化学常见气体的检验和除杂解析.docx

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化学常见气体的检验和除杂解析

化学辅导第五讲常见气体的检验和除杂

一、一氧化碳、二氧化碳、水、H2的检验

1、（2011•深圳）下图为常见实验装置，请根据要求填空．（装置可重复使用）

（1）检验水蒸气存在的现象是　_________　

（2）证明C02存在的原理　_________________　.（3）如果要吸收大量的C02气体，选择的装置是_______________（填编号）

（4）如果要验证混合气体中含有H2、C0和水蒸气，则仪器连接的先后顺序为　_________　（填编号）

2、

（2011•北海）某混合气体的成分是CO、H2、CO2和水蒸气．请你用下列装置设计实验来证明混和气体中含有CO．（所给装置必须用上，装置可重复使用）请回答：

（1）为达到实验目的．上述装置正确的连接顺序为（填接口字母）混合气体→　_________　．

（2）乙装置中NaOH溶液的作用是　_________　．

（3）确证混合气体中含有CO的实验现象是　_________　．

（4）从环保角度看，以上装置设计的不足之处是　_________　．

3、

（2009•江津区）在农村，每年冬季因燃煤取暖而造成煤气中毒的事故屡见不鲜．某中学研究性学习小组决定对家庭使用煤炉取暖产生尾气的成分进行探究．他们根据碳的化学性质猜测：

尾气中除了含有二氧化碳外还可能含有一氧化碳等气体．该小组同学在收集尾气后，利用下面的装置探究尾气中是否含有一氧化碳气体．请回答：

（1）装置A的作用是　_________　装置C的作用是　_________　．

（2）当B中无现象、D中固体出现　_________　的现象、E中液体出现　_________　的现象时，说明尾气中一定含有CO气体；E装置中发生反应的化学方程式为　_________　．

（3）经过实验探究，他们证实了自己的猜想，据此，你对家庭燃煤取暖有哪些建议？

　_________　（写出一条建议即可）．

4、（2010•呼和浩特）实验室要用含少量二氧化碳的一氧化碳制取纯净、干燥的一氧化碳，再还原氧化铜，并验证产物，请根据如图所示的实验装置回答下列问题：

（1）用字母标号表示装置连接的正确顺序（每种装置只用一次）：

A→　　→　　→　　→　__　→E；

（2）D装置中观察到的现象是　_________　，D处发生反应的化学方程式是　_______________　

（3）E装置点燃尾气的原因是　________________________________________________　．

10、（2002•济南）某气体可能由H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一种或几种组成，为确定其成分，进行如下实验：

气体通过有关装置时观察到的现象如下：

装置编号

A

B

C

D

E

试剂

硝酸银溶液

澄清石灰水

氧化铜粉末

澄清石灰水

无水硫酸铜

现象

无明显变化

变浑浊

变红色

无明显变化

变蓝色

试推断：

（1）该气体中一定含有　_________　．

（2）该气体中一定没有　_________　，理由是　_________　．

5、（2005•淄博）一次性塑料包装袋造成的白色污染已经引起了社会的高度关注，许多城市已经开始使用纸制的食品袋．同学们经过查阅资料，得知食品袋的组成成分含有碳元素和氢元素，请选择以下实验装置进行验证：

①你所选择的实验装置的连接顺序是：

纯氧→（　____）→（　　）→（　　）→（　__）→（　_）（用a、b等符号表示）

②请简单叙述实验现象及结论__________________

______________________.

③实验中选择纯氧而不选用空气的原因是　_____________________________________________。

6、葡萄糖是生命体所需能量的主要来源．

【提出问题】葡萄糖的燃烧产物是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？

【实验设计】为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）．

（1）装置A中发生反应的化学方程式是_________________________________________________．

（2）装置B中浓硫酸的作用是_____________.（3）装置C处氧化铜的作用是_______________________．

【方案评价】

（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？

（填“是”或“否”），原因是．

（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是（至少1条）．

【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成．

实验事实

数据分析及结论

1.8g葡萄糖完全燃烧，得到2.64gCO2和1.08gH2O

数据分析：

________________________________________________________________

结论：

葡萄糖含有C、H、O三种元素

【讨论交流】为了尽量减少误差：

（1）该实验在进行过程中应注意的问题是___________________________________________（1条）

（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？

请简要写出一个改进意见：

________________________________________________________________________。

7、（2006•辽宁）N2、水蒸气、H2、C02、CO是初中化学中常见的气体，有一混合气体可能含有它们当中的若干种．为确定该气体的组成，某校化学活动小组进行了下图所示的实验：

混合气体依次通过图中装置后．产生的实验现象如下：

A装置中出现白色沉淀；C装置中有红色物质生成；D装置中的白色粉末变蓝；E装置中出现白色沉淀（已知无水CuSO4为白色，遇水变成蓝色；以上各步均完全反应）．

根据上述现象判断：

（1）混合气体中一定含有　_________　；

（2）混合气体中可能含有　_________　；

（3）在上述实验中，当混合气体通过A装置未完全反应（B、C、D、E仍完全反应，且实验现象不变）时，对混合气体组成的判断是　_________　．

9、（2011•乐山）水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？

某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究．

【提出猜想】

（1）该混合气体只含有一氧化碳、氢气．

（2）该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气．

（3）该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气．

（4）该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气

【查阅资料】

a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．

b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物．

c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂

【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如上图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）．

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有__________．B中变化的化学方程式为______________________________．

（2）装置C中的药品为________________________．

（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是__________；E中的变化说明氧化铜具有___________________．

【实验结论】猜想________________正确．

【实验反思】

经过讨论，同学们将上图中装置C～H进行了简化，只用上图所示装置并自选必要试剂就能完成探究．其中，干燥管中碱石灰的作用为___________________________，烧杯上能观察到的现象是_________________.最后一步的实验操作及现象是_________________________________．

8、（2009•赤峰）某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中，发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生，生成的气体是什么呢？

【提出猜想】从物质组成的元素角度分析，产生的气体可能是HCl、Cl2、O2、H2．

【查阅资料】25℃时：

HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水；Cl2在水中的溶解度约是2，易溶于水，它能与NaOH溶液发生化学反应．

【讨论分析】依据猜想和资料，实验小组的同学进行了如下讨论：

（1）甲同学根据资料推理得出产生的气体不可能是　_________　．

（2）乙同学认为是O2，则检验O2的方法是　_________　．

（3）丙同学认为是Cl2，则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量进行检验．Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式是：

Cl2+2NaOH=NACl+NaClO+X，则X的化学式是　_________　．

【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的试验方案，排除和验证猜想的气体．

①如果产生的气体是O2和H2，你认为装置C中存在的安全隐患是　_________　．

②丁同学认为：

为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指　_________　，若没有听到　_________　，方可采用上面的装置进行实验．

【验证实验】经丁同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色；停止通气，再称量装置A，发现质量无增减．

【实验结论】铁钉与氯化铜溶液反应时，产生的气体是　_________　．

【实验反思】

（1）装置B中浓H2SO4起　_________　作用．

（2）由上述实验可以推出氯化铜溶液显　_________　（填“酸性”、“碱性”或“中性”）

9、有一不纯氢气，其中混有杂质水蒸气、二氧化碳、一氧化碳气体中的一种或几种，某同学欲检测其万分，设计了如下图所示装置，使气体依次通过A、B、C、D、E、F．并记录实验现象如下：

ⅠA处无变化ⅡB、E两处都有白色沉淀产生ⅢC处黑色粉末不断减少ⅣD处黑色氧化铜由黑逐渐变红

（1）混合气体中肯定存在的是　_________　，肯定不存在的是　_________　，可能存在的是　_________　．

（2）若要同时验证杂质气体万分，必须去掉　_________　装置（选填A、B、…．），换上　_________　装置．

二、二氧化碳和二氧化硫的检验

10、同学们做过火柴头燃烧的产物二氧化硫使紫红色高锰酸钾溶液褪色的实验，其实二氧化硫还能像二氧化碳一样使澄清石灰水变浑浊，不过二氧化碳气体可不能使高锰酸钾溶液褪色．现有一种气体，可能是CO2、SO2中的一种或两种，为了验证气体的组成，某同学设计了如下图的实验装置来进行探究．问：

（1）如何检查该联合装置的气密性：

　_________　；

（2）根据信息，填写下表：

气体可能的组成

A中出现的现象

B中出现的现象

只有CO2气体

不褪色

变浑浊

只有SO2气体

CO2和SO2气体

（3）图中B装置的作用是　_________　，图中C装置的作用是　_________　；

（4）若C装置中无明显现象，D中石灰水变浑浊，请写出D中的化学方程式　_________　．

11、近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要原因是燃烧含硫量高的煤及机动车排放的尾气．

【提出问题】煤中是否含有碳元素和硫元素．

【查阅资料】①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：

5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2X，其中X的化学式是：

　_________　．

②二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为：

SO2+Ca（OH）2=CaSO3↓+H2O．

根据上述资料，甲、乙同学进行了如下实验探究．

【实验探究】甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

实验现象为A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊．由此甲同学认为：

煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素．乙同学认为甲同学的方案不合理，于是进行了如下图所示实验（夹持装置略去）：

【结论与反思】

（1）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：

　_________　．

（2）上图C装置的作用是　_________　．

（3）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：

乙同学的实验中　_________　．

12、

已知2H2SO4（浓）+C

CO2↑+2SO2↑+2H2O．为了证明木炭与浓硫酸反应有二氧化碳和二氧化硫生成，甲、乙两位同学分别用下面的装置进行实验．实验中甲同学在C中盛放足量的饱和碳酸氢钠溶液，乙同学在C中盛放足量的酸性高锰酸钾溶液，两位同学在其他装置中盛放的药品相同且适量．

【提供资料】

①CO2不能使品红溶液褪色，SO2能使品红溶液褪色．

②CO2与饱和NaHCO3溶液不发生反应；SO2+2NaHCO3═Na2SO3+H2O+2CO2．

③CO2与酸性高锰酸钾溶液不发生反应；SO2与酸性高锰酸钾溶液能发生反应．

④SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O

（1）D中盛放的试剂是　_________　．

（2）观察到　_________　现象，证明有二氧化硫生成．

（3）甲、乙两位同学能够实现实验目的是_______，另一位同学不能实现实验目的原因是　____________________________________________　．

13、

（1）浓硫酸与木炭共热生成CO2、SO2和H2O，写出反应的化学方程式．　__________________________　．

（2）已知SO2能使红色的品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊，而CO2不能使红色的品红溶液褪色；SO2能被酸性高锰酸钾溶液吸收而除去，而CO2不能被酸性高锰酸钾溶液吸收．

试用下图所列各种装置设计一套实验来验证浓硫酸与木炭反应所得到的各种产物．这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方法）是　_________　→　_________　→　_________　→　_________　（填写装置的编号）．

（3）实验时，可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶溶液不褪色．

则A瓶的作用是　_________　；

B瓶的作用是　_________　；

C瓶的作用是　_________　．

（4）装置②中所加固体药品是　_________　，可验证的产物是　_________　．

（5）装置③中所盛放溶液是　_________　，可验证的产物是　_________　．

三、可燃性气体的检验

14、（2008•青岛）某无色气体中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或几种，现将该气体依次通过下图所示装置，观察到：

①A装置内未见有浑浊出现；②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝）；最终收集到一定量干燥气体（假设每步反应都是完全的）．请回答下列问题：

15、

（1）由①可知原混合气体中肯定不含_________________；

（2）由②可知原混合气体中一定含有_____________；

（3）最终收集到的气体是_______________；

（4）实验过程中记录的实验数据如下：

D装置总质量

E、F装置总质量

反应前

156.6g

356.8g

反应后

158.4g

359.0g

则该气体的成分为：

_______________。

16、

（2011•烟台）小华同学用排水法收集了一大瓶沼气池中气体（图1中的A），为了弄清它的成分，进行了有关实验．请你与他一起完成以下探究活动：

【对气体猜想】

猜想I：

全部是CH4；猜想Ⅱ：

全部是CO；

猜想Ⅲ：

是CO和CO2的混合气体；

猜想Ⅳ：

是CH4和CO2的混合气体．

【实验和推断】将A中的气体依次通入B、C中，在D处点燃．

（1）要将A中的气体通入后面的装置中，应选图2中的_________（填序号）“注水装置”．

（2）若B中石灰水变浑浊，则说明A中的气体中含有______________________________________气体．

（3）装置C作用是_______________________.．

（4）若D处倒扣的是涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊，且B中无明显现象，则“猜想____________”可能成立；若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH4，理由是____________________________；要排除这种干扰可采取的措施是______________________________________．

（5）采取（4）中的排除干扰措施后：

若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂石灰水的烧杯，分别出现水雾和浑浊，且B中也出现浑浊，则证明“猜想_________________”成立．

答案与评分标准

一、解答题（共16小题）

1、（2011•深圳）下图为常见实验装置，请根据要求填空．（装置可重复使用）

（1）检验水蒸气存在的现象是　D中固体变蓝色　

（2）证明C02存在的原理是　CO2+Ca（0H）2=CaCO3↓+H2O　（用化学方程式表示）

（3）如果要吸收大量的C02气体，选择的装置是　B　（填编号）

（4）如果要验证混合气体中含有H2、C0和水蒸气，则仪器连接的先后顺序为　DAEDC　（填

编号）

考点：

常见气体的检验与除杂方法；仪器的装配或连接；二氧化碳的检验和验满；碱的化学性质。

专题：

常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化。

分析：

本题属于气体的净化题，可以用不同的物质除去，用浓硫酸干燥氧气、氢气等常见气体，浓碱溶液可以吸收二氧化碳等酸性气体，二氧化碳用石灰水来检验；用无水硫酸铜检验是否有水生成，因为无水硫酸铜有一个特性：

遇到水就会变蓝色．验证混合气体中含有H2、C0和水蒸气时，要注意先验证水，再检验其它气体．

解答：

解：

（1）用无水硫酸铜检验是否有水生成，因为无水硫酸铜有一个特性：

遇到水就会变蓝色．故答案为：

D中固体变蓝色

（2）二氧化碳用石灰水来检验，石灰水会变浑浊．二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水．故答案为：

CO2+Ca（0H）2=CaCO3↓+H2O

（3）浓碱溶液可以吸收二氧化碳，因此二氧化碳可以用氢氧化钠溶液吸收．故答案为：

B

（4）混合气体中含有H2、C0和水蒸气时，要注意先验证水，通过E装置以后，验证生成产物时，还要注意先验证水，再验证二氧化碳，否则影响检验效果．故答案为：

DAEDC

点评：

本考点考查了气体的净化或除杂质，也考查了气体的干燥，是中考的重点也是一个难点．根据物质的溶解性和除杂质的条件，要认真分析，综合把握．还要加强记忆除去常用离子的方法，从而突破难点．初中阶段常用的干燥剂要记牢，而且要掌握其性质，了解一种干燥剂能与哪一类物质反应，能做哪些气体的干燥剂等．本考点经常出现在选择题、填空题和实验题中．

2、（2011•北海）某混合气体的成分是CO、H2、CO2和水蒸气．请你用下列装置设计实验来证明混和气体中含有CO．（所给装置必须用上，装置可重复使用）

请回答：

（1）为达到实验目的．上述装置正确的连接顺序为（填接口字母）混合气体→　CDABEFA　．

（2）乙装置中NaOH溶液的作用是　除去混合气体中的CO2　．

（3）确证混合气体中含有CO的实验现象是　丁中有红色固体生成，第一次用到的甲装置无明显现象，第二次用到的甲装置中石灰水变浑浊．（只答甲装置中石灰水变浑浊或其他的均不给分．）　．

（4）从环保角度看，以上装置设计的不足之处是　没有尾气处理装置　．

考点：

常见气体的检验与除杂方法。

专题：

物质的分离和提纯；常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化。

分析：

（1）根据各自的作用连接，甲用于检验二氧化碳，乙用于吸收二氧化碳，丙用于吸收水分，丁用于一氧化碳的检验．

（2）NaOH溶液有很好的吸收二氧化碳的作用；

（3）根据CO还原氧化铜的现象和产物判断；

（4）从CO有毒会污染空气考虑．

解答：

解：

（1）将混合气体先通过乙除去二氧化碳，再通过甲二氧化碳是否被NaOH溶液完全吸收，再通过丙除去水蒸气，再通过丁和甲装置检验CO的存在．故装置正确的连接顺序为：

CDABEFA．

故答案为：

CDABEFA；

（2）乙装置中NaOH溶液的作用是除去混合气体中的CO2．

故答案为：

除去混合气体中的CO2；

（3）确证混合气体中含有CO的实验现象是丁中有红色固体生成，第一次用到的甲装置无明显现象，第二次用到的甲装置中石灰水变浑浊．

故答案为：

丁中有红色固体生成，第一次用到的甲装置无明显现象，第二次用到的甲装置中石灰水变浑浊；

（4）因CO有毒会污染空气，要有尾气处理装置．

故答案为：

没有尾气处理装置．

点评：

本题主要考查气体的除杂和检验，要我们对常见气体的性质特点了然于心方可作对此题．

3、（2011•菏泽）我市某化工厂排放的尾气中除含CO2外，还可能含有CO等气体．为确认CO气体是否存在，实验小组利用下列装置进行了检验，请回答下列问题：

（1）在实验时，上述装置的连接顺序是：

A→B→C→B．其中A装置的作用是　除去原尾气中的二氧化碳气体　，第一次B装置的作用为　检验原尾气中的二氧化碳是否除尽　．

（2）若CO气体存在，则装置C中实验现象为　红色固体逐渐变黑　，反应的化学方程式为　3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2　

（3）从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计该如何改进？

请写出一种改进方法：

　增加尾气处理装置，或将尾气点燃，或用气球收集尾气　．

考点：

常见气体的检验与除杂方法；二氧化碳的化学性质；一氧化碳的化学性质；碱的化学性质；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式。

专题：

物质的检验、鉴别与推断。

分析：

根据实验目的和气体的性质分析，检验一氧化碳时根据其还原性和反应后生成二氧化碳，因此首先要排除二氧化碳的干扰，除去二氧化碳用氢氧化钠溶液，检验二氧化碳用石灰水，一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，要进行尾气处理．

解答：

解：

该实验流程是：

A装置用来吸收混合气体中的二氧化碳，若B不变浑浊，则证明混合气体中的二氧化碳被吸收完全，从B中出来的气体就一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳，二氧化碳可以使石灰水变浑浊．

（1）因为实验室检验一氧化碳通常是让它先生成二氧化碳，然后再用澄清石灰水去检验二氧化碳．但该混合气体中原来就有二氧化碳，为了避免引起干扰，所以应该先把二氧化碳除掉，A装置目的就是吸收二氧化碳，B装置用来检验混合气体中二氧化碳是否吸收完全．

（2）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，装置C中实验现象为红色固体逐渐变黑，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2；

（3）因为一氧化碳有毒，不能直接排到大气中，要对尾气进行处理．

答：

（1）除去原尾气中的二氧化碳气体；检验原尾气中的二氧化碳是否除尽；

（2）红色固体逐渐变黑；3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

（3）增加尾气处理装置，或将尾气点燃，或用气球收集尾气

点评：

在验证混合气体中有某一种气体时一定要排除其他气体的干扰，如本题中要验证一氧化碳必须把二氧化碳彻底清除．