2026年中考化学二轮专题复习-常见气体的制备

课题15　常见气体的制备 主题五　化学基础实验 第一部分　学科基础知识夯实 课标内容要求 命题主线研究 　　知道化学实验是进行科学探究的重要方式，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和保证（化学实验技能基本要求：初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体，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）。 　　考查重点为氧气、二氧化碳的实验室制取思路、原理、装置及操作。考查形式主要为选择题、实验题，分值为2～6分，难度中等。 一、实验室制取气体的一般思路和方法（以制取CO2为例） 确定反应原理 一般原则：经济环保；速率适中；简便安全；节约资源 （实验室制取二氧化碳的原理：CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑） 确定发生装置 确定发生装置 根据 　反应物状态　（固固、固液、液液）和 　反应条件　（加热、催化剂等）来确定发生装置 （分析：反应物大理石是 　固体　，稀盐酸是 　液体　； 　　　反应条件 　不需要加热　，所以选择 　固液常温型　 装置） 反应物状态　 反应条件　 固体　 液体　 不需要加热　 固液常温型　 气体的净化和干燥 根据气体和杂质的性质决定净化方法；根据气体的性质选择干燥剂 （分析：选择的净化剂不能和CO2反应，只能吸收杂质，且不引入新的杂质； 　　　干燥CO2选用 　浓硫酸　作干燥剂） 浓硫酸　 确定收集装置 气体的净化和干燥 根据气体的性质（如密度、是否溶于水、是否与水反应等）确定收集装置 （分析：CO2可溶于水、密度比空气大，所以用  　向上排空气　法来收集） 向上排空气 检验气体 根据气体的性质特点 （分析：根据CO2能使澄清石灰水变浑浊，所以检验方法为将气体通入澄清石灰水中，若变浑浊，则为CO2） 检验气体 验满气体 验满二氧化碳的方法：将燃着的木条伸到瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满 （注意：对气体验满时，操作应在 　瓶口　处进行；检验瓶中气体成分时，应在瓶内操作） 瓶口　 尾气处理 若尾气中含有毒有害气体时，一定要进行处理。处理方法一般是直接将其收集或转化成无毒气体（由于CO2无毒，所以可不进行尾气处理） 分析上例，从中归纳总结出实验室制取气体的一般方法。 二、常见气体的制取的一般方法★★★★★ 1. 确定反应原理 （1）实验室制取O2的原理： ①加热高锰酸钾： 　2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　； ②分解过氧化氢： 　2H2O2 2H2O＋O2↑　。 （原理②与①相比，其主要优点是 　反应不需要加热，操作更简便、更安全、更节能；更方便控制反应速率　） 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　 2H2O2 2H2O＋O2↑ 反应不需要加热，操作更简便、更 安全、更节能；更方便控制反应速率　 （2）实验室制取CO2的原理： 　CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑　。 通常，不用碳酸钠与稀盐酸的原因： 　反应快不便于收集，且其成本较高　； 不用石灰石与稀硫酸的原因： 　反应会生成微溶于水的硫酸钙，会阻止反应继续进行　； 不用石灰石与浓盐酸的原因： 　浓盐酸易挥发出氯化氢气体，会导致二氧化碳不纯　。 （3）实验室制取H2的原理： 　Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑　。若用稀HCl制取，可能有 　少量HCl气体　杂质。 CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋ CO2↑　 反应快不便于收集，且其成本较 高　 反应会生成微溶于水的硫酸钙，会阻止 反应继续进行　 浓盐酸易挥发出氯化氢气体，会导致二 氧化碳不纯　 Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2↑　 少量HCl气体　 2. 确定发生装置 装置类型 固固加热型 固液常温型 常见装置 及其特点 　 适用气体  　O2　等  　O2、CO2、H2　等 添加液体　 控制　 控制反　 O2　 O2、CO2、H2　 简单但 操作不便 便于  　添加液体　 可以 　控制反应速 可以 　控 制反应的　发生与停止　 反应速率 应的发生与 停止 3. 确定收集装置 收集装置 适用气体  　难溶　或不易溶于水，且不与水反应的气体，如 　O2、H2　等 密度比空气 　大　，且不与空气反应的气体，如 　O2、CO2　等 密度比空气  　小　，且不与空气反应的气体，如 　H2　等 备注 ①排水法收集的气体纯度更 　高　，而排空气法收集的气体更 　干燥　； ②用排空气法收集时，导管应伸入集气瓶 　底部　，以便于排尽空气 难溶　 O2、H2　 大　 O2、CO2　 小　 H2　 高　 干燥　 底部　 10 4. 检验气体[详见专项突破四　物质的检验与鉴别] 5. 验满气体 待验气体 验满方法 O2 向上排空气法收集时：将 　带火星　的木条伸到瓶口，若木条复燃，则O2已收集满； 排水法收集时：若水下的集气瓶口有 　 大量气泡冒出　时，则O2已收集满 CO2 将 　燃着的木条　伸到瓶口，若木条熄灭，则CO2已收集满 带火星　 大量气泡冒出　 燃着的木条　 6. 气体的净化和干燥（原则：“不减、不增、易分离”）[详见专项突破五　物质的除杂] 常用净化装置 净化试剂 可吸收的气体 干燥管 或U形管 固态除杂剂，如：生石灰、烧碱、碱石灰（前两者的混合物）  　水蒸气　和酸性气体： 　CO2、SO2　等 水蒸气　 CO2、SO2　 常用净化装置 净化试剂 可吸收的气体 洗气瓶 （“长进短出”） 液态除杂剂，如：浓硫酸  　水蒸气　和碱性气体： 　NH3　等 液态除杂剂，如：烧碱溶液 酸性气体： 　CO2、SO2　等 水蒸气　 NH3　 CO2、SO2　 常用净化装置 净化试剂 可吸收的气体 硬质玻璃管 固态除杂剂，如：灼热氧化铜 还原性气体： 　CO、H2　等 固态除杂剂，如：灼热铜网 氧化性气体： 　O2　等 CO、H2　 O2　 7. 尾气处理（尾气有毒和有腐蚀性时一定要做处理） 常用装置 方法 气囊储存法 燃烧法 碱液吸收法 *水溶解法 适用气体 任何尾气  　CO　等  　CO2、SO2　等 *HCl、NH3（极易溶于水）等 CO　 CO2、SO2　 8. 实验步骤：“查”→“装”→“定”→“实”→“拆”，即：先检查装置气密性，再装入试剂（先固后液），然后再固定装置，开始实验。实验结束拆除装置时，若用加热法制气体并用排水法收集气体时，要先从水中取出导气管，再熄灭酒精灯，以防倒吸。 9. 装置连接：一套完整的气体制备装置一般包含五个部分： 发生装置→净化装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置 （或性质验证装置） 根据实验的目的和要求高低不同，实验中可能只用其中部分装置，装置连接时一般遵循从下到上，从左到右的顺序。涉及管口连接顺序时，先根据每部分装置的构成和所盛装试剂来确定装置的作用，然后根据其作用来确定其位置，最后根据气体流向确定管口连接顺序。 【方法与思路】气体制备是重庆中考的常见题型，以氧气和二氧化碳的制取为主，要求学生掌握气体制取的原理、发生及收集装置的选择、验满及净化的方法、实验的操作步骤、装置的连接等基础知识，同时在掌握制取常见气体的思路的基础上能通过类比推理和知识迁移解决实际问题。常考方式如下： ①仪器名称：最多考一空。常考长颈漏斗、试管、铁架台、酒精灯、集气瓶等，不能有错别字。 ②反应原理：书写化学方程式，一般1～2个。 ③装置的选择：根据反应条件和反应物状态来确定选择固固加热型装置或固液常温型装置。根据气体的性质选择向上排空气法、向下排空气法或排水法装置收集气体。 ④多功能瓶：出现频率较高，考查将其用作收集或净化装置时气体通入的管口选择。 ⑤验满：常考验满的操作，要特别注意操作应在瓶口处，使用多功能瓶时应在管口处进行。 ⑥实验步骤：常考操作顺序，如装试剂前要检查气密性、为防倒吸要先从水中取出导气管再熄灭酒精灯等。 ⑦发生装置的比较：主要涉及长颈漏斗方便添加试剂、分液漏斗便于控制反应速率、启普发生器可控制反应的发生与停止，以及一些代用品的特点，如注射器方便添加试剂、可控制速度、可控制试剂用量等。 ⑧装置的连接：有发生、净化、收集装置的排列和各部分装置导气管口的连接顺序。 ⑨操作注意事项：常考错误操作导致的后果，如加热法制氧气时试管的朝向、加热高锰酸钾试管口未放棉花、热的试管冷却产生倒吸水，以及收集不到气体、收集的气体不纯的原因分析等。 1. （2025·成都）高锰酸钾制取氧气的实验如图所示，下列操作符合安全规范的是（　B　） A. 连接仪器——将试管抵住实验台，用力塞紧橡胶塞 B. 加热试管——先预热，再对准试剂所在部位加热 C. 结束实验——熄灭酒精灯后，将导管移出水面 D. 整理复位——加热后的试管，立即用冷水清洗 （第1题） B 2. （2025·广东）下列关于O2的制取、验满及性质实验操作错误的是（　C　） A. 制备 B. 收集 C. 验满 D. 助燃性 C 3. （2025·黑龙江）下图是实验室制取气体的几种常用装置，请回答下列问题： （第3题） （1）写出图中标号①仪器的名称： 　酒精灯　。 （2）实验室用过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气，为了控制反应速率，应选用的发生装置为 　C　（填字母）。 酒精灯　 C　 （3）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式为 　2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　，用装置D收集氧气，验满的方法为 　将带火星的木条放在b口处，若木条复燃，则氧气已集满　。 （4）甲烷是天然气的主要成分，若用装置E收集甲烷，气体的进气口为 　d　（填“c”或“d”）。 2KMnO4 K2MnO4 ＋MnO2＋O2↑　 将带火星的木条 放在b口处，若木条复燃，则氧气已集满　 d　 （第3题） 4. （2025·黑龙江）根据实验装置图，回答问题： （第4题） （1）图中仪器a的名称： 　长颈漏斗　。 长颈漏斗　 （2）实验室用A装置制取氧气的化学方程式：  　2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　。 试管口放一团棉花的作用是 　防止加热时试管内粉末状物质进入导管　，要做铁丝在氧气中燃烧实验最好选用装置 　E　（填字母）收集氧气。 2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑　 防止加热时试管内粉末状物质进入导 管　 E　 （第4题） （3）实验室制取二氧化碳的化学方程式为 　CaCO3＋2HCl CaCl2＋H2O＋CO2↑　。若选择C装置作为该气体发生装置的优点是 　可以控制反应的发生和停止　。检验二氧化碳的方法是 　将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳　。 CaCO3＋2HCl CaCl2＋ H2O＋CO2↑　 可以控制 反应的发生和停止　 将气体通入澄清石灰水 中，若石灰水变浑浊，则证明该气体是二氧化碳　 （第4题） （4）若用装置D收集氢气，氢气应从 　c　（填字母）端通入。 c　 5. 化学兴趣小组的同学们在进行气体制取过程中，从实验员处领取了如下实验仪器： （第5题） （1）仪器B 　能　（填“能”或“不能”）直接加热。 能　 （2）若用大理石与稀盐酸来制取CO2，为组装气体发生装置，应选择的仪器是 　D　（填字母）、E、C；若用如图所示装置收集CO2，CO2应从 　a　（填“a”或“b”）端进入。 [第5（2）题] D　 a　 （3）若用高锰酸钾制取O2，除用上述部分仪器外，还需补充的仪器是 　酒精灯　（填仪器名称）。 酒精灯　 6. 根据下列实验装置图，回答问题： 发生装置 收集装置 洗气装置 A　　 B C　　 D　 E F （第6题） （1）写出图中仪器①的名称： 　试管　。 试管　 （2）实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气时，装入试剂前应进行的操作是 　检查装置的气密性　。可用C装置收集氧气的理由是 　氧气不易溶于水，也不与水发生反应　。用该法收集氧气结束后，应先 　从水槽中移出导气管　，再 　熄灭酒精灯　。 检查装置的气密性　 氧气不 易溶于水，也不与水发生反应　 从水 槽中移出导气管　 熄灭酒精灯　 （3）实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 　2H2O2 2H2O＋O2↑　，该反应生成的氧气中常混有少量水蒸气，可通过盛有 　浓硫酸　（填试剂名称）的F装置除去水蒸气。为制取并收集一瓶干燥的氧气，所选装置的管口连接顺序为 　b　→ 　g　→ 　f　→ 　d　（填小写字母），检验氧气是否收集满的方法是将带火星的木条伸到 　集气瓶口　，若 　木条复燃　，则氧气已收集满。 2H2O2 2H2O＋O2↑　 浓硫酸　 b　 g　 f　 d　 集气瓶口　 木条复燃　 难点知识　多功能瓶的使用 　　“多功能瓶”（如右图所示）在实验中可用于收集气体、作洗气瓶、观测气体流速等多种用途，不同用途下，瓶内所盛装物质、气体通入方向不同，几种常见的情况如下： 1. 用于气体收集：目的是将瓶内物质排出瓶外，将所需气体留存在瓶内。 无论将该瓶正放还是倒放，也无论是用排空气法还是排水法收集气体，在收集气体时，选择从哪一个管口进气的关键是要搞清两个问题：第一，瓶内管口的上下关系；第二，要通入的气体与瓶内将被排出的物质之间的密度大小关系。由于密度大的物质从下口进入，密度小的物质从上口进入，所以只需比较进入物质和排出物质的密度大小关系。依照“密度大，下口进；密度小，上口进”的对应关系，就能准确判断进气方向。例如： 向上排空气法 向下排空气法 排水法 空气 空气 H2 CH4 O2 H2 O2 CO2 空气 空气 水 水 气体从下口a管通入，空气从上口b管排出 气体从上口b管通入，空气（或水）从下口a管排出 2. 用于气体除杂：目的是利用瓶内液体除去混合气体中的杂质，气体只是经过洗气瓶。混合气体应从a管通入，经洗涤净化后，剩余气体从b管排出（如右图），即“长进短出”。 3. 用于观测气流：目的是通过观测长导管下端气泡情况判断气流是否通畅、气流大小情况，气体只是经过瓶中液体，所以气体应从a管通入，经过液体再从b管排出（如右图），即“长进短出”。 1. 用下列装置进行实验，不能达到实验目的的是（　B　） B A. 干燥CO2 B. 收集O2 C. 验证CO2的性质 D. 监控气体流速 2. 下列装置中，最适合用来收集氧气的是（　D　） D 请同学们完成《中考作业本》第48～50页练习题 $