專題12 常見氣體的制取與凈化-2024年中考化學一輪復習知識清單

專題12常見氣體的制取與凈化知識01實驗室制取氣體的一般步驟知識02反應原理及發(fā)生裝置知識03收集裝置知識04檢驗與驗滿知識05氣體的凈化與干燥知識06多功能瓶的使用知識07尾氣處理方法01氧氣、氫氣、二氧化碳的實驗室制取比較方法02補畫裝置知識01實驗室制取氣體的一般步驟【例1】（2023·四川成都·校考一模）化學是一門以實驗為基礎的學科。以下實驗操作正確的是（）A．排空氣法收集氧氣 B．實驗室制取CO2C．驗滿二氧化碳 D．鐵絲在氧氣中燃燒【答案】A【詳解】A、氧氣的密度比氣大，采用向上排空氣法收集，若用如圖裝置收集氧氣，氧氣應從b端進入，故圖示操作正確；B、實驗室常用大理石和稀鹽酸制取二氧化碳，而不是稀硫酸，故圖示操作不正確；C、二氧化碳驗滿的方法是：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，說明二氧化碳已收集滿，故圖示操作不正確；D、玻璃是熱的不良導體，受熱不均會發(fā)生炸裂，所以用收集好的氧氣做鐵絲燃燒實驗時，應在集氣瓶底部沒有放少量的水或鋪一層細沙，防止高溫熔化物濺落，炸裂瓶底，故圖示操作不正確。故選A。知識02反應原理及發(fā)生裝置選擇依據(jù)：反應物的狀態(tài)(固固型或固液型)和反應條件(是否需要加熱)。裝置類型固固加熱型固液常溫型適用范圍高錳酸鉀、氯酸鉀與二氧化錳制氧氣過氧化氫溶液與二氧化錳制氧氣(不選E)、大理石(或石灰石)與稀鹽酸制二氧化碳、鋅與稀硫酸制氫氣裝置圖ABCDE裝置優(yōu)點安裝簡單、操作簡便可以隨時添加液體藥品可控制反應速率可控制反應的發(fā)生和停止反應原理2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑制氧氣(E裝置除外)：2H2O22H2O+O2↑制二氧化碳：2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2↑制氫氣：H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑注意事項試管口略向下傾斜的目的是防止生成的冷凝水倒流使試管驟冷炸裂；用高錳酸鉀制取氧氣時，試管口塞一團棉花，目的是加入藥品不宜過多，防止生成的氣體將試管撐破長頸漏斗下端應浸入液面下，目的是防止生成的氣體從導管口溢出用于劇烈反應，分液漏斗可用注射器代替固體藥品為塊狀或大顆粒狀(二氧化錳為粉末狀，不適用于此裝置)【名師點撥】實驗室制取二氧化碳時藥品的選擇原則：（1）不能用濃鹽酸代替稀鹽酸，原因是濃鹽酸易揮發(fā)，生成的二氧化碳中會混有氯化氫氣體，使制得的氣體不純。（2）不能用稀硫酸代替稀鹽酸，原因是反應生成的硫酸鈣為微溶物，會附著在大理石表面阻止反應進行。（3）不能用碳酸鈉(或碳酸鉀)代替大理石(或石灰石)，原因是粉末狀固體與稀鹽酸接觸面積大，反應劇烈，不利于反應的控制和氣體的收集。【例2】（2023·遼寧盤錦·?？寄M預測）實驗室利用下圖實驗裝置進行有關化學實驗，請回答下列問題：（1）儀器a的名稱是。（2）實驗室用加熱氯酸鉀的方法制取氧氣的化學方程式為；欲收集一瓶干燥的氧氣，可選擇的收集裝置是（填裝置編號）。（3）實驗室用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物的方法制取氨氣，可選用的發(fā)生裝置是，收集裝置只能選用C，請合理推測氨氣具有的物理性質。（5）E是實驗室制備二氧化碳氣體的發(fā)生裝置，該裝置的優(yōu)點是，若在裝置E中連接壓強傳感器，測定實驗過程中試管內氣體壓強變化的情況（如圖2），能正確反映關閉彈簧夾后裝置內壓強變化的一段圖像是（選填序號）。①a-b

②b-c

③c-d（6）某水泥廠化驗室，為了測定某礦山石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)，取石灰石樣品與足量稀鹽酸在燒杯中反應(假設石灰石樣品中雜質不與稀鹽酸反應也不溶于水。有關實驗數(shù)據(jù)如下表：反應前充分反應后實驗數(shù)據(jù)燒杯和稀鹽酸的質量石灰石樣品的質量燒杯和其中混合物的質量180g12g187．6g求該石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)。（計算結果保留一位小數(shù)）【答案】（1）集氣瓶（2）B（3）A易溶于水，密度比空氣?。?）可以控制反應的發(fā)生與停止①（5）83.3%【詳解】（1）儀器a的名稱是集氣瓶；（2）氯酸鉀在二氧化錳的催化下加熱分解生成氯化鉀和氧氣，該反應的化學方程式為：；排空氣法收集的氣體較排水法干燥，氧氣密度比空氣大，欲收集一瓶干燥的氧氣，可選擇的收集裝置是B向上排空氣法；（3）實驗室用加熱氯化銨和氫氧化鈣固體混合物的方法制取氨氣，該反應為固體加熱型，可選用的發(fā)生裝置是A，收集裝置只能選用C，說明氨氣易溶于水，不能用排水法收集，氨氣密度比空氣小，可選擇向下排空氣法收集；（4）E是實驗室制備二氧化碳氣體的發(fā)生裝置，該裝置中，當打開彈簧夾時，長頸漏斗內的液體進入試管，使試管內液面上升到多孔塑料片以上，與固體試劑接觸，開始反應；當關閉彈簧夾時，產(chǎn)生的氣體無法排出，在試管上半部分聚積，使試管內部氣壓增大，將液體壓回到長頸漏斗，使液面降到多孔塑料片以下，使反應物相互分離，反應停止，該裝置的優(yōu)點是可以控制發(fā)生的發(fā)生與停止；關閉彈簧夾時，產(chǎn)生的氣體無法排出，在試管上半部分聚積，使試管內部氣壓增大，故①a-b能正確反映關閉彈簧夾后裝置內壓強變化的一段圖像；（5）根據(jù)質量守恒定律，生成二氧化碳的質量為180g+12g-187.6g=4.4g，設該石灰石中碳酸鈣的質量為x，x=10g則該石灰石中碳酸鈣的質量分數(shù)為。知識03收集裝置選擇依據(jù)：氣體的密度和溶解性。收集裝置排水法排空氣法向上排空氣法向下排空氣法適用范圍難溶或不易溶于水且不與水反應的氣體，如O2、H2、CH4等密度比空氣大的氣體，如O2、CO2等密度比空氣小的氣體，如H2、CH4、NH3等裝置優(yōu)點收集的氣體較純凈收集的氣體較干燥注意事項①用排水法收集氣體時，集氣瓶中應預先裝滿水，防止收集到的氣體不純，待導管口有連續(xù)均勻冒出時開始收集；②用固固加熱型裝置制取并用排水法收集氣體時，實驗結束后，應先將導管從水槽中取出，再熄滅酒精燈，防止水槽中的水倒吸入灼熱的試管，使試管炸裂；③用排空氣法收集氣體時，導管伸入集氣瓶底部的目的是排凈集氣瓶中的空氣，使所收集的氣體更純凈?！纠?】（2023·海南海口·?？家荒＃〤l2是一種能溶于水的氣體，其密度比空氣大，則Cl2的收集方法應是（）A．排水法 B．向上排空氣法C．向上排空氣法和排水法 D．向下排空氣法【答案】B【詳解】Cl2是一種能溶于水的氣體，故不能用排水法收集；因其密度比空氣的大，可用向上排空氣法收集。故選：B。知識04檢驗與驗滿氣體檢驗驗滿方法裝置方法裝置氧氣將帶火星的木條伸入集氣瓶，若木條復燃則說明氣體為氧氣將帶火星的木條放在集氣瓶口，若木條復燃則說明氧氣已集滿二氧化碳將氣體通入澄清石灰水中將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅則說明二氧化碳已集滿【例4】我們學習過常見氣體的實驗室制法，知道了制取氣體的一般思路和方法。（1）實驗室制取氣體時，確定發(fā)生裝置需要考慮的兩種因素有(填序號)。A．反應物的狀態(tài) B．氣體的密度C．反應的條件 D．氣體的溶解性（2）某實驗室的儀器柜里有如圖儀器：儀器①的名稱是，實驗室用大理石和稀鹽酸制備并收集二氧化碳時，不可能選擇的儀器是(填序號)。（3）老師提出用碳酸鈉粉末與稀鹽酸制取二氧化碳，其反應的化學方程式為。為了完成該實驗，有四位同學組裝了以下發(fā)生裝置，你認為最合適的一套裝置是(填序號)，該裝置的最大優(yōu)點是。該裝置還可以用于實驗室制取?！敬鸢浮浚?）AC（2）長頸漏斗②⑤（3）D可以控制反應速率氫氣(或氧氣)【詳解】（1）實驗室制取氣體時，確定發(fā)生裝置需要考慮的兩種因素有反應物狀態(tài)和反應條件，確定收集裝置需要考慮氣體的密度和溶解性。故選AC；（2）由圖可知，儀器①的名稱是：長頸漏斗；實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，屬于固液不加熱反應，二氧化碳溶于水，密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，可選擇的儀器是①③④，無需選擇的儀器是：②⑤；（3）碳酸鈉與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：；該反應屬于固液不加熱反應，且該反應速率較快，發(fā)生裝置最好選擇D裝置，D裝置可通過注射器控制液體的滴加速率，從而控制反應速率，故填：D；可以控制反應速率；該裝置也適用于過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣，也適用于鋅粒和稀硫酸反應制取氫氣。知識05氣體的凈化與干燥一、氣體的凈化1.原則：a.不能引入新的雜質氣體；b.不能減少被除雜氣體的量。2.常見氣體的除雜裝置及除雜試劑.除雜裝置除雜試劑可除去的雜質氣體(括號內為雜質氣體)氫氧化鈉溶液CO(CO2)、H2(HCl)飽和碳酸氫鈉溶液CO2(HCl)灼熱的氧化銅粉末CO2(CO)灼熱的銅網(wǎng)N2(O2)氫氧化鈉溶液CO(CO2)二、氣體的干燥(除水)干燥裝置干燥劑濃硫酸堿石灰(NaOH和CaO固體混合物)、氫氧化鈉固體可干燥的氣體酸性或中性：H2、O2、N2、CO2等堿性或中性：NH3、H2、O2、N2等【例5】（2023·重慶渝北·統(tǒng)考模擬預測）如圖，堿石灰是干燥劑；密度比空氣小，難溶于水，不與堿反應；密度比空氣小，極易溶于水。下列幾種氣體可用所示裝置干燥收集的是（）①；②；③；④HCl﹔⑤；⑥A．①②⑥ B．②③⑤ C．③④⑥ D．①⑤⑥【答案】D【分析】堿石灰干燥中性或堿性氣體，該裝置主要收集密度比空氣小的氣體；【詳解】①H2屬于中性氣體，且密度比空氣小，符合要求；②O2密度比空氣大，不符合要求；③CO2密度比空氣大，且屬于酸性氣體，不符合要求；④HCl密度比空氣大，且屬于酸性氣體，不符合要求；⑤CH4屬于中性氣體，且密度比空氣小，符合要求；⑥NH3密度比空氣小，屬于堿性氣體，符合題意。故選D。知識06多功能瓶的使用用途圖示氣體進入方向舉例收集氣體收集密度比空氣大的氣體，待收集氣體通入最下方，即從a或c端通入收集O2、CO2等收集密度比空氣小的氣體，待收集氣體通入最上方，即從b或d端通入收集H2、CH4等收集難溶或不易溶于水、且不與水反應的氣體，氣體應從b端通入收集O2、H2等檢驗、除雜、干燥氣體氣體須與液體試劑充分接觸，即氣體應從a端通入若檢驗CO2，X為澄清石灰水除雜與收集組合裝置若X為氫氧化鈉溶液，該裝置是除去CO2，收集CO測量氣體體積短進長出，水被壓入量筒CO2等能溶于水或與水反應的氣體需在水面上方加一層植物油，目的是防止通入的氣體溶于水或與水反應【例6】（江蘇無錫·統(tǒng)考一模）實驗室用如圖所示裝置可制取氫氣并測量生成氫氣的體積，下列有關說法正確的是（）A．儀器a的名稱為長頸漏斗 B．該收集氣體的方法是向下排空氣法C．將鋅粒換成大理石可用于實驗室制取二氧化碳 D．該裝置還可用于實驗室制取氧氣【答案】D【詳解】A、儀器a的名稱為分液漏斗，故選項錯誤；B、該收集氣體的方法是排水法，故選項錯誤。C、鋅粒換成大理石，稀硫酸換成稀鹽酸，可用于實驗室制取二氧化碳，故選項錯誤；D、過氧化氫在二氧化錳催化下制取氧氣，可以選用圖示裝置制取，故選項正確，故選D。知識07尾氣處理方法點燃法吸收法收集法裝置舉例可燃性有毒氣體采用燃燒的方法，使其轉化為對空氣無污染的物質，如CO適用于溶解性較大的氣體，如HCl、NH3，防倒吸將尾氣通入溶液中，使其與溶液反應而被吸收，如將SO2通入NaOH溶液用氣球收集尾氣，再集中處理或再利用【例7】（浙江杭州·一模）如圖為某實驗時收集二氧化硫氣體的裝置中，根據(jù)此收集裝置不能推斷出SO2可能具有的性質（）A．污染性氣體B．密度比空氣大C．在空氣中易形成酸雨D．易溶于水【答案】C【詳解】A、該裝置要尾氣處理，說明二氧化硫具有污染性，故不符合題意；B、從裝置中可看出是向上排空氣法收集氣體，所以密度比空氣大，故不符合題意；C、從裝置中不能看出是否能夠易形成酸雨，故符合題意；D、從裝置中可看出二氧化硫易溶于水，當氣體極易溶于液體時要防倒吸，如倒置的漏斗就可以防倒吸，故不符合題意。故選C。方法1氧氣、氫氣、二氧化碳的實驗室制取比較一、氧氣的實驗室制法1.反應原理2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4+MnO2+O2↑2H2O22H2O+O2↑2.實驗裝置裝置3.實驗步驟用H2O2溶液和MnO2：（1）檢查氣密性（2）加MnO2固體（3）加過氧化氫溶液（4）收集氧氣用KMnO4或KClO3：（1）檢查氣密性（2）裝藥品（3）固定裝置（4）點燃酒精燈開始加熱（5）收集氧氣（6）把導管撤離水槽（7）熄滅酒精燈4.收集方法排水法或向上排空氣法5.檢驗方法驗證：將帶火星的木條放入集氣瓶內，觀察木條是否復燃驗滿：向上排空氣法收集時用帶火星的木條靠近集氣瓶口，若木條復燃，則已收集滿；排水法收集時集氣瓶口外有大量氣泡冒二、二氧化碳的實驗室制法1.反應原理CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑2.實驗裝置裝置3.實驗步驟（1）檢查氣密性（2）加大理石固體（3）加稀鹽酸（4）收集二氧化碳4.收集方法向上排空氣法5.檢驗方法驗證：將氣體通入澄清石灰水中，若澄清石灰水變渾濁則氣體為二氧化碳驗滿：用燃著的木條靠近集氣瓶口，若木條熄滅，則瓶中二氧化碳已收集滿三、氫氣的實驗室制法1.反應原理Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑2.實驗裝置裝置3.實驗步驟（1）檢查氣密性（2）加大理石固體（3）加稀鹽酸（4）收集二氧化碳4.收集方法排水法或向下排空氣法5.檢驗方法驗證：將氣體點燃，在火焰上方罩一個冷燒杯，若火焰呈淡藍色且燒杯內壁有水珠則說明氣體為氫氣驗滿：排水法收集時集氣瓶口外有大量氣泡冒出則氣體已收集滿【例8】（2023·江蘇連云港·?？家荒＃┫铝袃山M裝置圖都與我們學過的氣體的制取和性質有關。（1）根據(jù)如圖（A～E）所給的裝置，回答問題：

①實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，可選用的發(fā)生裝置為，收集裝置是（填字母）。②實驗室制取二氧化碳，可選用的發(fā)生裝置為，驗滿方法是。（2）在實驗室中，集氣瓶被稱做“萬能瓶”，用它可以組裝成各種用途的裝置，請仔細觀察下列（F～K）各個裝置的特點回答問題：

①實驗室若用F裝置收集氧氣，則氧氣應從口進入（填導管口符號）；②若要收集一定體積的二氧化碳氣體，應選用裝置；③若要除去CO中的少量CO2，同時用該瓶收集較純凈的CO，應選用裝置?！敬鸢浮浚?）AC/EB將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則說明已收集滿（2）bKH【詳解】（1）①高錳酸鉀加熱可制取氧氣，則發(fā)生裝置選A；氧氣密度比空氣大，且不易溶于水，收集裝置選C或E。②實驗室制取二氧化碳的反應為碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應為固液常溫反應，發(fā)生裝置選B;二氧化碳不可燃也不助燃，則驗滿的方法為：將燃著的木條放在集氣瓶口，若木條熄滅，則說明已收集滿。（2）①氧氣密度比空氣大，則用F裝置收集時，氣體應從b口進入。②若想收集一定體積的二氧化碳，可選擇K裝置，植物油可防止二氧化碳溶于水中，水被擠壓入漏斗中，且擠出的水的體積即為二氧化碳的體積。③二氧化碳能與石灰水反應，且一氧化碳難溶于水，則選H裝置。方法02補畫裝置圖示補畫要點制取氣體收集密度比空氣小的氣體收集密度比空氣大的氣體收集密度比空氣大的氣體收集密度比空氣小的氣體排水法收集氣體檢驗、干燥或除去雜質氣體【例9】（2023上·廣東惠州·九年級?？迹├萌鐖D裝置進行氣體的制取實驗，請回答：（1）寫出圖中標注儀器的名稱：a.。（2）實驗室制取二氧化碳的藥品名稱是，反應原理（用化學方程式表示），B、C裝置均可作為實驗室制取CO2的發(fā)生裝置，與B相比，選用C裝置的優(yōu)點是。（3）檢驗二氧化碳時選D裝置，化學方程