5.2 常见气体的制取、提纯与检验-2024年初中学业水平考试化学总复习

初中学业水平考试总复习·化学》 专题二常见气体的制取、提纯与检验 学业要求 1.能正确选取实验试剂和仪器，完成常见 与提纯。 气体的制取实验。 4.能初步学会进行气体检验与提纯的一般 2.能说明常见气体制取的基本思路与 思路与基本方法。 方法。 5.能体现严谨求实、敢于质疑的科学态度。 3.能依据常见气体的性质对气体进行检验 考点例析 考点1常见气体的制取 步发生，错误：C项，二氧化碳的密度比空气大， 思路提示：气体制取的发生装置由反应物 用装置③收集CO2,气体应从管口b通入，错 的状态和反应条件决定：气体制取的收集装置 误：D项，要做铁丝燃烧实验，用④收集O2时 主要由生成气体的密度和溶解性决定 建议留部分水，以防高温生成物溅落，炸裂瓶 例1(2022·岳阳)如图是实验室制取气 底，正确。 体的部分装置示意图，下列说法正确的是( 【答案】D 例2(2021·荆州)实验室现有氯酸钾、 二氧化锰、稀硫酸、石灰石、稀盐酸、锌粒以及下 列仪器及装置，据图回答问题： A.用过氧化氢溶液制取O2,可选用装置 ②④组合 B.用装置①制取CO2,分液漏斗中应装稀 2 硫酸 C.用装置③收集CO2,气体应从管口c 通人 D.要做铁丝燃烧实验，用④收集O2时建 议留部分水 【解析】A项，过氧化氨在二氧化锰的催 (1)利用上述仪器和药品制取CO2,选择 化作用下分解为水和氧气，反应属于固液常温 的仪器是 (填序号)。 型，因此不能选择②作为氧气的发生装置，错 (2)利用上述仪器和药品制取O2,还缺少 误：B项，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙 种仪器，其名称为 。 该反应的化学 与硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物 方程式为 0 质，会覆盖在大理石的表面而阻止反应的进一 (3)如果用装置⑨采用排空气法收集H2, 188 主题五科学探究 则H2从导管口 进人（填“a”或“b”)。 能除去杂质，不符合除杂原则，错误：B项，氧气 【解析】(1)实验室常用大理石（或石灰 通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化 石)和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固、液常 铜，而氨气不与铜反应，能除去杂质且没有引入 温型，二氧化碳的密度比空气大，能溶于水，利 新的杂质，符合除杂原则，正确：C项，一氧化碳 用上述仪器和药品制取CO2,选择的仪器是① 和氢气均具有还原性，均能与灼热的氧化铜反 ②③⑥或①②⑥⑨：(2)利用氯酸钾和二氧化锰 应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不 混合加热制取氧气，所需要的仪器有：③④⑤⑦ 符合除杂原则，错误：D项，氢气具有还原性，能 图，还需要一种仪器是试管：氯酸钾在二氧化锰 与灼热的氧化铜反应生成铜和水，反而会把原 的催化作用下加热生成氟化钾和氧气，反应的 物质除去，不符合除杂原则，错误。 化学方程式为：2KC0,2K©+30：↑ 【答案】B 例2(2021·德阳节选)2021年5月15 (3)氢气的密度比空气小，如果用装置⑨采用排 日，“天问一号”巡视器成功着陆于火星，运载 空气法收集H2,则H2从导管口b进入。 “天问一号”探测器的“长征五号遥四”火箭常用 【答案】(1)①②③⑥或①②⑥⑨：(2)试 氢气作燃料提供动力。结合以下装置回答下列 管：2KC10,△ O: 2KC1+3O2↑：(3)。 问题。 考点2气体的提纯与检验 思路提示：气体的检验由气体的特性决定。 气体的提纯方法由气体与杂质性质上的差异决 gN,液 1 定：原则遵循“除旧不迎新（杂不增），拔草不伤 (1)采用锌与稀盐酸反应制取氢气，反应原 苗（主不减）”。 理为（用化学方程式表达） 例1(2021·上海)利用下图，欲除去X (2)选择上述恰当的装置，组装一套制取、 气体中的杂质，对应的Y正确的是( 除杂、并收集一瓶氢气的装置，所选装置的接口 连接顺序为a·( )( )·( ) )→h(填接口标号)。 【解析】(1)锌与稀盐酸反应生成氯化锌 和氯气，配平即可：(2)盐酸具有挥发性，氨气中 选项 X杂质 Y 的HCI气体可用NaOH溶液吸收，氢气中含 A CO.(CO Cu 有的水蒸气可以用浓硫酸干燥，并且长进短出： B N((02) Cu 氢气的密度比空气小，用F装置收集，应该短 C CO(H:) CuO 进长出。 D H(HO) CuO 【答案】 (1)Zn+2HC1-ZnCl2+H2↑； 【解析】 A项，一氧化碳不能与铜反应，不 (2)gfde. 素养整合 例1(2018·武汉)某化学兴趣小组用下 H2O2溶液中溶质的质量分数。装置气密性良 图所示的装置来制取干燥的氧气，并测定 好，图中的锥形瓶内盛有质量为m的H2O2溶 189 一鱼初中学业水平考试总复习·化学川 液，燃烧匙内装有二氧化锰，燃烧匙可以上下移 【答案】B 动，干燥管内装有足量碱石灰(CaO和NaOH 例2(2020·荆门)实验室现有铁钉、铜 的混合物)。下列说法正确的是( 丝、稀硫酸、FeSO,溶液、CuSO,溶液、AgNO 燃 碱石灰 溶液和水，以及下列仪器： -Mn() 2 (1)利用上述仪器和药品制取并收集一瓶 H2,你选择的最简单仪器组合是 (填 序号，下同)，药品是 (从所提 M 供的药品中选择，下同)。 A.将装置I分别与装置Ⅱ、Ⅲ、N、V连 (2)某活动小组为探究铜、银的金属活动性 接，均能达到实验目的 顺序，向容器中加入药品 ,观察到的现 B.称量装置I反应前及完全反应冷却后 象是 的质量，可计算出HO2溶液中溶质的质量 (3)铁钉锈蚀过程中消耗了空气中的氧气， 分数 小明利用上述仪器设计了一套装置验证。他选 C.若用装置N收集氧气，可将带火星的木 择的仪器是 ,证明上述结论的现象 条放置在b导管口处验满 是 D.若用装置V测量生成氧气的体积，集气 【解析】(1)选择提供的药品中的铁钉与 瓶上方原有的空气会使测量结果偏大 稀硫酸反应来制取氢气，该反应属于固液常温 【解析】A项，该实验是制取千燥的氧气， 型，生成的氢气密度比空气小，难溶于水，可用 并测定H2O,溶液中溶质的质量分数，排水法 向下排空气法或排水法来收集，最简单仪器的 收集的氧气不千燥，Ⅲ、下无法测定收集的氧气 组合则应选排空气法收集；(2)可选择铜丝和硝 的体积，错误；B项，根据质量守恒定律，反应前 酸银溶液来验证铜和银的活动性强弱，将铜丝 后装置I的质量差即为反应生成氧气的质量， 放入盛有硝酸银溶液的试管中，会观察到铜丝 利用氧气的质量，依据化学方程式，可算出溶液 表面附着白色固体，溶液由无色变为蓝色，说明 中过氧化氢的质量，从而算出过氧化氢溶液中 铜比银活泼：(3)铁钉锈蚀过程中消耗了空气中 过氧化氢的质量分数，正确；C项，氧气的密度 的氧气，利用仪器④⑤⑥设计一套装置验证，若 比空气大，若用装置N收集氧气，氧气应从b端 观察到导管内水面上升说明铁钉锈蚀过程中消 进入，验满时将带火星的木条放在a端管口处， 耗了空气中的氧气。 观察木条是否复燃，错误；D项，量筒内水的体 【答案】(1)①③⑥：铁钉、稀硫酸：(2)铜 积即为生成的氧气的体积，所以用装置V测量 丝和硝酸银溶液；铜丝表面附着白色周体，溶液 生成氧气的体积，集气瓶上方原有的空气对测 由无色变为蓝色：(3)④⑤⑥：导管内水面上升 量结果没有影响，错误。 190 主题五科学探究 课时训练 一、选择题 1.(2022·苏州)下列有关加热高锰酸钾制取氧 气的实验操作正确的是( A.B和E组合可以用来实验室制取并收 桌而 集CO B.实验室里用装置A制备氧气，反应的化学 A.组装仪器 B.检查气密性 方程式为2H,0,M02H,0+30,+ C.图F中集气瓶内盛少里水的作用是吸收 二氧化硫，减少污染 D.若用图G装置收集H,无论排空法还是 C.加热周体 D.氧气验满 排水法，H,都从c端进入 2.(2021·自贡节选)实验室制取气体时，下列 5.(2019·咸宁)草酸亚铁晶体(FeCO,· 因素中不需要考虑的是() A.药品容易获得，能生成所要制取的气体 2H2O)受热分解的化学方程式为： B.反应条件易于控制，反应速率适中 FeCO,·2H,0△Fe0+C0↑+CO2↑+ C.操作简便易行，安全可靠，节能环保 2HO通过如图装置验证该反应得到的气体 D.所要制取气体的颜色和气珠 产物，其说法错误的是( 3.(2021·荆门)实验室用如图所示装置可制取 气体产物 氧化钥 氢气并测量生成氢气的体积，下列有关说法 正确的是( A.①中固体无水硫酸铜变蓝，可验证原气体 产物中有水蒸气 B.②中固体由黑色变红色，可验证原气体产 A.该装置还可用于实验室制取氧气 物中有一氧化碳 B.仪器a的名称为长颈漏斗 C.③中石灰水变浑浊，可验证原气体产物中 C.烧瓶中的物质一定是锌和稀硫酸 有二氧化碳 D.该收集气体的方法是向下排空气法 D.③中尾气可点燃，可验证原气体产物中有 4.(2022·眉州)下图是初中化学常用的实验装 一氧化碳 置，下列说法正确的是( 6.(2022·武汉元调)将含有N2,CO、H2、CO2 和少量水蒸气的混合气体，随机依次通过以 下四个装置。（每个装置只通过一次，且反应 或吸收充分：浓硫酸可吸收水； 2NaOH+CO,-Na2 CO,+H2O:C+H2O 191 初中学业水平考试总复习·化学》 高温 CO+H,) (4)检验、除去并证明除尽二氧化碳是将装置 足量焱粉足量氧化铜粉利 连接。 (5)检验一氧化碳是将装置 连接。 (6)验证混合气体是由CO、H2和CO2三种 足量浓硫酸足量客气 化销溶液 气体组成的，则装置连接顺序 内 为 下列说法错误的是( 9.(2018·沈阳)实验室制取气体时要考虑下列 A.最终剩余的气体中可能含有五种物质 问题： B.若最终剩余气体中只含有一种物质，则一 (一)依据原理，确定制取方案 定是N (1)实验室制取O2时选择的药品在组成上 C.若最终只剩余N,和H,O,则连接顺序可 的共同点是 任写出其 能为甲→丙→丁→乙 中一个反应的化学方程式 D.若连接顺序为甲→乙→丙→丁，则最终剩 (2)下列反应均有CO2生成：①木炭在充足 余气体为N2、CO2、H,O 的氧气中燃烧：②大理石与稀盐酸反应： 二、填空题 ③煅烧石灰石。实验室制取CO2通常选 7.(2023·黄冈、咸宁、孝感)根据下列实验装置 择方法②不选择①的理由是 图，回答有关问题。 不选择③的理由是 (二)选择合理的制取装置 用如图所示装置制取气体，请回答下列问题 (1)仪器a的名称为 (2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气，可选 择的装置组合是 (填字母) (3)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 ,若 (3)仪器a的名称是 用F装置收集二氧化碳，应将气体从导 (4)用双氧水和二氧化锰制取O2,选择的发 生和收集装置的组合是 管口 (填“b”或“c”)通人。 (写出一 8.(2021·荆门)选择合适的实验装置回答以下 种组合，填序号)。 问题（填写字母，装置可重复使用）： (5)实验室在加热条件下，分解草酸品体可以 制得CO,但是加热时草酸晶体在分解之 前先熔化成了液体。如果用这种方法制 取CO,你从A、B、C中所选择的发生装 无水克酸闺微硫酸 浓氢氧 澄清石 置是 (填序号)，选择的理由 化的 厌水 是 (1)检验（证明）水蒸气的装置 (三)检验、净化和除杂 (2)除去水蒸气的装置 (6)经检验，实验室用锌粒和稀盐酸制取的氢 (3)检验并除去水蒸气是将装置 气中混有HC1气体，写出一种通过发生 连接。 化学反应除去HCI的试剂 192清石灰水,图中装置起洗气功能时进气管与出:收集CO。,则CO。应从长导管口c端通入。 气管的方向是“长进短出”,气体从a墙通入, 8.(1)A;(2)B;(3)AB:(4)DCD;(5)ED 实验现象为澄清石灰水变浑浊。(2)氧气的密 (6)DCDBEAD. 度比空气的大,用此装置进行排空气法收集氧 【解析】(1)无水碗酸铜为自色,与水相遇 气,氧气应从a端通入,将空气从短导管排出, 会变为蓝色,因此利用A检验是否含有水蒸 将带火星的木条放在b端进行验满。 气;(2)浓碗酸具有吸水性,可以去除水蒸气; (3)排出水的体积即为量简内气体的体;(3)用无水水碗酸铜检验水蒸气,用浓充酸去 积,将瓶内装满水并与量简相连,长导管是出 .除水蒸气;(4)二氧化碳可使潦清石灰水变浑 水管,气体从b端通入。 浊,又可以与氢氧化纳反应,所以利用澄清石 12.(1)铁架台;(2)DI;(3)酒精灯;:灰水检验二氧化碳,再利用氢氧化-去除二氧 (4)ACFG 化碳,最后再通入潦清石灰水,验证是否还有 【解析】(1)铁架台是常用的夹持仪器;(2) 二氧化碳剩余;(5)一氧化碳可与氧化铜反应 量取液体:量取5mL.水,需要选择的仪器是: 生成铜和二氧化碳,氧化铜为黑色,铜为红色 DI:(3)如果用高酸钾制氧气就需要加热,因: 二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,因此利用 此还需要酒精灯;(4)如果用双氧水和二氧化ED验证一氧化碳;(6)先通入清石灰水验证 猛制氧气就不需要加热,充分反应后,分离剩 二氧化碳存在,利用氢氧化钢吸收二氧化碳 余的物质需进行过滤,过滤需选择的仪器是:: 再通入澄清石灰水验证二氧化碳是否有残留 铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯。 然后再通入浓疏酸干燥气体,接着通入氧化 13.(1)B:D;(2)C;(3)②. 铜,氢气与一氧化碳都与氧化铜反应,氢气反 【解析】(1)稀释浓疏酸时要把浓碗酸沿着 应生成铜和水,一氧化碳与氧化铜反应生成铜 烧杯壁缓缓倒入烧杯中的水里,并用玻璃棒不 和二氧化碳,通过氧化铜后,先通过无水碗酸 停地揽择,防止局部温度过高,造成液滴飞溅; :铜验证水,再通过澄清石灰水验证二氧化碳的 (2)实验窒配制一定溶质质量分数的氛化钟溶:存在,最后得出氢气和一氧化碳是否存在。 液的操作过程如图乙所示,正确的操作顺序 9.(1)物质中都含有氧元素,2KMnO 是:②①④③;(3)实验室用如图丙所示的装置 收集氧气,氧气应该从②端通入。 专题二 常见气体的制取、提纯与检验 氧气,使生成的二氧化碳不纯;反应条件要求 太高,浪费能源。(3)酒精灯;(4)DE或DG; 1.B 2.D 3.A 4.C 5.C 6.A 7.(1)集气瓶;(2)AC或AE;(3)CaCO.+ (5)C;试管口略向下倾斜,可以防止冷凝水倒 2HCl-CaCl.+H.O+CO;c 流,使试管炸裂;试管底部向下弯曲,可以防止 草酸熔化后流到试管口处;(6)NaOH溶液(其 【解析】(1)仪器a的名称为集气瓶:(2)实 :他合理答案均可)。 验室用高猛酸钾制取氧气的反应物是固体,反 应条件是加热,氧气密度比空气大,不易溶于 【解析】(1)化学反应前后,元素种类不变, 水,所以实验室用高酸钾制取并收集氧气可 所以实验室制取O。时选择的药品在组成上的 选择的装置组合是AC或AE;(3)实验室常用 共同点是:物质中都含有氧元素,高酸钾在 加热的条件下生成酸钟、二氧化和氧气 大理石或石灰石与稀盐酸反应来制取二氧化 碳,大理石和石灰石的主要成分是碳酸,碳化学方程式为:2KMnO。-KMnO。十 酸与稀盐酸反应生成氢化、二氧化碳和 MnO。十O。^;(2)通过分析生成的气体是否 水;由于二氧化碳密度比空气大,欲用F装置;纯净、反应条件可知,不选择①的理由是:反应 -239- 物中有氧气,使生成的二氧化碳不纯,不选择: x100%-1.2g,3.6g水中含有氢元素 ③的理由是反应条件要求太高,浪费能源;(3) 通过分析题中所指仪器的名称和作用可知,仪 2 的质量为:3.6× 18 ×100%-0.4g,碳元素和 器a的名称是酒精灯;(4)实验室用过氧化氢 制取氧气的反应物是液体,反应条件是常温。 氢元素的质量比为1.2g;0.4g=3;1,恰好等 催化剂,氧气密度比空气大,不易溶于水,选择 于甲炕中碳元素和氢元素的质量比,则混合气 体中一定含有甲烧,不含一氧化碳。 的发生和收集装置的组合是DE;(5)实验室制 取一氧化碳的反应物是固体,反应条件是加热 8.(1)CuSO+H.O;(2)氧气;1mL水; 加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体, ①③:可能是疏酸或铜加快了过氧化氢分解; (3)AC。 所以从A、B、C中所选择的发生装置是C,选 择的理由是:试管口略向下倾斜,可以防止冷 【解析】(1)氧化铜与碗酸反应生成疏酸铜和 凝水倒流,使试管炸裂;试管底部向下弯曲,可 水,化学方程式为CuO十H.SO-CuSO 十 以防止熔化后的液体流到管口处;(6)氢氧化 H.O;(2)氧气能使带火星的木条复燃,故该气 钟和盐酸反应生成氢化钟和水,所以通过发生 体为氧气:甲同学认为是反应生成的CuSO 化学反应除去HCl的试剂可以是NaOH 所导致,甲同学对比实验①②认为自己的推测 溶液。 正确,根据控制变量实验的方法,碗酸铜是变 专题三 实验方案设计与评价 量,故②10mL30%H.O、1mL水;乙同学认 1.D 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 为是反应放热使温度升高所导致,乙同学实验 7.(1)CO+CuOCu+CO:(2)BC: 变量是温度,其他相同,故乙同学对比实验① ③认为自己的推测正确。甲、乙同学的结论都 (3)装置B必须有,Ca(OH)。微溶,装置A不 不严谨,其理由是可能是疏酸或铜加快了过氧 能保证C0。吸收完全;(4)可燃性气体中含有 化氢分解; 氧气,加热时可能发生爆炸(合理即可); (3)A项,I中生成二氧化疏,二氧化碗有 CO、CH.。 毒,II中需要加热,消耗能源,故II比I更环 【解析】(1)一氧化碳具有还原性,能与氧 保、比II更节能,正确;B项,根据I、II、III方 化铜反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程 程式可知,铜和生成的碗酸铜关系为Cu~ 式为:CO+CuOCu+CO。。(2)气体通过 CuSO.,故消耗等质量铜,生成CuSO。一样 石灰水和氢氧化钓溶液时会带出水蒸气,需要 多,错误;C项,I中过氧化氢发生分解,造成 在BC间再增加一个D装置,以吸收水蒸气。;试剂浪费,正确;故选:AC。 (3)装置B必须有,因为Ca(OH)。微溶于水, 专题四 综合实验探究 装置A不能保证CO.吸收完全,需用氢氧化 模块1:物质性质的探究 纳溶液来完全吸收二氧化碳。(4)可燃性气体 1.C【解析】A项,I和II对比,"几乎不 与空气混合可能发生爆炸,可燃性气体中含有 :溶于水,却能溶解在汽油中,正确;B项,II和 氧气,加热时可能发生爆炸。A中石灰水变浑 V对比,汽油不能溶解高舒酸钟,却能溶解骥, 浊,说明原气体中含有二氧化碳;黑色粉末变 :正确;C项,II和II对比,溶质和溶剂的种类均 成红色,说明含有还原性的气体;装置D增重 ;不同,不能得出不同物质在不同溶剂中的溶解 3.6g,装置E增重4.4g,即生成了3.6g水和:性相同,错误;D项,I和IV对比,高酸钟易 4.4g二氧化碳;说明混合气体中一定含有甲 ;溶于水,难溶于汽油,说明同种物质在不同溶 烧,4.4gCO。中含有碳元素的质量为:4.4g:剂中的溶解性不同,正确。 240