專題03 氣體的制取、凈化、收集（解析版）

專題03氣體的制取、凈化、收集【解題技巧】氣體的制取實驗也是中考中常見的問題。實驗室制取氣體的實驗往往與氣體的干燥與凈化綜合在一起。氣體綜合實驗的裝置選擇及連接順序為：同學(xué)們可按照上圖的流程來選擇合適的裝置進行氣體制取實驗【例題精析】一．檢查裝置的氣密性1．實驗室常用飽和亞硝酸鈉與氯化銨溶液反應(yīng)制取純凈的氮氣．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaNO2+NH4Cl＝NaCl+N2+2H2O（此反應(yīng)是放熱反應(yīng)），實驗裝置如圖所示．試回答：（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是（填編號）A．防止NaNO2飽和溶液蒸發(fā)B．保證實驗裝置不漏氣C．使NaNO2飽和溶液容易滴下（2）B部分的作用是（填編號）A．冷凝B．冷卻氮氣C．緩沖氮氣流（3）加入藥品前必須進行的一個實驗步驟是，加熱片刻后，即應(yīng)移去酒精燈以防反應(yīng)物沖出，其原因是（4）收集N2最適宜的方法是（填編號）A．用排氣法收集在集氣瓶中B．用排水法收集在集氣瓶中C．直接收集在氣球或塑料袋中．【解答】解：（1）裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是使NaNO2飽和溶液容易滴下，因為該反應(yīng)放熱，增加蒸餾瓶內(nèi)壓強，不用導(dǎo)管時長頸漏斗內(nèi)的液體不能滴入蒸餾瓶中．（2）因為氯化銨和亞硝酸鈉的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溶液產(chǎn)生大量泡沫，使溶液的液面上升，生成大量氣體，如果放出的氮氣太快，會使單孔膠塞沖出，造成氣體外泄，故要用“冰鹽”冷凝．（3）制取氣體前，加入藥品前必須進行的一個實驗步驟是檢查裝置氣密性，加熱片刻后，即應(yīng)移去酒精燈以防反應(yīng)物沖出，其原因是該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)．（4）因為氮氣的密度與空氣相近，不能用排空氣法收集，因為要收集干燥的氣體，故也不能用排水法．故收集N2最適宜的方法是直接收集在氣球或塑料袋中．故答案為：（1）C（2）A（3）檢查裝置的氣密性，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)（4）C二．常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法2．氯氣（Cl2）是黃綠色氣體，氯氣溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分與水反應(yīng)Cl2+H2O＝HCl+HClO．產(chǎn)物中，次氯酸HClO是一種弱酸．氯氣溶于水所得溶液稱為氯水．把品紅試紙（染有品紅顏料的濾紙）放入氯水中，品紅試紙褪色．如圖是實驗室制取氯氣的成套裝置圖，請?zhí)羁眨海?）儀器X的名稱是：．（2）從反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件看，裝置甲屬于型氣體發(fā)生裝置．（3）氯氣在裝置丁中被收集，其收集方法為，裝置戊中可得到氯水．（4）曉紅對“氯水使品紅試紙褪色”產(chǎn)生興趣，她所在的學(xué)習(xí)小組進行了如下探究，請你一起來完成：提出問題：氯水中的什么成分使品紅試紙褪色？猜想：猜想1：氯水中的水使品紅試紙褪色；猜想2：氯水中的Cl2使品紅試紙褪色；猜想3：氯水中的鹽酸使品紅試紙褪色；猜想4：氯水中的（填化學(xué)式）使品紅試紙褪色．實驗探究：實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論①把品紅試紙放入水中（A）猜想1不成立②把品紅試紙放入干燥的氯氣中試紙不褪色猜想2不成立③試紙不褪色猜想3不成立結(jié)論：學(xué)習(xí)小組通過討論，找到了氯水中使品紅試紙褪色的物質(zhì)．反思：向氯水中滴加幾滴紫色石蕊試液，會觀察到的現(xiàn)象是．【解答】解：（1）X是分液漏斗；（2）裝置中燒瓶內(nèi)是固體物質(zhì)，分液漏斗內(nèi)加入液體試劑，用酒精燈加熱，故發(fā)生裝置的特點是固﹣液，加熱型；（3）因為收集氯氣的導(dǎo)氣管伸入到集氣瓶的底部，把空氣通過短管排出，故是向上排空氣法收集；（4）【猜想】氯水是指氯氣溶于水，既有物理變化（氯氣和水），又有化學(xué)變化（生產(chǎn)鹽酸和次氯酸），所以結(jié)合其它猜想我們可以作出是次氯酸使品紅褪色的猜想，次氯酸的化學(xué)式為：HClO；【實驗探究】猜想1不成立，說明品紅沒有褪色；要證明猜想3不成立，只要把品紅試紙伸入到鹽酸中，現(xiàn)象是無變化就可以了，故答案為：把品紅試紙伸入到鹽酸中；【反思】因為氯水中有HCl和HClO，酸性溶液可使石蕊變紅，而HClO具有漂白作用，故向氯水中滴加紫色石蕊試液，觀察到的現(xiàn)象是：先變紅色后褪色；故答案為：（1）分液漏斗（2）固﹣液，加熱（基本意思正確即可）（3）向上排空氣法猜想4：HClO實驗探究（A）：試紙不褪色實驗操作③把品紅試紙放入鹽酸溶液中（或“取鹽酸滴入品紅試紙中”等類似描述）【反思】現(xiàn)象：溶液先變紅后褪色．3．圖1是實驗室制備某些常見氣體的裝置示意圖．（1）實驗室制備CO2的化學(xué)方程式為可用的發(fā)生裝置是（選填圖1字母序號）．（2）排水法收集與排空氣法收集CO2的比較比較項目排水法向上排空氣法收集方法可行性分析CO2氣體生成和從水面逸出的速率遠大于其溶解和與水反應(yīng)的速率CO2不與空氣中主要成分反應(yīng)，且收集驗滿過程分析集滿的現(xiàn)象是：集氣瓶內(nèi)液面降至瓶口，且有從瓶口逸出集滿的現(xiàn)象是：用燃燒的木條放在瓶口，燃燒的木條（3）塊狀石灰石（雜質(zhì)不溶于水，也不與鹽酸反應(yīng)）和適量稀鹽酸反應(yīng)至氣泡逸出不明顯后，測得其殘留液pH等于2．此時取適量反應(yīng)后溶液，逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH數(shù)字探測儀連續(xù)監(jiān)測，得曲線如圖2[pH為縱坐標(biāo)，時間s（秒）為橫坐標(biāo)]：①在AB段實驗的現(xiàn)象是，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為，②BC“平臺”段實驗的現(xiàn)象是，產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學(xué)方程式為．③CD段上升說明碳酸鈉溶液已經(jīng)．進行到D點時，溶液中所含溶質(zhì)是．【解答】解：（1）大理石（或石灰石）的主要成份是碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反應(yīng)物的狀態(tài)是固態(tài)和液態(tài)，反應(yīng)條件是常溫，應(yīng)選固﹣液不加熱型的發(fā)生裝置；（2）用排水法收集氣體時，當(dāng)看到集氣瓶口有氣泡冒出，說明集氣瓶中的水已排完，氣體已收集滿；二氧化碳的密度比空氣大，用向上排空氣法收集時，用燃燒的木條放在瓶口，燃燒的木條熄滅說明收集滿了；（4）①殘留液的PH為2，說明溶液顯酸性，溶液中一定有鹽酸；加入碳酸鈉后，碳酸鈉會和鹽酸反應(yīng)生成顯中性的氯化鈉，溶液的PH會逐漸升高；②殘留液中除了有鹽酸外，還有石灰石與鹽酸反應(yīng)生成的氯化鈣，氯化鈣溶液顯中性，會和碳酸鈉反應(yīng)生成不溶性的碳酸鈣和顯中性的氯化鈉；③碳酸鈉溶液顯堿性，當(dāng)鹽酸、氯化鈣反應(yīng)完后繼續(xù)滴加碳酸鈉溶液，溶液顯堿性，PH會逐漸增大；所以CD段上升說明碳酸鈉溶液已經(jīng)過量，進行到D點時，溶液中所含溶質(zhì)是Na2CO3、NaCl；故答案為：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；B；（2）排水法向上排空氣法密度比空氣大氣泡熄滅（3）①有氣泡產(chǎn)生，Na2CO3+2HCl＝2NaCl+CO2↑+H2O，②有白色沉淀，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl．③過量；Na2CO3、NaCl．4．氫化鈣（CaH2）固體是一種儲氫材料，是登山運動員常用的能源提供劑．【閱讀資料】①堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物．②鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．③氫化鈣要密封保存，遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．【氫化鈣的制備】氫化鈣通常用氫氣與鈣加熱制得．某化學(xué)興趣小組設(shè)計的制取裝置如圖1所示（固定裝置省略）．回答下列問題：（1）裝置A中制取氫氣的化學(xué)方程式為．（2）裝置B的作用是．（3）裝置C中制取氫化鈣的化學(xué)方程式為．（4）若不改變溫度，整套裝置氣密性的檢查方法是．【產(chǎn)品的定量測定】通過上述方法制得的氫化鈣樣品中常混有未完全反應(yīng)的鈣（其余可能的雜質(zhì)忽略不計）．樣品純度的測定步驟如下：①檢查裝置氣密性，裝入藥品，按圖2（固定裝置省略）所示連接儀器．②調(diào)整水準(zhǔn)管高度，使量氣裝置兩邊的液面保持同一水平．讀取液面所在的刻度數(shù)據(jù)為10.0mL．③將Y形管慢慢傾斜，直到A端的水全部與B端的樣品混合．④反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫，再次讀取液面所在刻度數(shù)據(jù)為110.0mL．回答下列問題：（5）如何判斷樣品與水完全反應(yīng)：．（6）反應(yīng)生成氫氣的體積為mL．（7）已知該實驗條件下，氫氣的密度為0.09mg/mL．樣品中氫化鈣的純度為．（結(jié)果精確到0.1%）【解答】解：（1）鋅粒與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的方程式是：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；故答案為：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑；（2）堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物，氧化鈣與水可反應(yīng)，氫氧化鈉可作干燥劑，且與鹽酸能反應(yīng)，所以該裝置的作用是吸收水蒸氣和部分氯化氫氣體；故答案為：吸收水蒸氣和部分氯化氫氣體；（3）鈣和氫氣在加熱的條件下生成氫化鈣，方程式是Ca+H2△ˉCaH2故答案為：Ca+H2△ˉCaH2（4）要檢查該套裝置的氣密性，可以將活塞關(guān)閉后，往分液漏斗中加入適量的水，然后用手指堵住裝置D的導(dǎo)管口，打開活塞，觀察分液漏斗內(nèi)的液面變化判斷裝置是否漏氣；故答案為：將活塞關(guān)閉后，往分液漏斗中加入適量的水，用手指堵住裝置D的導(dǎo)管口，打開活塞，若氣密性良好，可觀察到分液漏斗內(nèi)的液面幾乎不下降；（合理答案均可）（5）由于氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氣，所以判斷樣品與水是否完全反應(yīng)，可以觀察右邊的量氣管中液面，若不再變化，則已完全反應(yīng)；故答案為：量氣管中液面不再變化（合理答案均可）；（6）氫氣的體積等于反應(yīng)前后液面差，為：110.0mL﹣10.0mL＝100.0mL；故答案為：100.0；（7）反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量是：100.0mL×0.09mg/mL＝9mg設(shè)樣品中氫化鈣的質(zhì)量是X，生成氫氣質(zhì)量為Y，則鈣的質(zhì)量為100mg﹣X，鈣與水反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為9mg﹣Y則CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑424XY424=XCa+2H2O═Ca（OH）2+H2↑402100mg﹣X9mg﹣Y根據(jù)：40將Y=2X所以樣品中氫化鈣的純度為：88.4mg100mg故答案為：88.4%．5．某鐵礦石的主要成分是Fe2O3，是冶煉金屬鐵的原料．某興趣小組想測定該鐵礦石中鐵的含量，利用氫氣來還原Fe2O3，設(shè)計了如下實驗方案（注：鐵礦石中的雜質(zhì)在高溫下不分解，也不參加反應(yīng)）．（1）如果用鋅粒與濃鹽酸來制取氫氣，可以選擇圖（一）（填序號）發(fā)生裝置；裝置②的主要儀器有分液漏斗、帶導(dǎo)管的雙孔膠塞和（填儀器名稱）．（2）制得的氫氣常含有少量水蒸氣和HCl氣體，若要得到干燥、純凈的氫氣，需要通過④和⑤裝置，則裝置按導(dǎo)管字母連接的順序是：發(fā)生裝置→→→→

→收集裝置．（3）若要檢驗氫氣中的雜質(zhì)HCl，可把裝置．中的試劑換成，實驗中觀察到的現(xiàn)象是試劑變成了紅色．（4）圖（一）中的③裝置是一個用排空氣法收集氫氣的裝置，由集氣瓶和導(dǎo)管組成，請你在方框內(nèi)畫出該裝置．（5）圖（二）是氫氣與鐵礦石樣品反應(yīng)的裝置，在加熱反應(yīng)之前要先通入一段時間的氫氣，原因是；而在反應(yīng)結(jié)束時先要停止加熱，一段時間后再停止通入氫氣，原因是．（6）已知參加反應(yīng)的鐵礦石樣品的質(zhì)量為m1g，完全反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為m2g，裝置⑦增加的質(zhì)量為m3g，裝置⑧增加的質(zhì)量為m4g．（假設(shè)每一步都進行完全）若要計算鐵礦石樣品中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)，下面可計算到結(jié)果的數(shù)據(jù)組合有．（填字母）Am1g與m2gB、m1g與m3gC、m1g與m4gD、m2g與m4g．【解答】解：（1）制取氫氣用鋅粒和鹽酸反應(yīng)．故發(fā)生裝置選②，所用儀器為錐形瓶、分液漏斗、導(dǎo)管等．（2）制取的氫氣中因含有水蒸氣和氯化氫氣體，所以我們先除去氯化氫氣體，再除去水蒸氣．（3）檢驗氫氣中的雜質(zhì)HCl時，我們用石蕊溶液來確定．所以我們可以把洗氣瓶內(nèi)的氫氧化鈉換成石蕊試液．（4）得分點：瓶口的方向；導(dǎo)管的長度，應(yīng)為氫氣的密度比空氣小所以瓶口向下，導(dǎo)管深入到集氣瓶底部是為了能把集氣瓶內(nèi)的空氣更好的排凈．（5）凡是可燃性氣體與氧氣混合都有可能發(fā)生爆炸所以要在加熱前趕走裝置內(nèi)的空氣，防止余熱的生成物鐵重新被空氣氧化，在加熱的情況下鐵會和空氣中的氧氣反應(yīng)，故繼續(xù)通氫氣使其冷卻．（6）A中據(jù)m2鐵的質(zhì)量再利用鐵在氧化鐵中的質(zhì)量分數(shù)可求樣品中氧化鐵的質(zhì)量，再利用氧化鐵的質(zhì)量m1×100%故答案為：（1）②、錐形瓶（2）cdba（3）⑤；石蕊試液（4）見右圖．（5）趕走裝置內(nèi)的空氣，防止加熱爆炸（6）AB．6．某化學(xué)課外活動小組進行了一系列的實驗探究，請按要求作答：（1）實驗室可用Zn粒和稀硫酸制氫氣，甲同學(xué)按圖（Ⅰ）所示配制實驗所需的稀硫酸，你認為他的操作是否正確？．（請?zhí)睢罢_”或“不正確”）（2）按要求從以下A→E裝置中選擇（填裝置的字母序號）．乙同學(xué)要用高錳酸鉀制取和收集氧氣，則應(yīng)選擇．（3）小松同學(xué)探究B裝置后，作了改進，改進的裝置如圖（Ⅱ）所示．寫出一個可用此裝置制取氣體的化學(xué)方程式．（4）小松同學(xué)使用圖（Ⅱ）裝置制取CO2，現(xiàn)有①Na2CO3固體、②塊狀大理石、③稀HCl和④稀H2SO4，應(yīng)選用的試劑是（填序號）；反應(yīng)進行過程中，關(guān)閉該裝置中的止水夾a后，可以觀察到的現(xiàn)象是．（5）小亮同學(xué)也改進了B裝置，改進的裝置如圖（Ⅲ）所示，與B裝置相比較，圖（Ⅲ）裝置以分液漏斗代替漏斗，其優(yōu)點是；橡皮管的作用是．【解答】解：（1）稀釋濃硫酸時，一定要把濃硫酸沿著容器壁慢慢注入水中，同時用玻璃棒不斷的攪拌，使產(chǎn)生的熱量迅速散失．故答案為：不正確（2）用高錳酸鉀制取氧氣，反應(yīng)物是固體，反應(yīng)不需要加熱，所以選用A裝置，氧氣不易溶于水，并且密度比空氣的密度大，所以收集裝置應(yīng)選擇C或D．故選AC或AD（3）圖（Ⅱ）的裝置屬于反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)不需加熱的情況．故選CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑（或鋅和稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)）（4）關(guān)閉止水夾后，產(chǎn)生的氣體不能出來，產(chǎn)生的壓力使液體被壓倒長頸漏斗中，故答案為：2、3；液體被壓回長頸漏斗中，固液分離，反應(yīng)停止（5）長頸；可以通過控制滴加液體的速度或流速、流量等來控制反應(yīng)的劇烈程度；平衡氣壓或使分液漏斗和試管內(nèi)的壓強一致，便于液體滴落下來7．已知甲酸（HCOOH）與濃硫酸共熱到60～80℃可發(fā)生脫水型的分解反應(yīng)，并由此而制得CO氣體。實驗室用甲酸和濃硫酸混和后制取CO時，常不需加熱，其具體操作方法如下：在試管內(nèi)倒入一定體積的甲酸，然后再小心、緩慢地沿試管壁倒入等體積的濃硫酸，這時可見試管內(nèi)液體分上、下兩層，在兩層液體的界面處有少量氣泡，輕輕振動試管，可見液體交界面氣泡增多，改變振動的力度可控制氣泡產(chǎn)生的速率。試回答下列問題：（1）用上述方法制取CO的化學(xué)反應(yīng)方程式為；（2）用該法制CO不需加熱的原因；（3）以上操作方法可控制反應(yīng)速率的原因。（4）具支試管（試管側(cè)壁有一支管，如圖所示）在實驗室有多種用途，試只用具支試管、橡皮塞（橡皮塞上最多只能打一個孔）、玻璃導(dǎo)管及連接和夾持儀器裝配一個用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO氣體、用CO還原氧化銅、并檢驗其氧化產(chǎn)物的實驗裝置。試畫出該裝置示意圖方框內(nèi)（同類儀器最多只能有三件，不必畫夾持儀器，但需注明所裝的藥品）?！窘獯稹拷猓海?）甲酸（HCOOH）與濃硫酸共熱到60～80℃可發(fā)生脫水型的分解反應(yīng)，即反應(yīng)物為甲酸，生成物為水和一氧化碳，條件是濃硫酸和加熱60～80℃，所以方程式為HCOOH濃硫酸60～80℃ˉCO↑+H2（2）甲酸和濃硫酸混合時，可產(chǎn)生大量的熱，使反應(yīng)液溫度達到反應(yīng)所需的溫度，所以不需要加熱。（3）甲酸和濃硫酸密度不同，反應(yīng)在兩液體的界面發(fā)生，振動試管可可使兩反應(yīng)物相互混合、溶解，調(diào)節(jié)兩反應(yīng)物的接觸面積，從而加快反應(yīng)速率。（4）用濃硫酸和甲酸的混合液制取CO是兩種液體在常溫下反應(yīng)制氣體，一氧化碳有毒，還原氧化銅時要有尾氣處理裝置，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾，檢驗氧化產(chǎn)物用澄清的石灰水，裝置如下圖。故答案為：（1）HCOOH濃硫酸60～80℃ˉCO↑+H2（2）甲酸和濃硫酸混合時，可產(chǎn)生大量的熱，使反應(yīng)液溫度達到反應(yīng)所需的溫度；（3）由于甲酸和濃硫酸密度不同所以甲酸在上層，濃硫酸在下層，反應(yīng)在兩液體的界面發(fā)生，振動試管可使兩反應(yīng)物相互混合、溶解，增大反應(yīng)物相互間的接觸面而加快反應(yīng)速率；（4）實驗裝置中若選用其它儀器（如酒精燈等）或所用同類儀器超過三件的均不給分。三．常用氣體的收集方法8．某小組在學(xué)習(xí)“二氧化碳制取的研究”課題時，探究了二氧化碳氣體的收集方法。【查閱資料】通常狀況下，1體積水約能溶解1體積二氧化碳，所得溶液pH約為5.6?！咎岢鰡栴}】二氧化碳能不能用排水法收集？【實驗設(shè)計與操作】實驗一、在通常狀況下，測定二氧化碳溶液水所得溶液的PH，判斷二氧化碳在水中溶解的體積。（1）如圖1甲裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式是。（2）實驗時，需先將甲裝置中的空氣排盡。其操作是：開啟彈簧夾、關(guān)閉彈簧夾，打開活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡。檢驗空氣已排盡的方法是。（3）關(guān)閉K1，打開K2，K3．待丙裝置中收集半瓶氣體時，關(guān)閉活塞K2和K3，充分振蕩丙裝置。然后用pH計測得如下數(shù)據(jù)：物質(zhì)丁裝置中溶液丙裝置中溶液pH6.505.60分析可知，在丙和丁裝置中所溶解二氧化碳的體積（填“大于”“小于”“等于”）丙和丁裝置中溶液的總體積。（4）實驗中，乙裝置的作用是。若沒有乙裝置，則測出的溶液pH會。實驗二：在通常狀況下分別測定排空氣法和排水法收集的氣體中氧氣的體積分數(shù)，從而得到二氧化碳的體積分數(shù)。（5）用氧氣測量儀測得收集的氣體中氧氣體積分數(shù)隨時間的變化關(guān)系如圖2（起始時氧氣的體積分數(shù)都以21%計算），則最終兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)較大的是

（填“排空氣”或“排水”）法，兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)的差值是?！窘Y(jié)論與反思】（6）由實驗一、二分析，你認為二氧化碳（填“能”或“不能”）用排水法收集，能減少二氧化碳在水中溶解度的措施是。（寫一條即可）【解答】解：（1）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水和二氧化碳，配平即可，故答案為：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；（2）實驗時，需先將甲裝置中的空氣排盡，其操作是：開啟彈簧夾K1、關(guān)閉彈簧夾K2、K3，打開活塞，滴加稀鹽酸至空氣排盡；檢驗空氣已排盡的方法是將燃著的木條放在K1導(dǎo)管口處，若木條熄滅則空氣已經(jīng)排盡；故答案為：K1；K2、K3；將燃著的木條放在K1導(dǎo)管口處，若木條熄滅則空氣已經(jīng)排盡；（3）由實驗分析可知：在丙和丁裝置中所溶解二氧化碳的體積小于丙和丁裝置中溶液的總體積；故答案為：小于；（4）實驗中，乙裝置的作用是吸收二氧化碳中的HCl氣體，若沒有乙裝置，則測出的溶液pH會偏小，因為氯化氫氣體溶于水是鹽酸，酸性比較強；故答案為：吸收二氧化碳中的HCl氣體；偏??；（5）用氧氣測量儀測得收集的氣體中氧氣體積分數(shù)隨時間的變化關(guān)系如圖2（起始時氧氣的體積分數(shù)都以21%計算），則最終兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)較大的是排水法，兩種方法收集的氣體中二氧化碳體積分數(shù)的差值是＝【1﹣（2.5%+2.5%×4）】﹣【1﹣（5.8%+5.8%×4）】＝16.5%；故答案為：排水法；16.5%；（6）由實驗一、二分析，我認為二氧化碳能用排水法收集，能減少二氧化碳在水中溶解度的措施是：升溫或加酸或事先制成二氧化碳的飽和溶液；故答案為：能；升溫或加酸或事先制成二氧化碳的飽和溶液等。四．常見氣體的檢驗與除雜方法9．課堂上教師要求學(xué)生根據(jù)以下實驗裝置準(zhǔn)確測定出某混合氣體中（成分：CO、CO2、H2）各組分的質(zhì)量分數(shù)，實驗臺上提供的試劑有：①NaOH溶液，②澄清石灰水，③濃硫酸。且裝置中試劑均足量。已知：Fe2O3+3H2＝2Fe+3H2O，為了準(zhǔn)確測定氣體的質(zhì)量分數(shù)，學(xué)生設(shè)計的思路有如下說法：（1）實驗前應(yīng)先通一段時間氮氣，將裝置中的空氣排盡，然后進行測定實驗（2）進行測定實驗時，應(yīng)先用管式爐加熱，再打開活塞K通混合氣體（3）裝置戊的主要作用是吸收反應(yīng)生成的水蒸氣（4）若甲、乙中依次盛裝試劑①、試劑③，可通過甲、乙反應(yīng)前后的質(zhì)量差測出混合氣體中CO2的質(zhì)量（5）測得各裝置甲、乙、丁反應(yīng)前后的質(zhì)量差即可求出各組分的質(zhì)量分數(shù)（6）若甲、乙、丁中依次盛裝試劑①、試劑③、試劑③，反應(yīng)結(jié)束后，將丙裝置拆下后放在空氣中冷卻后稱重，根據(jù)丙裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差及（4）中測得CO2的質(zhì)量可以求出CO、H2的質(zhì)量上面的說法正確的個數(shù)有（）A．2 B．3 C．4 D．5【解答】解：（1）加熱產(chǎn)前應(yīng)先通一會氮氣把裝置內(nèi)的空氣排凈，開始加熱后，再通入混合氣體，防止形成混合氣體發(fā)生爆炸，故（1）正確；（2）氣體量一定，先加熱，保證在通氣體后能發(fā)生反應(yīng)，以免造成氣體浪費使測定結(jié)果不準(zhǔn)確，故（2）正確；（3）裝置戊的主要作用是防止空氣中的水蒸氣進入丁中，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確，故（3）錯誤；（4）甲中氫氧化鈉溶液是用來吸收混合氣體中二氧化碳的，在通過甲的過程中會帶出一部分水蒸氣，通過乙裝置進行干燥，通過測定甲、乙兩裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差測出混合氣體中CO2的質(zhì)量，故（4）正確；（5）測得裝置甲、裝置乙、裝置丁反點前后的質(zhì)量差可得出原混合氣體中二氧化碳的質(zhì)量和反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，進而求出原混合氣體中的氫氣和一氧化碳的質(zhì)量，求出各組分的質(zhì)量分數(shù)，故（5）正確；（6）應(yīng)該反應(yīng)后再通一會氮氣，直到生成物冷卻，防止和空氣中氧氣反應(yīng)重新被氧化，使測得的結(jié)果不準(zhǔn)確，故（6）錯誤。故選：C。10．目前工業(yè)上氫氣的大規(guī)模生產(chǎn)多采用甲烷的重整，即甲烷與水蒸氣經(jīng)高溫催化反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。某化學(xué)興趣小組為檢驗反應(yīng)后的混合氣體（以下簡稱合成氣“）中是否含有氫氣和一氧化碳、同時檢驗“合成氣”中是否含有未反應(yīng)完的甲烷和水蒸氣，進行了如圖所示的實驗。（假設(shè)每步均反應(yīng)完全）（查閱資料知，氧化鐵與氫氣在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和水；氧化鐵與中烷在高溫條件下反應(yīng)生成鐵、二氧化碳和水）（1）請寫出一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式；（2）實驗開始前要先通一會“合成氣”，然后再點燃B處的酒精噴燈，目的是；（3）裝置E的作用是；（4）裝置C和D的連接順序顛倒，會影響實驗操作，原因是。（5）實驗結(jié)束后，測得裝置A、C、D的質(zhì)量均增加，其中裝置C增加了2.7g，裝置D增加了2.2g。則可推斷出該“合成氣”的組成物質(zhì)為（寫化學(xué)式）?！窘獯稹拷猓海?）一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成二氧化碳和鐵；（2）由于合成氣是可燃性的氣體，實驗開始前要先通一會“合成氣”，然后再點燃B處的酒精噴燈，目的是排凈玻璃管中的空氣，防止高溫時引起爆炸。（3）進行尾氣處理，即收集有毒氣體，防止污染；（4）由于在該實驗過程中需要測定生成的水蒸氣的質(zhì)量，裝置C和D的連接順序顛倒，會影響實驗操作，原因是不能準(zhǔn)確地測出生成水的質(zhì)量；（5）由A的質(zhì)量增加，說明了混合氣體中含有水蒸氣；C裝置增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，原氣體中含有氫元素，且氫元素質(zhì)量＝2.7g×218×100%＝0.3g；D裝置增加的質(zhì)量是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，且碳元素質(zhì)量＝2.2g×1244×100%＝0.6g；則混合氣體中C、H元素質(zhì)量比＝0.6g：0.3g＝2：1，根據(jù)CH4+H2O高溫ˉ3H2故答為：（1）3CO+Fe2O3高溫ˉ2Fe+3CO2（2）排出裝置內(nèi)空氣，防止H2，CO不純而爆炸；（3）進行尾氣處理，防止污染；（4）無法確定生成水蒸氣的質(zhì)量；（5）H2O、CO、H2。11．H2、CO、CO2和CH4都是初中化學(xué)常見的氣體。（1）可燃性氣體與空氣混合點燃可能會爆炸，所以可燃性氣體點燃前應(yīng)先。（2）某無色氣體X可能含有上述4種氣體中的一種或兩種。為了確認氣體X的組成，同學(xué)們按如圖裝置進行實驗。①同學(xué)們設(shè)計了裝置B，其作用是。②裝置C、D中盛放的試劑依次是（填序號）。a．燒堿溶液b．濃硫酸③若取1.6g氣體X進行實驗（假設(shè)每步反應(yīng)都完全），發(fā)現(xiàn)裝置A中無明顯變化，裝置C增重1.8g，裝置D增重2.2g。則氣體X的組成是?！窘獯稹拷猓海?）可燃性氣體與氧氣混合達到一定程度時遇明火會發(fā)生爆炸，所以可燃性氣體點燃前應(yīng)先必須檢驗氣體的純度，否則可能發(fā)生爆炸。（2）①裝置B中藥品是堿石灰，堿石灰的主要成分是CaO和NaOH，可作干燥劑，能吸收氣體中的水分和二氧化碳，防止氣體中水蒸氣和二氧化碳干擾實驗。②裝置C盛放的試劑應(yīng)為濃硫酸，目的是通過是否增重測定H元素的有無，裝置D中盛放的試劑是燒堿溶液，目的是通過是否增重測定C元素的有無。先經(jīng)過NaOH溶液時會帶出水蒸氣到濃硫酸中，影響水的測定結(jié)果。③裝置A中無明顯變化，氣體中不含CO2；裝置C增重1.8g，含H元素的質(zhì)量為1.8g×1×218×100%＝0.2g；裝置D增重2.2g，同理可知含C元素0.6g；氣體X1.6g中含H元素0.2g、含C元素0.6g，應(yīng)含O元素0.8g，很明顯，氣體X1.6g中含有CO，且質(zhì)量為1.4g，剛好為C、O元素質(zhì)量之和，由此可知沒有CH4故答案為：（1）驗純；（2）①除去CO2、H2O；②b、a；③H2和CO。12．（一）制備硫酸亞鐵銨晶體的探究硫酸亞鐵銨晶體【（NH4）aFeb（SO4）c?xH2O】（俗稱摩爾鹽晶體）是一種重要的化工原料，用途十分廣泛。某化學(xué)實驗小組制備硫酸亞鐵銨晶體并設(shè)計實驗測定其組成的流程如下：資料：硫酸亞鐵銨晶體易溶于水，不溶于乙醇；（4）實驗前，先用碳酸鈉溶液浸泡廢鐵屑表面油漬，碳酸鈉溶液可除去油漬是因為碳酸鈉溶液的pH7（填“＞”、“＝”、“＜”）（5）操作③中使用乙醇汽油洗滌可以快速晾干。這樣做的優(yōu)點是；A、避免用水洗滌所造成的晶體損耗B、酒精易揮發(fā)，可低溫晾干晶體C、防止硫酸亞鐵被氧化（二）硫酸亞鐵銨晶體分解的定性探究硫酸亞鐵銨晶體受熱分解可得到氧化鐵。興趣小組在科研人員指導(dǎo)下設(shè)計實驗探究硫酸亞鐵銨晶體受熱分解的產(chǎn)物。（6）甲組同學(xué)設(shè)計了如圖1所示實驗裝置：①實驗中，裝置B中觀察到的現(xiàn)象是；②裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，由此可知分解的產(chǎn)物中有（寫化學(xué)式）。（7）乙組同學(xué)認為硫酸亞鐵銨晶體受熱分解的產(chǎn)物中還有SO2、SO3．為進行驗證，用甲組實驗中的裝置A和圖2所示裝置連接進行實驗。觀察到裝置E中有白色沉淀生成，證明了有SO3生成，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；而F裝置中、表明生成了SO2。（三）硫酸亞鐵銨晶體成分的定量探究【實驗步驟】：取3份質(zhì)量均為7.84g的（NH4）aFeb（SO4）c?xH2O晶體，分別進行實驗。①向一份中加入過量的NaOH溶液，充分反應(yīng)后得到0.68gNH3②向另一份中加入過量的BaCl2溶液，充分反應(yīng)后過濾、洗滌、干燥得到9.32g沉淀③加熱第三份晶體使其分解，剩余固體質(zhì)量與溫度的關(guān)系如圖所示回答下列問題：資料：硫酸亞鐵銨晶體受熱時，在200℃以下只失去結(jié)晶水。（8）實驗中加入過量BaCl2溶液的目的；（9）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算硫酸亞鐵銨晶體的化學(xué)式；寫出A點到B點發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?！窘獯稹拷猓海?）碳酸鈉溶液可除去油漬是因為碳酸鈉溶液顯堿性，pH＞7，故填：＞；（5）硫酸亞鐵溶于水不溶于酒精，用A方法洗滌硫酸亞鐵晶體損失較多，可用酒精洗滌，酒精易揮發(fā)，能得到大量的純凈的硫酸亞鐵晶體，故答案：AB；（6）硫酸亞鐵銨晶體受熱時會失去結(jié)晶水，白色的無水硫酸銅遇水會生成藍色的硫酸銅晶體；裝置D中觀察到酚酞溶液變紅色，說明硫酸亞鐵銨晶體受熱時會分解生成堿性氣體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律該氣體應(yīng)該是NH3，故填：白色固體變成藍色；NH3；（7）裝置E中有白色沉淀生成，證明了有SO3生成，說明SO3與水反應(yīng)生成了硫酸，硫酸與氯化鋇反應(yīng)生成白色的硫酸鋇沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；二氧化硫具有漂白性，可使紫色高錳酸鉀溶液褪色，故填：H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl；紫色溶液變成無色；（8）氯化鋇和硫酸亞鐵反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鐵，氯化鋇過量就是為了將硫酸根離子全部沉淀，故答案：將硫酸根離子全部沉淀；（9）由工藝流程圖知，硫酸亞鐵銨晶體可看做是硫酸亞鐵、硫酸銨和結(jié)晶水按一定比例形成，設(shè)該物質(zhì)的化學(xué)式為xFeSO4?y（NH4）2SO4?zH2O，則設(shè)硫酸亞鐵銨晶體中硫酸銨的質(zhì)量為x；（NH4）2SO4+2NaOH＝Na2SO4+2NH3↑+2H2O13234x0.68g132x＝2.64g設(shè)和硫酸銨反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量為y（NH4）2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NH4Cl1322332.64gy132