专题12 中考常见气体的制取、净化、收集-2025年中考科学二轮热点题型归纳与变式演练（浙江专用）

专题12 中考常见气体的制取、净化、收集 目 录 01 题型综述 02 解题攻略 提分秘籍 知识点一、实验步骤 知识点二、气体发生装置 知识点三、气体的收集装置（选择收集装置的依据：气体的密度和气体的溶解性） 知识点四、常见气体的检验和验满 知识点五、实验室制取气体的净化（除杂与干燥） 典例剖析 题型1常用气体的发生装置和收集装置 题型2实验室制取氧气的反应原理 题型3氧气的制取 题型4二氧化碳制取实验 题型5氢气制取实验 题型6其他气体实验 03 中考练场 实际应用情境：题目常常会创设一些与生活、生产实际相关的情境，让考生运用气体制取、净化和收集的知识解决实际问题。比如，在工业生产中如何制取和净化某种气体，或者在家庭实验中如何利用简单的材料和方法制取少量的气体等。 创新实验设计：可能会给出一些新的实验装置或实验方法，要求考生分析其原理和优点，或者根据给定的条件和要求，设计新颖的气体制取、净化和收集方案。例如，提供一种新型的气体发生装置，让考生分析其与传统装置相比，在控制反应速率、节约药品等方面的优势。 一、整体分析流程：对于涉及气体制取、净化和收集的综合题，要先整体浏览题目，明确实验目的和大致流程，然后按照气体的流向，逐步分析每个装置的作用和可能发生的反应。 二、注意先后顺序 1、净化顺序：一般先除杂后干燥，因为除杂过程中可能会引入水蒸气。例如，制取二氧化碳时，要先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。 2、操作顺序：实验结束时，若用排水法收集气体，要先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒吸进入试管，使试管炸裂。 三、检验与验满：要牢记各种气体的检验和验满方法，注意区分两者的不同。检验是确定气体是否为某种气体，验满是确定气体是否收集满。如检验二氧化碳用澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则是二氧化碳；而验满是用燃着的木条放在集气瓶口。 【提分秘籍】 知识点一、实验步骤 气体的制取实验也是中考中常见的问题。实验室制取气体的实验往往与气体的干燥与净化综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为： 同学们可按照上图的流程来选择合适的装置进行气体制取实验 知识点二、气体发生装置 装置类型 固——固加热型 固（液）——液不加热型 固液加热型 举例 高锰酸钾制取氧气，氯酸钾制取氧气 双氧水制取氧气，大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，锌和稀硫酸反应制取氢气 信息材料给予题 装置图 注意事项 ①试管口应稍向 下 倾斜；②用排水法收集气体完毕后，应先 撤离导管 ，然后再 熄灭酒精灯 ；③用高锰酸钾制取氧气时试管口处应塞一团疏松的 棉花 。 ①若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应插入_液面以下，目的是防止 气体从长颈漏斗下端逸出。 ②块状固体大小应适当，固体颗粒不能太小，防止反应_剧烈，不易控制__。 不常用 【特别提醒】 a．用固固加热型装置制取气体时试管口稍向下倾斜的目的是 防止冷凝水倒流使热的试管炸裂_。 b．用高锰酸钾粉末制取氧气时，试管口放一小团棉花的目的是__防止高锰酸钾粉末进入导管，造成堵塞 c．D装置中长颈漏斗的末端应伸入液面以下目的是__形成液封，防止反应生成的气体通过长颈漏斗逸出 d．A、B装置试管中的导管刚露出橡胶塞即可，目的是方便气体导出。 知识点三、气体的收集装置（选择收集装置的依据：气体的密度和气体的溶解性） 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 满足条件 难溶或微溶于水，且与 水不发生化学反应 密度比空气的大，且气体不与空气中的成分发生反应 密度比空气的小，且气体不与空气的成分反应 举例 H2、O2 H2、CO2 H2 知识点四、常见气体的检验和验满 气体 氧气 二氧化碳 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃 则说明该气体为氧气 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 则说明该气体为二氧化碳 验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃 则说明已收集满 将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭 则说明已收集满 知识点五、实验室制取气体的净化（除杂与干燥） 1.气体净化装置的设计原则 ①一般除杂在前，干燥在后。②吸收剂只能吸收气体中的杂质。（2）常见气体的净化（干燥） ①常见气体的净化（干燥）方法 制取的气体 带来的杂质气体 除杂（干燥）方法 O2 H2O 通过浓硫酸或其它固体干燥剂 CO2 HCl、H2O 通过足量的饱和NaHCO3溶液后，再通过浓硫酸 H2 HCl、H2O 通过足量的NaOH溶液后，再通过浓硫酸 H2 H2O 通过浓硫酸或碱石灰干燥剂 ②常见气体的净化装置 装置类型 液态除杂（或干燥剂） 固态除杂（或干燥）剂（不加热） 装置图 ①洗气瓶 ②U形干燥管 ③球形干燥管 气体流动方向 长进短出 进气和出气没有区别 大口进气，小口出气(在干燥管的进出气口都要塞一团棉花，防止固体移动) ③常见干燥剂（干燥剂干燥的原则：干燥剂只可以吸收其中水分，而不能与气体发生反应。） 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 常用装置 浓H2SO4 CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO、N2 NH3 洗气瓶 生石灰、固体NaOH、碱石灰(NaOH与CaO的混合物) NH3、H2、O2、CO、N2等 CO2、HCl、SO2 U形干燥管 球形干燥管 2.尾气处理 对于有毒的气体通常需要进行尾气处理，常用的方法有： （1）碱液吸收法：如NaOH可吸收SO2等气体。 （2）燃烧法或收集法：如可将CO点燃或用气球收集。 3 .多功能瓶的使用 目的 排空气法收集气体 排水法收集气体 （或测气体体积） 气体除杂、干燥、检验等 图示 ① ② （1）如图①：密度大于空气的气体从a 端进；密度小于空气的气体从 b 端进。 （2）如图②：密度大于空气的气体从a 端进；密度小于空气的气体从 b 端进。 （1）先将瓶内装满水，气体从 a端进，水从 b 端排出。 （2）如果要测定某气体的体积，则应将导管 b 端与量筒连接。 先将瓶内装入用于检验（除杂、干燥）试剂，气体从 a 端进。 说明 记住“上轻下重”原则，即密度小的气体通至集气瓶上部，密度大的气体通至集气瓶下部 短进长出，可用量筒量取排出水的体积，从而得到收集气体的体积 长进短出，除杂时，除杂试剂应足量 【典例剖析】 题型1常用气体的发生装置和收集装置 [例题1] （2023•定海区模拟）请你根据下列实验装置图回答： （1）实验室用高锰酸钾制取O2应选用的发生装置是 。（用编号表示） （2）实验室若用块状固体和液体且无需加热来制取气体，改用F装置（多孔隔板用来放块状固体）代替B装置的优点是 。 [例题2] （2023•绍兴模拟）实验室用FeS固体和稀硫酸反应制取H2S，其化学方程式为：FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑。H2S气体密度比空气大，有毒，能溶于水，其水溶液为氢硫酸。 （1）实验室制取硫化氢气体的发生装置是 （填字母，请从图1中选择）。 （2）小温用C、D装置组合收集H2S，虚线框内最合适的装置是 （填序号，请从图2中选择）。 （3）D装置的作用是 。 [例题3] （2024•鹿城区校级一模）一个集气瓶、一个双孔塞、一长短的两个导管，组合成科学实验中经常使用的仪器—“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的是（　　） A．检测O2流速 B．收集O2 C．吸收CO2 D．收集H2 [例题4] （2024•诸暨市二模）请根据图示回答下列问题： （1）实验室常用稀盐酸和石灰石反应制CO2，也可用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2。若用分解碳酸氢钠来制取，则应选用气体发生装置是 （选填“A”或“B”）。 （2）若用C收集CO2气体，则气体应从导管 端进入。（选填“a”或“b”）。 （3）若用稀盐酸和石灰石反应制CO2，实验过程中，所选图中装置内碳酸钙的质量随时间变化的大致趋势如图D，请结合图像分析，t0时装置内的溶液中Ca2+与Cl﹣的个数比 （选填“等于”或“小于”）1：2。 题型2实验室制取氧气的反应原理 [例题5] （2024•拱墅区二模）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）是由碳酸钠和过氧化氢复合形成的一种新型氧系漂白剂，具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。下列物质中不会使过碳酸钠失效的是（　　） A．二氧化锰 B．氢氧化钠溶液 C．氢氧化钡溶液 D．氯化钙溶液 [例题6] （2023•洞头区模拟）家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经导管达到加湿过滤仓，加湿过滤后即可供人使用。（反应方程式：2Na2CO42Na2CO3+O2↑） 制氧剂成分 质量/包 A剂：过碳酸钠 50g/包 B剂：二氧化锰 50g/包 （1）导管口处于加湿过滤仓底部而不是上部的好处是 。 （2）查阅资料如图乙，普通供氧时加入制氧剂为“2A+1B“（2包A剂和1包B剂），供氧速度约为1克/分钟。急救时需要提供1.5克/分钟的氧气，持续16分钟，那么添加“4A+2B”剂量，能否满足要求，请通过计算说明。 （3）如图丙为过氧化钠分解氧气的速率与反应物浓度、温度的关系，为了使制氧机出氧流量保持平稳，反应装置中夏季比冬季的水位线要设置的高，请分析原因。 题型3氧气的制取装置 [例题7] （2024•永康市二模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” [例题8] （2024•永康市二模）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：； 第二步： （填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 （选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 。 题型4二氧化碳的实验室制法 [例题9] （2024•拱墅区二模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （选填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 [例题10] （2024•江北区校级一模）查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）可与CO2或H2O反应生成O2，反应原理为；2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。某科学兴趣小组同学设计了如图所示实验，说明Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。 （1）写出装置A中甲仪器的名称 。 （2）为了除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，装置B中盛装的乙溶液是 。 （3）装置D用于除去末被装置C转化的CO2，便于后续气体检验，则D中发生反应的化学方程式是 。 （4）装置E的试管中收集到的气体来自于哪些物质相互反应？ 。 [例题11] 某研究性学习小组查阅资料得知，宇宙飞船中可用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂。该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与Na2O2反应制取O2，设计了如图实验，同时也查阅了相关资料： Ⅰ、过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ Ⅱ、碱石灰可以吸收CO2和H2O。 （1）为了证明Na2O2与CO2反应产生了O2，请在a处增加一个实验操作： 。 （2）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。 （3）实验过程中，D装置中饱和澄清石灰水变浑浊了（已知：U型管未破损），请分析饱和澄清石灰水变浑浊的原因是 。 题型5氢气制取实验 [例题12] 科学兴趣小组同学开展“氢气的制取”实验探究。 【实验原理】Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 【发生装置】 （1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取H2气体的是 。（填字母） （2）【实验探究】 在制取H2气体的过程中，不同小组制取H2的速度不同，为了探究“影响反应快慢的因素”，小组同学进行了如下四组实验，如表所示 实验组别 甲 乙 丙 丁 金属锌的质量/g、颗粒大小 m大颗粒 m大颗粒 m小颗粒 m小颗粒 硫酸的体积/mL、浓度 V5%稀硫酸 V10%稀硫酸 V5%稀硫酸 V10%稀硫酸 若探究硫酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与 （选填实验组别）进行对照。 （3）为了更直观的比较反应物颗粒大小对反应快慢影响，研究小组同学采用图2装置进行实验，分别将甲、丙材料放入A、B装置中，写出能证明颗粒越小反应越快的证据 。 （4）【拓展提高】 在图二装置中运用转换法，将不易观察的反应快慢变得容易观察，为了让现象更加明显，请提出合理的改进方案： 。（写出一种即可） [例题13] （2023•萧山区模拟）氢能产业包含氢气的制取、储存、运输和应用等多个环节。请回答： （1）制氢：我国科学家成功合成一种新型催化剂，在太阳光照射下，使水在催化剂表面高效分解获得氢气，反应历程如图甲所示。写出历程Ⅲ反应的化学方程式： 。 （2）储氢：方法之一是固态储氢，例如，先通过Mg2Cu与氢气反应，将氢气转化为MgH2，此为储氢反应；需要使用氢气时，可通过释氢反应实现：MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2↑。如果将储氢反应生成的MgH2全部与足量稀盐酸反应，则释放出来的H2质量 （填“大于”、“等于“或“小于”）参加储氢反应的H2质量。 （3）运氢：氢气的运输主要有3种方式，运输成本与运输距离的关系如图乙。分析图中的信息，你可以得出的结论是 。（写出一条即可） （4）用氢：①氢细菌是一类细菌，能利用氢气作为电子供体，将二氧化碳转化为有机物。氢细菌与酵母菌在结构上最大的区别是 。 ②某品牌的氢燃料电池电动汽车在公路上行驶时受到的平均阻力为840N，发动机将氢气转化为机械能的效率为50%，该汽车每行驶100千米需要消耗氢气的质量为 千克。（q氢气＝1.4×108焦） 题型6其他气体实验 [例题14] （2024•温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。 （1）利用装置A制备CO，反应原理是HCOOHCO↑+H2O。该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。（写1点） （2）装置E 的作用是 。 （3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃＜t＜700℃，得到的固体有 （填化学式）。 （4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。 [例题15] 如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳，看图回答下列问题： （1）写出装置B玻璃管中发生反应的化学方程式： 。 （2）实验过程中，应先点燃 装置中的酒精喷灯。 （3）要验证B中产生的CO2，还需要在A、B之间增加一个装一定量 溶液的D装置。 （4）整套装置还有一个明显的不足之处是： 。 [例题16] （2024•萧山区模拟）爆炸盐的主要成分是过氧碳酸钠（化学式为：2Na2CO3•3H2O2），又被称为固体双氧水。是目前市面上新出现的洗涤神剂。它溶于水后，溶液呈现碱性，还能产生具有漂白氧化性的物质，将有机色素氧化为稳定的无色物质，从而快速去除各类顽固污渍。某兴趣小组针对爆炸盐展开相关探究并查阅相关资料： 资料1：爆炸盐并不会发生真正的爆炸，当其溶于温水后会产生大量气泡，出现泡沫剧烈翻滚的现象，形象称为“爆炸盐”。 资料2：将爆炸盐溶于水后，会分解成碳酸钠和过氧化氢两种物质，过氧化氢受热会进一步发生分解。 （1）将爆炸盐溶解于水中，滴加紫色石蕊试液，溶液呈现 色。 （2）爆炸盐溶于温水后能产生大量的气泡，请在图甲装置中，选择用爆炸盐溶液制备该气体的最佳发生装置和收集装置 。 （3）过氧碳酸钠中具有漂白洗涤效果的主要成分为过氧化氢，为什么要制成过氧碳酸钠，而不直接用过氧化氢溶液作为洗涤剂的原因是 。 （4）爆炸盐溶于温水后产生的气体在医学上有一定的用途，某同学设计图乙所示的便携式制气装置，供病人在生活中使用。其中容器B中的水的作用是 。 [练习1] （2024•义乌市校级三模）实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。 （1）A装置中草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物，请写出反应的化学方程式： 。 （2）实验装置B中浓硫酸的作用是 。 （3）为达到实验目的，正确的装置连接顺序依次为A 。（用大写字母依次表示，装置可重复选择） （4）该实验装置有不足之处，请给出改进措施 。 [练习2] （2021秋•西湖区期末）小金在购买泡腾片时发现，某品牌“甜橙味”和“蓝莓味”泡腾片的主要成分一样，都包含维生素C、柠檬酸、碳酸氢钠等物质。他想通过实验探究这两种泡腾片内碳酸氢钠含量哪个更高，利用如图甲装置，分别将2种泡腾片与足量的柠檬酸反应，并用量筒测量排出水的体积、其体积值如表所示。 已知碳酸氢钠和柠檬酸反应的化学方程式：3NaHCO3+C6H8O7═C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑ 待测泡腾片 量筒内水的体积 10g甜橙味 V1 10g蓝莓味 V2 （1）小金在检验发生装置A的气密性时，关闭止水夹a，打开分液漏斗的活塞b，发现水不断往下滴，直至全部滴入烧瓶。试判断：A装置是否漏气？ （选填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）。 （2）装置B中有一处会造成较大的实验误差，请提出改进方法 。 （3）改进上述问题正确操作后，若要得到结论：等质量泡腾片中碳酸氢钠含量较高的是“甜橙味”泡腾片，则V1 V2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （4）实验结束后，圆底烧瓶中会有部分二氧化碳残留。试分析此现象对实验结果的影响是 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 [练习3] （2023•瓯海区模拟）小明同学通过家庭实验探究空气中氧气的含量。实验装置如图，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封。查阅资料发现： Ⅰ.“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2；“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。 Ⅱ.空气中氧气的体积约占空气体积的；封闭气体的压强与气体温度、气体体积和气体质量有关，气体的温度升高、体积变小、质量变大都会引起气体压强的增大。 （1）小明按照“气密性检查”的思维模型对该装置的气密性进行了检查，如表： 思维模型 ①构建封闭体系 ②改变气压 ③观察现象 ④得出结论 检验过程 将瓶子放入水中，盖好瓶塞 将瓶子向下压或用手捧住容器 观察到 说明装置气密性良好 （2）实验开始后，发现瓶子内的液面先下降后上升，请分析液面下降的原因： （3）实验结束后液面停留在略低于40的刻度下方。小明认为应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么 ？ [练习4] （2020春•瑞安市校级月考）课外小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验：他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后放在石棉网上，在其中插入烧红的玻璃棒，反应立即发生。拿掉玻璃棒后，反应继续剧烈进行，反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生，反应结束后，都得到黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引，而小科的却会被磁铁吸引。 （1）气体X的化学式为 。 （2）对比老师的实验结果，小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁，小科想验证是否有铁剩余。老师启发小科：硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是，小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验，如果a处只要有水压出，就能验证有铁剩余。 ①小科依次连接各装置的导管口：e→ →b→a（填“c→d”或“d→c”）。 ②老师指出设计不够合理，不能就此验证猜想。请你帮小科说出不够合理的原因： 。 [练习5] （2023•江干区校级二模）呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，小明设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料。 资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。 化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。 资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。 （1）注射器的作用类似于 （选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 （2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作： 。 （3）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。 （4）实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊，其原因是 。 [练习6] （2023秋•西湖区校级月考）实验室常用足量的氯化钠的固体与浓硫酸（浓度为85%左右）共热制取氯化氢气体，反应原理如下：2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑，随着反应的持续进行，浓硫酸的浓度不断下降。已知氯化氢气体极易溶于水，密度比空气大。如图是实验制取气体的两种常见发生装置。 （1）写出标注的仪器名称，c为 。 （2）根据提供的信息，实验室制取HCl气体应选择的发生装置为 。（选填“甲”、“乙”或“均不能选”） （3）将反应剩余物加适量水稀释，得到反应物稀释液。 ①假设在现有“强热”条件下，生成的HCl以气体形式全部逸出，则在反应物稀释液中滴加石蕊试液，试液 （填现象）。 ②为了证明反应剩余物中是否含有Cl﹣，现取少量反应物稀释液于试管，滴加 溶液，再取上层清液滴加硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则含有Cl﹣。 [练习7] （2023•拱墅区校级二模）某市热电厂使用的燃料是含硫较多的煤。该厂附近一所中学的同学经常闻到空气中有异味，且空气能见度差。学习科学后，同学们在老师的指导下做了探究实验。 【查阅资料】1、我国关于SO2在风景区、居民区、工厂区的空气质量最高标准分别见下表：2、硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸。 地区 风景区 居民区 工厂区 SO2浓度限值（mg/m3） 0.15 0.5 0.7 【设计实验】小明设计以下步骤来测定空气中SO2的含量。 Ⅰ.用2L的空可乐瓶采集工厂附近的空气样品。 Ⅱ.向取回的装有空气样品的可乐瓶中倒入NaOH溶液，盖紧瓶塞后充分振荡。 Ⅲ.加入一定量氧化剂H2O2，使其中Na2SO3完全转化为Na2SO4； Ⅳ.再向可乐瓶中加入过量的BaCl2溶液。 Ⅴ.经过过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为1.165mg。 回答下列问题： （1）简述采集空气样品的方法 。 （2）写出步骤Ⅲ中的化学方程式 。 （3）请通过分析计算该工厂附近空气质量状况是SO2含量严重超标。 【发现新问题】考虑到空气中的各种气体成分，小红认为小明求出的SO2的含量偏大，其依据是 ；你提出的实验改进方案 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 中考常见气体的制取、净化、收集 目 录 01 题型综述 02 解题攻略 提分秘籍 知识点一、实验步骤 知识点二、气体发生装置 知识点三、气体的收集装置（选择收集装置的依据：气体的密度和气体的溶解性） 知识点四、常见气体的检验和验满 知识点五、实验室制取气体的净化（除杂与干燥） 典例剖析 题型1常用气体的发生装置和收集装置 题型2实验室制取氧气的反应原理 题型3氧气的制取 题型4二氧化碳制取实验 题型5氢气制取实验 题型6其他气体实验 03 中考练场 实际应用情境：题目常常会创设一些与生活、生产实际相关的情境，让考生运用气体制取、净化和收集的知识解决实际问题。比如，在工业生产中如何制取和净化某种气体，或者在家庭实验中如何利用简单的材料和方法制取少量的气体等。 创新实验设计：可能会给出一些新的实验装置或实验方法，要求考生分析其原理和优点，或者根据给定的条件和要求，设计新颖的气体制取、净化和收集方案。例如，提供一种新型的气体发生装置，让考生分析其与传统装置相比，在控制反应速率、节约药品等方面的优势。 一、整体分析流程：对于涉及气体制取、净化和收集的综合题，要先整体浏览题目，明确实验目的和大致流程，然后按照气体的流向，逐步分析每个装置的作用和可能发生的反应。 二、注意先后顺序 1、净化顺序：一般先除杂后干燥，因为除杂过程中可能会引入水蒸气。例如，制取二氧化碳时，要先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体，再通过浓硫酸除去水蒸气。 2、操作顺序：实验结束时，若用排水法收集气体，要先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水倒吸进入试管，使试管炸裂。 三、检验与验满：要牢记各种气体的检验和验满方法，注意区分两者的不同。检验是确定气体是否为某种气体，验满是确定气体是否收集满。如检验二氧化碳用澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则是二氧化碳；而验满是用燃着的木条放在集气瓶口。 【提分秘籍】 知识点一、实验步骤 气体的制取实验也是中考中常见的问题。实验室制取气体的实验往往与气体的干燥与净化综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为： 同学们可按照上图的流程来选择合适的装置进行气体制取实验 知识点二、气体发生装置 装置类型 固——固加热型 固（液）——液不加热型 固液加热型 举例 高锰酸钾制取氧气，氯酸钾制取氧气 双氧水制取氧气，大理石（或石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，锌和稀硫酸反应制取氢气 信息材料给予题 装置图 注意事项 ①试管口应稍向 下 倾斜；②用排水法收集气体完毕后，应先 撤离导管 ，然后再 熄灭酒精灯 ；③用高锰酸钾制取氧气时试管口处应塞一团疏松的 棉花 。 ①若使用长颈漏斗，长颈漏斗下端管口应插入_液面以下，目的是防止 气体从长颈漏斗下端逸出。 ②块状固体大小应适当，固体颗粒不能太小，防止反应_剧烈，不易控制__。 不常用 【特别提醒】 a．用固固加热型装置制取气体时试管口稍向下倾斜的目的是 防止冷凝水倒流使热的试管炸裂_。 b．用高锰酸钾粉末制取氧气时，试管口放一小团棉花的目的是__防止高锰酸钾粉末进入导管，造成堵塞 c．D装置中长颈漏斗的末端应伸入液面以下目的是__形成液封，防止反应生成的气体通过长颈漏斗逸出 d．A、B装置试管中的导管刚露出橡胶塞即可，目的是方便气体导出。 知识点三、气体的收集装置（选择收集装置的依据：气体的密度和气体的溶解性） 方法 排水法 向上排空气法 向下排空气法 收集装置 满足条件 难溶或微溶于水，且与 水不发生化学反应 密度比空气的大，且气体不与空气中的成分发生反应 密度比空气的小，且气体不与空气的成分反应 举例 H2、O2 H2、CO2 H2 知识点四、常见气体的检验和验满 气体 氧气 二氧化碳 检验方法 将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃 则说明该气体为氧气 将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊 则说明该气体为二氧化碳 验满方法 将带火星的木条靠近集气瓶口，木条复燃 则说明已收集满 将燃着的木条靠近集气瓶口，木条熄灭 则说明已收集满 知识点五、实验室制取气体的净化（除杂与干燥） 1.气体净化装置的设计原则 ①一般除杂在前，干燥在后。②吸收剂只能吸收气体中的杂质。（2）常见气体的净化（干燥） ①常见气体的净化（干燥）方法 制取的气体 带来的杂质气体 除杂（干燥）方法 O2 H2O 通过浓硫酸或其它固体干燥剂 CO2 HCl、H2O 通过足量的饱和NaHCO3溶液后，再通过浓硫酸 H2 HCl、H2O 通过足量的NaOH溶液后，再通过浓硫酸 H2 H2O 通过浓硫酸或碱石灰干燥剂 ②常见气体的净化装置 装置类型 液态除杂（或干燥剂） 固态除杂（或干燥）剂（不加热） 装置图 ①洗气瓶 ②U形干燥管 ③球形干燥管 气体流动方向 长进短出 进气和出气没有区别 大口进气，小口出气(在干燥管的进出气口都要塞一团棉花，防止固体移动) ③常见干燥剂（干燥剂干燥的原则：干燥剂只可以吸收其中水分，而不能与气体发生反应。） 干燥剂 可干燥的气体 不能干燥的气体 常用装置 浓H2SO4 CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO、N2 NH3 洗气瓶 生石灰、固体NaOH、碱石灰(NaOH与CaO的混合物) NH3、H2、O2、CO、N2等 CO2、HCl、SO2 U形干燥管 球形干燥管 2.尾气处理 对于有毒的气体通常需要进行尾气处理，常用的方法有： （1）碱液吸收法：如NaOH可吸收SO2等气体。 （2）燃烧法或收集法：如可将CO点燃或用气球收集。 3 .多功能瓶的使用 目的 排空气法收集气体 排水法收集气体 （或测气体体积） 气体除杂、干燥、检验等 图示 ① ② （1）如图①：密度大于空气的气体从a 端进；密度小于空气的气体从 b 端进。 （2）如图②：密度大于空气的气体从a 端进；密度小于空气的气体从 b 端进。 （1）先将瓶内装满水，气体从 a端进，水从 b 端排出。 （2）如果要测定某气体的体积，则应将导管 b 端与量筒连接。 先将瓶内装入用于检验（除杂、干燥）试剂，气体从 a 端进。 说明 记住“上轻下重”原则，即密度小的气体通至集气瓶上部，密度大的气体通至集气瓶下部 短进长出，可用量筒量取排出水的体积，从而得到收集气体的体积 长进短出，除杂时，除杂试剂应足量 【典例剖析】 题型1常用气体的发生装置和收集装置 [例题1] （2023•定海区模拟）请你根据下列实验装置图回答： （1）实验室用高锰酸钾制取O2应选用的发生装置是 。（用编号表示） （2）实验室若用块状固体和液体且无需加热来制取气体，改用F装置（多孔隔板用来放块状固体）代替B装置的优点是 。 【解答】解：（1）用高锰酸钾制取氧气需要加热，采用的发生装置是A，故答案为：A； （2）F装置关闭右侧旋塞，气体不能排出，试管内气压增大，固液分离，反应停止，打开旋塞，气体排出，固液接触，反应继续，则F装置的优点是可以控制反应的发生和停止，故答案为：可以控制反应的发生和停止； [例题2] （2023•绍兴模拟）实验室用FeS固体和稀硫酸反应制取H2S，其化学方程式为：FeS+H2SO4＝FeSO4+H2S↑。H2S气体密度比空气大，有毒，能溶于水，其水溶液为氢硫酸。 （1）实验室制取硫化氢气体的发生装置是 （填字母，请从图1中选择）。 （2）小温用C、D装置组合收集H2S，虚线框内最合适的装置是 （填序号，请从图2中选择）。 （3）D装置的作用是 。 【解答】解：（1）实验室制取硫化氢气体需选择固体和液体常温型发生装置，故选A为发生装置； 故答案为：A。 （2）H2S气体密度比空气大，有毒，能溶于水，不能选择排水法收集，选择排空气收集时，由于硫化氢密度比空气大，所以气体要从长导管进入，所以应选择④收集； 故答案为：④。 （3）因硫化氢有毒，不能排放到空气中，所以D装置吸收尾气，防止污染空气； 故答案为：吸收硫化氢，避免造成污染。 [例题3] （2024•鹿城区校级一模）一个集气瓶、一个双孔塞、一长短的两个导管，组合成科学实验中经常使用的仪器—“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的是（　　） A．检测O2流速 B．收集O2 C．吸收CO2 D．收集H2 【解答】解：A、通过产生气泡的快慢，可以判断气体流速，进气管是长导管，图中所示操作正确，能达到实验目的； B、氧气不易溶于水，用图中装置收集氧气时，长导管是出水管，短导管是进气管，图中所示操作正确，能达到实验目的； C、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”，图中所示操作正确，能达到实验目的； D、H2密度比空气小，用图中装置收集H2时，长导管是出气管，短导管是进气管，图中所示操作错误，不能达到实验目的； 故选：D。 [例题4] （2024•诸暨市二模）请根据图示回答下列问题： （1）实验室常用稀盐酸和石灰石反应制CO2，也可用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2。若用分解碳酸氢钠来制取，则应选用气体发生装置是 （选填“A”或“B”）。 （2）若用C收集CO2气体，则气体应从导管 端进入。（选填“a”或“b”）。 （3）若用稀盐酸和石灰石反应制CO2，实验过程中，所选图中装置内碳酸钙的质量随时间变化的大致趋势如图D，请结合图像分析，t0时装置内的溶液中Ca2+与Cl﹣的个数比 （选填“等于”或“小于”）1：2。 【解答】解：（1）用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2，属于固体加热型，应该选用的发生装置是B。故答案为：B； （2）二氧化碳密度比空气大，若用C收集CO2气体，则气体应从导管a端进入。故答案为：a； （3）实验室制取二氧化碳使用石灰石和稀盐酸，发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；由图像可知，t0时碳酸钙质量不变，说明反应结束了，碳酸钙质量大于0，说明碳酸钙有剩余，盐酸完全反应，此时溶液中的溶质为氯化钙，故t0时装置内的溶液中Ca2+与C1﹣的个数比为1：2。故答案为：等于。 题型2实验室制取氧气的反应原理 [例题5] （2024•拱墅区二模）过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）是由碳酸钠和过氧化氢复合形成的一种新型氧系漂白剂，具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。下列物质中不会使过碳酸钠失效的是（　　） A．二氧化锰 B．氢氧化钠溶液 C．氢氧化钡溶液 D．氯化钙溶液 【解答】解：A、二氧化锰能够加快过氧化氢的分解速率，会使过碳酸钠失效，该选项不符合题意。 B、氢氧化钠不能和碳酸钠、过氧化氢反应，不会使过碳酸钠失效，该选项符合题意。 C、氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，会使过碳酸钠失效，该选项不符合题意。 D、氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，会使过碳酸钠失效，该选项不符合题意。 故选：B。 [例题6] （2023•洞头区模拟）家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经导管达到加湿过滤仓，加湿过滤后即可供人使用。（反应方程式：2Na2CO42Na2CO3+O2↑） 制氧剂成分 质量/包 A剂：过碳酸钠 50g/包 B剂：二氧化锰 50g/包 （1）导管口处于加湿过滤仓底部而不是上部的好处是 。 （2）查阅资料如图乙，普通供氧时加入制氧剂为“2A+1B“（2包A剂和1包B剂），供氧速度约为1克/分钟。急救时需要提供1.5克/分钟的氧气，持续16分钟，那么添加“4A+2B”剂量，能否满足要求，请通过计算说明。 （3）如图丙为过氧化钠分解氧气的速率与反应物浓度、温度的关系，为了使制氧机出氧流量保持平稳，反应装置中夏季比冬季的水位线要设置的高，请分析原因。 【解答】解：（1）氧气不易溶于水，加湿过滤仓利用O2不易溶于水，来保持O2湿润，导管口处于加湿过滤仓底部而不是上部的好处是保持O2湿润，起到加湿的效果； （2）需持续16分钟需要氧气的质量为1.5克/分钟×16分钟＝24克 设需要过碳酸钠的质量为x。 2Na2CO42Na2CO3+O2↑ 244 32 x 24g x＝183g 4包过碳酸钠质量＝50克/包×4包＝200克，且2A+1B速度为1克/分钟，因此4A+2B即可达到1.5克/分钟，所以能够满足要求。 答：能满足要求； （3）根据图丙分析可知，相同的反应物浓度下，温度越高过碳酸钠分解制氧气的反应速率越大。夏天温度大于冬天，所以反应装置中的夏季和冬季的水位线需设置不同。 题型3氧气的制取装置 [例题7] （2024•永康市二模）实验室常用如图甲、乙的发生装置制取氧气，小雪又设达了如图丙、丁的装置用于制取氧气，相关叙述合理的是（　　） A．装置甲的试管口要略向下倾斜，是为防止高锰酸钾受热分解产生的水冷凝后倒流 B．使用装置乙分解双氧水制取氧气时，需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末 C．关闭止水夹a并向下压丙中注射器的活塞，放手后若活塞回到原处则装置气密性良好 D．利用装置丁进行实验室分解双氧水制取氧气，可实现“随开随用、随关随停” 【解答】解：A、高锰酸钾受热不生成水，主要是固体加热装置容易产生冷凝水，为了避免水冷凝后倒流，才将试管口要略向下倾斜，叙述不合理，故A不符合题意； B、使用装置乙分解双氧水制取氧气时，二氧化锰是催化剂，不需定期向烧瓶中添加二氧化锰粉末，叙述不合理，故B不符合题意； C、向上拉装置丙中注射器的，将空气吸入，关闭活塞a，则保持内外压强一致，若活塞始终不下落，则装置气密性良好，叙述合理，故C符合题意； D、二氧化锰是粉末，会从试管中漏下进入溶液，无法实现固液分离，不可实现“随开随用、随关随停”的操作，叙述不合理，故D不符合题意； 故选：C。 [例题8] （2024•永康市二模）某家用制氧机的结构如图甲所示，配套的制氧药剂包括A、B两剂，其中A剂为白色固体过碳酸钠（Na2CO3•3H2O2），B剂为二氧化锰。使用时先在反应仓和加湿过滤仓内加入适量水，然后在反应仓里依次放入A、B两剂，反应仓内就会有氧气生成，生成的氧气经加湿过滤仓加湿过滤后即可供人使用。 （1）该家用制氧机的制氧反应有两步： 第一步：； 第二步： （填写化学方程式）。 （2）该家用制氧机的制氧药剂选择使用过碳酸钠而不是双氧水，其原因是 （选填字母）。 A．产物更环保 B．成本更低廉 C．储存更方便 （3）小乐想利用饮料瓶、玻璃管、橡胶导管和热熔胶（可密封各接口处）仿照该家用制氧机制作一个简易制氧机，其设计图（半成品）如图乙所示，在答题卡中将设计图补充完整 。 【解答】解：（1）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解为水和氧气，化学方程式为2H2O22H2O+O2↑；故答案为：2H2O22H2O+O2↑； （2）由题意可知，过碳酸钠是固体，过氧化氢容易分解，所以过碳酸钠运输储存更方便，故答案为：C； （3）反应仓中产生的氧气能进入加湿仓内的水中，然后再由短管排出，图示为； 题型4二氧化碳的实验室制法 [例题9] （2024•拱墅区二模）小乐家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小乐开展了如下研究：【市场调查】小乐发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。 【自制补给器】小乐研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。 （1）写出小乐自制补给器产生二氧化碳反应的化学方程式 。 （2）在如图丙所示的计泡器的中补全导管；将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 （选填“①”“②”或“③”）处。 （3）依据如下评价量表，对小乐的自制补给器进行评价，写出评价等级及依据 。 评价指标 优秀 合格 待改进 指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患 指标二 气体能直接排出且速度可以观测 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出 【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑； （2）图丙所示的计泡器中长管要伸入液面以下，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处，这样可使二氧化碳更容易溶于水中，避免大量逸出；故答案为：；③； （3）在装置丙中，二氧化碳气体的制备采用了启普发生器原理，故反应安全，且可控；采用了记泡器装置，故气体能直接排出且速度可以观测。故评价等级为优秀；故答案为：优秀，因为反应安全可控，气体能直接排出且速度可以观测。 [例题10] （2024•江北区校级一模）查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）可与CO2或H2O反应生成O2，反应原理为；2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。某科学兴趣小组同学设计了如图所示实验，说明Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。 （1）写出装置A中甲仪器的名称 。 （2）为了除去二氧化碳中混有的氯化氢气体，装置B中盛装的乙溶液是 。 （3）装置D用于除去末被装置C转化的CO2，便于后续气体检验，则D中发生反应的化学方程式是 。 （4）装置E的试管中收集到的气体来自于哪些物质相互反应？ 。 【解答】解：（1）装置A中的甲仪器是分液漏斗。故答案为：分液漏斗； （2）生成的二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，因此装置B中盛装饱和NaHCO3溶液除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。故答案为：饱和 NaHCO3溶液； （3）除去末被装置C转化的CO2，D中盛装的液体试剂是浓氢氧化钠溶液，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O； （4）由题干信息可知，装置E的试管中收集到的气体的来源是过氧化钠（Na2O2）与CO2、H2O反应生成的氧气。故答案为：Na2O2与 CO2、H2O反应。 [例题11] 某研究性学习小组查阅资料得知，宇宙飞船中可用过氧化钠（Na2O2）作为氧气再生剂。该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来与Na2O2反应制取O2，设计了如图实验，同时也查阅了相关资料： Ⅰ、过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2；2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ Ⅱ、碱石灰可以吸收CO2和H2O。 （1）为了证明Na2O2与CO2反应产生了O2，请在a处增加一个实验操作： 。 （2）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。 （3）实验过程中，D装置中饱和澄清石灰水变浑浊了（已知：U型管未破损），请分析饱和澄清石灰水变浑浊的原因是 。 【解答】解：（1）为了证明Na2O2与CO2反应产生了O2，在a处增加一个实验操作是：用带火星的木条检验； （2）实验装置C中无水硫酸铜的作用是：检验浓硫酸是否将水蒸气吸收完全； （3）实验过程中，D装置中饱和澄清石灰水变浑浊了，分析饱和澄清石灰水变浑浊的原因是：过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，溶液温度升高，氢氧化钙的溶解度随温度的升高而减小。 题型5氢气制取实验 [例题12] 科学兴趣小组同学开展“氢气的制取”实验探究。 【实验原理】Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ 【发生装置】 （1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取H2气体的是 。（填字母） （2）【实验探究】 在制取H2气体的过程中，不同小组制取H2的速度不同，为了探究“影响反应快慢的因素”，小组同学进行了如下四组实验，如表所示 实验组别 甲 乙 丙 丁 金属锌的质量/g、颗粒大小 m大颗粒 m大颗粒 m小颗粒 m小颗粒 硫酸的体积/mL、浓度 V5%稀硫酸 V10%稀硫酸 V5%稀硫酸 V10%稀硫酸 若探究硫酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与 （选填实验组别）进行对照。 （3）为了更直观的比较反应物颗粒大小对反应快慢影响，研究小组同学采用图2装置进行实验，分别将甲、丙材料放入A、B装置中，写出能证明颗粒越小反应越快的证据 。 （4）【拓展提高】 在图二装置中运用转换法，将不易观察的反应快慢变得容易观察，为了让现象更加明显，请提出合理的改进方案： 。（写出一种即可） 【解答】解：（1）在实验室中，活泼金属与酸反应生成氢气，不需加热，因此选择“固液常温型”，故选B； （2）若探究硫酸的浓度对上述反应的影响，需要控制锌粒的大小相同，只改变硫酸的浓度，故选实验甲和乙； （3）根据题意可知，能证明颗粒越小反应越快的证据：相同时间内，B装置中长导管内液面高于A装置中长导管内液面；或长导管内液面高度相同时，B装置内所需时间短。 （4）在图二装置中运用转换法，将不易观察的反应快慢变得容易观察，为了让现象更加明显，请提出合理的改进方案：将水换成红墨水。 [例题13] （2023•萧山区模拟）氢能产业包含氢气的制取、储存、运输和应用等多个环节。请回答： （1）制氢：我国科学家成功合成一种新型催化剂，在太阳光照射下，使水在催化剂表面高效分解获得氢气，反应历程如图甲所示。写出历程Ⅲ反应的化学方程式： 。 （2）储氢：方法之一是固态储氢，例如，先通过Mg2Cu与氢气反应，将氢气转化为MgH2，此为储氢反应；需要使用氢气时，可通过释氢反应实现：MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2↑。如果将储氢反应生成的MgH2全部与足量稀盐酸反应，则释放出来的H2质量 （填“大于”、“等于“或“小于”）参加储氢反应的H2质量。 （3）运氢：氢气的运输主要有3种方式，运输成本与运输距离的关系如图乙。分析图中的信息，你可以得出的结论是 。（写出一条即可） （4）用氢：①氢细菌是一类细菌，能利用氢气作为电子供体，将二氧化碳转化为有机物。氢细菌与酵母菌在结构上最大的区别是 。 ②某品牌的氢燃料电池电动汽车在公路上行驶时受到的平均阻力为840N，发动机将氢气转化为机械能的效率为50%，该汽车每行驶100千米需要消耗氢气的质量为 千克。（q氢气＝1.4×108焦） 【解答】解：（1）在太阳光照射下，使水在催化剂表面高效分解获得氢气，因此历程Ⅲ反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑； （2）根据题文信息分析，Mg2Cu与氢气反应，将氢气转化为MgH2，然后发生MgH2+2HCl＝MgCl2+2H2↑反应，释放出氢气，氢元素的来源既有氢化镁中的氢，还有氯化氢中的氢，因此如释放出来的H2质量大于参加储氢反应的H2质量； （3）通过分析乙图中运输成本与运输距离的关系，可以得出管道运输的成本最低的结论； （4）①氢细菌与酵母菌在结构上最大的区别是氢细菌没有成形的结构核，酵母菌有成形的细胞核； ②汽车做匀速直线运动时，在水平方向受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，所以汽车受到的牵引力为：F＝f＝840N，行驶的路程s＝100km＝1×105m；汽车每行驶100km，牵引力做功为：W＝Fs＝840N×1×105m＝8.4×107J；需要完全燃烧氢气放出的热量为：Q放1.68×108J；需要消耗氢气的质量为：m氢气1.2kg； 题型6其他气体实验 [例题14] （2024•温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。 （1）利用装置A制备CO，反应原理是HCOOHCO↑+H2O。该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。（写1点） （2）装置E 的作用是 。 （3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃＜t＜700℃，得到的固体有 （填化学式）。 （4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。 【解答】解：（1）A装置采用水浴加热，该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是受热更均匀； （2）一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则E装置可用于处理尾气，防止污染空气； （3）由图可知，当反应温度控制于600℃～700℃之间，得到的固体有 Fe3O4和FeO； （4）由图可知，若想提高产率，应将温度高于850℃，此时剩余铁的质量较少。 [例题15] 如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳，看图回答下列问题： （1）写出装置B玻璃管中发生反应的化学方程式： 。 （2）实验过程中，应先点燃 装置中的酒精喷灯。 （3）要验证B中产生的CO2，还需要在A、B之间增加一个装一定量 溶液的D装置。 （4）整套装置还有一个明显的不足之处是： 。 【解答】解：（1）在高温的条件下，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，在高温的条件下，一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故答案为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （2）实验过程中，应先点燃装置A中的酒精喷灯，目的是排出装置中的空气，以防止加热时发生爆炸；故答案为：A； （3）二氧化碳能与氢氧化钠反应，因此在AB间加一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶用于除净二氧化碳，避免对B中产生二氧化碳的检验产生干扰；故答案为：氢氧化钠； （4）反应后的尾气中含有有毒的一氧化碳，而该装置没有对尾气进行处理，会导致空气污染；故答案为：缺少尾气处理装置。 [例题16] （2024•萧山区模拟）爆炸盐的主要成分是过氧碳酸钠（化学式为：2Na2CO3•3H2O2），又被称为固体双氧水。是目前市面上新出现的洗涤神剂。它溶于水后，溶液呈现碱性，还能产生具有漂白氧化性的物质，将有机色素氧化为稳定的无色物质，从而快速去除各类顽固污渍。某兴趣小组针对爆炸盐展开相关探究并查阅相关资料： 资料1：爆炸盐并不会发生真正的爆炸，当其溶于温水后会产生大量气泡，出现泡沫剧烈翻滚的现象，形象称为“爆炸盐”。 资料2：将爆炸盐溶于水后，会分解成碳酸钠和过氧化氢两种物质，过氧化氢受热会进一步发生分解。 （1）将爆炸盐溶解于水中，滴加紫色石蕊试液，溶液呈现 色。 （2）爆炸盐溶于温水后能产生大量的气泡，请在图甲装置中，选择用爆炸盐溶液制备该气体的最佳发生装置和收集装置 。 （3）过氧碳酸钠中具有漂白洗涤效果的主要成分为过氧化氢，为什么要制成过氧碳酸钠，而不直接用过氧化氢溶液作为洗涤剂的原因是 。 （4）爆炸盐溶于温水后产生的气体在医学上有一定的用途，某同学设计图乙所示的便携式制气装置，供病人在生活中使用。其中容器B中的水的作用是 。 【解答】解：（1）将爆炸盐溶解于水中，会分解成碳酸钠，碳酸钠溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝，则溶液呈现蓝色； （2）爆炸盐溶于温水后能产生大量的气泡，则使用分液漏斗，分液漏斗可以控制温水的滴加速率，从而控制反应速率，氧气不易溶于水，可用排水法收集，提高氧气的纯度，则用爆炸盐溶液制备该气体的最佳发生装置和收集装置CD； （3）由于过氧碳酸钠是固体，便于携带、比较安全，所以要制成过氧碳酸钠，而不直接用过氧化氢溶液作为洗涤剂； （4）氧气不易溶于水，容器B中的水的作用是湿润氧气，观察产生氧气的输出速率。 [练习1] （2024•义乌市校级三模）实验室可用如下图所示的装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。 （1）A装置中草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和另一种氧化物，请写出反应的化学方程式： 。 （2）实验装置B中浓硫酸的作用是 。 （3）为达到实验目的，正确的装置连接顺序依次为A 。（用大写字母依次表示，装置可重复选择） （4）该实验装置有不足之处，请给出改进措施 。 【解答】解：（1）A装置中，草酸（H2C2O4）在浓硫酸和加热的条件下发生分解反应生成CO、H2O和CO2，反应的化学方程式：H2C2O4CO↑+H2O+CO2↑； （2）浓硫酸具有吸水性，可以气体的干燥剂；实验装置B中浓硫酸的作用是吸收水蒸气，得到干燥的气体； （3）由题意可知，在制取的气体中含有二氧化碳、一氧化碳和水蒸气，为了制取纯净、干燥的CO，应先利用氢氧化钠除去二氧化碳，再利用浓硫酸干燥，即可得到纯净、干燥的一氧化碳，一氧化碳还原氧化铁得到的二氧化碳可用澄清的石灰水检验，所以达到实验目的，正确的接口连接顺序为：AEBCD； （4）一氧化碳有毒，易污染环境，该实验装置没有尾气处理装置，应在f导管口点燃或收集尾气。 [练习2] （2021秋•西湖区期末）小金在购买泡腾片时发现，某品牌“甜橙味”和“蓝莓味”泡腾片的主要成分一样，都包含维生素C、柠檬酸、碳酸氢钠等物质。他想通过实验探究这两种泡腾片内碳酸氢钠含量哪个更高，利用如图甲装置，分别将2种泡腾片与足量的柠檬酸反应，并用量筒测量排出水的体积、其体积值如表所示。 已知碳酸氢钠和柠檬酸反应的化学方程式：3NaHCO3+C6H8O7═C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑ 待测泡腾片 量筒内水的体积 10g甜橙味 V1 10g蓝莓味 V2 （1）小金在检验发生装置A的气密性时，关闭止水夹a，打开分液漏斗的活塞b，发现水不断往下滴，直至全部滴入烧瓶。试判断：A装置是否漏气？ （选填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）。 （2）装置B中有一处会造成较大的实验误差，请提出改进方法 。 （3）改进上述问题正确操作后，若要得到结论：等质量泡腾片中碳酸氢钠含量较高的是“甜橙味”泡腾片，则V1 V2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 （4）实验结束后，圆底烧瓶中会有部分二氧化碳残留。试分析此现象对实验结果的影响是 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。 【解答】解：（1）小金在检验发生装置A的气密性时，关闭止水夹a，打开分液漏斗的活塞b，发现水不断往下滴，直至全部滴入烧瓶，无法确定是否漏气，是因为通过橡皮管形成了连通装置。 故答案为：无法确定。 （2）装置B中有一处会造成较大的实验误差，即二氧化碳能够溶于水，导致测定结果偏小，改进方法：水上面覆盖一层植物油，以防止二氧化碳溶于水。 故答案为：水上面覆盖一层植物油。 （3）若要得到结论：等质量泡腾片中碳酸氢钠含量较高的是“甜橙味”泡腾片，则V1大于V2，是因为水的体积越大，上面反应生成二氧化碳越多，进一步说明碳酸氢钠含量越高。 故答案为：大于。 （4）实验结束后，圆底烧瓶中会有部分二氧化碳残留。试分析此现象对实验结果无影响，是因为生成多少体积的二氧化碳，就有多少体积的水进入量筒。 故答案为：无影响。 [练习3] （2023•瓯海区模拟）小明同学通过家庭实验探究空气中氧气的含量。实验装置如图，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封。查阅资料发现： Ⅰ.“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O＝2Fe（OH）2；“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。 Ⅱ.空气中氧气的体积约占空气体积的；封闭气体的压强与气体温度、气体体积和气体质量有关，气体的温度升高、体积变小、质量变大都会引起气体压强的增大。 （1）小明按照“气密性检查”的思维模型对该装置的气密性进行了检查，如表： 思维模型 ①构建封闭体系 ②改变气压 ③观察现象 ④得出结论 检验过程 将瓶子放入水中，盖好瓶塞 将瓶子向下压或用手捧住容器 观察到 说明装置气密性良好 （2）实验开始后，发现瓶子内的液面先下降后上升，请分析液面下降的原因： （3）实验结束后液面停留在略低于40的刻度下方。小明认为应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么 ？ 【解答】解：（1）装置密封后，内部压强此时稳定，当向下压，水下部压强大于瓶内压强，瓶子会向上浮起，若手捂住容器，内部温度升高，压强增大，也会使瓶子向上浮起； （2）根据题目信息可知，铁与氧气和水反应会放出热量，内部温度升高，压强增大，将水向下压去，造成压面下降； （3）调整液面相平后，内外压强才会相等，此时读数才会准确，避免造成实验误差； [练习4] （2020春•瑞安市校级月考）课外小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验：他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后放在石棉网上，在其中插入烧红的玻璃棒，反应立即发生。拿掉玻璃棒后，反应继续剧烈进行，反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生，反应结束后，都得到黑色固体。老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引，而小科的却会被磁铁吸引。 （1）气体X的化学式为 。 （2）对比老师的实验结果，小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁，小科想验证是否有铁剩余。老师启发小科：硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。于是，小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验，如果a处只要有水压出，就能验证有铁剩余。 ①小科依次连接各装置的导管口：e→ →b→a（填“c→d”或“d→c”）。 ②老师指出设计不够合理，不能就此验证猜想。请你帮小科说出不够合理的原因： 。 【解答】解：（1）反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生；根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变可知，气体X的化学式为SO2；故答案为：SO2； （2）①硫化亚铁能与稀硫酸反应，产生硫化氢气体，该气体能被氢氧化钠溶液吸收。铁与稀硫酸反应生成氢气，氢气不与氢氧化钠反应，所以如果a处只要有水压出，就能验证有铁剩余，则小科依次连接各装置的导管口：e→c→d→b→a，故答案为：c→d； ②老师指出设计不够合理的原因：反应前装置内有空气存在，故答案为：反应前装置内有空气存在。 [练习5] （2023•江干区校级二模）呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂。为了探究其反应原理，小明设计了如图实验装置，同时也查阅了相关资料。 资料一：过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应，且都放出热量。 化学方程式分别为：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。 资料二：氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。 （1）注射器的作用类似于 （选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”）。 （2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，请在F处增加一个实验操作： 。 （3）实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。 （4）实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊，其原因是 。 【解答】解：（1）注射器的作用类似于分液漏斗，可以控制液体的滴加的快慢；故答案为：分液漏斗； （2）为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气，在F处增加的一个实验操作是：把带火星的木条放在F处，如果带火星的木条复燃，说明反应生成了氧气，如果带火星的木条不能复燃，说明反应不能生成氧气。故答案为：把带火星的木条放在F处。 （3）实验装置中C中的无水硫酸铜的作用是检验水蒸气是否被B完全吸收。故答案为：检验水蒸气是否被B完全吸收。 （4）D装置中的澄清石灰水变浑浊的原因是：过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小。故答案为：过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小。 [练习6] （2023秋•西湖区校级月考）实验室常用足量的氯化钠的固体与浓硫酸（浓度为85%左右）共热制取氯化氢气体，反应原理如下：2NaCl+H2SO4（浓）Na2SO4+2HCl↑，随着反应的持续进行，浓硫酸的浓度不断下降。已知氯化氢气体极易溶于水，密度比空气大。如图是实验制取气体的两种常见发生装置。 （1）写出标注的仪器名称，c为 。 （2）根据提供的信息，实验室制取HCl气体应选择的发生装置为 。（选填“甲”、“乙”或“均不能选”） （3）将反应剩余物加适量水稀释，得到反应物稀释液。 ①假设在现有“强热”条件下，生成的HCl以气体形式全部逸出，则在反应物稀释液中滴加石蕊试液，试液 （填现象）。 ②为了证明反应剩余物中是否含有Cl﹣，现取少量反应物稀释液于试管，滴加 溶液，再取上层清液滴加硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则含有Cl﹣。 【解答】解：（1）通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪器c的名称是分液漏斗； （2）根据提供的信息，实验室制取HCl气体应选择的发生装置为均不能选，是因为反应物是固体和液体，不能用甲装置，反应需要加热，不能用乙装置； （3）①假设在现有“强热”条件下，生成的HCl以气体形式全部逸出，则在反应物稀释液中滴加石蕊试液，试液不变色； ②为了证明反应剩余物中是否含有Cl﹣，现取少量反应物稀释液于试管，滴加足量硝酸钡溶液，硝酸钡溶液和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠，除去溶液中的硫酸根离子，以免影响氯离子的检验，再取上层清液滴加硝酸银和稀硝酸，若有白色沉淀生成，则含有Cl﹣。 [练习7] （2023•拱墅区校级二模）某市热电厂使用的燃料是含硫较多的煤。该厂附近一所中学的同学经常闻到空气中有异味，且空气能见度差。学习科学后，同学们在老师的指导下做了探究实验。 【查阅资料】1、我国关于SO2在风景区、居民区、工厂区的空气质量最高标准分别见下表：2、硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸。 地区 风景区 居民区 工厂区 SO2浓度限值（mg/m3） 0.15 0.5 0.7 【设计实验】小明设计以下步骤来测定空气中SO2的含量。 Ⅰ.用2L的空可乐瓶采集工厂附近的空气样品。 Ⅱ.向取回的装有空气样品的可乐瓶中倒入NaOH溶液，盖紧瓶塞后充分振荡。 Ⅲ.加入一定量氧化剂H2O2，使其中Na2SO3完全转化为Na2SO4； Ⅳ.再向可乐瓶中加入过量的BaCl2溶液。 Ⅴ.经过过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为1.165mg。 回答下列问题： （1）简述采集空气样品的方法 。 （2）写出步骤Ⅲ中的化学方程式 。 （3）请通过分析计算该工厂附近空气质量状况是SO2含量严重超标。 【发现新问题】考虑到空气中的各种气体成分，小红认为小明求出的SO2的含量偏大，其依据是 ；你提出的实验改进方案 。 【解答】解：（1）采集空气样品的方法是用2L的空可乐瓶装满水盖上瓶盖拿到工厂附近，然后倒掉水，再盖上瓶盖； （2）加入一定量氧化剂H2O2，使其中Na2SO3完全转化为Na2SO4，根据质量守恒定律，生成物还有水，反应的化学方程式为Na2SO3+H2O2＝Na2SO4+H2O； （3）设2L空气中SO2的质量为x， SO2～BaSO4 64 233 x 1.165mg x＝0.32 mg 160mg/m3＞0.7mg/m3，故SO2含量严重超标， 答：该工厂附近空气质量状况是SO2含量严重超标； （4）空气中含有二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成了碳酸钠，碳酸钠与氯化钡溶液反应生成白色沉淀碳酸钡，结果会使得读出的硫酸钡质量偏大，从而导致求出的二氧化硫质量偏大，则小红认为小明求出的SO2的含量偏大，其依据是空气中二氧化碳参加了反应，最终生成碳酸钡沉淀影响计算结果，由于碳酸钡沉淀能溶于稀硝酸，硫酸钡不溶于稀硝酸，故实验改进方案是在第Ⅳ步生成的沉淀中滴加稀硝酸直至无气泡产生。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$