專題4　氣體的制取實(shí)驗(yàn)（原卷版）

專題4氣體的制取實(shí)驗(yàn)【命題重點(diǎn)】化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的連接主要考查氣體的發(fā)生裝置;干燥、凈化裝置;氣體收集裝置;尾氣處理裝置的選擇和連接?！痉椒ㄒc(diǎn)】一般原則:氣體發(fā)生裝置→除雜、干燥→主體實(shí)驗(yàn)→尾氣的處理等程序。(1)發(fā)生裝置:①固固加熱型;②固液不加熱型。(2)除雜干燥:①溶液除雜:洗氣瓶;②固體常溫除雜:U形管、干燥管;③固體加熱除雜:硬質(zhì)玻璃管。(3)主體實(shí)驗(yàn):①氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn);②氣體收集(包括量氣)。(4)尾氣處理:①有毒氣體:固體、溶液吸收,點(diǎn)燃、裝置收集;②無毒氣體直接排空;③若制備的物質(zhì)極易水解,則需在尾部加裝干燥管,以防空氣中的水蒸氣進(jìn)入造成水解。(5)干燥與除雜的順序:①若采用溶液除雜,則先凈化后干燥;②若采用加熱除雜,則干燥在前;③若用固體吸收劑常溫除雜,則根據(jù)題意而定。(6)接口的連接:總體上遵循裝置的排列順序,但對(duì)于吸收裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出;量氣裝置應(yīng)“短”進(jìn)“長”出;洗氣裝置應(yīng)“長”進(jìn)“短”出;干燥管應(yīng)“大”進(jìn)“小”出。(7)氣體發(fā)生裝置一般按:裝置選擇與連接→氣密性檢驗(yàn)→裝固體藥品→加液體藥品→開始實(shí)驗(yàn)→拆卸儀器→其他處理等。(8)加熱操作:主體實(shí)驗(yàn)加熱前一般應(yīng)先通原料氣趕走空氣后再點(diǎn)燃酒精燈,其目的一是防止爆炸;二是保證產(chǎn)品純度。熄滅酒精燈時(shí),一般是“先取后滅”的原則?！纠}精析】類型1氣體發(fā)生裝置、氣密性在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，裝置的氣密性良好是實(shí)驗(yàn)成功的重要保障，從下列各圖的氣密性檢查結(jié)果判斷，裝置漏氣的是（）A． B． C． D．下列各圖所示裝置的氣密性檢查中，漏氣的是（）A． B． C． D．根據(jù)如圖及描述，回答下列問題：（1）關(guān)閉圖A裝置中的彈簧夾a后，從長頸漏斗向試管口注入一定量的水，靜置后如圖所示．試判斷：A裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”）．判斷理由：．（2）關(guān)閉圖B裝置中彈簧夾a后，開啟分液漏斗的活塞b，水不斷往下滴，直至全部流入燒瓶．試判斷：B裝置是否漏氣？（填“漏氣”、“不漏氣”或“無法確定”）．判斷理由：．類型2氣體的收集、除雜實(shí)驗(yàn)室欲收集一瓶干燥的二氧化碳?xì)怏w，應(yīng)選擇的裝置是（）A． B． C． D．如圖是實(shí)驗(yàn)室常用氣體制取裝置，據(jù)圖回答：（1）實(shí)驗(yàn)室需制取少量某氣體，可用加熱氫氧化鈣固體與氯化銨固體混合物制得。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）2+2NH4Cl△ˉCaCl2+2H2O+2X↑，則該氣體的化學(xué)式為（2）收集該氣體可用B裝置但不能用C裝置，由此可推斷該氣體具有的物理性質(zhì)是。以下幾種氣體可用如圖所示裝置干燥、收集的是（）①H2②O2③CO2④SO2⑤CH4⑥NH3．A．①③④ B．②⑤⑥ C．②③④ D．①⑤⑥類型3干燥與凈化鋅和鹽酸反應(yīng)制得的氫氣中，常含少量的氯化氫氣體和水蒸氣。為了除去這兩種雜質(zhì)，可使氫氣通過甲、乙兩個(gè)洗氣瓶。如果先將①和④連接，則下列連接方法正確的是（）A．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從③接入，從②流出 B．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從②接入，從③流出 C．將含氯化氫氣體和水蒸氣的氫氣從②接入或從③接入都一樣 D．無法將氫氣中的氯化氫氣體和水蒸氣除去實(shí)驗(yàn)室制得的氫氣中常含有水蒸氣和少量酸霧，為了獲得純凈的氫氣可選用圖中的套裝置來凈化．其中右瓶中應(yīng)盛以除去．用下列裝置進(jìn)行試驗(yàn)（提示：濃硫酸有吸水性），不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢．干燥CO2 B．收集O2 C．驗(yàn)證CO2 D．監(jiān)控氣體流速干燥劑的干燥性能可用干燥效率（1m3空氣中實(shí)際余留水蒸氣的質(zhì)量）來衡量．某些干燥劑的干燥效率數(shù)據(jù)如下表所示．根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出的推測不合理的是（）物質(zhì)CaCl2CaBr2CaOCaSO4MgOAl2O3ZnCl2ZnBr2CuSO4干燥效率0.140.140.20.040.0080.0030.81.11.4A．MgO的干燥性能比CaO好 B．干燥劑中金屬元素對(duì)干燥效率影響可能比較大 C．MgSO4的干燥效率可能小于0.04 D．干燥劑中非金屬元素對(duì)干燥效率無影響圖Ⅰ是部分常用化學(xué)儀器或裝置，圖Ⅱ是部分“微型”化學(xué)儀器或裝置（用“微型”儀器做實(shí)驗(yàn)，其試劑用量和廢物排放量是通常用量的110或更少，符合綠色化學(xué)的理念）．對(duì)比圖I圖Ⅱ回答（1）圖I中若用D裝置除去O2中的水蒸氣，則D中應(yīng)裝入的液體是濃硫酸（用途：對(duì)生成的氣體進(jìn)行干燥），氣體應(yīng)從口通入（選填“a”或“b”）。（2）用圖Ⅱ中的“微型”儀器做實(shí)驗(yàn)，固體只需極少量、液體用量也很少（或只需1～2小滴），相對(duì)用圖I儀器做實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有（填序號(hào)）：①節(jié)約藥品用量②能完全消除實(shí)驗(yàn)污染③方便個(gè)人或家庭實(shí)驗(yàn)④可同時(shí)完成多個(gè)實(shí)驗(yàn)（3）圖I中的C裝置的作用相當(dāng)于圖II中的裝置（填字母），它們在實(shí)驗(yàn)操作上的共同優(yōu)點(diǎn)是通過控制液體加入量來控制反應(yīng)速度。（4）圖I中的C裝置和圖II中的“多用途U型管”（是在U型管中套入一個(gè)底部有小孔的具支試管）都可用做“固一液”反應(yīng)制取氣體。若在反應(yīng)進(jìn)行中將“多用途U型管”裝置的橡膠管中部夾上鐵夾，則出現(xiàn)的現(xiàn)象是：。【針對(duì)訓(xùn)練】一．選擇題（共2小題）1．某同學(xué)加熱氯酸鉀制取氧氣，在盛有氯酸鉀的試管a中錯(cuò)將高錳酸鉀當(dāng)作二氧化錳加入其中，與只加熱相同質(zhì)量氯酸鉀的試管b相比，正確的是（）A．高錳酸鉀是氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑 B．a(chǎn)試管中生成氧氣質(zhì)量更多 C．兩試管中生成氧氣的質(zhì)量一樣 D．反應(yīng)結(jié)束后試管a中剩余固體種類更少2．某同學(xué)誤將少量KMnO4當(dāng)成MnO2加入KClO3中進(jìn)行加熱制取氧氣，部分物質(zhì)質(zhì)量隨時(shí)間變化如圖所示，下列關(guān)于該過程的說法正確的是（）A．c代表氯化鉀 B．t2時(shí)刻，O2開始產(chǎn)生 C．t1時(shí)刻，KClO3開始分解 D．KMnO4質(zhì)量在反應(yīng)前后不變二．填空題（共1小題）3．如圖是實(shí)驗(yàn)室以石灰石和稀鹽酸為原料制備二氧化碳?xì)怏w，以及研究其性質(zhì)的部分實(shí)驗(yàn)儀器。請根據(jù)要求回答：（1）若實(shí)驗(yàn)要求如下：①驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w混有氯化氫和水蒸氣；②收集一瓶干燥的二氧化碳?xì)怏w，則該實(shí)驗(yàn)裝置的連接順序正確的是A．a(chǎn)cdbeB．a(chǎn)cdbfC．a(chǎn)dcbe（2）裝置d中出現(xiàn)白色沉淀，請寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。三．實(shí)驗(yàn)題（共7小題）4．實(shí)驗(yàn)室提供了如圖裝置（A﹣F為裝置代號(hào)），請按要求回答有關(guān)問題：（1）裝置中儀器a的名稱為。（2）實(shí)驗(yàn)室用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣時(shí)，可選用的發(fā)生裝置是（填裝置代號(hào)，下同），實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳可選用的收集裝置是。（3）制取氣體前應(yīng)先檢查裝置的氣密性，若按F裝置操作，結(jié)果在導(dǎo)管口未看到氣泡，其可能原因與下列因素?zé)o關(guān)的是（填字母）。a.用燒杯沒有用水槽b.導(dǎo)管伸入水中位置過深，氣體無法逸出c.橡膠管老化破了d.先用手捂住試管壁，再將導(dǎo)管另一端插入水中5．小吳同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己居住的香格里拉小區(qū)正在進(jìn)行燃?xì)夤艿栏脑?。就是把原來的普通燃?xì)夤?yīng)改造為更加清潔的天然氣供應(yīng)。小吳同學(xué)經(jīng)過查詢發(fā)現(xiàn)了以下信息：天然氣的主要成分為甲烷（CH4），實(shí)驗(yàn)室用加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物制取甲烷。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷密度比空氣密度小，難溶于水。（1）A裝置圖中，儀器①的名稱是。（2）實(shí)驗(yàn)室制取甲烷所需的發(fā)生裝置是，收集甲烷所需的裝置是（選填裝置圖編號(hào)）。6．實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)和組裝是一個(gè)改進(jìn)的過程，請觀察下列裝置并回答相關(guān)問題．（1）根據(jù)A裝置的適用條件改進(jìn)后得到B裝置，其中儀器c的名稱是．（2）從上述裝置中選出一種用于收集氫氣，對(duì)應(yīng)的編號(hào)是．（3）E裝置從a、b中某一個(gè)接口進(jìn)氣，可以代替C、D裝置收集氣體，并且可以減少氣體向空氣中的逸出．現(xiàn)用A、E裝置來制取并收集氧氣，連接A裝置的應(yīng)是口（選填“a”或“b”）．7．實(shí)驗(yàn)室常用鹽酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳．（1）發(fā)現(xiàn)問題：實(shí)驗(yàn)中要檢驗(yàn)生成的氣體是二氧化碳，將反應(yīng)后的氣體通入石灰水中，有時(shí)會(huì)有在開始一段時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁的現(xiàn)象，造成檢驗(yàn)失敗．其原因可能是．（2）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)室通常不選用稀硫酸和石灰石反應(yīng)制取二氧化碳，因生成的微溶物硫酸鈣會(huì)阻礙反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行．某小組經(jīng)研究，用如圖所示方法成功制得了大量CO2（注：反應(yīng)物為稀硫酸和石灰石，加適量的一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化銨溶液，硫酸鈣能溶于銨鹽溶液．）①推測：當(dāng)稀硫酸和石灰石反應(yīng)，在硫酸溶液中加入氯化銨和對(duì)溶液加熱，其目的都是．②改進(jìn)實(shí)驗(yàn)是為了收到更好的實(shí)驗(yàn)效果，按如圖的方法，你認(rèn)為相比用鹽酸和石灰石反應(yīng)，其改進(jìn)的出發(fā)點(diǎn)是．如果將產(chǎn)生的氣體通入，無白色沉淀生成，可證明此方案符合改進(jìn)出發(fā)點(diǎn)．8．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(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了如圖方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（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(shí)，你認(rèn)為A裝置和裝置相連并產(chǎn)生的現(xiàn)象時(shí)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）。9．實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置制取氧氣。（1）實(shí)驗(yàn)前，先用止水夾夾住橡膠管，再向儀器A中加入水，觀察到，說明該裝置氣密性良好。（2）若用排水法收集了一瓶氣體，并用帶火星的木條檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)木條沒有復(fù)燃，可能的原因有。A．實(shí)驗(yàn)所用的過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)太小B．開始收集時(shí)，側(cè)置于水槽中的集氣瓶未裝滿水。C．導(dǎo)管口一出現(xiàn)氣泡就立即收集10．實(shí)驗(yàn)室里，老師給同學(xué)們準(zhǔn)備了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）小明同學(xué)用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣，在這個(gè)反應(yīng)中，選擇的發(fā)生裝置是（填序號(hào)），二氧化錳的作用是，能用D收集的原因是。（2）甲烷是一種無色、無味、密度比空氣小的氣體。小明用加熱醋酸鈉和堿石灰（均為固體）的方法制取甲烷，則小明應(yīng)選擇的制取甲烷的發(fā)生和收集裝置是（填序號(hào)）。四．解答題（共1小題）11．請結(jié)合圖示實(shí)驗(yàn)裝置，回答下列問題．（1）圖中a、b儀器的名稱：a，b．（2）用高錳酸鉀固體制氧氣，選用的發(fā)生裝置是（填“A”、“B”或“C”），裝入藥品前應(yīng)先，反應(yīng)的化學(xué)方程式是．（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用C裝置（多孔隔板用來放塊狀固體）制取氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，C裝置與B裝置相比較，優(yōu)點(diǎn)為（答出一點(diǎn)即）．（4）實(shí)驗(yàn)室用B裝置制取二氧化碳時(shí)，b中應(yīng)加入．如要獲得干燥的氣體，除發(fā)生裝置外，還應(yīng)選用盛放（填寫試劑名稱）的D裝置．如用E裝置收集CO2，則氣體應(yīng)從端通入（填“c”或“d”）．五．科學(xué)探究題（共1小題）12．為了探究堿的性質(zhì)，甲、乙兩組同學(xué)向相同體積的石灰水和燒堿溶液中分別通入CO2氣體。觀察到前者變渾濁，后者無明顯現(xiàn)象。甲組同學(xué)認(rèn)為CO2能與石灰水反應(yīng)，但不能與燒堿溶液反應(yīng)。而乙組同學(xué)認(rèn)為CO2也能與燒堿溶液發(fā)生反應(yīng)。