专题提升三 气体的制取
1．[2015·泰安]下列有关实验室制取气体的说法错误的是 ( D )
图Z3－14
A．装置①可作为CO2的发生装置
B．装置②干燥O2时，气体由a管进b管出
C．装置③可用作O2的收集装置
D．装置④是收集CO2气体的验满方法
2．如图所示为实验室加热高锰酸钾制取氧气的装置。在实验过程中，当观察到气泡在导气管口连续、均匀地冒出时，才开始收集气体，其目的是 ( B )
图Z3－15
A．为了检验该实验装置的气密性
B．为了提高收集到的氧气的纯度
C．防止水槽中的水倒吸使试管破裂
D．防止高锰酸钾颗粒进入导气管
【解析】 制取气体刚开始时混有较多的空气。
3．下列有关实验室制取二氧化碳的方法不合理的是 ( C )
A．因为通常情况下二氧化碳密度大于空气，故能用向上排空气法收集
B．因为二氧化碳在水中可溶，故不可用排水法收集
C．在发生装置中加入块状石灰石和硫酸
D．因为碳酸钙和盐酸在常温下即可迅速反应，故气体发生装置不需要加热
【解析】 因为硫酸与石灰石反应生成的硫酸钙微溶，反应不能顺利进行。
4．[2016·衢州]正确进行实验操作，合理改进实验装置，是科学素养的重要方面。请回答下列问题：
图Z3－16
(1)如图甲是实验室制取CO2的装置，实验中收集满一瓶CO2后，应将盖有玻璃片的集气瓶__正放__(选填“正放”或“倒放”)在桌面上。
(2)有两位同学对图甲中的气体发生装置进行了简化，简化后的装置如图乙和图丙所示，其中可行的是__丙__。
【解析】 (1)二氧化碳的密度比空气大，所以收集满的二氧化碳气体应该盖上玻璃片正放在桌面上。(2)乙装置中的导管伸入了液面以下，生成的气体无法导出；而丙装置中的导管刚好露出橡皮塞，利于气体的导出。
5．对实验进行改进是创新的表现方式之一。某校科学探究小组的同学用实验室三种漏斗(分液漏斗、长颈漏斗、普通漏斗)装配了A、B、C三套装置，对固液不加热型气体发生装置进行探究。请认真分析并回答下列问题：
图Z3－17
(1)A、B装置均可用作实验室制取H2、O2以及 CO2气体的发生装置。请写出实验室用A、B装置制O2的化学方程式__2H2O22H2O＋O2↑__。
(2)C装置不能用作制取气体的发生装置，可在C装置中加装一个小试管，把C装置改装成D装置就能实现制取气体的目的。则D装置中小试管的作用是__保证装置的气密性(或防止生成气体从漏斗逸出)__。
6．某兴趣小组用如图所示装置收集并测量反应产生的气体及其体积。
图Z3－18
(1)该发生装置可以制备初中科学常见的__H2(或O2)__(填写气体化学式)。
(2)图示装置对反应物的状态和反应条件的要求是__反应物是固体和液体__、__反应条件是不需要加热__。
(3)利用该装置测得反应生成气体体积偏大的最主要原因：__包含了滴入液体的体积__。
【解析】 该装置适用于反应物是固体和液体，反应不需要加热制取的气体，如氧气、氢气等。排水量气时，由于加入反应的液体有一定的体积，会导致测量出的气体体积偏大。
专题提升三 气体的制取
1．下列有关玻璃导管的使用图示正确的是(省略夹持和加热装置) ( D )
A．用排水法集气 B．向上排空气法集气
C．用高锰酸钾制氧气 D．检验二氧化碳
【解析】 检验气体时导管应充分伸入溶液中。排水法收集气体时，导管只能放在瓶口，不能伸入瓶内；而排空气法收集气体时，导管必须伸入集气瓶底部；用高锰酸钾制氧气时，导管伸入试管内短一些，有利于气体排出。
2．用下列四套实验装置制取CO2气体，由于装置错误导致可能收集不到CO2的是 ( C )
A B C D
【解析】 C装置中气体会从长颈漏斗逸出。
3．某兴趣小组的同学，利用含有铁锈的铁粉制取四氧化三铁，在实验过程中还需要用到的仪器和药品合理的是 ( B )
图Z3－1
A．b(稀硝酸、锌粒)、c、d
B．a(稀硫酸、锌粒)、c(高锰酸钾)、d、e
C．a(双氧水、二氧化锰)、d
D．c(氯酸钾、二氧化锰)、d(一氧化碳)
【解析】 需要用氢气还原氧化铁(铁锈)，并让铁在氧气中燃烧制得四氧化三铁。
4．通过学习，我们已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置。请据图回答问题：
图Z3－2
(1)写出图中标号的仪器名称：a__试管__；b__铁架台__。
(2)用A装置制取O2时，锥形瓶中应放__MnO2__；其作用是__起催化作用__。
(3)实验室制取二氧化碳一般有以下步骤：①检查装置的气密性；②按要求连接制取装置；③向长颈漏斗中注入盐酸；④收集气体；⑤向大试管内放入石灰石，操作顺序正确的是__C__。
A．①②③④⑤ B．②①③④⑤
C．②①⑤③④ D．③④⑤②①
实验室制取CO2发生反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__，收集二氧化碳气体的方法是__向上排空气法__。
(4)加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式是2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，选用的发生装置是__B__，收集装置是__C、D__。
(5)通常情况下，氢气是无色、无味、密度比空气小、难溶于水的气体。实验室常用固体锌粒与稀硫酸在常温下直接反应制取氢气，可选用的发生装置是__A__，收集装置是__C、E__。写出实验室制取氢气的化学方程式__Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__。
5．[2016·梅州]根据下列装置图，回答有关问题：
图Z3－3
(1)组装A装置时，酒精灯应在固定试管之__前__(选填“前”或“后”)放置，B装置中长颈漏斗尖端必须伸入液面以下的原因是__以防生成的气体从长颈漏斗逸出__。
(2)从节能环保方面考虑，实验室制取并收集较纯净的O2，应从图中选择__BE__(填装置序号)进行组合，发生反应的化学方程式为__2H2O22H2O＋O2↑__。
(3)实验室制取CO2反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O__。实验结束后，从反应残留物中提取固体溶质时，按如下流程操作：，过滤所用的玻璃仪器除烧杯外，还有__漏斗、玻璃棒__(填仪器名称)，在蒸发过程中，当__蒸发皿中出现较多固体__时，停止加热，利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
(4)若用F装置进行排空气法收集H2，H2从F装置的__b__(选填“a”或“b”)口通入。
6．[2015·雅安]研究和控制化学反应条件有重要意义。
(1)同学们想探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。
实验
30%双氧水的质量(g)
加入的水的体积(mL)
二氧化锰质量(g)
收集时间(s)
1
10
40
5
200
2
20
30
5
100
3
30
20
____
67
①取用二氧化锰的仪器是__B__(填编号)；
A B C D
②写出上述反应的化学方程式__2H2O22H2O＋O2__↑__；
③实验3中，加入的二氧化锰为__5__g；
④相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明__相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快__。
(2)某同学通过查阅资料得知，双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择如图Z3－4所示装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是__氧气中混有较多的水蒸气__，同学们分析原因后，采用了__排水__法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可以产生氧气。
【解析】 实验的目的是探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响。所以实验中所用的二氧化锰质量应该相同，因此加入的二氧化锰质量为5g。实验3中双氧水的溶质质量分数在三次实验中最高，且其他条件相同，产生氧气的速率最快，说明相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快。将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能是因为加热产生氧气的同时也产生了水蒸气的原因。为了保证收集的氧气纯净，应使用排水法收集气体。
7．[2016·烟台]PLA是一种新型可降解塑料，能有效缓解塑料垃圾造成的白色污染。已知PLA由碳、氢、氧三种元素组成，为了测定7.2g PLA样品中氧元素的质量，某化学兴趣小组进行了以下探究。
【实验设计】查阅资料，白色无水硫酸铜遇水变成蓝色五水硫酸铜。
图Z3－5
将7.2g PLA样品充分燃烧，为分别吸收燃烧产物并通过清晰可见的现象检验吸收是否完全，以上实验装置正确的连接顺序：A→__B__→__E__→ __D__→__C__(填写装置的字母序号)。
【分析与结论】①实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是__空气中含有二氧化碳、水蒸气等，对验证结果有影响__；
②装置E的作用是__验证水蒸气是否被完全吸收__；
③正确连接装置后，确认气密性良好。充分燃烧7.2g PLA样品，测得相关实验数据见下表(已知燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计)。
装置
B
C
D
E
实验前质量(g)
160
150
150
100
实验后质量(g)
163.6
150
163.2
100
通过分析与计算，可知7.2g PLA样品中含有氧元素的质量为__3.2__g，该PLA样品中碳、氢、氧三种元素的原子个数最简整数比为__3∶4∶2__。
【解析】 B装置的质量增加了163.6g－160g＝3.6g，即生成了3.6g水；D装置的质量增加了163.2g－150g＝13.2g，即生成了13.2g二氧化碳；由质量守恒定律，7.2g PLA样品中含有氢元素的质量为3.6g××100%＝0.4g；含碳元素的质量为13.2g××100%＝3.6g；7.2g PLA样品中含有氧元素的质量为7.2g－0.4g－3.6g＝3.2g。该PLA样品中碳、氢、氧三种元素的原子个数最简整数比为∶∶＝3∶4∶2。
8．[2015·台州]利用图Z3－6所示装置探究“MnO2的用量对H2O2分解反应的影响”，实验中H2O2的溶质质量分数为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比，反应放热忽略不计)。
(1)写出装置中发生反应的化学方程式：__2H2O22H2O＋O2↑__，MnO2在此反应中起__催化__作用。
(2)图Z3－7甲是“0.1g MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出__H2O2的用量越多，产生的氧气越多__。
图Z3－7
(3)当用“3%H2O2溶液8mL与不同质量的MnO2混合”时，得到如图Z3－7乙所示的曲线。曲线的斜率显示，当MnO2的用量增加到0.08g时，分解速度达到实验要求。在此实验条件下，若MnO2的质量有4g(一药匙)，就能使下图__C__(填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液，其分解速度最接近实验要求。
A B C
图Z3－8
9．[2016·舟山]网传，84消毒液和粉状洁厕灵混合使用会产生有毒气体——氯气，这是真的吗？兴趣小组同学决定查阅资料并开展相关的验证实验。
图Z3－9
(1)查阅后获知：这是真的。同时了解到氯气呈黄绿色，有毒，可溶于水，难溶于橄榄油，密度比空气大，能与水、碱溶液发生反应生成可溶性物质。
(2)在老师的指导下，同学们利用84消毒液和粉状洁厕灵混合制取氯气，请根据图中提供的仪器，选择并组装发生和收集装置，正确的连接顺序为__ae__(用接口处字母填写)。
(3)同学们将收集到的黄绿色气体通入到装有几只蚱蜢的集气瓶中，并进行观察。他们这么做的目的是为了验证__氯气有毒__。
(4)为了探究处理多余氯气的方法，取两个相同的装满氯气的软塑料瓶，分别标上A和B，向A瓶中倒入一定量的氢氧化钠溶液，向B瓶中倒入等量的水，充分振荡后，若观察到__A瓶比B瓶更瘪__现象，说明氢氧化钠溶液吸收氯气的效果更好。
课件30张PPT。专题提升三 气体的制取1．气体发生装置：
图Z3－1 图Z3－2
?
(1)反应容器：试管、烧瓶、锥形瓶等。
(2)长颈漏斗：必须伸入液面以下，注意密封(通常用小试管液封)，以免气体从漏斗逸出。
(3)分液漏斗：可控制液体用量。
【注意】
加热固体时试管口应略低于试管底；药品应铺开不能集中在试管底部。2．气体收集装置：
(1)常见的气体收集装置
图Z3－3
【注意】
排水法收集气体时导管只需伸入瓶口；排空气法收集气体时导管应伸入集气瓶底部。用洗气装置排空气法收集气体应根据气体密度确定气体的流向。图Z3－4类型之一 理解气体发生装置
[2017·预测]以下气体制备的发生装置说法正确的是
( )D图Z3－5A．装置a可用作实验室制备CO2
B．装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，则气密性良
好
C．装置c可用作实验室制备氧气
D．装置d可用作实验室制备氧气、氢气
【解析】 装置a不能用作实验室制备二氧化碳，因为铁能和稀盐酸反应生成氢气，导致收集的二氧化碳不纯，同时铁容易被腐蚀；装置b烧杯中加水后，干燥管内外液面一致，说明装置漏气；加热固体制取氧气时，试管口应该略向下倾斜，试管口斜向上容易导致试管炸裂。如图所示是小明同学设计的一个制少量气体的发生装置，下列对于本实验装置的评价和使用，错误的是 ( )
图Z3－6DA．该装置利用废弃品，并可以通过拉动废铜丝使反应随时发生和停止
B．若用稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳，不可以用废铁丝替代废铜丝
C．利用该装置制氢气可以用锌和稀硫酸反应，不可以用锌和稀硝酸反应
【解析】 该装置实现废物利用，可以通过拉动废铜丝使反应随时发生和停止，操作方便；铁和稀盐酸可发生反应，故不能用铁丝替代铜丝；硝酸具有强氧化性，锌和稀硝酸反应生成一氧化氮，而不是氢气，故不能用稀硝酸制取氢气，应用锌和稀硫酸反应；氯酸钾制取氧气需要加热，不能用此装置，该装置也不能用来制取氧气，因为二氧化锰是粉末，不能放于铜丝网中。
【点悟】 制取气体时，实验装置的气密性、连接方法对是否能够顺利地完成实验影响很大。类型之二 理解气体的收集装置
[2016·丽水]质疑与探究是科学课堂永恒的主题。下列是小科同学对气体收集方式本质原因的探究。
(1)有些同学说：“CO2要用向上排空气法收集，不能用向下排空气法收集。”小科同学疑惑：为什么不能用向下排空气法收集？于是，进行了如下对比实验：
用图甲和图乙两种方式收集CO2，通入的气体流速和时间相同，发现甲集气瓶收集到的CO2浓度较大，乙集气瓶的CO2浓度很小，请分析两者浓度相差较大的原因。
(2)有些同学说：“O2可以用排水集气法收集，但CO2不能用排水集气法收集。”对此，小科同学疑惑。于是，又进行了如下对比实验：用图丙装置分别以相同流速通入O2和CO2，发现收集满O2比CO2耗时少，请分析原因。
【答案】 (1)当CO2沿导管到达图甲集气瓶底部后，由于CO2密度大于空气，排挤出集气瓶中原有的空气，最后得到较纯的CO2；当CO2沿导管到达图乙集气瓶底部后，由于CO2密度大于空气，大多数CO2会从瓶口逸出，残留在集气瓶中CO2不多，故CO2纯度不高。图Z3－7
(2)由于CO2能溶于水，O2不易溶于水，CO2溶于水中的量多，故用排水法收集相同体积的O2耗时少。
【解析】 (1)二氧化碳的密度大于空气，故用向上排空气法收集，若用向下排空气法收集，在相同的时间内所收集到的气体的浓度会较小；(2)氧气不易溶于水，而二氧化碳能溶于水，若用排水法收集二氧化碳气体，一部分气体会与水反应，故相同时间内收集的二氧化碳较少。下列实验设计及气体流向(“→”表示气体流向)正确的是( )
A．干燥氢气 B．收集氢气C．收集氨气 D．收集氧气C【解析】 干燥氢气，则该装置应该是洗气瓶，所以应该气体从液体中出来，而现在是短进长出，气体得不到干燥，而是把浓硫酸压出；收集氢气，由于氢气的密度比空气小，所以应该是向下排空气法收集，应该短进长出；收集氧气，由于要排出装置内的液体，所以应该采取短进长出的方法。
【点悟】 对于装置的使用，要注意根据不同气体的性质用不同的收集方法。若实验采用排水法收集，则需先将瓶子装满水，然后气体由短管端进入，同时，排开水的体积就等于气体的体积(瓶子正立)。若仅为测量产生气体的体积，则不一定装满水。类型之三 掌握气体的制取方法
[2016·德州]如图是实验室用于气体制备的装置，请根据图示回答问题：
图Z3－8
(1)实验室用氯酸钾制取氧气应选择的发生装置是______(填序号，下同)。A(2)实验室中能用于过氧化氢溶液制氧气，且便于随时添加液体药品的发生装置是______；要想得到比较纯净的氧气，需选择的收集装置是______。
(3)实验室制取二氧化碳时，应选择的收集装置是______，理由是__________________________；判断CO2是否收集满的方法是____________________________________________________ __。CFD二氧化碳的密度比空气大将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭证明已经收集满 [2016·金华]某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了研究气体的组成，设计了如图装置进行实验(夹持装置已省略)。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。图Z3－9在反应前后对C、D装置进行了质量的测量(各步反应均完全)，测量结果如表：
请分析回答下列问题：
(1)请写出A装置中反应的化学方程式___________________ ________________。
(2)一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是________ _________________。
(3)F装置的作用：①“抽气”；②________________________。CO2＋Ba(OH)2=== BaCO3↓＋H2OD中固体由白色变蓝色收集尾气(或储存气体)
(4)证明原混合气体中有CO存在的定量关系是__________
__________(用字母a、b、c、d表示)。
【解析】 (1)二氧化碳能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和水，A装置中反应的化学方程式为CO2＋Ba(OH)2=== BaCO3↓＋H2O。(2)氢气能与氧化铜反应生成铜和水蒸气，无水硫酸铜遇水蒸气变蓝色，则一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是D中固体由白色变为蓝色。(3)F装置的作用：“抽气”；还能收集尾气(或储存气体)。(4)一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能被碱石灰吸收，C装置中减
分析制取气体时装置连接致错
化学是一门以实验为基础的学科，请用以下实验装置图回答问题：
(1)写出标号为①的仪器的名称________，若实验室制CO2，应选用________(填序号)作为二氧化碳的发生装置，反应的化学方程式为______________________________________________ ____________________________________________________。 (2)若用上述所给的仪器制取H2，则实验室制取H2气体的正确连接顺序为________接________(填序号)，生活中如何用最简单的方法证明H2的密度比空气小：______________________。
【错解】 (2)A D(或F)
【错因分析】 氢气密度比空气小，用洗气装置排空气法收集时应从短管进气，长管排空气，错误的理解为长管进气，短管排空气。
【正解】 (1)酒精灯 A
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(2)A C(或E) 将H2充入气球中，绑好后丢到空中，气球往上飘通过对科学的学习，我们知道了常见气体的实验室制取方法和相关性质，请根据所学知识回答下列问题：
(1)如图是实验室常用的制取和收集气体的装置：
图Z3－11实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是________________ ______________________，所选用的发生装置是_____(填字母序号)，用C装置收集氧气后，验满的方法是________________ _______________________________________________________。
K2MnO4＋MnO2＋O2↑(2)小丽欲使用如图Z3－12所示装置收集较纯净的氧气，则应先将装置中装满水，再将气体从_____(选填“a”或“b”)端通入。图Z3－12A将一根带火星的木条放在集气瓶口，若观察到木条复燃，则证明氧气已经收满b(3)小丽用排新制的澄清石灰水的方法收集了半瓶氧气，再将燃着的木炭伸入该集气瓶中继续做气体性质实验，能观察到的现象是_________________________和____________________。请写出二氧化碳和澄清石灰水发生反应的化学方程式：_________________________________。
木炭燃烧更旺，发出白光澄清石灰水变浑浊Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O 图Z3－13黑3CO2可燃性、还原性
