中小学教育资源及组卷应用平台
专题4 气体的制备与性质
氧气的性质和用途主要在选择题中结合二氧化碳考査:综合命题主要结合氧气的制取实验，氧气的制法主要考査发生装置和收集装置的选择、仪器的选用与组装、氧气的检验与验满、发生装置优缺点的分析判断、实验过程中的注意事项等。二氧化碳制取多为综合性试题，结合氧气考查，结合具体的条件选择发生装置和收集装置，要熟记装置选择的考虑因素。气体制取和收集装置的选择应根据制取气体从原理上是否科学，严谨、合理，装置上和操作中是否安全、简便、现象是否明显，药品是否经济、易得、环保节能等方面进行分析。制取氢气在中考题也常出现。2024年浙江中考第16题、第25题都有考察，25年中考需要重视。
★重难点01： 氧气制取
一、实验室里制取氧气的方法
分解双氧水H2O2和加热分解高锰酸钾KMnO4或氯酸钾KClO3 ，化学方程式为：
（1）2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ↑（2）2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
（3）2KClO3 MnO2 2KCl + 3O2↑。
固体加热型 固液（液液）不加热型
发生装置
实验步骤 查→装→定→加→收→验 查→装→定→点→收→离→熄；
①查：检查装置的气密性注意安装顺序：先从下到上，后从左到右。 ②装：装入药品 ③定：固定试管 ④点：点燃酒精灯 ⑤收：用排水法收集 ⑥离：将导管移离水面 ⑦熄：熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】
排水法 （不易溶于水） 向上排空气法 （密度比空气大） 向下排空气法 （密度比空气小）
收集装置
优点 较纯净； 较干燥；
缺点 含较多的水蒸气； 不够纯净；
验满方法 1.将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(排气法) 2.集气瓶口出现大气泡（排水法）
检验方法 将带火星的木条放在集气瓶中，木条复燃
注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口略向下倾斜；②试管夹夹在离试管口1/3处；③实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯；④用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花；
注意：
（1）在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都不变。
a）催化剂不一定加快反应速率，也有减慢反应速率。
b）催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变
c）催化剂在反应中可以参与反应而发生变化，但反应结束时又能转化回原来的物质。
d）催化剂只影响反应速率，不影响最终产量。
e）催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。
（2）为什么在试管口要放一团棉花？防止高锰酸钾粉末进入导管。
（3）为什么试管口要略向下倾斜？防止试管口的冷凝水倒流入试管底而使试管破裂。
（4）为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀？防止试管受热不均而破裂。
（5）为什么刚出现气泡时不能立即收集？为了排尽试管内的空气，防止收集的氧气不纯 。
（6）什么时候才可以开始收集气体？气泡连续、均匀地放出。
（7）集满氧气后，为什么要先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？防止水槽中的水倒吸入试管而使试管破裂。
（8）为什么导管不能伸入试管太长？有利于试管内空气排出。
（9）为什么加热前，试管外壁要保持干燥。加热时，用酒精灯的外焰加热，灯芯不能 碰到试管。结束时，热的试管不能立即用冷水冲洗 防止试管破裂。
（二）装置的改进与评价：
（1）将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速；
（2）C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
（三）检查装置气密性的常见方法
A. 手捂（加热）法：将导管的出口浸入水中，手握试管等容器，如果有气泡从导管口逸出，放手后导管末端形成稳定的水柱，表明装置气密性良好。
B. 液差（注水）法：从漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸没，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，继续加水，使漏斗管内的液面高于瓶内液面，停止加水观察。液面差不变，表明装置气密性良好。
（四）固体加热型实验装置易错处（图为错误示范）：
1）试管口应略向下；
2）导管应稍露出橡皮塞；
3）酒精灯应用外焰加热；
4）铁夹应夹在离试管口1/3处
5）火焰应加热在试管底部；
6）高锰酸钾制取氧气试管口应塞棉花；
7）排水收集时导管不能太长
（五）工业上用分离空气制取氧气
空气冷冻分离法：是物理变化，只是利用各种成分的 沸点 不同，把氧气从液态空气中分离出来，属于物理变化。
（六）典型气体
气体 收集方法 验满方法 检验方法
氧气 排水法、 向上排空气法 将带火星的木条放在瓶口 将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明是氧气
二氧化碳 向上排空气法 将燃烧的木条放在瓶口 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明是二氧化碳
1．（2024·浙江）自发现加热硝石可以产生氧气以来，科学家进行了100多年的探索，发现了氯酸钾（KClO3）与二氧化锰（MnO2）混合加热这一经典制氧气法，历程如下：
（1）根据质量守恒定律可以推知，硝石中一定含有的元素为 。
（2）1772年，发现MnO2和浓硫酸反应制氧气法，MnO2中Mn的化合价为 价。
（3）1832年，发现KClO3与MnO2混合加热制氧气法，反应前后MnO2的质量不变，但比单独加热KClO3产生氧气的速率大，其中MnO2起 作用。
【答案】（1）氧（或O）
（2）+4
（3）催化
【知识点】元素化合价的规则与计算；催化剂在化学反应中的作用；质量守恒定律及其应用
【解析】【分析】 （1）根据反应前后元素种类不变进行分析；
（2）根据”化合物中各元素化合价代数和为零“进行分析；
（3）根据氯酸钾制取氧气的原理进行分析。
【解答】 （1）根据质量守恒定律可知，反应前后元素种类不变，加热硝石可以产生氧气，则说明硝石中一定含有氧元素。
（2）MnO2中，氧元素化合价为-2价，设Mn的化合价为x，根据”化合物中各元素化合价代数和为零“，则x+（-2）×2=0，解得：x=+4。
（3）氯酸钾制取氧气的反应中，二氧化锰能加快反应速率，且反应前后质量不变，则在该反应中，二氧化锰起催化作用。
2．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是 g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是 元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
【答案】（1）1.4
（2）设20mL过氧化氢溶液中溶质的质量为x
2H2O2 2H2O+ O2↑
68 32
X 1.4g
x=2.975g
（3）240
（4）A；C；D
【知识点】制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；根据化学反应方程式的计算
【解析】【分析】氧气是氧元素形成的一种单质，化学式O2，其化学性质比较活泼，与大部分的元素都能与氧气反应。常温下不是很活泼，与许多物质都不易作用。但在高温下则很活泼，能与多种元素直接化合，这与氧原子的电负性仅次于氟有关。 氧气是无色无味气体，是氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃，沸点-183℃。不易溶于水，1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21%。液氧为天蓝色。固氧为蓝色晶体。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。在金属的切割和焊接中。是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气（如乙炔）混合，产生极高温度的火焰，从而使金属熔融。冶金过程离不开氧气。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹入煤气气化炉中，能得到高热值的煤气。医疗用气极为重要。
【解答】（1）从乙图中质量的变化量中可以看出完全分解的氧气质量为413.7-412.3=1.4克；
（3） 若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L） ，氧气的质量=600L×1.4g/L=840克；
是20mL过氧化氢制取氧气质量的600倍，所以所需的过氧化氢的成本=0.4元×600=240元；
（4）氧气微溶于水，所以B有影响，B错误；ACD都是合理的；A中广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水，导致测得的体积减小，正确；C：读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小，因为此时右边的液体压强大，B正确；D：测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积，正确，过氧化氢溶液的加入也会使得甲中气体像丙中压入，D正确；
★重难点02： 二氧化碳制取
一、二氧化碳的实验室制备
(1)药品：大理石(或石灰石) CaCO3与稀盐酸。
一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行
(2) 原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。
(5)操作步骤：
①. 检查装置的气密性；
②. 锥形瓶中加入大理石；
③. 连接好装置，导管口接近瓶底处；
④. 长颈漏斗中加入稀盐酸；
⑤. 用向上排空气法收集气体；
⑥. 用燃着的木条放在集气瓶口验满。
⑦. 收满盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放置。
(6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O.
（二）二氧化碳的工业制法
（1）原料：石灰石（主要成分CaCO3）；
（2）原理：CaCO3 === CaO+CO2↑；
（3）设备：石灰窑
（三）实验室制取气体和收集气体的装置
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
1．（2020·杭州）小金通过实验室制取和牧集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
【答案】A
【知识点】二氧化碳的物理性质及用途；制取二氧化碳的原理；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）碳酸钙和稀硫酸反应生成硫酸钙，由于硫酸钙几乎不溶于水，所以会沉积在大理石上，阻止反应进一步进行；
（2）根据二氧化碳的密度大小判断；
（3）根据火焰的熄灭方向可以确定二氧化碳的运动方向，据此确定密度大小；
（4）根据实验现象分析二氧化碳是否支持燃烧。
【解答】A.实验室制取二氧化碳，通常采用大理石与稀盐酸反应，故A错误符合题意；
B.因为二氧化碳的密度大于空气，所以使用向上排空气法收集，故B正确不合题意；
C.蜡烛火焰从下到上依次熄灭，说明二氧化碳沉积在容器底部，即它的密度大于空气，故C正确不合题意；
D.蜡烛依次熄灭，说明二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，故D正确不合题意。
故选A。
2．（2024·浙江）实验室常用大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸制取二氧化碳。请回答：
（1）①图1是两种气体发生装置，各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点： 。
②检查装置A的气密性时，将右侧导管浸入水中，用手捂住试管，观察到 ，说明气密性良好。
（2）在完成气密性检查后，装入药品，反应产生气体。用向上排空气法收集气体，验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭。从燃烧条件看，小木条熄灭是由于 。
（3）在收集二氧化碳过程中，某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2，在该实验条件下，要使二氧化碳体积分数达到90%，需在小木条熄灭后，再收集 秒。
【答案】（1）装置B便于随时添加药品；导管口有气泡冒出，手移走后，导管中形成一段稳定的水柱
（2）缺少助燃剂氧气
（3）200
【知识点】制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】 （1）①根据装置A、装置B的特点来分析解答；
②根据检查装置A的气密性的方法来分析解答；
（2）根据可燃物燃烧的条件来分析解答；
（3）根据图2中的信息，再结合题意来分析解答。
【解答】 （1）①A装置的优点是装置简单，操作简便，B装置使用了长颈漏斗，便于添加液体药品，则B装置的优点是便于添加液体药品；
②检查装置A的气密性时，将右侧导管浸入水中，用手捂住试管，试管中空气受热膨胀，压强增大，观察到有气泡冒出， 手移走后，导管中形成一段稳定的水柱，说明气密性良好；
（2），验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭，原因是缺少助燃剂氧气 ；
（3）由图可知，100秒时氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭，300秒时二氧化碳体积分数达到90%，则需在小木条熄灭后，再收集：300秒-100秒=200秒。
★重难点03： 气体的干燥和净化
1.气体净化
吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置
水 易溶性气体，如HCl、NH3等
强碱(NaOH)溶液 CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等
饱和碳酸氢钠溶液 CO2气体中混有的HCl、SO2气体
碱石灰(NaOH＋CaO) CO2、H2O(气)、HCl等
灼热氧化铜 H2、CO
灼热的铜网 O2
2.气体干燥
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 O2、CO2、CH4、N2、HCl、SO2等 NH3
碱性 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 O2、H2、CO、CH4、N2、NH3 CO2、HCl、H2S、SO2
中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
1．（2022·浙江）已知木炭粉和 Fe2O3反应的化学方程式为 某同学设计一个实验，证明氧化铁中含有氧元素，并测定氧化铁中氧元素的质量分数，实验装置如图所示。
（1）实验中，盛放澄清石灰水的烧杯中出现的现象是 。
（2）实验中通入的气体是纯净干燥的 N2，写出不用空气的主要理由： ，实验也不能用潮湿的氮气，原因是 。
（3）如用3.2g氧化铁与木炭粉的混合物反应，测得澄清石灰水增重1.32g，则氧化铁中氧元素的质量分数为 。
【答案】（1）澄清石灰水变浑浊
（2）空气中含有 O2，能与碳反应生成CO2，会影响实验的准确性；潮湿的N2中有水蒸气，影响实验结果
（3）30%
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 （1）欲正确解答本题，须知二氧化碳和石灰水反应的情况，以及生成物的性质；
（2）本题需从实验的要求和注意事项方面考虑；
（3）石灰水增加的质量即为生成的CO2的质量，由方程式2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑可知，氧化铁中氧元素的质量即为生成的CO2中氧元素的质量，根据元素的质量分数公式计算即可。
【解答】 （1）因为木炭粉和氧化铁反应后生成的二氧化碳气体通入澄清石灰水的烧杯中，和石灰水发生反应，生成碳酸钙沉淀，所以可以观察到澄清的石灰水变浑浊；
（2）因为空气中含有二氧化碳和氧气，可能使反应物和生成物的质量增加而导致实验结果不准确；
实验中也不能用潮湿的氮气的原因是：用潮湿的氮气会使热的试管炸裂，同时在高温下水也能和碳反应，导致木炭不仅和氧化铁反应，还和水反应，会导致测定的氧元素的质量分数偏大；
（3）石灰水增加的质量即为生成的CO2的质量，由方程式2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑可知，氧化铁中氧元素的质量即为生成的CO2中氧元素的质量，CO2中氧元素的质量为，
故氧化铁中氧元素的质量分数为：。
2．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）①②③
（2）CH4；不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水
（3）N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O
【知识点】实验方案设计与评价；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】（1）氧化铜为黑色固体，铜单质为红色固体；无水硫酸铜粉末为白色，而一旦吸水会变成蓝色的五水硫酸铜晶体；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，根据甲烷和氧化铜的反应产物分析即可；
（2）①氢氧化钙溶液变浑浊，说明有二氧化碳气体产生。氢气中不含碳元素，而甲烷中含有碳元素，因此肯定有甲烷存在；
②固体由白色变成蓝色，说明硫酸铜粉末吸收了水，即反应中有水生成。由于氧化铜中只含有氧元素，所以水中的氢元素肯定来自于气体X，由于氢气和甲烷中都含有氢元素，所以无法判断是否有氢气的存在。
（3）根据反应现象分析火箭燃料X与氧化铜反应的产物，然后根据质量守恒定律确定X的元素组成，并对它的化学式进行推断，最后写出反应的化学方程式。
【解答】（1） 加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O ， 那么将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有： A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质 ； B装置中的固体由白色变蓝色 ； C装置中溶液变浑浊 ，故选①②③。
（2）① C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；
② 根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论， 我认为这个结论不合理，理由是： CH4与氧化铜反应后也生成了水 。
（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质，肯定有铜单质生成；B装置中的固体由白色变蓝色，肯定有水生成；C装置中溶液不变浑浊，肯定没有二氧化碳产生。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，肯定有氮气生成。据此可知，反应产物是Cu、H2O和N2。由于氧化铜中只含有Cu和O元素，而X只由两种元素组成，根据质量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素组成。设它的化学式为NxHy，根据它的相对分子质量为32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化学式为N2H4，那么反应的化学方程式为：N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O.
1．（2024·宁波模拟） 现在实验室有两份质量相等的氯酸钾样品，一份(a)中加入少量高锰酸钾和二氧化锰混合物，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图正确的是 ( )
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】制取氧气的原理
【解析】【分析】 根据高锰酸钾受热容易分解，生成锰酸钾、二氧化锰、氧气，比只加热氯酸钾，增加了产生氧气的质量；产生的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，故可以加快反应的速率．催化剂加快了反应的速度，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气分析图像。
【解答】 高锰酸钾在较低的温度下，加热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气，高锰酸钾分解生成的二氧化锰可以作氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，生成的氧气能增加氧气的质量；氯酸钾在较高的温度下才能缓慢的放出氧气，因此b最终产生的氧气较多，且分解时需要加热的时间较短，但不管是什么情况这两种反应都不会开始加热就会生成氧气，因此D图象符合此变化过程。
故答案为：D。
2．（2024·余姚模拟）用如图装置检验人体呼出气体成分的说法错误的是 ( )
A．用装置甲检验时，呼出气体应从a 口进入
B．实验中澄清石灰水变浑浊说明呼出气体中含有二氧化碳
C．用氢氧化钠溶液替换澄清石灰水不能达到实验目的
D．连通b、c 后可检验呼出气体中的水蒸气和二氧化碳
【答案】D
【知识点】人体呼吸系统的结构和气体交换；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】澄清的石灰水遇二氧化碳变浑浊；人在呼吸时，除去氮气，吸入气体的主要成分是氧气，呼出气体的主要成分是二氧化碳。
【解答】A.用装置甲检验时，呼出气体应从a 口进入，这样可以让气体和石灰水充分接触，A正确；
B.实验中澄清石灰水变浑浊说明呼出气体中含有二氧化碳，B正确；
C.用氢氧化钠溶液替换澄清石灰水不能达到实验目的，因为氢氧化钠溶液与二氧化碳没有明显的实验现象，C正确；
D.连通b、c后可检验呼出气体中的水蒸气，无法检验二氧化碳，D错误；
故答案为：D。
3．（2024·杭州模拟）某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
【答案】D
【知识点】还原反应与金属的冶炼；金属的冶炼
【解析】【分析】A、根据置换反应的特点进行分析；
B、根据热的铁容易被氧化进行分析；
C、根据氧化铁的颜色变化进行分析；
D、根据装置A的作用进行分析。
【解答】A、B中一氧化碳和氧化铁反应，反应物都是化合物，不是置换反应，错误；
B、实验结束后，先熄灭酒精喷灯，等到装置冷却到室温时再停止通一氧化碳，错误；
C、B中红色粉末逐渐变为黑色，可以证明一氧化碳和氧化铁发生了反应，错误；
D、装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，没有A装置，则无法证明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体是原来的还是生成的，正确。
故答案为：D。
4．（2024·金东二模）现有 CO和CO2混合气体，为了回收利用两种气体，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，混合气体通入该装置后可达到下列目的：①检验CO2气体，②分离CO和CO2混合气体， ③干燥CO2或CO气体。实验所提供的试剂有：稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水。请你完成下列问题：
（1）若要达成上述实验目的， 甲瓶中盛放的试剂应为 。
（2）分离得到气体的先后顺序是 。
【答案】（1）氢氧化钠和澄清石灰水的混合溶液
（2）先得到CO 再得到 CO2
【知识点】物质除杂或净化；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】检验二氧化碳用澄清石灰水，除去一氧化碳中的二氧化碳用氢氧化钠，氢氧化钠吸收CO2后生成碳酸钠，最后还应将其释放出来，从题目给出的试剂看，显然分液漏斗中盛放的是稀盐酸，与碳酸钠反应生成二氧化碳，最后用浓硫酸干燥气体。
【解答】（1）由分析可知，若要达成上述实验目的，甲瓶中盛放的试剂应为氢氧化钠和澄清石灰水的混合溶液；
（2）由分析可知，二氧化碳被氢氧化钠吸收后，还要用盐酸转化出来，所以先得到CO再得到CO2。
5．（2024·余姚模拟）纳米铁因其独特的性质而被用于一些特殊领域。制备纳米铁的方法较多，利用甘蔗渣等材料的化学还原法是常用制备方法之一，主要制备步骤如下：
①将烘干并粉碎的甘蔗渣(主要成分为纤维素)浸入 FeCl3 溶液，甘蔗渣上的碱性物质与吸附在表面上的 Fe3+反应生成Fe2O3。
②将带有 Fe2O3的甘蔗渣放入石英管式炉内，并向炉内通入一段时间的氮气。
③将石英管式炉加热至 900℃，并控制适宜的氮气流速，使纤维素碳化、Fe2O3 被炭还原为单质铁。
④反应完全并自然降温后，将纳米铁固体粉末转移至充满氮气的保存箱储存。
（1）装置A 石英管式炉内 Fe2O3被还原的化学方程式为 。
（2）装置B的作用是吸收反应生成的大量气体，则装置中为 溶液。
（3）开启升温程序前通入氮气的目的是 。
【答案】（1）
（2）NaOH
（3）排尽石英管式炉内原有的空气
【知识点】金属的化学性质；还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 纳米铁就是把铁原子按照纳米级别逐一叠加形成的铁，物理性质没有区别，区别在化学性质上，比方说，普通的铁不会轻易燃烧，但是纳米铁就可以在空气中自燃；普通铁的抗腐蚀性弱，而纳米铁耐腐蚀，等等。
【解答】（1） Fe2O3 被炭还原为单质铁。 根据质量守恒还有二氧化碳产生，故 Fe2O3被还原的化学方程式为 ；
（2） 装置B的作用是吸收反应生成的大量气体， 反应产生大量二氧化碳，用NaOH溶液，大量吸收二氧化碳；
（3） 开启升温程序前通入氮气的目的是排尽石英管式炉内原有的空气，防止装置中空气中的氧气使产生的铁重新被氧化为氧化铁。
6．（2025九下·温州模拟）小明在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。
（1）用排空气法收集氧气时，可选择收集装置B和C中的 ；
（2）为了防止加热时试管内物质进入导管，应在试管口 ；
（3）用排空气法收集氧气时，验满的操作方法是 。
（4）小明用排水法收集两瓶氧气正放在桌面上。收集甲瓶时将水全部排完，收集时乙瓶将水排出一半；盖好毛玻片。小明发现，甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动，原因是 。
【答案】（1）C
（2）放一团棉花
（3）用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已满
（4）甲瓶内排完水时，瓶气氧气气压大于大气压；当集气瓶正放在桌面时，毛玻片受到向上的压力差，使其对瓶口的压力减小，则摩擦力会减少
【知识点】氧气的性质和利用；制取氧气的原理；制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）氧气的收集方法
向上排空气法原理：氧气密度比空气大（氧气相对分子质量 32，空气平均相对分子质量约 29），采用向上排空气法时，氧气从集气瓶底部进入，逐渐将瓶内空气向上排出，最终收集到较纯净氧气。
排水法原理：氧气不易溶于水，将集气瓶装满水倒立在水槽中，通过导气管将氧气通入瓶内，氧气进入瓶内占据空间，水被排出，从而收集氧气。实验中排水法收集氧气时要注意等气泡连续均匀冒出时再收集，防止收集到的气体不纯。
（2）高锰酸钾制氧气的注意事项
试管口放棉花：高锰酸钾为粉末状，加热时会产生气流，若试管口不放棉花，粉末易随气流进入导管，不仅可能堵塞导管，还会导致水槽中的水变红，影响实验。所以在试管口放一团棉花，可有效阻挡高锰酸钾粉末进入导管。
（3）氧气的验满方法
排空气法验满：利用氧气助燃性，将带火星木条放在集气瓶口。若氧气已收集满，瓶口处有足够氧气，会使带火星木条复燃；若木条不复燃，说明氧气未满，需继续收集。
（4）气体压强与摩擦力
气体压强对物体受力影响：当甲瓶内氧气气压大于大气压时，毛玻片受到向上的压力差。根据力的作用是相互的，这会使毛玻片对瓶口压力减小。
压力与摩擦力关系：摩擦力大小与压力和接触面粗糙程度有关，在接触面粗糙程度不变时，压力减小，摩擦力随之减小。所以甲瓶毛玻片因压力减小，摩擦力变小，相比乙瓶（气压接近大气压，压力大，摩擦力大）更容易滑动。
【解答】（1）氧气的密度比空气大，应该用向上排空气法收集。装置 B 是向下排空气法，用于收集密度比空气小的气体；装置 C 是向上排空气法，所以收集氧气应选择 C。
（2）高锰酸钾是粉末状固体，加热时容易随气流进入导管，在试管口放一团棉花，可以阻挡高锰酸钾粉末，防止其进入导管，堵塞导管或导致水槽中的水变红等问题。
（3）氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。用排空气法收集氧气时，将带火星的木条放在集气瓶口，如果木条复燃，说明氧气已经收集满，因为只有瓶口处氧气充满，才会使木条复燃。
（4）甲瓶收集氧气时将水全部排完，瓶内氧气气压大于外界大气压。当集气瓶正放在桌面上时，瓶内气压对毛玻片有向上的压力，这就减小了毛玻片对瓶口的压力。根据摩擦力大小与压力有关，压力减小，摩擦力就会减小，所以甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动。而乙瓶水排出一半，瓶内氧气与空气混合，气压接近大气压，毛玻片受到的压力差小，对瓶口压力较大，摩擦力也就较大，不易滑动。
7．（2024·温州三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。
①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。
②按图所示安装装置，并检查气密性。
③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。
④打开活塞，收集氧气。
⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。
试验编号 水/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克
一 3：1 16 0.4
二 2：1 24 0.36
三 1：1 49 0.39
四 1：2 65 0.4
五 1：3 70 0.37
（1）步骤②中检查气密性的方法是： 。
（2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式____。
A．观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气
B．立即将导管伸入量筒，收集氧气
（3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由： 。
【答案】（1）检查该装置气密性时，关闭分液漏斗活塞，把导管末端插入水中，然后双手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出。若有气泡，则气密性良好。反之，气密性不好；
（2）A
（3）根据表格数据，水泥与二氧化锰的混合的最佳比为 1：3，收集到的氧气最多。
【知识点】制取氧气的装置、步骤、收集与注意事项；氧气的检验和验满
【解析】【分析】（1）根据检查装置气密性的方法进行分析；
（2）根据氧气的收集分析。
（3）根据表格数据分析解答。
【解答】（1）检查该装置气密性时，关闭分液漏斗活塞，把导管末端插入水中，然后双手紧握锥形瓶，观察导管口是否有气泡冒出。若有气泡，则气密性良好。反之，气密性不好；
（2）收集氧气时应该在观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气。
故选A。
（3）根据表格数据，水泥与二氧化锰的混合的最佳比为 1：3，收集到的氧气最多。
8．（2025·舟山月考）某同学用下图所示的简易装置在实验室制取二氧化碳并验证其性质。
（1）实验室制取二氧化碳，液体X应为 。
（2）右图虚线框内，应选用图中的 (选填“A”或 “B”)收集装置；
（3）图中铜制燃烧匙可在试管内上下移动，此装置与将大理石直接放入液体X中相比，其主要优点是 。
（4）将产生的气体通入到石蕊溶液中可以观察到 。
【答案】（1）稀盐酸/稀HCl
（2）B
（3）可以控制反应的开始和停止
（4）石蕊试液变红色
【知识点】制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项；酸碱指示剂及其性质
【解析】【分析】（1）不能用稀硫酸代替稀盐酸，因为硫酸钙微溶，会附着在大理石表面，阻止反应的进一步进行。
（2）A是向下排空气法，用于收集密度小于空气的气体，例如氢气。
（3）图中装置可随时实现固体和液体分离，从而控制反应的进行和停止。
（4）二氧化碳与水反应的方程式。
【解答】（1）实验室制取二氧化碳的方程式，可知X为稀盐酸。
（2）氧气的密度大于空气，应使用向上排空气法收集氧气，即图中的B。
（3）将燃烧匙向上提，碳酸钙与稀盐酸分离，反应停止，即该方案可控制反应的进行和停止。
（4）二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸呈酸性，能使紫色石蕊试液变红。
9．（2025·台州模拟）用排空气法收集二氧化碳时，常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭，瓶内的气体都是二氧化碳吗 某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤：
① ；
②在锥形瓶中加入块状大理石；
③打开止水夹，向长颈漏斗中加入适量稀盐酸；
④一段时间后，把燃着的木条放在集气瓶口，观察到燃着的木条熄灭。
请回答下列问题：
实验1 实验2 实验3 实验4
水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28%
燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧
（1） 补充完整实验步骤①： 。
（2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是 。
（3）为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳，该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中，如图2所示。过一段时间后，观察到 现象，证明了集气瓶中还有空气。
（4）查阅资料获知，木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水，如图3所示，然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水，再用燃烧的木条检验，结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时，燃着的木条就会熄灭。 (空气中氧气体积分数取20%)
【答案】（1）检查装置气密性(或关闭止水夹，往长颈漏斗中加入一定量水，观察长颈漏斗中是否有一段稳定的水柱)
（2）防止二氧化碳从长颈漏斗逸出
（3）集气瓶中液面上升，但没有到集气瓶底部
（4）14%
【知识点】制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）制取气体的实验，在装药品前要先检查装置气密性，防止装置漏气导致实验失败，这是实验的基本操作步骤。
（2）在固液不加热型气体发生装置中，长颈漏斗末端伸入液面以下，是为了形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
（3）若集气瓶中充满二氧化碳，倒扣在氢氧化钠溶液中，二氧化碳会与氢氧化钠反应，集气瓶内压强减小，溶液会充满集气瓶；若集气瓶中有空气，空气不与氢氧化钠反应，溶液不能充满集气瓶，可据此判断集气瓶中是否有空气。
（4）根据表格中数据，结合空气里氧气体积分数，通过计算找出木条熄灭时对应的氧气体积分数。
【解答】（1）制取二氧化碳气体前，需要检查装置气密性，防止装置漏气，所以步骤①为检查装置气密性（或关闭止水夹，往长颈漏斗中加入一定量水，观察长颈漏斗中是否有一段稳定的水柱 ）。
（2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是防止二氧化碳从长颈漏斗逸出，起到液封作用。
（3）二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，若集气瓶中只有二氧化碳，倒扣在氢氧化钠溶液中，集气瓶内压强减小，溶液会充满集气瓶；若集气瓶中有空气，空气不与氢氧化钠反应，会观察到集气瓶中液面上升，但没有到集气瓶底部，由此证明集气瓶中有空气。
（4）设集气瓶容积为V。实验 3 中，水占集气瓶容积的体积分数为29%，则空气体积为
V×(1 29%)=0.71V，空气中氧气的体积为0.71V×20%=0.142V，此时氧气体积分数约为14.2%；实验 4 中，水占集气瓶容积的体积分数为28%，空气体积为V×(1 28%)=0.72V，空气中氧气的体积为
0.72V×20%=0.144V，此时氧气体积分数约为14.4%。木条在实验 3 中继续燃烧，在实验 4 中熄灭，所以集气瓶中氧气体积分数小于14%时，燃着的木条就会熄灭 。
10．（2025九下·浙江月考）实验室常用大理石(主要成分是( 与稀盐酸制取二氧化碳。请回答：
（1）图1是两种气体发生装置，装置B相对于装置A的优点是 。
（2）探究是否可用排水集气法收集到 利用传感器对是否可用排水集气法收集到展开探究，实验装置如图2所示：
【实验步骤】
①按实验装置图2组装仪器。
②用压强传感器自带的注射器通过活塞A 向三颈烧瓶注入50mL 空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数 (填“持续上升”或“保持不变”或“不断下降”)，证明装置气密性良好。
③打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，收集满CO2后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。
④用压强传感器自带的注射器通过活塞A 向三颈烧瓶中注入 观察两分钟之内体系的压强变化如图3所示。
【总结与拓展】
⑤图3中，30s后体系压强瞬间增大，之后到100秒压强又逐渐减小，请写出压强逐渐减小的原因 。
⑥经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法 (填“可以”或“不可以”)收集到CO2气体。
【答案】（1）控制反应的发生与停止
（2）保持不变；二氧化碳溶于水中或与水反应(答出一点即可)；可以
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；制取二氧化碳的原理；制取二氧化碳的装置、步骤、收集与注意事项
【解析】【分析】（1）多孔隔板可以将大理石和稀盐酸分离，从而控制反应的进行和停止。
（2）二氧化碳能溶于水，使用排水法收集二氧化碳气体会有损失，通过计算，发现损失的气体较少，所以能用排水法收集到二氧化碳气体。
【解答】（1）装置B中将大理石放置在多孔隔板上，向上提起长颈漏斗时，大理石和稀盐酸分离，反应停止，所以B的优势是：可知控制反应的进行和停止。
（2）②若装置气密性良好，则能形成稳定的压强差，压强传感器的读数不会发生改变。
压强瞬间增大，是因为反应生成了二氧化碳气体，压强逐渐减小，是因为二氧化碳能溶于水，导致气体减少，压强减小。
⑤消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，消耗的二氧化碳的量较少，因此可以用排水集气法收集到二氧化碳气体。
11．（2025九下·萧山模拟）思维模型的建构方便解决问题、促进深度学习。某科学研究小组在老师的指导下对解决“混合气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】下水道气体可能含有H2、CO、CO2、CH4四种气体中的一种或几种，此研究小组对此进行了相关实验。
（1）【收集气体】用大塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将塑料瓶倒转，使水完全流出，然后将塑料瓶提到井口并迅速盖紧瓶盖备用，该操作是用 法收集气体。
【进行实验】将瓶中的气体依次通过如图1所示的装置(碱石灰为NaOH和CaO的混合物，假设每个装置内都充分反应或吸收)， 并观察现象。
（2）【实验分析】
装置①中澄清石灰水变浑浊，说明该下水道气体成分 。
（3）装置②的设置属于上述思维模型中的 环节。
（4）图1中的④是由图2中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整：气体燃烧装置→ →尾气处理装置。通过测量浓硫酸和氢氧化钠溶液的质量变化，判断出了剩余体的成分。
【答案】（1）排水
（2）二氧化碳
（3）除去干扰气体
（4）b→a（检验是否生成水）→d→c（检验是否生成二氧化碳）
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查；二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】（1）【收集气体】先在集气瓶内装满水，然后通入气体将水排出，这就是排水法收集气体；
（2）【实验分析】根据二氧化碳的检验方法解答；
（3）碱石灰可以吸收二氧化碳和水蒸气；
（4）应该先检验水后检验二氧化碳，因为如果先检验二氧化碳后，它也会带出部分水，从而对实验产生影响。
【解答】 （1）【收集气体】用大塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将塑料瓶倒转，使水完全流出，然后将塑料瓶提到井口并迅速盖紧瓶盖备用，该操作是用排水法收集气体。
（2）【实验分析】装置①中澄清石灰水变浑浊，说明该下水道气体成分中一定有二氧化碳，是因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
（3）装置②的设置属于上述思维模型中的除去干扰气体（除去二氧化碳）环节。
（4）图1中的④是由图2中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，装置补充完整：气体燃烧装置→b→a（检验是否生成水）→d→c（检验是否生成二氧化碳）→尾气处理装置。
12．（2024·杭州模拟）某课外小组的同学们收集了一些含有CO和CO2的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按图1中装置进行了实验。
（1）为了将氧化铁还原成铁，C、E点燃的顺序是 。
（2）该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置，来除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续的探究，则瓶内盛放的液体是 。
（3）该组同学通过上述实验得到C中完全反应后减少0.32g，集气瓶中的气体质量为0.44g。请计算原废气中CO的质量为 。
【答案】（1）先点燃E再点燃C
（2）NaOH
（3）0.56
【知识点】质量守恒定律及其应用；还原反应与金属的冶炼；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】（1）根据CO与氧化铁反应操作步骤分析；
（2）根据氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳分析；
（3）根据一氧化碳与氧化铁反应时物质质量变化分析。
【解答】（1） 为了将氧化铁还原成铁，因CO与空气混合点燃易发生爆炸，所以要先通气体，C、E点燃的顺序是先点燃E再点燃C。
（2）除去废气中的二氧化碳可用氢氧化钠溶液。
（3）C中减少质量为参加反应的氧化铁中氧元素质量， 该氧元素与一氧化碳结合生成二氧化碳，即二氧化碳中一半质量的氧元素来自于一氧化碳，另一半来自于氧化铁，由此可知废气中CO质量为.
故答案为：（1） 先点燃E再点燃C ；（2）氢氧化钠溶液；（3）0.56g。
13．（2024·宁波一模）过碳酸钠（Na2CO4）跟盐酸反应的化学方程式为：2Na2CO4+4HCl＝4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。在过碳酸钠商品中一般都含有Na2CO3，为测定它的纯度，取一定量的样品和盐酸反应，通过测定产生O2的体积，能够运算出Na2CO4的含量。
（1）依照如图提供的仪器，组装一套测定商品过碳酸钠纯度的实验装置。其中装置④的作用是 。
（2）若在实验中称取1.22g样品进行测定，已知常温下O2的密度约为1.42g/L，实验室有50mL、100mL、150mL三种规格的量筒，该实验所用量筒的规格为 ，其理由是： 。
【答案】（1）检验气体中是否存在二氧化碳
（2）150mL；1.22g样品完全为过碳酸钠，生成氧气113mL
【知识点】根据化学反应方程式的计算；二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】 （1）根据二氧化碳与氢氧化钙反应的原理及实验目的进行分析；
（2）根据过碳酸钠与盐酸反应的规律采用极值法进行分析。
【解答】 （1）这套装置的连接有两点要注意：一是生成气体中的O2的净化，即要除去CO2气体，所以要依次连接⑤和④，即用NaOH溶液吸收CO2，并用Ca（OH）2溶液检验CO2是否除尽；二是O2体积的测定，是通过将③装置中的水排到②中，测量到水的体积即为O2的体积。结合以上分析可知，装置④的作用是检验气体中是否存在二氧化碳；
（2）过碳酸钠与盐酸反应：2Na2CO4+4HCl=4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O；
假设1.22g样品完全为过碳酸钠与足量盐酸反应，存在关系为：2Na2CO4～O2↑，
设生成氧气的体积为x，
则244：32=1.22g：，
解得：x=0.16g；
即最多可生成0.16g O2，其体积为0.16g÷1.42g/L≈0.1127L=112.7mL，
所以实验中选用的量筒，规格应是150mL的。
14．（2025·衢州模拟）如图是进行一氧化碳与氧化铜反应的改进装置。请回答：
（1）图中A装置的名称是 。
（2）实验中利用了CO的 (选填“氧化性”或“还原性”)。
（3）实验中发现试管和烧杯中的饱和澄清石灰水均变浑浊，则烧杯中的澄清石灰水变浑浊的原因是 。
（4）资料1：实验过程中，一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜(红色固体)；资料2：氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液。
为探究反应生成的红色固体中是否含有氧化亚铜，小科进一步设计实验方案：待充分反应使黑色粉末全部消失，冷却后取出反应后的样品于试管中， 。(请补全实验方案，写出具体的操作方法和判断的依据)
【答案】（1）酒精灯
（2）还原性
（3）烧杯中溶液温度上升，氢氧化钙溶解度降低析出固体变浑浊
（4）加入足量的稀硫酸(或稀盐酸)，若溶液变蓝，则含有氧化亚铜，若不变蓝则不含氧化亚铜
【知识点】溶解度的影响因素；还原反应与金属的冶炼；酸的化学性质
【解析】【分析】（1）B是试管，C是烧杯。
（2）一氧化碳与氧化铜的反应方程式。
（3）氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。
（4）铜是不活泼金属，不能与稀硫酸或稀盐酸反应。
【解答】（1）A为酒精灯，用于加热。
（2）一氧化碳具有还原性，能将金属氧化物还原为金属单质。
（3）试管中二氧化碳与氢氧化钙反应放热，温度升高，导致烧杯中溶液的温度升高，溶解度变小，从而析出晶体，溶液变浑浊。
（4）由氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液可知，可向样品中滴加稀硫酸或稀盐酸，若溶液变蓝，则说明含有氧化亚铜。
15．（2024·温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。
（1）利用装置 A 制备 CO，反应原理是该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。(写1点)
（2） 装置E 的作用是 。
（3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃（4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。
【答案】（1）受热更均匀
（2）处理尾气，防止污染空气
（3）Fe3O4和FeO
（4）温度高于850℃
【知识点】金属的化学性质；还原反应与金属的冶炼；金属的冶炼
【解析】【分析】当含碳的物质（比如煤）燃烧不完全时，会产生大量一氧化碳进入人体，造成中毒症状。 由于一氧化碳与血红蛋白的结合力，远远高于氧气与血红蛋白的结合力。因此，一氧化碳进入人体后，绝大多数的血红蛋白会“优先”与它结合，而“被抛弃”的氧气就失去了与血红蛋白结合的机会，导致机体严重缺氧。
【解答】（1）A装置中采用的为水浴加热，该方法使装置受热更均匀；
（2）一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则E装置可用于处理尾气，防止污染空气
（3）由图可知，当反应温度控制于600℃～700℃之间，得到的固体有Fe3O4和FeO；
（4）由图可知，若想提高产率，应将温度高于850℃。
16．（2025九下·东阳模拟）制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛，测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙 (纵坐标数值越大，代表吸附量越大)。吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
请回答下列问题：
（1）变压吸附制氧的原理是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
（2）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 (填“Ⅰ” “Ⅱ”或“Ⅲ” )。
（3）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是 。
（4）从使用的安全角度，吸氧时，应避免吸烟或接近任何火源，原因是 。
【答案】（1）物理变化
（2）Ⅱ
（3）25℃时，吸附压越大，氮气的吸附量越大，而氧气的吸附量变化不大
（4）氧气具有助燃性，防止火灾或爆炸
【知识点】化学变化与物理变化的判别；构成物质的粒子模型；氧气的性质和利用
【解析】【分析】（1）物理变化没有新物质生成，化学变化有新物质生成。
（2）两个或以上原子结合在一起形成分子。
（3）氮气吸附量大而氧气吸附量小时，易将氮气和氧气分离。
（4）燃烧需要助燃剂，氧气能支持燃烧，所以吸氧时不能接近火源，以免导致火灾等。
【解答】（1）由文中描述可知，在整个过程中没有新物质生成，可知变压吸附制氧属于物理变化。
（2）一个氧分子由两个氧原子构成，由图可知氧分子分解成氧原子的过程是图中的Ⅱ。
（3）由图乙可知，在25℃时，增大吸附压，氮气的吸附量快速增大，但氧气的吸附量变化不大且吸附量少。
（4）氧气具有助燃性，能支持燃烧，吸氧时，周围氧气浓度较大，在附近吸烟或周围存在火源，可能会导致剧烈燃烧，从而导致火灾或爆炸。
17．（2025·温州模拟）新装修的房屋会释放出甲醛，除开窗通风还可用活性炭或光触媒辅助去除室内甲醛。“光触媒”是一种纳米级材料，具有强烈的催化分解功能。图1就是“光触媒”技术应用于分解甲醛、氨气、甲苯等有害物质的原理图，在紫外线（阳光）照射下，光触媒催化甲醛分解为和。小温想知道在相同条件下，活性炭与光触媒去除室内甲醛的效果如何，于是开展了实验探究。实验在自然光照的密闭室内进行，上午9时准时启动，相关数据见图2。请回答以下问题：
（1）“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，依据图1写出该反应的条件： 。
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理： 。
（3）在光触媒的实验中，实验8~24小时和32~48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，结合光触媒去甲醛的原理，分析其原因是 。
（4）根据该实验结果，请提出能提高去除室内甲醛效率的一条合理建议： 。
【答案】（1）光和TiO2做催化剂
（2）活性炭具有吸附性，吸附甲醛从而降低室内甲醛含量，是物理变化，光触媒是一种催化剂，可催化甲醛分解为CO2和H2O，使室内甲醛含量降低，发生化学变化（合理即可）
（3）8～24小时和32～48小时内自然光中紫外线强度不足，导致光触媒催化效率降低（合理即可）
（4）选择光触媒的方法去除室内甲醛效果更好（合理即可）
【知识点】催化剂在化学反应中的作用
18．（2025·拱墅模拟）锦绣项目化小组开展“自制制氧机”的工程实践活动。
【探秘原理】市场上的制氧机按制氧原理主要分三类：空气分离制氧、电解水制氧和化学试剂制氧。
（1）某品牌制氧机以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气，其微观示意图如图甲所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 (填“纯净物”或“混合物”)；
（2）若要通过分解反应制备氧气，一定不能选用的反应物是____(填字母)；
A．氯酸钾(KClO3) B．氯化铵(NH4 C．过氧化氢(H2O2)
（3）【自制制氧机】项目小组利用饮料瓶、吸管、输液管等废旧物品设计并制作了如图乙装置。
装置中一个是制氧仓，放入制氧剂后可产生氧气；另一个是加湿仓，氧气经过该仓后变得清洁湿润。则 瓶为加湿仓。
【答案】（1）混合物
（2）B
（3）A
【知识点】制取氧气的原理；质量守恒定律及其应用；纯净物和混合物的区别
【解析】【分析】（1）只有一种物质组成纯净物，多种物质组成混合物；
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类保持不变；
（3）根据图乙分析两个瓶子在制取氧气中的用途判断。
【解答】 （1）根据图片可知，空气通过分子筛后，仍有少量氮气分子存在，所以制得的氧气中含少量氮气，属于混合物；
（2）由质量守恒定律可知，要通过分解反应制备氧气，反应物中一定含有氧元素，而氯化铵不含氧元素；
故选B。
（3）加湿仓氧气要通过长管进入水中，充分接触润湿后再由短管导出，因此选择A瓶。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
专题4 气体的制备与性质
氧气的性质和用途主要在选择题中结合二氧化碳考査:综合命题主要结合氧气的制取实验，氧气的制法主要考査发生装置和收集装置的选择、仪器的选用与组装、氧气的检验与验满、发生装置优缺点的分析判断、实验过程中的注意事项等。二氧化碳制取多为综合性试题，结合氧气考查，结合具体的条件选择发生装置和收集装置，要熟记装置选择的考虑因素。气体制取和收集装置的选择应根据制取气体从原理上是否科学，严谨、合理，装置上和操作中是否安全、简便、现象是否明显，药品是否经济、易得、环保节能等方面进行分析。制取氢气在中考题也常出现。2024年浙江中考第16题、第25题都有考察，25年中考需要重视。
★重难点01： 氧气制取
一、实验室里制取氧气的方法
分解双氧水H2O2和加热分解高锰酸钾 或氯酸钾KClO3 ，化学方程式为：
（1） （2） 。
（3） 。
固体加热型 固液（液液）不加热型
发生装置
实验步骤 查→装→定→加→收→验 查→装→定→点→收→离→熄；
①查：检查装置的气密性注意安装顺序：先从下到上，后从左到右。 ②装：装入药品 ③定：固定试管 ④点：点燃酒精灯 ⑤收：用排水法收集 ⑥离：将导管移离水面 ⑦熄：熄灭酒精灯。 【谐音记忆: “茶-庄-定-点-收-利-息”】
排水法 （不易溶于水） 向上排空气法 （密度比空气大） 向下排空气法 （密度比空气小）
收集装置
优点 ； 较干燥；
缺点 ； 不够纯净；
验满方法 1.将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃(排气法) 2.集气瓶口出现大气泡（排水法）
检验方法 ，木条复燃
注意 长颈漏斗末端要伸到液面以下(分液漏斗则不必) ①试管口略向下倾斜；②试管夹夹在离试管口1/3处；③实验完毕，先移出导气管，再熄灭酒精灯；④用KMnO4制O2时，试管口放一团棉花；
注意：
（1）在过氧化氢和氯酸钾制取氧气的反应中，用二氧化锰作为催化剂，它的作用是改变反应速度，本身的质量和化学性质在反应前后都 。
a）催化剂不一定加快反应速率，也有减慢反应速率。
b）催化剂的物理性质在反应前后可以改变。但化学性质和质量不变
c）催化剂在反应中可以参与反应而发生变化，但反应结束时又能转化回原来的物质。
d）催化剂只影响反应速率，不影响最终产量。
e）催化剂在反应中起催化作用。同一反应可采用多种催化剂。
（2）为什么在试管口要放一团棉花？ 。
（3）为什么试管口要略向下倾斜？ 。
（4）为什么要来回移动酒精灯使试管受热均匀？防止试管受热不均而破裂。
（5）为什么刚出现气泡时不能立即收集？为了排尽试管内的空气，防止收集的氧气不纯 。
（6）什么时候才可以开始收集气体？ 。
（7）集满氧气后，为什么要先从水槽中移出导管，再熄灭酒精灯？ 。
（8）为什么导管不能伸入试管太长？ 。
（9）为什么加热前，试管外壁要保持干燥。加热时，用酒精灯的外焰加热，灯芯不能 碰到试管。结束时，热的试管不能立即用冷水冲洗 。
（二）装置的改进与评价：
（1）将固液常温型装置中的长颈漏斗换成分液漏斗或注射器(如图A、图B所示)，改进后装置的优点是通过控制液体的滴加速度，从而控制反应速；
（2）C装置的优点是能随时控制反应的发生和停止。
总结：相比于高锰酸钾或氯酸钾，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的优点是可随时添加液体、反应不需要加热、操作简便等。
（三）检查装置气密性的常见方法
A. 手捂（加热）法：将导管的出口浸入水中，手握试管等容器，如果有气泡从导管口逸出，放手后导管末端 ，表明装置气密性良好。
B. 液差（注水）法：从漏斗注入一定量的水，使漏斗下端浸没，塞紧橡皮塞，夹紧弹簧夹后，继续加水，使漏斗管内的液面高于瓶内液面，停止加水观察。液面差不变，表明装置气密性良好。
（四）固体加热型实验装置易错处（图为错误示范）：
1）试管口应 ；
2）导管应 ；
3）酒精灯应用 ；
4）铁夹应夹在离试管口 处
5）火焰应加热在试管 ；
6）高锰酸钾制取氧气试管口应 ；
7）排水收集时导管不能太长
（五）工业上用分离空气制取氧气
空气冷冻分离法：是物理变化，只是利用各种成分的 沸点 不同，把氧气从液态空气中分离出来，属于物理变化。
（六）典型气体
气体 收集方法 验满方法 检验方法
氧气 排水法、 向上排空气法 将带火星的木条伸入集气瓶，木条复燃，说明是氧气
二氧化碳 向上排空气法 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明是二氧化碳
1．（2024·浙江）自发现加热硝石可以产生氧气以来，科学家进行了100多年的探索，发现了氯酸钾（KClO3）与二氧化锰（MnO2）混合加热这一经典制氧气法，历程如下：
（1）根据质量守恒定律可以推知，硝石中一定含有的元素为 。
（2）1772年，发现MnO2和浓硫酸反应制氧气法，MnO2中Mn的化合价为 价。
（3）1832年，发现KClO3与MnO2混合加热制氧气法，反应前后MnO2的质量不变，但比单独加热KClO3产生氧气的速率大，其中MnO2起 作用。
2．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是 g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是 元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
★重难点02： 二氧化碳制取
一、二氧化碳的实验室制备
(1)药品：大理石(或石灰石) CaCO3与稀盐酸。
一般不用其他药品代替的理由：不能用H2SO4代替盐酸，是因为H2SO4与CaCO3反应生成微溶的CaSO4会覆盖在大理石的表面，阻止反应的继续进行
(2) 原理：CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(3)制取装置如图所示：
(4)收集：CO2密度比空气大、能溶于水且与水反应生成碳酸，一般只用向上排空气法收集CO2气体。
(5)操作步骤：
①. 检查装置的气密性；
②. 锥形瓶中加入大理石；
③. 连接好装置，导管口接近瓶底处；
④. 长颈漏斗中加入稀盐酸；
⑤. 用向上排空气法收集气体；
⑥. 用燃着的木条放在集气瓶口验满。
⑦. 收满盖好毛玻璃片，将集气瓶口向上放置。
(6)CO2气体的验证：将生成的无色、无味的气体通入澄清的石灰水中，若澄清的石灰水变浑浊，则该气体为CO2。反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O.
（二）二氧化碳的工业制法
（1）原料：石灰石（主要成分CaCO3）；
（2）原理：CaCO3 === CaO+CO2↑；
（3）设备：石灰窑
（三）实验室制取气体和收集气体的装置
发生装置 收集装置
固体与固体反应，需加热 固体与液体反应，不用加热 密度比空气小，且不与空气中的物质反应 密度比空气大，且不与空气中的物质反应 难溶于水，不与水反应
1．（2020·杭州）小金通过实验室制取和牧集二氧化碳的方法获得了一瓶二氧化碳气体。接着利用这瓶二氧化碳气体完成了图示实验观察到蜡烛火焰自下而上依次熄灭。下列说法错误的是（ ）
A．实验室制取二氧化碳的药品为块状大理石和稀硫酸
B．实验室可采用向上排空气法收集二氧化碳
C．图示实验可说明二氧化碳密度比空气大
D．图示实验可说明二氧化碳不支持蜡烛的燃烧
2．（2024·浙江）实验室常用大理石（主要成分是CaCO3）与稀盐酸制取二氧化碳。请回答：
（1）①图1是两种气体发生装置，各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点： 。
②检查装置A的气密性时，将右侧导管浸入水中，用手捂住试管，观察到 ，说明气密性良好。
（2）在完成气密性检查后，装入药品，反应产生气体。用向上排空气法收集气体，验满时，将燃着的小木条放在集气瓶口，小木条熄灭。从燃烧条件看，小木条熄灭是由于 。
（3）在收集二氧化碳过程中，某同学进一步探究了集气瓶内氧气体积分数对瓶口小木条燃烧情况的影响。多次实验后发现氧气体积分数降到8%左右时小木条熄灭。其中一组实验数据如图2，在该实验条件下，要使二氧化碳体积分数达到90%，需在小木条熄灭后，再收集 秒。
★重难点03： 气体的干燥和净化
1.气体净化
吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置
水 易溶性气体，如HCl、NH3等
强碱(NaOH)溶液 CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等
饱和碳酸氢钠溶液 CO2气体中混有的HCl、SO2气体
碱石灰(NaOH＋CaO) CO2、H2O(气)、HCl等
灼热氧化铜 H2、CO
灼热的铜网 O2
2.气体干燥
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 O2、CO2、CH4、N2、HCl、SO2等 NH3
碱性 生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠 O2、H2、CO、CH4、N2、NH3 CO2、HCl、H2S、SO2
中性 无水氯化钙 除NH3以外的所有气体 NH3
1．（2022·浙江）已知木炭粉和 Fe2O3反应的化学方程式为 某同学设计一个实验，证明氧化铁中含有氧元素，并测定氧化铁中氧元素的质量分数，实验装置如图所示。
（1）实验中，盛放澄清石灰水的烧杯中出现的现象是 。
（2）实验中通入的气体是纯净干燥的 N2，写出不用空气的主要理由： ，实验也不能用潮湿的氮气，原因是 。
（3）如用3.2g氧化铁与木炭粉的混合物反应，测得澄清石灰水增重1.32g，则氧化铁中氧元素的质量分数为 。
2．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
1．（2024·宁波模拟） 现在实验室有两份质量相等的氯酸钾样品，一份(a)中加入少量高锰酸钾和二氧化锰混合物，另一份(b)中不加其他物质，再分别同时加热至完全反应，放出氧气的质量(m)与反应时间(t)的关系图正确的是 ( )
A． B． C． D．
2．（2024·余姚模拟）用如图装置检验人体呼出气体成分的说法错误的是 ( )
A．用装置甲检验时，呼出气体应从a 口进入
B．实验中澄清石灰水变浑浊说明呼出气体中含有二氧化碳
C．用氢氧化钠溶液替换澄清石灰水不能达到实验目的
D．连通b、c 后可检验呼出气体中的水蒸气和二氧化碳
3．（2024·杭州模拟）某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
4．（2024·金东二模）现有 CO和CO2混合气体，为了回收利用两种气体，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验装置，混合气体通入该装置后可达到下列目的：①检验CO2气体，②分离CO和CO2混合气体， ③干燥CO2或CO气体。实验所提供的试剂有：稀盐酸、浓硫酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水。请你完成下列问题：
（1）若要达成上述实验目的， 甲瓶中盛放的试剂应为 。
（2）分离得到气体的先后顺序是 。
5．（2024·余姚模拟）纳米铁因其独特的性质而被用于一些特殊领域。制备纳米铁的方法较多，利用甘蔗渣等材料的化学还原法是常用制备方法之一，主要制备步骤如下：
①将烘干并粉碎的甘蔗渣(主要成分为纤维素)浸入 FeCl3 溶液，甘蔗渣上的碱性物质与吸附在表面上的 Fe3+反应生成Fe2O3。
②将带有 Fe2O3的甘蔗渣放入石英管式炉内，并向炉内通入一段时间的氮气。
③将石英管式炉加热至 900℃，并控制适宜的氮气流速，使纤维素碳化、Fe2O3 被炭还原为单质铁。
④反应完全并自然降温后，将纳米铁固体粉末转移至充满氮气的保存箱储存。
（1）装置A 石英管式炉内 Fe2O3被还原的化学方程式为 。
（2）装置B的作用是吸收反应生成的大量气体，则装置中为 溶液。
（3）开启升温程序前通入氮气的目的是 。
6．（2025九下·温州模拟）小明在实验室里用高锰酸钾固体制取氧气。
（1）用排空气法收集氧气时，可选择收集装置B和C中的 ；
（2）为了防止加热时试管内物质进入导管，应在试管口 ；
（3）用排空气法收集氧气时，验满的操作方法是 。
（4）小明用排水法收集两瓶氧气正放在桌面上。收集甲瓶时将水全部排完，收集时乙瓶将水排出一半；盖好毛玻片。小明发现，甲瓶口毛玻片比乙更容易滑动，原因是 。
7．（2024·温州三模）小明发现，在利用双氧水制取氧气的实验过程中，会看到不断翻腾的黑色悬浮液，看不到气泡产生。同时，为对比反应前后二氧化锰的质量变化，须经过滤分离，其操作繁琐、耗时长。已知水泥对过氧化氢分解无影响，且能具有一定固定作用。小明利用二氧化锰和水泥制取混合块，并利用如图所示装置探究水泥和二氧化锰最佳质量比。
①按表1分别称取二氧化锰与水泥，将其混合均匀，经处理后分别形成0.4克块状固体。
②按图所示安装装置，并检查气密性。
③取混合物置于圆底烧瓶，打开分液漏斗活塞，使双氧水与混合物接触反应。
④打开活塞，收集氧气。
⑤记录一定时间收集到的氧气体积，并取出固体块烘干，称量其质量。
试验编号 水/二氧化锰 4分钟收集氧气的体积/毫升 反应后混合固体质量/克
一 3：1 16 0.4
二 2：1 24 0.36
三 1：1 49 0.39
四 1：2 65 0.4
五 1：3 70 0.37
（1）步骤②中检查气密性的方法是： 。
（2）为了准确收集氧气的体积，请选择步骤④中收集氧气的方式____。
A．观察到均匀气泡时，将导管伸入量筒收集氧气
B．立即将导管伸入量筒，收集氧气
（3）为了更加快速收集氧气并能更加方便验证催化剂的性质，请你谈谈水泥与二氧化锰的混合的最佳比例，并说明理由： 。
8．（2025·舟山月考）某同学用下图所示的简易装置在实验室制取二氧化碳并验证其性质。
（1）实验室制取二氧化碳，液体X应为 。
（2）右图虚线框内，应选用图中的 (选填“A”或 “B”)收集装置；
（3）图中铜制燃烧匙可在试管内上下移动，此装置与将大理石直接放入液体X中相比，其主要优点是 。
（4）将产生的气体通入到石蕊溶液中可以观察到 。
9．（2025·台州模拟）用排空气法收集二氧化碳时，常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭，瓶内的气体都是二氧化碳吗 某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤：
① ；
②在锥形瓶中加入块状大理石；
③打开止水夹，向长颈漏斗中加入适量稀盐酸；
④一段时间后，把燃着的木条放在集气瓶口，观察到燃着的木条熄灭。
请回答下列问题：
实验1 实验2 实验3 实验4
水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28%
燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧
（1） 补充完整实验步骤①： 。
（2）实验时，长颈漏斗的末端处于液面下，目的是 。
（3）为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳，该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中，如图2所示。过一段时间后，观察到 现象，证明了集气瓶中还有空气。
（4）查阅资料获知，木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水，如图3所示，然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水，再用燃烧的木条检验，结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时，燃着的木条就会熄灭。 (空气中氧气体积分数取20%)
10．（2025九下·浙江月考）实验室常用大理石(主要成分是( 与稀盐酸制取二氧化碳。请回答：
（1）图1是两种气体发生装置，装置B相对于装置A的优点是 。
（2）探究是否可用排水集气法收集到 利用传感器对是否可用排水集气法收集到展开探究，实验装置如图2所示：
【实验步骤】
①按实验装置图2组装仪器。
②用压强传感器自带的注射器通过活塞A 向三颈烧瓶注入50mL 空气，并一直压住注射器，若压强传感器的读数 (填“持续上升”或“保持不变”或“不断下降”)，证明装置气密性良好。
③打开活塞A，将注射器中的稀盐酸迅速注入仪器b中，反应一段时间后，收集满CO2后迅速关闭活塞A，并用止水夹夹住导气管B处。
④用压强传感器自带的注射器通过活塞A 向三颈烧瓶中注入 观察两分钟之内体系的压强变化如图3所示。
【总结与拓展】
⑤图3中，30s后体系压强瞬间增大，之后到100秒压强又逐渐减小，请写出压强逐渐减小的原因 。
⑥经过测算，消耗CO2的量约为收集到的CO2总量的0.53%，因此排水集气法 (填“可以”或“不可以”)收集到CO2气体。
11．（2025九下·萧山模拟）思维模型的建构方便解决问题、促进深度学习。某科学研究小组在老师的指导下对解决“混合气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】下水道气体可能含有H2、CO、CO2、CH4四种气体中的一种或几种，此研究小组对此进行了相关实验。
（1）【收集气体】用大塑料瓶装满水，打开瓶盖用绳子吊入下水道中，用铁钩将塑料瓶倒转，使水完全流出，然后将塑料瓶提到井口并迅速盖紧瓶盖备用，该操作是用 法收集气体。
【进行实验】将瓶中的气体依次通过如图1所示的装置(碱石灰为NaOH和CaO的混合物，假设每个装置内都充分反应或吸收)， 并观察现象。
（2）【实验分析】
装置①中澄清石灰水变浑浊，说明该下水道气体成分 。
（3）装置②的设置属于上述思维模型中的 环节。
（4）图1中的④是由图2中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整：气体燃烧装置→ →尾气处理装置。通过测量浓硫酸和氢氧化钠溶液的质量变化，判断出了剩余体的成分。
12．（2024·杭州模拟）某课外小组的同学们收集了一些含有CO和CO2的废气，为了确认这种废气的组成，他们在实验室按图1中装置进行了实验。
（1）为了将氧化铁还原成铁，C、E点燃的顺序是 。
（2）该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置，来除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续的探究，则瓶内盛放的液体是 。
（3）该组同学通过上述实验得到C中完全反应后减少0.32g，集气瓶中的气体质量为0.44g。请计算原废气中CO的质量为 。
13．（2024·宁波一模）过碳酸钠（Na2CO4）跟盐酸反应的化学方程式为：2Na2CO4+4HCl＝4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。在过碳酸钠商品中一般都含有Na2CO3，为测定它的纯度，取一定量的样品和盐酸反应，通过测定产生O2的体积，能够运算出Na2CO4的含量。
（1）依照如图提供的仪器，组装一套测定商品过碳酸钠纯度的实验装置。其中装置④的作用是 。
（2）若在实验中称取1.22g样品进行测定，已知常温下O2的密度约为1.42g/L，实验室有50mL、100mL、150mL三种规格的量筒，该实验所用量筒的规格为 ，其理由是： 。
14．（2025·衢州模拟）如图是进行一氧化碳与氧化铜反应的改进装置。请回答：
（1）图中A装置的名称是 。
（2）实验中利用了CO的 (选填“氧化性”或“还原性”)。
（3）实验中发现试管和烧杯中的饱和澄清石灰水均变浑浊，则烧杯中的澄清石灰水变浑浊的原因是 。
（4）资料1：实验过程中，一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜(红色固体)；资料2：氧化亚铜能与稀盐酸(或稀硫酸)反应生成蓝色溶液。
为探究反应生成的红色固体中是否含有氧化亚铜，小科进一步设计实验方案：待充分反应使黑色粉末全部消失，冷却后取出反应后的样品于试管中， 。(请补全实验方案，写出具体的操作方法和判断的依据)
15．（2024·温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。
（1）利用装置 A 制备 CO，反应原理是该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。(写1点)
（2） 装置E 的作用是 。
（3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃（4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。
16．（2025九下·东阳模拟）制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等，其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将N2、O2通过某种沸石分子筛，测定其对N2、O2的吸附情况、结果如图乙 (纵坐标数值越大，代表吸附量越大)。吸氧对于缺氧人群有一定作用，但健康人短期内高流量吸氧会对机体造成不良影响，因此不能盲目吸氧。
请回答下列问题：
（1）变压吸附制氧的原理是 (填“物理变化”或“化学变化”)。
（2）图甲中，表示氧分子变成氧原子的是 (填“Ⅰ” “Ⅱ”或“Ⅲ” )。
（3）由图乙可知，25℃时吸附压越大越有利于分离N2和O2，证据是 。
（4）从使用的安全角度，吸氧时，应避免吸烟或接近任何火源，原因是 。
17．（2025·温州模拟）新装修的房屋会释放出甲醛，除开窗通风还可用活性炭或光触媒辅助去除室内甲醛。“光触媒”是一种纳米级材料，具有强烈的催化分解功能。图1就是“光触媒”技术应用于分解甲醛、氨气、甲苯等有害物质的原理图，在紫外线（阳光）照射下，光触媒催化甲醛分解为和。小温想知道在相同条件下，活性炭与光触媒去除室内甲醛的效果如何，于是开展了实验探究。实验在自然光照的密闭室内进行，上午9时准时启动，相关数据见图2。请回答以下问题：
（1）“光触媒技术”可将污染物转化为水和二氧化碳，依据图1写出该反应的条件： 。
（2）从物质的性质和变化的角度分别分析活性炭和光触媒去除甲醛的原理： 。
（3）在光触媒的实验中，实验8~24小时和32~48小时两个时间段内，甲醛浓度均没有明显下降，结合光触媒去甲醛的原理，分析其原因是 。
（4）根据该实验结果，请提出能提高去除室内甲醛效率的一条合理建议： 。
18．（2025·拱墅模拟）锦绣项目化小组开展“自制制氧机”的工程实践活动。
【探秘原理】市场上的制氧机按制氧原理主要分三类：空气分离制氧、电解水制氧和化学试剂制氧。
（1）某品牌制氧机以空气为原料，当空气经过分子筛时，氮气和氧气分离，获得高浓度的氧气，其微观示意图如图甲所示。则该制氧机制得的“氧气”属于 (填“纯净物”或“混合物”)；
（2）若要通过分解反应制备氧气，一定不能选用的反应物是____(填字母)；
A．氯酸钾(KClO3) B．氯化铵(NH4 C．过氧化氢(H2O2)
（3）【自制制氧机】项目小组利用饮料瓶、吸管、输液管等废旧物品设计并制作了如图乙装置。
装置中一个是制氧仓，放入制氧剂后可产生氧气；另一个是加湿仓，氧气经过该仓后变得清洁湿润。则 瓶为加湿仓。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
