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【安徽中考2023复习】专题三 常见气体的制取与净化
命题导向
01
2020-2022年安徽省中考化学气体的制取与净化题分布 2023年安徽省中考气体的制取与净化题命题预测和趋势
题号 年份 分值 考查内容
14 2020 6分 以制取氧气为背景,考查制取氧气的原理、仪器的识别、收集气体的方法等。 气体的制取、净化、收集是安徽省中考必考内容。考查常见气体(如氧气、二氧化碳、氢气)制取装置的选择、反应原理、收集方法、仪器的识别、装置气密性的检查等。预计2023年中考将会在气体制取等方面保持同样的考查模式和风格。
14 2021 6分 以制取二氧化碳为背景,考查制取二氧化碳的原理、仪器的识别、发生装置的选择、氧气的检验方法等。
2020-2022年安徽省中考化学气体的制取与净化题分布 2023年安徽省中考气体的制取与净化题命题预测和趋势
题号 年份 分值 考查内容
14 2022 6分 以制取氧气为背景,考查仪器的识别、装置的连接、高锰酸钾制氧气的化学方程式、氧气的收集和实验中的突发事件等。 气体的制取、净化、收集是安徽省中考必考内容。考查常见气体(如氧气、二氧化碳、氢气)制取装置的选择、反应原理、收集方法、仪器的识别、装置气密性的检查等。预计2023年中考将会在气体制取等方面保持同样的考查模式和风格。
续表
题型解读
02
从考查形式来看,气体的制取和净化都是以教材中实验室制取气体的装置为情境,设置一些比较常规的问题进行考查,如:①常见仪器的识别;②实验室制取气体时发生装置和收集装置的选择及选择依据;③常见气体制取原理及相关化学方程式的书写;④装置气密性的检查;⑤干燥剂的选取和装置的简单连接;⑥气体的检验和验满等。
复习时应该注意以下几点:①实验室制取气体的反应原理、仪器装置的选择、操作方法、检验方法和误差分析等;②简单仪器的认识、制取气体装置、气密性检查、简单化学方程式书写;③简单实验方案的设计、吸收和除杂等原理和方法;④由氧气和二氧化碳的制备迁移到其他气体的制备。
一、氧气 、二氧化碳 和氢气 的实验室制法
气体 氧气 二氧化碳 氢气
药品 ①氯酸钾和二氧化锰;②高锰酸钾;③过氧化氢和二氧化锰 石灰石(或大理石)和稀盐酸 锌粒和稀硫酸
反应原理 ① ③
气体 氧气 二氧化碳 氢气
发生装置 固固加热型 固液常温型 固液常温型 固液常温型
固液常温型
续表
气体 氧气 二氧化碳 氢气
收集方法 向上排空气法 排水法 向上排空气法 排水法
向下排空
气法
检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃 通入澄清的石灰水,石灰水变浑浊 点燃,产生蓝色火焰,罩一干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠
续表
二、气体的发生装置
1.选择依据:主要考虑反应物的状态和反应条件等因素。
2.常见气体实验室制取的发生装置
反应物的状态 固体 固体和液体
反应条件 加热 常温
装置示意图
反应物的状态 固体 固体和液体
适用药品 高锰酸钾、氯酸钾和二氧化锰、氯化铵和熟石灰 过氧化氢和二氧化锰、石灰石和稀盐酸、锌粒和稀硫酸
适用制取的气体 氧气、氨气 氧气、二氧化碳、氢气
注意事项 ①试管口应稍向下倾斜,防止产生的水蒸气 在管口冷凝后倒流引起试管破裂 ②铁夹应夹在距试管口 处 ③橡胶塞上的导管伸入试管里面不能太长, 否则会妨碍气体的导出 ①长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下
②加入的液体反应物(如酸)要适当
③将长颈漏斗换成分液漏斗,可以控制反应速率
续表
3.常见固液不加热型发生装置的特点及适用范围
装置图
装置特点 安装简便 便于添加液体 可控制反应速率 可随时控制反应的发生和停止
适用范围 用于制取少量气体 用于平稳反应并制取较多气体 用于剧烈反应并制取较多气体 用于平稳反应并持续时间较长的制气
三、气体的收集装置
1.选择依据:主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能否与空气中的成分发生化学反应等因素。
2.常见气体实验室制取的收集装置
装置类型 排水(液)法 向上排空气法 向下排空气法 气球集气法
装置示意图
适用收集的气体 氧气、氢气 氧气、二氧化碳 氢气、氨气 硫化氢、二氧化硫等有毒气体
四、常见气体的检验及验满
气体 检验 验满 区别
氧气 检验方法:将带火星的木条伸进集气瓶里,木条立即复燃,则说明集气瓶里的气体是氧气
验满方法:将带火星的木条放在集气瓶口,木条立即复燃,则说明集气瓶已充满氧气
二氧化碳 检验方法:将产生的气体通入澄清的石灰水,
石灰水变浑浊,说明生成的气体是
验满方法:将燃着的木条伸到集气瓶口,木条
熄灭,则说明集满
五、常见气体的净化与干燥
1.常见气体的净化
吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置
水 、
强碱 溶液 、 、 、
饱和碳酸氢钠溶液 中混有 、 气体
浓硫酸 、
吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置
碱石灰 、 、
灼热氧化铜 、
灼热的铜网
续表
2.常见气体的干燥
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 、 、 、 、 、 等
碱性 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 、 、 、 、 、 、 、 、
中性 无水氯化钙 除 以外的所有 气体
注意 除杂和干燥的先后顺序:若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。因为从溶液中出来的气体中会混有水蒸气,最后干燥,可将水蒸气完全除去。
六、尾气的吸收及处理
1.点燃尾气(如图1):对于可燃性污染气体(如 、 等),可将其点燃转化成
无污染气体。
2.溶液吸收(如图2):酸性气体通入碱性溶液中,碱性气体通入酸性溶液中,使气体
与溶液反应生成不具挥发性的盐类(如 、 、 通入 溶液)。
3.尾气回收(如图3):对于有毒的 、 、 等气体,可在装置末端接一个气球
或其他容器,用于集中处理污染气体或再利用。
4.防倒吸装置(如图4):如收集一些容易溶于水的气体,可以有效防止倒吸。
七、多功能瓶的使用
图示 操作目的 气体进出方向 举例
收集密度大于空气的气体 进 出(长进 短出) 收集氧气、二氧化碳等
收集密度小于空气的气体 进 出(短进 长出) 收集氢气、甲烷等
排水法收集气体 进 出(短进 长出) 收集氧气、氢气等
图示 操作目的 气体进出方向 举例
干燥或洗气 长进短出 浓硫酸干燥氧气或氢氧化钠溶液吸收二氧化碳等
测量气体体积 进 出(短进 长出) 连接多功能瓶与量筒,
采用排水法测量收集
气体的体积(等
能溶于水的气体,需在
液面上加一层植物油)
续表
解题要点:
(1)掌握实验室制取气体的反应原理、仪器装置的选择、操作方法、检验方法和误差分析等,举一反三。
(2)平时有针对地训练以下内容:简单仪器的认识、制取气体装置、气密性检查、简单化学方程式书写。
(3)遇到简单实验方案的设计,首先想一想主要原理,然后再想是否涉及吸收和除杂等原理和方法。
(4)遇到其他不很熟悉的某某气体的制备,不要慌,试着迁移运用氧气和二氧化碳的制备。
典例实训
03
一、氧气的制备与净化
【例1】(2022·株洲)在实验室里,常采用下列实验装置制取和收集气体。请回答下列问题。
(1)写出图中仪器①的名称:________。
集气瓶
(2)在实验室里选择A装置用加热 的方法制取氧气时,应在试管口放一团棉
花,其作用是____________________________。
防止加热时高锰酸钾进入导管
(3)在实验室里常用锌粒和稀硫酸反应制取氢气,其化学方程式为________________
_____________________;制取氢气时,若要随时控制反应的发生和停止,最好选择装置___。
(4)某同学要收集二氧化碳气体,可选用的收集装置除了C以外,还可以是:___。
[解析] 本题主要考查了仪器的识别,氧气、氢气的制取和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写等,综合性比较强。
针对训练
1.(2022·宿迁)下图为实验室常用仪器和装置的示意图,根据题意回答问题。
(1)写出标号①的仪器名称:__________。
分液漏斗
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的化学方程式为_ _____________________,
可选用的发生装置为___(填序号)。
B
(3)收集装置中,___ (填序号)装置收集到的氧气最纯净。
(4)若用 装置干燥氧气,气体应从导管__ (填“ ”或“ ”)端通入。
2.(2022·百色)如图是实验室制取气体的装置图,请回答下列问题。
(1)仪器 的名称为______。
水槽
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为________________________________
_,可选用的收集装置是______(填字母序号)。
或
(3)用A装置来制取氧气时,装药品前应进行的操作是__________________,在试管
口放一团棉花的目的是__________________________。
检查装置的气密性
防止高锰酸钾粉末进入导管
(4)用排空气法收集一瓶氧气,将带火星的木条放在集气瓶口,若观察到__________,
证明瓶中已充满氧气。
木条复燃
(5)用B装置制取二氧化碳气体时,长颈漏斗下端口应伸入液面下,原因是________
________________。
防止气体从长颈漏斗逸出
3.(2022·六盘水)化学课上,某小组同学利用老师提供的实验器材,设计了一套简易
“供氧器”。
【反应原理】根据设计的“反应器”,制取氧气的反应原理是_ _____________________
(用化学方程式表示)。
(1)图中标号①的仪器名称为________。
广口瓶
(2)为制取干燥的氧气,装置接口连接的正确顺序为___(填选项)。
A. B. C. D.
C
(3)制取氧气的过程中,检验“储气瓶”氧气已存满的方法是______________________
______________________________________。
用一根带火星的小木条放在 导管口,若木条复燃,则氧气已集满
(4)反应发生后,使反应停止的操作是________________________________________
__。
将铜丝拉起,使二氧化锰与过氧化氢溶液分离
(5)当反应停止,取出“储气瓶”中氧气的操作为________________________________
__________。
【拓展】如图装置还可制取__________气体。
从分液漏斗注水,打开漏斗活塞,将氧气排出
二氧化碳
二、二氧化碳的制备与净化
【例2】(2021·绵阳) 在工业上常用于冶炼金属,某化学兴趣小组的同学欲将
转化为 并还原 ,设计了以下实验。
步骤Ⅰ:制备并收集 。取一支试管,将制成糊状的 用毛笔刷在试管内壁,在
试管底部加入少量炭粉,再用该试管收集 ,实验装置如下图。
步骤Ⅱ:用 还原 。将步骤Ⅰ收集满 的试管套上气球,按图E组装。实验过
程中用酒精灯先加热炭粉,再加热氧化铜,观察实验现象。
根据上述实验装置和操作,回答下列问题。
(1)为了收集干燥、纯净的 ,步骤Ⅰ装置的连接顺序为: ___→___→___。
制备 的化学方程式是___________________________________。收集 时,若导
管不伸入试管底部,会导致________________。
D
C
B
收集的 不纯
[解析] 装置D的作用是除去 中的氯化氢气体,装置C的作用是除去水蒸气,装置B
的作用是收集 。所以步骤Ⅰ装置的连接顺序为 。制备 的化学方程式是
。收集 时,若导管不伸入试管底部,会导
致收集的 不纯。
(2)步骤Ⅱ中加热炭粉时,炭粉与 的反应属于基本反应类型中的______反应。再
加热氧化铜时, 左右观察到黑色固体变为紫红色,此时发生反应的化学方程式
为_ ____________________。
化合
[解析] 炭粉与 的反应是由两种物质反应生成另一种新物质,属于基本反应类型中
的化合反应。加热氧化铜时, 左右观察到黑色固体变为紫红色, 因为炭粉与
反应生成了 , 与 发生了反应生成铜, 此时发生反应的化学方程式为
。
(3)实验结束后,挤压气球使气体进入试管,取下气球,立即在试管口放置点燃的酒
精灯,其目的是_______________________________。
让 转化为 ,避免污染空气
[解析] 实验结束后,挤压气球使气体进入试管,取下气球,立即在试管口放置点燃的
酒精灯,其目的是让试管中未参加反应的 转化为 ,避免污染空气,因为产生
的 有毒,对空气有污染。
针对训练
1.(2022·合肥庐阳二模)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 中的 气体)
(1)写出仪器 的名称:__________。
分液漏斗
(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__________________。
可以控制反应速率
(3)某同学用C装置收集二氧化碳,验满的方法是______________________________
____________。
将燃着的木条放在 口处,若木条熄灭则集满
(4)若收集较纯净的二氧化碳,可从装置D、 、 中选择___装置(填装置序号)。
2.(2022·哈尔滨)实验室现有大理石、高锰酸钾、稀盐酸等药品及相关仪器和用品,请结合下列装置回答问题。
Ⅰ.用高锰酸钾制取氧气。
(1)仪器 的名称是________。
铁架台
(2)制取氧气时发生反应的化学方程式为_ ________________________________。
Ⅱ.用大理石(大理石中的杂质不溶于水,且不参与反应)和稀盐酸制取二氧化碳。
(3)选用C装置收集二氧化碳的原因是:在相同条件下,二氧化碳的密度比空气的密
度____(填“大”或“小”)。
大
(4)制取二氧化碳发生反应的化学方程式为___________________________________。
B装置内碳酸钙的质量随时间变化的大致趋势如图所示,请结合图像分析, 时B装置
内的溶液中 与 的个数比______(填“等于”或“小于”) 。
等于
3.(2022·毕节)实验室常用下列A、B、C装置制取气体,D、 装置收集气体。
回答下列问题。
(1)C装置中仪器 的名称是________。
铁架台
(2)用石灰石和稀盐酸作原料制取二氧化碳,反应的化学方程式为________________
___________________________,选用的收集装置为___(填代号,下同)。
D
(3)用锌粒和稀硫酸作原料制取氢气,为实现气体随开随用、随关随停,选用的制取
装置为___。
B
(4)实验室用醋酸钠和碱石灰(主要成分是 和 )固体混合物作原料、在加
热条件下制取 ,选用的制取装置为___,收集装置为___。
C
(5)如图所示装置用于收集某干燥的气体,下列气体中能用它收集的是__(填选项序
号)。
三、气体的制备、净化、干燥、连接顺序等综合运用
【例3】(2022·娄底)如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图,请根据所给装置图回答问题。
(1)请写出图中标号 的仪器名称:__________。
长颈漏斗
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气,请写出该反应的化学方程式:
_______________________。
[解析] 氯酸钾在二氧化锰作催化剂并加热的条件下生成氯化钾和氧气,该反应的化学
方程式为: 。
(3)从 中选用装置完成实验室 的制取和收集,可选择的装置组合是____
(填字母序号)。
[解析] 实验室用块状大理石(或石灰石)和稀盐酸反应制取 ,反应在常温下进行,
所以选择B做发生装置; 能溶于水,密度比空气大,可以用向上排空气法收集,
所以选择D做收集装置。
(4)氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用
氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气,可以选择的发生装置是___(填字母序
号)。若用 装置收集氨气,应从___(填“ ”或“ ”)端管口通入气体。
A
[解析] 实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气,需要固体加热型装置,
故可选择A装置。氨气的密度比空气小、极易溶于水,可以用向下排空气法收集氨气,
氨气要先通到瓶口,把空气往下压,所以若用 装置收集氨气,应从 端管口通入气体。
(5)若实验室无稀硫酸,改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的 ,应选
择的装置组合是 ____ (填入数字序号)。
① ② ③
③
[解析] 若实验室用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的 ,因为盐酸有挥发
性,制取的气体中常混有 气体,所以先要除去 气体再干燥。 和 反应
生成氯化钠和水,可以用来除杂。而 和 反应生成氯化钠和水、二氧化碳,
会有新的气体杂质生成,不能用来除杂。然后再将气体通过浓硫酸进行干燥,就可以
得到纯净、干燥的 ,应选择的装置组合是 ③ 。
本题主要考查了气体的制取装置和收集装置的选择、化学方程式的书写以及气体的净化、干燥等,综合性比较强,根据所学知识认真分析即可解答。
针对训练
1.(2022·江油模拟)如图所示为实验室常见气体制备、净化、干燥、收集和性质检验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器)。某校两个化学实验探究小组的同学欲用它们完成各自的探究实验。
(1)第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料,在实验室中制备、收集纯净干燥的二氧
化碳气体,按照要求连接仪器,并检验装置的气密性。(提示:盐酸中挥发出的少量
气体可用硝酸银溶液吸收)
①所选仪器的连接顺序为______(从左到右填写仪器序号字母)。
②仪器A中,发生反应的化学方程式为___________________________________。
③若将二氧化碳气体通入氢氧化钠溶液中,至恰好完全反应,所得溶液显______(填
“酸性”“碱性”“中性”之一)。
碱性
(2)第二组的同学以过氧化氢溶液为原料( 为催化剂)制备氧气,并对某种塑
料的组成元素进行分析探究(资料显示该塑料只含C、 两种元素),所选仪器按“
碱石灰干燥管”的顺序连接( 、 为浓硫酸洗气瓶),实
验前检验装置气密性。使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关
实验数据(假设发生的化学反应都充分反应)。试回答下列问题。
①仪器A中所发生反应的化学方程式为_ ________________________。
②上述连接中装置 的作用是__________,装置B的作用是_______________________
_________。
干燥氧气
吸收塑料试样燃烧产生的二氧化碳
③仪器D的玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为 ,它充分燃烧后,测得仪器 质
量增加 ,则 该塑料试样中含碳元素的质量为____ 。
4.8
2.(2021·宿迁)如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图。根据题意回答问题。
图一
(1)写出标号①的仪器名称:__________。
分液漏斗
(2)实验室用装置A制取 的原料为____________________________(填物质名
称)。若将装置A改为装置B,其优点是__________________________。若用装置C收
集 ,气体应从__(填“ ”或“ ”)端通入。
石灰石(或大理石)、稀盐酸
可以控制反应的发生和停止
(3) 固体和稀硫酸之间可发生复分解反应,该反应常用于实验室制取 。
气体有毒,能溶于水,其水溶液为氢硫酸。
图二
①写出制取 气体的化学方程式:______________________________。
②某同学用D、 、 装置组合收集 。 装置的作用是防倒吸,则虚线框内最合适
的装置是____(填“甲”或“乙”,请从图二中选择); 装置的作用是________________
______________________。
乙
吸收多余的 气体,防止 污染空气
3.(2022·泰安)制取气体是初中化学实验的重要内容,根据要求回答下列问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:①__________。
分液漏斗
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置是___(填字
母序号,下同)。
B
(3)若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为: ___→___。
(4)某气体只能用C装置收集,则该气体可能具有的性质为___。
a.能与水反应
b.能与空气中的某些成分发生反应
c.密度与空气接近
(5)某兴趣小组的同学连接B、 、 装置进行实验。若实验时 装置中蜡烛燃烧更
剧烈, 装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为_ ____________________
_。