精練05 氣體的制取實驗（原卷版）

精練05氣體的制取實驗【知識儲備】考點一制取氣體發(fā)生裝置的選擇主要考慮反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)時是否需要加熱等因素。裝置固體間反應(yīng)加熱型粉狀固液反應(yīng)不加熱型塊狀固液反應(yīng)不加熱型裝置示意圖適用氣體O2、NH3等H2、CO2、O2等 H2、CO2等注意事項①試管口應(yīng)稍向下傾斜，防止產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流引起試管破裂②鐵夾應(yīng)夾在距試管口1/3處③橡膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長，否則會妨礙氣體的導(dǎo)出①長頸漏斗的下端管口應(yīng)伸入液面以下②加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適當(dāng)③將長頸漏斗換成分液漏斗可以控制反應(yīng)速率①將塊狀固體置于多孔隔板上方②液體從長頸漏斗中加入至浸沒固體即可③該裝置的優(yōu)點是隨開隨制，隨關(guān)隨?？键c二制取氣體收集裝置的選擇主要考慮氣體的溶解性、密度、是否有毒性、能否與空氣中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等因素。裝置類型排水(液)法向上排空氣法向下排空氣法氣球集氣法裝置示意圖適用范圍不溶于水(液體)的氣體密度大于空氣的氣體密度小于空氣的氣體所有氣體氣體H2、O2、NO、CO、CH4O2、CO2、SO2、H2SH2、NH3、CH4NO、N2、O2等考點三氣體的檢驗氣體檢驗方法現(xiàn)象O2用帶火星的木條木條復(fù)燃CO2通入澄清石灰水中澄清的石灰水變渾濁H2點燃，在火焰上方罩一個干冷的小燒杯，再向小燒杯中倒入石灰水淡藍(lán)色火焰，燒杯壁有水珠出現(xiàn)，石灰水不變渾濁依次通過灼熱的氧化銅和白色的無水硫酸銅黑色氧化銅變紅，白色硫酸銅變藍(lán)CO點燃，在火焰上方罩一個干冷的小燒杯，再向燒杯內(nèi)倒入澄清石灰水，振蕩發(fā)出藍(lán)色火焰，燒杯壁上沒有水珠出現(xiàn)，石灰水變渾濁依次通過灼熱的氧化銅和澄清石灰水黑色氧化銅變紅，石灰水變渾濁CH4點燃，在火焰上方罩一個干冷的小燒杯，再向燒杯內(nèi)倒入澄清石灰水，振蕩發(fā)出明亮的藍(lán)色火焰，燒杯壁上有水珠出現(xiàn)，石灰水變渾濁HCl通入水里，滴入硝酸銀溶液和稀硝酸生成不溶于稀硝酸的白色沉淀NH3用濕潤的紅色石蕊試紙濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)考點四氣體的凈化吸收劑可吸收的氣體雜質(zhì)凈化裝置水易溶性氣體，如HCl、NH3等強堿(NaOH)溶液CO2、HCl、H2S、SO2、Cl2等飽和碳酸氫鈉溶液CO2氣體中混有的HCl、SO2氣體堿石灰(NaOH＋CaO)CO2、H2O(氣)、HCl等灼熱氧化銅H2、CO灼熱的銅網(wǎng)O2考點五氣體的干燥干燥劑可干燥的氣體不能干燥的氣體干燥裝置酸性濃硫酸O2、CO2、CH4、N2、HCl、SO2等NH3堿性生石灰、堿石灰、固體氫氧化鈉O2、H2、CO、CH4、N2、NH3CO2、HCl、H2S、SO2中性無水氯化鈣除NH3以外的所有氣體NH3考點六尾氣的吸收及處理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．點燃處理：如CO、CH4、H2S等可燃性氣體可在裝置后接一個尖嘴導(dǎo)管，將其點燃。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?！緦ｎ}精煉】一．選擇題（共3小題）1．（2022?杭州模擬）下面是實驗室制取二氧化碳和探究二氧化碳性質(zhì)的實驗，其中錯誤的是（）A．圖甲中裝置a是長頸漏斗 B．圖乙中用點燃的火柴放在集氣瓶口來驗滿 C．圖丙中二氧化碳使蠟燭火焰自上而下熄滅 D．圖丁中將收集到的二氧化碳通入澄清石灰水會發(fā)現(xiàn)溶液變渾濁2．（2022?上城區(qū)一模）小金在實驗室里使用如圖所示裝置制取并收集一瓶二氧化碳?xì)怏w。下列有關(guān)該實驗裝置、藥品、操作及裝置用途等說法錯誤的是（）A．裝置A是長頸漏斗 B．錐形瓶B中的藥品是稀硫酸和塊狀大理石 C．導(dǎo)管伸入集氣瓶C的底部目的是充分排盡空氣 D．該實驗裝置還可用于氧氣的制取和收集實驗3．（2022?臨安區(qū)一模）如圖是小金進行“二氧化碳的制取、收集、驗滿和檢驗”的主要步驟，操作錯誤的是（）A．檢查裝置氣密性 B．收集二氧化碳?xì)怏w C．驗滿 D．檢驗二．填空題（共1小題）4．（2022?金華模擬）小金選擇了以下裝置中的部分儀器開展了實驗室二氧化碳的制取實驗。根據(jù)要求完成下列問題：（1）請寫出實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式。（2）利用上述裝置制取并收集二氧化碳?xì)怏w應(yīng)選擇的發(fā)生和收集裝置是。（填寫字母）三．實驗題（共10小題）5．（2022?衢州模擬）某同學(xué)做“證明雞蛋殼的主要成分是碳酸鹽，并收集純凈干燥的氣體”的實驗。設(shè)計了如圖方案進行實驗：（制得的CO2中常含有HCl和水蒸氣）（1）寫出所標(biāo)儀器的名稱：①。（2）描述A中發(fā)生的現(xiàn)象。（3）根據(jù)我們所學(xué)的知識，你認(rèn)為A裝置和裝置相連并產(chǎn)生的現(xiàn)象時就足以說明雞蛋殼的主要成分是碳酸鹽。（4）該同學(xué)想要收集瓶純凈干燥的該氣體，連接上述裝置的順序是（填寫各接口字母）。6．（2022?甌海區(qū)一模）2022北京冬奧會用星星之火代替大型主火炬，體現(xiàn)了綠色辦奧理念。查閱資料發(fā)現(xiàn)。①火炬燃料主要為丙烷（C3H8），常溫常壓下為無色氣體，不易溶于水，密度比空氣大；②工業(yè)上從石油中分離出丙烷。實驗室可用干燥的丁酸鈉、氫氧化鈉固體、氧化鈣固體混合加熱來制取丙烷，方程式為：CH3CH2CH2COONa+NaOH（固體）CaOˉ△C3H8↑+Na2CO③丙烷完全燃燒能產(chǎn)生水和二氧化碳，若氧氣不充足時，生成水和一氧化碳。一氧化碳有劇毒性，加熱時一氧化碳能將黑色的氧化銅還原為紅色的銅。（1）實驗室制取和收集丙烷，可選用的圖甲中的裝置組合是（填編號）。（2）若丙烷燃燒后的混合氣體含有二氧化碳、水、一氧化碳，現(xiàn)用圖乙裝置進行檢驗，C中裝有足量的澄清石灰水溶液，則C裝置作用是：。（3）小明認(rèn)為圖乙裝置能證明水、一氧化碳，但不能證明二氧化碳的存在。利用現(xiàn)有的裝置和器材，如何進行實驗操作也能證明二氧化碳的存在：。7．（2022?蒼南縣模擬）實驗室通常利用濃鹽酸與二氧化錳固體反應(yīng)制取氯氣，實驗裝置提供如圖。資料一：實驗原理4HCl（濃）+MnO2加熱ˉCl2↑+MnCl2+2H2O。生成物MnCl2資料二：通常情況下，氯氣是一種有刺激性氣味的黃綠色有毒氣體，密度比空氣大，不僅能溶于水（1體積水約能溶解2體積氯氣）。還能與水、堿溶液等發(fā)生反應(yīng)。請根據(jù)資料回答下列問題：（1）實驗開始時，先檢查裝置的氣密性。接下來的操作步驟依次是。a.點燃酒精燈b.往燒瓶中加入二氧化錳粉末c.分液漏斗中加濃鹽酸，旋開活塞往燒瓶中加入濃鹽酸（2）收集氯氣時，可選用圖中哪個裝置，并說明理由。（3）制取反應(yīng)會因鹽酸濃度下降而停止，為測定反應(yīng)殘余液中鹽酸的濃度，甲同學(xué)提出：用足量AgNO3溶液反應(yīng)，稱量生成的AgCl沉淀質(zhì)量。乙同學(xué)認(rèn)為此方案不可行，理由是。8．（2022?椒江區(qū)二模）在學(xué)習(xí)了二氧化碳的制取與性質(zhì)實驗后，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗（夾持儀器已略去）。請回答：（1）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）裝置B玻璃管內(nèi)、外壁分別貼有用紫色石蕊試液浸泡過的濾紙條，打開k1，關(guān)閉k2和k3，并向玻璃管外壁上4號濾紙條噴醋酸，觀察到，3號濾紙條不變，4號濾紙條變紅。由此證明了CO2能與水反應(yīng)。（3）緊接著又打開k3觀察到低處蠟燭先熄滅，則說明CO2具有的化學(xué)性質(zhì)是。（4）如圖所示CO2驗滿操作中，正確的是（填字母序號）。（5）為保證制得純凈的二氧化碳，棉花團上應(yīng)事先浸有溶液（填“NaOH溶液”或“飽和NaHCO3溶液”）9．（2022?鹿城區(qū)校級二模）小溫同學(xué)按照圖甲進行了實驗：在筒內(nèi)放入浸有乙醚的棉花，壓縮活塞時乙醚會點燃。但這個實驗成功率較低。于是小溫同學(xué)對實驗進行了改進：在筒內(nèi)放入浸有乙醚的棉花后，再加入少量火柴頭，壓縮活塞。出現(xiàn)的現(xiàn)象是：燃燒過旺，活塞從筒內(nèi)彈出，并在筒口看到白霧。為研究出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因，小溫同學(xué)利用紅外測溫儀測出兩次成功實驗過程中的溫度變化情況，并繪制了圖像（如圖乙），M，N點分別為兩次實驗物質(zhì)被點燃。同時小溫同學(xué)還查詢到以下資料。資料一：火柴頭中含有氯酸鉀、二氧化錳等物質(zhì)。資料二：火柴頭中還含有一種易燃物：三硫化二銻Sb2S3資料三：乙醚燃燒的化學(xué)方程式是：C4H10O+6O2點燃ˉ4CO2+5H2請結(jié)合圖像與資料，解釋改進后的實驗出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因。10．（2022?仙居縣一模）如圖甲是測量空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實驗裝置，選用紅磷作為藥品是最佳選擇嗎？某興趣小組設(shè)計并進行了如下實驗：①準(zhǔn)備如圖乙的玻璃容器，頂部用密封蓋密封，并檢查該裝置的氣密性。②將氧氣傳感器（能實時顯示容器內(nèi)氧氣的體積分?jǐn)?shù)）固定在容器內(nèi)壁，并裝入足量的紅磷。③用激光筆點燃紅磷，紅磷劇烈燃燒，觀察并記錄氧氣傳感器所顯示的氧氣體積分?jǐn)?shù)的變化情況。④分別用白磷、食品脫氧劑（可以直接與氧氣反應(yīng)）替換紅磷重復(fù)上述步驟①～③。⑤根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，分別繪制三種物質(zhì)氧化時容器內(nèi)氧氣體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化情況，如圖丙所示。（1）步驟①中檢查氣密性時，將蓋有密封蓋的玻璃容器浸沒在水中，如果觀察到有氣泡冒出，說明裝置氣密性。（2）如裝置甲，150毫升集氣瓶中裝有15的水，量筒內(nèi)裝有50毫升水，用紅磷做實驗，根據(jù)圖丙，實驗結(jié)束后量筒內(nèi)剩余的水為（3）根據(jù)該小組的實驗結(jié)果，用圖甲裝置測量空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，應(yīng)選用哪種藥品，并說明理由。11．（2022?溫州模擬）某興趣小組在做“尋找新的催化劑”課題時，上網(wǎng)搜索到平菇（一種可食用菇）可以催化過氧化氫分解，便動手實驗。實驗步驟如圖1：①裝置氣密性的檢查。②在B塑料瓶中加入兩片平菇，在A塑料瓶中加入17mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過氧化氫溶液，然后依次打開彈簧夾K2，K1．過氧化氫溶液進入B塑料瓶與平菇接觸，立即產(chǎn)生大量氣體。③使用氣體收集裝置進行氧氣收集，每隔5s記錄一次，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出如圖2曲線?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出步驟①中檢查裝置氣密性的具體操作及氣密性良好的判斷依據(jù)。（2）若收集裝置為用排水法收集，則如圖3種操作，其中合理的是。（3）若將步驟②中B瓶中的平菇數(shù)量改成三片，其余條件與操作均相同，得到的曲線圖與實驗一對比，如圖4符合事實的是。12．（2022?浙江模擬）某同學(xué)利用如圖裝置驗證空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，將裝有足量紅磷的燃燒匙置于瓶內(nèi)中間，并把裝有足量白磷的燃燒匙浸沒在蒸餾水下。圖乙表示用氧氣傳感器測量的容器內(nèi)氧氣濃度變化曲線圖。他用激光筆點燃紅磷?！咎岢鰡栴}】紅磷在燒瓶內(nèi)熄滅后，瓶中是否有氧氣剩余？【猜想假設(shè)】猜想：①有氧氣剩余；②無氧氣剩余?！緦嶒烌炞C】待裝置完全冷卻后，將裝有白磷的燃燒匙提出水面，用激光筆點燃白磷。【得出結(jié)論】分析圖乙得出，猜想正確（填①或②）?！痉此冀涣鳌浚?）根據(jù)本實驗的結(jié)論，教材中用“燃燒紅磷測定空氣中氧氣含量”的方法是否可行并說明理由。（2）曲線DE段氧氣濃度變化的主要原因是。（3）查閱資料，驗證空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)，可利用鐵的緩慢氧化，將空氣中氧氣濃度消耗至0.2%．如圖丙將足量細(xì)鐵絲置于試管底部，并倒扣在裝有水的燒杯中，一段時間后你將看到的現(xiàn)象是。13．（2021?蕭山區(qū)三模）二氧化錳和過氧化氫酶均能催化過氧化氫分解制取氧氣。為了比較兩者的催化能力，小金按圖甲所示裝置進行了如下實驗。①取1.5毫克過氧化氫酶和8毫升蒸餾水加入容器中，攪拌后塞緊橡皮塞。②用注射器A從容器中抽出2毫升氣體，用注射器B將2毫升H2O2溶液注入容器中，采集數(shù)據(jù)，直至反應(yīng)結(jié)束。③用3.1毫克、5.6毫克過氧化氫酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化錳重復(fù)上述實驗，獲取數(shù)據(jù)如圖乙。（1）寫出用二氧化錳為催化劑分解過氧化氫的化學(xué)方程式：。（2）步驟③采用不同質(zhì)量的過氧化氫酶和二氧化錳重復(fù)上述實驗的目的是。（3）小金分析相關(guān)數(shù)據(jù)，得出“過氧化氫酶的催化能力比二氧化錳強”這一結(jié)論，其依據(jù)是在過氧化氫酶和二氧化錳的質(zhì)量相同時，。（4）查閱資料得知：過氧化氫分解為放熱反應(yīng)，溫度過高會降低過氧化氫酶的活性。據(jù)此小金推測：如果過氧化氫酶質(zhì)量過大，實驗會出現(xiàn)的現(xiàn)象是。14．（2022?寧?？h校級模擬）S2Cl2是一種金黃色易揮發(fā)的液體（熔點：﹣76°C，沸點：138°C），易與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成H2S、SO2、H2SO3、H2SO4等物質(zhì)，人們使用它作橡膠硫化劑，使橡膠硫化，改變生橡膠熱發(fā)粘冷變硬的不良性能，向熔融的硫中通以干燥、純凈的Cl2即可生成S2Cl2，如圖是實驗室用S和Cl2制備S2Cl2的裝置（夾持裝置、加熱裝置均已略去）請回答下列問題：（1）裝置A用于制取氯氣，高錳酸鉀晶體與濃鹽酸在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2KMnO4+16HCl△ˉ2KCl+MnCl2+8H2O+5Cl2↑，用此方法制得的氯氣中會含有水蒸氣、（2）B為氣體除雜、凈化裝置、其中洗氣瓶b中盛放的試劑為。（3）裝置D為冷凝管，用來冷卻生成的氣態(tài)的S2Cl2，在用水冷卻過程中，應(yīng)從端（選填“c”或“d“）進水。（4）裝置F盛放堿石灰，其作用是。四．解答題（共2小題）15．（2022?永嘉縣二模）如圖所示為實驗室制取或收集氣體的常用裝置，請回答下列問題：（1）以下裝置既能用于制取和收集氧氣，又能制取和收集