2021浙教版科学“中考二轮专题突破”讲义（五）：气体的制取与净化【word，含答案】
文档属性
| 名称 | 2021浙教版科学“中考二轮专题突破”讲义（五）：气体的制取与净化【word，含答案】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 999.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2021-04-28 22:06:20 | ||
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文档简介
【实验室制取气体的一般思路和方法】
一、气体发生装置的选择：考虑反应物的状态和反应所需条件
固体加热产生气体 固体和液体在常温下产生气体
【知识补充】常见固液常温型气体发生装置的特点
二、气体收集装置选择：考虑气体的水溶性和密度
排水法 向上排空气法 向下排空气法
(不易溶于水) （密度比空气大） （密度比空气小）
三、装置气密性检查
①先将导管一端浸入水中，用手捂住试管外壁，水中有气泡出现，手离开试管后导管处形成一段水柱，则装置气密性好。
②关闭止水夹，往长颈漏斗中注入水使之下端浸在水中，继续_????°?_形成一段水柱，产生高度差，在一段时间内水柱不发生回落，说明气密性良好。
四、氧气、二氧化碳、氢气的制取原理：
1.分解过氧化氢：2H2O22H2O＋O2↑
2.分解高锰酸钾：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
3.分解氯酸钾：2KClO32KCl＋3O2↑
4.利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
5.实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气：Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
五、多功能瓶
1．集气
收集密度比空气大的气体时，不装水，接口顺序为：a→b
收集密度比空气小的气体时，不装水，接口顺序为：b→a
用排水法收集气体时，瓶内装满水，接口顺序为：b→a
2．洗气
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．检验气体
检验CO2：用澄清石灰水； 检验HCl：用硝酸银溶液。
六、气体的净化
1. 净化：将不纯气体中的杂质气体除去从而得到较纯净气体的过程。
2. 原则：选用的净化剂只能吸收杂质气体，而不能与被净化的气体发生反应，且不能引入新的杂质气体。
3. 常见气体的除杂剂
七、气体的干燥
1. 干燥：用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程。
2. 原则：干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
3. 常见气体的干燥
注意：①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，干燥在后可将水蒸气完全除去。
②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。因为加热时气体中最好不要混有水蒸气。
八、尾气处理
例1．在“创新实验装置”的竞赛中，某化学兴趣小组设计了如图所示的装置(固定装置已略去)，引起同学们的兴趣。如图是四位同学对实验中的部分现象进行的预测，预测正确的是( )
例2.实验室通常用硫化亚铁(FeS)固体和稀硫酸在常温下发生复分解反应制取硫化氢(H2S)气体。常温下硫化氢气体是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，密度比空气大、易溶于水，水溶液是一种酸。
(1)请选取合适的制取和收集装置____(填字母)。
(2)写出利用氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体的化学方程式：____。
例3．如图是小忻同学设计的实验装置(铁架台等仪器忽略)制备CO2和验证CO2能与NaOH反应。
(1)装置B的作用是 。
(2)请补充画出装置C中a、b导气管。
(3)小易同学分析实验后，发现此装置有明显不足，至少需要添加一个洗气瓶F，你认为应该在哪个位置加一个装有什么药品的装置？ 。(药品从下面选)
a．浓NaOH溶液 B．澄清石灰水
c．饱和NaHCO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液
(4)打开止水夹K1，检查气密性。加入药品开始实验，当观察到装置E中的现象是 ，可确定装置C收集满CO2。
(5)小平同学认为要证明CO2与NaOH发生了反应，还应把注射器中的NaOH溶液换成 ，再做一次实验。
1.下列实验操作合理的是( )
A．用装置①制取O2时，应先装药品，然后再检查装置①的气密性
B．用装置④收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是在f处放置燃着的木条
C．用KMnO4制取并粗略测定O2的体积时，装置的连接顺序为b－g－h－i
D．用Zn和稀H2SO4制取并收集干燥的H2时，装置的连接顺序为a－c－d－e
2．下列有关CO2实验的图示正确的是( )
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
3．世界环保联盟建议饮用水使用安全、高效杀菌消毒剂ClO2。关于ClO2的描述有：
①ClO2是一黄绿色、有刺激性气味的气体；
②冷却至11.0℃以下时变成红色液体；
③易与碱反应。
小金用如图所示装置和潮湿的KClO3与草酸在60℃时反应制取ClO2。请分析回答：
(1)图中收集ClO2气体的方法是 。
(2)C的烧杯中应盛放的溶液是 。
4.已知硫化亚铜(Cu2S)在一定条件下可与一定浓度的硝酸发生如下反应：3Cu2S＋22HNO36Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10X↑＋8H2O，其中生成的气体X是一种难溶于水的无色气体，常温时易与空气中的氧气迅速化合生成红棕色的气体。
(1)则X为 。
(2)若用如图装置来收集X气体，正确的操作步骤是
。
5.如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是____。(填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含____。
(3)丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时，老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。”的实验，增补该对照实验的目的是____。
6．军军化学兴趣小组的同学想通过实验制备NO气体并验证它的性质。在查阅资料后得知：①NO常温下是一种无色、有毒、难溶于水的气体；②NO常温下能与氧气迅速反应，生成红棕色的NO2气体，NO2能和水反应，3NO2＋H2O2HNO3＋NO；③实验室常用铜与稀硝酸反应制取NO：
3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。他们设计了以下装置图。
(1)图中A仪器的名称为 。
(2)若试管C中是空气，E为尾气吸收装置，试管D中液体是紫色石蕊试液，则打开A中活塞后，试管C中的现象是 。
试管D出现的现象是 。
(3)做完本实验后他们讨论以铜和稀硝酸为主要原料制取Cu(NO3)2时设计了两种方案：
方案一：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
方案二：2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3Cu(NO3)2＋H2O。
你认为以上两种方案中哪一方案更好。并说明理由。 (理由答出两点)。
1.根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr；②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑；
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；④2HgO2Hg＋O2↑。
该方案的主要目的是为了制备( )
A．HBr B．CaO C．H2 D．Hg
2．根据下图所示，回答下列问题：
A B C D
图5?3
(1)实验室制取并收集氢气，则选用的装置是 (填字母)。
(2)实验室制取二氧化碳过程中选择D收集气体，则气体通入的端口为 。
3．如图甲是实验室制取氧气或二氧化碳时经常用到的仪器，请回答有关问题：
(1)当制取较大量CO2 时，制取装置的仪器组合是 (选填序号)。
(2)若用如图乙装置装满水，用于收集氧气，进气口应为 端(选填“a”或“b”)。
4.N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。
【查阅资料】N2的制法有下列三种方案：
方案1：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。
方案2：加热条件下，以NH3还原CuO可制得N2，同时获得活性铜粉和水。
方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。
【实验准备】以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(有的夹持和加热仪器未画出)。
【分析交流】
(1)若以方案1制得N2，应选择的发生装置是____。
(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是(填写字母)____。获得N2的反应原理是____(写反应方程式)。
5．利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。
(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)下列有关说法正确的是 (填序号)。
A．对比分析 a、b点可知，曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B．对比分析 c、d点可知，相同的气压时碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快
C．碳酸钙粉末产生的CO2质量多
参考答案
例1．D
例2.（1）BE；（2）H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O
例3．（1）吸收水分；(2)如答图所示。
在AB之间增加一个装有c的装置；（4）E中紫色石蕊试液变红；（5）水
1.D 2．D
3．（1）向上排空气法；（2）NaOH溶液(碱溶液)
4.（1）NO；（2）加满水并在b管后用橡皮管连接空烧杯，气体a进b出，直到收集满
5.（1）BD；（2）氢元素；（3）排除水中加入二氧化锰也会产生氧气的可能性
6．（1）分液漏斗；（2）出现红棕色气体 紫色石蕊试液变红 ；（3）方案二，因为方案二中没有有害气体产生，原料(硝酸)的利用率高
1.C 2．（1）BC(或BD)；（2）b 3．（1）①②④；（2）b
4.（1）A；（2）E→D→B→C 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
5．（1）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；（2）B
一、气体发生装置的选择：考虑反应物的状态和反应所需条件
固体加热产生气体 固体和液体在常温下产生气体
【知识补充】常见固液常温型气体发生装置的特点
二、气体收集装置选择：考虑气体的水溶性和密度
排水法 向上排空气法 向下排空气法
(不易溶于水) （密度比空气大） （密度比空气小）
三、装置气密性检查
①先将导管一端浸入水中，用手捂住试管外壁，水中有气泡出现，手离开试管后导管处形成一段水柱，则装置气密性好。
②关闭止水夹，往长颈漏斗中注入水使之下端浸在水中，继续_????°?_形成一段水柱，产生高度差，在一段时间内水柱不发生回落，说明气密性良好。
四、氧气、二氧化碳、氢气的制取原理：
1.分解过氧化氢：2H2O22H2O＋O2↑
2.分解高锰酸钾：2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑
3.分解氯酸钾：2KClO32KCl＋3O2↑
4.利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳化学原理：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
5.实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气：Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑
五、多功能瓶
1．集气
收集密度比空气大的气体时，不装水，接口顺序为：a→b
收集密度比空气小的气体时，不装水，接口顺序为：b→a
用排水法收集气体时，瓶内装满水，接口顺序为：b→a
2．洗气
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．检验气体
检验CO2：用澄清石灰水； 检验HCl：用硝酸银溶液。
六、气体的净化
1. 净化：将不纯气体中的杂质气体除去从而得到较纯净气体的过程。
2. 原则：选用的净化剂只能吸收杂质气体，而不能与被净化的气体发生反应，且不能引入新的杂质气体。
3. 常见气体的除杂剂
七、气体的干燥
1. 干燥：用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程。
2. 原则：干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
3. 常见气体的干燥
注意：①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，干燥在后可将水蒸气完全除去。
②若用加热装置除杂，一般是干燥在前，除杂在后。因为加热时气体中最好不要混有水蒸气。
八、尾气处理
例1．在“创新实验装置”的竞赛中，某化学兴趣小组设计了如图所示的装置(固定装置已略去)，引起同学们的兴趣。如图是四位同学对实验中的部分现象进行的预测，预测正确的是( )
例2.实验室通常用硫化亚铁(FeS)固体和稀硫酸在常温下发生复分解反应制取硫化氢(H2S)气体。常温下硫化氢气体是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体，密度比空气大、易溶于水，水溶液是一种酸。
(1)请选取合适的制取和收集装置____(填字母)。
(2)写出利用氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体的化学方程式：____。
例3．如图是小忻同学设计的实验装置(铁架台等仪器忽略)制备CO2和验证CO2能与NaOH反应。
(1)装置B的作用是 。
(2)请补充画出装置C中a、b导气管。
(3)小易同学分析实验后，发现此装置有明显不足，至少需要添加一个洗气瓶F，你认为应该在哪个位置加一个装有什么药品的装置？ 。(药品从下面选)
a．浓NaOH溶液 B．澄清石灰水
c．饱和NaHCO3溶液 D．饱和Na2CO3溶液
(4)打开止水夹K1，检查气密性。加入药品开始实验，当观察到装置E中的现象是 ，可确定装置C收集满CO2。
(5)小平同学认为要证明CO2与NaOH发生了反应，还应把注射器中的NaOH溶液换成 ，再做一次实验。
1.下列实验操作合理的是( )
A．用装置①制取O2时，应先装药品，然后再检查装置①的气密性
B．用装置④收集CO2时，检验CO2是否收集满的方法是在f处放置燃着的木条
C．用KMnO4制取并粗略测定O2的体积时，装置的连接顺序为b－g－h－i
D．用Zn和稀H2SO4制取并收集干燥的H2时，装置的连接顺序为a－c－d－e
2．下列有关CO2实验的图示正确的是( )
A．制取CO2 B．收集CO2
C．验证CO2已集满 D．验证CO2能与水反应
3．世界环保联盟建议饮用水使用安全、高效杀菌消毒剂ClO2。关于ClO2的描述有：
①ClO2是一黄绿色、有刺激性气味的气体；
②冷却至11.0℃以下时变成红色液体；
③易与碱反应。
小金用如图所示装置和潮湿的KClO3与草酸在60℃时反应制取ClO2。请分析回答：
(1)图中收集ClO2气体的方法是 。
(2)C的烧杯中应盛放的溶液是 。
4.已知硫化亚铜(Cu2S)在一定条件下可与一定浓度的硝酸发生如下反应：3Cu2S＋22HNO36Cu(NO3)2＋3H2SO4＋10X↑＋8H2O，其中生成的气体X是一种难溶于水的无色气体，常温时易与空气中的氧气迅速化合生成红棕色的气体。
(1)则X为 。
(2)若用如图装置来收集X气体，正确的操作步骤是
。
5.如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是____。(填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含____。
(3)丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时，老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。”的实验，增补该对照实验的目的是____。
6．军军化学兴趣小组的同学想通过实验制备NO气体并验证它的性质。在查阅资料后得知：①NO常温下是一种无色、有毒、难溶于水的气体；②NO常温下能与氧气迅速反应，生成红棕色的NO2气体，NO2能和水反应，3NO2＋H2O2HNO3＋NO；③实验室常用铜与稀硝酸反应制取NO：
3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。他们设计了以下装置图。
(1)图中A仪器的名称为 。
(2)若试管C中是空气，E为尾气吸收装置，试管D中液体是紫色石蕊试液，则打开A中活塞后，试管C中的现象是 。
试管D出现的现象是 。
(3)做完本实验后他们讨论以铜和稀硝酸为主要原料制取Cu(NO3)2时设计了两种方案：
方案一：3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；
方案二：2Cu＋O22CuO，CuO＋2HNO3Cu(NO3)2＋H2O。
你认为以上两种方案中哪一方案更好。并说明理由。 (理由答出两点)。
1.根据“绿色化学”的思想，某化学家设计了下列化学反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr；②2HBr＋HgHgBr2＋H2↑；
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；④2HgO2Hg＋O2↑。
该方案的主要目的是为了制备( )
A．HBr B．CaO C．H2 D．Hg
2．根据下图所示，回答下列问题：
A B C D
图5?3
(1)实验室制取并收集氢气，则选用的装置是 (填字母)。
(2)实验室制取二氧化碳过程中选择D收集气体，则气体通入的端口为 。
3．如图甲是实验室制取氧气或二氧化碳时经常用到的仪器，请回答有关问题：
(1)当制取较大量CO2 时，制取装置的仪器组合是 (选填序号)。
(2)若用如图乙装置装满水，用于收集氧气，进气口应为 端(选填“a”或“b”)。
4.N2在诸多领域用途广泛。某化学兴趣小组为探究在实验室制备较为纯净N2的方法，进行了认真的准备。请你参与交流与讨论。
【查阅资料】N2的制法有下列三种方案：
方案1：加热NaNO2和NH4Cl的浓溶液制得N2。
方案2：加热条件下，以NH3还原CuO可制得N2，同时获得活性铜粉和水。
方案3：将空气缓缓通过灼热的铜粉获得较纯的N2。
【实验准备】以实验室常见仪器(药品)等设计的部分装置如下图(有的夹持和加热仪器未画出)。
【分析交流】
(1)若以方案1制得N2，应选择的发生装置是____。
(2)若按方案2制得干燥、纯净的N2，且需要的NH3以生石灰和浓氨水作原料，整套制气装置按气流从左到右的连接顺序是(填写字母)____。获得N2的反应原理是____(写反应方程式)。
5．利用数据传感技术可以形象地比较不同形状的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。某同学倾斜锥形瓶，使试管内的稀盐酸流入瓶中与碳酸钙发生反应，测得瓶内气压随时间的变化如图所示。
(1)碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)下列有关说法正确的是 (填序号)。
A．对比分析 a、b点可知，曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B．对比分析 c、d点可知，相同的气压时碳酸钙粉末与稀盐酸反应速率更快
C．碳酸钙粉末产生的CO2质量多
参考答案
例1．D
例2.（1）BE；（2）H2S＋2NaOH===Na2S＋2H2O
例3．（1）吸收水分；(2)如答图所示。
在AB之间增加一个装有c的装置；（4）E中紫色石蕊试液变红；（5）水
1.D 2．D
3．（1）向上排空气法；（2）NaOH溶液(碱溶液)
4.（1）NO；（2）加满水并在b管后用橡皮管连接空烧杯，气体a进b出，直到收集满
5.（1）BD；（2）氢元素；（3）排除水中加入二氧化锰也会产生氧气的可能性
6．（1）分液漏斗；（2）出现红棕色气体 紫色石蕊试液变红 ；（3）方案二，因为方案二中没有有害气体产生，原料(硝酸)的利用率高
1.C 2．（1）BC(或BD)；（2）b 3．（1）①②④；（2）b
4.（1）A；（2）E→D→B→C 2NH3＋3CuO3Cu＋N2＋3H2O
5．（1）CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；（2）B