中考化学教材梳理专题检测14

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滚动小专题（二） 气体的制备与净化 纵观2012～2015年云南各市中考，关于气体的制备与净化内容的考查，大理、曲靖、昆明等市出现在第27题或28题，分值8分左右，每年必考，属于高频考点。题干给出实验室制取气体的部分装置，考查仪器的识别、制取气体（氧气、二氧化碳、氨气等）的装置选择、反应方程式的书写、气体的验满、气体性质的验证以及干燥气体的方法等。‎ 一、气体的制备 ‎1.选择实验室制取气体的方案应从以下几个方面考虑：‎ ‎（1）可行性，所选原料能够制得所需要的气体。‎ ‎（2）经济效益，原料一般要廉价易得。‎ ‎（3）反应条件适宜且易于控制。‎ ‎（4）反应速率适中，不能太快或太慢，便于收集与实验。‎ ‎（5）生成的气体尽量纯净。‎ ‎（6）操作简便易行，安全可靠，节能环保。‎ ‎2.气体发生装置的选择 依据：根据反应物的状态及反应条件选取合适的发生装置。‎ ‎（1）反应物为固体（或固体混合物），反应需要加热，选择“固固加热型”发生装置（如图Ⅰ）。‎ ‎（2）反应物为固体和液体，反应不需要加热，选择“固液常温型”发生装置（如图Ⅱ）。‎ ‎3.气体收集装置的选择 主要依据：根据气体的密度和溶解性选择合适的收集装置。‎ ‎（1）气体不易或难溶于水，且不与水反应，采用排水法收集（如图a）；用排水法收集的气体与用排空气法收集的气体相比，用排水法收集的气体比较纯净。‎ ‎（2）若气体不与空气各成分发生反应，密度比空气大，采用向上排空气法收集（如图b）；气体密度比空气小，采用向下排空气法收集（如图c）。‎ ‎（3）使用多功能瓶——洗气瓶（又称万能瓶）来收集气体（如图d）。‎ ‎①若用此装置收集密度比空气大的气体：气体导入集气瓶时“长进短出”；‎ ‎②若用此装置收集密度比空气小的气体：气体导入集气瓶时“短进长出”；‎ ‎③若用此装置用排水法收集气体，先将集气瓶装满水：气体导入集气瓶时“短进长出”。‎ ‎【温馨提示】‎ ‎（1）医院输氧时，气体“长进短出”，即长管接供氧钢瓶，短管接病人吸氧导气管，通过产生气泡的速率来判断输氧的速度。（2）利用洗气瓶检验、净化、干燥气体时均为“长进短出”。‎ 4. 实验室制取氧气、氢气和二氧化碳的比较 气体 氧气（O2）‎ 氢气（H2）‎ 二氧化碳（CO2）‎ 药品 ‎①氯酸钾和二氧化锰；②高锰酸钾；③双氧水和二氧化锰 锌粒和稀硫酸 大理石（或石灰石）与稀盐酸 反应 原理 ‎①2KClO32KCl＋3O2↑‎ ‎②2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑‎ ‎③2H2O22H2O＋O2↑‎ Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑‎ CaCO3＋2HClCaCl2＋H2O＋CO2↑‎ 实验 装置 收集 方法 排水法或向上排空气法 排水法或向下排空气法 向上排空气法 检验 方法 将带火星的木条伸入容器内，木条复燃 点燃，罩干冷小烧杯，产生淡蓝色火焰；烧杯内壁有水珠 通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 验满 方法 将带火星的木条伸到集气瓶口，木条复燃，证明已集满 用燃着的木条伸到集气瓶口，木条立即熄灭，证明已集满 实验 操作 步骤 ‎①检查气密性；②装入药品；③固定试管；④点燃酒精灯；⑤收集气体；⑥将导管移出水槽；⑦熄灭酒精灯 ‎①检查气密性；②装入药品；③固定试管；④验纯；⑤收集气体 ‎①检查气密性；②加入石灰石；③加入稀盐酸；④收集气体 注意 事项 ‎①试管口应略向下倾斜；②用加热高锰酸钾法时试管口应塞一团棉花；③排水法收集时，当气泡连续、均匀冒出时才可收集；④排水法收集后，先移出导管，再熄灭酒精灯 ‎①长颈漏斗末端应伸入液面以下；②用向下排空气法收集时，导管应接近集气瓶底部；③不能用浓盐酸来制取氢气 ‎①不能用稀硫酸代替稀盐酸；②长颈漏斗末端应伸入液面以下；③用向上排空气法收集时，导管应接近集气瓶底部 二、气体的净化与干燥 ‎1.气体净化和干燥的装置 ‎2.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、水蒸气和其他气体杂质，须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。‎ 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，而与被提纯物质不反应，也不产生新的杂质。多种气体杂质共存时，要注意试剂的选择和除杂顺序，一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置，不仅要注意药品的名称，还要注意“长进短出”的原则，球形干燥管要“大进小出”。常见气体杂质的吸收剂见下表：‎ 吸收剂 吸收的气体杂质 水 易溶性气体，如HCl、NH3等 碱石灰（NaOH+CaO）‎ CO2、H2O（气体）、H2S等 强碱溶液（NaOH）‎ CO2、SO2、HCl、H2S等 灼热的CuO H2、CO 灼热的铜网 O2‎ ‎3.气体的干燥 选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与待干燥的气体反应，常见气体的干燥剂选择见下表：‎ 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 酸性 浓硫酸 H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl NH3‎ H2、O2、CO、CH4、N2、NH3‎ CO2、SO2、HC 碱性 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 l 中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3‎ ‎【温馨提示】有关气体的制取、检验和净化实验中的“先”“后”顺序：a.组装仪器:一般按从左到右，从下到上的顺序进行；b.制取气体时，先检查装置的气密性，后装药品；c.收集气体时，先净化后收集；d.检验气体时，先验水后验杂（气体杂质）；e.净化气体时，先除杂后干燥。‎ 类型1 常见气体的制取 ‎　(2013·玉溪)化学实验是科学探究的重要手段，请根据下列装置图回答问题。‎ ‎(1)装置中标有序号的仪器名称：①________；②________。‎ ‎(2)实验室用装置B和C相连可以制取________气体，该反应的化学方程式为_________________________。‎ ‎(3)实验室欲用固体硫酸铵和固体氢氧化钙混合物加热制取氨气(NH3‎ ‎)。氨气是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。则实验室制取并收集氨气应选用上述装置________相连。‎ ‎(4)实验室若要制取和收集干燥的H2、O2、CO2气体，则应在气体发生装置和收集装置中连接F装置，且在瓶内加入________，气体应从________(填“a”或“b”)端通入。‎ 思路点拨：制取氨气时用到固体和固体反应且需要加热，所以选择发生装置A。氨气极易溶于水，不能用排水法收集；其密度比空气小，所以用向下排空气法收集，选择收集装置D。实验室常用的液体干燥剂是浓硫酸，洗气时从长管进气，故从a端通入。‎ 类型2　气体的净化与干燥 ‎　研究性学习小组选择从空气中制取氮气作为研究课题，以下是他们设计的实验方案：‎ →→→ ‎(1)除去二氧化碳和水蒸气：如图A装置中发生反应的化学方程式是_________________________________。‎ B装置中浓硫酸的作用是__________。‎ ‎(2)除去氧气：他们分别收集一瓶气体用图C装置进行除去氧气的燃烧实验，其中甲同学选用红磷，乙同学选用木炭。你认为：选用________(填“红磷”或“木炭”)的方法不科学，原因是___________________________________。‎ ‎(3)分析误差：此法得到的氮 气密度(标准状况下)经科学测定，与氮气的实际密度有误差，请你分析出现误差的可能原因(只写两种，不考虑计算误差)：①____________________；②____________________。‎ 思路点拨：(1)利用装置A中的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水而除去二氧化碳；利用浓硫酸的吸水性吸收气体中的水蒸气而除去水；(2)由于木炭和氧气反应会生成气体二氧化碳，因此在除去氧气的同时又引入了新的气体杂质二氧化碳；(3)分析以上操作，会发现空气中的氧气、二氧化碳、水蒸气被除去，但空气中含量很少的稀有气体并没有除去，因此氮气中混有稀有气体而使氮气不纯，密度与实际密度有误差；另外，在使用红磷除去氧气时，可能由于某种原因而没有把氧气完全除去而使所得氮气不纯，密度与实际密度有误差。‎ 一、选择题 ‎1．实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是(　　)‎ A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤‎ ‎2．(2014·麒麟五中模拟)空气是一种宝贵的自然资源，下列气体不可直接从空气中分离获得的是(　　)‎ A．用作医疗急救的氧气 B．用作焊接保护气的稀有气体 C．用作食品防腐剂的氮气 D．用作清洁燃料的氢气 ‎3．(2015·重庆)下列实验操作不正确的是(　　)‎ ‎　　　　　　　‎ A．检查气密性　　　　　　B．氢气验纯 ‎　　　　　　　‎ ‎　C．检验氧气　　　　　D．二氧化碳验满 ‎4．(2014·潍坊)实验室常用二氧化锰和浓盐酸共热制氯气，反应的化学方程式：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，下列说法正确的是(　　)‎ A．反应前后锰元素的化合价不变 B．可以用向上排空气法收集Cl2‎ C．用浓盐酸配制稀盐酸时，必须用托盘天平、量筒、烧杯和玻璃棒 D．该反应是复分解反应 ‎5．某学生设计了下图所示的四套装置来制取CO2，其中在制取时不能使反应随时发生或停止的装置为(　　)‎ ‎6．(2015·泰安)下列有关实验室制取气体的说法不正确的是(　　)‎ A．装置①可作为CO 2的发生装置 B．装置②干燥O2时，气体由a管进b管出 C．装置③可用作O2的收集装置 D．装置④是收集CO 2气体的验满方法 ‎7．(2014·曲靖二模)某无色气体可能含有H2、CO、CH4中的一种或几种，依次进行下列实验(假设每一步反应或吸收均完全)。①无色气体在氧气中充分燃烧；②燃烧后生成的气体通过盛浓硫酸的装置，装置的质量增加10.8 g；③再将剩余气体通过盛NaOH溶液的装置，装置的质量增加13.2 g。下列判断正确的是　(　　)‎ A．该气体一定含有H2、CO、CH4‎ B．该气体可能只含H2和CH4‎ C．该气体可能只含CO和CH4‎ D．该气体可能只含CH4‎ 二、填空与简答 ‎8．(2015·安徽)通过近一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关方法。请根据下图回答问题：‎ ‎(1)仪器①的名称是________，利用A装置制取的气体有H2、O2和________。‎ ‎(2)B装置在化学实验中有广泛的用途。‎ ‎①用排水法收集氢气，可在B装置中装满水后，使氢气从________口进入(填“a”或“b”)；‎ ‎②若想得到干燥的氢气，可在B装置中加入________，气体应从________口进入(填“a”或“b”)。‎ ‎9．(2015·曲靖模拟)通过一年的化学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体及相关实验操作的有关知识。请结合图示回答问题：‎ ‎(1)写出图中仪器a、b的名称： a________，b ________。‎ ‎(2)实验室用装置B制取CO2时，如用注射器替换长颈漏斗，优点是__________________________________。‎ ‎(3)实验室加热氯酸钾制取氧气的化学方程式是____________________________，应选择的发生装置是________，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管________(填“①”或“②”)通入。‎ ‎(4)氨气是一种有刺激性气味、易溶于水、密度比空气小的气体，实验室用加热氯化铵和熟石灰的固体混合物的方法制取氨气，则实验室制取并收集氨气应选择的装置组合是________。‎ ‎10．(2015·云南)化学是一门以实验为基础的科学，请结合图示回答问题：‎ ‎(1)请写出标有序号的仪器名称①________ ; ②________。‎ ‎(2)A、E装置可用于实验室收集并制取氧气，选择E装置收集氧气的理由是______________，实验结束后，应先将导管从水中取出，再熄灭酒精灯，其目的是__________________________________________。‎ ‎(3)实验室制取二氧化碳可选用的发生装置是________，反应的化学方程式为 ‎ __________________________。实验中产生的二氧化碳气体常混有少量的氯化氢气体和水蒸气，某同学利用下图除杂装置，得到了纯净、干燥的二氧化碳气体，F中饱和NaHCO3溶液的作用是 ____________________________________，有同学认为只用NaOH固体便可以把杂质同时除去，你认为是否可行，说明理由_________________________________________________。‎ ‎11．(2015·曲靖)根据如图回答下列问题：‎ ‎(1)写出仪器②的名称________。‎ ‎(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气，反应的化学方程式为________________________。‎ ‎(3)选择发生装置B和收集装置________(填序号)可用于实验室制取CO2，若将发生装置改为C，其优点是________________________________________________________________________。‎ ‎(4)实验室中常用氯化铵和熟石灰的固体混合物加热制取氨气，通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，极易溶于水，密度比空气小，实验室欲制取氨气，可选择的发生装置是________(填序号)，若用装置G收集一瓶氨气，则氨气应从________(填“a”或“b”)端通入，多余的氨气应进行处理，防止污染环境。‎ ‎12．(2013·红河)下面是实验室制备气体的实验装置图。据图回答下列问题：‎ ‎(1)写出图中标号仪器的名称：a________；b________。‎ ‎(2)实验室常用高锰酸钾制取氧气，该反应的化学方程式为________________________；‎ 在装入药品前应先进行的操作是________________；要得到比较纯净的氧气，应选用的收集装置是________(填字母)。‎ ‎(3)实验室采用B装置制取二氧化碳气体，应选择的收集装置为________(填字母)；二氧化碳验满的方法是：将燃着的木条放在________，若木条熄灭，说明已满；若将B装置中的长颈漏斗用分液漏斗代替，其优点是___________________________________________。‎ ‎(4)能用D装置收集的气体应具有的主要性质是______________________________。‎ ‎13．(2015·黔东南)下列是实验室制备CO2并验证CO2性质的实验装置图，按要求回答下列问题：‎ ‎(1)写出标号仪器的名称：①______；②________。‎ ‎(2)在检查装置A的气密性操作时，当关闭活塞M和N，向仪器②中注水，观察到____________________________的现象，说明装置漏气。‎ ‎(3)关闭活塞N，打开活塞M，向仪器②中加入稀盐酸，装置B处观察到的现象是：________，当观察到C处的石灰水变浑浊时，则C中发生的化学反应方程式是：___________。‎ ‎(4)关闭活塞M，打开活塞N。用A、D、E、F制取纯净干燥的CO2气体，装置D的作用是：___________________，装置E中盛装________溶液，用于除去CO2气体中的水分；当观察到_______________________，说明F中已集满二氧化碳气体。‎ ‎(5)若关闭活塞M，打开活塞N。实验室要制取干燥的氧气用A、D、E、F、G中，只需选用的装置是________(填编号)，化学反应方程式是：__________________________。‎ 参考答案 归类例析 例1　(1)酒精灯　长颈漏斗　(2)O2(或CO2)　2H2O22H2O＋O2↑(或CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑)　(3)A和D　(4)浓硫酸　a　例2　(1)CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O　除去水蒸气　(2)木炭　木炭燃烧产生二氧化碳气体，导致氮气不纯　(3)稀有气体没有除去　氧气没有除尽 专题精练 ‎1．D　2.D　3.D　4.B　5.B　6.D　7.D　8.(1)锥形瓶　CO2‎ ‎　(2)①a　②浓硫酸　b　9.(1)试管　集气瓶　(2)可控制反应速率，又可节约药品　(3)2KClO32KCl＋3O2 ↑　A　②　(4)AE　10.(1)酒精灯　长颈漏斗　(2)氧气不易溶于水　 防止水倒流，使试管炸裂　(3)B　CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O　除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体　不可行，因为NaOH固体不仅会吸收氯化氢气体和水，同时还会把二氧化碳气体吸收　11.(1)集气瓶　(2)2H2O22H2O＋O2↑　(3)E或G　可以控制反应的发生和停止　(4)A　b　12.(1)试管　集气瓶　(2)2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　检查装置的气密性　C　(3)E　集气瓶口　可以控制产生气体的速率　(4)密度比空气小且不与空气中各成分反应　13.(1)锥形瓶　长颈漏斗　(2)长颈漏斗中有液体滴下　(3)溶液变红　Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3↓　(4)除去CO2中混有的HCl　浓硫酸　G装置中矮的蜡烛熄灭　(5)A、E、F　2H2O22H2O＋O2↑‎