專題2氣體的制取與凈化-備戰(zhàn)中考化學(xué)必備解題模板系列（原卷版）

氣體的制取與凈化一、氣體發(fā)生裝置的選擇(1)選擇依據(jù)：反應(yīng)物的狀態(tài)(固體或者液體)和反應(yīng)條件(是否需要加熱)。(2)常見裝置裝置類型固體加熱型固液常溫型裝置圖反應(yīng)實(shí)例加熱高錳酸鉀制取氧氣(試管口塞一團(tuán)棉花)；氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣過(guò)氧化氫和二氧化錳混合制取氧氣；石灰石(或大理石)與稀鹽酸制取二氧化碳；鋅與稀硫酸制取氫氣(3)裝置評(píng)價(jià)(常見的固液常溫型發(fā)生裝置比較)裝置圖裝置特點(diǎn)裝置簡(jiǎn)單，可制取較少量氣體可隨時(shí)添加液體，制取較多量氣體可連續(xù)制取并能控制反應(yīng)速率可連續(xù)制取并能控制液體滴加速度和量可控制反應(yīng)的發(fā)生和停止模板應(yīng)用：例1：實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常見裝置如下，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：1.寫出儀器①～⑧的名稱。①試管；②酒精燈；③鐵架臺(tái)；④長(zhǎng)頸漏斗；⑤錐形瓶；⑥分液漏斗；⑦集氣瓶；⑧水槽。2.選擇發(fā)生裝置的依據(jù)：反應(yīng)物狀態(tài)(固固型或固液型)和反應(yīng)條件(是否需要加熱)。3.常見氣體的制取(O2、CO2、H2)(1)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀加熱制取氧氣，發(fā)生裝置為B(填字母，下同)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑。(2)實(shí)驗(yàn)室用氯酸鉀和二氧化錳固體混合物加熱制取氧氣，發(fā)生裝置為A，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO3eq\o(=,\s\up11(MnO2),\s\do4(△))2KCl＋3O2↑。(3)實(shí)驗(yàn)室分解過(guò)氧化氫制取氧氣，發(fā)生裝置為D(或E)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。(4)實(shí)驗(yàn)室用大理石(或石灰石)和稀鹽酸制取二氧化碳，發(fā)生裝置為__D(或E)__，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。(5)實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，發(fā)生裝置為D(或E)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。4．其他氣體的制取(N2、NH3、CH4、H2S)(1)實(shí)驗(yàn)室用NaNO2和NH4Cl的濃溶液加熱制取氮?dú)猓l(fā)生裝置為C。(2)實(shí)驗(yàn)室用硫化亞鐵固體與稀鹽酸反應(yīng)制取硫化氫氣體，發(fā)生裝置為D(或E)。(3)實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和熟石灰的固體混合物加熱制取氨氣，發(fā)生裝置為A。(4)實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水醋酸鈉和堿石灰固體加熱制取甲烷，發(fā)生裝置為A。【特別提醒】a．用A(或B)裝置制取氣體時(shí)試管口稍向下傾斜的目的是防止冷凝水或生成的水倒流使熱的試管炸裂。b．用高錳酸鉀粉末制取氧氣時(shí)，試管口放一小團(tuán)棉花的目的是防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管，造成堵塞。c．D裝置中長(zhǎng)頸漏斗的末端應(yīng)伸入液面以下，目的是形成液封，防止反應(yīng)生成的氣體通過(guò)長(zhǎng)頸漏斗逸出。d．A、B裝置試管中的導(dǎo)管剛露出橡膠塞即可，目的是方便氣體導(dǎo)出。5.收集裝置的選擇氣體性質(zhì)收集方法收集裝置舉例優(yōu)點(diǎn)密度比空氣大，且不與空氣成分反應(yīng)向上排空氣法裝置FO2、CO2可收集較干燥的氣體密度比空氣小，且不與空氣成分反應(yīng)向下排空氣法裝置GH2、CH4可收集較純凈的氣體不易溶于水，且不與水反應(yīng)排水法裝置HO2、H2、CH4【特別提醒】a．用F(或G)裝置收集氣體時(shí)，為使收集到的氣體更為純凈，應(yīng)將導(dǎo)管伸入集氣瓶底部。b．用H裝置收集氣體時(shí)，最佳收集時(shí)間為氣泡連續(xù)、均勻地冒出時(shí)。c．用H裝置收集滿氧氣接下來(lái)應(yīng)進(jìn)行的操作是：先在水面下用玻璃片蓋住集氣瓶瓶口，把集氣瓶移出水面，正(填“正”或“倒”)放在桌面上。1.（2022山東臨沂中考）實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要手段。下圖是實(shí)驗(yàn)室制取氣體的常用裝置，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：（1）儀器①的名稱_____。實(shí)驗(yàn)室利用高錳酸鉀制取氧氣的裝置中，試管口略向下傾斜的原因是______。（2）實(shí)驗(yàn)室里，在常溫下用硫化亞鐵固體和稀硫酸反應(yīng)來(lái)制取硫化氫氣體。通常情況下，硫化氫是一種無(wú)色、有臭雞蛋氣味的有毒氣體，能溶于水，密度比空氣的大。實(shí)驗(yàn)室制取硫化氫氣體應(yīng)選用的發(fā)生裝置是_______（填序號(hào)），收集裝置是_____（填序號(hào)）。二、氣體收集裝置的選取(1)選擇依據(jù)：氣體的溶解性、能否與水反應(yīng)、密度、是否有毒性、能否與空氣中的某成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等。(2)常見裝置收集方法向上排空氣法向下排空氣法排水法裝置圖氣體性質(zhì)密度比空氣①_____，不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)密度比空氣②______，不與空氣中的成分發(fā)生反應(yīng)不溶于水或難溶于水(不與水反應(yīng))典型氣體CO2、O2等H2、NH3、CH4等H2、O2、CO、CH4等注意事項(xiàng)導(dǎo)管伸到集氣瓶的底部，防止收集的氣體不純應(yīng)等到氣泡連續(xù)均勻地放出后再收集氣體，否則收集到的氣體不純；排水法收集到的氣體純度高，但不干燥。2．（2022年云南省昆明市中考）化學(xué)是一門以實(shí)為基礎(chǔ)的科學(xué)。結(jié)合下圖回答問(wèn)題。(1)儀器a的名稱為______。(2)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取O2，選擇的發(fā)生裝置為______（填標(biāo)號(hào)），反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。(3)實(shí)驗(yàn)室制取CO2的化學(xué)方程式為______。將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，可用于檢驗(yàn)CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。(4)某氣體的相對(duì)分子質(zhì)量為46，常溫下不與空氣成分反應(yīng)。若用C裝置收集時(shí)，氣體應(yīng)從______（填標(biāo)號(hào)）端通入。三、氣體的凈化與干燥1.除雜原則：①不能引入新的氣體雜質(zhì)；②不能減少被凈化氣體的量。2.除雜和干燥的先后順序：①若用洗氣裝置除雜，一般除雜在前，干燥在后；②若用加熱裝置除雜，一般是干燥在前，除雜在后。洗氣瓶和干燥管中氣體的進(jìn)出口順序：①用洗氣瓶除雜和干燥時(shí)，氣體應(yīng)長(zhǎng)進(jìn)短出；②用球型干燥管除雜或干燥時(shí)，氣體應(yīng)大進(jìn)（即大管口進(jìn)氣）小出（即小管口出氣），以利于氣體充分干燥。③一般除雜在前，干燥在后，但如果用加熱法除雜，則干燥在前。3.檢驗(yàn)多種氣體的先后順序：有多種氣體需要檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量避免前步檢驗(yàn)對(duì)后步檢驗(yàn)的干擾。如被檢驗(yàn)的氣體中是否含有二氧化碳和水蒸氣時(shí)，應(yīng)先檢驗(yàn)水（用無(wú)水硫酸銅檢驗(yàn)），后檢驗(yàn)二氧化碳（用澄清石灰水檢驗(yàn)），最后干燥水（用濃硫酸干燥）。記住常見物質(zhì)的特征反應(yīng)：CO2能使澄清石灰水變渾濁，白色的無(wú)水硫酸銅遇H2O變藍(lán)。要驗(yàn)證H2和CO等還原性氣體，可先將凈化后的氣體通過(guò)灼熱的CuO，再檢驗(yàn)其產(chǎn)物。檢驗(yàn)H2的存在是通過(guò)其與CuO反應(yīng)生成H2O，檢驗(yàn)H2O時(shí)一定要將產(chǎn)物先通過(guò)無(wú)水CuSO4檢驗(yàn)。要驗(yàn)證CO和CO2的混合氣體，可先將混合氣體通入澄清石灰水，后通過(guò)灼熱的CuO，再檢驗(yàn)CO。4．常見吸收劑及能吸收的氣體（吸收劑和干燥劑只能吸收氣體中的雜質(zhì)和水分，不能與被凈化的氣體反應(yīng)）洗氣瓶球形干燥管U形干燥管應(yīng)用用于液體試劑除雜或干燥氣體用于固體試劑除雜或干燥氣體裝置試劑及作用濃硫酸：吸收水蒸氣；氫氧化鈉溶液：吸收二氧化碳、氯化氫等；飽和碳酸氫鈉溶液：吸收二氧化碳中含有的氯化氫；澄清石灰水：檢驗(yàn)二氧化碳?jí)A石灰(氧化鈣和氫氧化鈉固體混合物)、固體氫氧化鈉：吸收水分、二氧化碳；無(wú)水氯化鈣：吸收水分；無(wú)水硫酸銅粉末：檢驗(yàn)水蒸氣模板應(yīng)用：例2：將CO2氣體(含少量HCl)通入下面裝置中，探究CO2與過(guò)氧化鈉(Na2O2)的反應(yīng)。(查閱資料：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑)(1)裝置A的作用是除去CO2中混有的HCl。(2)裝置D的作用是吸收未反應(yīng)的CO2。(3)裝置E收集到的氣體是O2。例3：混合氣體中CO2、CO、H2和H2O的檢驗(yàn)及除雜(1)檢驗(yàn)H2O：在CO2、CO和H2的檢驗(yàn)及除雜過(guò)程中涉及溶液試劑，會(huì)帶出水，所以應(yīng)先檢驗(yàn)H2O。(2)檢驗(yàn)并除去CO2：為避免對(duì)CO的檢驗(yàn)造成干擾，應(yīng)先檢驗(yàn)并除去CO2。B裝置的作用是檢驗(yàn)CO2；濃NaOH溶液的作用是除去CO2。(3)用濃硫酸除去溶液中帶出的水：目的是避免對(duì)H2的檢驗(yàn)造成干擾。(4)檢驗(yàn)H2：利用H2還原氧化銅后得到的H2O能使白色的無(wú)水CuSO4變藍(lán)的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)。(5)檢驗(yàn)CO：利用CO還原氧化銅后得到的CO2能使澄清石灰水變渾濁的性質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)。3.（2022四川樂山中考）實(shí)驗(yàn)室用石灰石與稀鹽酸制備CO2的實(shí)驗(yàn)中，下列裝置圖能達(dá)到對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項(xiàng)ABCD實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹苽銫O2除去CO2中混有的HC1氣體干燥CO2排空氣法收集CO2裝置圖4．（2022年山東省泰安市中考）制取氣體是初中化學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，根據(jù)要求回答下列問(wèn)題：(1)寫出標(biāo)有序號(hào)的儀器名稱：①_______。(2)實(shí)驗(yàn)室利用大理石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，可選擇的發(fā)生裝置是_______(填字母序號(hào)，下同)。(3)若要得到干燥的氧氣，所選擇裝置的連接順序?yàn)椋築→_______→_______。(4)某氣體只能用C裝置收集，則該氣體可能具有的性質(zhì)為_______。a.能與水反應(yīng)?????????b.能與空氣中的某些成分發(fā)生反應(yīng)?????????c.密度與空氣接近(5)某興趣小組的同學(xué)連接B、G、H裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。若實(shí)驗(yàn)時(shí)G裝置中蠟燭燃燒更劇烈，H裝置中溶液變渾濁，則B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。5．（2022年新疆中考）如圖是實(shí)驗(yàn)室常用氣體制備裝置，根據(jù)圖回答下列問(wèn)題(1)寫出標(biāo)有數(shù)字的儀器的名稱①_______②_______。(2)實(shí)驗(yàn)室用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，可選擇的發(fā)生裝置為_______，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______，該裝置有一不足之處，應(yīng)怎樣改進(jìn)_______。(3)實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣，該反應(yīng)是_______(填基本反應(yīng)類型)，應(yīng)選用的發(fā)生裝置和收集裝置是_______。若要制取干燥的氫氣，需要在發(fā)生裝置和收集裝置之間連接F裝置，氣體應(yīng)該從_______(填“a”或“b”)導(dǎo)管口進(jìn)入。四、尾氣的吸收及處理①溶液吸收：如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收（極易溶氣體要防止倒吸）。②點(diǎn)燃處理：如CO、CH4、H2S等可燃性氣體可接一個(gè)尖嘴導(dǎo)管，將其點(diǎn)燃。③氣球收集：如有毒的CO、H2S、Cl2等可在導(dǎo)管末端接上一個(gè)氣球收集。④防倒吸裝置：如易溶的氣體可收集到倒立的漏斗中。例3：（2022天津西青區(qū)期末）如圖是收集干燥氣體并對(duì)它進(jìn)行吸收處理的裝置，由圖中實(shí)驗(yàn)裝置推測(cè)該氣體的有關(guān)性質(zhì)，正確的一組是ABCD密度（與空氣比較）大于大于小于小于在水中的溶解性難溶極易溶極易溶難溶A．A B．B C．C D．D6.（2022江蘇鎮(zhèn)江期末）實(shí)驗(yàn)室利用下圖裝置制備、收集并驗(yàn)證NH3的性質(zhì)。試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。下列說(shuō)法不正確的是A．裝置①中試管口有水霧或水珠出現(xiàn)B．裝置②用于收集NH3C．裝置③中觀察到酚酞試液變藍(lán)D．裝置③可吸收多余NH3，防止污染空氣7.請(qǐng)根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)裝置回答有關(guān)問(wèn)題。ABCDEFGH(提示：無(wú)水CaC12具有吸水性)(1)實(shí)驗(yàn)室用裝置A制取O2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________，其中黑色固體的作用是__________，收集裝置可選擇____________，若用裝置F收集，驗(yàn)滿的方法____________________________________________。(2)硫化氫(化學(xué)式為H2S)是一種無(wú)色，其有臭雞蛋氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易溶于水，其水溶液呈酸性，與稀鹽酸的化學(xué)性質(zhì)相似。實(shí)驗(yàn)室可用CaS固體與稀硫酸在常溫下制取，若要制取一瓶干燥的H2S氣體，正確的裝置連接順序?yàn)開_______→H(填字母)。裝置H的作用是吸收多余的H2S氣體，防止污染空氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。五、多功能瓶常見用途圖示氣體進(jìn)出口方向舉例收集氣體向上排空氣法收集密度比空氣大的氣體，氣體應(yīng)從a端通入收集CO2、O2等向下排空氣法收集密度比空氣小的氣體，氣體應(yīng)從b端通入收集H2、CH4等收集氣體排水法收集難溶于水或不易溶于水，且不與水反應(yīng)的氣體，氣體應(yīng)從a端通入收集H2、O2等檢驗(yàn)氣體氣體應(yīng)從___端通入檢驗(yàn)CO2等氣體的除雜氣體應(yīng)從___端通入除去CO2中的HCl；CO中的CO2等氣體的干燥氣體應(yīng)從___端通入除去O2、CO2、H2中的水蒸氣測(cè)量氣體體積短進(jìn)長(zhǎng)出(測(cè)量CO2等能溶于水或與水反應(yīng)的氣體時(shí)需在水面上加一層植物油，隔絕氣體和水)觀察氣體流速長(zhǎng)進(jìn)短出醫(yī)院中將氧氣通過(guò)該裝置，通過(guò)水中冒出氣泡的快慢，確定氧氣輸出的流速除雜與收集組合裝置除雜并收集氣體，如在瓶中裝滿氫氧化鈉溶液，除去CO中混有的CO2，同時(shí)將CO收集起來(lái)模板應(yīng)用：例4：I(1)實(shí)驗(yàn)室用I裝置來(lái)收集二氧化碳時(shí)，二氧化碳應(yīng)從a(填“a”或“b”，下同)端通入。(2)用I裝置干燥氧氣，裝置中應(yīng)裝入濃硫酸(填藥品名稱)，氣體應(yīng)從a端通入。(3)若選擇I裝置用排水法收集氧氣，則氣體應(yīng)該從b端通入。(4)硫化氫氣體密度比空氣大，能溶于水，用I裝置收集，氣體應(yīng)從a端通入。(5)氨氣極易溶于水，密度比空氣小，用I裝置收集，氣體應(yīng)從b端通入。(6)某小組同學(xué)用D、I裝置制取氣體，若制取的氣體從導(dǎo)管a端進(jìn)入，則可進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是A(填字母)。A．大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳B．鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣(7)實(shí)驗(yàn)室制取的二氧化碳中常含有氯化氫氣體，若用I裝置除去氯化氫氣體，裝置中應(yīng)裝入飽和碳酸氫鈉溶液(填藥品名稱)，氣體應(yīng)從a端通入。8．醫(yī)院給病人輸氧時(shí)用到類似如圖所示的裝置。關(guān)于該裝置，下列說(shuō)法中不正確的是（