资源描述
气体制备、净化、干燥类综合题汇编1.（xx本溪）在一次化学课上,老师提供了以下装置制取二氧化碳并验证其性质。请回答。（1）仪器a的名称是_。（2）实验室制取二氧化碳的反应原理是_(用化学方程式表示)。实验室常用A装置作为制取二氧化碳的发生装置，选择气体发生装置时，应考虑的因素有_；收集二氧化碳应选择的装置是_(填字母序号)。（3）收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢,将气体通过E装置能否达到实验目的?_(填“能”或“否”)。（4）用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后，试管中产生的现象是_ 。【答案】 (1). 集气瓶 (2). CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2 (3). 反应物的状态和反应条件 (4). B (5). 否 (6). 溶液由紫色变成红色【解析】（1）仪器a的名称是集气瓶；（2）实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，原理是盐酸和碳酸钙常温下反应生成二氧化碳、氯化钙、水，反应方程式为：CaCO3+2HCl = CaCl2+H2O+CO2；实验室常用A装置作为制取二氧化碳的发生装置，选择气体发生装置时，应考虑的因素有反应物的状态和反应条件：加热固体制取气体时选用固-固加热型；固体和液体常温下制取气体时，选用固-液常温型（A）；选择收集装置需考虑气体的密度、是否与空气的成分反应、气体在水中的溶解性。二氧化碳的密度比空气的大，可以用向上排空气法收集；二氧化碳能溶于水，不可以用排水法收集。收集二氧化碳应选择的装置是B；（3）收集到的二氧化碳中常混有氯化氢气体。要除去二氧化碳中混有的氯化氢,若将气体通过E装置不能达到实验目的，因为氢氧化钠和盐酸、二氧化碳都能反应，即也能将二氧化碳吸收；（4）用F装置验证二氧化碳的性质,通入二氧化碳后，二氧化碳和水反应生成碳酸，使溶液呈酸性，使紫色石蕊试液变红，试管中产生的现象是溶液由紫色变成红色。2.（xx龙东）实验室中有下列仪器：（1）填写标号仪器名称：锥形瓶；（2）实验室制取CO2并欲得到平稳的气流，应选择发生装置仪器的组合为（选择一套，填序号），当用如图2装置收集CO2气体时，气体应从a（填“a”或“b”）端进入，写出检验CO2的化学反应方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（3）若用高锰酸钾制取氧气，还需要补充的实验仪器为酒精灯，反应方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；用排水法收集O2，所得气体不纯的原因可能是没等气泡连续而均匀冒出就开始收集（答一条）。解析：（1）图中标号仪器名称：是锥形瓶；故答案为：锥形瓶；（2）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，不需要加热，要得到平稳的气流，则需控制反应速率，可通过分液漏斗控制液体的滴加速度，故应选择发生装置仪器的组合为：；该反应的化学反应方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；二氧化碳密度比空气的密度大，因此用图2装置收集CO2气体时，气体应从a端进入；故答案为：；a；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（3）高锰酸钾制取氧气需要加热，属于固体加热型，故还需要补充的实验仪器为酒精灯；高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2用排水法收集氧气不纯的原因可能是瓶内要留有少量的水集气瓶没装满水或没等气泡连续而均匀冒出就开始收集。故答案为：酒精灯；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；没等气泡连续而均匀冒出就开始收集。3.（xx玉林）根据如图回答问题。（1）A中仪器的名称是集气瓶，发生反应的化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2。（2）B中木条变黑，说明浓硫酸具有脱水性。（3）C中会出现明显现象的是试管（填序号），试管中的蒸馏水需要煮沸、迅速冷却后再使用，目的是除净水中的氧气。解析：（1）仪器是集气瓶；高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气；故填：集气瓶；2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；（2）浓硫酸具有脱水性，木条沾上浓硫酸后会慢慢变成黑色；故填：脱水；（3）铁与水和氧气同时接触会生锈，中的铁钉与氧气、水同时接触，发生了锈蚀；在中铁只与水接触不生锈；在中铁钉只与氧气接触没生锈，试管中的蒸馏水需要煮沸、迅速冷却后再使用，目的是除净水中的氧气；故填：；除净水中的氧气。4.（xx广州）下图是实验室制备气体的部分装置(1)加热混有二氧化锰的氯酸钾制备一瓶氧气用于性质实验该方法制得O2的化学方程式是_。可选用_和_(填序号)装置组合。首先检查装置的气密性，方法是：把导管口放入水中，然后_，观察到有气泡冒出，说明装置气密性良好。(2)氢气被认为是理想的清洁、高能燃料实验室用锌与稀硫酸制取氢气并验证其可燃性，可选用_(填序号)与E装置组合，在E导管口点燃。实验过程是：组装仪器检查装置气密性装入药品制备氢气_点燃。电解水也可制得H2。装置如图F，_管中产生的是氢气氢气的生产方法是制约其作为清洁能源广泛使用的原因之一，科学家根据生产方法提出“绿色”氢气和“有污染”的氢气的概念，下列方法可获得“绿色”氢气的是_。A.用矿石生产锌和硫酸，再相互反应 B.在催化剂作用下，利用太阳能光解水C.利用煤燃烧发电，再电解水 D.利用风能、水力发电，再电解水【答案】(1)2KClO32KCl + 3O2 (2)B (3) C (4)双手握住试管(5)A (6)验纯 (7)甲 (8)BD【解析】（1）实验室用氯酸钾和二氧化锰加热制取氧气：2KClO32KCl + 3O2；（2）氯酸钾法制氧气应选加热固体制取气体的发生装置B：氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集选用装置C：检装装置气密性的方法：把导管口放入水中，然后双手握住试管，观察到有气泡冒出，或松开手后，导管内形成一段水柱，说明实近气密性；（2）实验室制取氢气采用固、液常温型，选用装置A。实验步骤：组装仪器检查装置气密性装入药品制备氢气_验纯点燃；电解水时，正极生成氧气，负极生成氢气；用矿石生产锌和硫酸，再相互反应生成二氧化硫污染物；在催化剂作用下，利用太阳能光解水生成氧气和氢气，无污染；利用煤燃烧发电，生成污染物；利用风能、水力发电，再电解水，没有无污染生成。故选BD。5.（xx深圳）小明进行H2O2溶液制O2的实验探究。结合下列过程，回答有关问题。（1） MnO2作催化剂 向5mL5%的H2O2溶液中加入少量MnO2 ，立即产生大量气泡。写出用H2O2溶液制备O2的化学方程式： 。用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的O2，从所给装置图中选择并组装一套装置，其连接顺序为 （填标号）。为了确保实验成功，在装药品之前应该 。检验O2的方法是 ，若木条复燃，则证明收集的气体为O2。（2） FeCl3溶液做催化剂 向5mL5%的H2O2溶液中加入2滴一定浓度的 FeCl3溶液，立即产生大量气泡。【已知】FeCl3溶液中主要含有三种微粒：H2O、Fe3+、Cl-【问题】那种微粒对H2O2溶液的分解起催化作用？【假设】假设一：可能是H2O 假设二：可能是Fe3+假设三：可能是Cl- 【分析】假设一不可能成立，理由是 。【实验】操作现象其他条件不变，向H2O2溶液中加入NaCl溶液无明显变化其他条件不变，向H2O2溶液中加入Na2SO4溶液无明显变化其他条件不变，向H2O2溶液中加入Fe2(SO4)3溶液立即产生大量气泡【结论】假设 成立，而假设一和另一种假设不成立。（3） 催化剂比较从循环利用的角度分析， （填化学式）更适合做该反应的催化剂。答案：2H2O2 2H2O + O2； B C E；检查装置的气密性；将带火星的木条伸入集气瓶中。过氧化氢溶液中溶剂是水；二；MnO2解析：实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式为2H2O2 2H2O + O2； 过氧化氢制取氧气为固体与液体在常温下反应，故发生装置选择B，由于要制取干燥的氧气，这需要浓硫酸进行干燥，故需要连接装置C，收集干燥的氧气，故只能使用排空气法进行收集，氧气的密度比空气的密度大，故选用向上排空气法进行收集，故选用E；所有涉及气体生成并收集的化学实验，均需要检查装置的气密性；检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中，木条复燃，则表示集满。若假设一成立，由于过氧化氢溶液中溶剂是水，故过氧化氢溶液就自动快速分解了；实验顺序1中排除了Cl-；2中排除了SO42-；3中则证明了Fe3+能加速H2O2的分解速率，故假设二成立；相对于FeCl3而言，MnO2是固体，不溶于水，能回收，故MnO2更好。6.(xx苏州)化学是一门以实验为基础的科学，化学实验和科学探究离不开实验装置。制取气体的常用装置 C收集气体的常用装置 D F干燥气体的常用装置(1)制取气体实验时，首先要对发生的装置进行气密性检查，确保装置不漏气，装置C气密性检查的方法是 (2)收集某种气体的方法，主要取决于这种气体的性质，装置E所示的收集方法是_ 被收集的气体密度 空气密度(选填*”，“(3) B G E(4)检验二氧化碳并收集尾气，一氧化碳气体7.（xx连云港）水是由氢、氧两种元素组成的化合物。这一结论是科学家们在大量实险的基础上得出的。（1）实验室中常用锌粒和稀硫酸反应来制备氢气。请从图1装置中选择并组装一套制取干燥氢气的装置，正确的连接顺序为bcdg （用接口处字母填写）。（2）研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。氢气在点燃前一定要验纯。氢气在空气中燃烧时，若在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯，可观察到的现象是干燥内壁有水珠生成。在相同条件下，欲使1L氢气完全燃烧，所需空气至少约为2.5L。（3）科学家们又用“电解法”证明了水的组成（装置如图2所示，电极不与水及生成的气体反应）。电解时，水中需加入少量的NaOH，其作用是增强导电性。 通电一段时间后，发现甲、乙两量简中收集的气体体积比略小于1：2，其原因可能是在相同条件下，O2较H2稍易溶于水 （写出一条即可）。（4）拉瓦锡还用另一实验证明了水的组成。他让水蒸气通过一根烧红的铁质枪管，结果得到了氧气，同时枪管表面有黑色固体（磁铁矿的主要成分）生成。该反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。（5）用“氢气还原氧化铜”实验也可以证明水的组成（图3）。装置A中的玻璃管和其中物质在反应前后的质量差为m1，装置B和其中物质在反应前后的质量差为m2，据此可计算出水中O、H元素的质量比为（用含 m1、m2的代数式表示）。实验时该比值往往略小于8：1，原因可能是空气中的H2O、CO2等进入B中（写出一条即可）。解析：（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌是固体，稀硫酸是液体，反应是在常温下进行的，故选择装置第二套装置来制取；用盛有浓硫酸的洗气瓶来进行干燥，气体长进短出，最后用向下排空气法来收集；正确的连接顺序是：bcdg；（2）氢气是可燃性的气体，在点燃前一定要验纯。氢气在空气中燃烧时，生成了水，若在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯，可观察到的现象是干燥内壁有水珠生成。在相同条件下，欲使1L氢气完全燃烧，需要氧气的体积是0.5L，所需空气至少约为2.5L。（3）科学家们又用“电解法”证明了水的组成。电解时，水中需加入少量的NaOH，其作用是增强导电性。 通电一段时间后，发现甲、乙两量简中收集的气体体积比略小于1：2，其原因可能是在相同条件下，O2较H2稍易溶于水。（4）由题意可知在高温条件下，铁与水反应生成了四氧化三铁和氢气，该反应的化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2。（5）用“氢气还原氧化铜”实验也可以证明水的组成。装置A中的玻璃管和其中物质在反应前后的质量差为m1，减小的质量是氧化铜中氧元素的质量，也就是水中氧元素的质量，装置B和其中物质在反应前后的质量差为m2，也就是生成的水的质量，据此可计算出水中O、H元素的质量比为，实验时该比值往往略小于8：1，原因可能是空气中的H2O、CO2等进入B中或生成的铜又部分被氧化等。8.（xx南京）兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。【实验回顾】（l）铝与稀盐酸反应。用如图1所示装置制取氢气。铝与稀盐酸反应的化学方程式为2Al+6HCl2AlCl3+3H2。用B装置收集氢气的原因是氢气难溶于水，不与水反应。（2）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢，判断的依据是金属是否位于氢前面，位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢，位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢（钾、钙、钠除外）。【提出问题】铝能否与水反应生成氢气？【查阅资料】物质钠与水铝与水汞与水能否发生反应能反应能反应不反应【交流与讨论】（I）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为4Al+3O22A12O3。（2）除去铝表面氧化铝薄膜的方法（举一例）用砂纸打磨。除上述方法外，还可以将铝片浸入氯化汞（ HgCl2）溶液中，形成铝汞齐（铝汞合金）破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。【实验探究】（1）将铝片完全浸入氯化汞（HgCl2）溶液中1分钟左右，取出，立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中（如图2），其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为2Al+3HgCl22AlCl3+3Hg。（2）在导管口a处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡上升（填“下沉”或“上升”），用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声。【实验结论】铝能与水反应生成氢气。写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2。【实验反思】（1）图2装置内，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是关闭活塞K，容器内压强增大，把液体压回烧杯，固体与液体分离，反应停止。当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡。铝未能生成氧化铝，其原因是容器内充满氢气，铝无法与氧气接触。（2）汞有毒，会污染环境，兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞，用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。解析：【实验回顾】（l）铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+6HCl2AlCl3+3H2。故填：2Al+6HCl2AlCl3+3H2。用B装置收集氢气的原因是氢气难溶于水，不与水反应。故填：氢气难溶于水，不与水反应。（2）在金属活动性顺序里，金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢，判断的依据是：金属是否位于氢前面，位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢，位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢（钾、钙、钠除外）。故填：金属是否位于氢前面，位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢，位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢（钾、钙、钠除外）。【交流与讨论】（1）铝与氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为：4Al+3O22A12O3。故填：4Al+3O22A12O3。（2）除去铝表面氧化铝薄膜时，可以用砂纸打磨。故填：用砂纸打磨。【实验探究】（1）铝与氯化汞溶液发生置换反应生成氯化铝和汞，反应的化学方程式为：2Al+3HgCl22AlCl3+3Hg。故填：2Al+3HgCl22AlCl3+3Hg。（2）在导管口a处涂肥皂水，发现导管口有气泡形成，当气泡离开导管后，气泡上升，用燃着的木条点燃气泡，发出爆鸣声，说明生成的气体是氢气。故填：上升。【实验结论】铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式为：2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2。故填：2Al+6H2O=2Al（OH）3+3H2。【实验反思】（1）图2装置内，在铝与水反应的过程中，若关闭导管上的活塞K，反应停止，其原理是：关闭活塞K，容器内压强增大，把液体压回烧杯，固体与液体分离，反应停止；当再次打开活塞K，反应继续，产生气泡，铝未能生成氧化铝，其原因是容器内充满氢气，铝无法与氧气接触。故填：关闭活塞K，容器内压强增大，把液体压回烧杯，固体与液体分离，反应停止；容器内充满氢气，铝无法与氧气接触。
展开阅读全文