2014年中考化学专题训练：常见气体的制取与净化（含2013试题，含详解）

2014年中考化学专题训练：常见气体的制取与净化（含2013试题，含详解）

1 常见气体的制取与净化 1.常温下，氨气为无色有刺激性恶臭气味的气体，密度比空气小，易溶于水。氨气溶于 水显弱碱性，实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取。则下列说法正确的是 （ ） A.可用向下排空气法收集到氨气 B.氨水能使紫色石蕊试液变红色 C.多余的氨气可排放到大气中 D.实验室制氨气的发生装置与双氧水制氧气相同 2.（2013 山东青岛滨州)下列有关制取干燥的氧气或二氧化碳的实验设计中错误的是 （ ） 3．下图为初中化学常见气体的发生与收集装置。有关这些装置的说法不正确的是（ ） A. 装置I可作为固体加热制取气体的发生装置 B. 装置Ⅱ中长颈漏斗可以用分液漏斗、医用注射器代替 C. 装置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度与空气密度差距较大，且不与空气中各成分反应的气体 D. 装置Ⅴ可以用于收集H2、O2，也可以用于实验室收集CO2 4.根据表中五种气体在标准状况下的密度和溶解性，回答下列问题： 空气 NH3 CH4 HCl O2 密度/g•L﹣1 1. 293 0.77l 0.717 1.629 1.43 溶解性 ﹣﹣ 极易溶 难溶 极易溶 难溶 （1）既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是 ． （2）用如图所示盛满水的集气瓶收集 CH4，气体应从 端进入． 2 5．（2013 福建福州）下列是初中化学部分重要的实验或实验装置。请按要求填空： A.水的电解实验 B.测定空气里氧气含量 C.探究二氧化碳性质 D.气体制备装 置 (1)A 实验玻璃管②中产生的气体是 ； (2)B 实验如果实验数据小于 21%，可能原因是 （写出一点）； (3)C 实验说明二氧化碳具有的性质是 ； (4)写出用 D 装置制取一种气体的化学方程式 。 6．下图是某课外学习小组设计的气体制各与性质验证的组合实验，其中装置C的作用是 将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳。请看图回答下列问题： （1）写出装置 A 中发生反应的化学方程式 。 （2）装置B中浓硫酸的作用是 。 （3）装置D中玻璃管内的实验现象为 。 （4）该套装置中有一个明显的不足之处，应在装置E后放置燃着的酒精灯处理尾气。这 样做，的原因是 。 7.请结合下列常用实验装置，回答下列有关问题． （1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气可选用的发生装置是 _________ （填序号）．该反应的化学方程式为 _________ ． （2）实验室中要收集一瓶干燥的氧气，必须先将制得的氧气通过装置 C，装置 C 中应 盛放的干燥剂是 _________ ． （3）实验室收集二氧化碳一般选用 _________ 装置（填序号），选用该装置的原因 是 _________ ． 3 8.（2013 河北）下列各图是进行 O2、CO2 的实验室制取和有关性质的实验装置． （1）写出标号①的仪器名称： _________ ． （2）用氯化钾固体制取 O2，应选用上图中的 _________ 装置（填字母）；反应的化 学方程式为 _________ ． （3）用稀盐酸和大理石在 B 装置中反应制取 CO2 并检验其有关性质，观察到烧杯中导 管口有气泡冒出，但无其它明显现象．若证明 CO2 与 NaOH 溶液发生了化学反应，以下方案 不合理的是 _________ （填序号）． ①取少量烧杯中液体滴加无色酚酞 ②取少量烧杯中液体滴加足量稀盐酸 ③取少量烧杯中液体滴加氯化钙溶液 （4）用 C 装置代替 B 中的气体发生装置制备 CO2，优点是 _________ ． 9.某研究性学习小组利用下列装置进行气体的制取，请分析并填空． （1）写出图中仪器 a 的名称： 。 （2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 ，应选择 制取并收集的装置为 （填字母）。 实验室用加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，应选择发生装置为 （填字母）； 4 若用盛满水的 F 装置收集氧气，氧气应从导管 （填①或②）处通入 F 装置。 若锌和镁混合物的质量为 4.8g 与 100g 稀硫酸恰好完全反应，则该稀硫酸的溶质质量分 数可能是 （填字母）。 A.5% B.10% C.15% D.20% 10.（2012 兰州）下列装置常用于实验室制取气体。根据给出的装置回答下列问题： （1）指出编号仪器名称：① ；② 。 （2）实验室利用 A 装置制取氧气，反应原理用化学方程式表示为 。 利用 C 装置收集氧气的最佳时刻是 。用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验 后，还需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是 （用化学方程式表示）。 （3）制取并收集二氧化碳应选择的装置是 （从 A——E 中选择）， 使用该套装置制取气体的突出优点是 ，该反应原理用化学方程式表示 为 。若改用 F 装置收集二氧化碳，则气体应从 端进入。制得 的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气，欲使用 G、H 装置将以上杂质气体除去， 则装置正确的连接顺序是：混合气体→ （用端口字母表示）。 （4）将纯净的二氧化碳气体通入盛有蒸馏水的洗气瓶一段时间后，测得该装置中溶液 的 pH、 （填“＞”、“＜”或“=”）7，对该现象的合理解释为 （用 化学方程式表示）。 11.实验室制取 O2 或 CO2 气体的发生装置如图 1，请回答下列问题： （1）写出仪器 A 的名称 。 （2）在制取气体的实验中，为什么都要对装置进行气密性检验 ， 5 对该装置进行气密性检验的方法是 。 （3）写出用此装置制取 O2 的化学方程式 ，为了制得较纯净的 O2 最好选用 法收集。 （4）要制取较多 CO2，应对图中仪器进行怎样改进 。制取 CO2 时，某 同学在装置中添加了多孔隔板（图 2），实验时，可将固体药品放在 （填“a”或“b”） 处，图 2 与图 1 相比有什么优点 。证明二氧化碳气体已经集满的方法 是 。 （5）C+O2 CO2 是我们最熟悉的反应，生成物也只有 CO2，为什么在实验室我们不利 用碳的燃烧来制取 CO2，其主要原因是 。（答出 1 条） 12.现有下列仪器或装置，请回答下列问题： （1）仪器①的名称是____________，②的名称是_____________。 （2）用上图仪器组装成气体发生装置：用 KClO3 和 MnO2 制 O2 应选的装置是____(填字母)； 用废铁屑与稀盐酸反应制取 H2，并控制产生 H2 的速率，应选_____（填字母）。 （3）若用右图装置进行“排空气法”收集制取的 O2，氧气应从________(填“b”或“c”) 端导入。若瓶中装满水，用排水法收集氧气，氧气应从______(填“b”或“c”)端导入。 （4）若用 F 装置进行 CO 还原 Fe2O3 的实验，a 处的现象为__________________； 该装置中气球的作用是_______________________________。 6 参考答案 1．A 解析：氨气密度比空气小，所以可用向下排空气法收集，A 正确；氨气溶于水显弱碱性， 碱性溶液可使紫色石蕊试液变蓝，B 错误；氨气有刺激性恶臭气味，排放到空气中会污染空 气，应净化处理，C 错误；实验室可用氯化铵固体和氢氧化钙固体混合加热制取，属于“固 体加热型”，双氧水制取氧气不需加热，属于“固液常温型”，所以二者制取气体的发生装置 不同；D 错误。 2．C 解析：验满方法应该把木条平放在集气瓶口，故 C 选项错误。 3．Ｄ 解析：装置Ⅴ为排水法收集气体，适用于难溶于水的气体收集，CO2能溶于水，所以不 能用来收集CO2，故选D 4．（1）O2 （2）b 解析：（1）既能用排水法说明该气体不易溶于水或难溶于水，又能用向上排空气法收集 的气体说明密度比空气密度大，所以所给气体中只有氧气；（2）用排水法收集气体，由于甲 烷的密度比水的密度小得多，所以进入水中气体会聚集在上面，所以气体不能从 a 端，如果 从 a 端进入，甲烷会上升从 B 端跑掉，将收集不到气体，所以甲烷必须从 b 端进入． 5．(1)氢气（或 H2）； (2)装置漏气（或加热时间短，反应不充分；或铜的量太少，氧 气没完全反应；或未冷却至室温就读数等）；(3)不能燃烧，不支持燃烧，能灭火； 密度比 空气大；(4)CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2↑（或 2H2O2 MnO2 2H2O+O2↑） 解析：（1）电解水时生成的氢气与氧气的体积比是 2：1，所以②中收集的应该是氢气； （2）从电解水实验中氧气含量较实际值偏低的原因可能是：装置漏气或加热时间短， 反应不充分；或铜的量太少，氧气没完全反应；或未冷却至室温就读数等； （3）石灰石可以与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳灭火的原理是不能燃烧，不支持 燃烧，密度比空气大； （4）D 装置是固液制气的常见装置，且采用向上排空气法收集的气体，密度要比空气 大，根据所学可知：实验室制取二氧化碳（碳酸钙和稀盐酸）、双氧水分解制氧气均可采用 该装置制取，且两者的密度均比空气大，所以均可采用向上排空气法进行收集。 6．（1）CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑ （2）吸收CO2气体中的水分；或干燥CO2 气体 （3) 红棕色固体变黑 （4）使剩余的CO全部燃烧，防止污染空气；或CO有毒，防止 7 污染空气 。 解析：（1）装置A中发生的反应为碳酸钙和稀盐酸的反应，该反应生成了氯化钙、水和 二氧化碳，其化学方程式为：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑；（2）浓硫酸具有吸水 性，所以在这里的作用就是吸收二氧化碳中的水分；（3）氧化铁是红棕色的，被还原后变成 铁粉，为黑色。（4）本实验使用了CO，因为CO有毒，会污染空气，所以要加尾气处理装置。 7．（1）B；2H2O2 2H2O+O2↑（2）浓硫酸（3）F；二氧化碳的密度比空气的密度 大，能溶于水，因此只能用向上排空气法收集 解析：（1）如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热；（2）浓硫酸具有吸水性， 是常用的干燥剂，与氧气不反应，可以干燥氧气；（3）二氧化碳的密度比空气的密度大，能 溶于水，因此只能用向上排空气法收集。 8．（1）锥形瓶（2）A；2KClO3 2KCl+3O2↑;（3）①（4）可随时控制反应的发生 和停止． 解析：（1）图中①是锥形瓶。（2）用氯化钾固体制取 O2，是固体的加热反应，氧气不 易溶于水，所以可用装置 A 进行;（3）如果二氧化碳和氢氧化钠反应，生成的产物是碳酸钠； 碳酸钠与酚酞试液不发生反应，无任何变化，不能证明 CO2 与 NaOH 溶液发生了化学反应； 碳酸钠和稀盐酸反应有二氧化碳气体生成，可以证明 CO2 与 NaOH 溶液发生了化学反应；碳 酸钠和石灰水反应生成碳酸钙沉淀，可以证明 CO2 与 NaOH 溶液发生了化学反应。（4）通过 C 装置中的多孔隔板和阀门可以随时控制反应的发生和停止。 9．（1）试管（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ B、D（3）A ②（4）B、C 解析：本题主要考查氧气和二氧化碳的实验室制法，在常温下用石灰石和稀盐酸来制取 二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳的密度比空气的密度大，能溶于水，因此只能用向上 排空气法收集．如果用过氧化氢和二氧化锰制氧气，就不需要加热；如果用高锰酸钾或氯酸 钾就需要加热．氧气不易溶于水，密度比空气的密度大，因此可以用排水法和向上排空气法 收集；如果 4.8g 全是金属镁，根据计算求最多需要硫酸的质量；如果 4.8g 全是金属锌，根 据计算求最少需要硫酸的质量；因为是锌和镁混合物，因此硫酸的量介于两者之间。 10．（1）①铁架台；②长颈漏斗（2）  2 2 3 322 OKClMnOKClO 。导管中气泡均匀 8 冒出后， OHSONaSONaOH 23222  （3） BE ， 可 以 随 时 控 制 反 应 发 生 或 者 停 止 ，  22232 COOHCaClCaCOHCl ， b，efcd(或 efc) （4）<， 3222 COHOHCO  解析：A 装置试管口没有棉花团，所以只能写高氯酸制取氧气的反应。在导管中的气泡 均匀冒出的时候，说明反应生成的气体已经将试管及导管中的空气赶净。集气瓶中加入氢氧 化钠溶液，可以吸收掉反应生成的二氧化硫，防止污染大气。制取二氧化碳的装置为固液常 温型，选择 B,二氧化碳易溶于水，密度比空气大，所以收集方式不选 CD，选择 E。B 装置出 口导管有开关，大理石放在带小口的隔板上，所以当关上开关后，试管内的气压会升高，液 体被压回到长颈漏斗，当试管内的液面低于隔板后，盐酸溶液与大理石不接触，反应停止。 当打开开关后，压力降低，漏斗内的盐酸溶液自压流进试管，与大理石接触反应产生二氧化 碳。 11．⑴ ①长颈漏斗 ②防止装置漏气，影响气体的收集 ⑵ 关闭止水夹，从仪器 A 处注入适量的水形成液封后，若看到仪器 A 内液面不下降， 则表明装置气密性良好。 ⑶ 2H2O2 2H2O +O2↑ 排水 ⑷ 将试管换成锥形瓶或广口瓶 a 可控制反应随时开始或停止 点燃的火柴放在 集气瓶口，火柴熄灭，说明已满 ⑸ 反应物中有气体参加，很难收集到纯净的 CO2 气体；燃烧的条件下，很难将其控制 在一个密闭的环境中进行，因而无法收集等（其他合理答案均可） 解析：（1）图中 A 是长颈漏斗；（2）为防止装置漏气，影响气体的收集，在制取气体的 实验中，要对装置进行气密性检验；该装置进行气密性检验的方法是关闭止水夹，从仪器 A 处注入适量的水形成液封后，若看到仪器 A 内液面不下降，则表明装置气密性良好；（3）此 装置制取氧气，就要用双氧水和二氧化锰反应，反应方程式是：2H2O2 2H2O +O2↑；排 水法可以收集到较为纯净的氧气；（4）将试管换成锥形瓶或广口瓶可制取较多 CO2；用图 2 中进行实验时，固体药品要放在 a 处，此装置可随时控制反应的进行；二氧化碳不支持燃烧， 所以验满时，点燃的火柴放在集气瓶口，火柴熄灭，说明已满；⑸用碳的燃烧来制取 CO2 时， 9 反应物中有气体参加，很难收集到纯净的 CO2 气体，或燃烧的条件下，很难将其控制在一个 密闭的环境中进行，因而无法收集。 12．（1）锥形瓶 长颈漏斗 （2）AE BD (3)c b (4)红色粉末逐渐变黑 收集尾气中的一氧化碳，防止污染 解析：（1）要熟记常见仪器的名称和用途；（2）用 KClO3 和 MnO2 制 O2 的反应物是固体需 要加热，还需要用导气管将气体导出；铁屑与稀盐酸反应制取 H2 的反应物是固体和液体， 不需要加热，反应容器用锥形瓶即可，由于分液漏斗有开关，可以通过开关调节液体的流速， 从而控制反应速度；（3）氧气密度比空气大，应该用向上排空气法收集，气体从 c 进入，空 气从 b 排出，就相当于向上排空气法了；装满水正放，排水法收集气体时，要用气体的密度 与水的密度比，由于气体的密度都比水的密度小，所以要从 c 进入，如果从 b 进入时，它会 从 c 跑出，而收集不到气体；（4）由于一氧化碳与氧化铁反应生成物是铁和二氧化碳，氧化 铁是红色粉末，铁是黑色，所以现象是红色粉末逐渐变黑；因为一氧化碳有毒污染空气，所 以必须进行尾气处理，将一氧化碳收集起来再处理。