专题十重要气体的性质与用途制取与检验除杂与转化Word下载.docx

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B

锌　粒

浓硫酸

氢　　气

C

稀盐酸

D

碳酸钠

　　实验室制备气体装置的选择，往往是由制取该气体的方法（原理）来确定。

用化学方法制取气体，就需考虑反应中反应物状态和反应条件，如实验室制取氢气和二氧化碳两气体在原理上是基本一致的：

制H2用Zn+2HCl（稀）＝ZnCl2+H2↑或Zn+H2SO4（稀）＝ZnSO4+H2↑；

制CO2用CaCO3+2HCl（稀）＝CaCl2+H2O+CO2↑。

共同特点是：

固体与液体反应；

反应在常温即可发生，不需加热。

解题的关键在于除具备上述知识外，还有对题中装置的认识和理解。

　　例3、实验室不能用块状碳酸钙与稀硫酸反应制取二氧化碳，这是为什么？

如果一定要用（实验室中暂时找不到稀盐酸），该碳酸钙应如何进行处理？

　　从理论上看，CaCO3是能够与稀H2SO4反应产生CO2的，但实验中如果用含CaCO3的块状大理石与稀H2SO4反应，你会发现反应先快后慢渐停止，反应不能持久进行下去。

原因出在反应生成物CaSO4身上，它微溶于水，随着生成物量的增多CaSO4不能继续溶解，最终沉积于大理石表面阻碍稀H2SO4与CaCO3的接触反应停止。

但任何事情不是绝对的，在我们认识到事情本质的时候，就能设法改变它，朝着有利方向变化。

题中列举的就是一例，如果让块状CaCO3与稀H2SO4持续反应，就要解决CaCO3与稀H2SO4不能大面积较长时间接触的问题。

简单的解决方法就是减小CaCO3的颗粒大小。

　　因为碳酸钙与稀硫酸反应可生成微溶于水的硫酸钙，它生成稍多时，则变为沉淀覆盖在块状碳酸钙的表面上，阻碍了反应的继续进行。

把块状研成粉末状。

　　例4、某化学兴趣小组利用下列装置进行O2、CO2的实验室制法和有关性质的研究。

（1）写出下列编号仪器的名称：

①_________；

②_________。

（2）甲同学要用KMnO4固体来制取O2，应选用上图中的__________装置（填编号），该反应的化学方程式是_________________。

当O2收集满并取出集气瓶后，停止该实验的正确操作步骤是先__________后___________。

　　（3）乙同学用浓盐酸和大理石在B装置中反应，制取CO2并检验其有关性质，观察到烧杯中紫色石蕊试液变红。

对这一变化的合理解释是______________（填序号）

　　A．产生的CO2直接使石蕊试液变红

　　B．产生的CO2与水反应生成H2CO3使石蕊试液变红

　　C．挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红

　　（4）丙同学用C装置制取了一瓶无色无味的气体（纯净物），你推测该气体可能是__________，试用最简便的方法证实你的推测___________________________________________________。

　　实验室制取气体的实验能否成功，除了能根据反应原理选择实验装置外，还要掌握正确规范的操作步骤。

实验室制取氧气已收集至满时，水槽中导管的取出与熄灭加热酒精灯的顺序，对于用题中装置制取氧气时，非常重要。

如果先熄灭酒精灯，试管温度降低，管内气压减小，水槽中的水有可能会倒流入试管，造成试管破裂。

实验室制CO2应该用稀盐酸与大理石反应，当用浓盐酸时，产生的CO2气体中一定含有挥发出的HCl气体，当它们通入紫色石蕊试液中，CO2与水反应：

CO2+H2O＝H2CO3，HCl溶于H2O形成盐酸，都能使紫色石蕊试液变红。

猜测C装置产生的气体，不要离开题意，它是研究O2和CO2的制法与性质。

（1）①烧杯②锥形瓶；

（2）A，2KMnO4

K2MnO4+MnO2+O2↑　把导管移出水面，熄灭酒精灯。

　　（3）B、C

　　（4）CO2或O2　用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条熄灭，则为CO2；

若木条复燃，则为O2。

　　例5、鉴别氢气、一氧化碳、甲烷三种气体，可根据它们的（　）

　　A．燃烧现象不同　

　　B．燃烧产物不同

　　C．颜色和气味不同　　

　　D．密度不同

　　对于氢气、一氧化碳、甲烷这样一类都具有可燃性，而且燃烧火焰颜色相似的气体的鉴别，单靠气体本身性质有时很难区别，需要借助生成物某些性质的差别才能分辨。

此题解答就应利用三种气体的燃烧产物的不同来鉴别。

氢气燃烧生成H2O；

CO燃烧生成CO2；

CH4燃烧生成是CO2和H2O。

综合比较、思考发现，可以鉴别。

　　例6、根据下图所示四种实验装置，我思考了以下一些问题：

（1）A与B两种装置是制取气体的发生装置，用A、B装置分别能制取____________气体。

（2）用C收集密度比空气大的气体时，这种气体应从___________（填a或b）通入。

　　（3）我查阅资料得知孔雀石（固体）主要成分为Cu2（OH）2CO3，受热分解产物是氧化铜、水和二氧化碳。

选择上述装置实验孔雀石分解并检验其中两种氧化物，我选择的装置安装顺序是____________（填代号）。

　　（4）再检验水的装置里要添加的试剂是__________________，观察到的实验现象是____________________；

在检验二氧化碳的装置里装入半瓶新制澄清石灰水，将被检气体通入石灰水中，观察到的现象是__________________。

　　本题综合考查学生对气体发生装置、收集装置、CO2和水的证明方法等知识。

A装置用于“固－固加热”型气体的制取，B装置适用于“固－液常温”型。

C装置a进b出可收集到密度比空气大的气体。

在孔雀石分解产物中，显然水和二氧化碳更容易证明。

检验水用无水硫酸铜，证明二氧化碳用澄清石灰水。

（1）氧气、氢气、二氧化碳等。

（2）a。

　　（3）A、D、C。

　　（4）无水硫酸铜或CuSO4，无水硫酸铜变成蓝色；

澄清石灰水变浑浊。

　　例7、如图所示，某同学设计的制取纯净、干燥的CO2气体的装置。

回答下列问题

（1）指出图中标明仪器的名称：

①是_________，②是_________。

（2）指出图中的错误___________________________。

　　（3）B中NaHCO3溶液的作用是除掉CO2中混有的少量HCl气体，C中浓硫酸的作用是____________________；

B中的NaHCO3溶液不能换成石灰水，理由是________________________。

　　（4）该同学改正了上述装置中的错误后进行实验时，发现D中CO2仍不能集满，可能的原因：

①是_________；

②是_________。

　　本题综合考查学生的实验基本操作、气体的净化、收集等知识。

在图中找错，一般从药品的使用、仪器的连接、收集方法的选择等方面观察。

气体不能集满，可能是药品不足，或者是产生的气体没有全部收集起来。

（1）长颈漏斗、集气瓶。

（2）集气瓶中的导气管没有伸入瓶底。

　　（3）除去水蒸气，干燥气体；

石灰水可同时除去氯化氢和二氧化碳。

　　（4）稀盐酸或大理石的量不足；

装置气密性不好。

　　例8、用锌与稀盐酸反应制得的氢气中常常混有氯化氢和水蒸气。

现由如图所示装置：

（1）制氢气的发生装置应选用（填装置对应的字母号，下同）__________。

（2）证明并同时除去氯化氢气体，应选用_________装置；

证明并同时除去水蒸气，应选用_________装置。

　　（3）所选的几种装置各导管的连接顺序从左到右依次是（填导管序号，下同）___________________。

　　（4）如果选择最少的装置制取纯净、干燥的氢气，其导管连接顺序是________________________。

　　本题将气体的发生装置、净化顺序、仪器的连接等知识有机结合。

证明氢气中有氯化氢气体可以证明氯化氢是酸性气体，也可以证明氯化氢溶液中有氯离子。

气体的净化顺序一般是：

先除其它杂质气体再除去水蒸气。

用洗气瓶除杂，气体“长进短出”，U形管一般选择“左进右出”（也可以“右进左出”）。

（1）D。

（2）B；

C。

　　（3）⑥③②④⑤。

　　（4）⑥⑩⑨⑧⑦。

　　例9、双氧水（H2O2）不仅可以在美容业除去色斑，也可以在常温下以二氧化锰为催化剂制取MnO2氧气（2H2O2

2H2O+O2↑）。

某同学设计了右图装置制取表中的三种干燥、纯净的气体。

图中铁架台、铁夹及气体收集装置都已略去，A、B、C、D表示相应仪器中加入的试剂。

气　　体

O2

双氧水溶液

二氧化锰

水

苛性钠固体

H2

铜

氢氧化钠溶液

CO2

（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是__________________。

（2）指出不能用上述方法得到的气体，并说明理由（可以不填满，也可以补充）。

　　①气体__________________，理由是______________________________________________。

　　②气体__________________，理由是____________________________________________。

　　这是一道气体除杂、干燥实验题，主要考查学生在了解常见气体的制法和性质之后，进行实验设计的能力。

解题的关键是要明确实验目的：

获得干燥、纯净的气体。

结合题中装置和四个选项内容进行思考：

（1）利用反应2H2O2

2H2O+O2↑产生O2，D装置中苛性钠固体（NaOH固体）具有吸水性，可干燥O2。

（2）H2与CO2都不能得到，首先Cu+H2SO4（稀）不能反应产生H2，而CaCO3+2HCl（稀）＝CaCl2+H2O+CO2↑虽然反应放出CO2，但在C中将被NaOH溶液吸收而除去。

（1）O2　　

（2）①H2　　铜跟稀硫酸不起反应

　　　　②CO2　CO2通过氢氧化钠溶液时被吸收。

　　1、下图为实验室常用的实验装置，利用该装置不能进行的实验是（　）

　　A．C+2CuO

2Cu+CO2↑　　B．Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑

　　C．2H2O2

2H2O+O2↑　　　　　D．CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑

　　2、可把下表中每一组气体物质分别区别开来的共同方法是（　）

第一组

第二组

第三组

N2、CO2

O2、CO2

CO、CO2

　　A．滴入澄清石灰水　　B．滴入酚酞试液　　C．插入带火星的木条　　D．插入燃着的木条

　3、现有氢气、甲烷、二氧化碳三种气体，如果用最简单的方法将它们鉴别出来，除用一盒火柴外，你至少还需要下列试剂中的（　）

　　A．浓硫酸　　　　　B．蒸馏水　　　　C．酚酞试液　　　　D．澄清石灰水

　　4、实验室用氯酸钾制氧气的实验中，不需要使用的一组仪器是（　）

　　A．烧杯、玻璃棒　　B．大试管、集气瓶　C．酒精灯、铁架台　　D．导管、单孔塞

　　5、某无毒气体的密度约是空气密度的5/9，且极难溶于水，那么收集该气体的方法是（　）

　　①向上排空气法　②向下排空气法　③排水法

　　A．①或②　　　　　B．①或③　　　　C．②或③　　　　D．①②③均可

　　6、如图所示装置，有洗气、储气等用途。

医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置。

　　以下说法不正确的是（　）

　　A．B导管连接供氧钢瓶　　　　　　　　　B．B导管连接病人吸氧导气管

　　C．该装置可用来观察是否有氧气输出　　　D．该装置可用来观察输出氧气的速度

　　7、如图所示对A、B、C、D四套装置中，在注入酸起反应后对气球的变化情况作出正确分析的是（　）

　　A．气球①不胀大，②～④都能迅速胀大　　B．气球②逐渐胀大，气球④迅速胀大

　　C．气球②逐渐胀大，气球③缓缓膨胀后停止，气球④迅速胀大　　D．以上都不正确

　　8、检验容器中是否收集满氧气的正确方法是（　）

　　A．加入澄清石灰水　　　　　　　　　　　B．将烧红的木炭缓慢伸入容器内

　　C．将带火星的木条伸入容器内　　　　　　D．将带火星的木条放在容器口

　　9、实验室制取气体选择收集方法时，对气体的下列性质不必考虑的是（　）

　　A．颜色　　　　B．密度　　　C．溶解性　　　　　D．是否与水反应

　　10、实验室制取下列气体时，作反应容器的试管口及用排空气法收集气体的集气瓶口都必须向上的是（　）

　　A．用高锰酸钾制取氧气　　　　　　　　　B．用氯化钾和二氧化锰制取氧气

　　C．用锌和稀硫酸制取氢气　　　　　　　　D．用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体

　　11、NO是大气污染物，但少量NO在人体内具有扩张血管、增强记忆的功能。

NO难溶于水，通常条件下极易与O2反应。

则实验室收集NO的方法是（　）

　　A．向下排空气法　　　B．向上排空气法

　　C．排水集气法　　　　D．以上方法都可以

　　12、在今年5月31日世界无烟日宣传活动中，某学生设计了下图所示的实验装置。

该装置中的澄清石灰水可以检验香烟燃烧是否有________气体生成。

为了使香烟燃烧产生的气体通过澄清石灰水，活塞应向________移动。

　　13、通常情况下，氨气（NH3）是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水。

实验室用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气。

下图是实验室常用的装置。

请回答：

（1）实验室制取氨气的发生装置，可选用___________（填装置编号）；

（2）收集氨气，应采用的装置为_______（填装置编号）；

　　（3）实验室制取氨气时，为防止多余的氨气逸散到空气中，可用___________吸收。

　　14、启普发生器是一种“随开随用，随关随停”操作简便的实验室常用气体发生装置。

该装置利用________（选填“块状”或“粉末状”）固体与液体发生反应，且不需加热，制备H2、CO2等气体。

　　使用启普发生器先检查其气密性，再在D处缠绕一些____________（选填“铁丝网”或“铜丝网”或“玻璃丝”等），以防止固体从狭缝处滑落至容器底部；

反应液从____________（选填下图中字母序号，以下同）处加入，固体从____________处加入。

反应后的混合物从____________处倒出。

　　15、过氧化氢（H2O2）溶液在MnO2做催化剂的条件下，能迅速分解生成O2和H2O。

分液漏斗可以通过调节活塞控制液体的滴加速度。

现欲制取干燥而纯净的氧气，可采用下图装置：

　　回答下列问题：

（1）分液漏斗中盛放的物质是________________；

（2）装置B中的药品是______________________；

　　（3）A中发生的反应化学方程式是____________________________；

　　（4）用该实验代替加热KMnO4制取O2，优点是________（填序号）。

　　①生成物只有氧气　　　　②不需加热　　　　③生成氧气多

　　（5）如果要确认C中气体已经干燥，则需在B和C之间连接一个U型管，U型管中应放的物质为______________。

　　（6）若改变装置A中的药品，此套装置还可以用来制取______________气体。

　16、雪晴同学为制备纯净干燥的氢气，准备了下图所示的A、B、C三种装置。

其中A装置最大的特点是可以随时使反应发生或停止。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为：

____________________________；

（2）关闭弹簧夹时，A内的反应随即停止是因为______________________________________；

　　（3）装置B的作用是________________________，装置C的作用是________________________；

　　（4）为制备纯净干燥的氢气，A、B、C三种装置的连接顺序为_______→_______→______（填字母序号）。

　　17、下图装置是用燃烧法来确定有机物组成的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成（已知：

C中的氧化铜是确保有机物中的碳元素完全转化为二氧化碳；

A中的反应为2H2O2　MnO2　2H2O+O2↑）。

回答下列问题：

（1）A装置中a仪器的名称________，b中盛放的物质是________。

（2）若去掉B装置会对什么元素的测量结果有影响?

____________________________________。

　　（3）E装置中所盛放物质最好选用________（选填：

①氢氧化钙溶液　②氢氧化钠溶液　③水）。

　　（4）若准确称取1.12g样品（样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种）。

经充分燃烧后，D装置增重1.44g，E装置增重3.52g，则该有机物样品中所含的元素为________。

　　18、已知催化剂是能改变化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质。

某班级化学小组同学在学习了催化剂的知识后，他们想探究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用，设计了以下的对比实验和后续操作：

　　①称量两份氯酸钾各4g，分别放入A和B两支相同的试管中，再称量1.5g氧化铜放入A试管中。

　　②将A和B试管同时在相同的条件下正确加热，经检验A试管40秒后开始产生氧气，B试管2分钟后开始产生氧气。

　　③停止加热、冷却，将A试管反应后的混合物加水充分溶解，认真过滤，得滤出物，洗涤并干燥。

　　④观察滤出物的状态和颜色。

　　⑤称量滤出物的质量为1.5g。

　　⑥将滤出物和炭粉混合，在密闭容器中高温加热，将反应产生的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊。

　　请回答：

（1）若省略操作⑤，能否达到实验目的，为什么？

________________________________。

（2）若用下图实验装置（每个装置都备有多套）和相应操作替换第⑥步实验，也可以达到实验目的。

请把下图中仪器连接成一套符合实验目的的实验装置，这套实验装置的接口连接顺序是（填写各接口的字母）：

________接________；

________接________。

（气流的方向从左往右）在已连接好的装置中，乙装置的作用是______________________________________。

　　（3）经上述探究过程后得出的结论是：

氧化铜________作氯酸钾制氧气时的催化剂。

（能、不能）

　　19、我国青海湖采集的天然碱样品可表示为aNa2CO3·

bNaHCO3·

cH2O（a、b、c为最简整数比）。

小红同学为测定其组成，称取该天然碱样品16.6g进行如下实验：

　　已知：

　　①碳酸钠比较稳定，加热时不分解；

　　②2NaHCO3

　Na2CO3+CO2↑+H2O；

　　③图中B处为两个单向阀：

推注射器时A1关闭，A2处打开；

拉注射器时，A1打开进空气，A2关闭。

（一）实验步骤

　　①组装好装置，检查气密性；

　　②反复推拉注射器；

　　③称量E、F的质量；

　　④关闭弹簧夹，加热D处试管直到反应不再进行；

　　⑤打开弹簧夹，再次反复缓缓推拉注射器；

　　⑥再次称量E、F的质量。

（二）问题探究：

（1）E中的药品为________，E的作用是____________________。

C、F、G中装有碱石灰（CaO与NaOH的固体混合物），则C的作用是__________________，F的作用是__________________，G的作用是__________________。

（2）实验步骤②与③能否颠倒________（填“能”或“不能”）。

若不进行步骤⑤的操作，则所测得的碳酸氢钠质量分数________（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），该操作中推注射器时缓缓的目的是________。

　　（3）据右表，16.6g天然碱中结晶水的质量为________g，Na2CO3的质量为________g，该天然碱的化学式中a∶b∶c＝________。

反应前

反应后

E的质量为100.0g

E的质量为102.25g

F的质量为50.0g

E的质量为51.1g

　　20、实验室里常用大理石跟盐酸反应来制取二氧化碳，某同学认真研究了课本中的实验装置（如图甲），对其中的气体发生装置部分进行了改进（如图乙）。

请回答下列问题：

（1）写出制取二氧化碳反应的化学方程式_____________________________。

（2）写出标号仪器的名称：

a________、b________、C________d________。

　　（3）说明该同学进行实验改进的目的：

___________________