内容正文:
主题五 科学探究与化学实验
专题16 常见气体的制取与净化
目 录
01·趋势领航练 2
02·考点通关练 6
基础通关 6
通关01 气体的制取 6
通关02 气体的净化 9
能力通关 12
03·真题诊断练 15
1.【灭火器与化学知识融合】如图是某同学设计的简易灭火器,塑料瓶中盛放小苏打,通过注射器注入稀盐酸,利用反应生成的二氧化碳达到灭火的目的,下列说法中错误的是
A.实验前关闭弹簧夹,向下推动注射器活塞,松手后活塞弹回原处说明气密性良好
B.利用该装置可以控制产生二氧化碳的速率
C.该反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
D.生成的CO2能扑灭蜡烛火焰的原因是CO2隔绝了空气
2.【跨学科实践活动与化学知识融合】化学学习小组开展学科实践活动,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器,简易供氧器中的固体药剂是A和B,A是过碳酸钠,它是一种白色固体,遇水会分解生成和,B是催化剂,反应放出热量。下列说法不正确的是
A.甲装置是反应仓,乙装置是洗气仓 B.乙中的水有降温的作用
C.供氧器中的固体B一定是二氧化锰 D.通过乙装置可以观察氧气产生的速率
3.【装置拓展与改进】兴趣小组用输液袋、注射器和三通阀等设计了一体化装置并进行实验。装置如图3。
①当a处于“”状态时,试管1中的现象为 。
②当a处于“”且b处于“”状态时,试管2中溶液变红的原因为 。
③当a、b均处于 (填字母)状态时,可用输液袋2收集二氧化碳。
A. B.
4.【石油化工技术与化学知识融合】中国石化“油转化”技术试验成功,实现了直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学产品。乙烯(C2H4)是一种无色、稍有气味的气体,密度比空气略小,难溶于水,实验室里可以利用加热乙醇和浓硫酸混合液(体积比为1:3)的方法制取乙烯。以下是气体制取的相关装置图。
①实验室制取乙烯,可以选择的发生装置和收集装置是 (填字母)。
②由于反应过程中会有副反应发生,产生CO2和SO2气体等杂质,如果要收集一瓶较纯净的乙烯气体,装置的连接顺序为a接 , 接 , 接 。
③如果要检验G瓶中氢氧化钠溶液是否反应完,请简单设计实验验证(写出实验的步骤、现象和结论) 。
④如果不考虑任何副反应的发生,在浓硫酸的催化下,乙醇全部分解为乙烯气体和水,要制取140g乙烯,理论上需要乙醇的质量 。
5.【气体的制取、除杂、检验及性质验证的综合探究】某化学兴趣小组的同学进行了气体的制取,除杂、检验及性质验证的探究。
(1)实验一:如图1是实验室常用的几种实验装置,请回答下列问题:
①写出实验室用AE装置组合制取某种气体的化学方程式 ,用E装置收集该气体,气体从 (填“a”或“b”)端进入。
②实验室制取的CO2中常含有少量杂质气体会干扰F实验的目的。为排除干扰,除去该杂质并检验是否除净,将混合气体依次通过上述装置 (填序号),再进入F装置:F装置内产生的现象为 。
实验二:日常生活中使用的塑料袋,有的是用聚乙烯制成的,有的是用聚氯乙烯制成的。小组同学对包装食品的塑料袋进行探究,以验证其成分。
查阅资料:聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水;聚氯乙烯燃烧生成二氧化碳、水和氯化氢。
③装置B的作用是 。
④按装置进行试验,在实验过程中,D、F产生明显现象,E无明显现象发生,说明塑料袋的成分是 。连接实验仪器时,能否将D、E位置进行交换,理由是 。
(2)学习了金属铝的化学性质,某兴趣小组对铝与水能否发生化学反应进行了如下探究。
①小明将铝粉加入到盛有冷水的试管中,加热至沸腾,没有观察到明显的现象。但先将水煮沸后再加入铝粉产生了少量白色沉淀。依据氧气的溶解度随温度的升高而减小的性质,小明认为在冷水中加入铝粉后进行加热,没有明显现象的原因是 。
②将铝粉加入到盛有冷水的试管中,加热至沸腾,滴入几滴氯化钠溶液,观察到有少量白色沉淀产生。为什么滴入氯化钠溶液后铝就能和水发生反应了?
小明猜想:可能是氯化钠溶液中的Na+促进了铝和水的反应:
小洪猜想: 。
请你设计实验,验证小明的猜想不成立。
实验操作
实验现象和结论
,则小明的猜想不成立。
6.【装置拓展与改进】二氧化碳的制取
(5)化学实验室一般用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,但制出的二氧化碳中常混有氯化氢气体。在老师指导下,某化学兴趣小组将该实验进行了优化,改用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳并测定石灰石中碳酸钙的含量(实验装置见图1)。
①实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 。
②若不改变温度,整套装置气密性的检查方法是 。
③加入足量稀硫酸后,反应一段时间后即停止。同学们经查阅资料,发现当反应停止后再加入氯化铵溶液,又能继续产生气泡,采用该方法,可使块状石灰石与足量稀硫酸充分反应。请推测加入氯化铵溶液的作用是 。
(6)该小组在收集二氧化碳时,又对能不能用排水法收集二氧化碳进行了探究。
实验设计与操作:在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数,从而得到二氧化碳的体积分数。
用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2(起始时氧气的体积分数都以21%计),则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是 (填“排空气”或“排水”)法,两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是 。
(7)你认为二氧化碳 (填“能”或“不能”)用排水法收集。
通关01 气体的制取
1.(2025·广东佛山·三模)下列能用如图装置成功达到实验目的是
A.H2O2溶液与MnO₂制取O2 B.块状石灰石与稀硫酸反应制取CO2
C.Zn与稀硫酸反应制取H2 D.该装置能“随开随关”制取气体
2.(2025·重庆·三模)用固体制取氧气的实验中,操作正确的是
A.取用药品 B.加热药品
C.氧气验满 D.收集氧气后的放置方式
3.(2025·湖南郴州·一模)实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气,下列装置不适用于制取氢气的是
A. B.
C. D.
4.(2025·安徽淮南·一模)如图是实验室常见的仪器,请回答下列问题。
(1)写出仪器B的名称: 。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取的化学方程式为 ,实验室可用 (填化学式)溶液检验。
(3)若要测量产生的体积,可选择的仪器组合是 (填字母序号)。
5.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)如图为实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答问题。
(1)请写出实验室选用装置A制取O2的化学方程式为 。
(2)用装置C收集H2,应从装置C的 (填“m”或“n”)端口通入H2,在导管口点燃氢气前需要先 。
(3)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小,难溶于水的气体。实验室常用电石与饱和食盐水制取乙炔,该反应的原理是固体电石(CaC2)与饱和食盐水中的水剧烈反应生成乙炔(C2H2)气体和氢氧化钙,请写出该反应的化学方程式: 。若用装置B制取乙炔,为控制反应速率,需要对装置B的改进是 。
6.(2025·湖南湘西·模拟预测)下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置,回答下列问题:
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)用装置A作为制取氧气的发生装置,则选择的试剂为 。
(3)若用装置E收集二氧化碳,验满时,应将燃着的木条置于装置E的 (填“a”或“b”)处。
(4)装置B、C均可以用作实验室制取氢气的发生装置,两者相比,装置C的优点是 。
7.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)如图所示的是实验室常用的制备气体的实验装置,根据要求回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)请指出装置C中存在的一处错误 。
(3)装置B与改正错误后的装置C相比,作发生装置的优点是 。
(4)改正上述装置图中存在的错误,在实验室中制取并收集干燥的二氧化碳。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先 (填实验操作),再装入试剂,进行实验。所选装置的连接顺序为 (从左到右填写装置序号字母)。
(5)实验室利用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为 。
(6)若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集氢气时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
通关02 气体的净化
8.(2025·河北邢台·一模)用浓硫酸配制稀硫酸并在实验室里制取一瓶干燥的氢气,下图所示实验操作正确的是
A.稀释浓硫酸 B.制氢气
C.干燥氢气 D.收集氢气
9.(2025·山东泰安·二模)下图是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,下列说法错误的是
A.实验室制取氧气和二氧化碳均可使用装置②作为发生装置
B.实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③,气体从导管b进入
C.实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④,气体从导管c进入
D.实验室收集的氧气和二氧化碳,均可按如图⑤临时存放
10.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
11.(2025·海南·一模)氯气常温常压下为黄绿色,具有强烈刺激性气味的剧毒气体,密度比空气大,可溶于水,难溶于饱和食盐水。实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,其操作步骤是:选择药品→发生装置→除杂干燥装置→收集装置→尾气处理装置。根据以上信息和下列装置图回答有关问题:
(1)实验室制取氯气应选用的发生装置是 (选填字母)。
(2)制取氯气的发生装置与D的导管相连,可获得较纯净和干燥的氯气,饱和食盐水的作用是 。
(3)F装置是用来收集氯气的,但导管未画完整。请将F中的导管补画完整 。
12.(2025·安徽安庆·模拟预测)结合以下实验装置图回答有关气体制取和性质的问题:
已知:二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应。
(1)仪器a的名称是 。
(2)收集一瓶二氧化碳气体,装置的正确连接顺序是B→ → →F,F装置收集二氧化碳气体时应 口进气。
(3)实验室制取气体前需对装置进行 检查。当出现以下现象时,试管内气体压强由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)
13.(2026·重庆·一模)下列是初中化学实验中,一些常用于制备和收集气体的装置。请按要求填空:
(1)图中仪器X的名称是 。
(2)I.装置B可以用于实验室制备二氧化碳气体,该反应的化学方程式为 。
II.用B装置进行实验操作时,液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处。
(3)I.用AE装置可得到干燥的O2,所选择的导管口连接顺序应为:①→______→______→
II.如果用D装置收集产生的O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“ ④”或“ ⑤”)处。
(4)图F是用“碎碎冰”软塑料管自制的气体发生装置,利用该装置来制取CO2气体,药品加入完毕后(药品量如图F),为了使反应发生,接下来的操作是 。
14.(2025·河南驻马店·三模)利用下列装置进行实验,请回答:
(1)请写出A装置内反应的化学方程式。
(2)将ABF连接进行实验,观察到F中干燥试纸不变色,湿润试纸变红。该现象能否证明二氧化碳与水发生了反应,为什么?
(3)要制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳,所选装置的导管接口从左到右的正确连接顺序为:a接 、 接 、 接 。
1.(2023·广西桂林·一模)实验室制取气体所需的部分装置如下图所示,请回答问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取氢气常选用的试剂为 。若用B装置制取氢气,反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)。
(3)实验室制取二氧化碳发生反应的化学方程式为 ,选择发生装置时,C装置相对于B装置具有的显著优点是 。
(4)用G装置收集二氧化碳,验满方法是 。
(5)氨气(NH3)在工农业生产中具有广泛的应用。常温时,NH3极易溶于水,密度比空气小且不与空气中的成分发生反应,实验室里常用加热氢氧化钙和氯化铵组成的固体混合物的方法制取NH3,则应选择的发生装置和收集装置是 (在A—F选择)。
2.(2025·内蒙古·模拟预测)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)标号a的仪器名称是 。
(2)选用B、D装置制取氢气的化学方程式为 。
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2,可选择发生装置 (填字母代号)。若用G装置收集SO2,气体应从 端(填“m”或“n”)进入。制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择 (填字母代号)装置进行尾气处理。
3.(2025·河北廊坊·二模)化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。
(1)写出仪器X的名称 。
(2)实验室用B装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,但图中该装置存在的一处错误是 。制取氢气时选用A装置,其优点是 。
(3)实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取甲烷,已知甲烷气体的密度比空气小,且难溶于水,则制取并收集甲烷可以选用的装置组合为 (填字母序号)。
(4)实验室制得的二氧化碳气体中常含有杂质,为了得到纯净干燥的二氧化碳气体,除杂装置F和G的导管气流方向连接顺序正确的是 (填字母序号)。
A.a→b→c→d B.b→a→d→c C.c→d→a→b D.d→c→b→a
4.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)实验室利用如图所示装置进行相关实验,请回答下列问题。
(1)可在B装置中加入块状石灰石和稀盐酸制取CO2
①仪器a的名称是 , 仪器b的名称是 。
②打开活塞K,经长颈漏斗向试管中缓慢加入稀盐酸,溶液至浸没块状石灰石,立即产生CO2,写出此反应的化学方程式 。
③收集完气体后,应 (填操作),液体被压入长颈漏斗,试管内液面降至多孔隔板以下反应停止。
(2)①C装置用铂丝(可上下移动)作催化剂。安全管(上下开口的玻璃管,用于检测装置内压强变化)下端浸没于H2O2溶液中,将铂丝插入溶液,立即产生O2,该反应的化学方程式为 。
②若烧瓶内压强过大,安全管中液面会快速上升,当出现上述现象时,应采取的措施是 。
(3)实验室常用加热固体氯化铵与熟石灰混合物的方法制取氨气(NH3), 该气体密度小于空气,且极易溶于水。
①在实验室通风橱中,用上述方法制取并收集氨气,应该选择的仪器组合是 (填装置下方的字母)。
②由于水吸收氨气形成的溶液显碱性,将湿润红色石蕊试纸放在瓶口,当观察到 可知氨气收满。
5.(2025·海南·一模)氯气常温常压下为黄绿色,具有强烈刺激性气味的剧毒气体,密度比空气大,可溶于水,难溶于饱和食盐水。实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,其操作步骤是:选择药品→发生装置→除杂干燥装置→收集装置→尾气处理装置。根据以上信息和下列装置图回答有关问题:
(1)实验室制取氯气应选用的发生装置是 (选填字母)。
(2)制取氯气的发生装置与D的导管相连,可获得较纯净和干燥的氯气,饱和食盐水的作用是 。
(3)F装置是用来收集氯气的,但导管未画完整。请将F中的导管补画完整 。
6.(2024·山东济宁·中考真题)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器m的名称是 ,仪器n的名称是 ;
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a- -de(从左到右填写接口字母)组装实验装置;
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 ;
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
1.(2025·江苏镇江·中考真题)用双氧水和制取并回收,下列操作不正确的是
A.装 B.制取
C.收集 D.过滤
2.(2025·四川宜宾·中考真题)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2,进而制得O2。实验小组利用此原理,自制简易供氧器(如图)制取O2。下列说法错误的是
A.使用前应检查装置气密性 B.I中的二氧化锰起催化作用
C.Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D.该装置不能控制产生O2的快慢
3.(2025·宁夏·中考真题)在实验室利用图中提供的仪器制备气体,根据要求回答下列问题。
(1)组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是 (填序号),写出该反应的化学方程式 。
(2)收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,理由是 。
4.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
5.(2025·甘肃兰州·中考真题)化学实验是化学学习的基础和保证。回答问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ,若要用B装置所示收集氧气,请在虚线框内补充画出图中其他部分 。
(3)图C是某制氧装置的工作示意图,反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。
A.反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液
B.加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质
C.设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
(4)离子浓度越大,电导率越大,溶液导电性越强。进行图甲实验,测得烧杯中溶液电导率变化如图乙所示。
图甲锥形瓶中发生的化学方程式为 ,从微观角度解释图乙中ab段电导率下降的原因 。
6.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验室制取气体的部分装置如下图所示,请回答下列问题:
(1)请写出标号仪器的名称:a 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为 。
当用装置F收集时,发现水槽内的水变成紫色,其原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时可选择装置B或C作发生装置。与装置B相比,装置C的优点是 。
(4)要组装一套实验室制取二氧化碳的装置,可从A~F中选择 (填字母序号)。若用装置G测量生成二氧化碳气体的体积,其中植物油的作用是 。
7.(2025·四川眉山·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳是初中化学学习的重要内容,据图回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳时发生反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
(3)为制取并收集纯净干燥的二氧化碳所选装置的正确连接顺序为 →F(从A-E中选择字母序号填空),验满时应将燃着的木条放在 (填“m”或“n”)导管口。
8.(2025·山东潍坊·中考真题)实验是科学探究的重要形式。跨学科实践活动小组对氧气和二氧化碳的制取与性质进行如下实验。回答下列问题:
任务一:氧气的制取与性质探究
(1)仪器①的名称是 ;在检查装置A的气密性时,若气密性良好,则导管末端先后出现的现象是 (选填图2中序号)。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气。
①配制36.0g溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液,需要量取30%的过氧化氢溶液(密度为1.1g/cm3)的体积是 mL。
②用图1所示装置制取并收集一瓶纯净的氧气,应选择的实验装置组合为 (填序号),发生装置内反应的化学方程式是 。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进装置。向生石灰中滴加水,一段时间后,试管内的白磷开始燃烧,待反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹,观察到注射器的变化是 。
任务二:二氧化碳自动补给装置的制作
(4)小组同学设计了水草鱼缸的二氧化碳自动补给装置如图4所示。下列说法错误的是_______(填序号)。
A.乙瓶中的水既可以净化二氧化碳,也可以观察二氧化碳的产生速率
B.乙瓶中溶液的pH逐渐增大
C.为使水草更好地生长,导管口应置于水草鱼缸内“2”处
D.在光照下,水草鱼缸内能实现动植物生存所需要的碳氧循环
9.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)实验室现有高锰酸钾、稀盐酸、大理石、澄清石灰水及相关仪器和用品,请回答问题:
Ⅰ实验室制取气体:
(1)实验室用上述药品制取较为纯净的氧气应选择的装置是 和 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(2)利用上述所给装置制取二氧化碳,操作步骤有:
注入稀盐酸
试管里放入几小块大理石
连接装置并固定在铁架台上
检查装置气密性
收集气体
正确的排序为: (填字母)。
(3)检查装置气密性的现象如上述图所示,说明该装置的气密性 。用装置收集二氧化碳,验满时应将 (填“燃着”或“带火星”)的小木条放到集气瓶口。
(4)实验室用上述药品制取二氧化碳,发生反应的化学方程式为 ,用装置检验该气体时,会观察到澄清石灰水变 。
Ⅱ拓展实验:
(5)利用图和图分析,在反应结束后测量氢气体积时,为了减小误差,读数时要注意:
①要保持型装置左右液面相平;
②应在 (填“”或“”或“”)时读取数值;
③读数时视线与凹液面的 保持水平。(图中部分夹持装置已略去,且实验过程中型装置内水不会溢出)
10.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器,请回答下列问题。
(1)在装置A中使用仪器①时的注意事项是 。
(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 。如果要控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是 (填字母)。
(3)实验室用装满水的E装置收集氧气。应从导管口 (填“a”或“b”)输入气体。
(4)若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气,收集的氢气往往不纯,其中含有的杂质是 (填物质名称),想要得到纯净的氢气,则连接仪器的顺序是A→ → →C。
(5)用A、D装置制取氧气,由于药品不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,接下来应如何操作 。
11.(2024·四川广元·中考真题)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)标号a的仪器名称是 。
(2)选用A、D装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2,可选择发生装置 (填字母代号)。若用G装置收集SO2,气体应从 端(填“m”或“n”)进入。制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择 (填字母代号)装置进行尾气处理。
12.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)实验室有下列实验用品:高锰酸钾、锌粒、大理石、稀盐酸、稀硫酸及相关仪器等。请回答下列问题:
I.实验室制取气体
(1)仪器k的名称是 。
(2)实验室加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ;组装装置B时,有如下操作:在装有少量高锰酸钾的试管口放一团棉花后,用带有导管的橡胶塞塞紧试管口时,试管口应略向 (填“上”或“下”)倾斜。
(3)用装置E收集二氧化碳时,应将气体从导管 (填“m”或“n”)口导入。
II.性质实验
(4)同学们利用收集的氧气进行了铁丝燃烧实验,有的小组铁丝未燃烧。各小组间交流后,对失败原因进行如下梳理,请结合实际实验情况分析并完善下图:
III.改进实验
实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气可选用装置A,但为了能控制反应随时发生或停止,同学们对装置A进行了改进(如图)。
(5)用该装置制取并收集一小试管氢气,部分操作是:①注入稀硫酸,②检查装置气密性,③加入锌粒。这几步操作的先后顺序相对合理的是 (填字母)。
a.③②① b.②①③ c.②③①
(6)使反应暂停的具体操作是 ;使反应开始到反应暂停过程中,长颈漏斗的作用是 。
13.(2025·山东日照·中考真题)下列装置是、、三种气体的实验室制取和收集装置,回答下列问题。说明:分液漏斗可以通过活塞控制液体的流量。
(1)仪器①的名称是 。
(2)A~D四个装置都能用于制取同一种气体,写出用装置A制取该气体的化学方程式: 。
(3)在上述制取气体装置中,中间过程可以添加液体试剂的装置是 (填字母)。
(4)制取密度最小的气体可用 (填字母)装置来收集。
(5)用装置E收集气体,验满的方法是 。
(6)下列说法错误的是_______(填字母)。
A.用装置A制取气体,试管口略向下倾斜
B.用装置C制取气体,长颈漏斗下端插入液面以下
C.用装置G收集气体,导管口有气泡放出时立即收集
D.用装置A、G制取并收集气体,结束时先撤导管再熄灭酒精灯
14.(2024·四川德阳·中考真题)化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置,图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I.根据图1回答下列问题:
(1)写出装置A中任意一种仪器的名称: 。
(2)实验室制取CO2的装置可选择 (填标号)来组装,发生装置中反应的化学方程式为 。
II.根据图2回答下列问题:
(3)若试剂甲为MnO2,根据所学知识选择试剂乙,反应仓中产生O2的化学反应原理是 (用化学方程式表达)。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 (填标号)。
a.吸收杂质提纯O2
b.观察O2产生的速率
c.加快O2的生成
d.保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 (填具体操作)。
15.(2024·山东济宁·中考真题)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器m的名称是 ,仪器n的名称是 ;
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a- -de(从左到右填写接口字母)组装实验装置;
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 ;
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
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主题五 科学探究与化学实验
专题16 常见气体的制取与净化
目 录
01·趋势领航练 2
02·考点通关练 10
基础通关 10
通关01 气体的制取 10
通关02 气体的净化 16
能力通关 22
03·真题诊断练 29
1.【灭火器与化学知识融合】如图是某同学设计的简易灭火器,塑料瓶中盛放小苏打,通过注射器注入稀盐酸,利用反应生成的二氧化碳达到灭火的目的,下列说法中错误的是
A.实验前关闭弹簧夹,向下推动注射器活塞,松手后活塞弹回原处说明气密性良好
B.利用该装置可以控制产生二氧化碳的速率
C.该反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
D.生成的CO2能扑灭蜡烛火焰的原因是CO2隔绝了空气
【考查新角度】灭火器是化学知识在现实生活中的典型应用,将初中化学中的反应原理、物质性质与安全教育相结合,能帮助学生更深刻地理解“化学源于生活,服务于生活”的核心理念。
【答案】C
【详解】A、实验前关闭弹簧夹,向下推动注射器活塞,松手后活塞弹回原处说明气密性良好,A正确;
B、该装置用注射器加入稀盐酸,可以通过注射器控制液体药品的滴加速度,从而控制反应速率,控制产生气体的速率,B正确;
C、小苏打指的是碳酸氢钠,该反应为碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为,C错误;
D、CO2密度比空气大,且不可燃不助燃,所以生成的CO2能扑灭蜡烛火焰的原因是CO2隔绝了空气,D正确;
故选C。
2.【跨学科实践活动与化学知识融合】化学学习小组开展学科实践活动,利用塑料瓶、注射器、吸管、输液管等设计并制作简易供氧器,简易供氧器中的固体药剂是A和B,A是过碳酸钠,它是一种白色固体,遇水会分解生成和,B是催化剂,反应放出热量。下列说法不正确的是
A.甲装置是反应仓,乙装置是洗气仓 B.乙中的水有降温的作用
C.供氧器中的固体B一定是二氧化锰 D.通过乙装置可以观察氧气产生的速率
【考查新角度】利用生活中的废弃用品,自制简易供氧器,活学活用,考查制备氧气的基本原理。
【答案】C
【详解】A、过碳酸钠遇水分解产生氧气,甲装置中放置固体药剂 A 和 B 以及水,是反应发生的地方,即反应仓;乙装置中装有水,气体从其中通过,可除去杂质等,是洗气仓,该选项说法正确,不符合题意;
B、已知该反应放出热量,乙中的水可吸收热量,从而起到降温的作用,该选项说法正确,不符合题意;
C、催化剂能改变化学反应速率,在过氧化氢分解制氧气的反应中,常用二氧化锰作催化剂,但催化剂不唯一,其他如氧化铜、氧化铁等也可作为过氧化氢分解的催化剂,所以供氧器中的固体 B 不一定是二氧化锰,该选项说法错误,符合题意;
D、氧气从乙装置的水中通过会产生气泡,通过观察气泡产生的速率,可以间接观察氧气产生的速率,该选项说法正确,不符合题意。
故选C。
3.【装置拓展与改进】兴趣小组用输液袋、注射器和三通阀等设计了一体化装置并进行实验。装置如图3。
①当a处于“”状态时,试管1中的现象为 。
②当a处于“”且b处于“”状态时,试管2中溶液变红的原因为 。
③当a、b均处于 (填字母)状态时,可用输液袋2收集二氧化碳。
A. B.
【考查新角度】利用生活中的废弃用品,设计一体化装置,综合考查运用知识设计实验方案,环保又有趣。
【答案】 澄清石灰水变浑浊 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性 B
【详解】
①二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,当a处于“”状态时,二氧化碳进入到试管1中,试管1中的现象为澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
②当a处于“”且b处于“”状态时,二氧化碳进入到试管2中,试管2中溶液变红的原因为二氧化碳与水发生反应生成碳酸,碳酸显酸性,故填:二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性;
③用输液袋2收集二氧化碳时,a、b应均处于“”状态,便于气体通入输液袋2。
故选B。
4.【石油化工技术与化学知识融合】中国石化“油转化”技术试验成功,实现了直接将原油转化为乙烯、丙烯等化学产品。乙烯(C2H4)是一种无色、稍有气味的气体,密度比空气略小,难溶于水,实验室里可以利用加热乙醇和浓硫酸混合液(体积比为1:3)的方法制取乙烯。以下是气体制取的相关装置图。
①实验室制取乙烯,可以选择的发生装置和收集装置是 (填字母)。
②由于反应过程中会有副反应发生,产生CO2和SO2气体等杂质,如果要收集一瓶较纯净的乙烯气体,装置的连接顺序为a接 , 接 , 接 。
③如果要检验G瓶中氢氧化钠溶液是否反应完,请简单设计实验验证(写出实验的步骤、现象和结论) 。
④如果不考虑任何副反应的发生,在浓硫酸的催化下,乙醇全部分解为乙烯气体和水,要制取140g乙烯,理论上需要乙醇的质量 。
【考查新角度】石油化工技术与初中化学知识的融合,将复杂的工业生产过程与基础化学原理相结合,帮助学生理解化学在现实工业中的应用。这种跨学科融合考查,不仅能提升课堂的实用性,也能增强对“化学服务于社会”的认知。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2) 无污染 清除可燃物
(3) BE/EB e d b c f 加入足量的氯化钡溶液,过滤,向滤液中滴入酚酞试液,若变红则说明氢氧化钠有剩余,若不变色则说明氢氧化钠溶液完全反应 解:设乙醇的质量为根据碳原子守恒可知
答:理论上需要乙醇的质量为230g。
【详解】(1)石墨烯和金刚石都由碳元素组成,但它们的碳原子排列方式不同导致性质不同,故填:碳原子排列方式不同;
(2)①氢气燃烧后生成的是水,无污染,故填:无污染;
实验室制取氢气的原理是锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:;
③熄灭主火炬时关闭阀门,停止提供可燃物,依据的灭火原理是:清除可燃物;
(3)①根据题意制取乙烯的药品是乙醇和稀硫酸,都是液体,条件是加热,因此选用液体加热型即装置B,由于乙烯密度比空气略小,与空气密度较为接近(相对分子质量为28)不易使用排空气法收集,难溶于水可用排水法收集,故填:BE;
②二氧化碳和二氧化硫都能与氢氧化钠反应而被吸收,故先通入装有氢氧化钠溶液的试剂瓶即装置G,先通e再从d导出,然后再通入澄清石灰水检验是否除尽即装置F先通入b再从c导出,最后连接f,故填:e;d;b;c;f;
③由于二氧化碳和二氧化硫与氢氧化钠反应后生成了碳酸钠和亚硫酸钠,二者均显碱性影响氢氧化钠的检验,故先加入足量的氯化钡溶液,过滤,向滤液中滴入酚酞试液,若变红则说明氢氧化钠有剩余,若不变色则说明氢氧化钠溶液完全反应;
④见答案。
5.【气体的制取、除杂、检验及性质验证的综合探究】某化学兴趣小组的同学进行了气体的制取,除杂、检验及性质验证的探究。
(1)实验一:如图1是实验室常用的几种实验装置,请回答下列问题:
①写出实验室用AE装置组合制取某种气体的化学方程式 ,用E装置收集该气体,气体从 (填“a”或“b”)端进入。
②实验室制取的CO2中常含有少量杂质气体会干扰F实验的目的。为排除干扰,除去该杂质并检验是否除净,将混合气体依次通过上述装置 (填序号),再进入F装置:F装置内产生的现象为 。
实验二:日常生活中使用的塑料袋,有的是用聚乙烯制成的,有的是用聚氯乙烯制成的。小组同学对包装食品的塑料袋进行探究,以验证其成分。
查阅资料:聚乙烯燃烧生成二氧化碳和水;聚氯乙烯燃烧生成二氧化碳、水和氯化氢。
③装置B的作用是 。
④按装置进行试验,在实验过程中,D、F产生明显现象,E无明显现象发生,说明塑料袋的成分是 。连接实验仪器时,能否将D、E位置进行交换,理由是 。
(2)学习了金属铝的化学性质,某兴趣小组对铝与水能否发生化学反应进行了如下探究。
①小明将铝粉加入到盛有冷水的试管中,加热至沸腾,没有观察到明显的现象。但先将水煮沸后再加入铝粉产生了少量白色沉淀。依据氧气的溶解度随温度的升高而减小的性质,小明认为在冷水中加入铝粉后进行加热,没有明显现象的原因是 。
②将铝粉加入到盛有冷水的试管中,加热至沸腾,滴入几滴氯化钠溶液,观察到有少量白色沉淀产生。为什么滴入氯化钠溶液后铝就能和水发生反应了?
小明猜想:可能是氯化钠溶液中的Na+促进了铝和水的反应:
小洪猜想: 。
请你设计实验,验证小明的猜想不成立。
实验操作
实验现象和结论
,则小明的猜想不成立。
【考查新角度】初中化学中,气体的制取、除杂、检验及性质验证是实验探究的核心内容,主要围绕氧气(O₂)、氢气(H₂)、二氧化碳(CO₂)以及一氧化碳(CO)等常见气体展开。
【答案】 或 b D、B 紫色石蕊试液变红色 干燥氧气(或吸收水分) 聚乙烯 不能,如果将D、E位置交换,气体经过E装置时,会带出水,无法检验反应是否有水生成(其它合理答案均可得分) 温度低冷水中氧气较多,铝被氧气氧化,表面形成氧化铝保护膜,在加热至沸腾后,铝无法与水接触发生反应 氯化钠溶液中的氯离子促进了铝和水的反应, 将铝粉加入盛有冷水的试管中,加热至沸腾,滴入几滴硫酸钠(硝酸钠)溶液 无明显现象
【详解】(1)①A、E组合制取气体,属于固液常温型,且生成的气体难溶于水,可能是氧气或氢气,如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气;用E装置收集气体时,气体的密度比水小,短进长出,故从b端进入,故填:或;b;
②为排除干扰,除去该杂质并检验是否除净,要先通过饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,再通过硝酸银溶液检验氯化氢除净,因此将混合气体依次通过上述装置DB,然后进入F装置;碳酸氢钠和氯化氢反应生成氯化钠、水和二氧化碳,F装置内二氧化碳和水反应生成的碳酸使紫色石蕊试液变红,故答案为:D、B;紫色石蕊试液变红色;
③过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,生成的氧气中混有水,装置B的作用是干燥氧气(或吸收水分),故填:干燥氧气(或吸收水分);
④在实验过程中,D、F产生明显现象,说明生成了水和二氧化碳,E无明显现象发生,说明气体中不含氯化氢,说明塑料袋的成分是聚乙烯;故填:聚乙烯;
不能,如果将D、E位置交换,气体经过E装置时,会带出水,无法检验反应是否有水生成(其它合理答案均可得分),故填:不能,如果将D、E位置交换,气体经过E装置时,会带出水,无法检验反应是否有水生成(其它合理答案均可得分);
(2)①温度低冷水中氧气较多,铝被氧气氧化,表面形成氧化铝保护膜,在加热至沸腾后,铝无法与水接触发生反应,故填:温度低冷水中氧气较多,铝被氧气氧化,表面形成氧化铝保护膜,在加热至沸腾后,铝无法与水接触发生反应;
②氯化钠溶液中由钠离子和氯离子、水分子,小明的猜想是钠离子,就剩下氯离子,故猜想氯化钠溶液中的氯离子促进了铝和水的反应,故填:氯化钠溶液中的氯离子促进了铝和水的反应,
【设计实验】则小明的猜想不成立,氯化钠溶液中的钠离子不能促进了铝和水的反应,选用加入的溶液中阳离子只能含有钠离子但是阴离子不能含有氯离子,将铝粉加入盛有冷水的试管中,加热至沸腾,滴入几滴硫酸钠(硝酸钠)溶液;无明显现象,则猜想1不成立。
故填:将铝粉加入盛有冷水的试管中,加热至沸腾,滴入几滴硫酸钠(硝酸钠)溶液;无明显现象。
6.【装置拓展与改进】二氧化碳的制取
(5)化学实验室一般用块状石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,但制出的二氧化碳中常混有氯化氢气体。在老师指导下,某化学兴趣小组将该实验进行了优化,改用块状石灰石和稀硫酸制取二氧化碳并测定石灰石中碳酸钙的含量(实验装置见图1)。
①实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式为 。
②若不改变温度,整套装置气密性的检查方法是 。
③加入足量稀硫酸后,反应一段时间后即停止。同学们经查阅资料,发现当反应停止后再加入氯化铵溶液,又能继续产生气泡,采用该方法,可使块状石灰石与足量稀硫酸充分反应。请推测加入氯化铵溶液的作用是 。
(6)该小组在收集二氧化碳时,又对能不能用排水法收集二氧化碳进行了探究。
实验设计与操作:在通常状况下分别测定排空气法和排水法收集的气体中氧气的体积分数,从而得到二氧化碳的体积分数。
用氧气测量仪测得收集的气体中氧气体积分数随时间的变化关系如图2(起始时氧气的体积分数都以21%计),则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是 (填“排空气”或“排水”)法,两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差值是 。
(7)你认为二氧化碳 (填“能”或“不能”)用排水法收集。
【考查新角度】实验室制取二氧化碳是初中化学的重要基础实验,而通过拓展实验可以加深学生对反应原理、装置设计及气体性质的理解。
【答案】
(5) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 连接好仪器,向右拉注射器活塞,松手后,若一段时间后注射器活塞回到原处,说明气密性良好 氯化铵溶液可以促进硫酸钙的溶解,使石灰石和稀硫酸可以继续反应
(6) 排水 15.7%
(7)能
【详解】
(5)①实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石主要成分碳酸钙,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↑。
②若不改变温度,整套装置气密性的检查方法是连接好仪器,向右拉注射器活塞,松手后,若一段时间后注射器活塞回到原处,说明气密性良好。
③加入足量稀硫酸后,反应一段时间后即停止说明生成的硫酸钙阻止了反应进行,当加入氯化铵溶液,又能继续产生气泡,说明氯化铵溶液能将微溶旳硫酸钙溶解,不再阻止反应的进行,故氯化铵的作用是可以促进硫酸钙的溶解,使石灰石和稀硫酸可以继续反应。
(6)用排水法收集的二氧化碳中含有氧气的体积分数为2.5%,则空气的含量为:,所以二氧化碳的含量为100%﹣11.9%=88.1%,用向上排空气法收集二氧化碳中含有氧气的体积分数为5.8%,则空气的含量为:,所以二氧化碳的含量为100%﹣27.6%=72.4%,则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法;
两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数的差为:88.1%﹣72.4%=15.7%。
(7)由实验数据分析,二氧化碳能用排水法收集。
通关01 气体的制取
1.(2025·广东佛山·三模)下列能用如图装置成功达到实验目的是
A.H2O2溶液与MnO₂制取O2 B.块状石灰石与稀硫酸反应制取CO2
C.Zn与稀硫酸反应制取H2 D.该装置能“随开随关”制取气体
【答案】A
【详解】A、该装置为固液不加热型发生装置和向上排空气法收集装置的组合。H2O2溶液与MnO2制取O2,反应不需要加热,属于固液常温型反应,且氧气的密度比空气大,能用向上排空气法收集,A正确。
B、石灰石与稀硫酸反应制取CO2,生成的硫酸钙微溶于水,会覆盖在石灰石表面,阻止反应的进一步进行,不能持续制取二氧化碳,B错误。
C、Zn与稀硫酸反应制取H2,反应不需要加热,属于固液常温型反应,但氢气的密度比空气小,应该用向下排空气法收集,而图中是向上排空气法,C错误。
D、该装置中固体放在锥形瓶中,液体从长颈漏斗加入,当关闭开关时,气体无法将液体压回长颈漏斗,不能实现固液分离,不能“随开随关”制取气体,D错误。
故选A。
2.(2025·重庆·三模)用固体制取氧气的实验中,操作正确的是
A.取用药品 B.加热药品
C.氧气验满 D.收集氧气后的放置方式
【答案】D
【详解】A、取用高锰酸钾粉末状药品时,试管倾斜,用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,错误;
B、加热试管中的固体,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水倒流使试管炸裂,错误;
C、氧气具有助燃性,氧气验满时,应将带火星的木条放在集气瓶瓶口处,若木条复燃,则证明气体已收集满,图中操作是木条伸入瓶中,错误;
D、氧气密度大于空气,收集氧气后的放置方式是瓶口朝上,并盖上玻璃片,正确。
故选D。
3.(2025·湖南郴州·一模)实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气,下列装置不适用于制取氢气的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,氢气密度比空气小且难溶于水,可采用向下排空气法或排水法收集;
A、该发生装置为固体加热型发生装置,不适用于制取氢气,符合题意;
B、该发生装置为固液常温型发生装置,收集装置为排水集气装置,适用于制取氢气,不符合题意;
C、该发生装置为固液常温型发生装置,收集装置为向下排空气集气装置,适用于制取氢气,不符合题意;
D、该发生装置为固液常温型发生装置,收集装置为注射器,适用于制取氢气,不符合题意。
故选:A。
4.(2025·安徽淮南·一模)如图是实验室常见的仪器,请回答下列问题。
(1)写出仪器B的名称: 。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取的化学方程式为 ,实验室可用 (填化学式)溶液检验。
(3)若要测量产生的体积,可选择的仪器组合是 (填字母序号)。
【答案】(1)量筒
(2)
(3)/
【详解】(1)根据图像,仪器B是量筒。
(2)石灰石(主要成分CaCO3)和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为;
实验室用澄清石灰水检验CO2,因为CO2能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水是氢氧化钙溶液,氢氧化钙的化学式为Ca(OH)2。
(3)测量产生O2的体积,可通过排水法,将装满水的量筒放入水槽,量筒中排出水的体积即为O2的体积,使用的仪器是BCH;也将O2从短管通入装满水的集气瓶,水从长管排入量筒中,通过量筒中水的体积确定O2的体积,使用的仪器是ABDFGI。
5.(2025·内蒙古赤峰·模拟预测)如图为实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答问题。
(1)请写出实验室选用装置A制取O2的化学方程式为 。
(2)用装置C收集H2,应从装置C的 (填“m”或“n”)端口通入H2,在导管口点燃氢气前需要先 。
(3)乙炔是一种无色、无味、密度比空气略小,难溶于水的气体。实验室常用电石与饱和食盐水制取乙炔,该反应的原理是固体电石(CaC2)与饱和食盐水中的水剧烈反应生成乙炔(C2H2)气体和氢氧化钙,请写出该反应的化学方程式: 。若用装置B制取乙炔,为控制反应速率,需要对装置B的改进是 。
【答案】(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2) n 验纯
(3) CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2 将长颈漏斗换成分液漏斗
【详解】(1)A装置适用于固体加热反应制取氧气,且试管口有一团棉花,故适用于高锰酸钾加热制取氧气,即高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,故填:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;
(2)氢气的密度比空气小,先在集气瓶上方聚集,用装置C收集H2,应从装置C的n端口通入H2;氢气是可燃性气体,为防止发生爆炸,在导管口点燃氢气前需要先验纯,故填:n;验纯;
(3)固体电石(CaC2)与饱和食盐水中的水剧烈反应生成乙炔(C2H2)气体和氢氧化钙,反应的化学方程式为CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2;若用装置B制取乙炔,为控制反应速率,需要对装置B的改进是将长颈漏斗换成分液漏斗,分液漏斗能控制液体滴加的量,从而控制反应的速率,故填:CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2;将长颈漏斗换成分液漏斗。
6.(2025·湖南湘西·模拟预测)下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置,回答下列问题:
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)用装置A作为制取氧气的发生装置,则选择的试剂为 。
(3)若用装置E收集二氧化碳,验满时,应将燃着的木条置于装置E的 (填“a”或“b”)处。
(4)装置B、C均可以用作实验室制取氢气的发生装置,两者相比,装置C的优点是 。
【答案】(1)集气瓶
(2)高锰酸钾/KMnO4
(3)b
(4)可以控制反应的发生和停止
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称是:集气瓶;
(2)用装置A作为制取氧气的发生装置,A装置适用于固体加热反应制取气体,且试管口有一团棉花,适用于加热高锰酸钾制取氧气,则选择的试剂是高锰酸钾;
(3)若用装置E收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,应从a端通入,验满时,应将燃着的木条置于装置E的b端,木条熄灭,说明已经集满;
(4)装置B、C均可以用作实验室制取氢气的发生装置,两者相比,装置C可将固体置于有孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止。
7.(2025·黑龙江齐齐哈尔·三模)如图所示的是实验室常用的制备气体的实验装置,根据要求回答下列问题。
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)请指出装置C中存在的一处错误 。
(3)装置B与改正错误后的装置C相比,作发生装置的优点是 。
(4)改正上述装置图中存在的错误,在实验室中制取并收集干燥的二氧化碳。按照要求选择实验装置,连接仪器后,先 (填实验操作),再装入试剂,进行实验。所选装置的连接顺序为 (从左到右填写装置序号字母)。
(5)实验室利用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为 。
(6)若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集氢气时,气体从 (填“a”或“b”)端通入。
【答案】(1)锥形瓶
(2)长颈漏斗底部没有插入液面以下
(3)能控制反应速率
(4) 检查装置的气密性 CGD/BGD
(5)
(6)b
【详解】(1)由图可知,仪器①为锥形瓶;
(2)装置C的错误是长颈漏斗下端未伸入液面以下,会导致生成的气体从长颈漏斗逸出;
(3)装置B中注射器可以控制液体滴入的速率,从而控制反应速率,产生平稳的气流;
(4)按照要求选择实验装置,连接仪器后,先检查装置的气密性,再装入试剂,防止因装置漏气,造成药品浪费;
实验室用大理石(或石灰石)与稀盐酸制取二氧化碳,应选用固液常温型发生装置,发生装置可选择B或C,G装置中的浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳,排空气法收集的气体较干燥,二氧化碳密度比空气大,最后可选择D向上排空气法收集,故所选装置的连接顺序为BGD或CGD;
(5)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下生成水和氧气,方程式为:;
(6)若把G装置中的浓硫酸换成水并盛满,用来收集氢气,由于气体密度比水小,则气体应该从短管b端通入。
通关02 气体的净化
8.(2025·河北邢台·一模)用浓硫酸配制稀硫酸并在实验室里制取一瓶干燥的氢气,下图所示实验操作正确的是
A.稀释浓硫酸 B.制氢气
C.干燥氢气 D.收集氢气
【答案】D
【详解】A、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,该选项操作错误;
B、在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,不能与稀硫酸反应制取氢气,通常使用锌与稀硫酸反应制取氢气,该选项操作错误;
C、用浓硫酸干燥氢气时,应遵循 “长进短出” 原则,以使气体与浓硫酸充分接触,即氢气应从长导管通入,短导管排出,该选项操作错误;
D、氢气难溶于水,可用排水法收集,该选项操作正确。
故选D。
9.(2025·山东泰安·二模)下图是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,下列说法错误的是
A.实验室制取氧气和二氧化碳均可使用装置②作为发生装置
B.实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③,气体从导管b进入
C.实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④,气体从导管c进入
D.实验室收集的氧气和二氧化碳,均可按如图⑤临时存放
【答案】B
【详解】A、装置②适用于固体和液体在常温下反应制取气体。实验室制取氧气可以用过氧化氢溶液和二氧化锰,在常温下反应,发生装置可用②;实验室制取二氧化碳用大理石(或石灰石)与稀盐酸,也是在常温下反应,发生装置也可用②,该选项说法正确,不符合题意;
B、氧气和二氧化碳的密度都比空气大,收集氧气和二氧化碳用向上排空气法,应该是气体从导管a进入,将空气从导管b排出,而不是从导管b进入,该选项说法错误,符合题意;
C、浓硫酸具有吸水性,可干燥氧气和二氧化碳。用装置④干燥气体时,应遵循 “长进短出” 的原则,即气体从导管c进入,使气体与浓硫酸充分接触进行干燥,该选项说法正确,不符合题意;
D、氧气和二氧化碳的密度都比空气大,收集后可正放在桌面上临时存放,图⑤是正放,该选项说法正确,不符合题意。
故选B。
10.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) B 未在试管口塞一团棉花 不易溶于水且与水不反应 导管口气泡连续均匀冒出
(3) a
(4)溶液变红
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:锥形瓶;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B;
用高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,故错误是:未在试管口塞一团棉花;
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:;
若使用C装置,即排水法收集氧气,说明氧气不易溶于水,且与水不反应;
当观察到导管口气泡连续均匀冒出时,开始收集气体,因为一开始排出的是装置内的空气;
(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,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从a导管口通入,这样干燥的比较充分;
(4)向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故现象是:溶液变红。
11.(2025·海南·一模)氯气常温常压下为黄绿色,具有强烈刺激性气味的剧毒气体,密度比空气大,可溶于水,难溶于饱和食盐水。实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,其操作步骤是:选择药品→发生装置→除杂干燥装置→收集装置→尾气处理装置。根据以上信息和下列装置图回答有关问题:
(1)实验室制取氯气应选用的发生装置是 (选填字母)。
(2)制取氯气的发生装置与D的导管相连,可获得较纯净和干燥的氯气,饱和食盐水的作用是 。
(3)F装置是用来收集氯气的,但导管未画完整。请将F中的导管补画完整 。
【答案】(1)A
(2)除去氯化氢气体
(3)
【详解】(1)实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,反应物为固体和液体,需要加热,应选用的发生装置是A;
(2)由于浓盐酸有较强的挥发性,生成的氯气中混有少量氯化氢,饱和食盐水不溶解氯气,能溶解氯化氢气体,故用饱和食盐水来吸收其中的氯化氢气体;
(3)氯气的密度比空气大,因此气体要从长管进入,如图:。
12.(2025·安徽安庆·模拟预测)结合以下实验装置图回答有关气体制取和性质的问题:
已知:二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应。
(1)仪器a的名称是 。
(2)收集一瓶二氧化碳气体,装置的正确连接顺序是B→ → →F,F装置收集二氧化碳气体时应 口进气。
(3)实验室制取气体前需对装置进行 检查。当出现以下现象时,试管内气体压强由大到小的顺序是 (用a、b、c表示)
【答案】(1)锥形瓶
(2) E D b
(3) 气密性 b>a>c
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是锥形瓶;
(2)实验室通常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应属于固液不加热型,发生装置可选B;盐酸具有挥发性,会使制得的二氧化碳中混有氯化氢,已知二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液,氯化氢能与碳酸氢钠溶液反应,故可用饱和碳酸氢钠溶液(装置E)吸收氯化氢;浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,可用浓硫酸(装置D)干燥二氧化碳;二氧化碳溶于水,密度比空气大,可用向上排空气法收集,故若要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体,装置的正确连接顺序是 B→E→D→F;
二氧化碳密度比空气大,用F装置收集二氧化碳气体时应b口进气;
(3)实验室制取气体前需对装置进行气密性检查,防止漏气;
a图:在检查装置气密性前,此时导管内液面与导管外液面持平,说明内外压强相等;b图:由于热量的传导,容器内部的气体温度会升高,气体受热膨胀,导致导管口有气泡冒出,此时导管内液面低于导管外液面,说明试管内部压强大于外界大气压(正压);c图:冷却后,容器内部的气体压力会减小,导致导管口出现倒吸现象,此时导管内液面高于导管外液面,说明试管内部压强小于外界大气压(负压),因此试管内气体压强由大到小的顺序是b> a>c。
13.(2026·重庆·一模)下列是初中化学实验中,一些常用于制备和收集气体的装置。请按要求填空:
(1)图中仪器X的名称是 。
(2)I.装置B可以用于实验室制备二氧化碳气体,该反应的化学方程式为 。
II.用B装置进行实验操作时,液面高度至少应该在 (填“a”或“b”)处。
(3)I.用AE装置可得到干燥的O2,所选择的导管口连接顺序应为:①→______→______→
II.如果用D装置收集产生的O2,验满时应将带火星的木条放在 (填“ ④”或“ ⑤”)处。
(4)图F是用“碎碎冰”软塑料管自制的气体发生装置,利用该装置来制取CO2气体,药品加入完毕后(药品量如图F),为了使反应发生,接下来的操作是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ a
(3) ⑥→⑦→④ ⑤
(4)挤压软塑料管
【详解】(1)由图可知,仪器X的名称是长颈漏斗,故填长颈漏斗。
(2)I.实验室制取CO2的反应是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
II.用B装置进行实验操作时,为防止气体沿长颈漏斗逸出,液面应该在长颈漏斗的管口以上,故填a。
(3)用AE装置可得到干燥的O2,发生装置接干燥装置再接收集装置,所选择的导管口连接顺序应为①→⑥→⑦→④;
氧气的密度比空气大,气体从长管进入,收集满后从短管排出,所以验满时将带火星的木条放在⑤处,故填⑤。
(4)药品加入完毕后,想要使反应发生时,接下来的操作是:挤压软塑料管,使液体药品液面上升浸没固体药品,故填:挤压软塑料管。
14.(2025·河南驻马店·三模)利用下列装置进行实验,请回答:
(1)请写出A装置内反应的化学方程式。
(2)将ABF连接进行实验,观察到F中干燥试纸不变色,湿润试纸变红。该现象能否证明二氧化碳与水发生了反应,为什么?
(3)要制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳,所选装置的导管接口从左到右的正确连接顺序为:a接 、 接 、 接 。
【答案】(1);
(2)不能,浓盐酸易挥发,可能是氯化氢使湿润试纸变红;
(3) e d b c f
【详解】(1)A装置内石灰石与浓盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳,化学化学方程式为,故填:;
(2)将ABF连接进行实验,B装置中浓硫酸作干燥剂,将气体中的水除去,进入F装置的气体为二氧化碳和少量氯化氢,但氯化氢溶于水形成的盐酸可以使石蕊变红,二氧化碳与水反应生成的碳酸也可以使石蕊变红,故不能证明二氧化碳与水发生了反应。
故填:不能,浓盐酸易挥发,可能是氯化氢使湿润试纸变红;
(3)用石灰石与浓盐酸制取二氧化碳时,浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,氯化氢溶于水形成盐酸,碳酸氢钠能与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可用碳酸氢钠溶液除去氯化氢,浓硫酸具有吸水性,且与二氧化碳不反应,可用浓硫酸干燥二氧化碳,洗气应“长进短出”,这样反应比较充分,且应先除杂后干燥,故制取并收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳时,正确连接顺序为 a 接 e接d接b接c接f 。故填:edbcf;
1.(2023·广西桂林·一模)实验室制取气体所需的部分装置如下图所示,请回答问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取氢气常选用的试剂为 。若用B装置制取氢气,反应时液面应不低于 (填“m”或“n”)。
(3)实验室制取二氧化碳发生反应的化学方程式为 ,选择发生装置时,C装置相对于B装置具有的显著优点是 。
(4)用G装置收集二氧化碳,验满方法是 。
(5)氨气(NH3)在工农业生产中具有广泛的应用。常温时,NH3极易溶于水,密度比空气小且不与空气中的成分发生反应,实验室里常用加热氢氧化钙和氯化铵组成的固体混合物的方法制取NH3,则应选择的发生装置和收集装置是 (在A—F选择)。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 锌粒、稀硫酸 m
(3) 可控制反应的发生和停止
(4)将燃烧的小木条放在管口b处,若小木条熄灭,证明二氧化碳已集满
(5)AF
【详解】(1)根据仪器的形状和用途可知仪器①是长颈漏斗。
(2)实验室常用锌粒和稀硫酸制取氢气;若用B装置制取氢气,长颈漏斗下端应该浸没在液面以下,防止氢气从长颈漏斗下端逸出,故反应时液面应不低于m。
(3)实验室用大理石与稀盐酸制取二氧化碳,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,据此可以写出化学方程式:;C装置打开止水夹时,固液接触,反应开始,关闭止水夹时,试管内压强增大,溶液被压回长颈漏斗,固液分离,反应停止,C装置相对于B装置具有的显著优点是可以控制反应的发生和停止。
(4)二氧化碳密度比空气大,用G装置收集二氧化碳时,二氧化碳从长管(a)通入,集满时从b管排出,验满方法是将燃烧的小木条放在管口b处,若小木条熄灭,证明二氧化碳已集满。
(5)实验室里常用加热氢氧化钙和氯化铵组成的固体混合物的方法制取,反应条件是加热,反应物状态是固体,故可选择固体加热型装置(A),极易溶于水,密度比空气小且不与空气中的成分发生反应,可选择向下排空气法(F)收集氨气,故选AF。
2.(2025·内蒙古·模拟预测)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)标号a的仪器名称是 。
(2)选用B、D装置制取氢气的化学方程式为 。
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2,可选择发生装置 (填字母代号)。若用G装置收集SO2,气体应从 端(填“m”或“n”)进入。制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择 (填字母代号)装置进行尾气处理。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)
(3) C m E
【详解】(1)标号a的仪器名称是长颈漏斗;
(2)B装置是固液常温反应装置,D是排水法收集装置,B、D装置适用于锌和稀硫酸反应制取氢气,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2,若要制取SO2,需要固液加热型发生装置,则可选择发生装置是C;SO2是一种密度比空气大的有毒气体,若用G装置收集SO2,气体应从m进入;SO2部分化学性质与CO2相似,则SO2也能和氢氧化钠反应,所以制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择装有氢氧化钠溶液的E装置进行尾气处理。
3.(2025·河北廊坊·二模)化学是一门以实验为基础的科学。根据如图回答问题。
(1)写出仪器X的名称 。
(2)实验室用B装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,但图中该装置存在的一处错误是 。制取氢气时选用A装置,其优点是 。
(3)实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取甲烷,已知甲烷气体的密度比空气小,且难溶于水,则制取并收集甲烷可以选用的装置组合为 (填字母序号)。
(4)实验室制得的二氧化碳气体中常含有杂质,为了得到纯净干燥的二氧化碳气体,除杂装置F和G的导管气流方向连接顺序正确的是 (填字母序号)。
A.a→b→c→d B.b→a→d→c C.c→d→a→b D.d→c→b→a
【答案】(1)铁架台
(2) 没有在试管口放一团棉花 可以控制反应速率(合理即可)
(3)BD/BE
(4)C
【详解】(1)仪器X的名称是铁架台;
(2)B装置为固体加热型发生装置,则实验室用B装置制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;加热高锰酸钾制取氧气时,为防止加热时,试管内固体粉末进入导管,堵塞导管,试管口应放一团棉花,故该装置存在的一处错误是没有在试管口放一团棉花;制取氢气时选用A装置,其优点是可以通过分液漏斗控制液体药品的滴加速率,从而控制反应速率;
(3)实验室常用加热无水醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取甲烷,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选择固体加热型发生装置,即装置B,甲烷气体的密度比空气小且难溶于水,可采用向下排空气法或排水法收集,即装置D或E,综上可知,制取并收集甲烷可以选用的装置组合为BD或BE;
(4)实验室常用大理石或石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,因此实验室制得的二氧化碳气体中常混有氯化氢气体和水蒸气,氯化氢能与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,则净化装置为G,为使气体与饱和碳酸氢钠溶液充分接触,气体应从长导管口的一端c通入;浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳,则干燥装置为F,为使气体与浓硫酸充分接触,气体应从长导管口的一端a通入;由于气体通入饱和碳酸氢钠溶液后会带出部分水蒸气,所以干燥装置应连接在净化装置之后,综上可知,除杂装置F和G的导管气流方向连接顺序是。
故选C。
4.(2025·新疆乌鲁木齐·三模)实验室利用如图所示装置进行相关实验,请回答下列问题。
(1)可在B装置中加入块状石灰石和稀盐酸制取CO2
①仪器a的名称是 , 仪器b的名称是 。
②打开活塞K,经长颈漏斗向试管中缓慢加入稀盐酸,溶液至浸没块状石灰石,立即产生CO2,写出此反应的化学方程式 。
③收集完气体后,应 (填操作),液体被压入长颈漏斗,试管内液面降至多孔隔板以下反应停止。
(2)①C装置用铂丝(可上下移动)作催化剂。安全管(上下开口的玻璃管,用于检测装置内压强变化)下端浸没于H2O2溶液中,将铂丝插入溶液,立即产生O2,该反应的化学方程式为 。
②若烧瓶内压强过大,安全管中液面会快速上升,当出现上述现象时,应采取的措施是 。
(3)实验室常用加热固体氯化铵与熟石灰混合物的方法制取氨气(NH3), 该气体密度小于空气,且极易溶于水。
①在实验室通风橱中,用上述方法制取并收集氨气,应该选择的仪器组合是 (填装置下方的字母)。
②由于水吸收氨气形成的溶液显碱性,将湿润红色石蕊试纸放在瓶口,当观察到 可知氨气收满。
【答案】(1) 酒精灯 集气瓶 关闭活塞K
(2) 将铂丝抽离溶液
(3) AF 湿润红色石蕊试纸变蓝
【详解】(1)图中标出的“a”为“酒精灯”, “b”为“集气瓶”;
石灰石()与稀盐酸()反应生成氯化钙、水和二氧化碳;化学方程式是:;
收集完 CO₂ 后,应“关闭活塞K”,此时外部压力会将试管内液体压回漏斗,使石灰石露出液面,反应停止,
(2)过氧化氢在铂丝催化下分解生成水和氧气;化学方程式是:;
若烧瓶内压强过大,安全管中液面快速上升,应立即“将铂丝从溶液中取出”,使分解反应减缓或停止,
(3)实验室加热固体氯化铵与熟石灰制取并收集氨气,氨气密度小于空气,且极易溶于水,应选用的装置组合是AF;
由于氨气溶于水显碱性,收集时在瓶口放置湿润的红色石蕊试纸,观察到试纸变蓝即可判断氨气已集满。
5.(2025·海南·一模)氯气常温常压下为黄绿色,具有强烈刺激性气味的剧毒气体,密度比空气大,可溶于水,难溶于饱和食盐水。实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,其操作步骤是:选择药品→发生装置→除杂干燥装置→收集装置→尾气处理装置。根据以上信息和下列装置图回答有关问题:
(1)实验室制取氯气应选用的发生装置是 (选填字母)。
(2)制取氯气的发生装置与D的导管相连,可获得较纯净和干燥的氯气,饱和食盐水的作用是 。
(3)F装置是用来收集氯气的,但导管未画完整。请将F中的导管补画完整 。
【答案】(1)A
(2)除去氯化氢气体
(3)
【详解】(1)实验室通常用MnO2和浓盐酸共热的方法制取氯气,反应物为固体和液体,需要加热,应选用的发生装置是A;
(2)由于浓盐酸有较强的挥发性,生成的氯气中混有少量氯化氢,饱和食盐水不溶解氯气,能溶解氯化氢气体,故用饱和食盐水来吸收其中的氯化氢气体;
(3)氯气的密度比空气大,因此气体要从长管进入,如图:。
6.(2024·山东济宁·中考真题)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器m的名称是 ,仪器n的名称是 ;
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a- -de(从左到右填写接口字母)组装实验装置;
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 ;
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
【答案】(1) 酒精灯 硬质玻璃管
(2) A2 fg-de-hi-bc
(3)黑色固体变成红色
(4)
(5)白色粉末变蓝
(6)收集尾气,防止污染
【详解】(1)由图可知仪器m、n分别为酒精灯和硬质玻璃管;
(2)草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,加热分解草酸时,草酸会熔化成液体,因此选用装置A2;
草酸分解产生一氧化碳、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用澄清石灰水检验二氧化碳,即装置C,一氧化碳具有还原性,在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,用装置B检验一氧化碳,由于一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳,所以应在检验一氧化碳前进行二氧化碳的检验,气流通过澄清石灰水会被润湿,因此在检验二氧化碳前先对水进行检验,水能使无水硫酸铜变蓝,因此检验水用装置D。故装置的顺序为用A2作发生装置,连接装置D进行水的检验,再连接C检验二氧化碳,接下来连接E对气体进行干燥,最后B和E检验一氧化碳。接口顺序为:a-fg-de-hi-bc-de;
(3)B中发生的反应为一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,故B中的现象为:黑色固体变成红色;
(4)C中发生的反应为二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,方程式为:;
(5)水能使无色硫酸铜变蓝,故D装置中出现白色粉末变蓝的现象可证明产物中有生成;
(6)实验时排放的尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,会污染空气,因此需在最后的e接口连接一瘪的气球,对尾气进行收集,防止空气污染。
1.(2025·江苏镇江·中考真题)用双氧水和制取并回收,下列操作不正确的是
A.装 B.制取
C.收集 D.过滤
【答案】C
【详解】A、将固体粉末装入锥形瓶中时,先使锥形瓶倾斜,用药匙或纸槽将固体粉末送入锥形瓶底部,然后直立锥形瓶即可,不符合题意;
B、将固体先装入锥形瓶中,然后从分液漏斗向锥形瓶中滴加溶液,使二者接触发生反应,不符合题意;
C、氧气密度比空气大,需采用向上排空气法收集,用图示装置收集时,气体应由长管通入,空气由短管排出,符合题意;
D、过滤分离水和的固液混合物,将滤渣洗涤、干燥后即可回收,不符合题意。
故选C。
2.(2025·四川宜宾·中考真题)过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)溶于水可产生H2O2,进而制得O2。实验小组利用此原理,自制简易供氧器(如图)制取O2。下列说法错误的是
A.使用前应检查装置气密性 B.I中的二氧化锰起催化作用
C.Ⅱ中的水可用于增加O2的湿度 D.该装置不能控制产生O2的快慢
【答案】D
【详解】A、制取气体的装置,使用前检查气密性,防止漏气,说法正确;
B、过碳酸钠溶于水产生H2O2,二氧化锰对H2O2分解起催化作用,说法正确;
C、O2通过 Ⅱ 中的水,可增加湿度,说法正确;
D、注射器可控制加水速度,进而控制H2O2产生速率,即能控制产生O2的快慢,说法错误。
故选D。
3.(2025·宁夏·中考真题)在实验室利用图中提供的仪器制备气体,根据要求回答下列问题。
(1)组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是 (填序号),写出该反应的化学方程式 。
(2)收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,理由是 。
【答案】(1) ①②④⑥ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)氧气和二氧化碳的密度都比空气大
【详解】(1)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,属于固液常温型,发生装置用到的仪器有长颈漏斗、锥形瓶、带直角导管的双孔橡胶塞;二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,只能采用向上排空气法收集,收集装置需要集气瓶,因此组装制取并收集二氧化碳的装置,选择的仪器是①②④⑥;石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
故填:①②④⑥;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)由于氧气和二氧化碳的密度都比空气大,因此收集二氧化碳的装置也可用于收集氧气,故填:氧气和二氧化碳的密度都比空气大。
4.(2025·甘肃武威·中考真题)下图是实验室制取气体的部分装置图,请按要求回答下列问题。
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室使用高锰酸钾制取氧气应选择的发生装置是 ,请指出该装置中的一处错误 ,反应的化学方程式为 。若使用C装置收集氧气,说明氧气具有 的性质,当观察到 时,开始收集气体。
(3)实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是 。若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从 (填“a”或“b”)导管通入。
(4)如图F,向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
【答案】(1)锥形瓶
(2) B 未在试管口塞一团棉花 不易溶于水且与水不反应 导管口气泡连续均匀冒出
(3) a
(4)溶液变红
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:锥形瓶;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B;
用高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,故错误是:未在试管口塞一团棉花;
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:;
若使用C装置,即排水法收集氧气,说明氧气不易溶于水,且与水不反应;
当观察到导管口气泡连续均匀冒出时,开始收集气体,因为一开始排出的是装置内的空气;
(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,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
若要制取并收集一瓶干燥的二氧化碳,需要在选用的发生装置和收集装置之间连接E装置,则气体应该从a导管口通入,这样干燥的比较充分;
(4)向充满二氧化碳的软塑料瓶中加入适量水,振荡,取少许溶液于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试液变红,故现象是:溶液变红。
5.(2025·甘肃兰州·中考真题)化学实验是化学学习的基础和保证。回答问题。
(1)仪器①的名称 。
(2)实验室用A装置制取氧气的化学方程式是 ,若要用B装置所示收集氧气,请在虚线框内补充画出图中其他部分 。
(3)图C是某制氧装置的工作示意图,反应仓中生成的氧气通过加湿仓后被人体吸入。下列说法正确的是_____。
A.反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液
B.加湿仓利用了氧气能溶于水的物理性质
C.设计供氧器需要综合考虑便捷、安全、环保等因素
(4)离子浓度越大,电导率越大,溶液导电性越强。进行图甲实验,测得烧杯中溶液电导率变化如图乙所示。
图甲锥形瓶中发生的化学方程式为 ,从微观角度解释图乙中ab段电导率下降的原因 。
【答案】(1)试管
(2)
(3)AC
(4) 随着反应进行,溶液中的钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水,使溶液中离子浓度减小,电导率下降
【详解】(1)根据图像,仪器①是试管。
(2)A 装置是固体加热型发生装置,且试管口有棉花,是用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为;
氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集,使用 B 装置收集氧气,氧气从长管通入,将空气从短管排出,作图为。
(3)A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下能分解产生氧气,不需要加热,所以反应仓中的液体试剂可以是过氧化氢溶液,A 正确;
B、氧气不易溶于水,加湿仓是让氧气通过水来湿润氧气,不是利用氧气能溶于水的性质,B 错误;
C、设计供氧器时,需要考虑使用便捷、保障安全、符合环保要求等多方面因素,C 正确。
故选AC。
(4)图甲中锥形瓶内是石灰石(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
烧杯中发生的反应是,开始时溶液中离子浓度较大,电导率高。反应中钙离子、氢氧根离子与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀、水,离子浓度降低,根据 “离子浓度越大,电导率越大,溶液导电性越强”,所以电导率下降。
6.(2025·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)实验室制取气体的部分装置如下图所示,请回答下列问题:
(1)请写出标号仪器的名称:a 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为 。
当用装置F收集时,发现水槽内的水变成紫色,其原因是 。
(3)实验室用过氧化氢溶液制取氧气时可选择装置B或C作发生装置。与装置B相比,装置C的优点是 。
(4)要组装一套实验室制取二氧化碳的装置,可从A~F中选择 (填字母序号)。若用装置G测量生成二氧化碳气体的体积,其中植物油的作用是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(2) 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 试管口没有放一团棉花
(3)可以控制反应速率/可以得到平稳气流
(4) BD/CD 防止溶于水
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称为长颈漏斗,故填:长颈漏斗;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;当用装置F收集时,发现水槽内的水变成紫色,其原因是试管口没有放一团棉花,加热时粉末状的物质进入水槽内,故填:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;试管口没有放一团棉花;
(3)装置C中含有分液漏斗,与装置B相比,装置C的优点是可以通过分液漏斗控制液体的滴加速率,来控制反应速率,得到平稳的氧气流,故填:可以控制反应速率或可以得到平稳气流;
(4)实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,属于固液常温型,选择的发生装置为B或C;二氧化碳的密度比空气大,且能溶于水,只能采用向上排空气收集,选择的收集装置为D;
用装置G测量生成二氧化碳气体的体积,二氧化碳的体积等于排出水的体积,在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水,故填:BD或CD;防止溶于水。
7.(2025·四川眉山·中考真题)实验室利用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳是初中化学学习的重要内容,据图回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室制取二氧化碳时发生反应的化学方程式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
(3)为制取并收集纯净干燥的二氧化碳所选装置的正确连接顺序为 →F(从A-E中选择字母序号填空),验满时应将燃着的木条放在 (填“m”或“n”)导管口。
【答案】(1)锥形瓶
(2) 复分解反应
(3) B→E→D n
【详解】(1)根据常见仪器的形状和用途,仪器①是锥形瓶。
(2)实验室制取二氧化碳是用石灰石(主要成分碳酸钙)与稀盐酸反应,反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为;
该反应是两种化合物(碳酸钙和盐酸)互相交换成分(碳酸根与氯离子交换),生成另外两种化合物(氯化钙和碳酸,碳酸分解为水和二氧化碳),属于基本反应类型中的复分解反应。
(3)实验室制取二氧化碳用石灰石和稀盐酸,是固液常温型反应,发生装置选B;制取的二氧化碳中可能混有氯化氢气体和水蒸气,饱和碳酸氢钠溶液可除去氯化氢气体(E装置,),浓硫酸可干燥二氧化碳(D装置),所以制取并收集纯净干燥的二氧化碳所选装置的正确连接顺序为B→E→D→F。
F装置收集二氧化碳时,因为二氧化碳密度比空气大,应长进短出,即从m端通入,n端排出空气,验满时应将燃着的木条放在n导管口,若木条熄灭,说明二氧化碳已收集满。
8.(2025·山东潍坊·中考真题)实验是科学探究的重要形式。跨学科实践活动小组对氧气和二氧化碳的制取与性质进行如下实验。回答下列问题:
任务一:氧气的制取与性质探究
(1)仪器①的名称是 ;在检查装置A的气密性时,若气密性良好,则导管末端先后出现的现象是 (选填图2中序号)。
(2)实验室用过氧化氢制取氧气。
①配制36.0g溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液,需要量取30%的过氧化氢溶液(密度为1.1g/cm3)的体积是 mL。
②用图1所示装置制取并收集一瓶纯净的氧气,应选择的实验装置组合为 (填序号),发生装置内反应的化学方程式是 。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进装置。向生石灰中滴加水,一段时间后,试管内的白磷开始燃烧,待反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹,观察到注射器的变化是 。
任务二:二氧化碳自动补给装置的制作
(4)小组同学设计了水草鱼缸的二氧化碳自动补给装置如图4所示。下列说法错误的是_______(填序号)。
A.乙瓶中的水既可以净化二氧化碳,也可以观察二氧化碳的产生速率
B.乙瓶中溶液的pH逐渐增大
C.为使水草更好地生长,导管口应置于水草鱼缸内“2”处
D.在光照下,水草鱼缸内能实现动植物生存所需要的碳氧循环
【答案】(1) 铁架台 acb
(2) 5.5 B、E
(3)注射器内的水减少10mL
(4)BC
【详解】(1)仪器①的名称是铁架台。
检查装置A气密性时,先把导管一端放入水中,再用手紧握试管,若气密性良好,试管内气体受热膨胀,导管口会先有气泡冒出,松开手后,试管内气体温度降低,压强减小,导管内会形成一段水柱,所以先后出现的现象是acb。故填写:①铁架台;②acb;
(2)①根据稀释前后溶质质量不变。设需要30%的过氧化氢溶液的质量为x,则;
解得;
已知30%的过氧化氢溶液密度为,根据体积,则其体积,故填写:5.5;
根据过氧化氢溶液在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成氧气和水,因此需要固液常温型即装置B;由于排空气法制得氧气一般不纯,而氧气不易溶于水,可以采用排水法收集较为纯净的氧气,即选择装置E,故填BE;
反应的化学方程式为:;
(3)白磷燃烧消耗氧气,氧气约占空气体积的,试管上方容积为50mL,则消耗氧气的体积约为;
待反应完全并冷却至室温后打开弹簧夹,由于消耗了10mL氧气,装置内压强减小,外界大气压会将注射器内的水压入试管,所以观察到注射器内的水减少10mL。故填写:注射器内的水减少10mL。
(4)A、乙瓶中的水可以除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,起到净化作用;同时通过观察水中气泡产生的快慢,可以观察二氧化碳的产生速率,故选项A正确;
B、甲瓶中碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳,水和氯化钙,二氧化碳进入乙瓶,与水反应生成碳酸,溶液酸性增强,pH逐渐减小,而不是增大,故选项B错误;
C、为使水草更好地吸收二氧化碳进行光合作用,导管口应置于水草鱼缸内“3”处,将二氧化碳直接通入水草附近,故选项C错误;
D、在光照下,水草进行光合作用吸收二氧化碳,释放氧气;动植物呼吸作用吸收氧气,释放二氧化碳,能实现动植物生存所需要的碳氧循环,故选项D正确。
故选:BC。
9.(2024·黑龙江哈尔滨·中考真题)实验室现有高锰酸钾、稀盐酸、大理石、澄清石灰水及相关仪器和用品,请回答问题:
Ⅰ实验室制取气体:
(1)实验室用上述药品制取较为纯净的氧气应选择的装置是 和 (填字母),发生反应的化学方程式为 。
(2)利用上述所给装置制取二氧化碳,操作步骤有:
注入稀盐酸
试管里放入几小块大理石
连接装置并固定在铁架台上
检查装置气密性
收集气体
正确的排序为: (填字母)。
(3)检查装置气密性的现象如上述图所示,说明该装置的气密性 。用装置收集二氧化碳,验满时应将 (填“燃着”或“带火星”)的小木条放到集气瓶口。
(4)实验室用上述药品制取二氧化碳,发生反应的化学方程式为 ,用装置检验该气体时,会观察到澄清石灰水变 。
Ⅱ拓展实验:
(5)利用图和图分析,在反应结束后测量氢气体积时,为了减小误差,读数时要注意:
①要保持型装置左右液面相平;
②应在 (填“”或“”或“”)时读取数值;
③读数时视线与凹液面的 保持水平。(图中部分夹持装置已略去,且实验过程中型装置内水不会溢出)
【答案】(1) A C
(2)a
(3) 良好 燃着
(4) 浑浊
(5) 最低处
【详解】(1)根据题中提供的药品,实验室用高锰酸钾制取氧气,其原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选择固体加热型发生装置,即装置A;氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法收集,其中用排水法能收集到较纯净的氧气,即装置C,综上可知,实验室用上述药品制取较为纯净的氧气应选择的装置是A和C;
该反应的化学方程式为;
(2)根据题中提供的药品,实验室用大理石、稀盐酸制取二氧化碳的操作步骤为:检查装置气密性、试管里放入几小块大理石、注入稀盐酸、连接装置并固定在铁架台上、收集气体,即④②①③⑤,故选:a;
(3)检查装置气密性的现象如图所示,导管口有气泡冒出,说明该装置的气密性良好;
二氧化碳不能燃烧、不支持燃烧,能使燃着的木条熄灭,则用装置收集二氧化碳,验满时应将燃着的小木条放到集气瓶口;
(4)根据题中提供的药品,实验室用稀盐酸和大理石制取二氧化碳,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;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则用装置检验该气体时,会观察到澄清石灰水变浑浊;
(5)稀硫酸与锌粒反应会放出热量,气体受热膨胀,会使压强增大,所以应冷却至室温时再读数,则应在时读取数值;
读数时视线与凹液面的最低处保持水平。
10.(2024·黑龙江绥化·中考真题)如图所示为实验中常见气体制备、净化、干燥、收集的部分仪器,请回答下列问题。
(1)在装置A中使用仪器①时的注意事项是 。
(2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式 。如果要控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是 (填字母)。
(3)实验室用装满水的E装置收集氧气。应从导管口 (填“a”或“b”)输入气体。
(4)若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气,收集的氢气往往不纯,其中含有的杂质是 (填物质名称),想要得到纯净的氢气,则连接仪器的顺序是A→ → →C。
(5)用A、D装置制取氧气,由于药品不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,接下来应如何操作 。
【答案】(1)长颈漏斗下端应伸入液面以下
(2) CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O B
(3)b
(4) 氯化氢和水蒸气 G F
(5)向长颈漏斗中加水
【详解】(1)仪器①是长颈漏斗,在装置A中使用长颈漏斗时的注意事项是长颈漏斗下端应伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
(2)实验室常用大理石或石灰石(主要成分是碳酸钙)与稀盐酸反应制取二氧化碳,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,装置B可以通过弹簧夹的打开和关闭来控制固体和液体的接触和分离,从而控制反应的发生和停止,则如果要控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是B;
(3)氧气不易溶于水,密度比水小,若用装满水的E装置收集氧气,应从导管口b输入气体;
(4)若用锌粒和稀盐酸反应制取氢气,由于盐酸具有挥发性,制得的气体中混有氯化氢和水蒸气,氯化氢气体能与氢氧化钠溶液反应,而氢气不与氢氧化钠溶液反应,可用氢氧化钠溶液除去氯化氢,不能用饱和碳酸氢钠溶液,因为碳酸氢钠溶液与氯化氢反应会生成二氧化碳气体,会引入杂质,浓硫酸具有吸水性,且与氢气不反应,可用浓硫酸干燥氢气,应先除杂后干燥,则想要得到纯净的氢气,则连接仪器的顺序是A→G→F→C;
(5)用A、D装置制取氧气,由于药品不足,没有收集满一瓶氧气,在不拆解装置、不添加反应物的情况下,想要多收集一些氧气,由于装置内残留一部分氧气,氧气不易溶于水,则接下来可向长颈漏斗中加水,排出装置内的氧气。
11.(2024·四川广元·中考真题)如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)标号a的仪器名称是 。
(2)选用A、D装置制取氧气的化学方程式为 。
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,其部分化学性质与CO2相似。若要制取SO2,可选择发生装置 (填字母代号)。若用G装置收集SO2,气体应从 端(填“m”或“n”)进入。制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择 (填字母代号)装置进行尾气处理。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(3) C m E
【详解】(1)由图可知,标号a的仪器名称是长颈漏斗。
(2)A装置是固体加热型发生装置,试管口有一团棉花,D装置是用排水法收集气体,则A、D装置适用于高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
(3)在加热的条件下,铜与浓硫酸可反应生成SO2,若要制取SO2,需要固液加热型发生装置,则可选择发生装置是C。SO2是一种密度比空气大的有毒气体,若用G装置收集SO2,气体应从m进入。SO2部分化学性质与CO2相似,则SO2也能和氢氧化钠反应,所以制取SO2过程中,为防止污染环境,还应选择装有氢氧化钠溶液的E装置进行尾气处理。
12.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)实验室有下列实验用品:高锰酸钾、锌粒、大理石、稀盐酸、稀硫酸及相关仪器等。请回答下列问题:
I.实验室制取气体
(1)仪器k的名称是 。
(2)实验室加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为 ;组装装置B时,有如下操作:在装有少量高锰酸钾的试管口放一团棉花后,用带有导管的橡胶塞塞紧试管口时,试管口应略向 (填“上”或“下”)倾斜。
(3)用装置E收集二氧化碳时,应将气体从导管 (填“m”或“n”)口导入。
II.性质实验
(4)同学们利用收集的氧气进行了铁丝燃烧实验,有的小组铁丝未燃烧。各小组间交流后,对失败原因进行如下梳理,请结合实际实验情况分析并完善下图:
III.改进实验
实验室用锌粒与稀硫酸反应制取氢气可选用装置A,但为了能控制反应随时发生或停止,同学们对装置A进行了改进(如图)。
(5)用该装置制取并收集一小试管氢气,部分操作是:①注入稀硫酸,②检查装置气密性,③加入锌粒。这几步操作的先后顺序相对合理的是 (填字母)。
a.③②① b.②①③ c.②③①
(6)使反应暂停的具体操作是 ;使反应开始到反应暂停过程中,长颈漏斗的作用是 。
【答案】(1)铁架台
(2) 下
(3)m
(4)氧气不纯;点燃火柴后立即插入集气瓶(答案合理即可)
(5)c
(6) 关闭弹簧夹 添加液体试剂、形成液封、储存被压回液体(答案合理即可)
【详解】(1)根据仪器特征,仪器k的名称是铁架台。故填:铁架台。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的反应是高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的方程式为:;在装有少量高锰酸钾的试管口放一团棉花后,用带有导管的橡胶塞塞紧试管口时,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流使试管炸裂。故填:;下。
(3)二氧化碳密度比空气大,用装置E收集二氧化碳时,应将气体从导管m端通入。故填:m。
(4)铁丝在纯净的氧气中可以燃烧,从氧气角度分析,铁丝未燃烧,可能是氧气不纯;进行铁丝燃烧实验时,铁丝下端系一根火柴并点燃,目的是引燃铁丝,待火柴快燃尽时,再插入充满氧气的集气瓶中,主要原因是防止火柴燃烧消耗氧气过多,导致反应现象不明显,从操作角度分析,铁丝未燃烧,可能是点燃火柴后立即插入集气瓶。故填:氧气不纯;点燃火柴后立即插入集气瓶(答案合理即可)。
(5)用该装置制取并收集一小试管氢气,首先需检查装置气密性,确保装置不漏气,然后将锌粒放置在带孔塑料板上,组装好后,再从长颈漏斗注入稀硫酸。故选:c。
(6)使反应暂停的具体操作是关闭弹簧夹,弹簧夹关闭后,反应生成的气体无法排出,导致密闭容器内压强增大,液体被压回长颈漏斗,使固体与液体分离,反应随即停止;使反应开始到反应暂停过程中,长颈漏斗的作用是向反应容器中添加液体试剂,并通过其下端插入液面以下形成液封,防止反应生成的气体从漏斗口逸出,确保气体收集的效率和安全性;反应暂停过程中还可储存被压回液体。故填:关闭弹簧夹;添加液体试剂、形成液封、储存被压回液体(答案合理即可)。
13.(2025·山东日照·中考真题)下列装置是、、三种气体的实验室制取和收集装置,回答下列问题。说明:分液漏斗可以通过活塞控制液体的流量。
(1)仪器①的名称是 。
(2)A~D四个装置都能用于制取同一种气体,写出用装置A制取该气体的化学方程式: 。
(3)在上述制取气体装置中,中间过程可以添加液体试剂的装置是 (填字母)。
(4)制取密度最小的气体可用 (填字母)装置来收集。
(5)用装置E收集气体,验满的方法是 。
(6)下列说法错误的是_______(填字母)。
A.用装置A制取气体,试管口略向下倾斜
B.用装置C制取气体,长颈漏斗下端插入液面以下
C.用装置G收集气体,导管口有气泡放出时立即收集
D.用装置A、G制取并收集气体,结束时先撤导管再熄灭酒精灯
【答案】(1)锥形瓶
(2)
(3)CD
(4)F/G
(5)将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明二氧化碳已收集满
(6)C
【详解】(1)仪器①的名称是锥形瓶;
(2)A装置为固体加热型发生装置且试管口有一团棉花,可用于实验室制取氧气,其原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气;B、C、D装置均为固液常温型发生装置,可用于实验室制取氧气,其原理是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,故A~D四个装置都能用于制取氧气,则用装置A制取氧气的化学方程式为;
(3)C装置中的长颈漏斗以及D装置中的分液漏斗均可在中间过程添加液体试剂,故填:CD;
(4)密度最小的气体通常指氢气,可用向下排空气法收集,即装置F;氢气难溶于水,也可用排水法的G装置收集。
(5)二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,则用装置E收集气体,验满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,木条熄灭,说明二氧化碳已收集满;
(6)A、用装置A制取气体,试管口略向下倾斜,防止试管口产生的冷凝水倒流,使试管炸裂,说法正确,不符合题意;
B、用装置C制取气体,长颈漏斗下端插入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出,说法正确,不符合题意;
C、用装置G通过排水法收集气体,应等到导管口有连续均匀的气泡放出时收集,说法错误,符合题意;
D、用装置A、G制取并收集气体,结束时先撤导管再熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒吸入热的试管底部,使试管炸裂,说法正确,不符合题意。
故选:C。
14.(2024·四川德阳·中考真题)化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置,图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I.根据图1回答下列问题:
(1)写出装置A中任意一种仪器的名称: 。
(2)实验室制取CO2的装置可选择 (填标号)来组装,发生装置中反应的化学方程式为 。
II.根据图2回答下列问题:
(3)若试剂甲为MnO2,根据所学知识选择试剂乙,反应仓中产生O2的化学反应原理是 (用化学方程式表达)。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 (填标号)。
a.吸收杂质提纯O2
b.观察O2产生的速率
c.加快O2的生成
d.保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 (填具体操作)。
【答案】(1)铁架台/酒精灯/导气管/试管
(2) BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)2H2O22H2O+O2↑
(4)abd
(5)向下推动注射器的快慢
【详解】(1)由图可知,装置A的仪器有铁架台、酒精灯、导气管和试管,故填:铁架台或酒精灯或导气管或试管;
(2)实验室制取CO2属于固液常温型,选择的发生装置为B,二氧化碳的密度空气大,能溶于水,只能采用向上排空气法收集,选择的收集装置为D;实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳,即石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故填:BD;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(3)若试剂甲为MnO2,反应仓是在固液常温条件下制取氧气,即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,故填:2H2O22H2O+O2↑;
(4)a.加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体,可以提纯O2,故选项符合题意;
b.可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率,故选项符合题意;
c.加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率,故选项不符合题意;
d.加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用,故选项符合题意;
故选abd;
(5)可以通过向下推动注射器的快慢,控制液体滴加速率,来调节供氧流速,故填:向下推动注射器的快慢。
15.(2024·山东济宁·中考真题)已知草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,具有还原性,常用作染料还原剂;加热易分解,化学反应方程式为。某化学研究性小组为验证分解产物进行实验,用到的仪器装置如图所示(组装实验装置时可重复选择仪器)。
【实验装置】
请回答:
(1)仪器m的名称是 ,仪器n的名称是 ;
(2)加热分解草酸的装置需选用 (填“”、“”或“”);实验前,按接口连接顺序a- -de(从左到右填写接口字母)组装实验装置;
(3)B装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(4)写出C装置中发生反应的化学方程式 ;
(5)D装置中出现 现象可证明产物中有生成;
(6)该小组交流讨论后,得出该装置存在一定缺陷,需在最后的e接口连接一瘪的气球,其作用是 。
【答案】(1) 酒精灯 硬质玻璃管
(2) A2 fg-de-hi-bc
(3)黑色固体变成红色
(4)
(5)白色粉末变蓝
(6)收集尾气,防止污染
【详解】(1)由图可知仪器m、n分别为酒精灯和硬质玻璃管;
(2)草酸常温下为固体,熔点为189.5℃,加热分解草酸时,草酸会熔化成液体,因此选用装置A2;
草酸分解产生一氧化碳、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,用澄清石灰水检验二氧化碳,即装置C,一氧化碳具有还原性,在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,用装置B检验一氧化碳,由于一氧化碳与氧化铜反应生成二氧化碳,所以应在检验一氧化碳前进行二氧化碳的检验,气流通过澄清石灰水会被润湿,因此在检验二氧化碳前先对水进行检验,水能使无水硫酸铜变蓝,因此检验水用装置D。故装置的顺序为用A2作发生装置,连接装置D进行水的检验,再连接C检验二氧化碳,接下来连接E对气体进行干燥,最后B和E检验一氧化碳。接口顺序为:a-fg-de-hi-bc-de;
(3)B中发生的反应为一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,故B中的现象为:黑色固体变成红色;
(4)C中发生的反应为二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,方程式为:;
(5)水能使无色硫酸铜变蓝,故D装置中出现白色粉末变蓝的现象可证明产物中有生成;
(6)实验时排放的尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,会污染空气,因此需在最后的e接口连接一瘪的气球,对尾气进行收集,防止空气污染。
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