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1、课时训练(十六)常见气体的制取和净化|夯实基础|1.2019攀枝花关于下列装置使用的说法,不正确的是()图Z16-1A.用甲装置制取氧气B.用乙装置制取二氧化碳C.用丙装置收集氢气D.用丁装置收集氧气2.一氧化氮气体是一种无色、无味、有毒且难溶于水的气体,能与空气中的氧气迅速反应。下列实验室收集一氧化氮气体的方法中,正确的是()A.向上排空气法B.向下排空气法C.排水法D.以上方法都可以 3.2019青岛根据下列实验装置图,请回答问题。图Z16-2(1)写出标有序号的仪器名称:,。(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时,应选用的发生装置是(填装置字母序号,下同)。检验二氧化碳应选用的装置是
2、,该装置内发生反应的化学方程式为。(3)用排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底部,其目的是_。(4)若要收集一瓶干燥纯净的二氧化碳,所选装置正确的连接顺序是:气体发生装置。(填装置字母序号)|拓展提升|1.下列有关实验室制取气体的说法错误的是()图Z16-3A.装置可作为制取CO2的发生装置B.装置干燥O2时,气体由a管进b管出C.装置可用作制取O2的收集装置D.装置是收集CO2气体的验满方法2.已知:CO2和SO2既有相似性也有差异性。请回答相关问题。气体CO2SO2制备石灰石与盐酸 Na2SO3与70%硫酸相似性溶解性能溶于水易溶于水与澄清石灰水反应二者都产生白色浑浊差异性与KMnO4
3、溶液不反应气体被吸收,溶液逐渐褪色图Z16-4(1)化石燃料的气体产物中有CO2和SO2等物质,其中SO2是形成(填一污染名称)的主要物质。(2)制取CO2的化学方程式是,可用于收集CO2的装置是(填序号)。(3)写出Na2SO3与70%硫酸反应的化学方程式:,制备SO2发生装置用(填序号)。(4)将收集满SO2的试管倒扣在水中观察到的现象是。(5)结合已知信息,请你设计实验证明化石燃料燃烧的气体产物中有CO2: (写出操作、试剂、现象、结论)。3.2019咸宁请结合下列实验装置,回答问题。图Z16-5(1)写出图中仪器a的名称:。(2)实验室用加热高锰酸钾制取并收集氧气,应选择的装置为(填序
4、号,下同),发生反应的化学方程式为 。(3)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,应选择的发生装置为。有学生对此反应后的溶液感兴趣,他取适量反应后过滤的滤液,逐滴滴入碳酸钠溶液(碳酸钠溶液显碱性),并用pH传感器连续监测,得到如下曲线图(纵坐标为pH,横坐标为时间):图Z16-6请分析图,写出AB段内发生的化学反应方程式: 。图中CD段上升的原因你认为是 。4.2018衢州小柯为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集三瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见下表。 收集方法向上排空气法排水法氧气浓度/%79.679.
5、779.990.089.889.3氧气平均浓度/%79.7 89.7(1)小柯用向上排空气法收集氧气时,以能使放置在集气瓶瓶口带火星木条复燃为氧气集满的标准;用排水法收集氧气时,以观察到为氧气集满的标准。(2)以上两种方法中,法收集到的氧气更纯净。(3)向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有。A.氧气的密度略大于空气的密度B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气D.当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散5.2019枣庄节选天然气是一种比较清洁的化石能源,主要成分为甲烷。现对甲烷的制取、性质、应用做以下研究,请回答相关问
6、题。制取研究查阅资料得知:通常情况下,甲烷是一种无色无味难溶于水的气体,密度比空气小;实验室常用无水醋酸钠(CH3COONa)和碱石灰(发生反应的是其中的氢氧化钠)两种固体药品,研磨均匀混合,通过加热制取甲烷,同时还生成碳酸钠。图Z16-7在实验室中:(1)可用于制取甲烷的发生装置为(填字母)。(2)可用于收集甲烷的装置为(填字母)。(3)制取甲烷的化学方程式:。性质研究用装置F收集了一瓶纯净的甲烷气体,在装置G中进行燃烧实验。图Z16-8(4)可用水将F中气体压出,通入G中,那么,水应从(填“a”或“b”)端注入。(5)点燃后,烧杯内壁看到的现象是,同时还生成二氧化碳气体,请设计一个简单实验
7、证明: 。6.2019乐山实验室采用下列三种方法制取气体。制取O2:2KClO32KCl+3O2。制取CO2: 。制取Cl2:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O。已知:Cl2是一种黄绿色、有刺激性气味、密度比空气大、能溶于水的气体。(1)写出实验室制取CO2的化学方程式:。(2)如图Z16-9所示有A、B、C三种发生装置和D、E两种收集装置,请回答下列问题。图Z16-9图中仪器的名称是。用D装置收集Cl2时,Cl2应从(填导气管接口处的字母)管口进入瓶中。用A装置制取氧气后,从剩余固体中分离出MnO2的实验步骤有溶解、过滤和洗涤。过滤时玻璃棒的作用是。(3)下列对制取三种气体
8、的分析中不正确的是。A.制取CO2和Cl2的发生装置相同B.O2、CO2和Cl2都能用向上排空气法收集C.制取Cl2的反应中MnO2是催化剂D.用E装置收集O2时,O2应从d管导入7.2019达州实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题。图Z16-10(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(填字母序号)。若改用图Z16-11所示甲装置收集氧气,则气体应从(填“a”或“b”)端进。图Z16-11(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸与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
9、想:作出猜想.石灰水已经完全变质;.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溶液,振荡猜想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,猜想成立查阅资料碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。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,所选仪器的连接顺序为BC(填字母序号)。【参考答案】1.C解析氢气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故不能用丙装置收集氢气。2.C3.(1)铁架台分液漏斗(2)BFCO2
10、+Ca(OH)2CaCO3+H2O(3)更好地排尽集气瓶中的空气,提高收集气体的纯度(4)GD解析(1)仪器是铁架台,是分液漏斗。(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应物是固体和液体、反应不需要加热,发生装置应选择B;检验二氧化碳气体用澄清石灰水,选择的装置为F;二氧化碳和氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。(3)用排空气法收集气体时,导管口要接近集气瓶底部,其目的是更好地排尽集气瓶中的空气,使收集的气体更纯。(4)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体和水蒸气,要收集一瓶干燥纯净的二氧化碳,应先用饱
11、和的碳酸氢钠溶液除去氯化氢气体,再用浓硫酸进行干燥,最后用向上排空气法收集二氧化碳,因此,装置连接顺序为:气体发生装置GD。拓展提升1.D解析检验二氧化碳是否收集满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶内。2.(1)酸雨(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2或(3)Na2SO3+H2SO4Na2SO4+SO2+H2O(4)试管中液面上升(5)把化石燃料燃烧的气体产物先通入足量的KMnO4溶液中,再通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,证明燃烧产物中有二氧化碳3.(1)酒精灯(2)AC或AD2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2(3)BNa2CO3+2HCl2NaCl+CO2+
12、H2O滴入过量的碱性碳酸钠溶液,使溶液的碱性逐渐增强(合理即可)解析(3)由图像可知,石灰石与稀盐酸反应后的溶液pH7,说明盐酸过量,向该溶液中加入碳酸钠溶液,碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,溶液的酸性减弱,pH逐渐增大,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O。图中BC段表示碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液的pH=7,当氯化钙完全反应后,继续滴加碳酸钠溶液,由于碳酸钠溶液呈碱性,随着碳酸钠溶液质量的增加,溶液的碱性逐渐增强。4.(1)集气瓶瓶口有大量气泡冒出(2)排水(3)ACD解析(1)用排水法收集氧气时,当观察到集气瓶口有大量气泡冒出时
13、,证明气体已收集满。(2)由表中的实验数据可知,用排水法收集氧气的纯度比用向上排空气法收集氧气的纯度高。(3)氧气的密度略大于空气的密度,因此,收集到的氧气与集气瓶中的空气之间无明显的分界线,氧气无法将集气瓶中的空气排尽;高锰酸钾加热分解生成的氧气是纯净的,与收集氧气浓度不纯无关;能使带火星木条复燃的并不一定是纯净的氧气,当空气中氧气的体积分数达到一定值时,带火星的木条就能复燃;分子在不停地运动着,当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散,使氧气中混有空气。5.(1)B(2)D或E(3)CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4(4)b(5)有水雾出现取下烧杯迅速向烧杯中倒入澄清的
14、石灰水并振荡,澄清的石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成解析(1)发生装置选择的依据是反应物的状态和反应条件,实验室制取甲烷用无水醋酸钠和碱石灰两种固体药品,反应需要加热,所以应选B装置。(2)收集装置的选择需要考虑制取气体的密度、溶解性等,甲烷难溶于水,密度比空气小,因而可用向下排空气法或排水法收集,所以选择D或E装置。(3)根据资料信息可知,制取甲烷的反应物为醋酸钠和氢氧化钠,生成物为甲烷和碳酸钠,反应条件为加热。(4)甲烷难溶于水,注水时从长导管进入,水越来越多把甲烷气体从短导管处排出。(5)甲烷燃烧会生成水,并放出大量的热,用一烧杯倒扣在火焰的上方,则生成的水蒸气遇冷凝结在烧杯内壁,所以会
15、看到烧杯内壁有水雾或小水珠出现,同时生成二氧化碳,因为二氧化碳的密度比空气大且能使澄清的石灰水变浑浊,所以取下烧杯后迅速向烧杯中注入澄清的石灰水并振荡,会看到澄清的石灰水变浑浊。6.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(2)长颈漏斗a引流(3)AC解析(1)实验室制取CO2是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。(2)长颈漏斗方便添加液体药品;用D装置收集Cl2时,Cl2应从长管进入,因为氯气的密度比空气大;过滤中玻璃棒起引流作用。(3)制取CO2和Cl2的发生装置不相同,因为制取二氧化碳不需要加热,制取氯气需要加热;制取Cl2的反
16、应中MnO2是反应物,不是催化剂。7.(1)酒精灯(2)Ab(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2实验探究溶液变红AgNO3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需要加热,选用的发生装置是A;若改用题图所示装置收集氧气,则气体应从b端进。(3)盐酸与石灰石(主要成分为碳酸钙)反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。实验探究 取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液,振荡,溶液变红,说明溶液显碱性,进一步说明溶液中含有氢氧化钙。将生成的气体通入硝酸银溶液中,产生白色沉淀,是因为有氯化银白色沉淀生成。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,所选仪器的连接顺序为BH(吸收氯化氢气体)E(吸收水蒸气)C(收集气体)。