【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义(二十三 ):气体的制取与净化【word,含答案】

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名称 【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义(二十三 ):气体的制取与净化【word,含答案】
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2023-03-22 21:35:13

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文档简介

一、气体发生装置的选择:考虑反应物的状态和反应所需条件
        
固体加热产生气体         固体和液体在常温下产生气体
二、气体收集装置选择:考虑气体的水溶性和密度
                  
    排水法        向上排空气法       向下排空气法
(不易溶于水)     (密度比空气大)     (密度比空气小)
三、多功能瓶
1.集气
收集密度比空气大的气体时,不装水,接口顺序为:a→b
收集密度比空气小的气体时,不装水,接口顺序为:b→a
用排水法收集气体时,瓶内装满水,接口顺序为:b→a
2.洗气
吸收水蒸气:用浓硫酸;吸收CO2:用氢氧化钠溶液;
吸收HCl:用氢氧化钠溶液;
吸收CO2中的HCl:用饱和碳酸氢钠溶液。
3.检验气体
检验CO2:用澄清石灰水; 检验HCl:用硝酸银溶液。
例1、将含有CO、H2和少量水蒸气的混合气体,依次通过浓硫酸、灼热氧化铜、高温炭层,最终剩余的气体为(提示:每个装置反应或吸收完全;C+H2OCO+H2)(  )
A.CO、H2 B.CO2、H2O C.CO、CO2、H2 D.CO2、H2、H2O
例2、实验室通常利用浓盐酸与二氧化锰固体反应制取氯气,实验装置提供如图。
资料一:实验原理4HCl(浓)+MnO2Cl2↑+MnCl2+2H2O。生成物MnCl2是一种可溶性盐,性质与NaCl相似。
资料二:通常情况下,氯气是一种有刺激性气味的黄绿色有毒气体,密度比空气大,不仅能溶于水(1体积水约能溶解2体积氯气)。还能与水、碱溶液等发生反应。
请根据资料回答下列问题:
(1)实验开始时,先检查装置的气密性。接下来的操作步骤依次是    。
a.点燃酒精灯
b.往烧瓶中加入二氧化锰粉末
c.分液漏斗中加浓盐酸,旋开活塞往烧瓶中加入浓盐酸
(2)收集氯气时,可选用图中哪个装置,并说明理由    。
(3)制取反应会因盐酸浓度下降而停止,为测定反应残余液中盐酸的浓度,甲同学提出:用足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl沉淀质量。乙同学认为此方案不可行,理由是    。
例3、如图所示为实验室中常见的气体制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器。(组装实验装置时,可重复选择仪器)试根据题目要求,回答下列问题:
(1)以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制备并收集干燥的氧气,按照要求设计实验装置,连接仪器,并检验装置的气密性。
①所选仪器的连接顺序为    →   →G(从左到右填写仪器序号字母)。
②上述制氧气的化学方程式为    。
③用G收集氧气时,检验氧气已收集满的方法是:将带火星的木条放在集气瓶    (填“瓶口”或“瓶内”),木条出现    现象,证明氧气已集满。
(2)化学小组的同学欲用锌粒和稀盐酸反应制备氢气,用以测定氧化铁样品中氧化铁的纯度(假设杂质不挥发,也不参加反应)。所选仪器按“A→B1→E→B2→B3”的顺序连接(B1、B2、B3为浓硫酸洗气瓶),检查装置的气密性,然后进行实验。观察现象,收集有关实验数据。(提示:3H2+Fe2O32Fe+3H2O )
①在装置E中观察到的实验现象为   。
②若实验前所取氧化铁样品的质量为10g,实验后测得洗气瓶B2增加的质量为mg,则该样品中氧化铁的质量分数为   (用分数形式表示)。
③若不连接B1装置,通过测定反应前后装置B2的质量变化,来计算该样品中所含Fe2O3的质量分数。若其他操作均正确,则计算结果将  (填“偏小”、“偏大”、“不受影响”之一)。
1.小金在实验室里使用如图所示装置制取并收集一瓶二氧化碳气体。下列有关该实验装置、药品、操作及装置用途等说法错误的是(  )
A.装置A是长颈漏斗
B.锥形瓶B中的药品是稀硫酸和块状大理石
C.导管伸入集气瓶C的底部目的是充分排尽空气
D.该实验装置还可用于氧气的制取和收集实验
2.在实验室中,我们常用如图所示装置制取和收集某些气体。
(1)写出a仪器的名称:   。仪器组装完毕,下一步的实验操作应该是    。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置为    (填大写字母),该装置试管口放一团棉花的作用是    。
(3)实验室制取二氧化碳时的化学反应方程式为    。若用F装置收集二氧化碳气体,气体应从    (填“b”或“c”)端进入。实验室常选用澄清石灰水检验CO2,该反应现象是    ,若向澄清石灰水不断通入CO2直至过量,反应中各物质的质量关系如图,反应进行到M点时,含钙的化合物有    。(填化学式)该反应的化学方程式是    。
(4)经查阅资料Na2O2(过氧化钠)通常情况下为淡黄色固体,能与水发生剧烈反应产生氧气。小明在实验室用Na2O2制取氧气时发生装置选择了B而没有选择C,你认为他选择的理由是    。
3.如图所示为实验室制取或收集气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)以下装置既能用于制取和收集氧气,又能制取和收集二氧化碳的组合是   。
(2)检查装置气密性时,发现液面保持在如图B所示状态,请你判断该装置的气密性是否良好。    (选填“是”或者“否”)
(3)图C、D为气体收集装置,C和D的导管要深入集气瓶底部的主要目的是    。
1.根据图1实验装置回答问题:
(1)写出图中仪器a的名称:   。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置为    (填字母序号)。用装置F来检验二氧化碳,其现象为   ,请写出有关的化学方程式    。
(3)若用G装置来去除CO中混有的少量CO2,则该装置中最好加入下列哪种试剂
   (填字母序号),混合气体应从   (填“M”或“N”)端导管口进入。
A.浓硫酸 B.紫色石蕊溶液 C.氢氧化钠溶液
(4)实验室用FeS和稀H2SO4发生复分解反应制取H2S。H2S是有毒气体,能溶于水,其水溶液为氢硫酸。
①实验室制取H2S的化学方程式为  。
②图2中“防倒吸装置”应选择    (选填“甲”或“乙”)。
③NaOH溶液的作用是   。
2.请据图回答下列问题:
(1)若选用A装置作为在实验室制取氧气的发生装置,则制取氧气的化学反应方程式为    。
(2)实验室制取一瓶干燥的二氧化碳,为了可以随时控制反应的发生与停止,应选择的装置有    (填字母,下同),导管接口的连接顺序为  →   →   →   ,反应的化学方程式为    。
(3)若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物的反应来制取氨气,应该选用的气体发生装置是    ,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,应选用的收集装置是    。
3.结合图示实验装置,回答下列问题。(注:饱和碳酸氢钠溶液可除CO2中的HCl气体)
(1)写出仪器X的名称    。
(2)实验室用A装置制取二氧化碳的化学方程式为    ;与A装置相比,B装置作为发生装置的优点是    。
(3)某同学用C装置收集二氧化碳,验满的方法是    。
(4)若收集较纯净的二氧化碳,可从装置D、E、F中选择    装置(填装置序号)。
参考答案
例1、解:将含有CO、H2和少量水蒸气的混合气体,先通过浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,水蒸气被吸收;再通过灼热氧化铜,一氧化碳、氢气具有还原性,均能与灼热的氧化铜反应,分别生成铜和二氧化碳、铜和水,一氧化碳、氢气吸收,但生成了二氧化碳、水蒸气;最后通过高温炭层,二氧化碳能与碳在高温下反应生成一氧化碳,碳和水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气,二氧化碳、水蒸气被吸收,但生成了一氧化碳和氢气,故最终剩余的气体为CO、H2。
故选:A。
例2、解:(1)检查完装置气密性,首先加入固体药品,然后加入液体药品,开始加热制备气体,所以顺序为bca;
故答案为:bca。
(2)氯气有刺激性气味的黄色有毒气体,不能直接敞口制备,可与水反应,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,所以可以用万能瓶收集,故选D;
故答案为:D,氯气可与水、氢氧化钠溶液反应,不能用排水法收集,且为有毒气体,不能直接敞口收集,故选D收集气体。
(3)反应后溶液含有盐酸和氯化镁,都与硝酸银反应生成氯化银,无法判断盐酸的浓度;
故答案为:溶液含有氯离子,来自于盐酸与氯化锰,都与硝酸银反应生成氯化银沉淀,无法得出盐酸的浓度。
例3、解:(1)①反应物为固液混合物,不需要加热,故选A为发生装置,干燥气体需要利用浓硫酸,故选B干燥气体;
故答案为:A;B。
②过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为2H2O22H2O+O2↑;
故答案为:2H2O22H2O+O2↑。
③验证气体是否集满,将带火星的木条置于瓶口;氧气具有助燃性,看到木条复燃,说明气体集满;
故答案为:瓶口;复燃。
(2)①氧化铁为红色,与氢气反应生成铁,铁为黑色,所以看到红色固体变为黑色;
故答案为:红色固体变为黑色。
②设氧化铁质量为n,
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
160 54
n mg
n 氧化铁质量分数100%100%;
故答案为:100%。
③不加B1装置,装置内带出的水蒸气进入B2装置,使得水的质量增加,从而计算所得氧化铁的质量增加,使得测量结果偏大;
故答案为:偏大。
1.【解答】解:A、装置A是长颈漏斗正确,正确但不符合题意,故选项错误;
B、锥形瓶B中的药品是稀硫酸和块状大理石错误,应该是大理石或石灰石和稀盐酸,错误符合题意,故选项正确;
C、导管伸入集气瓶C的底部目的是充分排尽空气正确,正确但不符合题意,故选项错误;
D、如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,氧气的密度比空气大,因此能用向上排空气法收集;因此该实验装置还可用于氧气的制取和收集实验正确,正确但不符合题意,故选项错误;
故选:B。
2.解:(1)a为收集气体的集气瓶;为了避免气体泄漏,需要检查装置气密性;
故答案为:集气瓶;检查装置气密性。
(2)反应物为固体,且需要加热,故选A为发生装置;高锰酸钾为固体粉末,容易被气体带出,所以增加棉花,避免高锰酸钾进入导管,造成堵塞;
故答案为:A;防止高锰酸钾进入导管,造成堵塞。
(3)盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑;二氧化碳密度比空气大,先在底部聚集,所以从长口b进气;二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,因此利用澄清石灰水检验二氧化碳气体;M点时氢氧化钙反应完毕,此时碳酸钙与二氧化碳反应生成碳酸氢钙,但是碳酸钙还没有全部反应完毕,所以此时为碳酸钙和碳酸氢钙;碳酸钙、二氧化碳与水反应生成碳酸氢钙,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2;
故答案为:2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑;b;澄清石灰水变浑浊;CaCO3、Ca(HCO3)2;CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2。
(4)反应过于激烈,因此需要控制反应速率,因此可以利用带有分液漏斗的B装置,控制加入液体的量,从而控制反应物浓度,达到控制反应速率的目的;
故答案为:与水反应剧烈,需要控制反应速率,因此选择带有分液漏斗的发生装置B。
3.解:(1)制备氧气可以选择固液不加热发生装置或固体加热发生装置,收集装置可以选择向上排空气法收集装置,也可以选择排水法收集装置,二氧化碳只能选择固液不加热发生装置,因为溶于水,不能用排水法收集,密度比空气大,可以用向上排空法收集,故选BC可以同时制备氧气和二氧化碳;
故答案为:BC。
(2)此时液面不下降,说明装置气密性良好;
故答案为:是。
(3)排空气法收集气体,需要确保内部空气被充分排出,所以需要将导管伸入集气瓶底部,保证空气被排出,确保收集气体的纯度;
故答案为:确保内部空气可以被充分排出,保证收集气体的纯度。
1.解:(1)a为加热用的酒精灯;
故答案为:酒精灯。
(2)反应物为固体,且需要加热,故选A为发生装置;二氧化碳通入澄清石灰水,会生成碳酸钙,使澄清石灰水变浑浊;二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,书写化学方程式注意配平及沉淀符号,所以化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
故答案为:A;澄清石灰水变浑浊;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(3)二氧化碳可与氢氧化钠,不吸收一氧化碳,浓硫酸不吸收二氧化碳,无法去除二氧化碳,紫色石蕊溶液中水可与二氧化碳反应,但是不能充分吸收二氧化碳,因此最佳试剂还是氢氧化钠溶液,故选C;为了确保气体充分流经试剂,需要气体从长口进气,故选M;
故答案为:C;M。
(4)①硫化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑;
故答案为:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑。
②为了防止倒吸,需要增加接触面积,减小压强差,故选乙为吸收装置;
故答案为:乙。
③硫化氢可与氢氧化钠反应,避免硫化氢排放入大气中,造成空气污染;
故答案为:吸收硫化氢,防止污染环境。
2.解:(1)A为固体加热装置,且没有棉花,故选氯酸钾和二氧化锰制备氧气,氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为2KClO32KCl+3O2↑;
故答案为:2KClO32KCl+3O2↑。
(2)制备二氧化碳选择固液不加热装置,需要控制反应的发生和停止,需要具备改变内部压强变化,符合此要求的为B,其带有多孔隔板和活塞开关,通过活塞开关,改变内部压强变化,达到控制反应发生和停止的目的;气体从b逸出,利用浓硫酸干燥气体,确保气体充分流经浓硫酸,气体从长口h进气,短口g出气,二氧化碳密度比空气大,利用向上排空气法收集,故连接d收集气体;盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑;
故答案为:B;b;h;g;d;2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)反应物为固体,且需要加热,故选A为发生装置;氨气极易溶于水,不能用排水法收集,密度比空气小,可以用向下排空气法收集,故选E为收集装置;
故答案为:A;E。
3.解:(1)X为加入液体的分液漏斗;
故答案为:分液漏斗。
(2)盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,书写化学方程式注意配平及气体符号,所以化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;B带有分液漏斗,可以控制加入液体的量,控制反应物浓度,达到控制反应速率的目的;
故答案为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;可以控制反应速率。
(3)二氧化碳可使燃着的木条熄灭,所以可以将燃着的木条置于瓶口,若木条熄灭,则说明气体集满;
故答案为:将燃着的木条放在b口处,若木条熄灭则集满。
(4)为了确保氯化氢被充分去除,所以需要从长口进气,而生成二氧化碳气体不溶于饱和碳酸氢钠溶液,从长口进入,气体从底部聚集,内部压强不断增多,液体从另一个长导管下端排出,起到收集二氧化碳的目的,故选E作为收集装置;
故答案为:E。
【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义(二十三)
气体的制取与净化
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