中考复习 初中化学解题思路与训练 气体的制取和收集.docx
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中考复习初中化学解题思路与训练气体的制取和收集
第19讲气体的制取和收集
【知识要点】
1.常见气体的实验室制法
气体
装置
药品
反应原理(化学方程式)
氧
A-1
氯酸钾和二氧化锰
MnO22KClO3
2KCl+3O2↑
A-2
高锰酸钾
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
B-1
B-2
双氧水与二氧化锰
2H2O2
2H2O+O2↑
二氧化碳
B-1
B-2
石灰石与盐酸
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
氢气
B-3
B-4
锌与稀硫酸
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
气体发生装置:
A.固体+固体,加热
装置A-1装置A-2
B.固体+液体,常温反应
装置B-1装置B-2装置B-3装置B-4
2.气体收集
根据气体性质的不同,选用不同的收集方法。
气体性质
溶于水或能与水反应(或不溶于水)
不易溶于水,不与水反应
密度比空气小的气体
密度比空气大的气体
收集方法和装置置图
向下排空气法
向上排空气法
排水法
举例
收集氢气、甲烷
收集氧气、二氧化碳
收集氢气、氧气、甲烷
【试题精析】
1.(2011年广州)实验室常用排空气法收集干燥气体。
右面是两种简易的排空气集气装置,用编号填空:
(1)实验室收集CO2选用__________,收集O2选用__________。
(2)如果要收集SO2应选用__________,收集CH4应选用__________。
分析:
用排空气集气法收集气体时,要根据气体的密度(或相对分子质量)与空气密度(或相对分子质量,空气的相对分子质量为29)相比较的结果,选择向上排空气法或向下排空气法收集气体。
本题所给的四种气体中CO2、O2、SO2的密度都比空气密度大,应选用向上排空气法,CH4的密度比空气密度小,应选用向下排空气法。
答案:
(1)AA
(2)AB
2.(2014年广州)甲、乙两个装置均可用于证明SO2易溶于水。
(1)甲装置中,在水面下松开橡皮塞,一段时间后可观察到的现象是__________。
(2)收集一瓶SO2,按乙装置组装仪器,打开活塞K,向长颈漏斗加水至如图位置,关闭活塞K,一段时间后可观察到的现象是_____________________________。
分析;
(1)甲装置中,由于SO2易溶于水,试管内SO2气体减少,压强降低,试管内气体压强小于外界大气压,大气压将水槽里的水压入试管中。
观察到的现象是试管内水面上升。
(2)乙装置中,由于SO2易溶于水,关闭活塞K,集气瓶内SO2气体减少,压强降低,外界大气压大于集气瓶内压强,一段时间后可观察到的现象是长颈漏斗下端有气泡冒出或长颈漏斗内液面下降。
答案:
(1)试管内水面上升
(2)长颈漏斗下端有气泡冒出(或长颈漏斗内液面下降)
3.(2014年广州)实验室部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)仪器X的名称是__________。
(2)实验室用CaCO3和稀盐酸制备CO2的化学方程式为__________,若需制备22gCO2,不计实验损耗,至少需要消耗__________gCaCO3。
(3)①用大理石和稀盐酸制取CO2时,能作为发生装置的是__________、__________(填字母,下同)。
②若要制备多瓶CO2,并在制取过程中便于补充盐酸,发生装置应选择__________,收集装置应选择__________。
(4)实验室通过加热亚硝酸钠和氯化铵的混合溶液制取并收集N2时,应选择__________与__________组合而成的装置。
分析:
(1)仪器X的名称是集气瓶。
(2)设需要消耗CaCO3的质量为x。
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
10044
x22g
=50g
(3)用大理石和稀盐酸制取CO2是固体和液体反应,不需要加热,故可选A、C装置。
C装置的优点是便于补充盐酸。
由于CO2能溶于水且密度比空气大,收集装置选F。
(4)制取N,,反应物是液体,需要加热,发生装置选D。
由于N2密度和空气接近,不宜用排气法收集,N2不易溶于水,收集装置选H。
答案:
(1)集气瓶
(2)CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O50
(3)①AC②CF(4)DH
4.(2015年广州)实验室部分装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)选择发生和收集O2的装置,填写在下表中(填字母)。
选用药品
发生装置
收集装置
H2O2溶液、MnO2
KMnO4
(2)如果用MnO2与浓H2SO4加热制备O2,可选用的发生装置是__________(填字母)。
(3)选用F装置收集气体时,下列实验操作正确的是__________(填序号)。
①反应前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着瓶口,倒立在盛水的水槽中。
②开始反应后,等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶
③收集气体后,将集气瓶盖上玻璃片再移出水槽。
(4)实验室用KMnO4制备0O2的化学方程式是________________________________________。
若需制备3.2gO2,至少需要消耗__________gKMnO4。
(已知KMnO4的相对分子质量为158)
分析:
(1)双氧水溶液为液体,二氧化锰为固体,反应条件为常温,发生装置应选固液常温型,反应发生装置选B。
高锰酸钾是固体,反应条件是加热,发生装置应选择固固加热型,反应发生装置选A。
氧气不易溶于水,可用排水法收集;氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集。
收集装置选D或F。
(2)二氧化锰是固体,浓硫酸是液体,反应条件是加热,所以发生装置应选C。
(3)用排水法收集气体,将集气瓶装满水,用玻璃片盖着瓶口倒立在盛水的水槽中,①正确;开始反应时,导管口冒出的气泡是装置内的空气,此时不宜收集,当气泡连续且均匀冒出时才能收集,②正确;气体集满后,在水下盖上玻璃片,然后移出水槽正放在实验台上,⑤正确。
(4)高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑,根据氧气的质量,利用化学方程式可求出高锰酸钾的质量。
设高锰酸钾的质量为为x。
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
31632
x3.2g
=31.6g
答案:
(1)
选用药品
发生装置
收集装置
H2O2溶液、MnO2
B
D或F
KMnO4
A
(2)C(3)①②③(4)2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑31.6
5.(2009年广州)实验室用98%的浓硫酸配制成稀硫酸,并与锌粒反应制取氢气。
(1)下图中可用于制取、收集氢气的装置是__________(填字母)。
(2)检验氢气纯度的方法如右下图所示,表明氢气不纯的现象是:
______________________。
分析:
(1)反应原理和所制取的气体性质是选择实验室制取气体装置的依据。
实验室制取氢气的原理是:
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑,该反应是固体与液体物质之间的反应,而且不需要加热,故氢气的发生装置应选A;又因氢气的密度比空气小,故氢气的收集装置应选D。
(2)氢气在空气中燃烧时,产生淡蓝色火焰;混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸。
如用右图所示方法点燃气体时,发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯,声音很小则表示氢气较纯。
答案:
(1)A、D
(2)发出尖锐的爆鸣声
6.(2012年广州)用右图装置在实验室收集一瓶CO2进行性质实验,据图回答问题:
(1)葛出图中标号仪器的名称:
A是__________,B是__________。
(2)检查装置气密性的操作和现象是:
先用夹子夹住导气管中的橡皮管,再向A中加入水至形成一段水柱,静置,若观察到________________________________________,说明气密性良好。
(3)检验CO2是否收集满的操作和现象是:
将燃着的木条放在___________________,若火焰熄灭,说明已经收集满。
(4)Na、Mg等活泼金属可以在CO2中燃烧。
某同学收集到一瓶CO2后,通过实验验证Mg条能够在CO2中燃烧。
下列物品中,他需要使用的有______________________________。
①酒精灯②铁架台③坩埚钳④砂纸⑤试管夹⑥蒸发皿
分析:
(1)长颈漏斗用于不需加热的“固+液”反应的制气装置,用作添加液体。
集气瓶用于收集气体。
(2)说明装置气密性良好的现象是:
如果过一段时间,水柱液面不再下降,或水柱液面高度没有变化,说明气密性良好。
(3)检验CO2是否收集满的操作和现象是:
将燃着的木条放在集气瓶口,若火焰熄灭,说明已经收集满。
(4)实验验证Mg条能够在CO2中燃烧,先用砂纸打磨掉Mg条上的氧化膜,用坩埚钳夹取Mg条,在酒精灯上点燃,插入盛有CO2的集气瓶中。
答案:
(1)长颈漏斗集气瓶
(2)水柱液面高度没有变化(3)集气瓶口
(4)①③④
7.(2010年广州)实验室用右图所示装置制备几瓶氧气用于性质实验。
(1)检查气密性时发现装置漏气,请在装置图中用箭头标出可能发生漏气的位置(标出两处)。
(2)试管中装入的药品是KClO3和MnO2,生成氧气的化学方程式为____________________。
(3)收集氧气的操作过程是:
等集气瓶中的水排完后,一只手扶稳集气瓶,另一只手首先小心地将导管从瓶口移开,然后________________________________________,最后把集气瓶正放在桌子上。
(4)实验室也常用上述实验装置制备甲烷,推测其反应物是__________(填序号)。
A.CH3COONa固体和碱石灰
B.Al4C3固体和水
C.CO和H2
分析:
(1)从以上制取氧气的装置来看,可能发生漏气的位置是:
胶塞没有塞紧,或橡胶管因老化变硬;选用的橡胶塞、橡胶管的大小不当而使橡胶塞与试管口之间或橡胶管与导管之间存在空隙。
(2)用KClO3和MnO2来制取氧气的化学方程式是:
2KClO3
2KCl+3O2↑。
(3)用排水集气法收集氧气的操作过程是:
等集气瓶中的水排完后,一只手扶稳集气瓶,另一只手首先小心地将导管从瓶口移开,然后在水面下用玻璃片将集气瓶口盖好,最后把集气瓶正放在桌子上。
(4)用该实验装置制备甲烷,其反应物应该是“固体与固体反应”,故选A。
答案:
(1)见右图。
(2)2KClO3
2KCl+3O2↑
(3)在水面下用玻璃片将集气瓶口盖好
(4)A
8.(2013年广州)某同学在实验室用以下装置.制取氧气并探究氧气的性质。
(1)该同学制取氧气时应选用的药品是______________(限选:
H2O2溶液、MnO2、KMnO4),生成氧气的化学方程式为______________________________。
(2)夏天室温很高的时候,检验该装置气密性的合理方法是:
将导管口放入水面下,然后______________________________,若导管口有气泡冒出,说明装置不漏气。
(3)添加药强,连接仪器,加热试管后导管口有气泡冒出,此时导管口还在集气瓶外面,接下来的操作正确的是__________(填字母)。
A.立即将导管口移入集气瓶
B.等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶
C.立即熄灭酒精灯,将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯
(4)该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后,伸进一瓶氧气中,观察到的现象是_____________。
进一步证明木炭与氧气发生了化学反应的方法是______________________________。
分析:
(1)图中制取氧气的装置是“固+固”气体发生装置,试管中加入的药品应选择KMnO4。
生成氧气的化学方程成为2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)检查装置气密性的方法是:
将导管口放入水面下,然后用酒精灯微热试管,或用热毛巾捂住试管,若导管口有气泡冒出,说明装置不漏气。
(3)用排水集气法收集氧气时,应等到气泡连续并比较均匀放出时,再把导管口伸入盛满水的集气瓶,选B。
(4)取一小块木炭加热到发红后,伸进一瓶氧气中,观察到的现象是发出白光,有热量放出。
证明木炭与氧气发生化学反应的方法是向集气瓶中加入少量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊,证明有CO2的生成。
答案;
(1)KMnO42KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)用酒精灯微热试管(或用热毛巾捂住试管)
(3)B
(4)发出白光,有热量放出向集气瓶中加入少量澄清石灰水,检验有CO2生成
9.(2011年广州)某校“我与化学”活动小组通过查阅资料了解到,我国超市每年消耗约40万吨塑料袋。
假定这些使用后的废塑料袋都通过焚烧处理,将排放大量CO2。
该活动小组用下图所示装置,测定一定质量塑料袋燃烧后产生的CO2的质量。
(1)为了保证测量的准确性,连接好实验装置后应检查__________,再加入药品进行实验。
(2)装置I的小烧杯中加入足量H2O2和催化剂,可持续产生O2供塑料袋充分燃烧,产生O2的化学方程式是________________________________________。
(3)塑料袋燃尽,装置I逐渐冷却时,装置II中液体化不易倒吸进入装置I中,原因是__________。
(4)根据实验目的,需要称量的是__________。
A.实验前塑料袋的质量B.实验前和实验后装置II的质量
C.实验前和实验后装置III的质量
分析:
(1)有气体产生的实验,连接好装置后一定要检查装置的气密性。
(2)H2O2和催化剂产生O2的化学方程式:
2H2O2
2H2O+O2↑。
(3)装置I中产生三种气体:
H2O(气)、CO2和O2,气体的流向是“装置I→装置II→装置III”,其中H2O(气)被装置II中的浓硫酸完全吸收,CO2最后被装置III中的碱石灰完全吸收,O2排放到大气中;气体流动的原因是装置I中不断有气体产生。
当塑料袋燃尽,装置I逐渐冷却时,由于热胀冷缩,装置I中气体的体积将减小,压强也减小,外界的大气压保持不变,装置II中的液体有可能进入装置I中,产生倒吸。
题干信息是装置I逐渐冷却时,装置II中液体也不易倒吸入装置I中,原因是由于CO2停止产生时,H2O2仍不断分解产生O2,使装置I中的气压保持稳定,所以持续续产生的O2使装置I中的气压保持稳定。
(4)“测定一定质量塑料袋燃烧后产生的CO2的质量”,需要称量实验前塑料袋的质量和产生的CO2的质量。
根据上述分析,装置II用来吸收水蒸气,装置III用来吸收CO2,故实验后装置III增加的质量是生成CO2的质量,还需要称量实验前和实验后装置III的质量。
答案:
(1)装置气密性
(2)2H2O2
2H2O+O2↑
(3)持续产生的O2使装置I中的气压保持稳定(4)A、C
【练习巩固】
19-1.(2011年广州)实验室用右图所示装置制取和收集O2,下列操作不正确的是
A.将KClO3和MnO2混合,用纸槽装入试管中
B.将导管口伸入盛满水的集气瓶里,然后加热,立即收集O2
C.待集气瓶充满O2,盖好玻璃片后,再移出水面
D.收集完成后,松开橡皮塞,再熄灭酒精灯
19-2.(2014年广州)实验室用右图所示装置制取氧气,下列实验操作正确的是
A.加热前,将集气瓶注满水,用玻璃片盖着倒立在盛水的水槽中
B.先将导管口移入集气瓶,再开始加热
C.收集O2后,将集气瓶移出水槽,然后盖上玻璃片
D.停止加热时,先熄灭酒精灯,再移出导气管'
19-3.(2004年广州)实验室利用如图所示装置进行加热高锰酸钾制氧气的实验。
(1)写出图中A、B仪器的名称:
A是__________,B是__________。
(2)在组装仪器时,应根据__________的位置调节B的高度,使________________________。
19-4.(2006年广州)实验室用分解高锰酸钾的方法制取氧气。
(1)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是____________________________________________。
(2)现有下图所示的仪器,要制备并收集氧气,还需要补充的一种仪器是__________。
(3)实验开始前如右图所示检查装置气密性,如果_________________,说明气密性良好。
19-5.(2012年广州)实验室用如图所示装置制取O2,回答下列问题:
(1)往试管里装入固体粉末时,可先使试管倾斜,用__________把药品小心地送至试管底部。
(2)组装该装置时,下列仪器用品的组装顺序是__________(填序号)。
①试管②铁架台③酒精灯④木块
19-6.(2013年广州)
(1)用图a所示方法收集CO2,为了检验是否收集满,将_________________放在集气瓶口。
(2)用图b所示方法蒸发食盐水,仪器X的名称是__________,仪器Y的名称是__________。
19-7.(2008年广州)实验室可用下列A或B装置制取O2,用C装置收集O2。
(1)写出C装置中仪器的名称:
a__________;b__________。
(2)如果选用B、C装置制取并收集O2,回答下列问题:
①装入药品前,先应检查装置____________________;
②试管中装入的药品是__________(填化学式);
③当观察到C装置中______________________________时,开始收集O2;
④实验结束停止加热时,首先______________________________,然后再熄灭酒精灯。
19-8.(2016年广州)实验室有如下图所示装置,回答下列问题。
(1)填写仪器名称:
X__________;Y__________。
(2)检查装置A气密性的操作和现象是:
先将旋钮关闭,向X中加水至形成一段水柱,静置,观察到______________________________,说明气密性良好。
(3)B是制取蒸馏水的简易装置。
烧杯中冷水的作用是______________________________。
19-9.(2016年广州)实验室部分装置如下图所示,回答下列问题(制取时将A中的药品混合)。
(1)制取并收集不同气体,填写下表空白。
固体M
溶液N
制取的气体
收集装置(填字母)
大理石
CO2
锌粒
稀硫酸
B或
O2
或C
(2)收集干燥的CO2还需要用装置E,E中盛装的试剂为______________________________。
(3)用上述装置A制取O2时发生反应的化学方程式为________________________________。
19-10.右图是实验室制取气体的常用装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称是__________。
(2)若用高锰酸钾制氧气__________(填“能”或“不能”)选用该装置。
(3)现有药品:
①稀硫酸、②稀盐酸、③大理石。
若用该装置制取CO2,选用的药品是__________(填序号)。
(4)写出鉴别氧气和二氧化碳的一种方法:
________________________________________。
19-11.请根据所提供的试剂和仪器,按要求填空:
I.试剂:
稀硫酸、稀盐酸、过氧化氢溶液、大理石、二氧化锰
II.仪器:
(铁架台、石棉网等已省略)
(1)写出图中标号仪器的名称:
①__________;②__________。
(2)实验室制取氧气时,发生装置可选用图中的__________(填字母),化学方程式为____________________。
用该装置和提供的试剂还可以制取____________________气体,化学方程式为____________________;收集方法是________________________________________。
19-12.下图是实验室制取气体常用的两套装置。
装置A装置B
(1)选择装置A制取二氧化碳,反应的化学方程式为______________________________,采用向上排空气法收集二氧化碳的原因是______________________________,验满二氧化碳的方法是________________________________________。
(2)选择装置B用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为______________________________,收集氧气的方法是______________________________;若实验结束后发现试管破裂,可能的原因之一是______________________________。
19-13.根据下图所示实验装置回答问题:
(1)写出实验室中用过:
氧化氢、高锰酸钾两种途径制取氧气的化学方程式:
____________________、____________________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是__________(填字母)。
用排水法收集氧气完毕后,停止加热时的操作顺序是先____________________,然后____________________,以防止水倒吸进入热的试管中,造成试管破裂。
(3)实验室制取二氧化碳时,可选用的发生和收集装置是____________________(填字母)。
如果用该装置制取气体,反应进行较长时间后,将燃着的火柴放在集气瓶口,火焰仍不熄灭的原因可能是________________________________________。
19-14.某化学兴趣小组同学设计了如下实验装置进行气体制取和性质的探究。
(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气时,应选用的发生装置是__________(填字母),写出该反应的化学方程式:
______________________________,其中二氧化锰起__________作用。
(2)实验室制取二氧化碳气体时,应选择的发生装置和收集装置是__________(填字母)。
写出用澄清石灰水检验二氧化碳时发生反应的化学方程式:
______________________________。
(3)如图F所示,向烧杯中倾倒二氧化碳,下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,说明二氧化碳具有的性质是____________________、____________________、密度比空气的大,因此,二氧化碳可用于______________________________。
19-15.结合下图所示的实验装置,回答下列问题。
(1)在实验室里用块状大理石和稀盐酸制取CO2。
①应选择的发生装置是__________(填编号)。
②若要生成2.2gCO2,参加反应的CaCO3的质量为__________g。
(2)图C实验中,若X是石蕊溶液,能观察到的现象是___________________________________;若X是澄清的石灰水,能观察到石灰水变浑浊,所发生反应的化学方程式为_______________________________。
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