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专题11 气体制取题
1.(2025-2026九上·广东省广州市荔湾区广东广雅中学·期中)化学是一门以实验为基础的科学,如下图是实验室制取与收集气体的装置图,据此回答有关问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室利用装置A分解高锰酸钾制取O2时,反应的符号表达式为 。
(3)用装置B制取氧气时,通过仪器①向锥形瓶内添加液体至 (选填“a”或“b”)处。现需要收集氧气做铁丝燃烧实验,最好选择 (从D-F中选择,填字母)作为收集装置。
(4)装置C是用软塑料管自制的气体发生装置,也可用同样的反应制取氧气,药品加入至图示位置并塞紧橡胶塞后,要使反应开始,接下来的操作是: 。相比于B装置,C装置除了装置简单外,还具有的优点: 。(写一条)
(5)用G和H装置可以收集气体并测定气体体积,则G装置中 (c或d)导管与量筒中导管相连。
(6)实验室常用无水醋酸钠跟干燥的碱石灰反应来制取甲烷(CH4)。常温下甲烷(CH4)是一种无色、无味的气体,密度比空气小,甲烷(CH4)难溶于水。制取并收集干燥的甲烷(CH4),应该从A-F图中选择的发生装置和收集装置是 。
【答案】(1)长颈漏斗 (2) (3)① a ② D (4)① 挤压塑料瓶(使液体与固体接触) ② 可控制反应的发生与停止 (5)c (6)AF
【解析】(1)仪器① 的名称是长颈漏斗。
故填:长颈漏斗。
(2)装置A是固体加热型装置,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,符号表达式为。
故填:。
(3)装置B中长颈漏斗需 “液封”(防止气体从长颈漏斗逸出),因此液体要加到a处(浸没长颈漏斗下端管口);
铁丝燃烧实验需要较纯净的氧气,且需在集气瓶底部留少量水(防止高温熔融物炸裂瓶底),因此选择排水法装置D收集氧气。
故填:a;D。
(4)装置C通过挤压软塑料瓶,使液体(如过氧化氢)与固体(如二氧化锰)接触,从而引发反应;
装置B(锥形瓶和长颈漏斗)无法停止反应,而装置C通过控制挤压动作,可随时停止反应(松开后液体与固体分离),因此装置C的优点是可控制反应的发生与停止。
故填:挤压塑料瓶(使液体与固体接触);可控制反应的发生与停止。
(5)用G装置收集气体并测量体积,应“短管进气,长管出水”,气体从d导管通入,将水从c导管排出并用量筒收集,排出水的体积即为收集到的气体体积。因此,G装置中c导管与量筒相连。
故填:c。
(6)制取甲烷的反应物是 “无水醋酸钠(固体)+碱石灰(固体)”,反应需要加热,因此发生装置选A;甲烷密度比空气小、要收集干燥的甲烷(不能用排水法),因此收集装置选向下排空气法装置 F。最终选择发生装置A,收集装置F。
故填:AF。
2.(2025-2026九上·广东省广州市天河区骏景中学·期中)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的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,选用装置A时试管应向下倾斜,原因是 ;反应的符号表达式为 。若用装置C收集氧气,当气体收集完成后,应 (填字母序号)。
A.先把导管移出水面,再熄灭酒精灯 B.先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,若用装置D收集氧气,验满的方法是 。
(4)实验室里可通过加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,氨气极易溶于水形成氨水,密度比空气小,实验室制取氨气应选用的装置组合是 (填字母)。
(5)化学兴趣小组的同学,利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易制氧机(如图F)。图中左瓶里水的作用是 。
通过查阅资料,同学们发现过氧化钙(CaO2)和过氧化钠(Na2O2)也可做供氧剂。过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气,过氧化钠与过氧化钙的化学性质相似。10g过氧化钠固体和10g过氧化钙固体与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。
(6)为了解决鱼的吸氧问题,给鱼缸缓慢持续供氧,应选的供氧剂为 。
【答案】(1)① 长颈漏斗 ② 水槽 (2)① 防止冷凝水倒流造成试管炸裂 ② ③ A (3)将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已收集满 (4)AE (5)湿润氧气,可以通过产生气泡的快慢观测产生氧气的速率 (6)
【解析】(1)由图示可知,仪器① 为长颈漏斗,仪器② 是水槽。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,选用装置A时试管应向下倾斜,防止冷凝水倒流造成试管炸裂;高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为;若用装置C收集氧气,当气体收集完成后,应先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒流,使热的试管因骤冷而炸裂,故选A。
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,若用装置D收集氧气,氧气具有助燃性,验满的操作是将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已收集满。
(4)实验室里可通过加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,该反应为固体加热型,发生装置可选择A,氨气极易溶于水形成氨水,密度比空气小,可选择向下排空气法收集,故实验室制取氨气应选用的装置组合是AE。
(5)氧气不易溶于水,图中左瓶里水的作用是湿润氧气,可以通过产生气泡的快慢观测产生氧气的速率。
(6)由图可知,相同质量的过氧化钠固体和过氧化钙固体与水作用,产生氧气持续时间长,生成氧气的量多,则给鱼缸缓慢持续供氧,应选的供氧剂为。
3.(2025-2026九上·广东广州花都区·期中)某兴趣小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。
(1)基础实验:实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液,以及如图仪器。请回答下列问题:
①图1中仪器①的名称是 。
②利用高锰酸钾制取纯度较高的氧气应选择的装置组合是 (填字母序号),该反应的文字(或符号)表达式为 。
(2)探索制氧气的新方法:为探索制氧气的新方法,小福同学不能选用制取氧气的是______(填序号)。
A. CH4 B. KCIO3 C. NaCl D. CaO2
(3)变压吸附法制氧气:利用变压吸附技术,以分子筛为吸附剂制取氧气。
由图2、图3可知:过程1和过程2交替进行,可连续生产大量高纯度氧气。过程1中,空气通过分子筛吸附材料时, (填“氮”或者“氧”)分子更容易被吸附;过程2中,采用 方法,能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸),分子筛吸附材料恢复吸附能力。
(4)探究氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果:
①实验步骤:1、取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g粉末状二氧化锰混合;取10mL、4%过氧化氢溶液与 g粉末状氧化铜混合;2、利用注射器收集两次实验得到的氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图5所示。
②通过图5得出的结论是 。
③请写出氧化铜催化过氧化氢溶液分解制氧气的文字(或符号)表达式 。
④实验过程中发现U形管内右侧液面上升,原因是该反应 (填“放热”或“吸热”)。
【答案】(1)① 铁架台 ② AE ③ (2)AC (3)① 氮 ② 减压 (4)① 0.2 ② 在相同条件下,二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铜好 ③ ④ 放热
【解析】(1)① 图1中仪器① 的名称是铁架台;
② 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E,综上可知,利用高锰酸钾制取纯度较高的氧气应选择的装置组合是AE;该反应的文字或符号表达式为 或;
(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,氧气中含有氧元素,则用于制取氧气的物质中也应含有氧元素,、NaCl中不含氧元素,不能用于制取氧气,中含有氧元素,可用于制取氧气,故选:AC;
(3)由图3可知,相同压强下,氮气的吸附量比氧气大,则过程1中,空气通过分子筛吸附材料时,氮分子更容易被吸附;
由图3可知,相同条件下,压强越大,气体吸附量越大,则过程2中采用减压的方法,能使被吸附的气体释放出去,分子筛吸附材料恢复吸附能力;
(4)① 该实验探究氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,则变量为催化剂的种类,其他条件相同,故粉末状氧化铜质量为0.2g;
② 由图5可知,相同时间内,二氧化锰作催化剂时生成氧气的体积比氧化铜作催化剂时生成氧气的体积大,说明在相同条件下,二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铜好;
③ 过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气,文字或符号表达式为 或;
④实验过程中发现U形管内右侧液面上升,是因为该反应放热,温度升高,使得装置内压强增大。
4.(2025-2026九上·广东省广州市第三中学·期中)化学兴趣小组对氧气的制取进行了如下探究。
Ⅰ、实验室制取氧气。
(1)从图F观察到的现象中,你能得出的结论是什么? 。
(2)实验室若用高锰酸钾来制取氧气,还要补充哪些仪器? ;写出高锰酸钾制取氧气的化学符号表达式 。
(3)用装置G可收集一瓶较为干燥的氧气,检验这瓶氧气收集满的方法及现象是 。
Ⅱ、工业制取氧气。
分离空气可以获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧,分离空气的简易流程如图,请根据流程图回答下列问题。
(4)该净化装置除了除去空气中的污染物,还除去了空气中的 (填序号)。
①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳 ⑤水蒸气
(5)分离液态空气的原理是利用氮气和氧气的 (填“熔点”或“沸点”)不同,发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(6)根据此原理和下表中数据:常压时,欲在液态下将与、分离,最好将温度(T)控制在 。
物质
沸点/°C( )
【答案】(1)装置气密性良好 (2)① 酒精灯 ② (3)将带火星的木条放在b口,木条复燃,则说明已收集满 (4)④ ⑤ (5)① 沸点 ② 物理 (6)−195.8℃<T<−33.35℃
【解析】(1)图F为检查装置气密性的方法,先将导管放入水中,再用手紧握试管,若观察到导管口有气泡冒出,则说明装置气密性良好。
(2)高锰酸钾制取氧气的反应为加热固体的反应,氧气密度不易溶于水,则除了需要ABCDH外,还需要酒精灯;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式为:。
(3)排空气法收集的氧气较干燥,且氧气密度比空气大,用G装置收集时,气体应从a口通入,且氧气具有助燃性,则验满方法为:将带火星的木条放在b口,木条复燃,则说明已收集满。
(4)空气中含有氮气、氧气、稀有气体、二氧化碳、水蒸气等,据流程图可知,空气通过净化装置后的液态空气分离出稀有气体、氮气、氧气,所以空气净化装置除了除去空气中的一些污染物外还除去了空气组成中的二氧化碳、水蒸气,故填:④ ⑤ 。
(5)工业上利用氮气和氧气的沸点不同,可将它们进行分离;
过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(6)由表中的数据可知,在1.01×105Pa时,可将温度控制在氨气的沸点之下,此温度下氮气和氢气为气体,但氨气仍为液体,则可将它们分离,则温度(T)控制在−195.8℃<T<−33.35℃。
5.(2025-2026九上·广东省广州市第三中学·期中)催化剂是推动产业发展和提升经济效益的关键技术之一。
(1)下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______(填标号)。
A. 利用太阳光将水分解生产
B. 将空气中的He分解生产
C. 使过氧化氢分解产生更多的氧气
D. 将和转化为葡萄糖()
(2)研究表明氧化铜(CuO)也可以催化过氧化氢分解。写出上述反应原理对应的化学符号表达式 。
(3)影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?实验数据如下表:
实验序号
双氧水的浓度
双氧水的体积/mL
温度/℃
二氧化锰的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应时间
①
5%
1
20
0.1
4
16 s
②
15%
1
20
0.1
4
6 s
③
30%
5
35
0
4
98 min
④
30%
5
55
0
4
20 min
Ⅰ.能说明过氧化氢的分解速率与其浓度有关的实验是 (填实验序号)。
Ⅱ.实验③④的实验目的是 。
Ⅲ.为完成上述实验中收集氧气及数据的测定需要用到的部分装置如图所示,与c连接的是 (填“a”或“b”)端;进行操作时,集气瓶中未装满水,对实验测量结果 (填“会”或“不会”)产生影响。
(4)已知:溶液、溶液都可以代替二氧化锰作过氧化氢分解的催化剂。通过以下实验来比较相同浓度的溶液和溶液的催化效果。
若用该图装置进行实验,应根据 来判断溶液、溶液的催化效果。
【答案】(1)AD (2) (3)① ① ② ② 探究过氧化氢的分解速率与温度的关系 ③ a ④ 不会 (4)生成等体积气体时所需的时间 相同时间收集氧气的体积
【解析】(1)A、可以通过寻找合适的催化剂太阳光将水分解生产H2,从而节约能源,该选项正确;
B、He中不含氢元素,所以不可能通过催化剂转化成氢气,该选项错误;
C、催化剂只改变反应速率不能增加生成物的质量,该选项错误;
D、二氧化碳能提供碳、氧元素,水能提供氢、氧元素,可以通过寻找合适的催化剂将CO2和H2O转化为葡萄糖(C6H12O6),该选项正确。
故选AD。
(2)过氧化氢在氧化铜催化作用下生成水和氧气,反应的符号表达式为:。
(3)Ⅰ、实验① ② 中,双氧水的浓度不同,但其他条件均相同,对比可说明过氧化氢的分解速率与其浓度有关。
Ⅱ、实验③ ④ 中,温度不同,但其他条件均相同,且温度越高,反应时间越短,过氧化氢分解速率越快,所以实验③ ④ 的实验目的是探究过氧化氢的分解速率与温度的关系。
Ⅲ、氧气不易溶于水,可用排水法收集,为完成上述实验中收集氧气及数据的测定,气体应从b端进入,水从a端排出,因此,与c连接的是a;
由于排出水的体积等于生成气体的体积,进行操作时,集气瓶中未装满水,对实验测量结果不会产生影响。
(4)若用该图装置进行实验,可根据生成等体积气体时所需的时间或相同时间收集氧气的体积来判断FeCl3溶液溶液、CuSO4溶液的催化效果。
6.(2025-2026九上·广东广州部分校-11月·期中)中学的化学兴趣小组同学探究制取氧气的方法以及氧气的性质,请回答下列问题。
(1)写出装置中仪器①的名称 。
(2)在、、、这些物质中寻找制取氧气的原料,肯定不能作为分解反应原料的物质是 ,理由是 。
(3)凯凯同学打算在实验室用高锰酸钾制取一瓶氧气用于铁丝燃烧实验,请帮他选择最合适的发生和收集装置 (填写标号)。请写出铁丝燃烧的化学方程式 。
(4)为验证氧气的某些物理性质,凯凯同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行下图一所示实验,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图二所示。
①从微观角度分析段曲线下降的原因是 。
②段曲线下降幅度明显超过段,体现氧气的性质是 。
③图二中点氧气的体积分数约为 %。
(5)生活中一种常见的制氧机工作原理如图三所示。其中加湿过渡仓内的水除了加湿氧气外,还可用于观察 ,图四装置作用相当于加湿过渡仓,则与病人氧气罩相连的导管口应该是 (选填“”或“”)。
【答案】(1)酒精灯 (2)① 氯化钾 KCl ② KCl中不含氧元素 (3)① BE ② (4)① 分子在永不停息的做无规则运动 ② 密度大于空气 ③ 21 (5)① 观察氧气的流速 ② d
【解析】(1)装置 B 中仪器① 是酒精灯。
(2)肯定不能作为分解反应原料的物质是KCl。 理由是根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,KCl中不含氧元素,所以不能通过分解反应制取氧气。
(3)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热型,发生装置应选 B;用于铁丝燃烧实验,为了防止集气瓶底炸裂,需要在瓶底留少量水,所以收集装置选 E。最合适的发生和收集装置是 BE。 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,化学方程式为 。
(4)① 分子在永不停息的做无规则运动,AB段曲线下降的原因是瓶子正放,瓶盖打开,少量氧气分子运动到瓶子外,导致氧气体积分数减小。
② BC段曲线下降幅度明显超过AB段,是因为180s后瓶子倒放,氧气密度大于空气密度,氧分子向下运动速率加快,有大量氧气分子运动到空气中。
③ 图四中D点氧气的体积分数基本保持不变,说明瓶中的氧气已完全逸出,瓶中是空气,空气中氧气的体积分数大约为21%。
(5)其中加湿过渡仓内的水除了加湿氧气外,还可用于观察氧气的流速(通过观察气泡冒出的速率来判断氧气流速)。
图四装置作用相当于加湿过渡仓,为了使氧气与水充分接触并湿润,氧气通过c管通入,与水接触,与病人氧气罩相连的导管口应该是 d。
7.(2025-2026九上·广东省广州市天荣中学·期中)氧气是一种与人类生产、生活密切相关的气体,用途很广。下面是几种不同的路径制取氧气的方法。
实验室制取气体:常通过丙、丁两种路径来制取氧气。
(1)请写出图2仪器a的名称: ;用丁途径制氧的符号表达式为: ,可选用F装置收集氧气,理由是 ;若用G装置装满水,采用排水法收集氧气,氧气应从 (选“m”或“n”)进。
(2)丙路径制取氧气时
①采用B装置制取时,可用如图方法检查其气密性,操作为:向a中加水至形成液封后,用注射器连接装置B(如图所示),向内推注射器活塞,当看到 现象时,说明装置气密性良好。
②C装置的分液漏斗中间的旋塞能控制液体滴加速率的大小,若要用丙路径平稳地产生氧气,选择 (填“B”或“C”)装置更佳。用B装置实验时,长颈漏斗的末端应保持在 。
(3)为了保证长时间潜航,在潜水艇里要配备氧气再生设备。你认为比较适合的方法是图1中的路径 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制取甲烷气体,已知甲烷密度比空气小,难溶于水。选用以上装置制取并收集一瓶比较纯净甲烷,则选择的发生与收集装置组合为 (从填A~F中选择)。
【答案】(1)① 长颈漏斗 ② ③ 氧气密度比空气大、不与空气反应 ④ m (2)① 长颈漏斗内上升一段稳定的液柱 ② C ③ 液面以下 (3)乙 (4)AD
【解析】(1)根据图像,仪器a是长颈漏斗;
丁路径是高锰酸钾制氧气,高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,符号表达式为 ;
F装置是向上排空气法收集气体的装置,选用F装置收集氧气是因为氧气密度比空气大、不与空气反应。
氧气密度比水小,G装置装满水用排水法收集氧气时,氧气应从m端进入,将水从n端排出。
(2)① 检查B装置气密性时,向内推注射器活塞,装置内压强增大,若看到长颈漏斗内上升一段稳定的液柱,说明装置气密性良好。
② C装置的分液漏斗能控制液体滴加速率,从而平稳产生氧气,所以选择C装置更佳;
用B装置时,长颈漏斗末端应保持在液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗逸出。
(3)潜水艇里需要氧气再生设备,路径乙是过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,既能产生氧气又能消耗二氧化碳,适合潜水艇环境,所以选择乙。
(4)无水醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制取甲烷,发生装置选A(固体加热型);甲烷密度比空气小且难溶于水,可用向下排空气法或排水法收集,要收集较纯净的甲烷,用排水法(装置D),所以装置组合为AD。
8.(2025-2026九上·广东省广州市第二中学·期中)实验室制取氧气并验证氧气性质的实验如图所示:
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。
(2)小红用高锰酸钾制取氧气,符号表达式是 ,她把装置A、C连接进行实验,实验停止加热时,要先 ,然后再熄灭酒精灯。为了收集一瓶氧气并进行铁丝燃烧实验,最好选择上述装置中的 (填字母序号)收集氧气。
(3)下图是铁丝在氧气中的燃烧的实验,请据此回答问题:
铁丝在氧气中燃烧的符号表达式是 。
右瓶是铁丝在氧气中燃烧的改进实验,用适量的过氧化氢溶液和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水,所发生的反应的符号表达式为 ,该实验方案除了不需要另外收集氧气,使实验更简便以外,其优点还有 。
(4)小明将5%的溶液加热到80℃时,发现有较多氧气产生(见下图)。
小明使用上图所示F装置进行实验,将带火星的木条伸入试管内,发现木条却不复燃。若将G和H装置相连后,思考:带火星的木条能否复燃?你认为木条 (填“能”或“不能”)复燃,理由是 。
【答案】(1)① 试管 ② 集气瓶 (2)① ② 将导管移出水面 ③ C (3)① ② ③ 过氧化氢分解可以提供充足的氧气,让铁丝燃烧更持久 (4)① 能 ② 水蒸气遇冷凝结成水,得到了较纯净的氧气
【解析】(1)由图可知,仪器① 的名称是:试管;仪器② 的名称是:集气瓶;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的符号表达式为:;
把装置A、C连接进行实验,实验停止加热时,要先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯,防止水倒流,炸裂试管;
铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,需要在集气瓶底部放少量水,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底,故最好选择排水法收集氧气,方便在集气瓶底部预留少量水,故收集装置最好选择C;
(3)铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该反应的符号表达式为:;
过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的符号表达式为:;
该实验方案除了不需要另外收集氧气,使实验更简便以外,其优点还有过氧化氢分解可以提供充足的氧气,让铁丝燃烧更持久;
(4)小明使用上图所示F装置进行实验,将带火星的木条伸入试管内,发现木条却不复燃,是因为水受热蒸发变为水蒸气,生成的氧气中混有较多的水蒸气,氧气不纯,故木条不复燃,将G和H装置相连后,水蒸气遇冷凝结成水,得到了较纯净的氧气,故木条能复燃。
9.(2025-2026九上·广东广州增城区-11月·期中)Ⅰ.同学们通过学习,已经对实验室制取气体有了基本了解。
(1)写出图中带标号m的仪器名称 。
(2)用装置A制取氧气时,反应的符号表达式是 。
(3)若用G装置收集氧气,氧气应该从 (填“a”或“b”)处导管口通入。
(4)实验室常用块状固体电石(主要成分是CaC2)与水在常温下反应制取乙炔(C2H2)气体,该反应很剧烈,为了得到较平稳的气流,应选择的发生装置是 (填字母)。可用装置F收集乙炔,据此可推测乙炔的相关性质是 。
Ⅱ.某研究小组以过氧化氢溶液为原料,探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:在试管中加入20 mL 5%H2O2溶液,分别取等质量的重铬酸钾(K2Cr2O7)、CuO、Fe2O3三种物质放在锥形瓶中,采用如图实验装置进行实验,并记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
(5)实验中,除了通过观察H2O2溶液中产生气泡的快慢来判断H2O2分解的快慢,还可通过 来判定H2O2分解的快慢。
(6)为了证明CuO是催化剂,除了上述实验,还需要设计实验证明___________。
A. 在化学反应前后,CuO的质量不变 B. 使用CuO后,反应产生的O2含量增多
C. 在化学反应前后,CuO的化学性质不变 D. 在化学反应前后,CuO的物理性质不变
(7)根据实验结果,在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中,不宜选择重铬酸钾作为催化剂。你认为的理由是 。
【答案】(1)锥形瓶 (2) (3)a (4)① C ② 乙炔难溶于水,且与水不反应 (5)瓶内压强上升速率 (6)AC (7)使用重铬酸钾作催化剂时,过氧化氢的分解速率较快,不利于收集气体
【解析】(1)由图可知,仪器m的名称是:锥形瓶;
(2)A装置适用于固体加热反应制取气体,适用于加热高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的符号表达式为:;
(3)若用G装置收集氧气,氧气的密度比空气略大,氧气应该从a处导管口通入;
(4)实验室常用块状固体电石(主要成分是CaC2)与水在常温下反应制取乙炔(C2H2)气体,属于固液不加热反应,该反应很剧烈,为了得到较平稳的气流,应选择的发生装置是C,C装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
可用装置F,即排水法收集乙炔,说明乙炔难溶于水,且与水不反应;
(5)本实验使用了压强测量仪,故除了通过观察H2O2溶液中产生气泡的快慢来判断H2O2分解的快慢,还可通过瓶内压强上升速率来判定H2O2分解的快慢;
(6)催化剂能改变化学反应速率,化学反应前后其质量和化学性质不变,上述实验中加入氧化铜前,过氧化氢分解速率很慢,几乎不产生气泡,加入氧化铜后,产生大量气泡,证明氧化铜能加快过氧化氢的分解速率,要想证明氧化铜是催化剂,还需要设计实验证明化学反应前后氧化铜的质量和化学性质不变。
故选AC;
(7)由图可知,使用重铬酸钾作催化剂时,过氧化氢的分解速率较快,不利于收集气体,故在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中,不宜选择重铬酸钾作为催化剂。
10.(2025-2026九上·广东省广州市钟村中学·期中)以下是气体的实验室制取和性质实验有关示意图。
(1)若用装置A加热高锰酸钾制取氧气,图中a处需补充仪器的名称是 ,反应的符号表达式是 。
(2)若选用E装置收集氧气,实验过程中水槽中的水呈紫红色,可能原因是 ;气体收集完毕,测得氧气的纯度明显偏低,原因可能是 (填序号)。
a.高锰酸钾不纯,所含杂质加热后产生其他气体
b.收集前,集气瓶中未注满水
c.收集后,集气瓶中仍有少量水
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(3)如图1所示,点燃硫粉立即伸入集气瓶中,产生淡蓝色火焰,然后打开弹簧夹,通入氧气,产生明亮的蓝紫色火焰。写出该反应的符号表达式 ,对比通入氧气前后的现象,可得出硫燃烧的剧烈程度与 有关。
(4)实验室可用加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷,甲烷的密度比空气小、难溶于水,制取甲烷应选择的发生装置和收集装置组合是 (填字母)。
【答案】(1)① 酒精灯 ② KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 (2)① 试管口未放一团棉花 ② abd (3)① S+O2SO2 ② 氧气浓度 (4)AD AE
【解析】(1)用装置 A 加热高锰酸钾制取氧气,图中 a 处需补充仪器的名称是酒精灯,因为加热高锰酸钾需要热源。高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的符号表达式是 KMnO4K2MnO4+MnO2+O2。
(2)若选用 E 装置收集氧气,实验过程中水槽中的水呈紫红色,可能原因是 试管口未放一团棉花,导致加热时试管内固体粉末随气流进入导管,进而进入水槽使水变红。 气体收集完毕,测得氧气的纯度明显偏低:
a .高锰酸钾不纯,所含杂质加热后产生其他气体,会使氧气纯度明显偏低,符合题意。
b .收集前,集气瓶中未注满水,瓶内有空气,会使收集的氧气中混入空气,导致氧气纯度偏低,符合题意。
c .收集后,集气瓶中仍有少量水,不会影响氧气的纯度,不符合题意。
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集,此时收集的气体中混有装置内的空气,会使氧气纯度偏低,符合题意。
故选abd。
(3)硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,反应的符号表达式为 S+O2SO2 。对比通入氧气前后的现象,通入氧气前产生淡蓝色火焰,通入氧气后产生明亮的蓝紫色火焰,可得出硫燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。
(4)实验室可用加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷,属于固体加热型,所以发生装置选择 A;甲烷的密度比空气小、难溶于水,可用向下排空气法或排水法收集,收集装置可选择 D 或 E。制取甲烷应选择的发生装置和收集装置组合是 AD 或 AE 。
11.(2025-2026九上·广东市天河区华南理工大学附属实验·期中)实验室里现有溶液、粉末,以及下图所示的仪器:
(1)仪器F的名称 ;
(2)利用上述仪器和试剂,制备并用排空气法收集一瓶,选择的仪器是 (填序号),反应的化学方程式为 ;收集时证明氧气是否集满的方法是 。
(3)若某同学使用二如图的装置来收集氧气,则气体应该从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)若利用反应
(HCOOH在常温下为液态),制备并收集一瓶CO,若选择试管作为反应容器,发生装置连接好后试管口 (填“向上”或“向下”)倾斜,理由是 。
【答案】(1)长颈漏斗 (2)① AFGE(或DFGE) ② ③ 将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃则已经收集满 (3)a (4)① 向上 ② 防止液体流出
【解析】(1)F是长颈漏斗;
(2)根据提供的仪器,可选择过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,该反应为固液常温型,发生装置可选择仪器AFG(或DFG),用排空气法收集一瓶氧气,可选择的仪器是E,故选AFGE(或DFGE);
过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气和水,化学方程式为 ;
氧气具有助燃性,验满的方法为:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃则已经收集满;
(3)氧气不易溶于水,氧气的密度比水小,用如图的装置来收集氧气,则气体应该从a端通入;
(4)因为HCOOH常温下为液态,制备并收集一瓶CO,若选择试管作为反应容器,发生装置连接好后试管口向上倾斜,防止液体流出。
12.(2025-2026九上·广东省广州市仲元中学教育集团·期中)如图是实验室常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)写出图中有标号的仪器的名称:a ,b 。
(2)实验室常用一种纯净物制取氧气,可选择的发生装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(3)相比于装置B,用装置C制取氧气的优点是 。
(4)用装置D收集氧气,气体应从 (填“m”或“n”)端通入。
Ⅱ.为进一步认识氧气,学习小组查得资料:
材料1:
生活中有时需要用到高浓度氧气,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机等。氧气瓶和氧气袋中的氧气一般用深冷法制得,该方法利用物质的沸点差异,从空气中分离出氧气。制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等,其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如下图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将、通过某种沸石分子筛,测定其对、的吸附情况,结果如图乙(纵坐标数值越大,代表吸附量越大)。
材料2:
超氧化钾为黄色固体,分别与、反应生成和白色固体,产氧效率高,适合作生氧剂。
依据资料回答下列问题:
(5)图甲中,表示氧分子变成氧原子的是 (填“I”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(6)由图乙可知,时吸附压越大越有利于分离和,请简述理由 。
(7)①动手实践:设计并制作氧自救呼吸器(如图丙),使用一段时间后,观察到生氧剂由 色变为 色,说明生氧剂基本失效。
②原理分析:、,则化学式为 。
【答案】(1)① 酒精灯 ② 长颈漏斗 (2)① A ② (3)控制反应的速率 (4)m (5)Ⅱ (6)25℃时,吸附压越大,氮气的吸附量越大,而氧气的吸附量变化不大 (7)① 黄 ② 白 ③
【解析】(1)由图可知,仪器a的名称是酒精灯;仪器b的名称是长颈漏斗;
(2)实验室用一种纯净物制取氧气,是加热高锰酸钾制取氧气,该反应属于固体加热型,可选择的发生装置是A;高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为 ;
(3)相比于装置 B,装置C可通过分液漏斗控制液体的滴加速度,从而控制反应的速率;
(4)氧气的密度比空气大,用装置D集氧气,气体应从m端通入,将空气从n端排出;
(5)在图甲中,过程Ⅱ是氧分子分解成氧原子的过程;
(6)由图乙可知,25℃时,吸附压越大,氮气的吸附量越大,而氧气的吸附量变化不大,故25℃时吸附压越大越有利于分离氮气和氧气;
(7)①超氧化钾为黄色固体,分别与二氧化碳、水反应生成氧气和白色固体,则使用一段时间后,观察到生氧剂由黄色变为白色,说明生氧剂基本失效;
②根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前有4个K原子、12个O原子、2个C原子,反应后有6个O原子,所以2X中含有4个K原子、2个C原子、6个O原子,则X的化学式为。
13.(2025-2026九上·广东省广州市广东实验中学·期中)氢气的生产和储存是科学探究的重要方向。储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,固体材料储氢技术具有安全、高效优势,是目前相关研究的热点。
(1)实验室选择锌粒和稀硫酸常温制取氢气,发生装置选择A的依据为 。为了得到干燥的氢气,应将氢气通过盛放浓硫酸(具有吸水性,可吸收气体中的水蒸气)的E装置后再收集,仪器口连接顺序依次为 (按气体流向填写管口小写字母序号)。
(2)我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件如图1,可以将99.92%的氢气提纯至99.99995%,实现了超纯氢气装置国产化,其工作温度在300℃以上。图1中开始工作时,须先通排净装置中空气,再通原料氢气,其目的是 。由图2可知,透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是 。
(3)镁基储氢材料(主要成分Mg)是极具应用前景的储氢材料。储氢、释氢过程中涉及的部分物质转化如图3所示:
①储氢过程发生的变化为 (填“物理变化”或“化学变化”)。
②释氢过程中,利用方法Ⅱ产生的的质量 (填“<”“=”或“>”)参加反应的中氢元素的质量。
③与方法Ⅰ相比,方法Ⅱ的优点是 (答1条即可)。
④镁基储氢材料在使用过程中Mg表面容易被氧化形成氧化层(MgO)。根据图4分析,Mg氧化程度越高,储氢能力 (填“越高”或“越低”),当储氢材料中氧元素的含量为10%时,MgO的质量分数为 。
【答案】(1)① 反应物为固体和液体,反应条件为常温 ② aefc (2)① 防止升温时氢气与空气混合发生爆炸 ② 压强增大,透氢率越高 (3)① 化学变化 ② > ③ 反应条件低(合理即可) ④ 越低 ⑤ 25%
【解析】(1)锌为固体,稀硫酸为液体,该反应条件为常温,则发生装置选A;
若想干燥氢气,可将氢气直接通入浓硫酸中,且排空气法收集的氢气比较干燥,氢气密度比空气小,收集装置选C,故仪器口连接顺序为:aefc。
(2)氢气具有可燃性,不纯时点燃会发生爆炸,则先通排净装置中空气,再通原料氢气,可防止氢气不纯时点燃会发生爆炸;
由图可知,透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是压强增大,透氢率越高。
(3)① 由图可知,储氢过程中有新物质生成,属于化学变化。
② 释氢过程中,方法Ⅱ产生H2的原理为:MgH2+2H2O=Mg(OH)2+2H2↑,根据方程式可知,利用方法Ⅱ产生的H2的质量>参加反应的MgH2中氢元素的质量。
③ 与方法Ⅰ相比,方法Ⅱ的优点是反应条件低,氢化镁质量相同时,方法Ⅱ产生氢气的质量比方法Ⅰ得多。
④ 由图4可知,Mg氧化程度越高,储氢能力越低;
设储氢材料为m,当储氢材料中氧元素的含量为10%时,则氧元素的质量为10%m,MgO的质量为,则MgO的质量分数为。
试卷第1页,共3页
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专题11 气体制取题
1.(2025-2026九上·广东省广州市荔湾区广东广雅中学·期中)化学是一门以实验为基础的科学,如下图是实验室制取与收集气体的装置图,据此回答有关问题。
(1)仪器①的名称是 。
(2)实验室利用装置A分解高锰酸钾制取O2时,反应的符号表达式为 。
(3)用装置B制取氧气时,通过仪器①向锥形瓶内添加液体至 (选填“a”或“b”)处。现需要收集氧气做铁丝燃烧实验,最好选择 (从D-F中选择,填字母)作为收集装置。
(4)装置C是用软塑料管自制的气体发生装置,也可用同样的反应制取氧气,药品加入至图示位置并塞紧橡胶塞后,要使反应开始,接下来的操作是: 。相比于B装置,C装置除了装置简单外,还具有的优点: 。(写一条)
(5)用G和H装置可以收集气体并测定气体体积,则G装置中 (c或d)导管与量筒中导管相连。
(6)实验室常用无水醋酸钠跟干燥的碱石灰反应来制取甲烷(CH4)。常温下甲烷(CH4)是一种无色、无味的气体,密度比空气小,甲烷(CH4)难溶于水。制取并收集干燥的甲烷(CH4),应该从A-F图中选择的发生装置和收集装置是 。
2.(2025-2026九上·广东省广州市天河区骏景中学·期中)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的名称是 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,选用装置A时试管应向下倾斜,原因是 ;反应的符号表达式为 。若用装置C收集氧气,当气体收集完成后,应 (填字母序号)。
A.先把导管移出水面,再熄灭酒精灯 B.先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
(3)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,若用装置D收集氧气,验满的方法是 。
(4)实验室里可通过加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,氨气极易溶于水形成氨水,密度比空气小,实验室制取氨气应选用的装置组合是 (填字母)。
(5)化学兴趣小组的同学,利用过氧化氢溶液和二氧化锰制作了一台简易制氧机(如图F)。图中左瓶里水的作用是 。
通过查阅资料,同学们发现过氧化钙(CaO2)和过氧化钠(Na2O2)也可做供氧剂。过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氧气,过氧化钠与过氧化钙的化学性质相似。10g过氧化钠固体和10g过氧化钙固体与足量水作用生成氧气的质量与时间的关系如图所示。
(6)为了解决鱼的吸氧问题,给鱼缸缓慢持续供氧,应选的供氧剂为 。
3.(2025-2026九上·广东广州花都区·期中)某兴趣小组以“气体制备”为主题开展项目式学习。
(1)基础实验:实验室现有高锰酸钾、二氧化锰、过氧化氢溶液,以及如图仪器。请回答下列问题:
①图1中仪器①的名称是 。
②利用高锰酸钾制取纯度较高的氧气应选择的装置组合是 (填字母序号),该反应的文字(或符号)表达式为 。
(2)探索制氧气的新方法:为探索制氧气的新方法,小福同学不能选用制取氧气的是______(填序号)。
A. CH4 B. KCIO3 C. NaCl D. CaO2
(3)变压吸附法制氧气:利用变压吸附技术,以分子筛为吸附剂制取氧气。
由图2、图3可知:过程1和过程2交替进行,可连续生产大量高纯度氧气。过程1中,空气通过分子筛吸附材料时, (填“氮”或者“氧”)分子更容易被吸附;过程2中,采用 方法,能使被吸附的气体释放出去(此过程称为解吸),分子筛吸附材料恢复吸附能力。
(4)探究氧化铜和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果:
①实验步骤:1、取10mL、4%过氧化氢溶液与0.2g粉末状二氧化锰混合;取10mL、4%过氧化氢溶液与 g粉末状氧化铜混合;2、利用注射器收集两次实验得到的氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图5所示。
②通过图5得出的结论是 。
③请写出氧化铜催化过氧化氢溶液分解制氧气的文字(或符号)表达式 。
④实验过程中发现U形管内右侧液面上升,原因是该反应 (填“放热”或“吸热”)。
4.(2025-2026九上·广东省广州市第三中学·期中)化学兴趣小组对氧气的制取进行了如下探究。
Ⅰ、实验室制取氧气。
(1)从图F观察到的现象中,你能得出的结论是什么? 。
(2)实验室若用高锰酸钾来制取氧气,还要补充哪些仪器? ;写出高锰酸钾制取氧气的化学符号表达式 。
(3)用装置G可收集一瓶较为干燥的氧气,检验这瓶氧气收集满的方法及现象是 。
Ⅱ、工业制取氧气。
分离空气可以获得稀有气体、纯度较高的氮气和液氧,分离空气的简易流程如图,请根据流程图回答下列问题。
(4)该净化装置除了除去空气中的污染物,还除去了空气中的 (填序号)。
①氮气 ②氧气 ③稀有气体 ④二氧化碳 ⑤水蒸气
(5)分离液态空气的原理是利用氮气和氧气的 (填“熔点”或“沸点”)不同,发生 (填“物理”或“化学”)变化。
(6)根据此原理和下表中数据:常压时,欲在液态下将与、分离,最好将温度(T)控制在 。
物质
沸点/°C( )
5.(2025-2026九上·广东省广州市第三中学·期中)催化剂是推动产业发展和提升经济效益的关键技术之一。
(1)下列设想有可能通过找到合适的催化剂来实现的是______(填标号)。
A. 利用太阳光将水分解生产
B. 将空气中的He分解生产
C. 使过氧化氢分解产生更多的氧气
D. 将和转化为葡萄糖()
(2)研究表明氧化铜(CuO)也可以催化过氧化氢分解。写出上述反应原理对应的化学符号表达式 。
(3)影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?实验数据如下表:
实验序号
双氧水的浓度
双氧水的体积/mL
温度/℃
二氧化锰的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应时间
①
5%
1
20
0.1
4
16 s
②
15%
1
20
0.1
4
6 s
③
30%
5
35
0
4
98 min
④
30%
5
55
0
4
20 min
Ⅰ.能说明过氧化氢的分解速率与其浓度有关的实验是 (填实验序号)。
Ⅱ.实验③④的实验目的是 。
Ⅲ.为完成上述实验中收集氧气及数据的测定需要用到的部分装置如图所示,与c连接的是 (填“a”或“b”)端;进行操作时,集气瓶中未装满水,对实验测量结果 (填“会”或“不会”)产生影响。
(4)已知:溶液、溶液都可以代替二氧化锰作过氧化氢分解的催化剂。通过以下实验来比较相同浓度的溶液和溶液的催化效果。
若用该图装置进行实验,应根据 来判断溶液、溶液的催化效果。
6.(2025-2026九上·广东广州部分校-11月·期中)中学的化学兴趣小组同学探究制取氧气的方法以及氧气的性质,请回答下列问题。
(1)写出装置中仪器①的名称 。
(2)在、、、这些物质中寻找制取氧气的原料,肯定不能作为分解反应原料的物质是 ,理由是 。
(3)凯凯同学打算在实验室用高锰酸钾制取一瓶氧气用于铁丝燃烧实验,请帮他选择最合适的发生和收集装置 (填写标号)。请写出铁丝燃烧的化学方程式 。
(4)为验证氧气的某些物理性质,凯凯同学收集一塑料瓶干燥的氧气,进行下图一所示实验,测得氧气体积分数随时间变化曲线如图二所示。
①从微观角度分析段曲线下降的原因是 。
②段曲线下降幅度明显超过段,体现氧气的性质是 。
③图二中点氧气的体积分数约为 %。
(5)生活中一种常见的制氧机工作原理如图三所示。其中加湿过渡仓内的水除了加湿氧气外,还可用于观察 ,图四装置作用相当于加湿过渡仓,则与病人氧气罩相连的导管口应该是 (选填“”或“”)。
7.(2025-2026九上·广东省广州市天荣中学·期中)氧气是一种与人类生产、生活密切相关的气体,用途很广。下面是几种不同的路径制取氧气的方法。
实验室制取气体:常通过丙、丁两种路径来制取氧气。
(1)请写出图2仪器a的名称: ;用丁途径制氧的符号表达式为: ,可选用F装置收集氧气,理由是 ;若用G装置装满水,采用排水法收集氧气,氧气应从 (选“m”或“n”)进。
(2)丙路径制取氧气时
①采用B装置制取时,可用如图方法检查其气密性,操作为:向a中加水至形成液封后,用注射器连接装置B(如图所示),向内推注射器活塞,当看到 现象时,说明装置气密性良好。
②C装置的分液漏斗中间的旋塞能控制液体滴加速率的大小,若要用丙路径平稳地产生氧气,选择 (填“B”或“C”)装置更佳。用B装置实验时,长颈漏斗的末端应保持在 。
(3)为了保证长时间潜航,在潜水艇里要配备氧气再生设备。你认为比较适合的方法是图1中的路径 (填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(4)实验室常用无水醋酸钠固体和碱石灰固体混合加热制取甲烷气体,已知甲烷密度比空气小,难溶于水。选用以上装置制取并收集一瓶比较纯净甲烷,则选择的发生与收集装置组合为 (从填A~F中选择)。
8.(2025-2026九上·广东省广州市第二中学·期中)实验室制取氧气并验证氧气性质的实验如图所示:
(1)写出标号仪器的名称:① ;② 。
(2)小红用高锰酸钾制取氧气,符号表达式是 ,她把装置A、C连接进行实验,实验停止加热时,要先 ,然后再熄灭酒精灯。为了收集一瓶氧气并进行铁丝燃烧实验,最好选择上述装置中的 (填字母序号)收集氧气。
(3)下图是铁丝在氧气中的燃烧的实验,请据此回答问题:
铁丝在氧气中燃烧的符号表达式是 。
右瓶是铁丝在氧气中燃烧的改进实验,用适量的过氧化氢溶液和二氧化锰代替原实验中集气瓶里的水,所发生的反应的符号表达式为 ,该实验方案除了不需要另外收集氧气,使实验更简便以外,其优点还有 。
(4)小明将5%的溶液加热到80℃时,发现有较多氧气产生(见下图)。
小明使用上图所示F装置进行实验,将带火星的木条伸入试管内,发现木条却不复燃。若将G和H装置相连后,思考:带火星的木条能否复燃?你认为木条 (填“能”或“不能”)复燃,理由是 。
9.(2025-2026九上·广东广州增城区-11月·期中)Ⅰ.同学们通过学习,已经对实验室制取气体有了基本了解。
(1)写出图中带标号m的仪器名称 。
(2)用装置A制取氧气时,反应的符号表达式是 。
(3)若用G装置收集氧气,氧气应该从 (填“a”或“b”)处导管口通入。
(4)实验室常用块状固体电石(主要成分是CaC2)与水在常温下反应制取乙炔(C2H2)气体,该反应很剧烈,为了得到较平稳的气流,应选择的发生装置是 (填字母)。可用装置F收集乙炔,据此可推测乙炔的相关性质是 。
Ⅱ.某研究小组以过氧化氢溶液为原料,探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:在试管中加入20 mL 5%H2O2溶液,分别取等质量的重铬酸钾(K2Cr2O7)、CuO、Fe2O3三种物质放在锥形瓶中,采用如图实验装置进行实验,并记录锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
(5)实验中,除了通过观察H2O2溶液中产生气泡的快慢来判断H2O2分解的快慢,还可通过 来判定H2O2分解的快慢。
(6)为了证明CuO是催化剂,除了上述实验,还需要设计实验证明___________。
A. 在化学反应前后,CuO的质量不变 B. 使用CuO后,反应产生的O2含量增多
C. 在化学反应前后,CuO的化学性质不变 D. 在化学反应前后,CuO的物理性质不变
(7)根据实验结果,在实验室用过氧化氢溶液制取氧气实验中,不宜选择重铬酸钾作为催化剂。你认为的理由是 。
10.(2025-2026九上·广东省广州市钟村中学·期中)以下是气体的实验室制取和性质实验有关示意图。
(1)若用装置A加热高锰酸钾制取氧气,图中a处需补充仪器的名称是 ,反应的符号表达式是 。
(2)若选用E装置收集氧气,实验过程中水槽中的水呈紫红色,可能原因是 ;气体收集完毕,测得氧气的纯度明显偏低,原因可能是 (填序号)。
a.高锰酸钾不纯,所含杂质加热后产生其他气体
b.收集前,集气瓶中未注满水
c.收集后,集气瓶中仍有少量水
d.未待导管口气泡连续均匀冒出时就开始收集
(3)如图1所示,点燃硫粉立即伸入集气瓶中,产生淡蓝色火焰,然后打开弹簧夹,通入氧气,产生明亮的蓝紫色火焰。写出该反应的符号表达式 ,对比通入氧气前后的现象,可得出硫燃烧的剧烈程度与 有关。
(4)实验室可用加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷,甲烷的密度比空气小、难溶于水,制取甲烷应选择的发生装置和收集装置组合是 (填字母)。
11.(2025-2026九上·广东市天河区华南理工大学附属实验·期中)实验室里现有溶液、粉末,以及下图所示的仪器:
(1)仪器F的名称 ;
(2)利用上述仪器和试剂,制备并用排空气法收集一瓶,选择的仪器是 (填序号),反应的化学方程式为 ;收集时证明氧气是否集满的方法是 。
(3)若某同学使用二如图的装置来收集氧气,则气体应该从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)若利用反应
(HCOOH在常温下为液态),制备并收集一瓶CO,若选择试管作为反应容器,发生装置连接好后试管口 (填“向上”或“向下”)倾斜,理由是 。
12.(2025-2026九上·广东省广州市仲元中学教育集团·期中)如图是实验室常用的实验装置,请回答下列问题。
(1)写出图中有标号的仪器的名称:a ,b 。
(2)实验室常用一种纯净物制取氧气,可选择的发生装置是 (填字母),反应的化学方程式为 。
(3)相比于装置B,用装置C制取氧气的优点是 。
(4)用装置D收集氧气,气体应从 (填“m”或“n”)端通入。
Ⅱ.为进一步认识氧气,学习小组查得资料:
材料1:
生活中有时需要用到高浓度氧气,供氧方式主要有氧气瓶、氧气袋和制氧机等。氧气瓶和氧气袋中的氧气一般用深冷法制得,该方法利用物质的沸点差异,从空气中分离出氧气。制氧机有膜分离、变压吸附等制氧方式。膜分离制氧用到的膜材料有陶瓷、聚苯胺等,其中混合导电陶瓷分离膜的工作原理示意如下图甲。变压吸附制氧常用的吸附剂是沸石分子筛。科研人员在一定条件下分别将、通过某种沸石分子筛,测定其对、的吸附情况,结果如图乙(纵坐标数值越大,代表吸附量越大)。
材料2:
超氧化钾为黄色固体,分别与、反应生成和白色固体,产氧效率高,适合作生氧剂。
依据资料回答下列问题:
(5)图甲中,表示氧分子变成氧原子的是 (填“I”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(6)由图乙可知,时吸附压越大越有利于分离和,请简述理由 。
(7)①动手实践:设计并制作氧自救呼吸器(如图丙),使用一段时间后,观察到生氧剂由 色变为 色,说明生氧剂基本失效。
②原理分析:、,则化学式为 。
13.(2025-2026九上·广东省广州市广东实验中学·期中)氢气的生产和储存是科学探究的重要方向。储氢是实现氢能广泛应用的重要环节,固体材料储氢技术具有安全、高效优势,是目前相关研究的热点。
(1)实验室选择锌粒和稀硫酸常温制取氢气,发生装置选择A的依据为 。为了得到干燥的氢气,应将氢气通过盛放浓硫酸(具有吸水性,可吸收气体中的水蒸气)的E装置后再收集,仪器口连接顺序依次为 (按气体流向填写管口小写字母序号)。
(2)我国工程师研发了具有自主知识产权的多通道钯膜纯化组件如图1,可以将99.92%的氢气提纯至99.99995%,实现了超纯氢气装置国产化,其工作温度在300℃以上。图1中开始工作时,须先通排净装置中空气,再通原料氢气,其目的是 。由图2可知,透氢量与钯膜两侧氢气压强差的关系是 。
(3)镁基储氢材料(主要成分Mg)是极具应用前景的储氢材料。储氢、释氢过程中涉及的部分物质转化如图3所示:
①储氢过程发生的变化为 (填“物理变化”或“化学变化”)。
②释氢过程中,利用方法Ⅱ产生的的质量 (填“<”“=”或“>”)参加反应的中氢元素的质量。
③与方法Ⅰ相比,方法Ⅱ的优点是 (答1条即可)。
④镁基储氢材料在使用过程中Mg表面容易被氧化形成氧化层(MgO)。根据图4分析,Mg氧化程度越高,储氢能力 (填“越高”或“越低”),当储氢材料中氧元素的含量为10%时,MgO的质量分数为 。
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让教与学更高效
专题11气体制取题
1.【答案】(1)长颈漏斗
(2)1
MnOK,MnO+MnO,+O2
(3)①
a
②D
(4)①挤压塑料瓶(使液体与固体接触)
②可控制反应的发生与停
止
(5)c
(6)AF
2.【答案】(1)①长颈漏斗
②水槽
(2)①防止冷凝水倒流造成试管炸
裂
KMnO,K2MnO+MnO2+02
③A
(3)将带火星的木条放在集
气瓶口,木条复燃,说明己收集满
(4)AE
(5)湿润氧气,可以通过产生气泡的快
慢观测产生氧气的速率
(6)Cao,
3.【答案】(1)①
铁架台
②
AE
③
高猛酸铆加热
(2)AC(3)①氮
②减压
(4)①
KMnOK,MnO+MnO2+02
0.2②在相同条件下,二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比氧化铜好
③
过氧化氢氧化铜、
H02-H,0+02
④放热
4【答案】(1)装置气密性良好
(2)①酒精灯
②
KMnOK,MnO+MnO,+02
(3)将带火星的木条放在b口,木条复燃,则说明已收集
满
(4)④
⑤
(5)①
沸点
②
物
理
(6)-195.8℃<T<-33.35℃
5.【答案】(1)AD
CuO
(2)H,02-H20+02
(3)①①②
②探究过氧
化氢的分解速率与温度的关系
③a
④不会
(4)生成等体积气体时所需的时
间相同时间收集氧气的体积
6.【答案】(1)酒精灯
(2)①氯化钾KC1
②KC1中不含氧元素
(3)①
②3Fe+2O
点燃
BE
2i
(4)①分子在永不停息的做无规则运动
②密度大于空
气
③21(5)①观察氧气的流速
②d
112
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7.【答案】(1)①长颈漏斗
②
KMnO4
③氧气密度比空气大、不与空气反
应
④m
(2)①长颈漏斗内上升一段稳定的液柱
②C③液面以
下
(3)乙
(4)AD
8.【答案】(1)①试管
②集气瓶
(2)KMnO,K2MnO,+MnO2+02
点燃
②将导管移出水面
③
c
(3)①
Fe+O,日Fe,O,
②
MnO,
H,0,6H,0+0,
③过氧化氢分解可以提供充足的氧气,让铁丝燃烧更持久
(4)
①能
②水蒸气遇冷凝结成水,得到了较纯净的氧气
9.【答案】(1)锥形瓶
(2)KMnOK2M nO,+MnO2+02
(3)
a
(4)①C
②乙炔难溶于水,且与水不反应
(5)瓶内压强上升速
率
(6)AC
(7)使用重铬酸钾作催化剂时,过氧化氢的分解速率较快,不利于收集
气体
4
10.【答案】(1)①酒精灯
②KMn04KMn04+Mn02+0g
(2)①
试管口未放一团棉
点燃
花
②abd
(3)①S+0÷S0,
②氧气浓度
(4)AD AE
MnO2
11.【答案】(1)长颈漏斗
(2)①AFGE(或DFGE)
②2H0,
乙
③
将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃则已经收集满
(3)a
(4)①向上
②防
止液体流出
12.【答案】(1)①酒精灯
②长颈漏斗
(2)①A
②2KMnO49
(3)
控制反应的速率
(4)m
(5)Ⅱ
(6)25C时,吸附压越大,氨气的吸附量越大,
而氧气的吸附量变化不大
(7)①黄
②白
③K2CO3
13.【答案】(1)①反应物为固体和液体,反应条件为常温
②aefc
(2)①防止升
温时氢气与空气混合发生爆炸
②压强增大,透氢率越高
(3)①化学变
化
②>
③反应条件低(合理即可)
④越低
⑤25%
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