中考化学 第二部分 专题突破 强化训练 专题一 气体的制取、净化与干燥课件 （新版）鲁教版.ppt

第二部分 专题突破 强化训练 专题一 气体的制取、净化与干燥 考点一 制取气体发生装置的选择 ( 1) 选择依据：反应物状态和反应条件。 ( 2) 常 见实验室制取气体的发生装置 反应物状 态 固 体 固体和液体 反应条件 加 热 不需要加热 装置 举例 高锰酸钾制氧 气； 氯酸钾制氧气 过氧化氢制氧气； 大理石或石灰石和稀盐酸制二氧 化碳； 锌和稀硫酸制氢气 装置扩展 : 装置图 装置特点 安装简便 便于添加液体 可控制溶液 滴加速度而 控制反应速 率 可随时控制 反应的发生 与停止 适用范围 用于制取少量气体 用于反应平 稳，并制取 较多气体 用于反应剧 烈，并制取 较多气体 用于反应平 稳，并持续 较长时间的 气体制取 考点二 制取气体收集装置的选择 主要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒性、能 否与空气中的成分发生 化学反应。 装置类 型 排水 (液 )集气 法 向上排空气集 气法 向下排空气集 气法 气球集气法 装置示 意图 适用范 围 不溶于水 (液体 ) 的气体 密度大于空气 的气体 密度小于空气 的气体 所有气体 典型气 体 H2、 O2、 NO、 CO、 CH4 O2、 CO2、 SO2、 H2S H2、 NH3、 CH4 NO、 N2、 O2 等 考点三 气体的净化 吸收剂 可吸收的气体杂质 净化装置 水 易溶性气体，如 HCl、NH 3等 强碱溶液 (NaOH) CO2、 HCl、 H2S、SO 2、 Cl2等 饱和碳酸氢钠溶 液 CO2气体中混有的 HCl、 SO2气体 碱石灰 (NaOH CaO) CO2、 H2O(气 )、 HCl 等 灼热氧化铜 H2、 CO 灼热的铜网 O2 考点四 气体的干燥 考点一 发生装置和收集装置的选择 例 1 ( 2 0 1 6 咸宁 ) 如图是初中化学常见气体的发生 装置 ， 根据要求回答下列问题。 ( 1) 仪器 a 的名称是 _ _ _ _ _ _ 。 ( 2) 实验室制取二氧化碳的化学方程式是 _ _ _ 。 用 F 来测量生成二氧化碳的体积 ， 其中在水面上放一 层植物油的目的是 _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 3) 实验室用高锰酸钾制取氧气所选用的发生装置 是 _ _ _ _ ( 填序号 ) ， 该反应的基本反应类型为 _ _ _ 。 用 E 装置收集氧气时 ， 观察到导管口的气泡 _ _ _ ， 再把导管口伸入盛满水的集气瓶。 解析： ( 1) 仪器 a 是锥形瓶； ( 2) 实验室用大理石或 石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳 ， 大理石或石灰石 的主要成分是碳酸钙 ， 碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯 化钙、水和二氧化碳 ， 化学方程式为 C a C O 3 2H C l = =C a C l 2 H 2 O CO 2 ； F 中的植物油起到避 免二氧化碳 和水反应的作用 ，保证实验的准确性； ( 3) 如果用高锰酸钾固体制氧气就需要加热 ， 选择 装置 A 来制取；高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧 化锰和氧气 ， 符合 “ 一变多 ” 的特征 ， 属于分解反应； 气泡均匀连续的冒出时 ， 再收集氧气。 答案： ( 1) 锥形瓶 ( 2) C a C O 3 2H C l = =C a C l 2 H 2 O CO 2 防止 二氧化碳溶于水造成误差 ( 3) A 分解反应 均匀连 续地冒出时 考点二 气体干燥和仪器的连接 例 2 ( 2 0 1 6 黔东南 ) 航天科技飞速发展 ， 密闭的飞 船舱中是如何获得氧气并净化舱里的空气呢？为探究 其反应原理 ， 某 化学兴趣小组的同学，在老师的指导 下进行了如下实验探究。 【查阅资料】常温下，过氧化钠 ( Na 2 O 2 ) 固体与水 反应 ， 生成氢氧化钠和氢气 ， 过氧化钠固体与二氧化 碳反应生成碳酸钠和氧气。 【实验目的】探究二氧化碳与过氧化钠反应生成 氧气 ， 并收集干燥纯净的氧 气。 【实验步骤】该小组同学根据实验目的 ， 作出了 如下实验设计 ， 请你参与并回答下列问题： ( 1) 写出标号仪器的名称： a. _ _ _ ； b._ _ _ 。 ( 2) 实验室常用装置 B 来制取二氧化碳 ， 反应的化 学方程式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ， 现 要用得到的纯净干燥的 CO 2 与 Na 2 O 2 反应 ， 选择装置 的组合顺序是 B _ _ E F ( 填装置编号 ) ， 你选择 该装置的目的是 _ _ _ _ _ _ _ 。 ( 3) 若要收集到纯净干燥的氧气 ， 还需将上述所得 氧气先通过装置 C 、 E ， 最后用装置 G 来收集 ， 其中 装置 C 中反应的化学方程式 为 _ _ 。 装置 E 的作用是 _ _ _ ， 证明 G 中氧气收满的方法是 _ _ _ 。 【反思与评价】 ( 4) 反应后装置 F 中的过氧化钠固体是否完全反应？ 取少量该固体于试管中 ， 加入水后观察到有 _ _ _ 产生 ， 说明过氧化钠没有完全反应。 ( 5) 某同学还想到实验室用装置 A 也能制得氧气 ， 反 应的化学方程式为 _ _ _ _ _ ， 但小组同学讨论后一 致认为 ， 飞船舱内不能用此法提供氧气 ， 请说明理由 _ _ _ _ _ _ _ _( 合理即可 ) 。 解析： ( 1) 仪器 a 是试管；仪器 b 是锥形 瓶。 ( 2) 实 验室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀盐酸反 应来制取 ， 同时生成氯化钙、水 ， 反应 的化学方程式 C a C O 3 2H C l = = C a C l 2 H 2 O CO 2 。盐酸具有挥 发性 ， 制取的二氧化碳气体中含有氯化氢气体 ， 氯化 氢能与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳 ， 故选择装置的组合顺序是 B D E F ， 通过 D 的目 的是除去 CO 2 气体中混有的 H C l 气体 ， 再通过浓硫酸 进行干燥。 ( 3) 装置 C 中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳 酸 钠 和 水 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 CO 2 2N aO H = = N a 2 CO 3 H 2 O ；浓硫酸具有吸水性 ， 能除 掉氧气中混有的水蒸气。氧气的密度比空气的大 ， d 端是进气管；氧气能支持燃烧 ， 用一根带火星的木条 放在 c 端 ， 若木条复燃 ， 则说明氧气已经收集满。 ( 4) 常温下 ， 过氧化钠 ( N a 2 O 2 ) 固体水反应 ， 生成氢氧化钠 和氢气 ， 取少量该固体于试管中 ， 加入水后观察到有 气泡产生 ， 说明过氧化钠没有完全反应。 ( 5) 装置 A 属于固体加热型 ， 试管口放有一团棉花 ， 采 用的是加热高锰酸钾的方法 ， 高锰酸钾在加热条件下 生成锰酸钾、二氧化锰和氧气 ， 反应的化学方程式是 2K MnO 4 = = K 2 MnO 4 MnO 2 O 2 。用该方法制 取氧气 ， 需要进行加热 ， 无法消耗人体呼吸时所产生 的二氧化碳 ( 合理即可 ) 。 答案： (1 ) 试管 锥形瓶 ( 2) C a C O 3 2H C l = =C a C l 2 H 2 O CO 2 D 除去 CO 2 气体中混有的 H C l 气体 ( 3) C O 2 2 N aO H = =N a 2 CO 3 H 2 O 除掉氧气中 混有的水蒸气 用一根带火星的木条放在 c 端 ， 若木 条复燃 ， 则说明氧气已经收满 ( 4) 气泡 ( 5) 2K MnO 4 = = K 2 MnO 4 M n O 2 O 2 无法 消耗人体呼吸时所产生的二氧化碳 ( 合理即可 ) 一、选择题 ( 每小题 5 分 ， 共 30 分 ) 1 一氧化氮是汽车尾气中的一种大气污染物 ， 它 是无色气体 ， 难溶于水 ， 密度比空气略大 ， 在空气中 能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮。在实验中 ， 收集一氧化氮时可选用的收集方法是 ( ) A 向下排空气法 B 向上排空 气法 C 排水集气法 D 排水集气法或向下排空 气法 【解析】 气体的收集方法的选择依据：气体的密 度和溶解性 ， 一氧化氮难溶于水 ， 密度比空气略大 ， 在空气中能与氧气迅速反应生成红棕色的二氧化氮 ， 故只能用排水集气法 ， 而不能用排空气法 ， 故选 C 。 【答案】 C 2 ( 2 0 1 6 镇江 ) 实验室用锌和稀硫酸制取氢气 ， 下列操作错误的是 ( ) 【导学号 39620646 】 A 装置甲：稀释浓硫酸 B 装置乙：加入锌粒 C 装置丙：产生氢气 D 装置丁：收集氢气 【解析】 稀释浓硫酸时 ， 要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入 水中 ， 同时用玻璃棒不断搅拌 ， 以使热量及时地扩散；一定 不能把水注入浓硫酸中；向试管中装锌粒时 ， 先将试管横放 ， 用镊子把锌粒放在试管口 ， 再慢慢将试管竖立起来；锌与稀 硫酸反应生成硫酸锌和氢气 ， 装置丙内产生氢气；氢气的密 度比空气的小 ， 用装置丁收集氢气时 ， 应从短导管通入 ， 将 空气从长导管排出。 【答案】 D 3 某无毒气体密度约是空气的 5/ 9 ， 且极难溶于 水 ， 那么收集该气体所用 的方法是 ( C ) 向上排空气法 向下排空气法 排水法 A 或 B 或 C 或 D 均可 4 如图装置的集气瓶被誉为 “ 万能瓶 ” 。下 列说 法错误的是 ( ) A 收集 O 2 ( 密度比空气大 ) 时应从 a 口进入 ， 瓶内空气从 b 口排出 B 用排水法收集 O 2 时 ， 把瓶装 满水 ， 气体应从 b 口进入 ， 水从 a 口排出 C 如果要把贮存在瓶中的氧气排出 ， 从管口 a 通入水 ， 气体从 b 口排出 D 当被收集的气体从 b 口进入时 ， 瓶内空气从 a 口排出 ， 相当于向上排空气法收集气体 【解析】 根据装置的特点可知 A 。收集 O 2 ( 密度比 空气大 ) 时应从 a 口进入 ， 瓶内空气从 b 口排出 ， 是正 确的叙述； B 用排水法收集 O 2 时 ， 把瓶装满水 ， 气 体应从 b 口进入 ， 水从 a 口排出 ， 是正确的叙述； C 如 果要把贮存在瓶中的氧气排出 ， 从管口 a 通入水 ， 气 体从 b 口排出 ， 是正确的叙述； D 当被收集的气体 从 b 口进入时 ， 瓶内空气从 a 口排出 ， 相当于向下排 空气法 ， 错误。 【答案】 D 5 如图所示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 ( ) 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】 观察坐标可知 ， 同时开始加热 ， 先收集 到 氧气的是高锰酸钾；因相同质量的氯酸钾和高锰酸 钾制得氧气较多的是氯酸钾 ， 所以用相同容积的试管 制取较多量的氧气时 ， 宜选择氯酸钾为原料；二氧化 锰是催化剂 ， 与生成氧气的多少无关； 通过观察图示 可知 ，氯酸钾反应用时较长。 【答案】 B 6 水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气 体 ， 主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和 水蒸气。某兴趣小组设计实验 ， 验证水煤气的成分 ， 装置与药品如图所示。下列相关分析与推理错误的是 ( ) A 验证水煤气中各成分的顺序依次是水蒸气、二 氧化碳、氢气、一氧化碳 B 实验中两次用到甲装置 ， 其目的是不同的 ， 第 一次是验证水煤气中含有水蒸气 ， 第二次是通过验证 生成物有水来证明水煤气中含有氢气 C 丙装置的作用是将二氧化碳除净 ， 避免对后续 实验的干扰 D 若撤去丁装置不会对后续实验产生干扰 【答案】 D 二、实验题 ( 共 70 分 ) 7 ( 17 分 ) ( 2 0 1 6 龙东 ) 实验室里现有过氧化氢溶 液、二氧化锰、稀硫酸、石灰石、稀盐酸以及下列仪 器： 【导学号 39620 647 】 ( 1) 仪器 的名称 锥形瓶 。 ( 2) 用上述仪器和药品可以制取二氧化碳 ， 需选择 的仪器序号是 ， 若要检验二氧化碳气体 ， 需补充一种溶液 ， 这种溶液中溶质的俗称是 熟石灰 ， 二氧化碳验满的方法 把燃烧的木条放在集气瓶瓶口 ， 若木条立即熄灭 ， 说明装满 。 ( 3) 再利用上述仪器和药品 ， 还可以制取 氧气 ， 收集方法是 向上排空气法 ( 或排水法 ) ， 反应的化学方 程式是 2H 2 O 2 = = M n O 2 2H 2 O O 2 ， 基本反应类型 分 解反应 。 【解析】 ( 1) 仪器 名称是锥形瓶。 ( 2) 实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳 ， 选用 “ 固液 常温 ” 型装置 ， 应选择的仪器集气瓶、 双孔橡皮塞、锥形瓶和长颈漏斗；二氧化碳的检验方 法是把气体通入澄清石灰水中 ， 若石灰水变浑浊 ， 则 是 CO 2 ， 验满方法是把燃烧的木条放在集气瓶瓶口， 若木条立即熄灭，说明装满 。 ( 3) 若再利用上述仪器和药品制取气体 ， 则为氧气 ， 二氧化锰作反应的催化剂 ， 反应的化学方程式是 2H 2 O 2 = = M n O 2 2H 2 O O 2 ；属于分解反应。 8 ( 13 分 ) ( 2 0 1 6 内江 ) 如图是实验室 制取气体的常 用装置。 【导学号 39620648 】 ( 1) 仪器 的名称是 集气瓶 。 ( 2) 制取气体的实验中 ， 组装好装置后 ， 应先 检查 装置的气密性 ， 再装入药品；用 C 装置制取氧气的化 学方程式为 2H 2 O 2 = = M n O 2 2H 2 O O 2 。 ( 3) 已知 2K M n O 4 = = K 2 M n O 4 M n O 2 O 2 ； 用高锰酸钾制取氧气 ， 应选用的气体发生装置是 A ( 填字母代号 ) ， 若用 F 装置收集氧气 ， 收集满氧气后 ， 应先 将导气管移出水槽 ， 再熄灭酒精灯。 ( 4) 若用 D 装置收集二氧 化碳 ， 检验二氧化碳已收 集满的方法是 将燃着的木条靠近集气瓶口 ， 若木条熄 灭 ， 则证明已收集满 。 【解析】 ( 1 ) 根 据实验室常用仪器可知 是集气瓶； ( 2) 制取气体时 ， 组装好仪器后 ， 应先检查装置的气密 性 ， 再添加药品；如果用双氧水和二氧化锰制氧气就 不需要加热 ， 过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下 生成水和氧气 ， 化学方程式为： 2H 2 O 2 = = M n O 2 2H 2 O O 2 ； ( 3) 根据加热高锰酸钾固体制取氧气可知反应条件是加 热 ， 需要酒精灯 ， 由于给固体加热时试管口略向下倾 斜 ， 所以选择 A ；若用 F 装置收集氧气 ， 收集满氧气 后 ， 应先将导气 管移出水槽 ， 再熄灭酒精灯 ； ( 4) 由于 二氧化碳不具有助燃性 ， 能使带火星的木条熄灭 ， 所 以验满方法是将带火星的木条放在集气瓶口 ， 若熄灭 则集满。 9 ( 22 分 ) ( 2 0 1 6 枣庄 ) 某兴趣小组围绕 “ 实验室制 取氧气 ” 进行了一系列探究活动： 【导学号 39620649 】 ( 1) 药品选择：下列物质中不能作为实验室制取氧 气反应物的是 C ( 填字母 ) 。 A 水 B 过氧化氢 C 氯化钾 D 高锰酸钾 ( K M n O 4 ) 原因是 K C l 中不含氧元素 ( 说法合理即可 ) 。 ( 2) 装置连接 ， 所需 的一些实验装置如下图所示： 仪器 a 的名称是 分液漏斗 ； 选择气体收集方法时 ， 气体的下列性质： A. 颜色 B 可燃性 C 溶解性 D 密度 ， 必须考虑的 是 CD ( 填字母 ) ；要制取并收集一瓶干燥的氧气 ， 所 选装置的连接顺序为 A D B ( 填装置字母序 号 ) 。 ( 3) 气体检验：下图甲装置中带火星的木条很难复 燃 ， 乙装置中带火星的木条较易复燃 ， 原因是 乙装置 将生成的氧气通过浓硫酸干燥 ， 除去了其中的水蒸气 ( 说法合理即可 ) 。 ( 4) 实验探究：如下图所示 ， 向三支试管中分别滴 加浓度相同的三种溶液 ， 观察可见：实验 中无明显 现象 ， 实验 中产生气泡 ， 实验 中产生气泡更快 ， 据此你能得出的结论是 硫酸铜和氯化铁能加快过氧 化氢的分解 ( 或硫酸铜和氯化 铁是过氧化氢分解的催化 剂 ) ， 且氯化铁使过氧化氢分解更快 ( 氯化铁的催化效果 更好 )( 说法合理即可 ) 。 【解析】 本题考查了常见仪器和名称、实验室制 取氧气时药品的选择、气体发生装置和收集装置的选 择、气体的干燥、检验及对催化剂的探究。 ( 1) 所给药 品 中 ，水 ( H 2 O ) 、过氧化氢 (H 2 O 2 ) 和高锰酸钾 ( K M n O 4 ) 都含有氧元素 ， 在一定条件下都能生成氧气 ， 而氯化 钾 ( K C l ) 不含氧元素 ， 根据质量守恒定律 ， K C l 不可能 生成氧气 ， 故不能作为实验室制取氧气的反应物。 ( 2) 应注意区分长颈漏斗和分液漏斗 ， 图中 a 所示 的仪器带有可以开关的阀门 ， 为分液漏斗 ， 而长颈漏 斗不带阀门。气体的收集方法主要有排水法和排空气 法 ， 所以选择气体的收集方法时 ， 需要考虑的是气体 的溶解性和密度 ， 而气体的颜色、可燃性等性质与气 体收集方法的选择无关 ， 无需考虑。 图中所示装置中 ， A 为 “ 固液常温型 ” 气体发生装置 ， 利用此装置分解过氧化氢产生的氧气中含有水蒸气 ， 所以需要先通过 D 装置利用浓硫酸的吸水性使气体干 燥 ， 再利用向上排空气法收集 ， 故要制取并收集一瓶 干燥的氧气 ， 所选装置的连接顺序为 A D B 。 ( 3) 分析图示中的信息可知 ， 过氧化氢分解产生的 氧气中含有较多的水蒸气 ， 水蒸气不支持燃烧 ， 对比 甲、乙两个装置 ， 乙中生成的氧气经过了浓硫酸干燥 ， 排除了水蒸气的干扰 ， 氧气的纯度更高 ， 所以乙装置 中带火星的木条较易燃烧。 ( 4) 本实验探究采取的是控制变量法 ， 三支试管的 形状、大小及试管中的过氧化氢溶液 的体积、浓度以 及所滴加试剂的滴数都相同 ，实验 中无明显现象 ， 说明稀硫酸对过氧化氢的分解没有催化作用；实验 中产生气泡 ，实验 中产生气泡更快 ，说明硫酸铜和 氯化铁能加快过氧化氢的分解 ( 或硫酸铜和氯化铁是过 氧化氢 分解的催化剂 ) ，且氯化铁使过氧化氢分解更快 ( 氯化铁的催化效果更好 )( 说法合理即可 ) 10 ( 18 分 ) 如图是实验室制取气体的有关装置图 ， 据图回答下列问题： ( 1) C O 2 的制取方法有多种 ， 若用加热碳酸氢钠固 体制取 CO 2 ， 应选用的发生装置为 A ( 填装置序号 ， 下同 ) ， 收集装置为 D ；若用大理石与稀盐酸反应制 取 CO 2 ， 则 反 应 的 化 学 方 程 式 为 C aC O 3 2H C l = =C aC l 2 H 2 O CO 2 。 ( 2) 小海同学在装置 B 中加入 15 % 的过氧化氢溶液 和二氧化锰制取氧气。 若用 F 装置收集氧气 ， 氧气应从 a ( 填 “a” 或 “b ”) 端通入。 实验中发现不能得到平稳的氧气流 ， 小涛同学 提出可以从两个方面加以改进： 一是将 制取的装置 B 换为上图中的装置 C ； 二是将过氧化氢溶液加水稀释 ， 如果把 50 g 溶质 质量分数为 15% 的过氧化氢溶液稀释成溶质质量分数 为 10% 的溶液 ， 需加水的质量为 25 克。 【解析】 本题考查了制取二氧化碳和氧气时发生 装置和收集装置的选择、实验操作、 化学方程式的书 写、溶液的稀释。 ( 1) 用加热碳酸氢钠固体制取 CO 2 ， 发生装置应选 “ 固体加热型 ” ， 即选 A 装置；因为 CO 2 能溶于水且密度比空气大 ， 应该用向上排空气法收集 ， 故收集装置应选 D ；实验室一般选用大理石与稀盐酸 反应制取 CO 2 ， 反应的化学方程式为 C aC O 3 2H C l = = C aC l 2 H 2 O CO 2 。 ( 2) B 和 C 都可用于分解过氧化氢制取氧气 ， 若要得到 平稳的气流 ， 则应选择 C 装置 ， 利用分流漏斗控制过 氧化氢流下的速率 ， 从而得到平稳的气流。用 F 装置 收集氧气 ， 应 “ 短进长出 ” ， 即氧气应从 a 端通入。 将过氧化氢加水稀释也可使 过氧化氢的分解更加平 稳。 把 50 g 溶质质量分数为 15 % 的过氧化氢溶液稀释为质 量分数为 10 % 的溶液 ， 稀释前后溶液中所含溶质过氧 化氢的质量不变 ， 可设需加水的质量为 x ， 则 50 g 15 % ( 50 g x ) 10 % ， 解得 x 25 g ， 即需要加入 25 g 的水。