属于固液常温型;根据用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,写出化学方程式;根据二氧化碳的物理性质,选择收集方法。(4)根据铁和氧气的反应,写出化学方程式。(5) 用二氧化碳气体赶走装置中的空气,防止空气中氧气与一氧化氮反应。 根据一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮气体,写出化学方程式 。根据无色的一氧化氮与氧气反应生成红棕色二氧化氮气体进行分析。例10. 已知Mg能在CO2中燃烧生成一种单质和一种氧化物,现设计实验进行验证。请回答下列问题(1)制备二氧化碳的下列发生装置中,能控制“反
18、应随时发生与停止”的是 。ABCD(2)对CO2进行净化、干燥,并进行Mg在CO2中燃烧的探究实验。实验进行时,若要气体从左向右流动,则上述装置的连接顺序为(填仪器接口的字母)( )( ) 接( ) ( ) 接( ) ( ) 接( ) ( )(3)实验开始时,在点燃酒精灯前必须进行的操作是先通入CO2,待装置中澄清石灰水出现现象时,再点燃酒精灯,以上操作的目的是 。(4)实验中,镁粉与二氧化碳发生反应的化学方程式是 。【答案】(1)C;(2)e;f;b;a;c;d;g;h;(3)将装置内的空气排出;(4)2Mg+CO22MgO+C。【解析】(1)要实现反应随时发生与停止,反应装置要能够实现固体
19、和液体的分离,故选:C;(2)除杂时,导管需要长进短出,浓硫酸具有吸水性,干燥气体之前需要先除去氯化氢,二氧化碳的检验装置需要放在最后,所以正确顺序是:(e)(f) 接(b) (a) 接(c) (d) 接(g) (h);(3)空气中的二氧化碳对实验的检验会造成干扰,所以待装置中澄清石灰水出现现象时,再点燃酒精灯,以上操作的目的是:将装置内的空气排出;(4)镁和二氧化碳在点燃的条件下生成氧化镁和碳,化学方程式为:2Mg+CO22MgO+C。1 (2023年广东省江门市台山市新宁中学一模)具备基本化学实验技能是学习化学的基础与保证。在化学实验操作考试中,小宇和小敏分别抽取了I、II两组试题。可供选
20、择的实验药品有大理石、KClO3、MnO2、稀盐酸、NaOH固体、H2O2溶液、蒸馏水等,部分相关实验装置如题 18 图所示。I组:O2和CO2的实验室制取。(1)图中标号仪器的名称是_。(2)小宇按要求选择装置B和C的组合来制取并收集氧气,该反应的化学方程式为_;(3)小宇用装置E代替装置A制取CO2的优点是_。(4)若采用装置D干燥所收集的CO2,瓶中需盛放_(填物质名称),气体从_(填“a”或“b”)端通入。II组:配制一定质量分数的溶液。小敏需要配制100g15%氢氧化钠溶液,其基本步骤是:计算 称取氢氧化钠固体 量取水 溶解 装瓶贴标签。(5)计算称取氢氧化钠固体的质量为_g。(6)
21、已知水的密度为1g/cm3,用100mL量筒量取所需的水,在下图中画出水的液面。(7)溶解后装瓶贴标签,在标签上填写:_。(8)实验考试结束,清洗仪器。其中玻璃仪器内壁附着的水_时,表明仪器已洗干净。洗净的仪器放回指定位置。【答案】(1)长颈漏斗 (2)2KClO32KCl+3O2 (3)可以随时控制反应的发生与停止 (4)浓硫酸 a (5)15 (6) (7)15%氢氧化钠溶液 (8)既不聚成水滴,也不成股流下【解析】(1)仪器是长颈漏斗,故填:长颈漏斗;(2)装置B和C的组合来制取并收集氧气:B为固固加热型发生装置,且试管口无棉花,可确定为氯酸钾制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用下,生成
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