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专题11 实验室气体的制取
命题点1 氧气的实验室制取
命题点2　二氧化碳的实验室制取
命题点3　氢气的实验室制取
氧气的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合CO2、H2等其他气体一起考查。
1.氧气的工业制法
分离液态空气法：先将空气加压降温变成液态，然后再加热，由于液氮的沸点比氧气的沸点低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气，此过程属于物理变化。
2. 氧气的实验室制法
固+固加热型
1．用高锰酸钾或氯酸钾制氧气
（1）药品：高锰酸钾或氯酸钾和二氧化锰
（2）反应原理
①2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
②2KClO32KCl+3O2↑
（3）实验装置（如图所示）
仪器名称：a．酒精灯，b．试管，c．铁架台（带铁夹），d．导管，e．集气瓶，f．水槽。
注意：
①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾抖，防止水倒流，使试管炸裂。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的中上部（或距离管口1/3处）。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后用酒精灯外焰对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体不纯，当集气瓶口有大气泡冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再熄灭酒精灯。防止倒吸炸裂试管。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒堵塞导管。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。
（4）实验步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。
①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。
②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
④固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部
⑤点燃酒精灯：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体：排水法收集或向上排空气法
⑦先将导管移出水面
⑧最后熄灭酒精灯
（5）收集氧气的方法
①向上排空气法（氧气密度比空气大）
③排水法收集（氧气不易溶于水）
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下，密度比空气大的气体可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体可用向下排空气法收集。若与空气的密度相近或有毒的气体，一般不宜用排空气法收集。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c．用排水法收集的氧气比向上排空气法收集的氧气更纯净；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更干燥。
（6）检验方法
验证：将带火星的木条伸入瓶内，如果木条复燃，证明集气瓶内的气体是氧气。
（7）验满
验满：①用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满。
②用排水法收集时，集气瓶口出现大气泡时，说明已收集满。固+液不加热型
2．用过氧化氢制氧气
（1）药品：过氧化氢溶液和二氧化锰粉末。
（2）反应原理：2H2O22H2O+O2 ↑
（3）实验装置
（4）实验步骤
①检查装置的气密性。
②向锥形瓶中加入二氧化锰固体。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入过氧化氢溶液。
⑤用排水集气法收集。
说明：
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用长颈漏斗便于加入液体药品；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意长颈漏斗下端管口应伸到液面以下，以防止产生的气体从长颈漏斗口逸出。
【典例精讲】
1.（2023年四川省南充市中考）化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作正确的是（ ）
A．收集氧气 B．蒸发食盐水
C．称量NaOH固体 D．滴加液体
【答案】B
【详解】A、由于氧气密度比空气大，所以收集氧气应从长管进入。A不正确；
B、蒸发食盐水应用玻璃棒搅拌，防止因局部温度过高，造成液滴飞溅。B正确；
C、由于氢氧化钠易潮解，称量NaOH固体时，应放在玻璃器皿中。C不正确；
D、用胶头滴管滴加液体时，应把它悬空放在试管上方，不要接触试管壁，以免沾污滴管或造成试剂的污染。 D不正确。
综上所述：选择B。
2.（2023 营口）如图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题：
（1）实验室用A装置制取氧气，反应的化学方程式是 　 　；若用C装置收集氧气，检验收集满氧气的方法是 　 　；
（2）用D装置收集氧气时，当导管口出现 　 　时开始收集；当实验结束时先 　 　，后熄灭酒精灯，防止水槽中的冷水倒吸炸裂试管；
（3）实验室制取二氧化碳应选择的发生和收集装置是 　 　（填字母序号）；
（4）用B装置制取气体时，长颈漏斗下端管口要伸到液面以下的原因是 　 　。
【答案】
（1）2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；将带火星的木条放到集气瓶口，若木条复燃，则已集满；
（2）连续、均匀气泡；将导管移出水面； （3）BC；
（4）防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出。
【解析】解：（1）A装置是固体加热型装置，还没有添加药品，适用于氯酸钾或高锰酸钾制取氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下生成氯化钾和氧气，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气（试管口需放一团棉花），反应的化学方程式为：2KClO32KCl+3O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；氧气具有助燃性，若用C装置收集氧气，检验收集满氧气的方法是：将带火星的木条放到集气瓶口，若木条复燃，则已集满。
（2）D装置是用排水法来收集气体，用D装置收集氧气时，当导管口出现连续、均匀气泡时开始收集，因为一开始排出的是装置内的空气；当实验结束时先将导管移出水面，后熄灭酒精灯，防止水槽中的冷水倒吸炸裂试管。
（3）实验室通常用石灰石（或大理石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，属于固液常温型发生装置，二氧化碳能溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，则应选择的发生和收集装置是BC。
（4）长颈漏斗上下直通，则用B装置制取气体时，长颈漏斗下端管口要伸到液面以下的原因是防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出。
3.【2023辽宁抚顺等真题】氧气的制取和性质是初中化学实验的重要内容。根据下图回答有关问题。
（1）某同学选用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选用的发生装置是_____(填字母)，发生反应的化学方程式为 。
（2）在向装置中添加药品前，应先检查装置的_____。
（3）若要收集一瓶较纯净的氧气，选用的收集装置是_____(填字母)。
（4）用F装置进行木炭在氧气中燃烧的实验，为了检验产物，可在燃烧停止后的集气瓶中倒入少量的_____，振荡，观察实验现象。
【答案】（1）A； （2）气密性 （3）E （4）澄清石灰水
【解析】（1）选用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，该反应为固体加热型，应选用的发生装置是A；
氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：；
（2）制取气体的装置中，在向装置中添加药品前，应先检查装置的气密性，避免因更换仪器造成的药品浪费；
（3）氧气密度比空气大，可选择向上排空气法收集，氧气不易溶于水，可选择排水法收集，而排水法收集的氧气较排空气法纯净，故若要收集一瓶较纯净的氧气，选用的收集装置是E；
（4）用F装置进行木炭在氧气中燃烧的实验，为了检验产物，可在燃烧停止后的集气瓶中倒入少量的澄清石灰水，振荡，观察到澄清石灰水变浑浊，说明木炭燃烧生成了二氧化碳气体。
4.【2023广东真题】回答下列问题。
（1）实验室制取O2及性质检验
i.上图中仪器a的名称是__________。
ii.用高锰酸钾制取O2，应选择上图中的发生装置_______（填字母）。化学方程式为__________。
iii.收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时，_____(填字母)，生成刺激性气味的气体 a.产生大量白烟 b.生成黑色固体 c.发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是_________________
（2）制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析:、 则X的化学式为__________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器，如图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化 ），则基本失效。
【答案】（1）①. 锥形瓶 ②. A ③. ④. c ⑤. 吸收二氧化硫，防止污染空气
（2）①. KOH ②. 黄色变为白色
【解析】
（1）i.上图中仪器a的名称是锥形瓶；
ii.用高锰酸钾制取O2，属于固体加热反应，发生装置可选A；
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，该反应的化学方程式为：；
iii.硫在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，放出热量，生成具有刺激性气味的气体。
故选c；
硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫能与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，故集气瓶中氢氧化钠溶液的作用是：吸收二氧化硫，防止污染空气；
（2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含K、O、H的个数分别是4、10、4，生成物中含K、O、H的个数分别是0、6、0，故生成物中还应含4个K、4个H、4个O，故X的化学式为：KOH；
②超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体，故观察到生氧剂由黄色变为白色，则基本失效。
5.（2023年江西省中考）下图是氧气的实验室制取与性质的有关实验示意图。

(1)图一中仪器①的名称是_______。
(2)实验室用装置A制取氧气的化学方程式为_______。加热药品前使试管均匀受热的具体操作是_______。
(3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从图一中选择的收集装置是_______（填序号）。
(4)图二为木炭在氧气中燃烧的实验。为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为_______。对比步骤Ⅰ和Ⅱ的木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是_______。
【答案】(1)铁架台
(2) 来回移动酒精灯 (3)C
(4) 澄清石灰水（或氢氧化钙溶液） 温度达到可燃物的着火点
【详解】（1）①为铁架台；
（2）A装置为固体加热型发生装置，且试管口没有棉花，即为氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气，该反应的化学方程式为：；
为了防止试管受热不均匀而炸裂，开始加热时，要让试管均匀受热，具体操作是来回移动酒精灯；
（3）由于氧气密度比空气大，可选择C向上排空气法收集，由于氧气不易溶于水，可选择B排水法收集，而排空气法收集到的气体较排水法干燥，故欲收集一瓶干燥的氧气，可选择的收集装置是C；
（4）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为澄清石灰水；
可燃物燃的条件为：温度达到可燃物的着火点，与氧气接触；步骤Ⅰ木炭直接放在空气中不会燃烧，步骤Ⅱ中木炭在酒精灯上引燃可以燃烧，对比木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。
[方法指导]
1.熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
2.气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。
二氧化碳的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合O2、H2等其他气体一起考查。
药品与实验原理
(1)药品选择：大理石(或石灰石)与稀盐酸
解读：(1)不可用硫酸代替盐酸，因为生成的硫酸钙微溶于水，覆盖在碳酸钙的表面，会阻止碳酸钙与硫酸接触，使反应难以继续进行。
(2)不可用碳酸钾、碳酸钠代替石灰石或大理石，因为碳酸钾、碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸反应速率太快，不利于反应的控制和气体的收集。
(3)不可用浓盐酸，因为浓盐酸挥发出的氯化氢气体使二氧化碳不纯，且影响二氧化碳的性质检验。
(2)实验原理：CaCO3＋2HCl == CaCl2＋CO2↑＋H2O(用化学方程式表示)。
2. 发生装置与收集装置
发生装置
装置特点 操作简单 便于添加液体 可以控制反应速率 可以控制反应的发生和停止
收集装置 用向上排空气法收集的原因：二氧化碳密度比空气大且能溶于水
收集的原理：收集的气体密度与空气密度进行比较，气体密度比空气大进的导管口要在下端，反之在上端。（不管多功能瓶正放或倒放都满足）所以收集CO2是a进
【特别提醒】实验室制取二氧化碳时长颈漏斗末端须伸入液面以下，目的是防止生成的气体从长颈漏斗中逸出。
3. 操作步骤连接仪器→检查装置气密性→装入药品(先加固体，后通过长颈漏斗或分液漏斗加入液体)→收集→验满
4. CO2的验满与检验
验满方法：用燃着的木条靠近集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，证明气体已集满。
检验方法：把生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则证明生成的气体为二氧化碳。
5.CO2的测定
植物油的作用是避免CO2溶于水;植物油上方的空气对CO2体积的测定不造成影响。
6.气体的净化与干燥:制取的CO2通常含有HCl气体和水蒸气,应先用　 　饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,再用浓硫酸干燥。
【典例精讲】
6.（2023 天门）下列实验基本操作不正确的是（　　）
A． 取用固体药品 B． 读取液体体积
C． 二氧化碳的验满 D． 倾倒液体
【答案】A
【解析】解：A、取用固体粉末状药品时，瓶塞要倒放，应用药匙取用，不能用手接触药品，图中所示操作错误。
B、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，图中所示操作正确。
C、检验二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，若木条复燃，说明已集满，图中所示操作正确。
D、向试管中倾倒液体药品时，瓶塞要倒放，标签要对准手心，瓶口紧挨试管口，图中所示操作正确。
故选：A。
7.（2023 孝感）某实验小组用一定量大理石（杂质不与盐酸反应也不溶于水）和30g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸反应制取二氧化碳，充分反应后，将反应后的剩余物过滤（不考虑溶质损失），向滤液中逐滴滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液，测得滤液的pH与加入溶液质量的关系如图所示。已知氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。下列有关分析不正确的是（　　）
A．大理石和稀盐酸反应产生CO2的质量为0.88g
B．c点对应的溶液中溶质的质量为2.34g
C．a点对应的溶液中有三种溶质
D．bc段发生反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
【答案】B
【解析】解：A、加入碳酸钠溶液前，溶液的pH小于7，说明滤液显酸性，滤液是氯化钙和盐酸的混合溶液；向滤液中逐滴滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液，碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，设与碳酸钠反应的稀盐酸的质量为x，生成二氧化碳气体的质量为y。
2HCl+Na2CO3═2NaCl+H2O+CO2↑
73 106 44
7.3%x 10g×10.6% y
x＝10g
y＝0.44g
与大理石反应的稀盐酸的质量为30g﹣10g＝20g，是与碳酸钠反应的稀盐酸溶液的2倍，由反应的化学方程式CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，2HCl～CO2，则大理石和稀盐酸反应产生CO2的质量为0.44g×2＝0.88g，故选项说法正确。
B、c点对应的溶液中溶质是氯化钠，由质量守恒定律，反应前后钠元素的质量不变，则溶质的质量为30g×10.6%××100%÷（×100%）＝3.51g，故选项说法错误。
C、a点稀盐酸有剩余，对应的溶液中有氯化钙、氯化氢、氯化钠三种溶质，故选项说法正确。
D、bc段：碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，发生反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl，故选项说法正确。
故选：B。
8．（2023 天门）如图是实验室制取气体的部分装置图，请按要求回答下列问题。

（1）仪器①的名称是 　 　。
（2）实验室制取气体的过程中，正确连接仪器装置后，添加药品前，应 　 　；实验室制取二氧化碳的化学方程式是 　 　。
（3）若要制取并收集一瓶干燥的氧气，需要在选用的发生装置B和收集装置D之间连接F装置，则气体应该从 　 　（填“a”或“b”）导管通入。
【答案】（1）酒精灯；（2）检查装置的气密性；CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；（3）a。
【解析】解：（1）仪器①的名称是酒精灯；
（2）为了防止装置漏气，正确连接仪器装置后，添加药品前，应先检查装置的气密性，实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；
（3）浓硫酸具有吸水性，可用来干燥氧气，为了使气体与浓硫酸充分接触，则气体应该从a导管通入。
9.（2023 随州）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）实验室常用石灰石和稀盐酸制取CO2气体，其反应的化学方程式是 　 　。
（2）为了得到干燥、纯净的CO2气体，产生的气流应依次通过装置 　 　、　 　（填装置编号），收集CO2气体选用的装置是 　 　（填装置编号）。
（3）有人对气体发生装置A作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如图H所示。改进后的优点 　 　。
【答案】 （1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；（2）D；C；E；
（3）能防止气体从长颈漏斗中逸出（或形成液封，控制反应的速率，合理即可）。
【解析】解：（1）实验室中常用石灰石与盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）制取的二氧化碳气体中混有氯化氢气体、水蒸气，除去氯化氢气体可用饱和碳酸氢钠溶液，除去水蒸气可用浓硫酸，要注意除水蒸气要放在最后去除，否则会再次引入水蒸气。为了得到干燥、纯净的CO2气体，产生的气流应依次通过装置D、C。二氧化碳密度比空气大，能溶于水，应用向上排空气法收集，收集CO2气体选用的装置是E。
（3）在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如图H所示。改进后的优点是能防止气体从长颈漏斗中逸出或能形成液封，能通过加入稀盐酸的快慢，控制反应的速率（合理即可）。
[方法指导]
熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。
氢气的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合CO2、O2等其他气体一起考查。
1.实验药品:锌粒与稀硫酸
2.实验原理:Zn + H2SO4 === ZnSO4 +H2↑。
3.发生装置:固液常温型,同制备二氧化碳。
4.收集装置:排水法收集(氢气难溶于水),或向下排空气法收集(氢气的密度比空气小)。
5.氢气验纯:将收集满氢气的试管口朝下,用拇指堵住试管口,靠近火焰,移开拇指点火,若产生爆鸣声,说明氢气不纯,若听到的声音很小,说明氢气较纯净。
【典例精讲】
10.（2023 郴州）下列图示的实验操作正确的是（　　）
A． 滴加溶液 B． 测pH
C． 量筒读数 D． 收集H2
【答案】C
【解析】解：A、使用胶头滴管滴加少量液体的操作，注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁，应垂直悬空在试管口上方滴加液体，防止污染胶头滴管，图中所示操作错误。
B、用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，图中所示操作错误。
C、量筒读数时视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，图中所示操作正确。
D、氢气的密度比空气的小，应用向下排空气法收集，图中所示操作错误。
故选：C。
11.（2023年甘肃省武威市中考）实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气（）。用这种方法制取氢气，以下实验操作正确的是（ ）
A．检查气密性 B．加入锌粒
C．加入稀硫酸 D．收集氢气
【答案】A
【详解】A、检查气密性的方法为先将导管的一端浸在水里，然后用手握住容器外壁，导管口产生气泡，装置气密性好。A正确；
B、锌粒为固体颗粒，向试管中加入锌粒，应把试管横放，把锌粒放到试管口，再将试管缓缓直立起来。B不正确；
C、向试管中加入稀硫酸，应将瓶塞倒放，试剂瓶标签向着手心，略斜的持试管，瓶口紧挨试管口。C不正确；
D、氢气密度比空气小，应用向下排空气法收集。D不正确。
综上所述：选择A。
12.（2023 株洲）实验室里，我们通常用锌与稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气，实验装置可从下列装置中选用，请回答下列问题：
（1）写出图中仪器①的名称 　 　。
（2）实验室制取氢气时，可选择的发生装置为 　 　。
（3）实验室制取氢气时，可用G装置收集氢气，进气口为 　 　（填“a”或“b”）。
（4）实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是 　 　。
（5）实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，用排空气法收集到的氢气是不纯净的，其中含有的杂质是 　 　；用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的，其中含有的杂质是 　 　。
【答案】
（1）长颈漏斗； （2）B； （3）b；
（4）氢气的密度比空气小； （5）空气；水蒸气。
【解析】解：（1）由图可知，仪器①的名称是长颈漏斗。
（2）实验室制取氢气的反应是锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应需要固液常温型装置，则可选择的发生装置为B。
（3）实验室制取氢气时，可用G装置收集氢气，氢气的密度比空气小，要先通到G装置的集气瓶口，将空气向下压，则进气口为b。
（4）装置D是用向下排空气法来收集气体，实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是氢气的密度比空气小。
（5）实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，用排空气法收集到的氢气是不纯净的，其中含有的杂质是空气；用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的，其中含有的杂质是水蒸气。
13．（2023 常德）氢气是一种清洁能源。某兴趣小组利用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气，其反应原理为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。请回答相关问题：
制备：

（1）如图A、B为两种发生装置，A中仪器①的名称为 　 　。制备氢气的发生装置为 　 　（填序号），此装置还可制备哪种气体 　 　（填写名称）。
（2）请用化学方程式说明为什么氢气是清洁能源 　 　。
洗气：
（3）该兴趣小组试图用稀盐酸代替稀硫酸，制取并收集一瓶纯净干燥的氢气，查阅资料后发现，氯化氢气体极易溶于水，便设计了除杂装置如图C、D。你认为该兴趣小组能不能达到实验目的 　 　（填“能”或“不能”），请说明原因 　 　。
【答案】（1）试管；B；氧气或二氧化碳；（2）2H2+O22H2O；
（3）不能；从装置D中排除的氢气中混有水蒸气，无法得到纯净干燥的氢气。
【解析】解：（1）A中仪器①的名称为试管；锌粒和稀硫酸反应来制取氢气，其反应原理为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，该反应为固液常温下反应制备气体，制备氢气的发生装置为B；过氧化氢与二氧化锰混合制备氧气，碳酸钙与稀盐酸混合制备二氧化碳等，都可利用此装置；
（2）氢气的燃烧产物为水，燃烧的热值高，对环境没有危害，反应的方程式为：2H2+O22H2O；
（3）锌与稀盐酸反应产生的氢气中混有挥发出来的HCl；浓硫酸具有吸水性，混合气体经过盛有浓硫酸的装置C后，水蒸气被除去，经过盛有水的装置D后氯化氢被除去（氯化氢极易溶于水），但是会从水中带出水蒸气，即从装置D排出的氢气中混有水蒸气，无法得到纯净干燥的氢气，故不能达到实验目的。
[方法指导]
1.熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
2.气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。专题11 实验室气体的制取
命题点1 氧气的实验室制取
命题点2　二氧化碳的实验室制取
命题点3　氢气的实验室制取
氧气的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合CO2、H2等其他气体一起考查。
1.氧气的工业制法
分离液态空气法：先将空气 变成 ，然后再加热，由于 ， ，留下的就是液态氧气，此过程属于 。
2. 氧气的实验室制法
固+固加热型
1．用高锰酸钾或氯酸钾制氧气
（1）药品： 或
（2）反应原理
① 。
② 。
（3）实验装置（如图所示）
仪器名称：a． ，b． ，c． （带铁夹），d． ，e． ，f． 。
注意：
①药品要平铺在试管底部，均匀 。
②试管口要略向下倾抖，防止 。
③铁架台上的铁夹要夹在试管的 。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可， 。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中（瓶口要在水面下）。
⑥加热时要先 ，然后 。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡 ，否则收集的气体 ，当集气瓶口有 冒出时，证明已收集满。
⑧停止加热时，应先 ，再 。防止 。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时 。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片 ，因为氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体逸散。
（4）实验步骤：（连）查、装、定、点、收、离、熄。
①连接装置：先下后上，从左到右的顺序。
②检查装置的气密性：将导管的一端浸入水槽中，用手紧握试管外壁，若水中导管口有气泡冒出，证明装置不漏气。松开手后，导管口出现一段水柱。
③装入药品：按粉末状固体取用的方法（药匙或纸槽）
④固定装置 ：固定试管时，试管口应略向下倾斜；铁夹应夹在试管的中上部
⑤点燃酒精灯：先使试管均匀受热，后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体： 或
⑦先将导管移出水面
⑧最后熄灭酒精灯
（5）收集氧气的方法
① （氧气密度比空气大）
③ （氧气不易溶于水）
注意：
a．凡不与空气中的氧气、氮气等成分反应的气体，均可用排空气法收集。相同状况下， 。
b．用排空气法收集气体时，应将导管伸到接近集气瓶底部，以便于空气的排出。
c． ；用向上排空气法收集的氧气比排水法收集的氧气更 。
（6）检验方法
验证： 。
（7）验满
验满：①用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在瓶口，如果木条复燃，证明氧气已收集满。
②用排水法收集时， ，说明已收集满。固+液不加热型
2．用过氧化氢制氧气
（1）药品：过氧化氢溶液和二氧化锰粉末。
（2）反应原理： 。
（3）实验装置
（4）实验步骤
①检查装置的 。
②向锥形瓶中加入 。
③塞好带有长颈漏斗（或分液漏斗）和导管的双孔塞。
④向长颈漏斗（或分液漏斗）中加入 。
⑤用 。
说明：
a．用过氧化氢溶液制氧气的发生装置中使用 ；使用分液漏斗便于控制滴液速率。
b．使用带有长颈漏斗的发生装置时，要注意 。
【典例精讲】
1.（2023年四川省南充市中考）化学是一门以实验为基础的学科，下列实验操作正确的是（ ）
A．收集氧气 B．蒸发食盐水
C．称量NaOH固体 D．滴加液体
2.（2023 营口）如图所示装置常用于实验室制取气体，请回答下列问题：
（1）实验室用A装置制取氧气，反应的化学方程式是 　 　；若用C装置收集氧气，检验收集满氧气的方法是 　 　；
（2）用D装置收集氧气时，当导管口出现 　 　时开始收集；当实验结束时先 　 　，后熄灭酒精灯，防止水槽中的冷水倒吸炸裂试管；
（3）实验室制取二氧化碳应选择的发生和收集装置是 　 　（填字母序号）；
（4）用B装置制取气体时，长颈漏斗下端管口要伸到液面以下的原因是 　 　。
3.【2023辽宁抚顺等真题】氧气的制取和性质是初中化学实验的重要内容。根据下图回答有关问题。
（1）某同学选用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气，应选用的发生装置是_____(填字母)，发生反应的化学方程式为 。
（2）在向装置中添加药品前，应先检查装置的_____。
（3）若要收集一瓶较纯净的氧气，选用的收集装置是_____(填字母)。
（4）用F装置进行木炭在氧气中燃烧的实验，为了检验产物，可在燃烧停止后的集气瓶中倒入少量的_____，振荡，观察实验现象。
4.【2023广东真题】回答下列问题。
（1）实验室制取O2及性质检验
i.上图中仪器a的名称是__________。
ii.用高锰酸钾制取O2，应选择上图中的发生装置_______（填字母）。化学方程式为__________。
iii.收集一瓶O2并进行性质检验。
操作 现象 结论
硫燃烧时，_____(填字母)，生成刺激性气味的气体 a.产生大量白烟 b.生成黑色固体 c.发出蓝紫色火焰 O2具有氧化性
集气瓶中NaOH 溶液的作用是_________________
（2）制作氧自救呼吸器
查阅资料，超氧化钾(KO2)为黄色固体，分别与CO2、 H2O反应生成O2和白色固体、产氧效率高，适合作生氧剂。
①原理分析:、 则X的化学式为__________。
②动手实践:设计并制作氧自救呼吸器，如图所示，使用一段时间后，观察到生氧剂由______（填颜色变化 ），则基本失效。
5.（2023年江西省中考）下图是氧气的实验室制取与性质的有关实验示意图。

(1)图一中仪器①的名称是_______。
(2)实验室用装置A制取氧气的化学方程式为_______。加热药品前使试管均匀受热的具体操作是_______。
(3)欲收集一瓶干燥的氧气，可从图一中选择的收集装置是_______（填序号）。
(4)图二为木炭在氧气中燃烧的实验。为检验产物二氧化碳，Ⅳ中倒入的试剂为_______。对比步骤Ⅰ和Ⅱ的木炭燃烧情况，得出可燃物燃烧的条件之一是_______。
[方法指导]
1.熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
2.气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。
二氧化碳的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合O2、H2等其他气体一起考查。
药品与实验原理
(1)药品选择： (或石灰石)与
解读：(1)不可用硫酸代替盐酸，因为生成的 ，覆盖在碳酸钙的表面，会阻止碳酸钙与硫酸接触，使反应难以继续进行。
(2)不可用碳酸钾、碳酸钠代替石灰石或大理石，因为碳酸钾、碳酸钠是粉末状固体，与稀盐酸 ，不利于反应的控制和气体的收集。
(3)不可用浓盐酸，因为浓盐酸挥发出的 使二氧化碳不纯，且影响二氧化碳的性质检验。
(2)实验原理： (用化学方程式表示)。
2. 发生装置与收集装置
发生装置
装置特点 可以
收集装置 用向上排空气法收集的原因：
收集的原理：收集的气体密度与空气密度进行比较，气体密度比空气大进的导管口要在下端，反之在上端。（不管多功能瓶正放或倒放都满足）所以收集CO2是a进
【特别提醒】实验室制取二氧化碳时长颈漏斗末端须伸入液面以下，目的是 。
3. 操作步骤连接仪器→ →装入药品(先加固体，后通过长颈漏斗或分液漏斗加入液体)→收集→验满
4. CO2的验满与检验
验满方法： ， ，证明气体已集满。
检验方法：把生成的气体通入 中，若 ，则证明生成的气体为二氧化碳。
5.CO2的测定
植物油的作用是 ;植物油上方的空气对CO2体积的测定不造成影响。
6.气体的净化与干燥:制取的CO2通常含有HCl气体和水蒸气,应先用　 　饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,再用 干燥。
【典例精讲】
6.（2023 天门）下列实验基本操作不正确的是（　　）
A． 取用固体药品 B． 读取液体体积
C． 二氧化碳的验满 D． 倾倒液体
7.（2023 孝感）某实验小组用一定量大理石（杂质不与盐酸反应也不溶于水）和30g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸反应制取二氧化碳，充分反应后，将反应后的剩余物过滤（不考虑溶质损失），向滤液中逐滴滴加溶质质量分数为10.6%的碳酸钠溶液，测得滤液的pH与加入溶液质量的关系如图所示。已知氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性。下列有关分析不正确的是（　　）
A．大理石和稀盐酸反应产生CO2的质量为0.88g
B．c点对应的溶液中溶质的质量为2.34g
C．a点对应的溶液中有三种溶质
D．bc段发生反应的化学方程式为Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
8．（2023 天门）如图是实验室制取气体的部分装置图，请按要求回答下列问题。

（1）仪器①的名称是 　 　。
（2）实验室制取气体的过程中，正确连接仪器装置后，添加药品前，应 　 　；实验室制取二氧化碳的化学方程式是 　 　。
（3）若要制取并收集一瓶干燥的氧气，需要在选用的发生装置B和收集装置D之间连接F装置，则气体应该从 　 　（填“a”或“b”）导管通入。
9.（2023 随州）化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：
（1）实验室常用石灰石和稀盐酸制取CO2气体，其反应的化学方程式是 　 　。
（2）为了得到干燥、纯净的CO2气体，产生的气流应依次通过装置 　 　、　 　（填装置编号），收集CO2气体选用的装置是 　 　（填装置编号）。
（3）有人对气体发生装置A作如下改进：在锥形瓶中放入一小试管，将长颈漏斗下端插入小试管中，如图H所示。改进后的优点 　 　。
[方法指导]
熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。
氢气的实验室制取
本考点主要考查的知识点有:①常用仪器的名称；②反应原理及化学方程式的书写；③制取(发生、收集)装置的选择；④气体的检验与验满；⑤气体的净化及多功能瓶的作用；⑥实验步骤及注意事项等，一般以实验探究题的形式，常结合CO2、O2等其他气体一起考查。
1.实验药品: 与
2.实验原理: 。
3.发生装置:固液常温型,同制备二氧化碳。
4.收集装置: 收集(氢气难溶于水),或 收集(氢气的密度比空气小)。
5.氢气验纯:将收集满氢气的试管口朝下,用拇指堵住试管口,靠近火焰,移开拇指点火,若 ,说明氢气不纯,若听到的声音很小,说明氢气较纯净。
【典例精讲】
10.（2023 郴州）下列图示的实验操作正确的是（　　）
A． 滴加溶液 B． 测pH
C． 量筒读数 D． 收集H2
11.（2023年甘肃省武威市中考）实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气（）。用这种方法制取氢气，以下实验操作正确的是（ ）
A．检查气密性 B．加入锌粒
C．加入稀硫酸 D．收集氢气
12.（2023 株洲）实验室里，我们通常用锌与稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气，实验装置可从下列装置中选用，请回答下列问题：
（1）写出图中仪器①的名称 　 　。
（2）实验室制取氢气时，可选择的发生装置为 　 　。
（3）实验室制取氢气时，可用G装置收集氢气，进气口为 　 　（填“a”或“b”）。
（4）实验室制取氢气时，通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是 　 　。
（5）实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时，用排空气法收集到的氢气是不纯净的，其中含有的杂质是 　 　；用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的，其中含有的杂质是 　 　。
13．（2023 常德）氢气是一种清洁能源。某兴趣小组利用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气，其反应原理为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。请回答相关问题：
制备：

（1）如图A、B为两种发生装置，A中仪器①的名称为 　 　。制备氢气的发生装置为 　 　（填序号），此装置还可制备哪种气体 　 　（填写名称）。
（2）请用化学方程式说明为什么氢气是清洁能源 　 　。
洗气：
（3）该兴趣小组试图用稀盐酸代替稀硫酸，制取并收集一瓶纯净干燥的氢气，查阅资料后发现，氯化氢气体极易溶于水，便设计了除杂装置如图C、D。你认为该兴趣小组能不能达到实验目的 　 　（填“能”或“不能”），请说明原因 　 　。
[方法指导]
1.熟记常用仪器的名称及反应的化学方程式。
2.气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件；收集装置的选择取决于气体的密度和水溶性。

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