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1、题型突破(五)气体的制取与净化类型一基础型|针对训练|1.2018淮安根据图T5-6回答下列问题。图T5-6(1)图中标有序号的仪器名称是。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式是 ,应选择的发生装置是(填序号)。(3)若用D装置收集氢气,则气体应从(填“a”或“b”)端进入。2.2019徐州 请根据下列实验装置图回答有关问题。图T5-7(1)写出标号仪器名称:;。(2)实验室收集少量氢气时,可选用的装置是(填序号)。实验室制取少量二氧化碳时,若用装置C收集二氧化碳,则检验其是否收集满的方法是 。(3)若实验室采取加热KClO3与MnO2的混合物制少量O2,则可选用的发生装置是(填序
2、号),二氧化锰固体的颜色是,反应的化学方程式为。(4)已知:一氧化氮(NO)是生命体系信息分子之一,在常温下,它是难溶于水且不与水反应、易与O2反应生成二氧化氮(NO2)的气体。NO与O2反应生成NO2的化学方程式为。实验室收集少量NO的装置可用(填序号)。3.2018镇江请结合图T5-8回答问题。图T5-8(1)仪器名称:,。(2)用高锰酸钾制取氧气,可选用的发生装置是(填序号),该反应的化学方程式为。用E装置收集氧气完毕后,应先(填 “从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”)。(3)实验室制取CO2,反应的化学方程式为,为方便控制反应的发生和停止,应选择的发生装置是(填序号),可用D装置收集C
3、O2的理由是。(4)NH4Cl溶液与NaNO2溶液混合共热可制取氮气,氮气和氢气在一定条件下可生成氨气。图T5-9是实验室制氮气并模拟合成氨的装置。图T5-9合成氨时参加反应的氮气和氢气的质量比为。实验中烧杯内导管口有气泡,还可观察到的现象。4.2017常州如图T5-10所示装置可用于实验室制取常见的气体。图T5-10(1)仪器A的名称是;气球的作用是。(2)制取O2。Y是;实验时,气球先变大,后变小。先变大的原因有:反应生成了气体,气体进入气球;。(3)制取CO2。写出有关反应的化学方程式:。(4)制取H2。现取足量的粗锌加入到25 g稀硫酸中,充分反应后,产生0.1 g氢气,则所用稀硫酸中
4、溶质的质量分数为多少?(写出计算过程)类型二综合型|针对训练|1.2019包头根据图T5-14、图T5-15回答问题。图T5-14(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,应选择的发生装置是(填序号)。若用C装置收集氧气时,带火星的木条放在瓶口始终没有复燃,其原因可能是(写出一种即可)。实验完毕后,若要从剩余固体中回收二氧化锰,需用的玻璃仪器有烧杯和。(2)已知由一氧化碳发生装置制得的气体中,混有二氧化碳和水蒸气,现用图T5-15中的装置净化该气体,并用净化后的一氧化碳还原氧化铁,再检验气体产物。图T5-15B装置中应盛放的试剂是。如果D、E装置顺序对调,将会导致。2.2019达州实验室常用下列
5、装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题。图T5-16(1)仪器a的名称是。 (2)实验室用氯酸钾制取氧气时,选用的发生装置是(填序号)。若改用图T5-17装置收集氧气,则气体应从(填“a”或“b”)端进。图T5-17(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体,反应的化学方程式为;将生成的气体通入澄清石灰水中,未见变浑浊。为探究其原因,小组同学讨论后作出如下猜想:作出猜想A.石灰水已经完全变质;B.气体中有挥发出来的HCl气体。实验探究小组同学设计了如下实验来验证。请你帮助完成实验,填写以下表格:实验步骤实验现象实验结论取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡
6、猜想A不成立将生成的气体通入溶液中产生白色沉淀气体中有HCl,猜想B成立查阅资料碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应:Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。拓展延伸如果用上述原料制取一瓶干燥纯净二氧化碳气体,所选仪器的连接顺序为BC。(填序号)3.2019凉山实验室现有高锰酸钾、盐酸、二氧化锰、氯酸钾、过氧化氢、硫酸、颗粒状的碳酸钙和图T5-18所示实验装置及仪器。图T5-18按所给药品、实验装置及仪器,完成下列各题。(1)将A与D相连,写出制取一种气体的化学方程式:。(2)写出制取能造成温室效应的气体的化学方程式:。(3)若所制得的气体不纯,应将混合气体通过(填字母)装置的(填序号)端口除
7、去杂质,并写出发生反应的化学方程式:。(4)写出检验(3)中所得气体的化学方程式:。(5)B虽然操作简便,但无法控制反应速率。请从图T5-19中选取(填序号)取代B中的单孔塞,以达到控制反应速率的目的。图T5-19类型三创新型|针对训练|1.2019潍坊化学是一门以实验为基础的科学。请根据下列实验装置完成有关问题。图T5-23(1)写出B中标号仪器的名称:。实验室用加热高锰酸钾制取氧气,发生装置可选择(填字母),该反应的化学方程式是,该装置有一处不足之处是。(2)用装置F收集一瓶O2,验满时应将带火星的木条放在(填“a”或“b”)处。(3)将装置G倾斜使两种药品混合,即可制得气体。下列制取气体
8、的方法可选用装置G的是。A.用锌和稀硫酸反应制取氢气B.加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气C.用双氧水和二氧化锰反应制取氧气D.加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷(4)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物的方法制取氨气(已知:氨气密度比空气小,极易溶于水),则实验室制取氨气可选用的实验装置组合为(填序号)。A.A和DB.A和EC.B和ED.A和F(5)如图T5-23中H所示,由“处的白磷不燃烧、处的白磷燃烧”的现象,说明可燃物燃烧需满足的条件是。(6)图I是铁生锈条件的探究,一周后试管、中铁钉无明显变化,另一铁钉生锈,说明铁锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的发生化学反应的过程。2.2
9、019广西北部湾利用下列装置进行气体的制取与性质实验,请回答下列问题。图T5-24(1)写出标号仪器的名称:。(2)实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式为;用装置D集满氧气后,集气瓶应(填“正立”或“倒立”)在桌面上。(3)若实验室制取二氧化碳要控制反应速率,获得平稳气流,则发生装置应选择装置(填序号)。小红同学利用装置E收集二氧化碳,气体应从(填“a”或“b”)端通入。(4)小伟同学利用混有少量CO2的CO气体还原Fe2O3,并验证反应后的气体产物。现有如图T5-25所示实验装置(可重复选用),选用装置乙的目的是,按气体流向从左到右,装置的正确连接顺序是乙丁。图T5-253.2018衡阳
10、实验室利用如图T5-26所示装置进行相关实验,请回答问题。图T5-26(1)写出标有序号仪器的名称:。(2)实验室用高锰酸钾制取并收集氧气可选择的装置组合是。写出该反应的化学方程式:。用此方法制取氧气的实验步骤有:在试管中加入药品并固定好装置;把导管移出水面;点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;熄灭酒精灯;检查装置的气密性。下列排序正确的是(填序号)。A.B.C.D.(3)实验室制取二氧化碳的药品是。装置F是某同学利用塑料瓶和其他用品设计的制取二氧化碳的发生装置,该设计与B装置比较除了废物利用的优点外,请另写出一个优点:。4.2018广东根据图T5-27所示(省略夹持仪器),回答问题
11、。图T5-27(1)仪器e的名称是。(2)用高锰酸钾分解制取氧气的化学方程式为,制备并导出氧气的装置应选取的仪器是c、h、(填序号),收集氧气(用于做铁丝燃烧实验)应选取的仪器是(填序号)。(3)用锌粒和稀盐酸制备H2(可随时使反应发生或终止)应选取的仪器是 (填序号)。(4)氢化钙(CaH2) 常温下能与水反应生成H2,是野外工作人员便携燃料的来源。课外小组同学利用(3)中产生的H2与金属钙反应制取CaH2 (如图T5-28)。图T5-28请回答:洗气瓶中m、n应选下列试剂中的、。(填序号).NaHCO3溶液.NaOH溶液.浓硫酸为防止钙被氧化,在加热钙之前必须进行的操作是 。CaH2与水反
12、应的化学方程式为;为防止空气中的O2、CO2、水蒸气与玻璃管中Ca或CaH2反应,必须在导管末端再连接的装置是 (说出仪器名称及所装试剂)。5.2018盐城请根据图T5-29所示实验装置图回答问题。图T5-29(1)仪器a的名称是,仪器b的名称是。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,发生反应的化学方程式为,用装置C收集氧气,证明集满的方法是。(3)实验室制取CO2,发生反应的化学方程式为,装置F是小亮制取CO2的气体发生装置,用它代替B装置的优点是(答出一点即可)。(4)加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取NH3,可选用的发生装置是(填序号)。已知NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。某同学
13、用干燥的红色石蕊试纸检验反应生成的NH3,试纸变蓝,原因是。【参考答案】类型一针对训练1.(1)集气瓶(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2A(3)b解析(1)图中标有序号的仪器是集气瓶。(2)用高锰酸钾制取氧气时,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气;该反应是固体加热型反应,应选择的发生装置是A。(3)氢气的密度小于空气,故使用D装置收集氢气时,气体应该从短管b端进入。2.(1)铁架台锥形瓶(2)D(或E)将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则已集满(3)A黑色(或灰黑色)2KClO32KCl+3O2(4)2NO+O22NO2E解析(2)氢气的密度比空气小,难溶于水,可以用向
14、下排空气法或排水法收集。(3)用氯酸钾和二氧化锰制取氧气适用于固体加热型的发生装置。(4)NO能与空气中的氧气反应,不能用排空气法收集,又因为NO难溶于水,故可以用排水法收集。3.(1)铁架台分液漏斗(2)A2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2从水中取出导气管(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2CCO2密度比空气大(4)143溶液变蓝4.(1)锥形瓶缓冲装置内的压强,防止橡皮塞被弹出(2)过氧化氢溶液反应过程中放热(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(4)解:设参加反应的硫酸的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H2982x0.1 g982=x0.1 gx
15、=4.9 g所用稀硫酸中溶质的质量分数为4.9 g25 g100%=19.6%。答:所用稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%。解析(1)仪器A的名称是锥形瓶;气球的作用是缓冲装置内的压强,防止橡皮塞被弹出。(2)制取O2。在常温下反应,应该用过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下制取氧气,故Y是过氧化氢溶液;实验时,气球先变大,后变小,说明不仅生成了气体,该反应还放出热量,只有温度降低了,气球才会变小。(3)制取CO2。在常温下碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,对应的化学方程式是 CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。类型二针对训练1.(1)A装置的气密性不好(或药品量不足)漏斗
16、、玻璃棒(2)浓硫酸无法检验气体产物解析(1)实验室用氯酸钾和二氧化锰制取氧气需要加热,需要固体加热型发生装置,故应选择的发生装置是A;用向上排空气法收集氧气时,带火星的木条放在瓶口始终没有复燃,原因可能是装置的气密性不好或药品量不足;实验完毕后,剩余固体中含有氯化钾和二氧化锰,其中氯化钾能溶于水,二氧化锰难溶于水,可加足量水溶解,过滤、洗涤、干燥回收二氧化锰,需要用到的玻璃仪器有玻璃棒、漏斗和烧杯。(2)已知由一氧化碳发生装置制得的气体中,混有二氧化碳和水蒸气,若要净化一氧化碳,可用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,用浓硫酸除去水蒸气,先净化后干燥,故B装置中应盛放的试剂是浓硫酸;二氧化碳能使澄清石
17、灰水变浑浊,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应无明显现象,如果D、E装置顺序对调,将无法检验出一氧化碳还原氧化铁的产物中是否含有二氧化碳。2.(1)酒精灯(2)Ab(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 实验探究溶液变红硝酸银拓展延伸HE解析(1)仪器a的名称是酒精灯。(2)实验室用氯酸钾制取氧气时,氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气,故选用的发生装置是A。若改用多功能瓶收集氧气,氧气密度比空气大,不易溶于水,用排水法收集气体时气体要短进长出,故气体应从b端通入。(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体,反应是盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式
18、为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 。实验探究澄清石灰水显碱性,能使无色酚酞试液变红色,盐酸和硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和水。取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,溶液变红,猜想A不成立;将生成的气体通入硝酸银溶液中,产生白色沉淀,说明气体中有HCl,猜想B成立。拓展延伸如果用上述原料制取一瓶干燥纯净的二氧化碳气体,先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体,氯化氢和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,然后用浓硫酸干燥,所选仪器的连接顺序为BHEC。3.(1)2KClO32KCl+3O2(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(3)FNaHCO3+H
19、ClNaCl+H2O+CO2(4)CO2+Ca(OH)2H2O+CaCO3(5)解析(1)装置A中有酒精灯,试管口没有棉花,适用于用氯酸钾制取氧气,化学方程式为2KClO32KCl+3O2 。(2)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。(3)若二氧化碳中含有少量氯化氢气体,氯化氢可以与饱和碳酸氢钠溶液反应,二氧化碳与饱和碳酸氢钠溶液不反应,可以把混合气体通过F装置的端口除去杂质,氯化氢气体和饱和碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2。(4)二氧化碳能和澄清石灰水反应生成
20、碳酸钙沉淀和水,化学方程式为CO2+Ca(OH)2H2O+CaCO3。(5)B虽然操作简便,但无法控制反应速率。选取装置取代B中的单孔塞,可以达到控制反应速率的目的。类型三针对训练1.(1)锥形瓶A2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2试管内导管口处未放棉花团(2)b(3)AC(4)BD(5)可燃物与空气(或氧气)接触(6)氧气、水(或O2、H2O)解析(1)标号仪器的名称是锥形瓶;发生装置的选择与反应物的状态和反应条件有关,加热高锰酸钾制取氧气需要酒精灯,所以发生装置选择A;反应物是高锰酸钾,生成物是锰酸钾、二氧化锰和氧气,所以化学方程式是2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;用高锰酸
21、钾制取氧气时试管口要放棉花团。(2)氧气的密度比空气大,用向上排空气法收集,验满时将带火星的木条放在b管口,如果复燃,说明已经集满。(3)反应物必须是固体和液体,且不需要加热才能选用装置G制取,所以用锌和稀硫酸反应制取氢气可以用该装置,用双氧水和二氧化锰制取氧气也可以用该装置。(4)加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物,需要用酒精灯,发生装置选择A;收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关,氨气极易溶于水,不能用排水法收集,氨气密度比空气小,用向下排空气法收集,所以收集装置选择E或F。(5)处白磷没有与氧气接触,白磷不燃烧;处白磷与氧气接触,白磷燃烧,说明燃烧需要可燃物与氧气接触。(6)对比生锈铁钉,
22、试管中没有氧气,铁钉不生锈,说明生锈需要与氧气接触;试管中没有水分,铁钉不生锈,说明生锈需要与水接触,所以铁锈蚀的过程是铁与氧气和水发生化学反应的过程。2.(1)试管(2)2H2O22H2O+O2正立(3)Ca(4)吸收二氧化碳,防止对一氧化碳与氧化铁反应产物的检验造成干扰甲丙甲解析(2)过氧化氢分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2;氧气密度比空气大,集满氧气的集气瓶要正放在桌面上。(3)可以通过调节分液漏斗中的活塞来调节液体的流速,从而控制反应速率,所以发生装置选C。二氧化碳的密度比空气密度大,所以必须从a端进入,否则气体会从a端逸出,而收集不到二氧化碳。(4)氢氧化
23、钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以氢氧化钠溶液是为了吸收二氧化碳,防止对一氧化碳与氧化铁反应产物的检验造成干扰。3.(1)锥形瓶(2)AC(或AE)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2B(3)石灰石(或大理石)和稀盐酸能控制反应的发生和停止解析(1)图中标有序号的仪器名称是锥形瓶。(2)高锰酸钾是固体,反应时需要加热,发生装置应选择固体加热型,故发生装置为A,由于氧气的密度大于空气、不易溶于水,故可用C或E装置收集,所以装置组合是AC或AE;高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2;用高锰酸钾制取氧气的实验步骤为检
24、查装置的气密性;在试管中加入药品并固定好装置;点燃酒精灯加热,当气泡连续均匀冒出时开始收集;把导管移出水面;熄灭酒精灯。排序正确的是B。(3)实验室制取二氧化碳的药品是石灰石(或大理石)和稀盐酸。装置F是设计的二氧化碳的发生装置,与B装置比较除了废物利用的优点外,另外的一个优点是能控制反应的发生和停止。4.(1)量筒(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2a、ib、o、l、g(3)c、f、j、n(4)先通一段时间H2,排净装置中的空气(或氧气) CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2分别盛有碱石灰、铁粉的球形干燥管解析(1)由图知e为量筒。(2)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧
25、化锰和氧气,化学方程式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2;在制备O2过程中需加热,则需酒精灯,又因生成气体,需单孔塞,故填a、i ;收集氧气(用于做铁丝燃烧实验),即收集并验证氧气性质,在铁丝燃烧时集气瓶内需留少量水,则用排水法收集,需要的仪器为水槽、集气瓶、玻璃片、玻璃弯管,故填b、o、l、g。(3)用锌粒和稀盐酸制备H2(可随时使反应发生或终止),该反应不需要加热,则需c、f、j,要随时使反应发生或终止,则需要带止水夹的导管,故需要n。(4)用锌粒和稀盐酸制备的H2中含水、氯化氢等杂质。氯化氢可用氢氧化钠将其除去,浓硫酸有吸水性,在除杂的顺序中干燥在最后一步。H2与金属钙反应制取C
26、aH2需加热,且装置中含有空气,由于空气中有氧气,会与钙反应,则反应前需先通一段时间H2,排净装置中的空气。CaH2与水反应生成氢氧化钙和氢气,化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2;为防止空气中的O2、CO2、水蒸气进入玻璃管,则需在导管末端再连接装有碱石灰的干燥管,除掉二氧化碳和水,以及盛有铁粉的干燥管除去氧气,并进一步除去水。5.(1)酒精灯铁架台(2)2H2O22H2O+O2将带火星的木条置于集气瓶瓶口,若木条复燃,则已集满(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2随开随用,随关随停(合理即可)(4)A氯化铵和氢氧化钙反应生成了NH3和水解析(1)仪器a的名称是酒精灯,仪器b的名称是铁架台。(2)过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下反应生成氧气和水,化学方程式为2H2O22H2O+O2;用向上排空气法收集氧气,验满方法是将带火星的木条置于集气瓶瓶口,若木条复燃,则已集满。(3)实验室制取二氧化碳是用石灰石或大理石和稀盐酸反应,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2;与B装置相比较,F装置的优点是随开随用,随关随停。(4)用氯化铵和熟石灰固体反应制取NH3,反应物的状态是固体,反应条件是加热,故选固固加热型装置A;干燥的红色石蕊试纸变蓝,原因是氯化铵和氢氧化钙反应生成了NH3和水。