中考總復(fù)習(xí)：實驗室制取氣體的研究及實踐（提高）

【考綱要求】

1．掌握實驗室制取氣體的原理、步驟和操作方法；知道實驗室制取氣體的要求以及選取藥品的原則。

2．了解依據(jù)藥品狀態(tài)和反應(yīng)條件設(shè)計實驗裝置，了解根據(jù)氣體的性質(zhì)確定收集氣體的方法。

3．能正確分析實驗中出現(xiàn)的一些問題，并根據(jù)實驗的需要改進實驗裝置。

【知識網(wǎng)絡(luò)】

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

氧氣

2KClO32KCl+3O2↑

反應(yīng)原理

2H2O22H2O+O2↑

二氧化碳：CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

氫氣：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

固體加熱型：

發(fā)生裝置

固液不加熱型：

排水法：

收集裝置

向上排空氣法：

向下排空氣法：

【考點梳理】

考點一、氧氣、二氧化碳、氫氣的實驗室制法

1.實驗室制取O2、CO2、H2的化學(xué)原理：

（1）氧氣

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

2KClO32KCl+3O2↑

2H2O22H2O+O2↑

（2）二氧化碳

CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

（3）氫氣

Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

2.實驗設(shè)計的依據(jù)：

固體和固體反應(yīng)（如制O2）

固體和液體反應(yīng)（如制H2、CO2）

液體和液體反應(yīng)

反應(yīng)物的狀態(tài)

反應(yīng)條件（是否需要加熱、加催化劑等）

氣體發(fā)生裝置

密度比空氣大——向上排空氣法（CO2、O2）

密度比空氣小——向下排空氣法（H2、CH4、NH3）

排空氣法

排水法（不易溶于水，不與水反應(yīng)，如O2、H2）

氣體收集裝置

3.“多功能瓶”收集氣體的方法：任何一種氣體，都可以用如圖所示的裝置進行收集。

（1）若待收集氣體的密度比空氣大，則氣體由a管通入，將空氣由b管排出；

（2）若待收集氣體的密度比空氣小，則氣體由b管通入，將空氣由a管排出；

（3）若用排水法收集氣體，則先在集氣瓶中裝滿水，氣體由b管通入。

【要點詮釋】

1.制取氣體選擇藥品的原則：速率適中，操作方便，節(jié)能環(huán)保，氣體純凈，雜質(zhì)易除。

2.實驗室?guī)追N常見氣體制取方法比較：

氣體

藥品狀態(tài)

裝置

反應(yīng)條件

收集方法

O2

KMnO4、KClO3和MnO2混合物（固+固）

管口略向下傾斜的試管

加熱

向上排空氣法或排水法收集

O2

H2O2和MnO2混合物（固+液）

豎直試管或錐形瓶

不加熱

向上排空氣法或排水法收集

CO2

大理石（主要成分是CaCO3）和稀鹽酸（固+液）

豎直試管或錐形瓶

不加熱

向上排空氣法

H2

鋅粒和鹽酸（固+液）

豎直試管或錐形瓶

不加熱

向下排空氣法或排水法收集

NH3

銨鹽和堿石灰混合物（固+固）

管口略向下傾斜的試管

加熱

向下排空氣法收集

3.根據(jù)氣體的性質(zhì)確定氣體的收集方法（如下表）：

收集方法

氣體性質(zhì)

優(yōu)缺點

A．向上排空氣法

密度比空氣大

干燥、純度不高

B．排水法

難溶于水或不易溶于水

純度高、不干燥

C．向下排空氣法

密度比空氣小

干燥、純度不高

當(dāng)氣體的密度和空氣密度相近且難溶于水時，一般采用排水法。

4.比較氣體密度與空氣密度大小的方法：無法確定氣體密度時，可以根據(jù)氣體的相對分子質(zhì)量與空氣比較得到相對密度大小，空氣的平均相對分子質(zhì)量約為29，如果氣體的相對分子質(zhì)量比29大，則密度比空氣的大，如果相對分子質(zhì)量小于29，則密度比空氣的小。

考點二、實驗室制取氣體綜合實驗題的特點和解題思路

1.實驗室制取氣體綜合實驗題的特點是“三綜合”：綜合多種氣體的制取，如O2、CO2、H2、NH3、CH4等。綜合多種裝置：加熱試管裝置、液固接觸反應(yīng)裝置；排空氣收集裝置、排水收集裝置；氣體去雜裝置、氣體干燥裝置等。制取氣體的操作步驟。

2.解答此類試題的思路是“三根據(jù)”：根據(jù)實驗室制取氣體要求選擇藥品，根據(jù)藥品狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇裝置，根據(jù)氣體的密度和溶解性選擇收集裝置。

3.在解答實驗操作步驟時要記住“四先四后”：先檢查裝置的氣密性，后加藥品；先加固體藥品，后加液體藥品；先放置酒精燈，后固定試管；先加熱試管，后將導(dǎo)管伸入集氣瓶內(nèi)；實驗結(jié)束先將導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈。

【要點詮釋】

1.在實驗室制備的各種氣體中，常含有少量的酸霧、水蒸氣或其它氣體雜質(zhì)，需經(jīng)過凈化和干燥后才能得到純凈的氣體。常用的干燥及凈化裝置主要有洗氣瓶、干燥管和U形管。

2.氣體的干燥：選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣體發(fā)生反應(yīng)。

干燥劑

可干燥的氣體

不能干燥的氣體

濃硫酸

H2、O2、CO、HCl等中、酸性氣體

不能干燥堿性氣體，如NH3

無水硫酸銅（CuSO4）、氯化鈣（CaCl2）

H2、O2、CO、CO2、HCl

能干燥絕大多數(shù)氣體，NH3除外

氫氧化鈉固體或生石灰

H2、O2、CO等中、堿性氣體

不能干燥酸性氣體。如CO2、SO2、HCl、H2S等

3.氣體的凈化：選擇氣體吸收劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和要除去雜質(zhì)的性質(zhì)而定。

①原則：所用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)；不能與被提純的物質(zhì)反應(yīng)，也不能引入新的雜質(zhì)。

②常見的氣體及其吸收劑：

H2O：濃硫酸、無水硫酸銅、氫氧化鈉固體、堿石灰（氫氧化鈉與生石灰的混合物）等。

HCl：氫氧化鈉溶液、堿石灰等。

HCl、CO2：氫氧化鈉溶液、澄清石灰水、堿石灰等。

③氣體的凈化順序：先除雜，后干燥；加熱之前先除去水。

【典型例題】

類型一、考查氧氣、二氧化碳等氣體的實驗室制法及氣體干燥、凈化

1.（2012廣西）用下列四套實驗裝置制取CO2氣體，由于裝置錯誤導(dǎo)致可能收集不到CO2的是（）

A.B.C.D.【思路點撥】本題考查的是氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，要注意實驗裝置的連接是否嚴(yán)密。實驗室制取CO2，是在常溫下，用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；二氧化碳能溶于水，密度比空氣的密度大，因此只能用向上排空氣法收集。

【答案】C

【解析】裝置A可以用于制取少量的二氧化碳，能收集到二氧化碳，故A選項不符合題意；裝置B中小試管起液封的作用，可以收集到二氧化碳，故B選項不符合題意；裝置C中，生成的二氧化碳從長頸漏斗中跑掉了，一定收集不到二氧化碳，故C選項符合題意；裝置D比較好，用注射器加液體藥品，可以隨時控制反應(yīng)的發(fā)生和停止，能收集到二氧化碳，故D選項不符合題意。故選C。

【總結(jié)升華】氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)。

2.（2011廣東）下列實驗設(shè)計及氣體流向（“→”表示氣體流向）正確的是（）

A

B

C

D

干燥氨氣

收集氫氣

收集氨氣

收集氧氣

【思路點撥】解題時先要分析裝置的用途，然后根據(jù)用途判斷該裝置是否合理。

【答案】C

【解析】

A、該裝置不能用來干燥氨氣。一是氨氣與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)；二是干燥氣體，則該裝置應(yīng)該是洗氣瓶，氣體從液體中出來，即“長進短出”；而題圖所示氣體是“短進長出”，故A錯誤。

B、收集氫氣，該裝置應(yīng)為集氣瓶。由于氫氣的密度比空氣小，所以應(yīng)該是用向下排空氣法收集，即氣體“短進長出”，故B錯誤。

C、收集氨氣，該裝置應(yīng)為集氣瓶。由于氨氣密度小于空氣，所以應(yīng)該是用向下排空氣法，即該裝置采用“長進短出”，故C正確。

D、收集氧氣，該裝置為集氣瓶。由于要排除裝置內(nèi)的液體，所以應(yīng)該采取“短進長出”的方法，故D錯誤。

【總結(jié)升華】對于裝置的使用，尤其是萬能瓶，要注意不同的使用方式和用途。

3.（2012遼寧）以下是研究實驗室制取氧氣的裝置圖，請按要求回答下列問題。

（1）寫出圖中標(biāo)號儀器的名稱：①

；②。

（2）實驗室加熱高錳酸鉀制取氧氣，選用發(fā)生裝置A時要在試管口

；若要收集一瓶干燥的氧氣，應(yīng)選擇的收集裝置時

（填字母序號，下同）。

（3）實驗室用H2O2溶液和MnO2混合制氧氣，其中MnO2起

作用，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。B裝置與

F裝置組合可以。

【思路點撥】

（1）熟悉常見儀器的名稱；

（2）根據(jù)實驗室用高錳酸鉀制取氧氣的原理、藥品、裝置及收集方法等解析；

（3）用H2O2溶液和MnO2混合制氧氣，其中MnO2起催化作用。

【答案】（1）酒精燈

錐形瓶

（2）放一小團棉花

E

（3）催化

2H2O22H2O+O2↑

測量生成氧氣的體積

【解析】

（1）圖中①是酒精燈，②是錐形瓶。

（2）用高錳酸鉀制取氧氣，試管口處要放一小團棉花，防止加熱時高錳酸鉀粉末進入導(dǎo)氣管；要收集一瓶干燥的氧氣，應(yīng)用向上排空氣法收集。

（3）用H2O2溶液和MnO2混合制氧氣，其中MnO2起催化作用；F裝置中量筒內(nèi)收集到的水的體積約等于生成氧氣的體積。

【總結(jié)升華】實驗室制取氧氣（或二氧化碳）實驗是初中化學(xué)的重點內(nèi)容，與之相關(guān)的裝置的選擇、化學(xué)方程式的書寫、實驗注意事項等都是中考?？嫉膬?nèi)容。

4.（2012山西）以下是實驗室常用的裝置，請根據(jù)裝置回答下列問題

（1）實驗室若要制取干燥的氧氣，應(yīng)選擇裝置的連接順序為（填字母），有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（2）若將制得的二氧化碳通入E，實驗現(xiàn)象是，說明。

（3）小李將氣體通入F中，他可能探究的問題是。

【思路點撥】

（1）要收集干燥的氧氣，排除排水收集法，需有干燥裝置，只能用向上排空氣法收集；根據(jù)提供的裝置看，只能用過氧化氫溶液制取氧氣，并寫出化學(xué)方程式。

（2）碳酸可使石蕊試液變紅。

（3）二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，所以澄清石灰水常用于二氧化碳的檢驗。

【答案】（1）ADB

2H2O22H2O+O2↑

（2）紫色石蕊變紅

二氧化碳與水反應(yīng)生成了碳酸

（3）該氣體是否為二氧化碳

【解析】

（1）要收集干燥的氧氣，裝置的連接順序為：ADB。

（2）二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸，碳酸能使石蕊試液變紅。所以將制得的二氧化碳通入E，實驗現(xiàn)象是紫色石蕊變紅；說明二氧化碳與水反應(yīng)生成了碳酸。

（3）檢驗二氧化碳的方法是將氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁則是二氧化碳，所以小李探究的問題可能是：該氣體是否為二氧化碳。

【總結(jié)升華】本題考查學(xué)生對氧氣的制取裝置的選用及二氧化碳的性質(zhì)的理解與掌握，掌握氧氣、二氧化碳等氣體的制取原理、裝置、操作方法及它們的性質(zhì)是解答此類試題的關(guān)鍵。

5.（2012天津）某研究性學(xué)習(xí)小組利用下列裝置進行氣體的制取，請分析并填空。

（1）寫出圖中儀器a的名稱：。

（2）實驗室用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳的化學(xué)方程式為，應(yīng)選擇制取并收集的裝置為

（填字母）。

（3）實驗室用加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣，應(yīng)選擇發(fā)生裝置為

（填字母）；若用盛滿水的F裝置收集氧氣，氧氣應(yīng)從導(dǎo)管

（填①或②）處通入F裝置。

（4）若鋅和鎂的混合物4.8g與100g稀硫酸恰好完全反應(yīng)，則該稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可能是

（填字母）。

A.5%

B.10%

C.15%

D.20%

【思路點撥】本題主要考查氧氣和二氧化碳的實驗室制法。（2）二氧化碳的密度比空氣的密度大，能溶于水，因此只能用向上排空氣法收集；用過氧化氫和二氧化錳制氧氣，不需要加熱；（3）如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣就需要加熱；氧氣不易溶于水，密度比空氣的密度大，因此可以用排水法和向上排空氣法收集；（4）采用極值法求解：如果4.8g全是金屬鎂，根據(jù)計算求最多需要硫酸的質(zhì)量；如果4.8g全是金屬鋅，根據(jù)計算求最少需要硫酸的質(zhì)量；因為是鋅和鎂混合物，因此硫酸的量介于兩者之間。

【答案】（1）試管

（2）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

B、D

（3）A

②

（4）B、C

【解析】

（2）在常溫下用石灰石和稀鹽酸來制取二氧化碳，因此不需要加熱；二氧化碳的密度比空氣的密度大，能溶于水，因此只能用向上排空氣法收集；碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。

（3）如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣就需要加熱；若用盛滿水的F裝置收集氧氣，氧氣應(yīng)從導(dǎo)管②進入，因為氧氣的密度比水的密度小。

（4）如果4.8g全是金屬鎂，根據(jù)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，計算求最多需要硫酸的質(zhì)量是19.6g，稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.6%；如果4.8g全是金屬鋅，根據(jù)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，計算求最少需要硫酸的質(zhì)量是7.24g，稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.24%；因為4.8g是鋅和鎂混合物的總質(zhì)量，因此稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于兩者之間，故答案為：BC。

【總結(jié)升華】本題主要考查氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)計算，綜合性比較強。氣體制取裝置的選擇主要與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體收集裝置的選擇主要與氣體的密度和溶解性有關(guān)。

6.（2012湖北）根據(jù)下圖所示裝置圖回答問題。

（1）圖中標(biāo)示①儀器的名稱是。

（2）實驗室中既可以用來制取O2，又可以用來制取H2和CO2的發(fā)生裝置是

（填字母代號），若用該裝置制取氧氣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

（3）若將裝置B和E連接制取氧氣，停止加熱時的操作是

（填字母代號）。

a、先移出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈

b、先熄滅酒精燈，再移出導(dǎo)管

（4）若用F裝置收集一瓶干燥的某氣體，則該氣體可能是

（填字母代號）.a、HCl?????b、CO2??????c、O2??????d、NH3

【思路點撥】本題考查氧氣、二氧化碳的實驗室制法及氣體收集裝置的選擇。學(xué)生平時要對制取氧氣、二氧化碳及其它基本實驗熟練掌握和實踐，再結(jié)合掌握的常見氣體的性質(zhì)等知識就比較容易解答。

【答案】（1）集氣瓶

（2）A

2H2O22H2O+O2↑

（3）a

(4)d

【解析】

（2）裝置A是不需要加熱的氣體發(fā)生裝置。如果用雙氧水制氧氣就不需要加熱，過氧化氫在二氧化錳做催化劑的條件下生成水和氧氣；在常溫下，用碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，也不需要加熱；實驗室是用鋅粒和稀硫酸在常溫下反應(yīng)制氫氣，也不需要加熱；所以實驗室中既可以用來制取O2，又可以用來制取H2和CO2的發(fā)生裝置是A。

（3）如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱。氧氣收集完后，先移出導(dǎo)管，再熄滅酒精燈；這是防止水槽中的水倒流入熱的試管而使試管炸裂。

（4）因為HCl和CO2都能與氫氧化鈉反應(yīng)，因此不能用氫氧化鈉固體干燥；F裝置中進氣管比較短，因此收集的是密度比空氣小的氨氣；因為氨氣會污染空氣且極易溶于水，因此可以用水吸收。

【總結(jié)升華】本題綜合性比較強，第（4）問有一定難度。干燥氣體選用干燥劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和干燥劑的性質(zhì)而定，其原則是干燥劑只能吸收氣體中的水分，而不能與氣體發(fā)生反應(yīng)。常見干燥劑歸納（如下表）：

干燥劑

可干燥的氣體

不能干燥的氣體

濃硫酸

H2、O2、CO、HCl等中、酸性氣體

不能干燥堿性氣體，如NH3

無水硫酸銅（CuSO4）、氯化鈣（CaCl2）

H2、O2、CO、CO2、HCl

能干燥絕大多數(shù)氣體，NH3除外

氫氧化鈉固體或生石灰

H2、O2、CO等中、堿性氣體

不能干燥酸性氣體。如CO2、SO2、HCl、H2S等

舉一反三：

【變式1】下圖所示分別是二氧化碳的制取、干燥、收集和性質(zhì)檢驗的裝置圖，其中正確的是（）

【答案】D

【變式2】硫化氫（H2S）是一種有毒氣體，其密度大于空氣，且能溶于水形成氫硫酸。實驗室常用塊狀固體硫化亞鐵（FeS）與稀硫酸在常溫下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)制得硫化氫氣體。

（1）實驗室制取硫化氫氣體的化學(xué)方程式為________。

（2）根據(jù)如圖所示裝置回答下列問題：

①制取硫化氫氣體的發(fā)生裝置可選用________（填序號）。

②若用裝置C收集硫化氫氣體，進氣口應(yīng)為________（填“a”或“b”）。

③用裝置D可驗證硫化氫的水溶液呈酸性，D中所盛試劑為________。

④為防止多余硫化氫逸出，可用________溶液吸收（填一種具體物質(zhì)）。

【答案】（1）FeS+H2SO4==FeSO4+H2S↑

（2）①B

②a

③紫色石蕊試液

④NaOH（或其他可溶性堿）

【變式3】（2012廣東）（1）老師為同學(xué)們提供了如下實驗裝置：

①寫出儀器a、b的名稱。a是，b是

。②實驗室用鋅和稀硫酸制取氫氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是

（填選項字母，下同），收集裝置是

（從A至E裝置中選）。

（2）圖中F是某學(xué)生設(shè)計的一種洗氣、貯氣等用途的裝置。欲除去氧氣中混有的水蒸氣，瓶中可盛

；氫氣是難溶于水的氣體，當(dāng)用排水法收集氫氣時，瓶內(nèi)先裝滿水，氣體從

（填“a”或“b”，下同）處導(dǎo)管通入；若要用水將瓶中氫氣排出使用，水應(yīng)從

處導(dǎo)管進入。

【答案】（1）①長頸漏斗

水槽

②B

C或D

（2）濃硫酸

b

a

【解析】

（1）②鋅和稀硫酸制取氫氣，是固體和液體的不加熱反應(yīng)，所以用裝置B作為發(fā)生裝置；氫氣的密度小于空氣的密度，并且難溶于水，可以用排水法和向下排空氣法進行收集。

（2）欲除去氧氣中混有的水蒸氣，瓶中可盛濃硫酸；當(dāng)用排水法收集氫氣時，瓶內(nèi)先裝滿水，氣體從b端進，水從a端流出；若要用水將瓶中氫氣排出使用，水應(yīng)從a端進，氣體從b端排出。

【變式4】（2012江蘇）請結(jié)合下圖回答問題：

（1）寫出圖中有標(biāo)號儀器的名稱：①

；②。

（2）用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是（填字母編號），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（3）用B、D裝置組合可制取某種氣體，寫出制取該氣體的反應(yīng)化學(xué)方程式。

（4）實驗室用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，常選用裝置B或裝置C，C與B相比較，其優(yōu)點是，選用的收集裝置為（填字母編號）。

（5）工業(yè)常需分離H2、CO2的混合氣體。某同學(xué)采用下圖所示的裝置也能達(dá)到分離該混合氣體的目的，操作步驟如下：

①關(guān)閉活塞B，打開活塞A，通入混合氣體，可收集到

氣體；②然后，（填操作），又可收集到另一種氣體。

【答案】

（1）酒精燈

分液漏斗

（2）A

2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

（3）2H2O22H2O+O2↑（或CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O）

（4）能隨時控制反應(yīng)進行

E或F

（5）H2

關(guān)閉活塞A，打開活塞B

【解析】

（2）用高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，所以應(yīng)選用的發(fā)生裝置是A。

（3）B裝置適用于固體和液體的不加熱反應(yīng)，D裝置用于收集密度大于空氣的氣體，所以用B、D裝置組合可制取氧氣或二氧化碳。

（4）C裝置中的有空塑料板上放鋅粒，打開開關(guān)時反應(yīng)發(fā)生，硫酸從長頸漏斗內(nèi)流下，與鋅粒接觸反應(yīng)開始；當(dāng)關(guān)閉開關(guān)時氣體無法排出，壓強越來越大，把硫酸又壓回到長頸漏斗內(nèi)，使鋅粒與硫酸分離致反應(yīng)停止。所以該裝置可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止。氫氣密度小于空氣的密度，不易溶于水，所以用裝置E或F收集。

（5））①氫氣不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所以關(guān)閉活塞B，打開活塞A，通入混合氣體，可收集到氫氣。

②二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳；所以在完成①之后，關(guān)閉活塞A，打開活塞B，這時B中的稀硫酸與步驟①中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的碳酸鈉反應(yīng)，生成二氧化碳，所以此時可收集到二氧化碳。

中考總復(fù)習(xí)：實驗室制取氣體的研究及實踐（提高）

一、選擇題

(每小題只有一個選項符合題意)

1.實驗室制取氣體選擇收集方法時，下列性質(zhì)：①顏色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否與水反應(yīng)，必須考慮的是（）

A．①②③

B．②③④

C．③④⑤

D．②③⑤

2.（2012四川）下列敘述正確的是（）

A.實驗室常采用二氧化錳作催化劑分解過氧化氫溶液的方法制取O2

B.粗鹽提純的實驗，在溶解時使用玻璃棒是為了防止液體四處飛濺

C.實驗室常用稀硫酸與石灰石反應(yīng)制取二氧化碳

D.NH4H2P04不是復(fù)合肥料

3.（2012浙江）常溫下，氨氣為無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，易溶于水。氨氣溶于水顯弱堿性，實驗室可用氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合加熱制取。則下列說法正確的是（）

A.可用向下排空氣法收集氨氣

B.氨水能使紫色石蕊試液變紅色

C.多余的氨氣可排放到大氣中

D.實驗室制氨氣的發(fā)生裝置與雙氧水制氧氣相同

4.（2012江蘇）下列幾種氣體可用如圖所示裝置干燥、收集的正確組合是

（）

①H2

②O2

③CO2

④SO2

⑤CH4

⑥NH3

A．①②③

B．②③⑤

C．③④⑥

D．①⑤⑥

5.利用如圖所示裝置，能完成實驗室制取氣體的是（）

A．用①③制取氧氣

B．用②③制取二氧化碳

C．用②④制取氧氣

D．用①⑤制取二氧化碳

6.（2012陜西）下圖為初中化學(xué)常見氣體的發(fā)生與收集裝置。有關(guān)這些裝置的說法不正確的是（）

A.裝置I可作為固體加熱制取氣體的發(fā)生裝置

B.裝置Ⅱ中長頸漏斗可以用分液漏斗、醫(yī)用注射器代替

C.裝置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度與空氣密度差距較大，且不與空氣中各成分反應(yīng)的氣體

D.裝置Ⅴ可以用于收集H2、O2，也可以用于實驗室收集CO2

二、填空題

7.實驗室常用下圖所示裝置制取氣體，請你根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題。

（1）儀器①的名稱為________。

（2）裝置A、B均可用來制取CO2氣體，比較兩個裝置，指出A裝置的一個突出優(yōu)點________。

（3）寫出實驗室制取CO2氣體的化學(xué)方程式。

（4）C裝置充滿水時，可作為O2的收集裝置，則O2應(yīng)從________端通入。若采用排空氣法收集O2，則O

2應(yīng)從C裝置的________端通入。

8.通過一年的化學(xué)學(xué)習(xí)，你已經(jīng)掌握了實驗室制取氣體的一些規(guī)律，以下是老師提供的一些實驗裝置，請你結(jié)合下圖回答問題：

（1）寫出實驗室制備二氧化碳的化學(xué)方程式。

（2）已知氨氣是一種密度比空氣小且極易溶于水的氣體。將收集滿氨氣的集氣瓶倒扣在滴有無色酚酞的水中，觀察到的現(xiàn)象是。

（3）加熱氯化銨與氫氧化鈉的固體混合物制取氨氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是。

9.下圖所示為實驗室常用的實驗裝置，回答問題：

（1）寫出帶有標(biāo)號儀器的名稱：①________；②________。

（2）用鋅和稀硫酸制取氫氣，應(yīng)選用的發(fā)生裝置是________（填序號，下同），收集裝置是________。

（3）實驗室常用稀鹽酸和石灰石反應(yīng)制取CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

也可用加熱碳酸氫鈉（NaHCO3）固體（產(chǎn)物為碳酸鈉、二氧化碳、水）來制取CO2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為，若用此法來制取CO2，應(yīng)選用的發(fā)生裝置為________，收集裝置為________。

（4）下圖所示裝置可用來測量生成的CO2的體積，其中在水面上放一層植物油的目的是________，植物油上方原有的空氣對實驗結(jié)果________（填“有”或“無”）明顯影響。

10.某課題小組利用草酸分解制取CO氣體。已知草酸受熱分解的化學(xué)方程式為H2C2O4·2H2O==CO↑+CO2↑+3H2O，該小組的同學(xué)進行了如下圖所示的實驗。請回答：

（1）圖中儀器①的名稱是________。安裝好裝置后應(yīng)先進行的操作是。

（2）B裝置的作用是。

（3）CO收集滿后，撤除裝置時應(yīng)。

（4）為了驗證草酸分解的產(chǎn)物，使用了下列藥品：①澄清的石灰水；②灼熱的氧化銅；③無水硫酸銅固體（注：該物質(zhì)遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色）；④氫氧化鈉溶液。則草酸分解產(chǎn)物通過試劑的正確順序應(yīng)該是________（填字母）。

A．①②③

B．③④②

C．③①②

D．③②①

11.如圖所示是實驗室制取和收集氣體的裝置，請按要求作答：

（1）儀器a的名稱是________。

（2）用B裝置制取氣體并能隨時停止反應(yīng)，上部與下部對接應(yīng)選________（填“b”、“c”）

（3）從裝置A～D中選擇：加熱KMnO4制取O2并用排水法收集，應(yīng)選用圖中的________（填字母）；實驗室制取并收集CO2應(yīng)選用圖中的________（填字母）。

（4）用裝置E排空氣收集H2，氣體應(yīng)從導(dǎo)管的________（填“d”、“e”）端進入；若制取的O2用F裝置排水收集，請將圖F補畫完整。

12.某學(xué)習(xí)小組圍繞“氣體實驗室制法”進行了研討，請你參與完成下面的問題：

（1）原理分析：實驗室制取CO2的化學(xué)方程式為

。不用Na2CO3與鹽酸反應(yīng)制取CO2的原因是。

（2）發(fā)生裝置：圖甲裝置中儀器a的名稱是________，實驗室常用無水醋酸鈉固體與堿石灰在加熱的情況下制CH4，應(yīng)選圖________（填序號）發(fā)生裝置。

（3）收集裝置：實驗室收集NH3應(yīng)采用的方法是________。收集有毒氣體SO2時，常用圖丙收集裝置，氣體應(yīng)從________（填字母）端通入。

（4）實驗操作：用KMnO4制取O2的操作過程可概括為“組裝儀器→________→________

加熱試管→收集氣體→停止加熱”。

（5）實驗反思：在加熱KClO3制O2的過程中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生O2的速率很慢，經(jīng)檢查不是KClO3變質(zhì)，也不是裝置氣密性不好，你認(rèn)為最可能的原因是。

13.歸納與演繹是重要的科學(xué)方法，也是常用的化學(xué)學(xué)習(xí)方法。

（1）請你根據(jù)實驗室制取O2、H2、CO2三種氣體的反應(yīng)原理、制取與收集方法，歸納出實驗室制取氣體反應(yīng)的共同點：________（填序號）。

①需要加熱

②使用催化劑

③沒有氣體參加反應(yīng)

④原料為純凈物

⑤只生成一種氣體

（2）化學(xué)上可以通過多種反應(yīng)得到NH3（極易溶于水，密度比空氣的密度?。?，例如：

①2NH4Cl

(固)+Ca(OH)2

(固)

CaCl2+2NH3↑+2H2O

②NH4HCO3

(固)

NH3↑+CO2↑+H2O

③CaO

(固)+NH3·H2O

(濃)==NH3↑+Ca(OH)2

如選擇反應(yīng)①作為實驗室制取NH3的反應(yīng)原理，你需要用下圖所示儀器中的________（填序號）來裝配制取NH3的發(fā)生裝置，你采用的收集方法是________。你選擇的制取裝置還可用來制取________，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。

三、實驗探究題

14.某興趣小組利用如圖所示裝置進行二氧化碳的制取和部分性質(zhì)的實驗，請回答下列問題：

（1）關(guān)閉E，打開C，從長頸漏斗A中加入液體與錐形瓶B中的固體接觸，即有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生。觀察到裝置D中的蠟燭慢慢熄滅，說明二氧化碳具有的性質(zhì)。寫出實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式：。

（2）關(guān)閉C，打開E，則觀察到裝置G中的蠟燭燃燒得更旺，說明有氧氣生成。

查閱資料：二氧化碳能與過氧化鈉（Na2O2）反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣。

實驗探究：要檢驗反應(yīng)后裝置F中的固體物質(zhì)是否含有碳酸鈉，可取少量反應(yīng)后裝置F中的固體物質(zhì)于試管中，滴入________，觀察到有氣泡產(chǎn)生，將蘸有澄清石灰水的玻璃片放在試管口，觀察到，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

實驗結(jié)論：反應(yīng)后裝置F中的固體物質(zhì)含有碳酸根離子。二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）虛線框內(nèi)的裝置還可用于實驗室制備氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

15.某實驗小組的同學(xué)用碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸這幾種藥品，探究哪兩種藥品的反應(yīng)適合在實驗室制取CO2。請你參與下列的探究并回答問題。

【提出問題】上述的酸和碳酸鹽的反應(yīng)是否適合在實驗室制取CO2？

【方案設(shè)計】大家經(jīng)過討論，一致認(rèn)為濃鹽酸不適合用于實驗室制取CO2，你認(rèn)為原因是________。討論后大家設(shè)計了如下圖所示三個實驗進行對比分析。

【實驗與結(jié)論】

（1）請你填寫下列實驗報告中①、②處的內(nèi)容。

實驗

實驗現(xiàn)象

實驗結(jié)論

A

劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣泡

反應(yīng)速率過快，氣體不便收集，不宜用于實驗室制取二氧化碳

B

產(chǎn)生氣泡，速率急速減慢，反應(yīng)幾乎停止

無法持續(xù)產(chǎn)生CO2，不能用于實驗室制取二氧化碳

C

①

②

（2）根據(jù)探究結(jié)論，實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理為

（用化學(xué)方程式表示）。

【拓展與遷移】

（1）由上述探究可知，在確定實驗室制取氣體的反應(yīng)原理時，要考慮諸多因素，例如反應(yīng)速率要適中，便于收集等。請你再寫出一種需要考慮的因素：。

（2）下圖所示是一種滅火器的工作原理示意圖，其中用碳酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)來產(chǎn)生CO2的理由是。

16.（2012廣西）實驗室制取氧氣是初中化學(xué)階段的重要實驗。小元同學(xué)準(zhǔn)確稱取7.9g純凈的高錳酸鉀

加熱一段時間后，收集到氧氣580mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。

（1）請寫出實驗室用固體反應(yīng)物制取氧氣的化學(xué)方程式（寫一個）：。

（2）意外發(fā)現(xiàn)：根據(jù)化學(xué)方程式計算，7.9g高錳酸鉀完全分解，應(yīng)生成氧氣560mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。小元

通過數(shù)據(jù)分析，意外發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣體積和理論計算的氧氣體積不相符合，并且在實驗中還意外發(fā)現(xiàn)

錳酸鉀溶液呈墨綠色。

（3）提出假設(shè)：小元取實驗后的少量固體殘渣再次加熱，經(jīng)檢驗又產(chǎn)生了氧氣。根據(jù)小元發(fā)現(xiàn)的問題和上述實驗結(jié)果可以做出如下假設(shè)：

假設(shè)1：二氧化錳也可以受熱分解產(chǎn)生氧氣

假設(shè)2：錳酸鉀也可以受熱分解產(chǎn)生氧氣

假設(shè)3：二氧化錳和錳酸鉀受熱都可以放出氧氣

假設(shè)4：

（只填一種）

（4）設(shè)計實驗：小元用最初加熱所得的殘渣及必要的實驗用品，設(shè)計了如下實驗流程驗證假設(shè)2。請

在下面實驗流程方框中的相應(yīng)位置填寫各步驟的實驗操作名稱。

步驟1

→

步驟2

→

步驟3

→

步驟4：干燥→步驟5：驗證假設(shè)2

請簡要敘述步驟5的操作。

（5）得出結(jié)論：若觀察到，則假設(shè)2成立；若觀察到，則假設(shè)2不成立。

【答案與解析】

1.【答案】D

【解析】確定收集方法主要考慮氣體在水中的溶解性、能否與水反應(yīng)以及與空氣密度的相對大小等因素。

2.【答案】A

【解析】實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣，常用二氧化錳作催化劑，A正確；粗鹽提純時，在溶解過程中玻璃棒攪拌起加速溶解的作用，故B不正確；稀硫酸與石灰石反應(yīng)生成硫酸鈣微溶于水，阻礙反應(yīng)進一步進行，不能用作制取二氧化碳，故C不正確；NH4H2P04含有N、P兩種營養(yǎng)元素，故屬于復(fù)合肥料，故D不正確。

3.【答案】A

【解析】“常溫下，氨氣為無色有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小”說明氨氣可用向下排空氣法收集，故A正確；C錯誤，多余的氨氣不可以排放到大氣中，因為氨氣有刺激性其味；氨氣易溶于水，溶液顯堿性，可以使紫色石蕊試液變藍(lán)色，故B錯誤；實驗室可用氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合加熱制取氨氣，應(yīng)選擇固-固加熱制氣裝置，不同于雙氧水制氧氣的裝置（固-液制氣裝置），故D錯誤。

4.【答案】D

【解析】堿石灰的主要成分是氫氧化鈉與氧化鈣，能與二氧化碳、二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，直接可以排除A、B、C選項。

5.【答案】C

【解析】實驗室制取氣體，要根據(jù)反應(yīng)藥品的狀態(tài)及反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的溶解性及密度等選擇收集裝置。若用固體高錳酸鉀制取氧氣，由于反應(yīng)需要加熱，所以發(fā)生裝置需選用①，若用雙氧水與二氧化錳混合制取氧氣或用稀鹽酸與石灰石反應(yīng)制取二氧化碳，發(fā)生裝置需選用②，由于氧氣和二氧化碳的密度都比空氣的密度大，故都可以選裝置④收集，氧氣不易溶于水，還可以選擇裝置⑤收集。

6.【答案】D

【解析】H2、O2可能排水法收集，但CO2能溶于水，不能用排水法收集，故D錯誤。

7．【答案】

（1）長頸漏斗

（2）隨關(guān)隨停，即開即產(chǎn)生氣體

（3）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

（4）b

a

【解析】（4）排水法收集：氧氣從b進入，將水從a中壓出，水排完便收集到一瓶氧氣。排空氣法收集：氧氣的密度比空氣的密度大，氣體從a進入到底部，空氣從b排出。

8.【答案】

(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

(2)液體變紅且集氣瓶中的液面上升

（3）A

E

【解析】（1）實驗室制二氧化碳所用的藥品是石灰石和稀鹽酸，生成氯化鈣、水和二氧化碳。（2）氨氣易溶于水，溶解后容器里的壓強變小，外界大氣壓會將容器中的水壓上去，同時氨氣溶解于水后溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅，溶液內(nèi)的無色溶液會變?yōu)榧t色。（3）因為氨氣是一種密度比空氣小且極易溶于水的氣體，反應(yīng)需要加熱，所以選擇A、E。

9．【答案】

（1）鐵架臺

集氣瓶

（2）B

C（或E）

（3）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O

2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

A

D

（4）防止CO2溶于水

無

【解析】（2）鋅是塊狀固體，硫酸是稀溶液，制氫氣選B裝置。由于氫氣的密度比空氣小，而且難溶于水，所以收集裝置可選C或E。（3）NaHCO3不穩(wěn)定，加熱易分解，可選用A裝置。（4）此題用排水法測量CO2的體積，CO2進入集氣瓶，將水壓入量筒中，量筒中水的體積就是CO2的體積，由于CO2能溶于水，在水和CO2氣體之間用植物油隔離，以免引入誤差。

10．【答案】

（1）酒精燈

檢查裝置的氣密性

（2）吸收CO2氣體

（3）先將C中導(dǎo)管移出水面，再移去酒精燈

（4）C

11.【答案】

（1）酒精燈

（2）c

（3）AD

BC

（4）e

將瓶中右邊的導(dǎo)管延長至接近瓶底

【解析】（2）B裝置要控制反應(yīng)可以隨時發(fā)生與停止，故應(yīng)選c對接。（3）用KMnO4制取O2選用“固固加熱型”發(fā)生裝置，實驗室制取CO2選用“固液常溫型”發(fā)生裝置及向上排空氣法收集裝置。（4）裝置E是多功能裝置，用它來收集H2時，氣體應(yīng)“短進長出”；裝置F用排水法收集O2時，氣體應(yīng)“短進長出”。

12.【答案】

（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

Na2CO3與鹽酸反應(yīng)速率過快，不便于收集

（2）錐形瓶

乙

（3）向下排空氣法

c

（4）檢查裝置氣密性

添加藥品

（5）KClO3中沒有加入催化劑

【解析】（1）Na2CO3與鹽酸反應(yīng)的速率很快，不便于收集CO2。（3）NH3的密度小于空氣的密度，又易溶于水，所以收集NH3常用向下排空法；SO2的密度大于空氣的密度，用向上排空氣法收集，用圖丙收集時，應(yīng)從c端通入。（5）KClO3在有催化劑的作用下加熱時才較快地放出氧氣。

13.【答案】

（1）③⑤

（2）

abfg

向下排空氣法

O2

2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑

【解析】（1）從實驗室制取O2、H2、CO2三種氣體的反應(yīng)原理等方面思考：生成物中一般只有一種氣體的才便于分離以獲得純凈的氣體。

（2）我們應(yīng)該選擇只生成一種氣體的反應(yīng)制取NH3，反應(yīng)①裝置的選擇是“固-固加熱型”。NH3的收集方法由它的性質(zhì)（極易溶于水、密度比空氣的密度?。Q定。

14．【答案】

（1）不燃燒，不支持燃燒，且密度比空氣的密度大

CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）稀鹽酸（或稀硫酸）

澄清石灰水變渾濁

Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

實驗結(jié)論：2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2

（3）2H2O22H2O+O2↑

15．【答案】

【方案設(shè)計】濃鹽酸易揮發(fā)，使制得的二氧化碳不純

【實驗與結(jié)論】（1）①持續(xù)均勻產(chǎn)生氣泡

②反應(yīng)速率適中，氣體便于收集，適合實驗室制取二氧化碳

（2）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑

【拓展與遷移】（1）制取的氣體要純凈

（2）能夠迅速產(chǎn)生大量二氧化碳

【解析】實驗室制取二氧化碳時，藥品的選擇很重要。固體藥品不能選碳酸鈉粉末，因為反應(yīng)速率太快，不便于收集氣體；液體藥品不能選用濃鹽酸，因為有揮發(fā)性，使制得的二氧化碳中混有氯化氫氣體。用塊狀大理石最好，但不能用稀硫酸與之反應(yīng)，而要用稀鹽酸；因為碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣，覆蓋在大理石的表面，使反應(yīng)很快停止，不能持續(xù)進行。

16.【答案】

（1）

2KClO32KCl+3O2↑（或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑）

（3）MnO2可以催化K2MnO4受熱分解產(chǎn)生O2（或“K2MnO4可以催化MnO2受熱分解產(chǎn)生O2”或“KMnO4在不同溫度下以其它方式分解產(chǎn)生更多氧氣”或“升高溫度K2MnO4和MnO2相互反應(yīng)產(chǎn)生O2”）（合理假設(shè)

均給分）

（4）溶解

過濾

蒸發(fā)

取干燥后的固體于試管中充分加熱，將帶火星的木條（或燃燒的木條）插入試管中

（5）帶火星的木條復(fù)燃（木條燃燒更旺）

帶火星的木條沒有復(fù)燃（木條沒有燃燒更旺）

【解析】（1）常見固體制氧氣的有：氯酸鉀在二氧化錳的催化下加熱制氧氣、高錳酸鉀加熱制氧氣。（3）圍繞MnO2和K2MnO4兩物質(zhì)思考，還有MnO2可以催化K2MnO4受熱分解產(chǎn)生O2或K2MnO4可以催化MnO2受熱分解產(chǎn)生O2沒有分析到。（4）由于MnO2不溶于水，K2MnO4可溶于水，所以可以用溶解、過濾、蒸發(fā)的方法來分離它們。驗證驗證氧氣的方法——用帶火星的木條伸入試管。（5）如果假設(shè)2成立則帶火星的木條復(fù)燃，否則則不復(fù)燃。