内容正文:
模块一 知识主题
主题五 科学探究与化学实验
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 常见仪器与基本实验操作
【真题研析】
►考法01 化学实验安全
►考法02 基本实验操作
【核心精讲】
►知识点一 实验室规则和仪器
►知识点二 基本实验操作
【命题探究】
考点二 物质的检验、鉴别、除杂和共存
【真题研析】
►考法01 物质的检验、鉴别
►考法02 物质的除杂
►考法03 物质共存判断
【核心精讲】
►知识点一 离子共存
►知识点二 物质的检验与鉴别
►知识点三 物质的除杂
【命题探究】
考点三 常见气体的制备
【真题研析】
►考法01 实验室制取气体的原理
►考法02 发生装置和收集装置的选择
►考法03 气体的检验和验满
【核心精讲】
►知识点一 氧气的制取
►知识点二 二氧化碳的制取
►知识点三 气体的检验与净化
【命题探究】
考点要求
课标要求
命题预测
常见仪器与基本实验操作
· 熟悉化学实验室安全警示标志,学会正确使用安全防护设施,学习妥善应对实验安全问题的必要措施。
· 学会试剂的取用、简单仪器的使用及连接、加热等实验基本操作。
· 初步学会在教师指导下根据实验需要选择实验试剂和仪器,并能安全操作。
· 初步学会观察实验现象,并如实记录、处理实验数据,撰写实验报告等。
本考点常以选择题的形式进行考查。常考查的基本操作有:固体、液体药品的取用、固体、液体的加热、量筒的读数、酒精灯的使用、托盘天平的使用、连接仪器、过滤、稀释浓硫酸、测定溶液的PH、检查气密性、蒸发等。命题时常结合图片来判断操作的正误,偶尔也会以文字描述的形式出现。
物质的共存 检验 鉴别和除杂
· 知道物质包括纯净物和混合物两大类。
· 能判断出酸碱盐和氧化物。
· 能把握概念之间的逻辑关系。
· 能从微观角度正确认识各种类物质。
1.物质的检验与鉴别是用物理或化学的方法把几种物质区分开,其原则是用简单的方法,最少的试剂和最明显的现象进行鉴别。一般以选择题的形式考查,考查的命题点有:物质鉴别方法的判断,一般用物理方法和化学方法。常以文字或表格形式呈现。
2.物质的分离和除杂是除去某物质中混有的少量杂质,获得相对纯净的物质。常考的命题点有:溶液除杂;固体物质除杂以及气体物质除杂,主要以选择题的形式结合文字或表格考查。
常见气体的制备与净化
· 初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
· 知道围绕实验目的确定实验原理,选择实验仪器,组装实验装置,设计实验步骤,实施实验并完成实验记录。
气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型,主要考查常见气体二氧化碳、氧气(有时也会拓展考查氢气和氨气等)的制备,并且常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中,常考题型是实验题,有时也会以选择题的形式考查。
考点一 常见仪器与基本实验操作
考法01 化学实验安全
1.(2023·湖南衡阳)关注实验安全,规范实验操作。下列做法符合实验规范的是( )
A.酒精洒落桌面着火,用水浇灭
B.实验室加热液体时,试管口对着他人
C.用实验室的蔗糖泡水喝
D.实验室中将过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜中保存
考法02 基本实验操作
2.(2024·湖南省卷)质量守恒定律探究实验中,涉及到的部分实验操作如下,其中安全、规范的是
A.点燃酒精灯 B.倾倒液体
C.加铁钉 D.称量
3.(2024·湖南长沙)科学种田,助力乡村振兴,农作物的生长需要适宜的酸碱性土壤。小张同学在实验室测量土壤样品酸碱度时,下列操作正确的是
A.取水 B.量水
C.溶解 D.测
4.(2023·湖南怀化)如图所示的基本实验操作中正确的是( )
A.滴加液体 B.检查气密性
C.测量溶液pH D.读取液体体积
知识点一 实验室规则和仪器
1、实验三不:
(1)不能用手接触药品;
(2)不得品尝任何药品的味道;
(3)不要把鼻孔凑到容器口去闻气体的气味(应用手扇动闻味)
2、剩余药品的处理,三不一要:
(1)不能放回原瓶;(2)不要随意丢弃;(3)不要拿出实验室;(4)要放入指定的容器内。
3、药品用量:
(1)严格按实验规定用量;
(2)未指明用量时,取用最少量:液体取1~2mL;固体只需盖满试管底部。
4、加热仪器 可以直接加热的:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙
间接加热:烧杯、锥形瓶、烧瓶。垫上石棉网(使仪器受热均匀,防止炸裂)
知识点二 基本实验操作
一、药品取用
1、固体: (1)块状固体:用镊子取,步骤:一横、二放、三慢竖(防止打破试管底)
(2)粉末状固体:用药匙或纸槽取,步骤:一横、二放、三快竖
(1)较多量: 倾倒法
步骤:瓶塞倒放、试管倾斜
标签向手心(防止瓶口残留药流下腐蚀标签)
2、液体药品的取用: 瓶口挨着管口、盖上瓶塞放回原处
(2)较少量: 用胶头滴管吸取; 使用方法:一捏二吸三悬空,
三不:不能倒置或平放;不能伸入试管内或接触试管壁;
不能放在实验台上。
(3)极少量:用玻璃棒蘸取(用PH试纸测定溶液PH值)
二、物质加热
1、酒精灯 (1)火焰:外焰、内焰和焰心(外焰温度最高,焰心温度最低,加热用外焰)
(2)二查: 检查灯芯顶端是否平整或烧焦
检查灯座内酒精量不超过灯座容积的2/3,不少于1/3
(3)三不: 禁止酒精灯点酒精灯,点燃时,要用火柴;禁止向燃着的酒精灯内添加酒精; 禁止用嘴吹灭,熄灭时要用灯帽盖灭(盖两次)
(4)酒精灯打翻失火时,用湿抹布盖灭
2、给液体加热: (1)试管内液体不超过试管容积的1/3;
(2)试管夹夹在距试管口的1/3(从下向上套)
(3)用外焰加热,移动试管或酒精灯预热(防止试管炸裂)
(4)试管不能对着自己或有人的方向(以免液体沸腾溅出伤人)
(5)不要与灯芯接触(否则受热不均炸裂试管)
(1)仪器连接顺序:先下后上、先左后右
3、给固体加热:(2)试管口应向下略倾斜(防止冷凝水倒流炸裂试管)
(3)先预热,再固定在有药品的部位加热。
三、物质的称量
1、固体(用托盘天平)(1)称准到0.1g。
(2)步骤:①检查天平是否平衡(游码在零刻度处,若不平,调节平衡螺母)
②托盘上各放一张质量同的纸(易潮解的或有腐蚀性的药品放在小烧杯里)
③左物右码(先加质量大的法码,再加质量小的法码)(质量砝码质量+游码质量)
④称量完毕,法码回盒,游码回零。
⑤当称量未知质量的物体时,先加入物体后加码; 当准确称量一定质量的药品时,要先加砝码、移好游码后再加药品。
2、液体:用量筒量取(先倒再用胶头滴管滴加)
(1)精确度0.1ml
(2)读数:正确:视线与量筒内凹液面的最低处保持水平
仰视:读数小,实际大;俯视:读数大,实际小
(3)不能在量筒内稀释或配制溶液,不能在量筒里进行化学反应,不能加热或盛热溶液。
四、仪器连接与洗涤
1、仪器装配
(1)顺序:从下至上,从左到右(拆卸则相反)
(2)方法:①玻璃管插入橡皮管:沾水润湿,转动插入;②连玻璃管和橡皮管:管口平圆,沾水润湿;③在容器口塞橡皮管:双手平拿,旋转塞紧
2、气密性检查
(1)步骤:连接仪器,把导管的一端插入水中,用双手紧握容器外壁
(2)现象:若导气管口有气泡冒出,移开手掌,导管内形成一段水柱
3、洗净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,呈均匀的水膜。
1.(2023·湖南株洲)在实验室及日常生活中,可能会发生一些安全事故,正确的处理措施能减少事故对人体的伤害。下列有关事故的处理方法错误的是( )
A.酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧,用湿抹布盖在燃烧的酒精上
B.电线老化短路起火,先切断电源,再用干粉灭火器灭火
C.浓硫酸不慎沾到皮肤或衣服上,立即涂上稀氢氧化钠溶液
D.煤气中毒时,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送医
2.(2022·湖南湘潭)下列实验操作或对意外事故的处理方法错误的( )
A.取液后的胶头滴管平放于实验台上
B.实验时,应穿好实验服,戴好防护眼镜
C.点燃氢气等可燃性气体前一定要检验其纯度
D.若不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液
3.(2023·湖南衡阳)正确的实验操作是完成化学实验的基本要求。下列实验操作正确的是( )
A.读取液体体积 B.闻气体气味
C.测定溶液的pH D.稀释浓硫酸
4.(2023·湖南益阳)具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础。下列实验操作正确的是( )
A.熄灭酒精灯 B.闻气体气味
C.称量固体 D.读取液体体积
5.(2023·湖南长沙)在化学实验室里我们会使用许多溶液。下列有关溶液的实验操作正确的是( )
A.倾倒溶液 B.吸取少量溶液
C.读出溶液的体积 D.稀释浓硫酸
6.(2023·湖南永州)规范操作是化学实验成功的基础。下列实验操作正确的是( )
A. 量筒读数 B. 检查气密性
C. 倾倒液体 D. 稀释浓硫酸
考点二 物质的检验、鉴别、除杂和共存
考法01 物质的检验、鉴别
1.(2023·湖南衡阳)下列实验操作能达到实验目的的是( )
实验目的
实验操作
A
检验二氧化碳中混有氧气
将带火星的木条伸入气体中
B
鉴别氯化铵和氯化钾
取样,加熟石灰研磨,闻气味
C
除去氯化钠中的碳酸钠
加入适量硫酸溶液
D
探究锌、铜、银的金属活动性顺序
将锌、铜、银分别加入稀盐酸中
2.(2023·湖南益阳)为达到实验目的,下列实验设计或操作不可行的是( )
选项
实验目的
实验设计或操作
A
除去铜粉中少量的铁粉
加过量稀盐酸,充分反应后过滤、洗涤
B
检验Na2SO4溶液中是否混有H2SO4
取少量溶液于试管中,滴入酚酞溶液
C
分离KCl和MnO2的固体混合物
加水溶解、过滤、洗涤、蒸发
D
鉴别软水和硬水
加入肥皂水,振荡
3.(2022·湖南益阳)下列物质的溶液,不另加其他试剂就能相互鉴别出来的一组是( )
A.H2SO4 NaOH CuSO4
B.HCl Ca(OH)2 NaCl
C.Na2CO3 CaCl2 BaCl2
D.KNO3 Na2SO4 FeCl3
考法02 物质的除杂
4.(2023·湖南邵阳)除去下列物质中含有的少量杂质,所用试剂和方法均正确的是( )
选项
物质
杂质
除杂试剂和方法
A
KCl
加入适量的水溶解,过滤,洗涤,干燥
B
Ag粉
Fe粉
加入适量的溶液,过滤
C
CO
通过足量的NaOH溶液后干燥
D
NaOH溶液
加入适量的稀盐酸
5.(2022·湖南郴州)下列除杂试剂和方法正确的是( )
选项
物质(括号内为杂质)
加入的除杂试剂及方法
A
CO2(H2)
O2、点燃
B
CaO(CuO)
加水溶解、过滤
C
稀硫酸(盐酸)
加适量AgNO3溶液、过滤
D
Na2CO3(CaCO3)
加水溶解、过滤、蒸发
考法03 物质共存判断
6.(2022·湖南怀化)下列各组离子在溶液中能大量共存,并形成无色溶液的是( )
A.Na+、Cl-、H+ B.Ca2+、Cl-、
C.Ba2+、H+、 D.、Cu2+、OH-
7.(2022·湖南常德)下列各组物质在水中能大量共存且溶液为无色、透明的是( )
A.NaOH、KNO3、MgCl2 B.Na2CO3、HCl、BaCl2
C.KNO3、NaCl、H2SO4 D.FeCl3、KCl、HCl
知识点一 离子共存
一、离子共存的实质(或能在同一种溶液中共存的物质)
溶液中的化学反应,实质就是离子之间的相互反应,即各离子相互反应生成了沉淀、气体或水等难电离的物质。因此,要想使溶液中的各离子能共存,就必须各离子相互之间不发生反应,即不生成沉淀、气体或水。
知识点整理:溶液中能反应的离子
1、H++ OH- → H2O(H+代表酸,OH-代表碱,酸碱能发生反应生成水。)
例如:HCl + NaOH=NaCl + H2O ;H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4+2 H2O
2、H+ + CO32- → CO2+ H2O↑(代表酸能和碳酸盐能反应生成二氧化碳和水)
例如:H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4+ CO2↑+ 2H2O
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2↑+ H2O
3、H+ + HCO32- → CO2↑+ H2O (代表酸能和碳酸氢盐能反应生成二氧化碳和水)
例如:HCl + NaHCO3 = NaCl+ CO2↑+H2O
4、OH- + NH4+ = NH3↑+ H2O(代表碱能和铵盐反应生成氨气和水)
例如:Ca(OH)2 + 2NH4Cl= CaCl2 + NH3↑+ H2O
OH- + Cu2+ →Cu(OH)2 ↓(代表碱能和铜盐反应生成氢氧化铜沉淀)
例如:2NaOH + CuSO4 =Cu(OH)2↓+ Na2SO4
OH- + Mg2+ →Mg (OH)2↓(代表碱能和镁盐反应生成氢氧化铜沉淀)
例如:2NaOH + MgCl2 =Mg(OH)2↓+ 2NaCl
OH- + Zn2+→Zn (OH)2 ↓(代表碱能和锌盐反应生成氢氧化锌沉淀)
OH- + Al3+→Al(OH)3↓(代表碱能和铝盐反应生成氢氧化铝沉淀)
OH- + Fe3+→Fe (OH)3↓(代表碱能和铁盐反应生成氢氧化铁沉淀)
OH- + Fe2+→Fe (OH)2↓(代表碱能和亚铁盐反应生成氢氧化亚铁沉淀)
5、CO32 -+ Ca2+/ Ba2+ / Cu2+/Ag+等 →CaCO3/BaCO3 /CuCO3/ Ag2CO3↓
例如:Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl
6、Ag+ + Cl- →AgCl ↓
例如:AgNO3 + NaCl = AgCl↓+ NaNO3
7、Ba2+ + SO42- →BaSO4↓
例如:BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓+2 HCl
二、 加隐含条件的离子共存
首先弄明白隐含条件含义,pH<7,即溶液是酸性溶液,含有H+;pH>7,即溶液是碱性溶液,含有OH﹣;
常见的有色离子:含有Cu2+溶液显蓝色,含有Fe3+溶液显黄色,含有Fe2+溶液显浅绿色。
再根据两种离子相互作用如果有水、气体或沉淀等物质生成,则这两种离子不能共存于同一溶液中分析。
知识点二 物质的检验与鉴别
1、物质的检验方法
(1)物理方法
①根据颜色:含有Cu2+的溶液显蓝色;含有Fe3+的溶液显黄色;含有Fe2+的溶液显浅绿色。
②根据气味:有刺激性气味的是SO2、NH3。
③根据溶解时温度变化:NaOH溶于水放热;NH4NO3溶于水吸热。
(2) 化学方法
①利用指示剂(常用的指示剂包括紫色石蕊试液和无色酚酞试液)
②加入其它试剂,使其出现不同的现象,如生成气体、生成不同颜色的沉淀等。取物质
加试剂
观现象
得结论
③一般思路:
2、常见物质的检验
(1)O2:检验方法:把带火星的木条伸入集气瓶中;现象:木条复燃。
(2)CO2:检验方法:把气体通入澄清石灰水;现象:石灰水变浑浊。
(3)CO:检验方法:点燃后在火焰上方罩一个内壁有澄清石灰水的烧杯;现象:火焰呈蓝色,烧杯内壁变浑浊。
(4)H2:检验方法:点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯;现象:火焰呈淡蓝色,烧杯内壁上有水珠;
(5)CH4:点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯,迅速倒转后倒入少量澄清石灰水;现象:火焰呈淡蓝色,烧杯内壁上有水珠;石灰水变浑浊。
(6)H2O:检验方法:通过白色硫酸铜粉末;现象:硫酸铜变为蓝色。
(7)NH3:检验方法:放入湿润的红色石蕊试纸;现象:试纸变蓝。
3、常见离子的检验
离子
检验方法
现象
Cl-
滴加AgNO3溶液和稀HNO3
出现白色沉淀
SO42-
滴加硝酸钡溶液和稀HNO3
出现白色沉淀
CO32-
加入稀酸溶液,产生气体通人澄清石灰
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
H+
加紫色石蕊试剂
紫色石蕊溶液变红
用pH试纸测量其pH
pH小于7
加入少量锌粒
有气泡产生
OH-
加紫色石蕊试剂
紫色石蕊溶液变蓝
加入无色酚酞试剂
无色酚酞试液变红
用pH试纸测量其pH
pH大于7
NH4+
加入氢氧化钙并研磨
产生刺激性气味气体
知识点三 物质的除杂
1、分离和提纯常用的方法
(1)物理方法:过滤、吸附、结晶、蒸发和蒸馏等。
(2)化学方法:
①沉淀法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成沉淀而分离出来;
②化气法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成气体而分离出来;
③转化法:将杂质用化学试剂转化为待提纯物;
2、 分离与提纯三不原则
(1)不增(不增加新杂质)
(2)不减(不减少主要成分)
(3)易分离(反应后物质的状态不同,易分离)
1.(2023·湖南岳阳)对物质的鉴别和分离提纯是化学学习的重要部分,下列实验设计不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验设计
A
鉴别NH4NO3固体和NaOH固体
加水
B
鉴别真黄金和假黄金(铜锌合金)
加稀硫酸
C
除去铜粉中含有的少量CuO
通入氧气加热
D
除去CO2中混有的少量O2
将气体通过灼热的铜网
2.(2022·湖南怀化)除去下列物质中的少量杂质,所选除杂试剂及方法不正确的是( )
选项
物质
杂质
除杂试剂及方法
A
KCl
MnO2
加水溶解、过滤、蒸发
B
H2
HCl
先通入氢氧化钠溶液,再通入浓硫酸
C
Cu
CuO
加入过量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
D
CO2
CO
将气体点燃
3.(2023·湖南怀化)除去下列物质中的少量杂质,所选试剂及操作方法正确的是( )
选项
物质
杂质
选用试剂及操作方法
A
CO
CO2
通过灼热的CuO
B
Cu
Fe
加入足量的稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
C
CuO
CaCO3
加水溶解,过滤
D
NaOH溶液
Ca(OH)2溶液
加入过量的碳酸钠溶液,过滤
4.(2022·湖南湘潭)下列除杂试剂和方法正确的是( )
选项
物质(括号内为杂质)
加入试剂和方法
A
KCl固体(MnO2)
加足量水充分溶解,过滤、洗涤、干燥
B
CaO固体(CaCO3)
高温煅烧
C
NaCl溶液(Na2SO4)
加过量BaC12溶液充分反应,过滤
D
Cu(NO3)2溶液AgNO3
加入足量Zn粉,过滤
5.(2022·湖南邵阳)除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂和方法正确的是( )
A.O2(N2):通过灼热的铜网
B.CO2(CO):通入氧气后点燃
C.FeSO4溶液(CuSO4):加入过量的铁粉,过滤
D.NaCl溶液(Na2SO4):加入过量的BaCl2溶液,过滤
考点三 常见气体的制备
考法01 实验室制取气体的原理
1.(2023·湖南益阳)实验室制取气体的两种常见装置图如下,据图回答:
(1)实验室用装置A制取O2的化学方程式为_____________________________________。
(2)利用装置A制取气体,水槽中刚开始有气泡放出时不立即收集的原因是________________。
(3)实验室用装置B制取CO2时,应选用的药品是_____。
a.双氧水 b.大理石 c.木炭 d.稀盐酸
2.(2023·湖南邵阳)根据下列装置图回答问题。
(1)B装置中仪器①的名称是______;
(2)实验室常用A、C装置制取二氧化碳,其反应原理是________________________________(用化学方程式表示);
(3)实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气,在装入药品前应先检查装置的______;若需收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是______(填字母)。
考法02 发生装置和收集装置的选择
3.(2023·湖南郴州)下图是实验室中常见的一些装置。请根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是_______。
(2)C装置中玻璃棒的作用是_______。
(3)实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是_______(填装置编号),用此装置制氧气,其反应的化学方程式是_______。
(4)装置E可用于收集_______(填“氧气”或“二氧化碳”),气体应该从_______口进入(填“a”或“b”);
(5)若选用B装置制氧气,试管口棉花的作用是_______。
4.(2022·湖南益阳)请结合下列图示装置回答问题。
(1)实验室用KClO3制取O2时,选用的发生装置是 _____(填字母代号);
(2)实验室收集O2时,不选用C装置的理由是 ___________________________________;
(3)写出实验室用B装置制取O2或CO2的化学方程式 __________________________________(任写其中一个)。
5.(2022·湖南湘西)实验中,可以根据反应物的状态和反应类型选择相同的装置制取不同气体,根据下列图示回答问题:
(1)图中①的名称是________。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,可以选择________(用A~F填空)作为发生装置。该装置还可以用于制取二氧化碳气体,写出实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的化学方程式:_______________________________。制取得到的CO2气体中往往含有HCl杂质可以选用装置F除去,除杂时气体应从________(填“a”或“b)端通入。
(3)以上装置中可同时用于实验室收集O2和CO2的是________(A~F填空)。
考法03 气体的检验和验满
6.(2022·湖南张家界)掌握实验室制取气体的方法是初中生必备的实验技能。如图是制取气体的常用装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称为_____。
(2)实验室制取氧气,可选择的发生装置和收集装置是_____(写一种组合),该反应的化学方程式为___________________________________。
(3)用装置D收集二氧化碳时,其验满的方法是___________________________________。
7.(2022·湖南衡阳)如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题:
(1)请写出图A中一种实验仪器的名称_______。
(2)实验室制取并收集CO2应选用的装置是(填字母序号)_______;发生装置中产生CO2的化学方程式是__________________________;用排空气法收集CO2时,验满的方法是_________________________。
(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2,装置A的试管口还缺少_______。用C装置收集O2,当导管口的气泡_____放出时,再将导管口伸入盛满水的集气瓶。检验O2的方法是____________________。
知识点一 氧气的制取
1、选药品的条件:必须含有氧元素。常用过氧化氢溶液和二氧化锰;或加热高锰酸钾或氯酸钾。
如:用过氧化氢和二氧化锰制取氧气:
(1)原理:2H2O2 2H2O + O2↑;
(2)装置:固液不加热,排水法(或向上排空法)。
(3)步骤:检查气密性;装药品,先固后液;
(4)收集法:①、排水法:原因氧气不易溶于水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。)②、向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在,瓶口,木条复燃则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入,瓶内,木条复燃则该气体是氧气。
(7)注意事项:向上排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底(目的:便于排净空气)。
如:用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气:
(1)原理:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;
(2)装置:固固加热,排水法(或向上排空法)
(3)步骤:①连接装置:先下后上,从左到右的顺序;②检查装置的气密性;③装入药品:按粉末状固体取用的方法;④固定装置:固定试管时,试管口应略向下倾斜,铁夹应夹在试管的中上部;⑤加热药品:先预热,后在反应物部位用酒精灯外焰加热;⑥收集气体;⑦先将导管移出水面,再停止加热。
(4)收集法、验满、检验:(同上)
(5)注意事项:①试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管破裂;②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出;③用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管;④实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
知识点二 二氧化碳的制取
1、药品:大理石或石灰石和稀盐酸。
药品的选择:①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为(稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面,阻碍反应的继续发生)。②也不用浓盐酸是因为(浓盐酸易挥发,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯)。
2、原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
3、装置:固液不加热,向上排空法,
4、步骤:①连接装置;②检查装置的气密性;③向锥形瓶中加入大理石;④从长颈漏斗加入稀盐酸;⑤收集二氧化碳;⑥验满。
5、收集法:向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;能溶于水且与水反应,不能用排水法。
6、验满:向上排空气法,用燃着的木条放在,瓶口,木条熄灭则收集满。
7、检验:将气体通入澄清石灰水,若石灰水浑浊,则是二氧化碳。原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O
知识点三 气体的检验与净化
1、气体的检验与净化的顺序原则
(1)检验气体时,先检验水后检验杂质。
(2)净化气体时,先除杂质后干燥。
例如,二氧化碳中有水蒸气和HCl杂质。
检验气体:
(1)先通过白色硫酸铜粉末,硫酸铜变为蓝色则说明有水蒸气;
(2)再通过硝酸银溶液,若有不溶于硝酸的白色沉淀生成,说明有HCl。
净化气体:
(1)先通过饱和碳酸氢钠溶液,除去HCl;(2)再通过浓硫酸溶液,除去水蒸气。
2、气体的制取、检验与净化装置的顺序原则
(1) 发生装置(选取依据反应物状态和反应条件)(2)净化装置(3)干燥装置(4)收集装置(5)有污染性的气体,为了保护环境,要加一个吸收装置。
3、常见气体的净化
(1)气体中有水蒸气杂质,用干燥剂除去,常用干燥剂浓硫酸和碱石灰(NaOH和CaO);注意浓硫酸不能干燥NH3等碱性气体;碱石灰不能干燥CO2、SO2和HCl等酸性气体。
(2)CO2中有HCl杂质,将气体通过饱和的碳酸氢钠溶液。
(3)气体中有H2和CO等还原性气体杂质,将气体通过灼热的氧化铜。
(4)除去气体中的氧气,将气体通过灼热的铜网。
1.(2024·湖南长沙·一模)下列装置常用于实验室制取气体.请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)小雨同学选用装置B制取氧气,反应时液面应加到 (填“m”或“n”)位置;欲得到较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填字母代号)。
(3)若用装置C收集二氧化碳,其验满的方法是 。
2.(2023·湖南岳阳)某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体,请帮他完成下面的部分实验报告。
(1)【实验原理】______(用化学方程式表示)。
(2)【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2,应选用下列装置中的______(填字母)。
(3)【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法:__________________________。
(4)【反思交流】结合实验,你认为该实验的注意事项有:________________________(写一条即可)。
3.(2024·湖南长沙·一模)实验室制取、收集、干燥气体的常用装置如下图所示。请回答下列问题:
(1)氧气可用排水法收集,是因为 ,某同学用排水法收集了一瓶氧气,在做“铁丝在氧气中燃烧”时,铁丝没有燃烧,你认为可能的原因是 ;
(2)实验室制取二氧化碳气体的收集装置应选用 (填字母序号),要除去二氧化碳中混有的水蒸气,F装置中的试剂是 。
4.(2022·湖南邵阳)请根据下列装置图回答问题。
(1)A装置中仪器①的名称是_______;
(2)实验室常用加热高锰酸钾来制备氧气,反应的化学方程式是_________________________,在向试管内装入药品之前,应该先__________________________________;
(3)实验室制备并收集二氧化碳,应选择上图中的_______(填字母)装置来进行实验。
5.(2024·湖南衡阳·一模)化学是一门以实验为基础的科学,请结合图示回答问题:
(1)写出装置图中标号仪器的名称:a 。
(2)写出实验室在A装置中用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,该装置还需要改进的是 ,如果用图F所示装置收集氧气,气体应从 (填“m”或“n”)端管口通入。
(3)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳气体时,应选择的装置是B和D,发生反应的化学方程式为 。
6.(2022·湖南郴州)下图是实验室中常见的一些装置,请根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是___________。
(2)实验室常用大理石和___________(填“稀硫酸”或“稀盐酸”)制取二氧化碳气体,其反应的化学方程式是__________________________________。
(3)如图E所示,将二氧化碳气体慢慢倒入放有点燃的蜡烛的烧杯中,观察到最下面的蜡烛火焰先熄灭,说明二氧化碳具有:___________、___________性质。
(4)冶炼1960t含杂质2%的生铁,需要含Fe2O380%的赤铁矿石的质量是___________t。
7.(2022·湖南常德)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答问题:
(1)图中仪器①的名称是_______;
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是__________________________________;
(3)实验室制取二氧化碳,可选用的收集装置是_______,若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色,其原因是__________________________________(写出化学方程式);
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷,应选用的发生装置是_______;若用F装置收集甲烷,则气体从导管口_______进(填“a”或b)。
8.(2022·湖南怀化)下图是初中化学中常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)写出A装置中仪器①的名称___________。
(2)若用高锰酸钾制取一瓶纯净的氧气,应选择的发生装置是___________,收集装置是___________,该反应的化学方程式是______________________________;用制得的氧气做铁丝燃烧的实验,集气瓶中要留少量水的原因是_____________________________。
(3)实验室制取CO2,应选择的发生装置是___________,收集装置是___________,检验CO2是否收集满的操作是______________________________________。
(4)将收集到的CO2通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该反应的化学方程式是___________。
9.(2022·湖南娄底)如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图,请根据所给装置图回答问题。
(1)请写出图中标号a的仪器名称 _____。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气,请写出该反应的化学方程式 ____________________。
(3)从A→E中选用装置完成实验室CO2的制取和收集,可选择的装置组合是 _____(填字母序号)。
(4)氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气,可以选择的发生装置是 _____(填字母序号)。若用I装置收集氨气,应从 _____(填“m”或“n”)端管口通入气体。
(5)若实验室无稀硫酸,改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的H2,应选择的装置组合是B→_____→E(填入数字序号)。
①G→H ②H→G ③F→H ④H→F
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模块一 知识主题
主题五 科学探究与化学实验
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03核心精讲·题型突破
考点一 常见仪器与基本实验操作
【真题研析】
►考法01 化学实验安全
►考法02 基本实验操作
【核心精讲】
►知识点一 实验室规则和仪器
►知识点二 基本实验操作
【命题探究】
考点二 物质的检验、鉴别、除杂和共存
【真题研析】
►考法01 物质的检验、鉴别
►考法02 物质的除杂
►考法03 物质共存判断
【核心精讲】
►知识点一 离子共存
►知识点二 物质的检验与鉴别
►知识点三 物质的除杂
【命题探究】
考点三 常见气体的制备
【真题研析】
►考法01 实验室制取气体的原理
►考法02 发生装置和收集装置的选择
►考法03 气体的检验和验满
【核心精讲】
►知识点一 氧气的制取
►知识点二 二氧化碳的制取
►知识点三 气体的检验与净化
【命题探究】
考点要求
课标要求
命题预测
常见仪器与基本实验操作
· 熟悉化学实验室安全警示标志,学会正确使用安全防护设施,学习妥善应对实验安全问题的必要措施。
· 学会试剂的取用、简单仪器的使用及连接、加热等实验基本操作。
· 初步学会在教师指导下根据实验需要选择实验试剂和仪器,并能安全操作。
· 初步学会观察实验现象,并如实记录、处理实验数据,撰写实验报告等。
本考点常以选择题的形式进行考查。常考查的基本操作有:固体、液体药品的取用、固体、液体的加热、量筒的读数、酒精灯的使用、托盘天平的使用、连接仪器、过滤、稀释浓硫酸、测定溶液的PH、检查气密性、蒸发等。命题时常结合图片来判断操作的正误,偶尔也会以文字描述的形式出现。
物质的共存 检验 鉴别和除杂
· 知道物质包括纯净物和混合物两大类。
· 能判断出酸碱盐和氧化物。
· 能把握概念之间的逻辑关系。
· 能从微观角度正确认识各种类物质。
1.物质的检验与鉴别是用物理或化学的方法把几种物质区分开,其原则是用简单的方法,最少的试剂和最明显的现象进行鉴别。一般以选择题的形式考查,考查的命题点有:物质鉴别方法的判断,一般用物理方法和化学方法。常以文字或表格形式呈现。
2.物质的分离和除杂是除去某物质中混有的少量杂质,获得相对纯净的物质。常考的命题点有:溶液除杂;固体物质除杂以及气体物质除杂,主要以选择题的形式结合文字或表格考查。
常见气体的制备与净化
· 初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法,归纳实验室制取气体的一般思路与方法。
· 知道围绕实验目的确定实验原理,选择实验仪器,组装实验装置,设计实验步骤,实施实验并完成实验记录。
气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型,主要考查常见气体二氧化碳、氧气(有时也会拓展考查氢气和氨气等)的制备,并且常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中,常考题型是实验题,有时也会以选择题的形式考查。
考点一 常见仪器与基本实验操作
考法01 化学实验安全
1.(2023·湖南衡阳)关注实验安全,规范实验操作。下列做法符合实验规范的是( )
A.酒精洒落桌面着火,用水浇灭
B.实验室加热液体时,试管口对着他人
C.用实验室的蔗糖泡水喝
D.实验室中将过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜中保存
【答案】D
【解析】A、酒精洒落桌面着火,应用湿抹布盖灭,不能用水浇灭,不符合实验规范;
B、实验室加热液体时,试管口不能对着他人,防止液体飞溅伤人,不符合实验规范;
C、实验室的药品不能品尝,不能用实验室的蔗糖泡水喝,不符合实验规范;
D、实验室中液体试剂和固体试剂分开保存,故将过氧化氢和二氧化锰放在不同药品柜中保存,符合实验规范。
故选:D。
考法02 基本实验操作
2.(2024·湖南省卷)质量守恒定律探究实验中,涉及到的部分实验操作如下,其中安全、规范的是
A.点燃酒精灯 B.倾倒液体
C.加铁钉 D.称量
【答案】A
【解析】A、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,应用火柴点燃酒精灯,故图示操作正确;
B、向试管中倒入液体,试管倾斜,瓶塞要倒放,标签朝向手心,瓶口紧挨试管口,图中瓶塞未倒放,标签未朝向手心,故图示操作不正确;
C、把密度较大的块状药品或金属颗粒放入玻璃容器时,应该先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口后,再把容器慢慢地竖起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部,以免打破容器,故图示操作不正确;
D、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,图中砝码和物品的位置放反了,故图示操作不正确。
故选A。
3.(2024·湖南长沙)科学种田,助力乡村振兴,农作物的生长需要适宜的酸碱性土壤。小张同学在实验室测量土壤样品酸碱度时,下列操作正确的是
A.取水 B.量水
C.溶解 D.测
【答案】C
【解析】A、取水:瓶塞倒放在桌面上,标签面向手心,集气瓶口和试管口紧挨在一起,慢慢倾倒是,实验操作错误;
B、量取液体时,视线与量筒中液体凹液面的最低处保持水平,实验操作错误;
C、溶解固体时应在烧杯中溶解,并用玻璃棒搅拌,实验操作正确;
D、测定土壤pH时,用玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上,并与标准比色卡对比读数,实验操作错误;
故选:C。
4.(2023·湖南怀化)如图所示的基本实验操作中正确的是( )
A.滴加液体 B.检查气密性
C.测量溶液pH D.读取液体体积
【答案】B
【解析】A、用胶头滴管向试管中滴加液体时,滴管要悬于试管的上方,不能伸入试管中,故选项操作错误;
B、检查该装置气密性的操作为:将导管的末端放入水中,用手捂住试管,若观察到导管口有气泡冒出,且松开手后在导管的末端形成一段水柱,则证明装置气密性良好,故选项操作正确;
C、测量溶液的pH操作为,取一张洁净的pH试纸,用玻璃棒蘸取待测溶液滴在pH试纸上,变色后与比色卡对照读出读数,不能将pH试纸直接放入溶液中,故选项操作错误;
D、读取量筒读数时,视线要与量筒中液体凹液面的最低处保持水平,不能仰视或俯视,故选项操作错误。
故选B。
知识点一 实验室规则和仪器
1、实验三不:
(1)不能用手接触药品;
(2)不得品尝任何药品的味道;
(3)不要把鼻孔凑到容器口去闻气体的气味(应用手扇动闻味)
2、剩余药品的处理,三不一要:
(1)不能放回原瓶;(2)不要随意丢弃;(3)不要拿出实验室;(4)要放入指定的容器内。
3、药品用量:
(1)严格按实验规定用量;
(2)未指明用量时,取用最少量:液体取1~2mL;固体只需盖满试管底部。
4、加热仪器 可以直接加热的:试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙
间接加热:烧杯、锥形瓶、烧瓶。垫上石棉网(使仪器受热均匀,防止炸裂)
知识点二 基本实验操作
一、药品取用
1、固体: (1)块状固体:用镊子取,步骤:一横、二放、三慢竖(防止打破试管底)
(2)粉末状固体:用药匙或纸槽取,步骤:一横、二放、三快竖
(1)较多量: 倾倒法
步骤:瓶塞倒放、试管倾斜
标签向手心(防止瓶口残留药流下腐蚀标签)
2、液体药品的取用: 瓶口挨着管口、盖上瓶塞放回原处
(2)较少量: 用胶头滴管吸取; 使用方法:一捏二吸三悬空,
三不:不能倒置或平放;不能伸入试管内或接触试管壁;
不能放在实验台上。
(3)极少量:用玻璃棒蘸取(用PH试纸测定溶液PH值)
二、物质加热
1、酒精灯 (1)火焰:外焰、内焰和焰心(外焰温度最高,焰心温度最低,加热用外焰)
(2)二查: 检查灯芯顶端是否平整或烧焦
检查灯座内酒精量不超过灯座容积的2/3,不少于1/3
(3)三不: 禁止酒精灯点酒精灯,点燃时,要用火柴;禁止向燃着的酒精灯内添加酒精; 禁止用嘴吹灭,熄灭时要用灯帽盖灭(盖两次)
(4)酒精灯打翻失火时,用湿抹布盖灭
2、给液体加热: (1)试管内液体不超过试管容积的1/3;
(2)试管夹夹在距试管口的1/3(从下向上套)
(3)用外焰加热,移动试管或酒精灯预热(防止试管炸裂)
(4)试管不能对着自己或有人的方向(以免液体沸腾溅出伤人)
(5)不要与灯芯接触(否则受热不均炸裂试管)
(1)仪器连接顺序:先下后上、先左后右
3、给固体加热:(2)试管口应向下略倾斜(防止冷凝水倒流炸裂试管)
(3)先预热,再固定在有药品的部位加热。
三、物质的称量
1、固体(用托盘天平)(1)称准到0.1g。
(2)步骤:①检查天平是否平衡(游码在零刻度处,若不平,调节平衡螺母)
②托盘上各放一张质量同的纸(易潮解的或有腐蚀性的药品放在小烧杯里)
③左物右码(先加质量大的法码,再加质量小的法码)(质量=砝码质量+游码质量)
④称量完毕,法码回盒,游码回零。
⑤当称量未知质量的物体时,先加入物体后加码; 当准确称量一定质量的药品时,要先加砝码、移好游码后再加药品。
2、液体:用量筒量取(先倒再用胶头滴管滴加)
(1)精确度0.1ml
(2)读数:正确:视线与量筒内凹液面的最低处保持水平
仰视:读数小,实际大;俯视:读数大,实际小
(3)不能在量筒内稀释或配制溶液,不能在量筒里进行化学反应,不能加热或盛热溶液。
四、仪器连接与洗涤
1、仪器装配
(1)顺序:从下至上,从左到右(拆卸则相反)
(2)方法:①玻璃管插入橡皮管:沾水润湿,转动插入;②连玻璃管和橡皮管:管口平圆,沾水润湿;③在容器口塞橡皮管:双手平拿,旋转塞紧
2、气密性检查
(1)步骤:连接仪器,把导管的一端插入水中,用双手紧握容器外壁
(2)现象:若导气管口有气泡冒出,移开手掌,导管内形成一段水柱
3、洗净的标准:内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下,呈均匀的水膜。
1.(2023·湖南株洲)在实验室及日常生活中,可能会发生一些安全事故,正确的处理措施能减少事故对人体的伤害。下列有关事故的处理方法错误的是( )
A.酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧,用湿抹布盖在燃烧的酒精上
B.电线老化短路起火,先切断电源,再用干粉灭火器灭火
C.浓硫酸不慎沾到皮肤或衣服上,立即涂上稀氢氧化钠溶液
D.煤气中毒时,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送医
【答案】C
【解析】A、酒精灯洒出的酒精在桌面燃烧,应用湿抹布盖在燃烧的酒精上,隔绝氧气,达到灭火的目的,不符合题意;
B、电线老化短路起火,先切断电源,再用干粉灭火器灭火,不能直接用水浇灭,防止触电,不符合题意;
C、浓硫酸不慎沾到皮肤或衣服上,应先用大量的水冲洗,然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液,氢氧化钠溶液具有腐蚀性,不能涂抹氢氧化钠溶液,符合题意;
D、煤气中毒是因为一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能再与氧气接触,故轻度的,应移病人于通风良好、空气新鲜的地方。使其呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送医,不符合题意。
故选C。
2.(2022·湖南湘潭)下列实验操作或对意外事故的处理方法错误的( )
A.取液后的胶头滴管平放于实验台上
B.实验时,应穿好实验服,戴好防护眼镜
C.点燃氢气等可燃性气体前一定要检验其纯度
D.若不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液
【答案】A
【解析】A、取液后的胶头滴管,应保持橡胶胶帽在上,不能平放或倒置,防止液体倒流,腐蚀橡胶胶帽或污染试剂,符合题意;
B、实验时,应穿好实验服,戴好防护眼镜,防止发生危险,不符合题意;
C、氢气等可燃性气体混有一定量的空气,遇到明火,容易发生爆炸,故点燃氢气等可燃性气体前一定要检验其纯度,不符合题意;
D、若不慎将浓硫酸沾到皮肤上,浓硫酸具有腐蚀性,应立即用大量水冲洗,再涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,不符合题意。
故选A。
3.(2023·湖南衡阳)正确的实验操作是完成化学实验的基本要求。下列实验操作正确的是( )
A.读取液体体积 B.闻气体气味
C.测定溶液的pH D.稀释浓硫酸
【答案】B
【解析】A、读取液体体积时,量筒要放平,视线应与量筒内液体的凹液面最低处保持水平,错误;
B、 很多的气体有毒或者有刺激性气味,故闻气体气味时,用手在瓶口轻轻扇动,使极少量气体飘进鼻孔,而不能凑到容器口闻气体的气味,正确;
C、在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比即可测得溶液的pH。不能将pH试纸放到待测溶液中,会污染试剂,错误;
D、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,错误。
故选B。
4.(2023·湖南益阳)具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础。下列实验操作正确的是( )
A.熄灭酒精灯 B.闻气体气味
C.称量固体 D.读取液体体积
【答案】B
【解析】A、熄灭酒精灯,应用灯帽盖灭,不能用嘴吹灭,防止发生火灾,不符合题意;
B、闻气体气味,应用手在瓶口轻轻扇动,使少量气味飘进鼻孔中,不能凑到瓶口去闻,图中操作正确,符合题意;
C、用托盘天平称量物品时,应遵循“左物右码”的原则,图中砝码和物品的位置放反了,不符合题意;
D、常用量筒量取一定体积的液体,读数时,视线应与液体凹液面的最低处保持水平,图中操作错误,不符合题意。
故选B。
5.(2023·湖南长沙)在化学实验室里我们会使用许多溶液。下列有关溶液的实验操作正确的是( )
A.倾倒溶液 B.吸取少量溶液
C.读出溶液的体积 D.稀释浓硫酸
【答案】D
【解析】A、向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨试管口,图中试管没有倾斜、瓶口没有紧挨试管口、瓶塞没有倒放,图中所示操作错误;
B、为防止腐蚀胶头滴管,使用滴管的过程中不可平放或倒置滴管,图中所示操作错误;
C、量取液体读数时,视线与液体的凹液面最低处保持水平,图中仰视刻度,图中所示操作错误;
D、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,图中所示操作正确。
故选D。
6.(2023·湖南永州)规范操作是化学实验成功的基础。下列实验操作正确的是( )
A. 量筒读数 B. 检查气密性
C. 倾倒液体 D. 稀释浓硫酸
【答案】B
【解析】A. 读取量筒内液体的体积,视线与凹液面的最低处保持水平,此选项错误;
B. 用手紧握试管的外壁,观察放入水中的导管口有无气泡冒出,如果有气泡冒出,说明装置气密性良好,此选项正确;
C. 向试管中倒入液体,瓶塞倒放,标签朝向手心,瓶口紧挨试管口,此选项错误;
D. 稀释浓硫酸的操作是,将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢倒入水中,并用玻璃棒不断地搅拌,此选项错误。
故选B。
考点二 物质的检验、鉴别、除杂和共存
考法01 物质的检验、鉴别
1.(2023·湖南衡阳)下列实验操作能达到实验目的的是( )
实验目的
实验操作
A
检验二氧化碳中混有氧气
将带火星的木条伸入气体中
B
鉴别氯化铵和氯化钾
取样,加熟石灰研磨,闻气味
C
除去氯化钠中的碳酸钠
加入适量硫酸溶液
D
探究锌、铜、银的金属活动性顺序
将锌、铜、银分别加入稀盐酸中
【答案】B
【解析】A、氧气只有达到一定的浓度才能使带火星的木条复燃,如空气中含有21%的氧气但不能使带火星木条复燃。所以如二氧化碳中混有少量的氧气,伸入带火星的木条也不会复燃,错误;
B、氯化铵是铵态氮肥,与熟石灰研磨产生有刺激性气味的氨气。氯化钾不和熟石灰反应,研磨无气味,可以鉴别,正确;
C、硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,除去碳酸钠引入新杂质硫酸钠,错误;
D、将锌、铜、银分别加入稀盐酸中,只有锌合稀盐酸反应,说明活动性Zn>H>Cu、Ag,但无法比较铜和银的活动性,错误;
故选B。
2.(2023·湖南益阳)为达到实验目的,下列实验设计或操作不可行的是( )
选项
实验目的
实验设计或操作
A
除去铜粉中少量的铁粉
加过量稀盐酸,充分反应后过滤、洗涤
B
检验Na2SO4溶液中是否混有H2SO4
取少量溶液于试管中,滴入酚酞溶液
C
分离KCl和MnO2的固体混合物
加水溶解、过滤、洗涤、蒸发
D
鉴别软水和硬水
加入肥皂水,振荡
【答案】B
【解析】A、加过量稀盐酸,铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜和稀盐酸不反应,充分反应后,过滤、洗涤,可除去杂质,不符合题意;
B、取少量溶液于试管中,滴入酚酞溶液,无色酚酞试液在中性和酸性溶液中均不变色,无法用无色酚酞试液检验硫酸钠溶液中是否含有硫酸,符合题意;
C、氯化钾溶于水,二氧化锰难溶于水,加水溶解、过滤、洗涤得到二氧化锰,蒸发得到氯化钾,可达到分离的目的,不符合题意;
D、通常用肥皂水来区分硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多,不符合题意。
故选B。
3.(2022·湖南益阳)下列物质的溶液,不另加其他试剂就能相互鉴别出来的一组是( )
A.H2SO4 NaOH CuSO4
B.HCl Ca(OH)2 NaCl
C.Na2CO3 CaCl2 BaCl2
D.KNO3 Na2SO4 FeCl3
【答案】A
【解析】A. 硫酸铜溶液为蓝色,可通过颜色辨识出来。将硫酸和氢氧化钠加入硫酸铜中,出现蓝色沉淀的是氢氧化钠,无明显变化的是硫酸,可鉴别出来。
B. 盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,无明显现象,其余物质两两混合不发生反应,无法鉴别。
C. 碳酸钠加入氯化钙、氯化钡中都出现白色沉淀,可鉴别出碳酸钠,但无法区分氯化钙、氯化钡,无法鉴别。
D. 氯化铁溶液是黄色,可通过颜色辨识出来。剩余试剂加入氯化铁溶液中均不反应,无法鉴别。
故选:A。
考法02 物质的除杂
4.(2023·湖南邵阳)除去下列物质中含有的少量杂质,所用试剂和方法均正确的是( )
选项
物质
杂质
除杂试剂和方法
A
KCl
加入适量的水溶解,过滤,洗涤,干燥
B
Ag粉
Fe粉
加入适量的溶液,过滤
C
CO
通过足量的NaOH溶液后干燥
D
NaOH溶液
加入适量的稀盐酸
【答案】A
【解析】A、KCl易溶于水,MnO2难溶于水,可采取加入适量的水溶解,过滤,洗涤,干燥的方法除去杂质,故A符合题意;
B、把混有Fe粉的Ag粉加入适量的 Al2(SO4)3 溶液,Fe粉和Ag粉都不能与 Al2(SO4)3反应,不符合除杂的原则,故B不符合题意;
C、将混有CO的CO2气体通过足量的NaOH溶液后干燥,杂质CO不与NaOH反应,而原物质CO2与NaOH反应,不符合除杂的原则,故C不符合题意;
D、NaOH和Na2CO3都能和稀盐酸反应,能把杂质Na2CO3除去,也能将原物质NaOH除去,不符合除杂原则,故D不符合题意。
故选A。
5.(2022·湖南郴州)下列除杂试剂和方法正确的是( )
选项
物质(括号内为杂质)
加入的除杂试剂及方法
A
CO2(H2)
O2、点燃
B
CaO(CuO)
加水溶解、过滤
C
稀硫酸(盐酸)
加适量AgNO3溶液、过滤
D
Na2CO3(CaCO3)
加水溶解、过滤、蒸发
【答案】D
【解析】A、除去二氧化碳中的氢气,由于氢气较少二氧化碳较多,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,故无法点燃,选项错误;
B、除去氧化钙中的氧化铜,由于氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,加水后使原物质反应,不符合除杂要求,选项错误;
C、盐酸能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,而硫酸也能和硝酸银反应生成硫酸银和硝酸,故不符合除杂要求,选项错误;
D、除去碳酸钠中的碳酸钙,碳酸钠能溶于水,碳酸钙不溶于水,加水后过滤,取滤液蒸发即得到纯净的碳酸钠,选项正确;
答案为:D。
考法03 物质共存判断
6.(2022·湖南怀化)下列各组离子在溶液中能大量共存,并形成无色溶液的是( )
A.Na+、Cl-、H+ B.Ca2+、Cl-、
C.Ba2+、H+、 D.、Cu2+、OH-
【答案】A
【解析】A、Na+、Cl-、H+三种离子在溶液中不能结合生成沉淀、气体或水,三种离子能够在同一溶液中共存,且溶液呈无色,选项正确;
B、该组离子中的Ca2+与能够在溶液中结合生成碳酸钙沉淀,不能在同一溶液中共存,选项错误;
C、该组离子中的Ba2+与在溶液中结合生成硫酸钡沉淀,不能在同一溶液在共存,选项错误;
D、该组离子中的与OH-在溶液中能够结合生成氨气和水,不能在同一溶液在共存,选项错误,故选A。
7.(2022·湖南常德)下列各组物质在水中能大量共存且溶液为无色、透明的是( )
A.NaOH、KNO3、MgCl2 B.Na2CO3、HCl、BaCl2
C.KNO3、NaCl、H2SO4 D.FeCl3、KCl、HCl
【答案】C
【解析】A.氢氧化钠能与氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀,两者不能共存,该选项不符合题意;
B.碳酸钠能与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠与氯化钡会反应生成碳酸钡和氯化钠,两者不能共存,该选项不符合题意;
C.根据复分解反应的条件,生成物中有水、或气体、或沉淀生成,三种物质不能发生反应,且均为无色,该选项符合题意;
D.氯化铁溶液显黄色,该选项不符合题意,
故选C。
知识点一 离子共存
一、离子共存的实质(或能在同一种溶液中共存的物质)
溶液中的化学反应,实质就是离子之间的相互反应,即各离子相互反应生成了沉淀、气体或水等难电离的物质。因此,要想使溶液中的各离子能共存,就必须各离子相互之间不发生反应,即不生成沉淀、气体或水。
知识点整理:溶液中能反应的离子
1、H++ OH- → H2O(H+代表酸,OH-代表碱,酸碱能发生反应生成水。)
例如:HCl + NaOH=NaCl + H2O ;H2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4+2 H2O
2、H+ + CO32- → CO2+ H2O↑(代表酸能和碳酸盐能反应生成二氧化碳和水)
例如:H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4+ CO2↑+ 2H2O
2HCl + CaCO3 = CaCl2 + CO2↑+ H2O
3、H+ + HCO32- → CO2↑+ H2O (代表酸能和碳酸氢盐能反应生成二氧化碳和水)
例如:HCl + NaHCO3 = NaCl+ CO2↑+H2O
4、OH- + NH4+ = NH3↑+ H2O(代表碱能和铵盐反应生成氨气和水)
例如:Ca(OH)2 + 2NH4Cl= CaCl2 + NH3↑+ H2O
OH- + Cu2+ →Cu(OH)2 ↓(代表碱能和铜盐反应生成氢氧化铜沉淀)
例如:2NaOH + CuSO4 =Cu(OH)2↓+ Na2SO4
OH- + Mg2+ →Mg (OH)2↓(代表碱能和镁盐反应生成氢氧化铜沉淀)
例如:2NaOH + MgCl2 =Mg(OH)2↓+ 2NaCl
OH- + Zn2+→Zn (OH)2 ↓(代表碱能和锌盐反应生成氢氧化锌沉淀)
OH- + Al3+→Al(OH)3↓(代表碱能和铝盐反应生成氢氧化铝沉淀)
OH- + Fe3+→Fe (OH)3↓(代表碱能和铁盐反应生成氢氧化铁沉淀)
OH- + Fe2+→Fe (OH)2↓(代表碱能和亚铁盐反应生成氢氧化亚铁沉淀)
5、CO32 -+ Ca2+/ Ba2+ / Cu2+/Ag+等 →CaCO3/BaCO3 /CuCO3/ Ag2CO3↓
例如:Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓ + 2NaCl
6、Ag+ + Cl- →AgCl ↓
例如:AgNO3 + NaCl = AgCl↓+ NaNO3
7、Ba2+ + SO42- →BaSO4↓
例如:BaCl2 + H2SO4 = BaSO4↓+2 HCl
二、 加隐含条件的离子共存
首先弄明白隐含条件含义,pH<7,即溶液是酸性溶液,含有H+;pH>7,即溶液是碱性溶液,含有OH﹣;
常见的有色离子:含有Cu2+溶液显蓝色,含有Fe3+溶液显黄色,含有Fe2+溶液显浅绿色。
再根据两种离子相互作用如果有水、气体或沉淀等物质生成,则这两种离子不能共存于同一溶液中分析。
知识点二 物质的检验与鉴别
1、物质的检验方法
(1)物理方法
①根据颜色:含有Cu2+的溶液显蓝色;含有Fe3+的溶液显黄色;含有Fe2+的溶液显浅绿色。
②根据气味:有刺激性气味的是SO2、NH3。
③根据溶解时温度变化:NaOH溶于水放热;NH4NO3溶于水吸热。
(2) 化学方法
①利用指示剂(常用的指示剂包括紫色石蕊试液和无色酚酞试液)
②加入其它试剂,使其出现不同的现象,如生成气体、生成不同颜色的沉淀等。取物质
加试剂
观现象
得结论
③一般思路:
2、常见物质的检验
(1)O2:检验方法:把带火星的木条伸入集气瓶中;现象:木条复燃。
(2)CO2:检验方法:把气体通入澄清石灰水;现象:石灰水变浑浊。
(3)CO:检验方法:点燃后在火焰上方罩一个内壁有澄清石灰水的烧杯;现象:火焰呈蓝色,烧杯内壁变浑浊。
(4)H2:检验方法:点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯;现象:火焰呈淡蓝色,烧杯内壁上有水珠;
(5)CH4:点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯,迅速倒转后倒入少量澄清石灰水;现象:火焰呈淡蓝色,烧杯内壁上有水珠;石灰水变浑浊。
(6)H2O:检验方法:通过白色硫酸铜粉末;现象:硫酸铜变为蓝色。
(7)NH3:检验方法:放入湿润的红色石蕊试纸;现象:试纸变蓝。
3、常见离子的检验
离子
检验方法
现象
Cl-
滴加AgNO3溶液和稀HNO3
出现白色沉淀
SO42-
滴加硝酸钡溶液和稀HNO3
出现白色沉淀
CO32-
加入稀酸溶液,产生气体通人澄清石灰
产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
H+
加紫色石蕊试剂
紫色石蕊溶液变红
用pH试纸测量其pH
pH小于7
加入少量锌粒
有气泡产生
OH-
加紫色石蕊试剂
紫色石蕊溶液变蓝
加入无色酚酞试剂
无色酚酞试液变红
用pH试纸测量其pH
pH大于7
NH4+
加入氢氧化钙并研磨
产生刺激性气味气体
知识点三 物质的除杂
1、分离和提纯常用的方法
(1)物理方法:过滤、吸附、结晶、蒸发和蒸馏等。
(2)化学方法:
①沉淀法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成沉淀而分离出来;
②化气法:将混合物中某种成分与某一试剂反应生成气体而分离出来;
③转化法:将杂质用化学试剂转化为待提纯物;
2、 分离与提纯三不原则
(1)不增(不增加新杂质)
(2)不减(不减少主要成分)
(3)易分离(反应后物质的状态不同,易分离)
1.(2023·湖南岳阳)对物质的鉴别和分离提纯是化学学习的重要部分,下列实验设计不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验设计
A
鉴别NH4NO3固体和NaOH固体
加水
B
鉴别真黄金和假黄金(铜锌合金)
加稀硫酸
C
除去铜粉中含有的少量CuO
通入氧气加热
D
除去CO2中混有的少量O2
将气体通过灼热的铜网
【答案】C
【解析】A、硝酸铵溶于水吸热,氢氧化钠溶于水放热,故加水两者现象不同,可鉴别,选项正确;
B、加稀硫酸,锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气,故有气泡生成的为假黄金,无明显现象的为真黄金,可鉴别,选项正确;
C、通入氧气加热,铜和氧气生成氧化铜,将原物质除去,不符合除杂原则,选项错误;
D、将气体通过灼热的铜网,铜和氧气生成氧化铜,可除去CO2中混有的少量O2,选项正确。
故选C。
2.(2022·湖南怀化)除去下列物质中的少量杂质,所选除杂试剂及方法不正确的是( )
选项
物质
杂质
除杂试剂及方法
A
KCl
MnO2
加水溶解、过滤、蒸发
B
H2
HCl
先通入氢氧化钠溶液,再通入浓硫酸
C
Cu
CuO
加入过量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
D
CO2
CO
将气体点燃
【答案】D
【解析】A、氯化钾溶于水、二氧化锰不溶于水,加水溶解、过滤分离出滤液、蒸发结晶得到氯化钾,选项A正确;
B、先通入氢氧化钠溶液,氢氧化钠吸收氯化氢气体,再通入浓硫酸进行干燥,得到纯净的氢气,选项B正确;
C、稀硫酸和铜不反应,稀硫酸和氧化铜生成易溶于水的硫酸铜,过滤分离出铜固体,洗涤、干燥,得到铜,选项C正确;
D、二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧,二氧化碳中混有少量一氧化碳无法点燃,且使用点燃的方法容易引入新的杂质气体,选项D不正确。
故选D。
3.(2023·湖南怀化)除去下列物质中的少量杂质,所选试剂及操作方法正确的是( )
选项
物质
杂质
选用试剂及操作方法
A
CO
CO2
通过灼热的CuO
B
Cu
Fe
加入足量的稀盐酸、过滤、洗涤、干燥
C
CuO
CaCO3
加水溶解,过滤
D
NaOH溶液
Ca(OH)2溶液
加入过量的碳酸钠溶液,过滤
【答案】B
【解析】A、CO与灼热的CuO反应产生铜和二氧化碳,主要物质被除去,杂质二氧化碳没有除去,错误;
B、铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不与盐酸反应,过滤得到铜,洗涤,再干燥,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,正确;
C、氧化铜和碳酸钙都不溶于水,则加水溶解过滤的方式不能除去杂质,错误;
D、Ca(OH)2能与过量碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,能除去杂质,但引入了新的杂质碳酸钠(过量的),错误;
故选:B。
4.(2022·湖南湘潭)下列除杂试剂和方法正确的是( )
选项
物质(括号内为杂质)
加入试剂和方法
A
KCl固体(MnO2)
加足量水充分溶解,过滤、洗涤、干燥
B
CaO固体(CaCO3)
高温煅烧
C
NaCl溶液(Na2SO4)
加过量BaC12溶液充分反应,过滤
D
Cu(NO3)2溶液AgNO3
加入足量Zn粉,过滤
【答案】B
【解析】A、氯化钾溶于水,二氧化锰难溶于水,加入足量水充分溶解,过滤,蒸发结晶可得氯化钾,不符合题意;
B、碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,可除去杂质,符合题意;
C、加入过量的氯化钡溶液,氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠,虽然除去了杂质,但是氯化钡过量,引入了新的杂质氯化钡,不符合题意;
D、加入足量锌粉,锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,不但除去了杂质,也除去了原物质,不符合题意。
故选B。
5.(2022·湖南邵阳)除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂和方法正确的是( )
A.O2(N2):通过灼热的铜网
B.CO2(CO):通入氧气后点燃
C.FeSO4溶液(CuSO4):加入过量的铁粉,过滤
D.NaCl溶液(Na2SO4):加入过量的BaCl2溶液,过滤
【答案】C
【解析】A、通过灼热的铜网,除去的是氧气。A错。
B、通入氧气后点燃会引入新杂质氧气。B错。
C、过量的铁粉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,过滤后得到硫酸亚铁溶液。C正确。
D、过量的BaCl2溶液与Na2SO4反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠溶液,除去硫酸钠,引进了氯化钡。D错。
综上所述:选择C。
考点三 常见气体的制备
考法01 实验室制取气体的原理
1.(2023·湖南益阳)实验室制取气体的两种常见装置图如下,据图回答:
(1)实验室用装置A制取O2的化学方程式为_____________________________________。
(2)利用装置A制取气体,水槽中刚开始有气泡放出时不立即收集的原因是___________________________________。
(3)实验室用装置B制取CO2时,应选用的药品是_____。
a.双氧水 b.大理石 c.木炭 d.稀盐酸
【答案】(1)
(2)装置内有空气会导致收集的气体不纯
(3)bd
【解析】(1)A装置试管口由一团棉花,实验室用装置A制取O2,应为加热高锰酸钾制取氧气,同时生成锰酸钾和二氧化锰,反应的化学方程式为;故填:;
(2)利用装置A制取气体,水槽中刚开始有气泡放出时不立即收集的原因是装置内有空气会导致收集的气体不纯;故填:装置内有空气会导致收集的气体不纯;
(3)实验室用稀盐酸和大理石反应制取二氧化碳,反应为固液常温型,故用装置B制取CO2时;故选:bd。
2.(2023·湖南邵阳)根据下列装置图回答问题。
(1)B装置中仪器①的名称是______;
(2)实验室常用A、C装置制取二氧化碳,其反应原理是________________________________(用化学方程式表示);
(3)实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气,在装入药品前应先检查装置的______;若需收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是______(填字母)。
【答案】(1)试管
(2)
(3)气密性 D
【解析】(1)B装置中仪器①的名称是试管;
(2)实验室常用A、C装置制取二氧化碳,常用药品是稀盐酸和大理石或石灰石,生成氯化钙、水和二氧化碳, 该反应化学方程式:;
(3)实验室常用加热高锰酸钾的方法制取氧气,在装入药品前应先检查装置的气密性,对于有气体生成或有气体参与反应的发生装置,都要检查装置的气密性;若需收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是D,因为排水法收集气体纯度高,排空气法收集气体是干燥气体。
考法02 发生装置和收集装置的选择
3.(2023·湖南郴州)下图是实验室中常见的一些装置。请根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是_______。
(2)C装置中玻璃棒的作用是_______。
(3)实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是_______(填装置编号),用此装置制氧气,其反应的化学方程式是_______。
(4)装置E可用于收集_______(填“氧气”或“二氧化碳”),气体应该从_______口进入(填“a”或“b”);
(5)若选用B装置制氧气,试管口棉花的作用是_______。
【答案】(1)集气瓶 (2)引流 (3)A
(4) 氧气 b (5)防止加热时试管内粉末状物质进入导管
【解析】(1)据图可知,仪器①的名称是集气瓶。
(2)C装置的操作是过滤,过滤装置中玻璃棒的作用是引流。故填:引流。
(3)实验室用过氧化氢溶液加二氧化锰作催化剂制氧气的发生装置又可用于石灰石与稀盐酸反应制二氧化碳的发生装置,因为它们反应物的状态都是固态与液态,反应条件都是常温。所以实验室既可用于制氧气又可用于制二氧化碳的发生装置是A。
用A装置制氧气是过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,化学方程式。
(4)装置E收集气体的方法是排水法,要求气体不易溶于水,不与水反应。氧气不易溶于水,不与水反应,二氧化碳能溶于水,与水反应。所以装置E可用于收集氧气;气体应该从短管进入,才能产生压强差,将水从长管排出。故填:b。
(5)为防止加热时试管内粉末状物质进入导管,选用B装置制氧气,试管口放一团棉花。
4.(2022·湖南益阳)请结合下列图示装置回答问题。
(1)实验室用KClO3制取O2时,选用的发生装置是 _____(填字母代号);
(2)实验室收集O2时,不选用C装置的理由是 ___________________________________;
(3)写出实验室用B装置制取O2或CO2的化学方程式 __________________________________(任写其中一个)。
【答案】(1)A
(2)氧气密度比空气密度大
(3) (或)
【解析】(1)实验室用KClO3制取O2,属于固、固加热型,故选用的发生装置是A;
(2)实验室收集O2时,不选用C装置的理由是氧气密度比空气密度大;
(3)实验室用B装置制取O2,用过氧化氢和二氧化锰,化学方程式为,实验室用B装置制取CO2,用碳酸钙和稀盐酸,化学方程式为。
5.(2022·湖南湘西)实验中,可以根据反应物的状态和反应类型选择相同的装置制取不同气体,根据下列图示回答问题:
(1)图中①的名称是________。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,可以选择________(用A~F填空)作为发生装置。该装置还可以用于制取二氧化碳气体,写出实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳的化学方程式:_______________________________。制取得到的CO2气体中往往含有HCl杂质可以选用装置F除去,除杂时气体应从________(填“a”或“b)端通入。
(3)以上装置中可同时用于实验室收集O2和CO2的是________(A~F填空)。
【答案】(1)酒精灯
(2)B a
(3)D
【解析】(1)根据图示可知仪器①是酒精灯。
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,属于固液常温型,应选择装置B为发生装置。稀盐酸与大理石制取二氧化碳,是稀盐酸与大理石反应生成氯化钙、水和二氧化碳,方程式为:,用装置F除去二氧化碳中的HCl,装置F作用是洗气,所以应从长导管一端(a端)通入气体。
(3)氧气与二氧化碳密度均比空气大,但二氧化碳可溶于水,所以能用于收集这两种气体的是向上排空气法收集(装置D)。
考法03 气体的检验和验满
6.(2022·湖南张家界)掌握实验室制取气体的方法是初中生必备的实验技能。如图是制取气体的常用装置,回答下列问题。
(1)仪器a的名称为_____。
(2)实验室制取氧气,可选择的发生装置和收集装置是_____(写一种组合),该反应的化学方程式为___________________________________。
(3)用装置D收集二氧化碳时,其验满的方法是___________________________________。
【答案】(1)集气瓶
(2)BC(合理即可) (合理即可)
(3)将燃着的小木条放在集气瓶口,木条熄灭,证明二氧化碳收集满
【解析】(1)仪器a的名称为集气瓶;
(2)实验室常用过氧化氢在二氧化锰的催化下制取氧气,且氧气不易溶于水,可选择的发生装置和收集装置是BC,过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气,该反应化学方程式:;
(3)二氧化碳不支持燃烧,用装置D收集二氧化碳时,其验满的方法是将燃着的小木条放在集气瓶口,木条熄灭,证明二氧化碳收集满。
7.(2022·湖南衡阳)如图是实验室的部分实验装置,请回答有关问题:
(1)请写出图A中一种实验仪器的名称_______。
(2)实验室制取并收集CO2应选用的装置是(填字母序号)_______;发生装置中产生CO2的化学方程式是__________________________;用排空气法收集CO2时,验满的方法是_________________________。
(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2,装置A的试管口还缺少_______。用C装置收集O2,当导管口的气泡_____放出时,再将导管口伸入盛满水的集气瓶。检验O2的方法是____________________。
【答案】(1)试管/酒精灯/铁架台
(2)BE 将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则已集满
(3) 棉花 连续均匀 将带火星的小木条伸入瓶内,若木条复燃,则说明是氧气
【解析】(1)图A中一种实验仪器的名称是试管或酒精灯或铁架台;
(2)实验室制取CO2原理是大理石或是石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,发生装置为固液不加热,应选B,由于二氧化碳的密度比空气大,且能溶于水,应选择的收集装置为E,故实验室制取并收集CO2应选用的装置是BE;
制取二氧化碳的原理是大理石与稀盐酸反应产生二氧化碳、水和氯化钙,该反应的化学方程式为:;用排空气法收集二氧化碳,验满的方法是将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则已集满;
(3)实验室选用高锰酸钾和装置A制取O2,棉花的作用是防止高锰酸钾粉末进入导管,装置A的试管口还缺少棉花;
用排水法C装置收集氧气,当观察到导管口处有连续均匀的气泡冒出,就开始收集,故应填:连续均匀;
由于氧气具有助燃性,检验O2的方法是将带火星的小木条伸入瓶内,若木条复燃,则说明是氧气。
知识点一 氧气的制取
1、选药品的条件:必须含有氧元素。常用过氧化氢溶液和二氧化锰;或加热高锰酸钾或氯酸钾。
如:用过氧化氢和二氧化锰制取氧气:
(1)原理:2H2O2 2H2O + O2↑;
(2)装置:固液不加热,排水法(或向上排空法)。
(3)步骤:检查气密性;装药品,先固后液;
(4)收集法:①、排水法:原因氧气不易溶于水,不与水反应;(何时开始收集:导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。)②、向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;
(5)验满:向上排空气法,用带火星的木条放在,瓶口,木条复燃则收集满。
(6)检验:用带火星的木条伸入,瓶内,木条复燃则该气体是氧气。
(7)注意事项:向上排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底(目的:便于排净空气)。
如:用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气:
(1)原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(2)装置:固固加热,排水法(或向上排空法)
(3)步骤:①连接装置:先下后上,从左到右的顺序;②检查装置的气密性;③装入药品:按粉末状固体取用的方法;④固定装置:固定试管时,试管口应略向下倾斜,铁夹应夹在试管的中上部;⑤加热药品:先预热,后在反应物部位用酒精灯外焰加热;⑥收集气体;⑦先将导管移出水面,再停止加热。
(4)收集法、验满、检验:(同上)
(5)注意事项:①试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管破裂;②导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出;③用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管;④实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
知识点二 二氧化碳的制取
1、药品:大理石或石灰石和稀盐酸。
药品的选择:①实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为(稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在大理石表面,阻碍反应的继续发生)。②也不用浓盐酸是因为(浓盐酸易挥发,使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯)。
2、原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
3、装置:固液不加热,向上排空法,
4、步骤:①连接装置;②检查装置的气密性;③向锥形瓶中加入大理石;④从长颈漏斗加入稀盐酸;⑤收集二氧化碳;⑥验满。
5、收集法:向上排空气法:原因密度比空气大且不与空气反应;能溶于水且与水反应,不能用排水法。
6、验满:向上排空气法,用燃着的木条放在,瓶口,木条熄灭则收集满。
7、检验:将气体通入澄清石灰水,若石灰水浑浊,则是二氧化碳。原理:Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O
知识点三 气体的检验与净化
1、气体的检验与净化的顺序原则
(1)检验气体时,先检验水后检验杂质。
(2)净化气体时,先除杂质后干燥。
例如,二氧化碳中有水蒸气和HCl杂质。
检验气体:
(1)先通过白色硫酸铜粉末,硫酸铜变为蓝色则说明有水蒸气;
(2)再通过硝酸银溶液,若有不溶于硝酸的白色沉淀生成,说明有HCl。
净化气体:
(1)先通过饱和碳酸氢钠溶液,除去HCl;(2)再通过浓硫酸溶液,除去水蒸气。
2、气体的制取、检验与净化装置的顺序原则
(1) 发生装置(选取依据反应物状态和反应条件)(2)净化装置(3)干燥装置(4)收集装置(5)有污染性的气体,为了保护环境,要加一个吸收装置。
3、常见气体的净化
(1)气体中有水蒸气杂质,用干燥剂除去,常用干燥剂浓硫酸和碱石灰(NaOH和CaO);注意浓硫酸不能干燥NH3等碱性气体;碱石灰不能干燥CO2、SO2和HCl等酸性气体。
(2)CO2中有HCl杂质,将气体通过饱和的碳酸氢钠溶液。
(3)气体中有H2和CO等还原性气体杂质,将气体通过灼热的氧化铜。
(4)除去气体中的氧气,将气体通过灼热的铜网。
1.(2024·湖南长沙·一模)下列装置常用于实验室制取气体.请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。
(2)小雨同学选用装置B制取氧气,反应时液面应加到 (填“m”或“n”)位置;欲得到较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填字母代号)。
(3)若用装置C收集二氧化碳,其验满的方法是 。
【答案】(1)水槽
(2)m D
(3)将燃着的木条放入瓶口,若木条熄灭则已集满
【解析】(1)根据仪器特征,仪器a的名称是水槽。故填:水槽。
(2)装置B制取氧气时,长颈漏斗下端管口要深入液面下形成液封,防止生成的氧气从长颈漏斗逸出,所以反应时液面应加到m位置;用排水法收集到的氧气比用向上排空气法收集的氧气纯净,欲得到较纯净的氧气,应选择的收集装置是D。故填:m;D。
(3)用装置C收集二氧化碳,其验满的方法是:将燃着的木条放入瓶口,若木条熄灭则已集满。故填:将燃着的木条放入瓶口,若木条熄灭则已集满。
2.(2023·湖南岳阳)某同学利用大理石与稀盐酸反应来制取并收集二氧化碳气体,请帮他完成下面的部分实验报告。
(1)【实验原理】______(用化学方程式表示)。
(2)【实验装置】实验室制取并收集一瓶CO2,应选用下列装置中的______(填字母)。
(3)【实验步骤】验证集气瓶中CO2气体已集满的方法:__________________________。
(4)【反思交流】结合实验,你认为该实验的注意事项有:_____________________________(写一条即可)。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)BC/CB
(3)将燃烧的木条放在集气瓶的瓶口处
(4)使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出
【解析】(1)大理石主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳、水、氯化钙,反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,选择固液常温型发生装置,二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,二氧化碳的密度比空气的密度大,选择向上排空气法收集,故选BC。
(3)气体的验满在瓶口处进行,二氧化碳一般不支持燃烧,所以验证集气瓶中CO2气体已集满的方法:将燃烧的木条放在集气瓶的瓶口处。
(4)该实验的注意事项有:使长颈漏斗的末端在稀盐酸的液面以下,实行液封,防止二氧化碳气体由长颈漏斗逸出等。
3.(2024·湖南长沙·一模)实验室制取、收集、干燥气体的常用装置如下图所示。请回答下列问题:
(1)氧气可用排水法收集,是因为 ,某同学用排水法收集了一瓶氧气,在做“铁丝在氧气中燃烧”时,铁丝没有燃烧,你认为可能的原因是 ;
(2)实验室制取二氧化碳气体的收集装置应选用 (填字母序号),要除去二氧化碳中混有的水蒸气,F装置中的试剂是 。
【答案】(1)氧气不易溶于水 铁丝一端没有系火柴/收集的氧气不纯/铁丝生锈(合理即可)
(2)C 浓硫酸
【解析】(1)氧气不易溶于水,可以采用排水法收集氧气,故填写:氧气不易溶于水;
铁丝在氧气中燃烧时,必须将铁丝表面的铁锈打磨掉,如果铁丝一端没有系火柴,就无法引燃铁丝,会导致实验不成功,而收集的氧气不足或氧气不纯净也会造成实验失败,故填写:铁丝一端没有系火柴/收集的氧气不纯/铁丝生锈(答案合理即可);
(2)二氧化碳密度比空气大,且易溶于水,所以,只能采用向上排空气法收集二氧化碳,故填写:C;
浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,因此,要除去二氧化碳中混有的水蒸气,F装置中的试剂是浓硫酸,故填写:浓硫酸。
4.(2022·湖南邵阳)请根据下列装置图回答问题。
(1)A装置中仪器①的名称是_______;
(2)实验室常用加热高锰酸钾来制备氧气,反应的化学方程式是_________________________,在向试管内装入药品之前,应该先__________________________________;
(3)实验室制备并收集二氧化碳,应选择上图中的_______(填字母)装置来进行实验。
【答案】(1)酒精灯
(2) 检查装置气密性
(3)BC
【解析】(1)由图可知,A装置中仪器①的名称是酒精灯;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
在向试管内装入药品之前,应该先检查装置的气密性,防止装置漏气,浪费药品;
(3)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选B,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选C,故填:BC。
5.(2024·湖南衡阳·一模)化学是一门以实验为基础的科学,请结合图示回答问题:
(1)写出装置图中标号仪器的名称:a 。
(2)写出实验室在A装置中用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ,该装置还需要改进的是 ,如果用图F所示装置收集氧气,气体应从 (填“m”或“n”)端管口通入。
(3)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳气体时,应选择的装置是B和D,发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)酒精灯
(2) 在试管口放一团棉花 n
(3)
【解析】(1)a为酒精灯;
(2)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:;
实验室在A装置中用高锰酸钾制取氧气,还需要在试管口放一团棉花,防止加热时粉末状物质进入导管;
如果用图F所示装置收集氧气,氧气不易溶于水,氧气密度比水小,则气体应从短管n端管口通入;
(3)大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:。
6.(2022·湖南郴州)下图是实验室中常见的一些装置,请根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器①的名称是___________。
(2)实验室常用大理石和___________(填“稀硫酸”或“稀盐酸”)制取二氧化碳气体,其反应的化学方程式是__________________________________。
(3)如图E所示,将二氧化碳气体慢慢倒入放有点燃的蜡烛的烧杯中,观察到最下面的蜡烛火焰先熄灭,说明二氧化碳具有:___________、___________性质。
(4)冶炼1960t含杂质2%的生铁,需要含Fe2O380%的赤铁矿石的质量是___________t。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)稀盐酸
(3)不燃烧也不支持燃烧 密度大于空气(两空可调换)
(4)3430
【解析】(1)如图所示仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)实验室使用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,故填:稀盐酸;稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:;
(3)根据现象将二氧化碳气体慢慢倒入放有点燃的蜡烛的烧杯中,观察到最下面的蜡烛火焰先熄灭,说明二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,且密度比空气大;
(4)根据赤铁矿炼铁,其含铁元素与生成铁的质量相等,故设赤铁矿的质量为
故填:3430。
7.(2022·湖南常德)如图是实验室常用气体制备装置,据图回答问题:
(1)图中仪器①的名称是_______;
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,反应的化学方程式是__________________________________;
(3)实验室制取二氧化碳,可选用的收集装置是_______,若将产生的二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色,其原因是__________________________________(写出化学方程式);
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷,应选用的发生装置是_______;若用F装置收集甲烷,则气体从导管口_______进(填“a”或b)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3) D/F CO2+H2O=H2CO3
(4) A b
【解析】(1)仪器①的名称是长颈漏斗;
(2)过氧化氢在催化剂二氧化锰作用下生成水和氧气,反应的化学方程式是;
(3)二氧化碳能溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,选用的收集装置是D或F;二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊溶液溶液变红色,反应化学方程式是CO2+H2O=H2CO3;
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体在加热条件下制取甲烷,属于固固加热型,选用的发生装置是A;甲烷的密度比空气小,用F装置收集甲烷,气体从导管口b进。
8.(2022·湖南怀化)下图是初中化学中常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)写出A装置中仪器①的名称___________。
(2)若用高锰酸钾制取一瓶纯净的氧气,应选择的发生装置是___________,收集装置是___________,该反应的化学方程式是______________________________;用制得的氧气做铁丝燃烧的实验,集气瓶中要留少量水的原因是_____________________________。
(3)实验室制取CO2,应选择的发生装置是___________,收集装置是___________,检验CO2是否收集满的操作是______________________________________。
(4)将收集到的CO2通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该反应的化学方程式是___________。
【答案】(1)试管
(2) A D 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 防止生成的高温的融化物炸裂瓶底
(3) B C 将燃着的木条伸到集气瓶口处,如木条熄灭,证明已经集满
(4)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
【解析】(1)由图可知,A装置中仪器①的名称是试管,故填试管。
(2)加热高锰酸钾制取氧气是加热固体生成气体的反应,应选择固体受热发生装置,即装置A,故填A;
氧气不溶于水,收集氧气可选择排水法,氧气的密度比空气大,收集氧气还可选择向上排空气法,收集纯净的氧气应选择排水法,即装置D,故填D;
高锰酸钾受热分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为。
做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶中要留少量水的原因是防止生成的高温的融化物炸裂瓶底,故填防止生成的高温的融化物炸裂瓶底。
(3)实验室制取二氧化碳的原理是石灰石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,是固体与液体在常温下生成气体的反应,应选择固液常温发生装置,即装置B,故填B;
二氧化碳的密度比空气大,且能溶于水,收集二氧化碳只能选择向上排空气法,即装置C,故填C;
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,所以验满二氧化碳的方法是将燃着的木条伸到集气瓶口处,如木条熄灭,证明已经集满。
(4)将收集到的CO2通入澄清石灰水中,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故反应的化学方程式写为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
9.(2022·湖南娄底)如图是实验室气体制取、净化、干燥等常用装置图,请根据所给装置图回答问题。
(1)请写出图中标号a的仪器名称 _____。
(2)实验室用氯酸钾和二氧化锰混合加热制氧气,请写出该反应的化学方程式 ____________________。
(3)从A→E中选用装置完成实验室CO2的制取和收集,可选择的装置组合是 _____(填字母序号)。
(4)氨气是种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气,可以选择的发生装置是 _____(填字母序号)。若用I装置收集氨气,应从 _____(填“m”或“n”)端管口通入气体。
(5)若实验室无稀硫酸,改用稀盐酸和锌粒反应来制取一瓶纯净、干燥的H2,应选择的装置组合是B→_____→E(填入数字序号)。
①G→H ②H→G ③F→H ④H→F
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3)BD
(4) A n
(5) ③
【解析】(1)由图可知,仪器a为长颈漏斗;
(2)氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,属于固液不加热反应,发生装置可选B,二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,收集装置可选D,故填:BD;
(4)实验室常用氢氧化钙固体和氯化铵固体混合加热制氨气,属于固体加热反应,发生装置可选A;
若用I装置收集氨气,氨气的密度比空气小,应从n端管口通入气体;
(5)盐酸具有挥发性,会使制得的氢气中混有氯化氢气体,氢氧化钠能与氯化氢反应生成氯化钠和水,且氢氧化钠与氢气不反应,可用氢氧化钠溶液除去氯化氢气体,不选择饱和碳酸氢钠溶液,是因为碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,会引入新的杂质二氧化碳,浓硫酸具有吸水性,且与氢气不反应,可用浓硫酸干燥氢气,且应先除杂,后干燥,故应选择的装置组合是B→F→H→E。
故选③。
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