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第6讲 气体的性质和制取
考点一 探究空气中氧气的含量
1．空气的组成：
成分 氮气 氧气 二氧化碳 稀有气体 其他
体积分数 78% 21% 0.03% 0.94% 0.03%
2.空气中氧气体积分数的定量估测
原理：消耗氧气，不产生其他气体
装置图 注意点
试剂要求：足量红磷装置要求：气密性良好操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹实验现象：产生大量白烟，瓶内液面上升约体积(瓶内剩余空气体积)实验结论：空气是混合物；O2约占；可助燃
(1)液面上升小于可能的原因：装置漏气；红磷量不足；未冷却完全。
(2)选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液完全吸收。
典例1 某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如图所示两个实验．已知所用实验装置气密性良好。（提示：红色的铜在加热的条件下能和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜。）
（一）关于该实验，有如下说法：
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝有红色变成黑色；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含体积的氧气。
其中不正确的说法是 和 。（填序号）
（二）对于实验一，小李同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，图中试管名为具支试管：
写出改进实验中反应的化学方程式 ，如图2改进实验与实验一相比，明显的优点是 .
（写一条即可）．在实验开始阶段，由于具支试管内的 ，导致气压先变 （填“大”或“小”），实验后期，由于 ，冷却后气压变 （填“大”或“小”）。
（三）实验二只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是 （写出其中一种）．在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 。
跟踪训练1 用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A．左侧管中产生大量白烟
B．U形管右侧液面升高
C．红磷燃烧一段时间后熄灭
D．U形管左侧中水面最终上升至数字1处
跟踪训练2 实验是科学探究的重要方法。用如图装置测定空气中氧气含量，实验时点燃酒精灯，并反复推拉注射器和挤压气球。下列对该实验的认识中，不正确的是（ ）
A．若铜粉用量不足，会影响实验结果
B．实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色
C．将铜粉改为炭粉，也能准确测出空气中氧气含量
D．该实验能证明空气中氧气约占空气总体积的
考点二 氧气的性质和制取
1．氧气的主要物理性质及化学性质
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，液态时呈淡蓝色。
(2)化学性质：较活泼，常温下能和许多物质发生反应，具有氧化性。
2．氧气实验室制备的原理及检验方法
(1)实验室制法：分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾(或加热氯酸钾与二氧化锰)。
(2)原理：
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2H2O22H2O＋O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
(3)收集方法：排水法或向上排空气法；检验(验满)方法：用带火星的木条伸入瓶内（瓶口），如果木条复燃则是氧气(或已满)。
3．氧气的用途
供给呼吸：登山、潜水、急救病人等；支持助燃：燃料燃烧、炼钢、炼铁等。
4．金属在空气或氧气中燃烧的现象及产物
(1)铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色的固体(四氧化三铁)。
(2)镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色的固体。
5．非金属物质在空气或氧气中燃烧的现象及产物
(1)木炭在氧气中剧烈燃烧发出白光(在空气中发红)，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
(2)硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰；硫在纯氧中剧烈燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，反应后生成一种具有刺激性气味的气体(SO2)。
(3)红磷在氧气中剧烈燃烧发出白光，产生浓厚的白烟。
(4)纯净的氢气在空气中能安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，放出热量。
典例2 根据如图1实验装置，请回答：
（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2，若需控制反应速率，发生装置应选用
（填字母）。
（2）若收集一瓶O2供铁丝在氧气中燃烧的实验使用，收集装置最好选用 （填字母）。
（3）甲烷气体可选择E装置进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2，由此可推断甲烷一定具备的物理性质是 、 。
（4）装置F用来测定空气中氧气含量。点燃红磷后，集气瓶中液面先 （填“上升”或“下降”），待红磷熄灭并冷却至室温后，最终集气瓶内液面停留在刻度 处。
跟踪训练3 如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，下列说法正确的是（ ）
A．它们发生的都是氧化反应
B．Ⅰ、Ⅱ两类反应均会发光
C．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
跟踪训练4 用如图装置进行氧气的制取、收集和验满实验，并利用传感器和数据采集器测定木条燃烧情况，记录如下表。下列说法不正确的是（ ）
集气瓶中氧气的体积分数 28.9% 36.8% 44.7% 52.6%
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃
A．采用分液漏斗可以控制药品的流速和用量，节约药品
B．若木条微亮，则瓶内体积分数最大的气体是氮气
C．当瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，收集到了纯净的氧气
D．该实验说明要收集较纯净氧气，需在木条复燃后再通入一会儿氧气
考点三 二氧化碳的性质与制取
1．物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
2．化学性质：一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧，也不供给呼吸。
(1)与水反应：(化学方程式)CO2＋H2O===H2CO3
(碳酸能使紫色石蕊试液变红)；
生成的碳酸不稳定：(化学方程式)H2CO3===H2O＋CO2
(加热时红色变回紫色)。
(2)与石灰水反应：(化学方程式)
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(CO2气体能使澄清的石灰水变浑浊)。
3．二氧化碳的实验室制备及检验方法
(1)实验室制法：
原料：石灰石或大理石和稀盐酸；
原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；
收集方法：向上排空气法；
检验二氧化碳气体：如果能使澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。
(2)工业制法：CaCO3CaO＋CO2↑
4．二氧化碳的用途与其性质关系
“干冰”升华吸热，可做致冷剂，用于冷藏食品和人工降雨；一般情况下CO2既不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火。
典例3 某化学兴趣小组分别用图1、图2装置制取二氧化碳气体并进行相关实验。
①图1实验中，锥形瓶内反应的化学方程式为 ，可观察到试管中的石灰水变浑浊。图2实验中，打开分液漏斗的盖子和活塞后，可观察到锥形瓶中产生大量气泡，但烧杯中没有观察到石灰水变浑浊。
②为探究图2实验中石灰水不变浑浊的原因，在饱和石灰水中放入pH传感器重新进行图2实验，测得饱和石灰水在气体进入后的pH随时间的变化如图3所示。则t1-t2时间段内溶液pH迅速减小的原因是 ，0-t1时间段内溶液pH几乎不变的原因是 。实验结论：进行二氧化碳的性质实验时，不宜用浓盐酸制取二氧化碳的原因是 .____
。
跟踪训练5 碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是（ ）
A．反应①的条件一定是点燃
B．反应②一定属于分解反应
C．反应③中，一定还有其他反应物
D．X一定是单质
跟踪训练6 兴趣小组在实验室制取CO2发生装置中连接压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法错误的是（ ）
A．ab段试管中液面逐渐上升
B．bc段反应物固体与液体脱离接触
C．c点的对应操作是打开弹簧夹
D．cd段二氧化碳气体输出
考点四 气体的检验与净化
1.气体的检验
气体 检验方法 现象
氧气 将带火星的小木条伸入集气瓶 木条复燃
二氧化碳 通入澄清石灰水 石灰水变浑浊
氢气 点燃，在火焰上方罩干冷的烧杯 纯净的气体能安静的燃烧，有淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠
一氧化碳 点燃，在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯 石灰水变浑浊
甲烷 点燃，在火焰上方罩干冷的烧杯，迅速倒转后，注入少量澄清石灰水 烧杯内壁有水珠，石灰水变浑浊
氨气 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊试纸变蓝
水蒸气 通过白色CuSO4粉末 白色粉末变蓝
氯化氢 通入HNO3酸化的AgNO3溶液中 有白色沉淀生成
2.气体的净化
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，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质的顺序，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，干燥管要“大进小出”。常见的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
强碱溶液（NaOH） 酸性气体，如CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰（NaOH+CaO） H2O（气体），酸性气体如CO2、H2S等
灼热的CuO 还原性气体如H2、CO
灼热的铜网 O2
3.气体的干燥
选用烦躁剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，其还原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。常见的气体的干燥剂的选择见下表
干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 干燥装置
酸性 浓硫酸 H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl NH3
碱性 固体氢氧化钠、生石灰、碱石灰 H2、O2、CO、CH4、N2、NH3 CO2、SO2、HCl
中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
典例4 化学是一门以实验为基础的科学。结合图示回答问题：
Ⅰ.气体的实验室制取及性质
（1）仪器①的名称为 。
（2）若用装置B制取氧气，则反应的化学方程式为 。
（3）实验室常用 （填标号）装置收集CO2；若用E装置检验CO2，E中应盛有的试剂是 。
Ⅱ.实验室测定样品纯度小王同学设计了以下实验装置（夹持装置已略去）测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应）。
（1）丙中玻璃管里发生反应的化学方程式为 。
（2）从实验的安全性考虑，应该 （填标号）。
A.先通入H2，排尽空气后，再点燃酒精灯
B.先点燃酒精灯，后通入H2
（3）反应前氧化铜样品质量为ag,丁装置质量为bg,充分反应后丁装置质量为cg,则氧化铜样品的纯度= ×100%（用代数式表示，结果化为最简）。
跟踪训练7 下列关于科学实验中“操作-现象-结论”的描述正确的是（ ）
A．在某固体物质中加入稀盐酸，产生大量气泡，该物质一定是碳酸盐
B．将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，该气体一定是二氧化碳
C．将某溶液滴在红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，该溶液可能是碱溶液
D．将烧杯罩在蜡烛的火焰上方，内壁出现小水珠，说明蜡烛中一定含有氢、氧元素
跟踪训练8 下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
选项 实验目的 实验操作
A 除去CO中的少量H2O和CO2 先通过浓硫酸，再通过氢氧化钠溶液
B 测定空气中氧气的含量 点燃密闭容器中少量的红磷消耗氧气，用水补充，测进入的水的体积
C 鉴别NaCl、Na2SO4和（NH4）2SO4 各取少量于试管中，分别滴加Ba（OH）2溶液
D 实验室制取二氧化碳 一氧化碳在纯氧中燃烧
基础保分
1. 测定空气中氧气含量的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．选用红磷的目的是反应消耗O2，生成固态物质，装置压强变小
B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
C．红磷燃烧产生黄色的光、白色的烟雾
D．本实验可以证明空气中含有N2、O2、稀有气体
2. 人类每时每刻都离不开空气，空气在生活中用途非常广泛。下列有关说法正确的是（ ）
A．铁丝能在氧气中燃烧生成氧化铁，说明氧气具有助燃性
B．可在食品包装袋中充入氮气防腐，说明氮气化学性质比较活泼
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源
D．二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料，所以空气中的二氧化碳越多越好
3. 在实验室里用高锰酸钾制取氧气，必不可少的组仪器是（ ）
A．试管、酒精灯、水槽、集气瓶、漏斗
B．铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片、酒精灯
C．集气瓶、铁架台、酒精灯、带导管的橡胶塞、玻璃片
D．试管、酒精灯、带导管的橡胶塞、玻璃片、集气瓶、铁架台
4. 小明为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。以下说法错误的是（ ）
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
A．以上两种方法中，排水法收集到的氧气更纯净
B．用排水法也收集不到纯净氧气的主要原因是排水法收集的氧气中混有水蒸气
C．向上排空气法收集到氧气浓度只有80%左右的原因之一是氧气密度只是略大于空气
D．向上排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃
5. 碳和碳的化合物间转化关系如图所示，“→”表示物质间可以发生转化。下列说法正确的是（ ）
A．反应C→CO2，碳元素化合价不变
B．反应CaCO3→CO2，一定是分解反应
C．反应CO→CO2，一定是CO的燃烧
D．图中涉及的反应中至少有5个化合反应
6. 对如图所示装置认识不正确的是（ ）
A．制取气体前需要检验装置的气密性
B．该装置可用于实验室制取氢气
C．用于石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，可控制反应的发生和停止
D．用于石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，多孔板的材质可以换成铁
7. 下列各图是在CO2和O2的实验室制取、收集、验满以及性质验证的实验过程中的部分操作图示，其中有正确的是（ ）
A． B． C． D．
检查装置气密性 收集二氧化碳 收集氧气并验满 氧气性质验证
8. 某混合气体可能含有水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳中的一种或两种，为检验混合气体的成分，将混合气体依次通过如图所示的A（碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物）、B、C、D装置，观察到B中无明显现象，D烧杯内壁出现浑浊。下列分析正确的是（ ）
A．肯定没有二氧化碳和水蒸气
B．若A中碱石灰质量增加，则一定含有二氧化碳
C．肯定含有一氧化碳，可能含有氢气和二氧化碳
D．肯定含有一氧化碳和氢气，可能含有水蒸气
9. 下列混合气体（括号内气体为杂质）能用如图装置进行除杂、干燥、收集的是（ ）
A．O2（CO2） B．H2（HCl） C．CO2（HCl） D．CO2（CO）
10. 除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），拟定的实验方案可行的是（ ）
A．CO2（CO气体）——点燃气体
B．Cu（CuO）——加入足量稀盐酸，过滤
C．CO2（H2O）——用生石灰干燥
D．NaCl溶液（Na2CO3）——加入过量的氯化钙溶液，过滤
能力提升
1. 利用物质在空气中燃烧，可以测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列说法正确的是（ ）
A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快
B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应
C．三个实验中均为氧气过量
D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高
2. 用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析不正确的是（ ）
A．用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下
B．乙实验中A处带火星木条不复燃，C处带火星木条复燃
C．乙实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
D．丙为该实验的图像
3. 某化学实验小组用如图所示装置验证二氧化碳的相关性质。实验步骤如下：
（1）步骤Ⅰ：关闭K1和K2，加热c,通入足量二氧化碳，观察现象；
（2）步骤Ⅱ：一段时间后，打开K2，继续通入足量的二氧化碳，观察现象；
（3）步骤Ⅲ：打开K1，通入足量的二氧化碳，观察现象；
（4）停止通入二氧化碳，停止加热。
下列说法：
①步骤Ⅰ中b、d处纸花均不变色；
②步骤Ⅱ中b、d处纸花均变色；
③步骤Ⅲ中烧杯内高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭；
④只通过步骤Ⅱ中的现象可以说明二氧化碳能与水发生反应；
⑤只通过步骤Ⅲ中的现象可以说明通常情况下，二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧。
其中正确的组合是（ ）
A．①④ B．①⑤ C．②③ D．③④
4. 用如图装置来分离CO2和CO混合气体并干燥，现装置内空气已排尽。实验步骤为：①关闭活塞b和止水夹d,打开止水夹a、c；②关闭止水夹a、c,打开活塞b和止水夹d。甲、乙、丙中分别盛放的试剂为（ ）
选项 甲 乙 丙
A NaOH溶液 稀H2SO4 浓H2SO4
B NaOH溶液 稀H2SO4 NaOH溶液
C 饱和NaHCO3溶液 浓盐酸 浓H2SO4
D 浓H2SO4 NaOH溶液 浓H2SO4
5. 露天焚烧垃圾，会对空气造成污染。某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分进行探究，请你参与探究并回答有关问题。
【提出问题】燃烧该垃圾产生的废气成分是什么？
【查阅资料】①浓硫酸是一种常见的干燥剂；
②白色无水硫酸铜固体遇水会变为蓝色。
【作出猜想】猜想一：CO2、H2O；
猜想二： ；
猜想三：CO2、CO、H2O。
【实验探究】将该垃圾燃烧产生的废气依次通过如图所示装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证。
【记录实验现象】装置A中的实验现象为 ；C中的实验现象为黑色固体变红；D中的实验现象为澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】
燃烧该垃圾产生的废气成分是CO2、CO、H2O。
【交流与解释】（1）装置B的作用是 ，发生反应的化学方程式为 。
（2）装置E处气球的作用是 。
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第6讲 气体的性质和制取
考点一 探究空气中氧气的含量
1．空气的组成：
成分 氮气 氧气 二氧化碳 稀有气体 其他
体积分数 78% 21% 0.03% 0.94% 0.03%
2.空气中氧气体积分数的定量估测
原理：消耗氧气，不产生其他气体
装置图 注意点
试剂要求：足量红磷装置要求：气密性良好操作要求：待集气瓶冷却到室温后再打开弹簧夹实验现象：产生大量白烟，瓶内液面上升约体积(瓶内剩余空气体积)实验结论：空气是混合物；O2约占；可助燃
(1)液面上升小于可能的原因：装置漏气；红磷量不足；未冷却完全。
(2)选择的药品应具备的条件：能在空气中燃烧；在空气中燃烧时只与氧气反应，不消耗空气中其他气体；燃烧后只产生固体或产生的气体可以被水或其他溶液完全吸收。
典例1 某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，正确完成如图所示两个实验．已知所用实验装置气密性良好。（提示：红色的铜在加热的条件下能和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜。）
（一）关于该实验，有如下说法：
①红磷熄灭并冷却后才能打开弹簧夹；②点燃酒精灯加热铜丝，可观察到铜丝有红色变成黑色；③停止加热后即可读出注射器内气体的体积约为24mL；④实验取用铜丝质量的多少不会影响实验结果；⑤两个实验均能证明空气是混合物；⑥两个实验均能证明空气中约含体积的氧气。
其中不正确的说法是 和 。（填序号）
（二）对于实验一，小李同学进行了改进与创新，实验过程如图2所示，图中试管名为具支试管：
写出改进实验中反应的化学方程式 ，如图2改进实验与实验一相比，明显的优点是 .
（写一条即可）．在实验开始阶段，由于具支试管内的 ，导致气压先变 （填“大”或“小”），实验后期，由于 ，冷却后气压变 （填“大”或“小”）。
（三）实验二只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，你认为造成该实验不够精确的可能原因是 （写出其中一种）．在加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 。
答案 （一）③；④（二）4P+5O2点燃2P2O5 装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等；白磷燃烧放热，导致气体膨胀；大；具支试管中的氧气被耗尽；小；（三）加入的铜丝量不足（答案合理即可）；促进空气流通，尽可能耗尽氧气．
解析 （一）①红磷燃烧并冷却后打开弹簧夹，避免了集气瓶内压强过大进入水过少，不能正确测定空气中氧气的含量的情况，故①说法正确；②点燃酒精灯加热铜丝，铜与氧气反应生成氧化铜（2Cu+O22CuO），所以铜丝表面由光滑的红色变成黑色，故②说法正确；③应该在停止加热并冷却至室温才能读数，故③说法错误；④实验过程中为了将空气中的氧气完全耗尽，加入的红磷和铜丝必须是过量的，故④说法错误；⑤两个实验均能证明空气是混合物，故⑤说法正确；⑥两个实验均能证明空气中约含五分之一体积的氧气，故⑥说法正确．
（二）磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为：4P+5O2点燃2P2O5；
如图2改进实验与B实验相比，明显的优点是，装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等，故填：装置简单或操作简便或实验结果更准确（误差小），或封闭体系更环保或试验成功率高等；在实验开始阶段，由于支型试管内的由于白磷燃烧放热，气体受热膨胀，导致气压先变大，实验后期，由于具支试管中的氧气被耗尽，故冷却后气压变小．
（三）改进后的实验只是粗略测定空气中氧气含量的一种方法，造成该实验不够精确的可能原因有以下几个原因：注射器的前端、玻璃管管比较细，不利于铜丝与注射器里的氧气反应，未交替缓缓推动两个注射器活塞，加入的铜丝量不足，没有完全消耗掉氧气，读数时没有冷却至室温等．
交替缓慢推动两个注射器的目的是使封闭空间的氧气与铜丝充分接触，使空气中的氧气与铜丝充分反应；
跟踪训练1 用如图装置可验证空气中O2的含量。下列现象能表明O2含量的是（ ）
A．左侧管中产生大量白烟
B．U形管右侧液面升高
C．红磷燃烧一段时间后熄灭
D．U形管左侧中水面最终上升至数字1处
答案 D
解析 A、左侧管中产生大量白烟是红磷燃烧产生的，不能表明氧气的含量，故选项错误。
B、红磷燃烧刚开始温度升高，气压会增大，导致U形管右侧液面升高，不能说明含氧量，故选项错误。
C、红磷燃烧一段时间后熄灭，表明红磷燃烧已将装置中的氧气消耗完，但不能表明氧气的含量，故选项错误。
D、红磷燃烧只消耗空气中的氧气，且氮气难溶于水，红磷在空气中燃烧消耗管中的氧气，使左侧管内压强减小，导致水面移动，U形管左侧中水面最终上升至数字1处可表明氧气的含量，故选项正确。
跟踪训练2 实验是科学探究的重要方法。用如图装置测定空气中氧气含量，实验时点燃酒精灯，并反复推拉注射器和挤压气球。下列对该实验的认识中，不正确的是（ ）
A．若铜粉用量不足，会影响实验结果
B．实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色
C．将铜粉改为炭粉，也能准确测出空气中氧气含量
D．该实验能证明空气中氧气约占空气总体积的
答案 C
解析 A、若铜粉用量不足，不能完全消耗装置中的氧气，会影响实验结果，故选项说法正确。
B、铜粉在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，实验时玻璃管中红色固体逐渐变为黑色，故选项说法正确。
C、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项说法错误。
D、气体减少的体积约占空气总体积的，则该实验能证明空气中氧气约占空气总体积的，故选项说法正确。
考点二 氧气的性质和制取
1．氧气的主要物理性质及化学性质
(1)物理性质：无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水，液态时呈淡蓝色。
(2)化学性质：较活泼，常温下能和许多物质发生反应，具有氧化性。
2．氧气实验室制备的原理及检验方法
(1)实验室制法：分解过氧化氢溶液或加热高锰酸钾(或加热氯酸钾与二氧化锰)。
(2)原理：
2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
2H2O22H2O＋O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
(3)收集方法：排水法或向上排空气法；检验(验满)方法：用带火星的木条伸入瓶内（瓶口），如果木条复燃则是氧气(或已满)。
3．氧气的用途
供给呼吸：登山、潜水、急救病人等；支持助燃：燃料燃烧、炼钢、炼铁等。
4．金属在空气或氧气中燃烧的现象及产物
(1)铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色的固体(四氧化三铁)。
(2)镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色的固体。
5．非金属物质在空气或氧气中燃烧的现象及产物
(1)木炭在氧气中剧烈燃烧发出白光(在空气中发红)，生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
(2)硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰；硫在纯氧中剧烈燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，反应后生成一种具有刺激性气味的气体(SO2)。
(3)红磷在氧气中剧烈燃烧发出白光，产生浓厚的白烟。
(4)纯净的氢气在空气中能安静地燃烧，发出淡蓝色的火焰，放出热量。
典例2 根据如图1实验装置，请回答：
（1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2，若需控制反应速率，发生装置应选用
（填字母）。
（2）若收集一瓶O2供铁丝在氧气中燃烧的实验使用，收集装置最好选用 （填字母）。
（3）甲烷气体可选择E装置进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2，由此可推断甲烷一定具备的物理性质是 、 。
（4）装置F用来测定空气中氧气含量。点燃红磷后，集气瓶中液面先 （填“上升”或“下降”），待红磷熄灭并冷却至室温后，最终集气瓶内液面停留在刻度 处。
答案 （1）B（2）E（3）密度比空气小；难溶于水（4）下降；1
解析 （1）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取O2，若需控制反应速率，发生装置应选用B；
（2）若收集一瓶O2供铁丝在氧气中燃烧的实验使用，收集装置最好选用E装置，方便集气瓶中留少量水，防止铁的熔化物溅落，炸裂集气瓶；
（3）甲烷气体可选择E装置进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图2，由此可推断甲烷一定具备的物理性质是：密度比空气小；难溶于水；
（4）装置F中，点燃红磷后，集气瓶中液面先下降待红磷熄灭并冷却至室温后，因为气体体积热胀冷缩，冷却至室温后，最终集气瓶内液面停留在刻度1处，证明氧气约占空气体积的五分之一；
跟踪训练3 如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，下列说法正确的是（ ）
A．它们发生的都是氧化反应
B．Ⅰ、Ⅱ两类反应均会发光
C．Ⅰ、Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
答案 A
解析 A.燃烧属于氧化反应，缓慢氧化也属于氧化反应，所以它们发生的都是氧化反应，该选项正确。
B.燃烧发光，缓慢氧化不发光，该选项不正确。
C.I类反应是燃烧，体现了氧气的助燃性，Ⅱ类反应是缓慢氧化，缓慢氧化没有体现了氧气的助燃性，该选项不正确。
D.燃烧、缓慢氧化都放出热量，该选项不正确。
跟踪训练4 用如图装置进行氧气的制取、收集和验满实验，并利用传感器和数据采集器测定木条燃烧情况，记录如下表。下列说法不正确的是（ ）
集气瓶中氧气的体积分数 28.9% 36.8% 44.7% 52.6%
带火星木条的状况 微亮 亮 很亮 复燃
A．采用分液漏斗可以控制药品的流速和用量，节约药品
B．若木条微亮，则瓶内体积分数最大的气体是氮气
C．当瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，收集到了纯净的氧气
D．该实验说明要收集较纯净氧气，需在木条复燃后再通入一会儿氧气
答案 C
解析 A、采用分液漏斗可以节约药品、控制添加药品速度进而控制反应速率，故A正确；
B、若木条微亮，则氧气体积分数28.9%，瓶内氮气的体积分数=1-28.9%=71.1%，瓶内体积分数最大的气体是氮气，故B正确；
C、瓶口的木条复燃，说明氧气已经集满，但不一定是收集到了纯净的氧气，故C错误；
D、木条复燃时氧气体积分数只有52.6%，故该实验说明要收集较纯净O2，需在木条复燃后再通入一会儿O2，故D正确。
考点三 二氧化碳的性质与制取
1．物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
2．化学性质：一般情况下，既不能燃烧，也不支持燃烧，也不供给呼吸。
(1)与水反应：(化学方程式)CO2＋H2O===H2CO3
(碳酸能使紫色石蕊试液变红)；
生成的碳酸不稳定：(化学方程式)H2CO3===H2O＋CO2
(加热时红色变回紫色)。
(2)与石灰水反应：(化学方程式)
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
(CO2气体能使澄清的石灰水变浑浊)。
3．二氧化碳的实验室制备及检验方法
(1)实验室制法：
原料：石灰石或大理石和稀盐酸；
原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；
收集方法：向上排空气法；
检验二氧化碳气体：如果能使澄清石灰水变浑浊，则是二氧化碳。
(2)工业制法：CaCO3CaO＋CO2↑
4．二氧化碳的用途与其性质关系
“干冰”升华吸热，可做致冷剂，用于冷藏食品和人工降雨；一般情况下CO2既不能燃烧，也不支持燃烧，密度比空气大，可用于灭火。
典例3 某化学兴趣小组分别用图1、图2装置制取二氧化碳气体并进行相关实验。
①图1实验中，锥形瓶内反应的化学方程式为 ，可观察到试管中的石灰水变浑浊。图2实验中，打开分液漏斗的盖子和活塞后，可观察到锥形瓶中产生大量气泡，但烧杯中没有观察到石灰水变浑浊。
②为探究图2实验中石灰水不变浑浊的原因，在饱和石灰水中放入pH传感器重新进行图2实验，测得饱和石灰水在气体进入后的pH随时间的变化如图3所示。则t1-t2时间段内溶液pH迅速减小的原因是 ，0-t1时间段内溶液pH几乎不变的原因是 。实验结论：进行二氧化碳的性质实验时，不宜用浓盐酸制取二氧化碳的原因是 .
。
答案 ①2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑。②挥发出的氯化氢与石灰水反应使溶液pH迅速减小；先排出的是装置内的空气，不会使溶液的pH明显变化；浓盐酸具有挥发性，会导致收集的CO2不纯。
解析 ①大理石主要组分为碳酸钙，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：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑。
②盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢进入澄清石灰水中，氯化氢与氢氧化钙发生反应生成氯化钙和水，氢氧化钙减小，碱性减弱，所以pH迅速减小；氯化氢刚挥发出要将内部空气排出，此时空气进入澄清石灰水，不影响溶液pH的变化；根据实验可以看出，盐酸是有氯化氢挥发出的，因此制备二氧化碳气体若选择浓盐酸，制备的二氧化碳中会混入氯化氢，导致气体不纯；
故答案为：挥发出的氯化氢与石灰水反应使溶液pH迅速减小；先排出的是装置内的空气，不会使溶液的pH明显变化；浓盐酸具有挥发性，会导致收集的CO2不纯。
跟踪训练5 碳及其部分化合物的转化关系如图所示，其中X表示转化中的另一种反应物。下列说法正确的是（ ）
A．反应①的条件一定是点燃
B．反应②一定属于分解反应
C．反应③中，一定还有其他反应物
D．X一定是单质
答案 C
解析 A、碳转化为一氧化碳，可以是碳不完全燃烧生成一氧化碳，也可以是碳与二氧化碳高温条件下反应生成，故选项说法错误。
B、碳酸钙转化为二氧化碳，可以是碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳（属于分解反应），也可以是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳（属于复分解反应），故选项说法错误。
C、二氧化碳（CO2）由碳元素和氧元素组成，碳酸（H2CO3）由碳、氢、氧元素组成，根据化学反应前后元素种类不变，所以反应③中，一定还有含氢元素的反应物，故选项说法正确。
D、碳转化为二氧化碳，可以是碳完全燃烧，也可以是碳还原金属氧化物，如碳和氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳，X也可以是金属氧化物，不一定是单质，故选项说法错误。
跟踪训练6 兴趣小组在实验室制取CO2发生装置中连接压强传感器，如图一。测得实验过程中试管内气体压强变化情况如图二。下列说法错误的是（ ）
A．ab段试管中液面逐渐上升
B．bc段反应物固体与液体脱离接触
C．c点的对应操作是打开弹簧夹
D．cd段二氧化碳气体输出
答案 A
解析 A、ab段，产生了二氧化碳气体，压强增大，试管中液面逐渐下降，故选项说法错误。
B、bc段，压强不变，石灰石与盐酸脱离接触，故选项说法正确。
C、c点之后压强减小，气体输出，说明此时是打开了弹簧夹，装置内压强减小，故选项说法正确。
D、cd段压强减小，说明气体不断输出，证明二氧化碳不断输出，故选项说法正确。
考点四 气体的检验与净化
1.气体的检验
气体 检验方法 现象
氧气 将带火星的小木条伸入集气瓶 木条复燃
二氧化碳 通入澄清石灰水 石灰水变浑浊
氢气 点燃，在火焰上方罩干冷的烧杯 纯净的气体能安静的燃烧，有淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠
一氧化碳 点燃，在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯 石灰水变浑浊
甲烷 点燃，在火焰上方罩干冷的烧杯，迅速倒转后，注入少量澄清石灰水 烧杯内壁有水珠，石灰水变浑浊
氨气 用湿润的红色石蕊试纸放在试管口 红色石蕊试纸变蓝
水蒸气 通过白色CuSO4粉末 白色粉末变蓝
氯化氢 通入HNO3酸化的AgNO3溶液中 有白色沉淀生成
2.气体的净化
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，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质的顺序，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，干燥管要“大进小出”。常见的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
强碱溶液（NaOH） 酸性气体，如CO2、SO2、HCl、H2S等
碱石灰（NaOH+CaO） H2O（气体），酸性气体如CO2、H2S等
灼热的CuO 还原性气体如H2、CO
灼热的铜网 O2
3.气体的干燥
选用烦躁剂应根据气体的性质和干燥剂的性质确定，其还原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。常见的气体的干燥剂的选择见下表
干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 干燥装置
酸性 浓硫酸 H2、O2、CO2、CO、CH4、N2、SO2、HCl NH3
碱性 固体氢氧化钠、生石灰、碱石灰 H2、O2、CO、CH4、N2、NH3 CO2、SO2、HCl
中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
典例4 化学是一门以实验为基础的科学。结合图示回答问题：
Ⅰ.气体的实验室制取及性质
（1）仪器①的名称为 。
（2）若用装置B制取氧气，则反应的化学方程式为 。
（3）实验室常用 （填标号）装置收集CO2；若用E装置检验CO2，E中应盛有的试剂是 。
Ⅱ.实验室测定样品纯度小王同学设计了以下实验装置（夹持装置已略去）测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应）。
（1）丙中玻璃管里发生反应的化学方程式为 。
（2）从实验的安全性考虑，应该 （填标号）。
A.先通入H2，排尽空气后，再点燃酒精灯
B.先点燃酒精灯，后通入H2
（3）反应前氧化铜样品质量为ag,丁装置质量为bg,充分反应后丁装置质量为cg,则氧化铜样品的纯度= ×100%（用代数式表示，结果化为最简）。
答案 Ⅰ.（1）水槽。（2）2H2O2MnO22H2O+O2↑。（3）D；澄清石灰水。Ⅱ.（1）H2+CuO△ Cu+H2O。（2）A。（3）40(c b)/9a。
解析 Ⅰ.（1）①为盛取液体的水槽；（2）B为固液不加热装置，故选过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气，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2H2O2MnO22H2O+O2↑；（3）二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，采用向上排空气法收集，故选D为收集装置；二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，所以E装置内为澄清石灰水；Ⅱ.（1）氢气和氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为H2+CuO△ Cu+H2O；（2）氢气属于易燃易爆气体，加热前需要进行排空，避免发生爆炸，所以先通入氢气排空后再加热，故选A；（3）设氧化铜的质量为m,生成水的质量=cg-bg,
H2+CuO△ Cu+H2O
80 18
m cg-bg
m=40(cg bg)/9
因此氧化铜纯度=m/ag=40(c b)/9a×100%
跟踪训练7 下列关于科学实验中“操作-现象-结论”的描述正确的是（ ）
A．在某固体物质中加入稀盐酸，产生大量气泡，该物质一定是碳酸盐
B．将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，该气体一定是二氧化碳
C．将某溶液滴在红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，该溶液可能是碱溶液
D．将烧杯罩在蜡烛的火焰上方，内壁出现小水珠，说明蜡烛中一定含有氢、氧元素
答案 C
解析 A、在某固体物质中加入稀盐酸，产生大量气泡，该物质不一定是碳酸盐，也可能是活泼金属等，故选项说法错误。
B、将燃着的木条放在集气瓶口，木条熄灭，该气体不一定是二氧化碳，也可能是氮气等，故选项说法错误。
C、将某溶液滴在红色石蕊试纸上，试纸变蓝色，该溶液可能是碱溶液，也可能为显碱性的盐溶液，故选项说法正确。
D、将烧杯罩在蜡烛的火焰上方，内壁出现小水珠，说明生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，反应物氧气中只含有氧元素，说明蜡烛中一定含有氢元素，无法确定是否含有氧元素，故选项说法错误。
跟踪训练8 下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
选项 实验目的 实验操作
A 除去CO中的少量H2O和CO2 先通过浓硫酸，再通过氢氧化钠溶液
B 测定空气中氧气的含量 点燃密闭容器中少量的红磷消耗氧气，用水补充，测进入的水的体积
C 鉴别NaCl、Na2SO4和（NH4）2SO4 各取少量于试管中，分别滴加Ba（OH）2溶液
D 实验室制取二氧化碳 一氧化碳在纯氧中燃烧
答案 C
解析 A、先通过浓硫酸，能除去水蒸气；再通过氢氧化钠溶液，能除去二氧化碳，但又引入了水蒸气，故选项实验操作不能达到实验目的。
B、测定空气中氧气的含量，应使用足量的红磷消耗氧气，否则测定结果偏小，故选项实验操作不能达到实验目的。
C、各取少量于试管中，分别滴加Ba（OH）2溶液，无明显现象的是氯化钠溶液，只产生白色沉淀的是硫酸钠溶液，同时产生白色沉淀和有刺激性气味气体的是（NH4）2SO4溶液，可以鉴别，故选项实验操作能达到实验目的。
D、一氧化碳在纯氧中燃烧，不易收集到纯净的二氧化碳气体，故选项实验操作不能达到实验目的。
基础保分
1. 测定空气中氧气含量的实验装置如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．选用红磷的目的是反应消耗O2，生成固态物质，装置压强变小
B．燃烧匙中的红磷可以换成硫或木炭
C．红磷燃烧产生黄色的光、白色的烟雾
D．本实验可以证明空气中含有N2、O2、稀有气体
答案 A
解析 A、选用红磷的目的是反应消耗O2，生成固态物质，使装置内压强变小，测出空气中氧气的含量，故A正确；
B、硫或木炭在空气中燃烧，消耗氧气生成二氧化硫或二氧化碳气体，装置内压强几乎不变，不能用来测定空气中氧气的含量，故B错误；
C、红磷在空气中燃烧发出黄光、产生大量的白烟，故C错误；
D、该实验中红磷与氧气反应，能证明空气中含有氧气，不能证明空气中含有N2、稀有气体，故D错误。
2. 人类每时每刻都离不开空气，空气在生活中用途非常广泛。下列有关说法正确的是（ ）
A．铁丝能在氧气中燃烧生成氧化铁，说明氧气具有助燃性
B．可在食品包装袋中充入氮气防腐，说明氮气化学性质比较活泼
C．稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源
D．二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料，所以空气中的二氧化碳越多越好
答案 C
解析 A、铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，而不是氧化铁，故A不正确；
B、食品包装袋中充入氮气可防腐，是因为氮气化学性质不活泼，故B不正确；
C、稀有气体通电时能发出不同颜色的光，则可作电光源，故C正确；
D、植物光合作用需要二氧化碳，但空气中二氧化碳含量过高会引起温室效应，故D不正确。
3. 在实验室里用高锰酸钾制取氧气，必不可少的组仪器是（ ）
A．试管、酒精灯、水槽、集气瓶、漏斗
B．铁架台、烧瓶、集气瓶、玻璃片、酒精灯
C．集气瓶、铁架台、酒精灯、带导管的橡胶塞、玻璃片
D．试管、酒精灯、带导管的橡胶塞、玻璃片、集气瓶、铁架台
答案 D
解析 高锰酸钾制取氧气，选择固固发生装置，选择的仪器有试管、铁架台、酒精灯，收集用到的仪器有集气瓶、玻璃片和带导管的橡胶塞，故选：D。
4. 小明为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异，做了如下实验：加热高锰酸钾固体，分别用两种方法各收集三瓶氧气，并使用传感器测定收集到的氧气浓度，数据见表。以下说法错误的是（ ）
收集方法 向上排空气法 排水法
氧气浓度% 79.6 79.7 79.9 90.0 89.8 89.3
氧气平均浓度% 79.7 89.7
A．以上两种方法中，排水法收集到的氧气更纯净
B．用排水法也收集不到纯净氧气的主要原因是排水法收集的氧气中混有水蒸气
C．向上排空气法收集到氧气浓度只有80%左右的原因之一是氧气密度只是略大于空气
D．向上排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃
答案 D
解析 A、使用排水法收集的氧气平均浓度为89.7%，故排水法收集到的氧气更纯净，A正确；
B、用排水法也收集不到纯净氧气的主要原因是排水法收集的氧气中混有水蒸气，B正确；
C、向上排空气法收集到氧气浓度只有80%左右的原因之一是氧气密度只是略大于空气，C正确；
D、向上排空气法收集氧气，验满方法是将带火星的木条伸到集气瓶口，观察木条是否复燃，D错误；
5. 碳和碳的化合物间转化关系如图所示，“→”表示物质间可以发生转化。下列说法正确的是（ ）
A．反应C→CO2，碳元素化合价不变
B．反应CaCO3→CO2，一定是分解反应
C．反应CO→CO2，一定是CO的燃烧
D．图中涉及的反应中至少有5个化合反应
答案 D
解析 A.反应C→CO2，C属于单质，化合价为0，二氧化碳中碳元素显+4价，碳元素化合价改变，故A不正确；
B.反应CaCO3→CO2，碳酸钙高温反应生成氧化钙和水，该反应属于分解反应，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，该反应属于复分解反应，不一定是分解反应，故B不正确；
C.反应CO→CO2，一氧化碳与氧气在点燃条件下充分反应生成二氧化碳，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，不一定是一氧化碳燃烧，故C不正确；
D.碳不充分燃烧生成一氧化碳，属于化合反应；碳充分燃烧生成二氧化碳，属于化合反应；一氧化碳与氧气充分燃烧生成二氧化碳，属于化合反应；二氧化碳与碳在高温条件下反应生成一氧化碳，属于化合反应；二氧化碳与水反应生成碳酸，属于化合反应；碳酸受热分解生成二氧化碳和水，二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，图中涉及的反应中至少有5个化合反应，故D正确；
6. 对如图所示装置认识不正确的是（ ）
A．制取气体前需要检验装置的气密性
B．该装置可用于实验室制取氢气
C．用于石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，可控制反应的发生和停止
D．用于石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时，多孔板的材质可以换成铁
答案 D
解析 A、制取气体前需要检验装置的气密性，若装置气密性不好，可能会导致收集不到气体，故选项说法正确。
B、实验室常采用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，锌粒属于较大金属颗粒，可以放在多孔塑料板上，该装置可用来制取氢气，故选项说法正确。
C、通过控制导管处的弹簧夹可以实现固液分离，从而控制反应的发生和停止，故选项说法正确。
D、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，会导致制得的二氧化碳中混有氢气，不能将多孔板的材质换成铁，故选项说法错误。
7. 下列各图是在CO2和O2的实验室制取、收集、验满以及性质验证的实验过程中的部分操作图示，其中有正确的是（ ）
A． B． C． D．
检查装置气密性 收集二氧化碳 收集氧气并验满 氧气性质验证
答案 A
解析 A.图示装置拉注射器的活塞时，若长颈漏斗的下端冒出气泡，说明该装置的气密性是良好的，操作正确；
B.二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集二氧化碳，操作错误；
C.氧气的密度比空气大，收集氧气时，氧气从长管进入，验满时可将带火星得到木条放在短导管口处，若木条复燃，证明氧气已满，操作错误；
D.硫在氧气中燃烧生成的二氧化硫是一种有毒气体，扩散到空气会造成空气污染，所以在实验前应在集气瓶内加少量水，用于吸收二氧化硫，操作错误。
8. 某混合气体可能含有水蒸气、氢气、一氧化碳、二氧化碳中的一种或两种，为检验混合气体的成分，将混合气体依次通过如图所示的A（碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物）、B、C、D装置，观察到B中无明显现象，D烧杯内壁出现浑浊。下列分析正确的是（ ）
A．肯定没有二氧化碳和水蒸气
B．若A中碱石灰质量增加，则一定含有二氧化碳
C．肯定含有一氧化碳，可能含有氢气和二氧化碳
D．肯定含有一氧化碳和氢气，可能含有水蒸气
答案 C
解析 A.装置A（碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰的混合物），CO2气体和水蒸气可能被完全吸收，不能确定是否存在二氧化碳和水蒸气，故A错误；
B.若A中碱石灰质量增加，可能吸收了水蒸气，不一定含有CO2，故B错误；
C.D烧杯内壁出现浑浊，一氧化碳点燃生成二氧化碳，肯定含有一氧化碳，可能含有氢气和CO2，故C正确；
D.观察到B中无明显现象，D烧杯内壁出现浑浊，肯定含有一氧化碳，可能含有氢气和水蒸气，故D错误；
9. 下列混合气体（括号内气体为杂质）能用如图装置进行除杂、干燥、收集的是（ ）
A．O2（CO2） B．H2（HCl） C．CO2（HCl） D．CO2（CO）
答案 B
解析 A.O2（CO2），二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，氧气可以用浓硫酸干燥，氧气的密度大于空气的密度，应该用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集，故错误；
B.H2（HCl），氯化氢能与氢氧化钠溶液反应，氢气可以用浓硫酸干燥，氢气的密度比空气小，可用向下排空气法收集，故正确；
C.CO2（HCl），二氧化碳和氯化氢气体均能与氢氧化钠溶液发生反应，不能达到气体的分离提纯目的，故错误；
D.CO2（CO），一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应，不能除去杂质，达不到气体的分离提纯目的，故错误；
10. 除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），拟定的实验方案可行的是（ ）
A．CO2（CO气体）——点燃气体
B．Cu（CuO）——加入足量稀盐酸，过滤
C．CO2（H2O）——用生石灰干燥
D．NaCl溶液（Na2CO3）——加入过量的氯化钙溶液，过滤
答案 B
解析 A、二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧，一氧化碳在二氧化碳中不能点燃，故A不正确；
B、CuO能与足量的稀盐酸反应生成氯化铜和水，铜不与稀盐酸反应，加入足量稀盐酸，过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故B正确；
C、氧化钙吸水干燥后会生成氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳气体反应，能除去杂质也能将主要物质除去，故C不正确；
D、Na2CO3能与适量的CaCl2溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钙（过量的），不符合除杂原则，故D不正确。
能力提升
1. 利用物质在空气中燃烧，可以测定空气中氧气的含量。某化学兴趣小组想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧，用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如图。下列说法正确的是（ ）
A．测定空气中氧气含量效果最好的是蜡烛，因为它反应速率快
B．该实验证明氧气的浓度较低时，红磷与白磷还能与之发生反应
C．三个实验中均为氧气过量
D．若用这三种物质做实验，测得空气中氧气含量偏高
答案 B
解析 A、根据三张图像可以看出，蜡烛测量结果偏大，不适合用于测量氧气含量，选项A错误；
B、蜡烛在氧气浓度为13%左右时就熄灭了，不能继续燃烧，而红磷和白磷在低于10%之后才熄灭，因此说明氧气浓度较低时，红磷与白磷可与氧气继续反应，选项B正确；
C、氧气体积分数均为21%开始，最后浓度降至一定程度，不再发生燃烧，无法验证氧气过量，选项C错误；
D、最后氧气体积分数都没有降至零，测量结果偏小，选项D错误；
2. 用一定量的过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，下列分析不正确的是（ ）
A．用装置甲制取氧气时，长颈漏斗的末端应伸到液面以下
B．乙实验中A处带火星木条不复燃，C处带火星木条复燃
C．乙实验不能证明二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
D．丙为该实验的图像
答案 D
解析 A、为了避免气体外逸，需要长颈漏斗的末端应伸到液面以下，保持装置气密性，选项A正确；
B、A内过氧化氢反应速率慢，产生氧气少，不足以使木条复燃，C内反应速率快，产生氧气多，可以使木条复燃，选项B正确；
C、催化剂需要还需验证反应前后的质量和化学性质是否改变，因此乙实验无法得出二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，选项C正确；
D、过氧化氢反应后生成水，反应结束后过氧化氢质量为零，选项D错误；
3. 某化学实验小组用如图所示装置验证二氧化碳的相关性质。实验步骤如下：
（1）步骤Ⅰ：关闭K1和K2，加热c,通入足量二氧化碳，观察现象；
（2）步骤Ⅱ：一段时间后，打开K2，继续通入足量的二氧化碳，观察现象；
（3）步骤Ⅲ：打开K1，通入足量的二氧化碳，观察现象；
（4）停止通入二氧化碳，停止加热。
下列说法：
①步骤Ⅰ中b、d处纸花均不变色；
②步骤Ⅱ中b、d处纸花均变色；
③步骤Ⅲ中烧杯内高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭；
④只通过步骤Ⅱ中的现象可以说明二氧化碳能与水发生反应；
⑤只通过步骤Ⅲ中的现象可以说明通常情况下，二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧。
其中正确的组合是（ ）
A．①④ B．①⑤ C．②③ D．③④
答案 B
解析 ①步骤Ⅰ中b只是接触二氧化碳，则纸花不变红；d处只是与水接触，纸花不变色，故①正确。
②步骤Ⅱ中打开 K2，b 处只接触二氧化碳反应，纸花不变色；d 处纸花接触水和二氧化碳，纸花变色；故②错误。
③二氧化碳不燃烧，不支持燃烧；步骤Ⅲ中烧杯内低的蜡烛先熄灭，因为先接触二氧化碳，高的蜡烛后熄灭，后接触二氧化碳；故③错误。
④步骤Ⅱ中打开 K2，b 处二氧化碳和水反应产生碳酸，纸花变色；d处只接触水，纸花不变色；但是没有证明只有二氧化碳接触小花；所以要结合步骤I，才能证明二氧化碳能与水发生反应；故④错误。
⑤只通过步骤Ⅲ中的现象可以说明通常情况下，二氧化碳不能燃烧、也不支持燃烧；故⑤正确。
4. 用如图装置来分离CO2和CO混合气体并干燥，现装置内空气已排尽。实验步骤为：①关闭活塞b和止水夹d,打开止水夹a、c；②关闭止水夹a、c,打开活塞b和止水夹d。甲、乙、丙中分别盛放的试剂为（ ）
选项 甲 乙 丙
A NaOH溶液 稀H2SO4 浓H2SO4
B NaOH溶液 稀H2SO4 NaOH溶液
C 饱和NaHCO3溶液 浓盐酸 浓H2SO4
D 浓H2SO4 NaOH溶液 浓H2SO4
答案 A
解析 甲瓶内盛NaOH溶液，是吸收二氧化碳的；丙瓶内盛浓H2SO4溶液，是干燥气体的；分液漏斗内盛稀H2SO4溶液；①关闭活塞b和止水夹d,打开止水夹a、c,则二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，在导管口c处逸出的气体是CO；②关闭止水夹a、c,打开活塞b和止水夹d,滴加试剂稀H2SO4溶液，则碳酸钠和硫酸反应生成二氧化碳，在导管口d处逸出的气体是CO2。
5. 露天焚烧垃圾，会对空气造成污染。某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分进行探究，请你参与探究并回答有关问题。
【提出问题】燃烧该垃圾产生的废气成分是什么？
【查阅资料】①浓硫酸是一种常见的干燥剂；
②白色无水硫酸铜固体遇水会变为蓝色。
【作出猜想】猜想一：CO2、H2O；
猜想二： ；
猜想三：CO2、CO、H2O。
【实验探究】将该垃圾燃烧产生的废气依次通过如图所示装置（部分夹持、固定装置省略）进行验证。
【记录实验现象】装置A中的实验现象为 ；C中的实验现象为黑色固体变红；D中的实验现象为澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】
燃烧该垃圾产生的废气成分是CO2、CO、H2O。
【交流与解释】（1）装置B的作用是 ，发生反应的化学方程式为 。
（2）装置E处气球的作用是 。
答案 【作出猜想】CO、H2O。
【记录实验现象】无水硫酸铜变为蓝色。
【交流与解释】（1）检验是否含有二氧化碳，同时去除二氧化碳；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。
（2）收集未反应的一氧化碳，避免造成污染。
解析 【作出猜想】若未充分燃烧，则生成一氧化碳，所以气体还可能为一氧化碳和水；
故答案为：CO、H2O。
【记录实验现象】气体含有水，所以无水硫酸铜遇到水后变蓝；
故答案为：无水硫酸铜变为蓝色。
【交流与解释】（1）澄清石灰水内含有氢氧化钙，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，因此可以检验二氧化碳，同时去除二氧化碳；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：检验是否含有二氧化碳，同时去除二氧化碳；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。
（2）一氧化碳会造成污染，因此需要收集未反应的一氧化碳，避免造成污染；
故答案为：收集未反应的一氧化碳，避免造成污染。
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