制取氣體的反應(yīng)原理探究-2021年中考科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究題提分（教師版含解析）

專練05制取氣體的反應(yīng)原理探究

1.某化學(xué)興趣小組為了探究氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法，進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)探索。

(1)小組用鋅和稀鹽酸反應(yīng)制取氨氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)為了加快鋅與稀鹽酸的反應(yīng)速率，老師提示了可向反應(yīng)物中加入少量硫酸銅固體。為了弄明白速率加

快的原因，小組同學(xué)提出了以下猜想。

猜想一：起促進(jìn)作用的是硫酸根離子

猜想二：起促進(jìn)作用的是銅離子

猜想三：生成物起到促進(jìn)作用

為了驗(yàn)證上述猜想是否正確。

①小明將硫酸銅換成硫酸鈉，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有變化，小明得出猜想不正確。

②小明提出將硫酸銅換成氯化銅進(jìn)一步驗(yàn)證猜想，小劉認(rèn)為不需要替換試劑，只需通過(guò)觀察加入硫酸銅

固體后的現(xiàn)象就可以驗(yàn)證，該反應(yīng)的現(xiàn)象為,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

為。此反應(yīng)發(fā)生后速率加快依然較明顯，小劉得出猜想正確。

(3)小王覺(jué)得用稀硫酸比用稀鹽酸制取的氫氣更純凈，原因是。

【答案】(l)Zn+2HCl=ZnC12+H2f；

(2)①一；②有少量紅色固體產(chǎn)生，反應(yīng)速率加快；Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu；三；

(3)鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)使生成的氫氣中含有氯化氫，稀硫酸不具有揮發(fā)性，可以得到純凈的氫氣。

【解析】(1)鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnC12+H2b

(2)①向反應(yīng)物鋅與稀鹽酸中加入少量硫酸銅固體，反應(yīng)速率加快，將硫酸銅換成硫酸鈉，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率

幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明在反應(yīng)中起促進(jìn)作用的不是硫酸根離子，說(shuō)明猜想一不正確。

②在反應(yīng)中起促進(jìn)作用的不是硫酸根離子，硫酸銅中的陽(yáng)離子是銅離子，鋅與硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸

鋅和銅，由此反應(yīng)發(fā)生后速率加快依然較明顯，則該反應(yīng)的現(xiàn)象為有少量紅色固體產(chǎn)生，反應(yīng)速率加快。

反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu.此反應(yīng)發(fā)生后速率加快依然較明顯，說(shuō)明是生成物起到

促進(jìn)作用，故小劉得出猜想三成立。

(3)鹽酸具有揮發(fā)性，會(huì)揮發(fā)出氯化氫氣體，會(huì)使生成的氫氣中含有氯化氫，而稀硫酸不具有揮發(fā)性，故

用稀硫酸比用稀鹽酸制取的氧氣更純凈。

2.航天科技飛速發(fā)展，密閉的飛船艙中是如何獲得氧氣并凈化艙里的空氣呢？為探究其反應(yīng)原理，某化學(xué)

興趣小組的同學(xué)，在老師的指導(dǎo)下.進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究.

【查閱資料】常溫下，過(guò)氧化鈉(Na2O2)固體與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，過(guò)氧化鈉固體與二氧化碳

反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣.

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄慷趸寂c過(guò)氧化鈉反應(yīng)成氧氣，并收集干燥純凈的氧氣

【實(shí)驗(yàn)步驟】該小組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，作出了如下?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，請(qǐng)你參與并回答下列問(wèn)題:

⑴寫(xiě)出標(biāo)號(hào)儀器的名稱：a；,b.

(2)實(shí)驗(yàn)室常用裝置B來(lái)制取二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：,現(xiàn)要得到純凈干燥的

C02與Na2O2反應(yīng)，選擇裝置的組合順序是BTT-F(填裝置編號(hào))，你選擇該裝置的目的

是：.

(3)若要收集到純凈干燥的氧氣，還需將上述所得氧氣先通裝置C、E,最后用裝置G來(lái)收集，其中裝置

C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為.裝置E的作用是：,

證明氣G中氧氣你收滿的方法是：.

【反思與評(píng)價(jià)】

(4)反應(yīng)后裝置F中的過(guò)氧化鈉固體是否完全反應(yīng)？

取少量該固體與試管中，加入水后觀察到有產(chǎn)生，說(shuō)明過(guò)氧化鈉沒(méi)有完全反應(yīng).

(5)某同學(xué)還想到實(shí)驗(yàn)室用裝置A也能制得氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：，但小

組同學(xué)討論后一致認(rèn)為，飛船艙內(nèi)不能用此法提供氧氣請(qǐng)說(shuō)明理由：

(合理即可).

【答案】(I)試管；錐形瓶；

(2)CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2f；D；除去CO2氣體中混有的HC1氣體；

(3)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；除掉氧氣中混有的水蒸氣；用一根帶火星的木條放在c端，若木條復(fù)燃，

則說(shuō)明氧氣已經(jīng)收滿

(4)氣泡；

(5)2KMn()4=^=4<2MnO4+MnO2+O2T；無(wú)法消耗人體呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳(合理即可).

【解析】(1)儀器a是試管；儀器b是錐形瓶.

(2)實(shí)驗(yàn)室中制取二氧化碳常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取，同時(shí)生成氯化鈣、水，反應(yīng)的化學(xué)

方程式是：CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2t.

鹽酸具有揮發(fā)性，制取的二氧化碳?xì)怏w中含有氯化氫氣體，氯化氫能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成氮化鈉、

水和二氧化碳，故選擇裝置的組合順序是BTDTE一F,通過(guò)D的目的是除去CO2氣體中混有的HCI

氣體，再通過(guò)濃硫酸進(jìn)行干燥.

(3)裝置C中二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；濃硫酸具有吸水性，能除掉氧氣中混有的水蒸氣；

氧氣的密度比空氣的大，d端是進(jìn)氣管；氧氣能支持燃燒，用一根帶火星的木條放在c端，若木條復(fù)燃，

則說(shuō)明氧氣已經(jīng)收滿.

(4)常溫下，過(guò)氧化鈉(Na2O2)固體與水反應(yīng)，生成氫氧化鈉和氫氣，取少量該固體與試管中，加入水后觀

察到有產(chǎn)生，說(shuō)明過(guò)氧化鈉沒(méi)有完全反應(yīng).

(5)裝置A屬于固體加熱型，試管口放有放一團(tuán)棉花，采用的是高錦酸鉀的方法，高缽酸鉀在加熱條件下

生成鋅酸鉀、二氧化鐳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO」=^=4<2MnO4+MnO2+O23

該方法制取氧氣，需要進(jìn)行加熱，無(wú)法消耗人體呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳(合理即可).

3.如圖為家庭制氧機(jī)內(nèi)桶構(gòu)造示意圖，桶上設(shè)有制氧劑投藥口和出氣口。

已知：

i.制氧劑的主要成分是過(guò)碳酸鈉和催化劑

ii.本產(chǎn)品用于人體保健吸氧，產(chǎn)生的氧氣需通入水中凈化。

(1)制氧時(shí)，從投藥口中投入藥品后，立即將其關(guān)閉。

①過(guò)碳酸鈉加入水中后，分解產(chǎn)生過(guò)氧化氫；過(guò)氧化氫再在催化劑的作用下產(chǎn)生氧氣。過(guò)氧化氫發(fā)生反

應(yīng)的化學(xué)方程式為o

②氧氣的出口為(填“a”或"b”)。

(2)若在裝置的I、II中放入其它試劑，可進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。

①檢驗(yàn)碳酸鹽：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，從a或b處加入試劑后，需將產(chǎn)生氣體的一側(cè)(a或b)密閉。其中，I中盛

放的試劑是。

②研究金屬性質(zhì)：I中加入鐵屑和過(guò)量稀鹽酸，II中只加入鋅粒，關(guān)閉一段時(shí)間后，H中可以觀察

到的現(xiàn)象有。

ab

【答案】⑴①2H2O2

②a；

(2)①澄清石灰水；

②I中溶液進(jìn)入II中，II中產(chǎn)生無(wú)色氣體。

【解析】(1)①過(guò)氧化氫在催化劑的作用下分解產(chǎn)生氧氣和水，過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H202

催化劑

2H2O+O2T；

②根據(jù)氧氣的密度比水小的事實(shí)分析，應(yīng)在裝置II中放入制氧劑，制氧劑的主要成分是過(guò)碳酸鈉和催化

齊IJ,過(guò)碳酸鈉加入水中后，分解產(chǎn)生過(guò)氧化氫；過(guò)氧化氫再在催化劑的作用下產(chǎn)生氧氣，產(chǎn)生的氧氣需

通入裝置的I中水中凈化，從而判斷氧氣的出口為a。

(2)①碳酸鹽的檢驗(yàn)也就是檢驗(yàn)碳酸根離子，在檢驗(yàn)時(shí)，滴加鹽酸，有氣泡冒出，將氣體通入澄清的石灰

水中，石灰水變渾濁，證明有碳酸根。所以若在裝置的I、0中放入其它試劑檢驗(yàn)碳酸鹽：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，

因?yàn)闅怏w密度比液體小，只能從b處加入試劑后，需將產(chǎn)生氣體的一側(cè)b密閉，這時(shí)，I中盛放的試劑

是澄清石灰水；

②I中鐵屑和過(guò)量稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，在密閉空間中氣壓增大，I中溶液進(jìn)入n中，n中鋅粒與液體中

的稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。

4.已知，過(guò)氧化鈉(化學(xué)式為Na2O2)是一種淺黃色固體粉末，可用作呼吸面具里的供氧劑，利用人呼出的

二氧化碳與過(guò)氧化鈉反應(yīng)放出氧氣，供給人的正常生命活動(dòng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2Na2O2+2CO2=2Na2co3+02.某同學(xué)利用該反應(yīng)原理制取氧氣，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示:

；

石應(yīng)氣程f:

,式2

理2中匕O為

大0程槽方C式

C+

和水應(yīng)3O程

取方)2

酸到反(H方

鹽制C+

學(xué)察Hl學(xué)

稀體觀學(xué)aC化

化Na

用固中化2N的

3；2

若0的驗(yàn)的=應(yīng)

實(shí)A3反

C.；o

H應(yīng))，氣Oc該

a22

N反母氣氧H；a，

字+TN

熱2氧取T2+碳

該.取O1化

加圖制2C

制O+氧

用，填C2H

)(合置+2

若hO：二

_組裝Cn和

；母_.aM為

是_置C+水

該=4式

字置裝l、

E用CO程

裝AHn方鈣

2用出2M化

:用+2學(xué)

選用K氯

為圖寫(xiě)3化

式應(yīng)若O=成

.,:，C^的

程a=應(yīng)生

如2集C4

方作0；O反應(yīng)

T反

學(xué),的要收2n該

填OM,酸

化(凈C

的始+K2鹽

為純O2O

應(yīng)開(kāi)2；C稀

為為前H

:反：劑較時(shí)+出取和

l

種該為到C冒制以

多,式置試a

2得品N；勻鈉可

有程2碳酸，

0裝的想=均

法C方3化；碳鈣

方取若o

學(xué)生裝，藥c氧性和酸

取制化2

置a；二密酸碳

生匿制

8鈉的發(fā)盛NT去氣鹽為

發(fā)裝裝+

8的酸應(yīng)12

2集裝CO除的稀分

碳反中HC

0的收，2+；置用成

C和該畢)O液要

,③的12裝若)

中酸2完(H溶1主

2用0+H查(

①鹽O置置】3O檢】的

C為Oa

置稀選裝案cN；析石

裝取裝④2)C

)用：))裝：答a2)解灰

1(若制該為2(3(組泡式【N(3(【石

CaCO3+2HCl=CaC12+CO2t+H2O;碳酸氫鈉在加熱的條件下分解產(chǎn)生二氧化碳，所應(yīng)該選擇固固加熱型

的反應(yīng)裝置即A裝置；反應(yīng)的方程式為：2NaHCOs匕Na2cO3+H2O+CO2T；

(2)通入的二氧化碳不可能被全部反應(yīng)掉，為了得到較純凈的氧氣，應(yīng)該在③中加入氫氧化鈉溶液來(lái)吸收

二氧化碳；

(3)④為02的收集裝置，可選用裝置C,組裝裝置完畢，裝藥前要先檢查裝置的氣密性，排水法收集氧氣

時(shí)，要等氣泡連續(xù)均勻冒出再收集，高鐳酸鉀制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)方程為：2KMnO4A

K2MnO4+MnO2+O21；

5.神舟七號(hào)載人飛船成功返航，標(biāo)志著我國(guó)已跨入航天領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先行列.某研究性學(xué)習(xí)小組查閱資料得

知，宇宙飛船中可用超氧化鉀(KO2)作為氧氣再生劑.超氧化鉀是一種固體，它與人呼出的二氧化碳反應(yīng)

生成氧氣：4Ko2+2CO2=2K2co3+302,為了驗(yàn)證這個(gè)反應(yīng)能夠產(chǎn)生氧氣，該小組同學(xué)以大理石和鹽酸反

應(yīng)生成的C02來(lái)與K02反應(yīng)制取02,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置：

(1)C處應(yīng)從A、B兩種裝置中選擇作CO2發(fā)生裝置.檢驗(yàn)G中集氣瓶?jī)?nèi)收集的氣體是否為氧氣，

可以在取出集氣瓶后，用_____________________檢驗(yàn).

(2)已知C02不溶于飽和碳酸氫鈉溶液，D裝置的作用是.

(3)為了除去02中可能混有的CO2,F中可盛放過(guò)量________溶液.

(4)有同學(xué)提出，上述實(shí)驗(yàn)?zāi)苌裳鯕饪赡芘cC02中混有的水蒸氣有關(guān).若要檢驗(yàn)干燥的C02能否與超氧

化鉀反應(yīng)生成氧氣，你對(duì)上述實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)方法是.

【答案】

(DA；帶火星的木條：

(2)除去C02中混有的HC1；

(3)NaOH；

(4)在D和E裝置之間增加氣體干燥裝置.

【解析】(1)制取二氧化碳用固體和液體反應(yīng)，并且不需要加熱，所以應(yīng)選擇A裝置；檢驗(yàn)氧氣使用的是

帶火星的木條;

(2)為了防止二氧化碳中的氯化怒氣體對(duì)后面實(shí)驗(yàn)的干擾，故用飽和碳酸氫鈉溶液把它除去;

(3)除去02中可能混有的C02的方法是通過(guò)氫氧化鈉溶液，二氧化碳能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氧氣不能;

(4)濃硫酸有吸水性，可以除去二氧化碳中的水分而不會(huì)除去二氧化碳.

6.氨氣是制備鏤態(tài)氮肥的主要原料，制備氨氣有多種方法，現(xiàn)提供二種方法制取氨氣，A、氫氣、氮?dú)庠?/p>

高溫高壓催化劑作用下生成氨氣；B、氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣.

濃

氨

水棉花

氯氧

化鈉

固體干燥劑

圖1

你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室選用的方法是(填序號(hào)),理由是

如圖1：濃氨水和氫氧化鈉固體也可用于實(shí)驗(yàn)室制取氨氣，已知一定溫度下，飽和濃氨水中鍍根離子和

氫氧根離子濃度的乘積是一個(gè)定值.則該制氨氣的原理是：

(1)，

(2)，

如何檢查該裝置的氣密性.圖］中，如何驗(yàn)證氨

氣已收集滿了.

圖2中的燒瓶是圖一中收集氨氣后的燒瓶，膠頭滴管中擠入酚酥試液后，產(chǎn)生的現(xiàn)象

是?

【答案】

B；反應(yīng)條件低，設(shè)備簡(jiǎn)單；

實(shí)驗(yàn)1：(1)氫氧化鈉溶于水放熱，溫度升高，氨氣的溶解度減少；

(2)氫氧化鈉溶解于水，溶液中氫氧根離子濃度增加，氨根離子濃度減少，變成氨氣放出；

關(guān)閉分液漏斗活塞，把導(dǎo)管末端放入水中，手捧廣口瓶，有氣泡冒出；在燒瓶口放潮濕的石蕊試紙，

試紙變藍(lán)，氣體滿了；酚甌變紅，試液被吸入燒瓶.

【解析】第一種方法反應(yīng)條件“高溫高壓催化劑“，操作起來(lái)難度大不宜操作，而笫二種方法僅需要加熱,

容易操作.

故答案為：B；反應(yīng)條件低，設(shè)備簡(jiǎn)單；

實(shí)驗(yàn)1：

(1)已知一定溫度下，飽和濃氨水中鐵根離子和氫氧根離子濃度的乘積是一個(gè)定值.則該制氨氣的原理是：:

(1)氫氧化鈉溶于水放熱，溫度升高，氨氣的溶解度減少；(2)氫氧化鈉溶解于水，溶液中氫氧根離子濃度

增加，氨根離子濃度減少，變成氨氣放出；

檢查該裝置的氣密性的方法是：關(guān)閉分液漏斗活塞，把導(dǎo)管末端放入水中，手捧廣口瓶，有氣泡冒出；

圖1中，驗(yàn)證氨氣已收集滿了的方法是：在燒瓶口放潮濕的石蕊試紙，試紙變藍(lán)，氣體滿了；

圖2中的燒瓶是圖-中收集氨氣后的燒瓶，膠頭滴管中擠入酚配試液后，產(chǎn)生的現(xiàn)象是酚配變紅，試液

被吸入燒瓶..

7.小明參觀某養(yǎng)魚(yú)池時(shí)，好奇地發(fā)現(xiàn)農(nóng)民向養(yǎng)魚(yú)池中撒一種叫做過(guò)氧化鈣的淡黃

色固體，用來(lái)增加魚(yú)池中的含氧量.小明剛學(xué)完氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法，于是他想是否可以用過(guò)氧化鈣制取

氧氣.

【提出問(wèn)題】過(guò)氧化鈣是否可以用于制取氧氣？

【查閱資料】部分內(nèi)容如下：過(guò)氧化鈣(CaO2)室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解生成氧氣，可作增氧劑、殺菌

劑等.

【猜想與驗(yàn)證】

(1)小明依據(jù)____________________________________

提出猜想加熱過(guò)氧化鈣可制取氧氣.

(2)小明聯(lián)想到農(nóng)民用過(guò)氧化鈣增加魚(yú)池中的含氧量,

提出猜想過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)可制取氧氣.

實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)主要過(guò)程

①檢驗(yàn)裝置氣密性；

②加入過(guò)氧化鈣和水后，有少量細(xì)小氣泡緩慢放出，在導(dǎo)管

口幾乎收集不到氣體.該裝置放置到第二天，集氣瓶中只收

集到極少量氣體，振蕩試管后仍有少量細(xì)小氣泡緩慢放出

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)可得到氧氣，但反應(yīng)很慢.

【分析與反思】

①雖然沒(méi)有快速收集到大量氧氣，但由此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小明認(rèn)為農(nóng)民用過(guò)氧化鈣作增氧劑的主要原因

是.

②小明希望對(duì)此實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使該反應(yīng)加快，你能幫他提出建議嗎？你的合理建

議:.

以上建議是否可行，還需進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.

【答案】

【猜想與驗(yàn)證】過(guò)氧化鈣300℃時(shí)分解生成氧氣；

【分析與反思】①過(guò)氧化鈣在水中持續(xù)緩慢放出氧氣，故可作增氧劑；

②加熱過(guò)氧化鈣和水的混合物(或向過(guò)氧化鈣和水的混合物中加催化劑).

【解析】【猜想與驗(yàn)證】

⑴因?yàn)檫^(guò)氧化鈣(CaO2)室溫下穩(wěn)定，在300℃時(shí)分解成氧氣，

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)，該反應(yīng)緩慢，不適合在實(shí)驗(yàn)室制氧氣；

【分析與反思】

由過(guò)氧化鈣與水反應(yīng)，該反應(yīng)緩慢，不適合在實(shí)驗(yàn)室制氧氣，但可做魚(yú)池增氧劑，若加快反應(yīng)，可加熱

或用催化劑，

①過(guò)氧化鈣在水中持續(xù)、緩慢放出氧氣，所以可以作為增氧劑；

②加熱過(guò)氧化鈣和水的混合物(或向過(guò)氧化鈣和水的混合物中加入催化劑).

8.(1)請(qǐng)你與小明和他的同學(xué)一起進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的探究.

小明對(duì)三組藥品進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

組別藥品實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

?塊狀石灰石和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率適中

②塊狀石灰石和稀硫酸產(chǎn)生氣泡速率緩慢并逐漸停止

③碳酸鈉粉末和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率很快

從制取和收集的角度分析，一般選擇第①組藥品，所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

為;不選擇第③組藥品的原因是.

(2)老師為他們提供的如圖1所示的實(shí)驗(yàn)儀器(導(dǎo)管、橡皮塞等未畫(huà)出).

小明根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)儀器分別設(shè)計(jì)了如圖2所示四套制取和收集二氧化碳的裝置.

對(duì)上面的設(shè)計(jì)方案小明和他的同學(xué)進(jìn)行了交流討論.

其中可能收集不到二氧化碳?xì)怏w的裝置是:能夠使反應(yīng)隨時(shí)停止和發(fā)生的裝置是,用澄清

石灰水可鑒定C02氣體，請(qǐng)寫(xiě)出其化學(xué)方程式為

反思小結(jié):

(發(fā)生裝置一反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件

氣體制取和收集裝置的選擇依據(jù)

收集裝置一氣體密度、氣體溶解性和(

【答案】(l)CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2T；反應(yīng)太快：

(2)A；D；CO2+Ca(OH)2=CaCO3，+H2O；

【反思小結(jié)】氣體是否與水反應(yīng).

【解析】(I)二氧化碳的制取藥品很多，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中可以看出：三種藥品都產(chǎn)生二氧化碳，但是塊狀石

灰石和稀硫酸反應(yīng)一會(huì)兒停止，碳酸鈉粉末與稀鹽酸反應(yīng)速度太快，無(wú)法收集；因此，選擇塊狀石灰石

和稀鹽酸來(lái)制取二氧化碳.反應(yīng)原理為CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2T.

(2)裝置A中發(fā)生裝置部分，玻璃導(dǎo)管幾乎伸到試管底部，加入一定稀鹽酸后，導(dǎo)管口可能被液封，產(chǎn)生

的二氧化碳?xì)怏w不能排出，故使用A有可能收集不到二氧化碳?xì)怏w：要達(dá)到“隨時(shí)發(fā)生隨時(shí)停止”反應(yīng)的

目的，需要解決固體和液體隨時(shí)接觸或分離，由于D裝置中盛放碳酸鈣的銅網(wǎng)可上下移動(dòng)，滿足隨時(shí)接

觸隨時(shí)分離的耍求.故選D

【反思小結(jié)】根據(jù)二氧化碳不采取排水法收集，可發(fā)現(xiàn)，能溶于水或能與水發(fā)生反應(yīng)的氣體都不適合使

用排水法收集.

9.過(guò)氧化鈉是一種淡黃色固體，它能與二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，在潛水艇中用作制氧劑，供人類呼吸之用，

它與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2=2Na2co3+02,某學(xué)生為了驗(yàn)證這一實(shí)驗(yàn)，以足量的

大理石、足量的鹽酸和1.95g過(guò)氧化鈉樣品為原料，制取02,設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)裝置：

NaHCCh溶海無(wú)水硫酸銅N&Ch樣品飽和石灰水

⑴A中制取C02的裝置，應(yīng)從下列圖①、②、③中選哪個(gè)圖：。

B裝置的作用是，C裝置內(nèi)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是,為了檢驗(yàn)E中收

集到的氣體，在取出集氣瓶后，用的木條伸入集氣瓶?jī)?nèi)，木條會(huì)出現(xiàn)

(2)若E中的石灰水出現(xiàn)輕微白色渾濁，請(qǐng)說(shuō)明原因：

(3)反應(yīng)完畢時(shí);若測(cè)得E中的集氣瓶收集到的氣體為250mL,又知氧氣的密度為1.43g/L,當(dāng)裝置的

氣密性良好的情況下，實(shí)際收集到的氧氣體積比理論計(jì)算值(答小或小)，相差約g(取兩位有效

數(shù)值)

【答案】(1)②；吸收A裝置中產(chǎn)生的鹽酸酸霧；白色固體變藍(lán)色；用帶火星，復(fù)燃；

(2)未反應(yīng)的二氧化碳與石灰水反應(yīng)所致；

(3)??；30。

【解析】(1)該反應(yīng)的藥品是固體和液體，且不需加熱，所以所需裝置為固液混合不加熱型，所以排除①；

③中只能制取少量二氧化碳而不能制取大量二氧化碳，所以排除③，故選②；

大理石和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，鹽酸具有揮發(fā)性，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體、水蒸氣，

氯化氫和碳酸氫鈉能反應(yīng)生成二氧化碳，所以B裝置的作用是吸收A裝置中產(chǎn)生的鹽酸酸霧，除去HC1

氣體；

二氧化碳和碳酸氫鈉不反應(yīng)，水蒸氣能使無(wú)水硫酸銅由白色變藍(lán)色，所以C裝置內(nèi)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是白

色固體變藍(lán)色：

過(guò)氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氧氣，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，檢驗(yàn)時(shí)，可用帶火星的木條放在管口，

木條復(fù)燃說(shuō)明收集到的氣體為氧氣，

故答案為：②；吸收A裝置中產(chǎn)生的鹽酸酸霧；白色固體變藍(lán)色；用帶火星，復(fù)燃；

(2)二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，若E中石灰水出現(xiàn)輕微白色渾濁，說(shuō)明未反應(yīng)的二氧化碳與石灰

水反應(yīng)所致，

故答案為：未反應(yīng)的二氧化碳與石灰水反應(yīng)所致；

(3)1.95g過(guò)氧化鈉完全反應(yīng)生成氧氣的體積為Vo

2Na2O2~O2；

2mol22.4L

L95gv

78g/mol

V=0.28L=280mL>250mL,所以實(shí)際收集到的氧氣體積比理論計(jì)算值小，280mL-250mL=30mL；

原因是Na2O2可能含有其它雜質(zhì)；D裝置可能有氧氣未被排出，

故答案為:小；30o

10.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用碳酸鈉粉末、粒狀大理石、稀鹽酸、濃鹽酸、稀硫酸這幾種

藥品，探究哪兩種藥品的反應(yīng)適合在實(shí)驗(yàn)室制取CO2.請(qǐng)你參與探究并回答問(wèn)題.

【提出問(wèn)題】上述酸和碳酸鹽的反應(yīng)是否適合在實(shí)驗(yàn)室制取CO2?

【方案設(shè)計(jì)】大家經(jīng)過(guò)討論，一致認(rèn)為濃鹽酸不適合用于實(shí)驗(yàn)室制取CO2,你認(rèn)為原因

圖2

【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】

⑴請(qǐng)你填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告中①、②處的內(nèi)容.

實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論

A劇烈反應(yīng)，迅速放出大量氣泡反應(yīng)速率過(guò)快，氣體不便收集，

不宜于實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳

B產(chǎn)生氣泡，速率迅速減慢，反應(yīng)無(wú)法持續(xù)產(chǎn)生C02,不能用于實(shí)

幾乎停止.驗(yàn)室制取C02

C②

(2)根據(jù)探究結(jié)論，實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

【拓展與遷移】

(1)由上述探究可知，在確定實(shí)驗(yàn)室制取氣體的反應(yīng)原理時(shí)，要考慮諸多因素，例如反應(yīng)速率要適中，便

于收集等.請(qǐng)你再寫(xiě)出一種需要考慮的因素：.

⑵實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，為了控制反應(yīng)速率，可以采用哪種方式向反應(yīng)容器中加入

酸？.

⑶圖2是一種滅火器的工作原理示意圖，其中用碳酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生C02的理由

是.

【答案】【方案設(shè)計(jì)】濃鹽酸有揮發(fā)性；

【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】①反應(yīng)較強(qiáng)烈，產(chǎn)生大量氣泡：

②適宜制取二氧化碳；

⑵CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2T；

【拓展與遷移】(1)操作簡(jiǎn)便；

(2)用分液漏斗將酸滴加到反應(yīng)容器中；

(3)反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡，導(dǎo)致容器內(nèi)部氣壓迅速增大.

【解析】【方案設(shè)計(jì)】因濃鹽酸揮具有揮發(fā)性，使收集到的二氧化碳不純，所以濃鹽酸不適合用于實(shí)驗(yàn)室

制取CO2;

【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】(1)粒狀大理石與稀鹽酸，反應(yīng)速率適中，便于氣體的收集；

⑵碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，所以制取二氧化碳的反應(yīng)原理為：

CaCO3+2HCl=CaC12+H2O+CO2T；

【拓展與遷移】B中反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鈣，覆蓋在碳酸鈣表面，阻止反應(yīng)；C中稀鹽酸與大理石反應(yīng)產(chǎn)生大

量氣泡；反應(yīng)速率適中，氣體便于收集；

（1）在確定實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理時(shí)時(shí)：要從原理是否科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理，裝置和操作是否安全、簡(jiǎn)便、現(xiàn)象明顯，

藥品是否易得、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保節(jié)能等方面進(jìn)行；

（2）實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳，為了控制反應(yīng)速率，用分液漏斗將酸滴加到反應(yīng)容器中；

（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知：火火器用碳酸鈉和濃鹽酸反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生C02的理由是：增大溶液的濃度，可使

反應(yīng)速率增大，能夠迅速產(chǎn)生大量C02,用來(lái)及時(shí)地滅火，使火災(zāi)的危害降到最低.

練習(xí)題

一、單選題（共17題；共34分）

1.你認(rèn)為下列反應(yīng)中，最適合在核潛艇內(nèi)發(fā)生的是（）

通電

A.水T氫氣+氧氣B.過(guò)氧化鈉+二氧化碳--碳酸鈉+氧氣

催化劑加熱

C.過(guò)氧化氫T水+氧氣D.高鋅酸鉀T鐳酸鉀+二氧化鐳+氧氣

2.實(shí)驗(yàn)室制備二氧化硫氣體，下列方法最適合的是（）

/

A.Na2s。3（固）+H2so4（濃）=Na2SO4+SO2r+H2O

[a]inn

B.4FeS2（固）+11022Fe2C）3+8SO2

C.C+2H2SO4（濃）￡c02個(gè)+2SO2個(gè)+2H2。

ra]iHQ

D.2CUSO42Cu0+2sO2個(gè)+O2個(gè)

3.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作中先后順序的敘述錯(cuò)誤的是（）

A.用托盤(pán)天平稱量藥品時(shí)，先調(diào)節(jié)天平平衡，后稱量B.檢查裝置氣密性時(shí)，先用手捂住試管一會(huì)兒，

再將導(dǎo)管伸入燒杯內(nèi)水中

C.使用膠頭滴管吸取液體時(shí)，先將膠頭滴管伸入液體中，后擠壓膠頭吸入液體。D.制備氣體時(shí)，先

檢查裝置的氣密性，后裝入藥品

4.據(jù)報(bào)道，我國(guó)"蛟龍"號(hào)載人潛水器于2012年6月27日成功下潛至7062米深度，再創(chuàng)世界紀(jì)錄.下列反

應(yīng)都能產(chǎn)生氧氣，其中最適宜在潛水器里供給氧氣的反應(yīng)是（）

通電

A.2KMnCU2LMnCU+MnCh+Ch個(gè)

B.2H2O2H2個(gè)+O2個(gè)

Mn02

C.2Na2O2+2CO2?2Na2co3+O2D.2H2。2=2H2。+。2個(gè)

5.魚(yú)苗在長(zhǎng)途運(yùn)輸中，通常將魚(yú)苗養(yǎng)在相對(duì)密閉的容器內(nèi)，加入某種藥品，使容器內(nèi)滿足下列條件才能保持

魚(yú)苗的存活：充足的氧氣、及時(shí)除去魚(yú)苗呼出的CO?水的pH調(diào)節(jié)在8左右，堿性不能太強(qiáng).現(xiàn)有以下四種

物質(zhì)供選擇：雙氧水、過(guò)氧化鈣（Ca02）.過(guò)氧化鈉（NazOz）、氯酸鉀.它們的有關(guān)化學(xué)性質(zhì)如下：

①2H202132H2。+。2個(gè)

②2Na2O2+2H2O04NaOH十02T

（3）2Na2O2+2CO2l32Na2CO3+O2

（4）2CaO2+2H2O[?]2Ca（OH）2+O2個(gè)

⑤2CaO2+2CC）2l212CaCO3j+O2

⑥KCIO3不與HO,C02反應(yīng)

在魚(yú)苗長(zhǎng)途運(yùn)輸中你認(rèn)為最適合加入的物質(zhì)是（）

A.雙氧水B,過(guò)氧化鈣C.過(guò)氧化鈉D,氯酸鉀

6.下列實(shí)驗(yàn)方法正確的是（）

A.用pH試紙測(cè)定溶液pH時(shí)，應(yīng)先將試紙用蒸儲(chǔ)水潤(rùn)濕

B.做蒸發(fā)溶液實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要將蒸發(fā)皿中的溶液完全蒸干后再停止加熱

C.實(shí)驗(yàn)室制備氣體時(shí)，裝藥品前要先檢驗(yàn)裝置的氣密性

D.進(jìn)行過(guò)濾操作時(shí)，為加快速度，可以用玻璃棒攪拌漏斗內(nèi)液體

7.實(shí)驗(yàn)室制取氧氣時(shí)，必須滿足的條件是（）

A.必須使用催化劑B.必須用含氧元素