内容正文:
第五单元 科学探究与化学实验
5-2 气体的制取与净化
四维智学系列丛书
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氢气、氧气、二氧化碳的实验室制法比较
项目 氢气 氧气 二氧化碳
原理 ___________________ _____________ ______________
装置 _____________ ____________ ____________
收集方法 _____________________ ____________________ _____________
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl===
CaCl2+CO2↑+H2O
固—液不加热
固—液不加热
固—液不加热
排水法或向下排空气法
向上排空气法或排水法
向上排空气法
中考知识要点
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检验方法 ______________________________________________________________________________ _____________________ ______________________
验满方法 ________________________________ ________________________________________________ __________________________________________
除杂干燥 H2(H2O)应通过_____ ___除去水蒸气 O2(H2O)应通过盛有_______的洗气瓶,得到干燥的气体 CO2(HCl、H2O)应先通过______________溶液,除去HCl气体;再通过
________除去水蒸气
点燃该纯净气体,发出淡蓝色火焰,且罩在火焰上方干而冷的烧杯内壁出现水雾
能使带火星的木条复燃
能使澄清石灰水变浑浊
用排水法收集时瓶口有气泡外逸
将带火星的木条放在瓶口,带火星的木条复燃
将燃着的木条放在瓶口,燃着的木条熄灭
浓硫
酸
浓硫酸
饱和碳酸氢钠
浓硫酸
中考知识要点
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常见气体的发生和收集装置
根据下图回答问题。
(1)气体的发生装置可根据___________和_________来确定。
反应物状态
反应条件
中考知识要点
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①反应物是固体且需加热应选择图中的___;试管口要略向下倾斜,以免________ _____________。
②反应物是固体和液体且不需要加热应选择图中的___;长颈漏斗下端必须______ _______,以免___________________。
(2)气体的收集装置可根据_________和_______来确定。
①若所要收集的气体的密度比空气大且不与空气中各成分反应,应用___________ 法收集,如图中的___。
A
冷凝水倒
流使试管炸裂
B
浸到液
面以下
气体从长颈漏斗逸出
气体密度
溶解性
向上排空气
E
中考知识要点
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②若所要收集的气体的密度比空气小且不与空气中各成分反应,应用___________ 法收集,如图中的___。排空气法收集气体时,导管应伸到集气瓶底部,这是为了___________________________________。
③若所要收集的气体密度与空气相差不大,但不易溶于水、不与水反应,应用_____法收集,如图中的___。使用该法收集气体时,要待_________________时再开始收集,否则_________________。
向下排空气
D
排净瓶内空气,使收集到的气体较纯净
排水
C
气泡均匀连续冒出
收集到的气体不纯
中考知识要点
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常见气体杂质的吸收剂
吸收剂 吸收的气体杂质
水 _____________
无水硫酸铜 ___
灼热的铜网 _____
碱石灰 ________________________________
氢氧化钠溶液 ____________________________
浓硫酸 ____
氨气、氯化氢
水
氧气
二氧化碳、氯化氢、水、二氧化硫
二氧化碳、氯化氢、二氧化硫
水
中考知识要点
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常见气体的干燥剂
干燥剂 可干燥的气体 不可干燥的气体
浓硫酸 __________________________________________________________________ _____
碱石灰(氢氧化钠 固体和生石灰) ___________________________________________ ______________________________
氢气、氮气、氧气、二氧化碳、氯化氢、甲烷、一氧化碳、二氧化硫等
氨气
氢气、氮气、氧气、甲烷、一氧化碳、氨气等
二氧化碳、二氧化硫、氯化氢
中考知识要点
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◆考点说明:实验室制取气体的一般原理、药品、装置、检验、验满。
【例1】 (2024·青岛)气体的实验室制备是学生必备的实验技能,以下是实验室用于制取气体的部分装置,回答下列问题。
青岛中考分析
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(1)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 。
(2)若使用装置E收集二氧化碳,将燃着的木条放在导管口 (填“a”或“b”)处验满。
(3)实验室制取少量氢气时,可选用装置D或E收集。由此推断,氢气具有的物理性质是 。
(4)氨气对空气有一定的污染,实验室利用EF组合收集氨气,氨气应该从 (填“a”或“b”)端通入,F装置的作用是 。
(5)实验室利用G装置除去氧气中大量的氯化氢,G中应装有 的浓溶液,多孔球泡的作用是 。
2H2O22H2O+O2↑
b
密度比空气小
b
处理尾气,防止污染空气
氢氧化钠
增大反应物的接触面积,使其充分反应
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【例2 】 (2024·青岛)兴趣小组同学利用下列装置检验某气体M的成分,M中含水蒸气、甲烷、氢气中的一种或几种(夹持仪器未画出,假设每步反应均完全)。下列说法正确的是( )。
A
青岛中考分析
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已知:H2+CuO≜Cu+H2O,CH4+4CuO≜4Cu+2H2O+CO2
A.若装置甲中无水硫酸铜变蓝,则M中一定含有水蒸气
B.若装置乙中黑色粉末变红,装置丙中无水硫酸铜变蓝,则M中一定含有氢气
C.装置戊对实验结果不产生影响,可以去掉装置戊以简化实验装置
D.通过观察实验现象及测定反应后装置丙、丁增加的质量,可确定气体M的成分
青岛中考分析
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例3 (2021·青岛)完成基础实验有助于提升科学素养。请根据下图装置回答问题。
A B C D E
F G H
青岛中考分析
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(1)实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制取氧气,二氧化锰的作用是 ,能用于收集氧气的装置有 (填装置字母序号),实验室选择气体收集装置的依据是 。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,应选用的发生装置是 (填装置字母序号),反应的化学方程式为 ,将生成的二氧化碳通入装置F中,可观察到的现象为 。
(3)为了探究二氧化碳能否与氢氧化钠反应,某同学将两支相同的充满二氧化碳的试管,分别倒扣在氢氧化钠溶液和水,片刻后实验现象如装置G、H所示,由此得出结论:二氧化碳能与氢氧化钠反应。探究过程设计装置H的作用是 。
催化作用
DE
气体的水溶性和密度
B
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
紫色石蕊试液变红
形成对照实验
青岛中考分析
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【例4】 (2022·青岛)掌握实验室制取气体的一般思路和方法是化学学习的必备能力。请根据下图所示装置回答问题。
青岛中考分析
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(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰固体制取氧气的化学方程式为 ,二氧化锰的作用是 ,应选用的发生装置是 (填装置字母序号)。实验时过氧化氢溶液应从所选装置中的 (填仪器名称)加入。
2H2O2
催化剂
分液漏斗
C
青岛中考分析
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(2)已知常温常压下,氨气是一种无色、有刺激性气味的气体,密度比空气小,极易溶于水,水溶液显碱性。下列两种反应原理均可用于实验室制备氨气:
①浓氨水和生石灰固体混合:NH3+H2O+CaO═NH3↑+Ca(OH)2;
②氯化铵固体和氢氧化钙粉末混合加热:2NH4Cl+Ca(OH)2≜CaCl2+2NH3↑+2H2O。
若选用A装置制备氨气,应选择的反应原理是 (填数字序号)。收集氨气应选用的装置是 (填装置字母序号)。检验氨气已收集满的方法是
(写出操作、现象和结论)。
②
C
将湿润红色石蕊试纸放在集气瓶口,试纸变蓝色,说明满了
青岛中考分析
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(3)实验室制取气体时,不需要考虑的因素是 (填字母序号)。
A.反应原理 B.发生和收集装置
C.检验和验满方法 D.气体的颜色
D
青岛中考分析
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例5 (2023·青岛)实验是进行科学探究的重要方式。“追梦”活动小组在实验室中制取氧气并探究其性质,请根据下图所示装置回答问题。
A B C D
E F
青岛中考分析
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(1)实验室制取氧气的方法有多种,例如:
①加热分解高锰酸钾固体
②利用二氧化锰作催化剂分解过氧化氢溶液
若用方法①制取氧气应选用的发生装置是 (填字母序号),选择时考虑的因素是 ;若用方法②制取氧气,其反应原理用化学方程式表示为 。
A
药品状态和反应条件
2H2O2O2↑+2H2O
青岛中考分析
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(2)可用D装置收集氧气,原因是 ;用F装置探究氧气性质时,发现铁丝剧烈燃烧,反应的化学方程式为 ,由此得出氧气具有的化学性质是 。
氧气密度比空气大
3Fe+2O2Fe3O4
助燃性或氧化性
青岛中考分析
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2H2O22H2O+
O2↑
2H2O+O2↑
$$