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第7课时
气体的制取
一、气体制取的化学原理(b)
1．制取氧气化学原理
分解过氧化氢：__________________________。
分解高锰酸钾：__________________________________。
分解氯酸钾：
_____________________________。
2．利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：___________
______________________________。
3．利用锌和稀硫酸制取氢气化学原理：___________________
_________________。
CaCO3＋
2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
Zn＋H2SO4===
ZnSO4＋H2↑
1．催化分解过氧化氢制氧气无需加热，节能环保；分解高锰酸钾制氧气无需催化剂(因为反应自身会产生MnO2催化剂)。
2．二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸或浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应，会生成微溶的硫酸钙包裹在石灰石表面，使反应中止；而浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳不纯。二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。
3．制氢气选用稀硫酸而不选用稀盐酸是因为盐酸具有挥发性，选用锌而不选用其他金属是因为镁、铝与酸反应太快，铁与酸反应太慢。
【知识拓展】
二、气体发生装置(b)
1．发生装置：
图
7－1
(1)甲装置为固液反应型
①适合于实验室制氧气(以双氧水为原料)、二氧化碳、氢气等气体，特点是原料中有液体，反应无需加热。
②该装置若用长颈漏斗，则需将漏斗下端浸入液面以下形成液封。
③气密性检查采用压水法，将导气管用止水夹关闭，在漏斗中加水能形成一段水柱则气密性良好。
(2)乙装置为固体加热型
①适合于实验室利用高锰酸钾或氯酸钾加热分解制取氧气，特点是原料都为固体，反应需加热。
②若以高锰酸钾作原料，需在试管口加一团棉花，以防高锰酸钾粉末通过导管进入水槽。
③气密性检查采用手握法，先将导管口的下端浸入水中，再用双手紧握试管，利用手温加热试管，观察导管口是否有气泡冒出。
2．收集装置：
图
7－2
①排水法适于收集难溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等；
②向上(向下)排空气法分别适于收集密度比空气大(小)，且不与空气成分反应的气体，如CO2、O2(H2)等气体。
3．气体的验满与检验：
向上排空气法收集氧气时验满：将带火星的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为氧气，可将带火星的木条伸入瓶内。
向上排空气法收集二氧化碳时验满：将燃着的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为二氧化碳，可往瓶内加入澄清石灰水。
三、实验室制取气体的步骤(以用氯酸钾制取氧气为例)(b)
检查装置的__________；装药品；固定试管，先下后上，先左后右；加热；当气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气；从水槽中移出导管；熄灭酒精灯。
气密性
加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气时，收集氧气完毕后，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒流引起试管炸裂。
【知识拓展】
四、洗气瓶的应用(c)
1．洗气瓶可用于收集气体
排水法收集气体：装满水，b管进气；
向上排空气法收集气体：不装水，a管进；
向下排空气法收集气体：不装水，b管进。
2．洗气瓶可用于吸收气体
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。
图
7－3
3．洗气瓶可用于检验气体
检验CO2：用澄清石灰水；
检验HCl：用硝酸银溶液。
五、气体的工业制法(a)
1．氧气的工业制法：空气冷冻分离法。
类型一 制取气体的化学原理
典例
利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是
(
)
C
【解析】
用高锰酸钾、氯酸钾、氧化汞制取氧气都需要加热，反应后都有残渣，且汞有毒性。
跟踪训练
[2018·温州]二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。
图
7－4
①取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mL
H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。
③用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2mL
H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，其目的是______________
_________________________________。
使加入反应物
后瓶内的初始气压与原有气压相同
(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是_____________________
______________________________________________________
______________________________________________________
_____________________________
。
(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：____________________________________
__________________________________。
相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压，过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内，与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)
过氧化氢酶质量过大，可能导致反应过快，温度过高，降低了酶的活性
类型二 气体的发生
典例
以下关于气体制备的发生装置说法正确的是
(
)
图
7－5
D
A．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关闭活塞，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冷凝水倒流试管炸裂。
跟踪训练
如图所示为一套实验室制取气体
的装置，集气瓶中导管口下端应伸到______
(选填“A”“B”或“C”)处；长颈漏斗要伸入锥
形瓶中的________下，其目的是_________
___________________________。
现有以下两种制取气体的方法：①用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰制氧气；②用石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸制二氧化碳。可以利用本装置制取气体的是________(填序号)。
图
7－6
C
液面
形成液
封，防止气体从漏斗中逸出
①②
类型三 气体的收集
典例
[2018·衢州]小柯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。
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
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到__________________________________________为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中，________法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有_________。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
集气瓶口有气泡冒出(或观察到瓶中水排尽)
排水
ACD
跟踪训练
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，应长进短出；收集氢气，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，短进长出；收集氧气，由于要排出装置内的液体，应短进长出。
类型四 制取气体的操作
典例
如图是实验室用高锰酸钾或
氯酸钾制取并收集氧气的实验
装置图，下列关于实验操作正
确的是
(
)
A．用氯酸钾为原料制取氧气
时试管口须塞一小团棉花
B．为防止冷凝水流入试管底部，就使试管口略向下倾斜
C．为减少浪费加热后一产生气体就马上开始收集气体
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管口移出水面
图
7－7
B
【解析】
用氯酸钾为原料制取氧气时试管口不用塞一小团棉花。加热后须等导管口气泡连续再收集。实验结束时，应先把导管口移出水面再熄灭酒精灯，以防水被倒吸进试管。
跟踪训练
用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时地移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是
(
)
A．②④⑦
B．③④⑤
C．③⑤⑦
D．①②⑥⑦
【解析】
③试管口没放一小团棉花会使高锰酸钾颗粒进入导管，不会使试管炸裂；④高锰酸钾的量太多浪费药品，不会使试管炸裂；⑤加热过程中不时移动酒精灯导致温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂。
B
当堂测评
高分作业第二篇
物质科学(化学部分)
第7课时 气体的制取
1．[郴州中考]一氧化氮气体是一种无色、无味、有毒且难溶于水的气体，能与空气中的氧气迅速反应。则实验室收集一氧化氮气体的正确方法是
( C )
A．向上排空气法
B．向下排空气法
C．排水法
D．以上方法都可以
【解析】
一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，故可用排水法收集，它能跟空气里的氧气迅速反应，所以不能用任何排空气法收集。
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 )
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
(
图7－1
)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，故一般不用排水法收集
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．[2018·嘉兴舟山]15%的H2O2
溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2。实验室欲利用15%的H2O2
溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是
( D )
A
B
C
D
(
图7－2
)5．对资料或实验证据的分析是否正确，直接关系到科学探究是否符合客观事实。如图为实验室用等质量的高锰酸钾和氯酸钾(另加少量的二氧化锰)，分别制取氧气的数据分析示意图。下列依据图示信息所得出的分析正确的是
( B )
A．同时开始加热，先收集到氧气的是氯酸钾
B．用相同容积的试管制取较多量的氧气时，宜选择氯酸钾为原料
C．加入少量的二氧化锰使氯酸钾产生的氧气质量增加
D．反应时间较长的是高锰酸钾
【解析】
根据图示信息，同时开始加热，先收集到氧气的是高锰酸钾。等量的反应物，氯酸钾能制取更多的氧气。加入少量的二氧化锰作为催化剂，能加快氯酸钾产生氧气的速度，但不能增加氧气质量。反应时间较长的为氯
酸钾。
6．在学习中要不断总结归纳，发现规律，不断地提高自己的能力。如：在标准状况(0℃，1标准大气压)下各气体相对分子质量、密度和实验室收集方法如表，通过比较找出规律并回答下列问题：
气体
相对分子质量
标准状况下密度(g/L)
收集方法
空气
29
1.293
氧气
32
1.429
向上排空气法
二氧化碳
44
1.961
向上排空气法
氢气
2
0.889
向下排空气法
(1)从表中可以看出：一般来说，气体相对分子质量越大，标准状况下的密度越__大__。
(
图7－3
)(2)由以上结论可推断：SO2气体能溶于水，实验室制取少量SO2时，可选用__A__装置来收集SO2。
7．[2018·苏州]化学是一门以实验为基础的科学，化学实验和科学探究离不开实验装置。
制取气体的常用装置
收集气体的常用装置
干燥气体的常用装置
(1)制取气体实验时，首先要对发生的装置进行气密性检查，确保装置不漏气，装置C气密性检查的方法：__旋紧试管口单孔橡胶塞，把导管另一端插入液面以下，用手握住试管时，观察导管口是否会有气泡冒出，移开手后一段时间，导管中是否会形成一段水柱__。
(2)收集某种气体的方法，主要取决于这种气体的性质，装置E所示的收集方法是__向上排空气法__，被收集的气体密度__>__空气密度(选填“>”“<”或“＝”)。
(3)实验室用大理石与稀盐酸制取并收集一瓶干燥的二氧化碳，所选装置正确的连接顺序是__B__→__G__→__E__(填装置编号)。
(4)如图所示一氧化碳与氧化铁的反应装置中，虚线方框内装置的作用有__检验二氧化碳并收集尾气一氧化碳气体__。
图7－4
【解析】
本题主要考察基本实验仪器的操作、气体的制取、气体的检验和除杂。(4)一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳气体，一氧化碳和二氧化碳混合气体进入集气瓶中，集气瓶中的液体是澄清石灰水，用来检验新生成的二氧化碳气体。一氧化碳气体不溶于澄清石灰水，将液体压到烧杯中。一般检验除杂需要导管深入液面下，排水需要长导管，所以集气瓶中是双长导管。
8．下列装置能达到对应实验目的是
( C )
【解析】
A组实验有多个不同的变量；B实验中收集二氧化碳气体要用向上排空气法。
9．在实验室制取二氧化碳的研究中，探究学习小组又进行了如下实验：
药品编号
甲
乙
丙
丁
大理石
m
g
块状
m
g
块状
m
g
粉末状
m
g
粉末状
盐酸
(过量)
w
g
稀盐酸
w
g
浓盐酸
w
g
稀盐酸
w
g
浓盐酸
(1)若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择甲与__乙__对照(填实验
编号)。
(2)研究发现酸的浓度越大产生气体的速度越快，与甲比较，对丁分析正确的是__A__。
A．反应更为剧烈
B．最终剩余溶液的质量更小
C．产生的二氧化碳的质量更大
D．粉末状大理石利用率更高
10．为了制取干燥的CO2并进行有关实验，采用下列实验装置，请回答以下
问题：
图7－5
(1)作为CO2发生器的装置A中有__2__处错误，经改正后，该装置中发生的反应的化学方程式为__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
(2)装置B中装的物质通常是__浓硫酸__。
(3)装置C中发生的化学方程式为__C＋CO22CO__。
(4)装置D在实验中，观察到的主要现象是__黑色氧化铜粉末变红色__。
(5)装置E的作用是__检验产生的气体是否是CO2__。
(6)装置F中为何要将尾气点燃？__用点燃的方法去除尾气中的CO，防止污染空气__。
(
图7－6
)11．[丽水中考]小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图)，并与斜卧型装置比较，在气密性良好的装置中分别加入5.0g高锰酸钾晶体，用同一酒精灯分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录如表：
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间(s)
59
68
收集2瓶氧气所需时间(s)
95
108
收集氧气的总体积(mL)
525
476
(1)收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是__直立型__。
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是_斜卧型装置中的高锰酸钾被气流带到试管口(或棉花团)附近更多，未完全反应的高锰酸钾更多，所以收集到的氧气较少(合理即可)__。
(3)根据2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑，算出5.0g高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：
【提出假设】
小峰的假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气；
你的假设：__反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气)__。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案：__取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若冷却后测得二氧化锰的质量不变，证明小峰的假设不成立，否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中，加热一段时间，若不能使带火星的木条复燃，证明小峰的假设不成立，否则假设成立)__。
12．[烟台中考]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，某科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7－7
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】
③B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样品中含氢元素的质量为3.6g×＝0.4g；含碳元素的质量为13.2g×＝3.6g；7.2g
PLA样品中含氧元素的质量为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。第7课时 气体的制取 [学生用书P51]
一、气体制取的化学原理(b)
1．制取氧气化学原理
分解过氧化氢：__2H2O22H2O＋O2↑__。
分解高锰酸钾：__2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑__。
分解氯酸钾：__2KClO32KCl＋3O2↑__。
2．利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：__CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑__。
3．利用锌和稀硫酸制取氢气化学原理：__Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__。
【知识拓展】
1．催化分解过氧化氢制氧气无需加热，节能环保；分解高锰酸钾制氧气无需催化剂(因为反应自身会产生MnO2催化剂)。
2．二氧化碳的实验室制法所需原料为石灰石和稀盐酸，不能用硫酸或浓盐酸，因为硫酸与石灰石反应，会生成微溶的硫酸钙包裹在石灰石表面，使反应中止；而浓盐酸具有挥发性，使制得的二氧化碳不纯。二氧化碳能溶于水，不适宜用排水法收集。
3．制氢气选用稀硫酸而不选用稀盐酸是因为盐酸具有挥发性，选用锌而不选用其他金属是因为镁、铝与酸反应太快，铁与酸反应太慢。
二、气体发生装置(b)
1．发生装置：
图7－1
(1)甲装置为固液反应型
①适合于实验室制氧气(以双氧水为原料)、二氧化碳、氢气等气体，特点是原料中有液体，反应无需加热。
②该装置若用长颈漏斗，则需将漏斗下端浸入液面以下形成液封。
③气密性检查采用压水法，将导气管用止水夹关闭，在漏斗中加水能形成一段水柱则气密性良好。
(2)乙装置为固体加热型
①适合于实验室利用高锰酸钾或氯酸钾加热分解制取氧气，特点是原料都为固体，反应需加热。
②若以高锰酸钾作原料，需在试管口加一团棉花，以防高锰酸钾粉末通过导管进入水槽。
③气密性检查采用手握法，先将导管口的下端浸入水中，再用双手紧握试管，利用手温加热试管，观察导管口是否有气泡冒出。
2．收集装置：
图7－2
①排水法适于收集难溶于水且不与水发生反应的气体，如氧气、氢气等；
②向上(向下)排空气法分别适于收集密度比空气大(小)，且不与空气成分反应的气体，如CO2、O2(H2)等气体。
3．气体的验满与检验：
向上排空气法收集氧气时验满：将带火星的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为氧气，可将带火星的木条伸入瓶内。
向上排空气法收集二氧化碳时验满：将燃着的木条放在瓶口。检验一瓶气体是否为二氧化碳，可往瓶内加入澄清石灰水。
三、实验室制取气体的步骤(以用氯酸钾制取氧气为例)(b)
检查装置的__气密性__；装药品；固定试管，先下后上，先左后右；加热；当气泡连续均匀冒出时，用排水法收集氧气；从水槽中移出导管；熄灭酒精灯。
【知识拓展】
加热氯酸钾或高锰酸钾制取氧气时，收集氧气完毕后，应先把导管移出水面，再熄灭酒精灯，以免水倒流引起试管炸裂。
四、洗气瓶的应用(c)
1．洗气瓶可用于收集气体
图7－3
排水法收集气体：装满水，b管进气；
向上排空气法收集气体：不装水，a管进；
向下排空气法收集气体：不装水，b管进。
2．洗气瓶可用于吸收气体
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．洗气瓶可用于检验气体
检验CO2：用澄清石灰水；
检验HCl：用硝酸银溶液。
五、气体的工业制法(a)
1．氧气的工业制法：空气冷冻分离法。
2．二氧化碳的工业制法：高温煅烧石灰石(CaCO3CaO＋CO2↑)。
类型一 制取气体的化学原理
典例
利用下列原理制取氧气，具有反应快、操作简便、能耗少、无污染的是( C )
A．2KClO32KCl＋3O2↑
B．2KMnO4
K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．2H2O22H2O＋O2↑
D．2HgO2Hg＋O2↑
【解析】
用高锰酸钾、氯酸钾、氧化汞制取氧气都需要加热，反应后都有残渣，且汞有毒性。
跟踪训练
[2018·温州]二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。
图7－4
①取1.5mg过氧化氢酶和8mL蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2mL气体，用注射器B将2mL
H2O2溶液注入容器中，采集数据，直至反应结束。
③用3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2mL
H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2mL气体，其目的是__使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同__。
(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是__相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压，过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内，与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)__。
(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由：__过氧化氢酶质量过大，可能导致反应过快，温度过高，降低了酶的活性__。
类型二 气体的发生
典例
以下关于气体制备的发生装置说法正确的是( D )
图7－5
A．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关闭活塞，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冷凝水倒流试管炸裂。
跟踪训练
如图所示为一套实验室制取气体的装置，集气瓶中导管口下端应伸到__C__(选填“A”“B”或“C”)处；长颈漏斗要伸入锥形瓶中的__液面__下，其目的是__形成液封，防止气体从漏斗中逸出__。
图7－6
现有以下两种制取气体的方法：①用过氧化氢(H2O2)和二氧化锰制氧气；②用石灰石(主要成分为CaCO3)和稀盐酸制二氧化碳。可以利用本装置制取气体的是__①②__(填序号)。
类型三 气体的收集
典例
[2018·衢州]小柯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。
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
(1)小柯用向上排空气法收集氧气时，以能使放置在集气瓶瓶口的带火星的木条复燃为氧气集满的标准；用排水法收集氧气时，以观察到__集气瓶口有气泡冒出(或观察到瓶中水排尽)__为氧气集满的标准。
(2)以上两种方法中，__排水__法收集到的氧气更纯净。
(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有__ACD__。
A．氧气的密度略大于空气的密度
B．加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右
C．当观察到带火星的木条复燃时，集气瓶内还有空气
D．当氧气进入集气瓶时，瓶内空气与进入的氧气相互扩散
跟踪训练
下列实验设计及气体流向(“→”表示气体流向)正确的是( C )
A．干燥氢气 B．收集氢气
C．收集氨气 D．收集氧气
【解析】
干燥氢气，应长进短出；收集氢气，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，短进长出；收集氧气，由于要排出装置内的液体，应短进长出。
类型四 制取气体的操作
典例
如图是实验室用高锰酸钾或氯酸钾制取并收集氧气的实验装置图，下列关于实验操作正确的是( B )
图7－7
A．用氯酸钾为原料制取氧气时试管口须塞一小团棉花
B．为防止冷凝水流入试管底部，就使试管口略向下倾斜
C．为减少浪费加热后一产生气体就马上开始收集气体
D．实验结束时，应先熄灭酒精灯然后把导管口移出水面
【解析】
用氯酸钾为原料制取氧气时试管口不用塞一小团棉花。加热后须等导管口气泡连续再收集。实验结束时，应先把导管口移出水面再熄灭酒精灯，以防水被倒吸进试管。
跟踪训练
用高锰酸钾制氧气，实验中发现试管破裂，可能原因有：①试管外壁有水没擦干；②加热时试管底部触及灯芯；③试管口没放一小团棉花；④高锰酸钾的量太多；⑤加热过程中不时地移动酒精灯；⑥加热时直接对准药品部分加热；⑦停止加热后即将试管直立起来，等冷却后洗涤。其中与之不相关的是( B )
A．②④⑦
B．③④⑤
C．③⑤⑦
D．①②⑥⑦
【解析】
③试管口没放一小团棉花会使高锰酸钾颗粒进入导管，不会使试管炸裂；④高锰酸钾的量太多浪费药品，不会使试管炸裂；⑤加热过程中不时移动酒精灯导致温度不集中，分解速度慢，不会使试管炸裂。
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
B
C D
图7－8
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装置中长颈漏斗颈部太短，不能形成液封，气体会从长颈漏斗逸出，同时锥形瓶中的出气导管太长。
3．用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气时，反应过程中二氧化锰在混合物中的质量分数(a%)随时间(t)变化的规律如图所示，其中正确的是( C )
A
B
C
D
4．下列有关盛放某些气体的集气瓶，其摆放情况正确的是
( B )
A
B
C
D
【解析】
A图未加玻璃片盖住；C图中二氧化碳密度大于空气，应该正放；
D图中氢气密度小于空气，应加盖倒置。
5．实验表明，不能用块状大理石与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体，而能用大理石粉末与稀硫酸反应来制取二氧化碳气体。由此得出的合理结论是( B )
A．块状大理石与大理石粉末的组成不同
B．反应物之间接触面积越大，越有利于反应的进行
C．块状大理石与大理石粉末的化学性质不同
D．能发生反应的物质之间是否发生反应，与反应条件有关
6．[2018·益阳]根据下列装置图，回答问题：
图7－9
(1)若实验室需要制备CO2，可选用的发生装置是(填字母代号)__B__。
(2)若实验室需要制备O2，请你选择一套发生装置，并写出化学方程式：__A、2KClO32KCl＋3O2↑(或B、2H2O22H2O＋O2↑)__(填写所选装置字母代号及对应反应的化学方程式)。
(3)事实上，用C装置也可以收集CO2，请你说明理由：__1体积的水只能溶解1体积的二氧化碳__(写一条即可)。
【解析】
(1)实验室制备
CO2使用的是碳酸钙和稀盐酸，是固液常温型反应，可选用的发生装置是B。(3)用C装置也可以收集
CO2，是因为二氧化碳在水中的溶解度小，1体积的水只能溶解1体积的二氧化碳。
