资源简介

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常见气体的制取与净化
◆知识点一 实验室制取气体的一般步骤
一、确定制气体的化学反应原理
确定制气体的化学反应原理
在实验室条件下（如常温、加热、使用催化剂等)，选择试剂、通过什么反应来制取这种气体。
确定原理时，需要综合考虑反应速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否简单、安全，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。
二、设计制取气体的实验装置
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；
根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应等)确定气体收集装置
（如有必要，还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等）。
三、验证得到的气体就是所要制取的气体
根据气体的性质（如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证。
◆知识点二 反应原理及发生装置
一、发生装置
1.选择依据：反应物的状态(固固型或固液型)和反应条件(是否需要加热)。
装置类型 固固加热型 固液常温型
适用范围 高锰酸钾 过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气(不选E)、大理石(或石灰石)与稀盐酸制二氧化碳、锌与稀硫酸制氢气
装置图 A B C D E
装置优点 —— 安装简单、操作简便 可以随时添加液体药品 可控制反应速率 可控制反应的发生和停止
反应原理 2KMnO K2MnO4+MnO2+ 制氧气(E装置除外)：2H2O2 2H2O+O2↑制二氧化碳：2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑制氢气：H2SO4+Zn===ZnSO4+H2↑
注意事项 试管口略向下倾斜的目的是防止生成的冷凝水倒流使试管骤冷炸裂；用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入试管 加入药品不宜过多，防止生成的气体将试管撑破 长颈漏斗下端应浸入液面下，目的是防止生成的气体从导管口溢出 用于剧烈反应，分液漏斗可用注射器代替 固体药品为块状或大颗粒状(二氧化锰为粉末状，不适用于此装置)
【名师点拨】实验室制取二氧化碳时药品的选择原则：
（1）不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中会混有氯化氢气体，使制得的气体不纯。
（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是反应生成的硫酸钙为微溶物，会附着在大理石表面阻止反应进行。
（3）不能用碳酸钠(或碳酸钾)代替大理石(或石灰石)，原因是粉末状固体与稀盐酸接触面积大，反应剧烈，不利于反应的控制和气体的收集。
二、可控制反应发生和停止的发生装置
（1）控制反应发生和停止的原理：通过某个操作，实现固体试剂和液体试剂的分离和接触，从而控制反应的开始与停止。
（2）常见的可控制反应发生和停止的装置
装置
开始 打开弹簧夹，液体与固体接触（液体淹没固体），反应开始 将布袋子浸入溶液中 将试管浸入液体中
停止 关闭弹簧夹，气体压强增大，液体被压回长颈漏斗（或烧杯和U型管左侧），液体与固体固液分离，反应停止 提起布袋子离开液面 提起试管离开液面
注：其中布袋子可换成其他不与液体试剂反应的材质制作的袋子。如制取二氧化碳，液体试剂是稀盐酸，布袋子可换成铜网兜。
◆知识点三 收集装置
选择依据：气体的密度和溶解性。
收集装置 排水法 排空气法
向上排空气法 向下排空气法
适用范围 难溶或不易溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、CH4等 密度比空气大的气体，如O2、CO2等 密度比空气小的气体，如H2、CH4、NH3等
装置优点 收集的气体较纯净 收集的气体较干燥
注意事项 ①用排水法收集气体时，集气瓶中应预先装满水，防止收集到的气体不纯，待导管口有连续均匀冒出时开始收集；②用固固加热型装置制取并用排水法收集气体时，实验结束后，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸入灼热的试管，使试管炸裂；③用排空气法收集气体时，导管伸入集气瓶底部的目的是排净集气瓶中的空气，使所收集的气体更纯净。
◆知识点四 检验与验满
气体 检验 验满
方法 装置 方法 装置
氧气 将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃则说明气体为氧气 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则说明氧气已集满
二氧化碳 将气体通入澄清石灰水中 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则说明二氧化碳已集满
◆知识点五 气体的净化与干燥
一、气体的净化
1. 原则：a.不能引入新的杂质气体；b.不能减少被除杂气体的量。
2. 常见气体的除杂装置及除杂试剂.
除杂装置 除杂试剂 可除去的杂质气体(括号内为杂质气体)
氢氧化钠溶液 CO(CO2)、H2(HCl)
饱和碳酸氢钠溶液 CO2(HCl)
灼热的氧化铜粉末 CO2(CO)
灼热的铜网 N2(O2)
氢氧化钠溶液 CO(CO2)
二、气体的干燥(除水)
干燥装置
干燥剂 浓硫酸 碱石灰(NaOH和CaO固体混合物)、氢氧化钠固体
可干燥的气体 酸性或中性：H2、O2、N2、CO2等 碱性或中性：NH3、H2、O2、N2等
◆知识点六 多功能瓶的使用
用途 图示 气体进入方向 举例
收集气体 收集密度比空气大的气体，待收集气体通入最下方，即从a或c端通入 收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体，待收集气体通入最上方，即从b或d端通入 收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体，气体应从b端通入 收集O2、H2等
检验、除杂、干燥气体 气体须与液体试剂充分接触，即气体应从a端通入 若检验CO2，X为澄清石灰水
除杂与收集组合装置 —— 若X为氢氧化钠溶液，该装置是除去CO2，收集CO
测量气体体积 短进长出，水被压入量筒 CO2等能溶于水或与水反应的气体需在水面上方加一层植物油，目的是防止通入的气体溶于水或与水反应
◆知识点七 尾气处理
方法 点燃法 吸收法 收集法
装置
举例 可燃性有毒气体采用燃烧的方法，使其转化为对空气无污染的物质，如CO 适用于溶解性较大的气体，如HCl、NH3，防倒吸 将尾气通入溶液中，使其与溶液反应而被吸收，如将SO2通入NaOH溶液 用气球收集尾气，再集中处理或再利用
◆知识点一 发生装置和收集装置
【典例1】（2024·山东日照·中考真题）下列图示的实验操作正确的是（ ）
A．加入固体粉末 B．取用固体
C．收集氢气 D．加热试管里的液体
【典例2】（2024·江苏常州·中考真题）下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是（ ）
A．取用药品 B．加热药品
C．收集氧气 D．氧气验满
【典例3】（2024·广东·中考真题）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（ ）
A．选择药品 B．检查气密性
C．发生装置 D．收集装置
【典例4】（2024·陕西·中考真题）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ）
A．检查气密性 B．装药品
C．收集气体 D．气体验满
【典例5】（2024·四川泸州·中考真题）实验室可用如图装置制备与收集H2。下列有关说法错误的是（ ）
A．反应原理为：
B．可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气
C．关闭旋塞后H2将反应液压入长颈漏斗中
D．用向上排空气法代替图中的收集方法
◆知识点二 气体的制取实验
【典例6】（2024·四川绵阳·中考真题）化学是一门以实验为基础的科学。根据所给仪器和实验设计回答下列问题:
(1)实验室用加热氯化铵（）与氢氧化钙固体混合物的方法制取（极易溶于水，密度小于空气）。正确接口顺序从左到右依次为 ，仪器X的名称为 。
(2)实验室利用BD装置制取，发生反应的化学方程式为 。若将通入E装置，观察到白磷的变化是 ，产生该变化的原因是 。
(3)利用下图所示装置制取并探究其性质。将Y形管倾斜，使M中的溶液流入N中与固体颗粒完全反应，化学方程式为 ，然后向N中注入足量的NaOH溶液，整个实验过程中气球的变化情况为 。
【典例7】（2024·内蒙古通辽·中考真题）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。
(1)实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。
(2)若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。
(3)新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。
FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。
【典例8】（2024·四川德阳·中考真题）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I．根据图1回答下列问题：
(1)写出装置A中任意一种仪器的名称： 。
(2)实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。
II．根据图2回答下列问题：
(3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2
b．观察O2产生的速率
c．加快O2的生成
d．保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。
◆知识点三 多功能瓶的使用
【典例9】（2024·江苏苏州·二模）功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。如图实验利用多功能瓶可以达到目的的是（ ）
A．收集H2 B．检验CO2
C．除去CO2中水分 D．探究CO2能与水反应
【典例10】（2024·山西吕梁·模拟预测）多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是（ ）
A． 收集氢气 B． 检验二氧化碳
C． 除去氧气中的水分 D． 探究二氧化碳能与水反应
【典例11】（2024·山西太原·预测模拟）在医院、实验室经常使用的多功能瓶如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．瓶内盛放半瓶水，病人吸氧时，a管连接氧气钢瓶
B．瓶内盛有适量的浓硫酸(具有吸水性)用于干燥氧气时，a是进气管
C．瓶内充满空气时，如果收集二氧化碳，b是进气管
D．瓶内盛满水时，如果收集氧气，b是进气管
【典例12】（24-25九年级上·河南驻马店·单元检测）“多功能瓶”具有使用方便、操作简单的优点，可借助它完成多个实验。下列说法错误的是（ ）
A．若用图1收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
B．若用图1收集一瓶氢气(密度比空气小)，则氢气应从b端通入
C．若用图2收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
D．若用图2测量收集的氧气体积，则应在a端连接一个量筒
答案和解析
◆知识点一 实验室制取气体的一般步骤
一、确定制气体的化学反应原理
确定制气体的化学反应原理
在实验室条件下（如常温、加热、使用催化剂等)，选择试剂、通过什么反应来制取这种气体。
确定原理时，需要综合考虑反应速率大小，产生的气体是否易于收集、是否纯净，实验操作是否简单、安全，实验过程是否会产生污染，以及试剂的价格等因素。
二、设计制取气体的实验装置
根据反应物的状态和反应条件确定气体发生装置；
根据气体的性质(如密度、是否溶于水、是否与水反应等)确定气体收集装置
（如有必要，还应考虑除去杂质的装置和尾气处理装置等）。
三、验证得到的气体就是所要制取的气体
根据气体的性质（如可燃性或助燃性、与某些试剂反应有沉淀生成等)进行验证。
◆知识点二 反应原理及发生装置
一、发生装置
1.选择依据：反应物的状态(固固型或固液型)和反应条件(是否需要加热)。
装置类型 固固加热型 固液常温型
适用范围 高锰酸钾 过氧化氢溶液与二氧化锰制氧气(不选E)、大理石(或石灰石)与稀盐酸制二氧化碳、锌与稀硫酸制氢气
装置图 A B C D E
装置优点 —— 安装简单、操作简便 可以随时添加液体药品 可控制反应速率 可控制反应的发生和停止
反应原理 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 制氧气(E装置除外)：2H2O2 2H2O+O2↑制二氧化碳：2HCl+CaCO3===CaCl2+H2O+CO2↑制氢气：H2SO4+Zn===ZnSO4+H2↑
注意事项 试管口略向下倾斜的目的是防止生成的冷凝水倒流使试管骤冷炸裂；用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花，目的是防止高锰酸钾粉末进入试管 加入药品不宜过多，防止生成的气体将试管撑破 长颈漏斗下端应浸入液面下，目的是防止生成的气体从导管口溢出 用于剧烈反应，分液漏斗可用注射器代替 固体药品为块状或大颗粒状(二氧化锰为粉末状，不适用于此装置)
【名师点拨】实验室制取二氧化碳时药品的选择原则：
（1）不能用浓盐酸代替稀盐酸，原因是浓盐酸易挥发，生成的二氧化碳中会混有氯化氢气体，使制得的气体不纯。
（2）不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是反应生成的硫酸钙为微溶物，会附着在大理石表面阻止反应进行。
（3）不能用碳酸钠(或碳酸钾)代替大理石(或石灰石)，原因是粉末状固体与稀盐酸接触面积大，反应剧烈，不利于反应的控制和气体的收集。
二、可控制反应发生和停止的发生装置
（1）控制反应发生和停止的原理：通过某个操作，实现固体试剂和液体试剂的分离和接触，从而控制反应的开始与停止。
（2）常见的可控制反应发生和停止的装置
装置
开始 打开弹簧夹，液体与固体接触（液体淹没固体），反应开始 将布袋子浸入溶液中 将试管浸入液体中
停止 关闭弹簧夹，气体压强增大，液体被压回长颈漏斗（或烧杯和U型管左侧），液体与固体固液分离，反应停止 提起布袋子离开液面 提起试管离开液面
注：其中布袋子可换成其他不与液体试剂反应的材质制作的袋子。如制取二氧化碳，液体试剂是稀盐酸，布袋子可换成铜网兜。
◆知识点三 收集装置
选择依据：气体的密度和溶解性。
收集装置 排水法 排空气法
向上排空气法 向下排空气法
适用范围 难溶或不易溶于水且不与水反应的气体，如O2、H2、CH4等 密度比空气大的气体，如O2、CO2等 密度比空气小的气体，如H2、CH4、NH3等
装置优点 收集的气体较纯净 收集的气体较干燥
注意事项 ①用排水法收集气体时，集气瓶中应预先装满水，防止收集到的气体不纯，待导管口有连续均匀冒出时开始收集；②用固固加热型装置制取并用排水法收集气体时，实验结束后，应先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水倒吸入灼热的试管，使试管炸裂；③用排空气法收集气体时，导管伸入集气瓶底部的目的是排净集气瓶中的空气，使所收集的气体更纯净。
◆知识点四 检验与验满
气体 检验 验满
方法 装置 方法 装置
氧气 将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃则说明气体为氧气 将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃则说明氧气已集满
二氧化碳 将气体通入澄清石灰水中 将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则说明二氧化碳已集满
◆知识点五 气体的净化与干燥
一、气体的净化
1. 原则：a.不能引入新的杂质气体；b.不能减少被除杂气体的量。
2. 常见气体的除杂装置及除杂试剂.
除杂装置 除杂试剂 可除去的杂质气体(括号内为杂质气体)
氢氧化钠溶液 CO(CO2)、H2(HCl)
饱和碳酸氢钠溶液 CO2(HCl)
灼热的氧化铜粉末 CO2(CO)
灼热的铜网 N2(O2)
氢氧化钠溶液 CO(CO2)
二、气体的干燥(除水)
干燥装置
干燥剂 浓硫酸 碱石灰(NaOH和CaO固体混合物)、氢氧化钠固体
可干燥的气体 酸性或中性：H2、O2、N2、CO2等 碱性或中性：NH3、H2、O2、N2等
◆知识点六 多功能瓶的使用
用途 图示 气体进入方向 举例
收集气体 收集密度比空气大的气体，待收集气体通入最下方，即从a或c端通入 收集O2、CO2等
收集密度比空气小的气体，待收集气体通入最上方，即从b或d端通入 收集H2、CH4等
收集难溶或不易溶于水、且不与水反应的气体，气体应从b端通入 收集O2、H2等
检验、除杂、干燥气体 气体须与液体试剂充分接触，即气体应从a端通入 若检验CO2，X为澄清石灰水
除杂与收集组合装置 —— 若X为氢氧化钠溶液，该装置是除去CO2，收集CO
测量气体体积 短进长出，水被压入量筒 CO2等能溶于水或与水反应的气体需在水面上方加一层植物油，目的是防止通入的气体溶于水或与水反应
◆知识点七 尾气处理
方法 点燃法 吸收法 收集法
装置
举例 可燃性有毒气体采用燃烧的方法，使其转化为对空气无污染的物质，如CO 适用于溶解性较大的气体，如HCl、NH3，防倒吸 将尾气通入溶液中，使其与溶液反应而被吸收，如将SO2通入NaOH溶液 用气球收集尾气，再集中处理或再利用
◆知识点一 发生装置和收集装置
【典例1】（2024·山东日照·中考真题）下列图示的实验操作正确的是（ ）
A．加入固体粉末 B．取用固体
C．收集氢气 D．加热试管里的液体
【答案】B
【解析】A、取固体粉末时，瓶塞应倒放在桌面上，故A错误；
B、取NaOH固体时，把试管横放，用纸槽将粉末状固体药品放到试管底部，避免粉末沾到试管内壁，再把试管慢慢地竖起，故B正确；
C、氢气的密度比空气小，应采用向下排空气法进行收集，导管应靠近试管底部，故C错误；
D、给试管中的液体加热时，液体不能超过试管容积的，且试管夹应夹在距管口处，同时使用酒精灯火焰的外焰部分加热，试管口向上倾斜，与桌面约成45°，故D错误。
故选B。
【典例2】（2024·江苏常州·中考真题）下列用高锰酸钾固体制取氧气的系列操作中正确的是（ ）
A．取用药品 B．加热药品
C．收集氧气 D．氧气验满
【答案】C
【解析】A、取用粉末状药品时，试管倾斜，用药匙或纸槽把药品送到试管底部，然后使试管直立起来，故选项错误；
B、给试管中的固体加热时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管，故选项错误；
C、氧气的密度比空气大，可用向上排空气法收集氧气，故选项正确；
D、氧气具有助燃性，氧气验满：将带火星的木条放在集气瓶口，木条复燃，说明已经集满，不能伸入集气瓶内，故选项错误；
故选：C。
【典例3】（2024·广东·中考真题）实验室制取O2，下列操作、药品和装置选择不合理的是（ ）
A．选择药品 B．检查气密性
C．发生装置 D．收集装置
【答案】C
【解析】A.实验室可以通过加热高锰酸钾生成氧气，故A正确；
B.有气体生成或参与的反应需要进行气密性检查，用手捂住试管，导管口放水中，如果导管口有气泡生成，松手后，导管内形成一段水柱，说明气密性良好，故B正确；
C.加热固体制取氧气时，试管口应略向下倾斜，防止冷凝水倒流，使试管炸裂，故C错误；
D.氧气密度比空气大，可以用向上排空气法，多功能瓶收集氧气时，氧气应从长管通入，空气由短管排出，故D正确；
故选C。
【典例4】（2024·陕西·中考真题）实验室制取二氧化碳时，下列相关操作正确的是（ ）
A．检查气密性 B．装药品
C．收集气体 D．气体验满
【答案】A
【解析】A、图示中长颈漏斗下端伸入液面以下，形成液封，双手紧握试管外壁，装置内气体受热膨胀，导管口有气泡冒出，则说明该装置气密性良好，图示操作正确；
B、实验室利用稀盐酸和大理石制取二氧化碳，向试管中装药品时，应先装固体药品，再装液体药品，且装块状固体药品时，应“一横二放三慢竖”，先将试管横放，用镊子把固体放在试管口，再将试管慢慢竖起来，图示操作错误；
C、二氧化碳密度比空气大，应该用向上排空气法收集，图示操作错误；
D、二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧，验满的方法为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则说明已收集满，图示操作错误；
故选：A。
【典例5】（2024·四川泸州·中考真题）实验室可用如图装置制备与收集H2。下列有关说法错误的是（ ）
A．反应原理为：
B．可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气
C．关闭旋塞后H2将反应液压入长颈漏斗中
D．用向上排空气法代替图中的收集方法
【答案】D
【解析】A、锌粒与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为：，A正确；
B、稀硫酸能与锌粒反应生成硫酸锌和氢气，所以可用稀硫酸代替稀盐酸制取氢气，B正确；
C、关闭旋塞后，试管内H2增多，气压上升，H2将反应液压入长颈漏斗中，C正确；
D、氢气密度小于空气，可用向下排空气法代替图中的收集方法，D错误。
故选：D。
◆知识点二 气体的制取实验
【典例6】（2024·四川绵阳·中考真题）化学是一门以实验为基础的科学。根据所给仪器和实验设计回答下列问题:
(1)实验室用加热氯化铵（）与氢氧化钙固体混合物的方法制取（极易溶于水，密度小于空气）。正确接口顺序从左到右依次为 ，仪器X的名称为 。
(2)实验室利用BD装置制取，发生反应的化学方程式为 。若将通入E装置，观察到白磷的变化是 ，产生该变化的原因是 。
(3)利用下图所示装置制取并探究其性质。将Y形管倾斜，使M中的溶液流入N中与固体颗粒完全反应，化学方程式为 ，然后向N中注入足量的NaOH溶液，整个实验过程中气球的变化情况为 。
【答案】（1）ad 集气瓶
（2） 白磷在水中燃烧 满足了白磷燃烧的两个条件：与氧气接触，温度达到了白磷的着火点
（3） 先变大再变小
【解析】（1）实验室用加热氯化铵（）与氢氧化钙固体混合物的方法制取，该反应属于固体加热型，发生装置选择A，极易溶于水，密度小于空气，应选用向下排空气法收集，收集装置选用C，且气体应从导管d端通入，故正确接口顺序从左到右依次为ad；由图可知，仪器X的名称为集气瓶；
（2）B装置为固液常温型发生装置，利用BD装置制取，应选用药品过氧化氢和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：；若将通入E装置，观察到白磷在水中燃烧，这是因为满足了白磷燃烧的两个条件：与氧气接触，温度达到了白磷的着火点；
（3）实验室制取二氧化碳的反应为：大理石（或石灰石）的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：；将Y形管倾斜，使M中的溶液流入N中与固体颗粒完全反应，气球会先变大，然后向M中注入足量 NaOH 溶液，二氧化碳会与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，气球又会变小，故整个实验过程中，气球先变大后变小。
【典例7】（2024·内蒙古通辽·中考真题）化学是一门以实验为基础的学科。请结合下列实验装置图回答问题。
实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气。氢气是密度比空气小，难溶于水的可燃气体。
(1)实验室制取一瓶干燥的氢气，应选择的发生装置是 ( 从“A~E” 中选择，填字母序号， 下同)，收集装置是 。
(2)若用装置F 干燥氢气，应从导管口 (填“m” 或 “n”) 通入气体。
(3)新型材料纳米铁粉用途广泛，它比普通铁粉更容易与氧气反应，其制备的主要流程如下图所示。
FeCl2和H2 → 高温反应器→氯化氢和纳米铁粉
向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气的原因是 (写出一条即可)。
【答案】（1）A C
（2）n
（3）防止氢气不纯，发生爆炸
【解析】（1）锌和硫酸的反应为固液常温反应，发生装置选A；
排空气法收集的氢气较干燥，且氢气密度比空气小，收集装置选C。
（2）若想收集干燥的氢气，则F为浓硫酸，将氢气直接通入浓硫酸中，可干燥氢气，则将氢气从n口通入。
（3）氢气具有可燃性，不纯会发生爆炸，则向高温反应器中通入氢气前，需通入氮气排净空气。
【典例8】（2024·四川德阳·中考真题）化学科学的本质是实验探究。如图1为实验室制取气体的常用装置，图2为某同学在跨学科实践活动中设计的简易供氧器。
I．根据图1回答下列问题：
(1)写出装置A中任意一种仪器的名称： 。
(2)实验室制取CO2的装置可选择 （填标号）来组装，发生装置中反应的化学方程式为 。
II．根据图2回答下列问题：
(3)若试剂甲为MnO2，根据所学知识选择试剂乙，反应仓中产生O2的化学反应原理是 （用化学方程式表达）。
(4)加湿过滤仓中H2O的作用有 （填标号）。
a．吸收杂质提纯O2
b．观察O2产生的速率
c．加快O2的生成
d．保证供给O2的湿度需求
(5)调节供氧流速可以 （填具体操作）。
【答案】（1）铁架台/酒精灯/导气管/试管
（2）BD CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（3）2H2O22H2O+O2↑
（4）abd
（5）向下推动注射器的快慢
【解析】（1）由图可知，装置A的仪器有铁架台、酒精灯、导气管和试管，故填：铁架台或酒精灯或导气管或试管；
（2）实验室制取CO2属于固液常温型，选择的发生装置为B，二氧化碳的密度空气大，能溶于水，只能采用向上排空气法收集，选择的收集装置为D；实验室常用石灰石或大理石和稀盐酸制取二氧化碳，即石灰石或大理石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：BD；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（3）若试剂甲为MnO2，反应仓是在固液常温条件下制取氧气，即过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，故填：2H2O22H2O+O2↑；
（4）a．加湿过滤仓中的H2O能溶解一些可能存在的杂质气体，可以提纯O2，故选项符合题意；
b．可通过产生气泡的速率观察生成氧气的速率，故选项符合题意；
c．加湿过滤仓中的H2O不能加快生成氧气的速率，故选项不符合题意；
d．加湿过滤仓有保证供给O2的湿度需求的作用，故选项符合题意；
故选abd；
（5）可以通过向下推动注射器的快慢，控制液体滴加速率，来调节供氧流速，故填：向下推动注射器的快慢。
◆知识点三 多功能瓶的使用
【典例9】（2024·江苏苏州·二模）功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。如图实验利用多功能瓶可以达到目的的是（ ）
A．收集H2 B．检验CO2
C．除去CO2中水分 D．探究CO2能与水反应
【答案】C
【解析】A、氢气密度小于空气，应使用向下排空气法收集氢气，则氢气需从多功能瓶的短管进入，A错误；
B、CO2与NaOH反应生成Na2CO3、H2O，无明显现象，不能检验CO2，B错误；
C、浓硫酸有吸水性，且与CO2不反应，因此可以除去CO2中的水分，C正确；
D、CO2能使湿润的紫色石蕊纸花变红，但图示操作缺乏对照组，无法确定是CO2使紫色石蕊纸花变红还是CO2和水共同作用使紫色石蕊纸花变红，D错误。
故选：C。
【典例10】（2024·山西吕梁·模拟预测）多功能瓶是一个由导管、胶塞、集气瓶组成的装置，因用途广、使用方便被称为多功能瓶。下列实验利用多功能瓶可以达到目的的是（ ）
A． 收集氢气 B． 检验二氧化碳
C． 除去氧气中的水分 D． 探究二氧化碳能与水反应
【答案】C
【解析】A、氢气的密度比空气小，使用图示装置收集氢气时，氢气应该从短管通入，故A不能达到目的；
B、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应无明显现象，所以使用氢氧化钠溶液不能检验二氧化碳气体，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体，故B不能达到目的；
C、浓硫酸具有吸水性，且不与氧气反应，则可用浓硫酸干燥氧气，且气体要长进短出，故C能达到目的；
D、图示中观察到湿润紫色石蕊纸花变红，不能说明二氧化碳能与水发生反应，还需要设置对照实验，证明二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸花变色，故D不能达到目的；
故选：C。
【典例11】（2024·山西太原·预测模拟）在医院、实验室经常使用的多功能瓶如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．瓶内盛放半瓶水，病人吸氧时，a管连接氧气钢瓶
B．瓶内盛有适量的浓硫酸(具有吸水性)用于干燥氧气时，a是进气管
C．瓶内充满空气时，如果收集二氧化碳，b是进气管
D．瓶内盛满水时，如果收集氧气，b是进气管
【答案】C
【解析】A、瓶内盛放半瓶水，病人吸氧时，a管连接氧气钢瓶，可以观测生成氧气的速率，且可以湿润氧气，不符合题意；
B、瓶内盛有适量的浓硫酸(具有吸水性)用于干燥氧气时，a是进气管，这样反应比较充分，不符合题意；
C、瓶内充满空气时，如果收集二氧化碳，二氧化碳的密度比空气大，a是进气管，符合题意；
D、瓶内盛满水时，如果收集氧气，氧气的密度比水小，b是进气管，不符合题意。
故选C。
【典例12】（24-25九年级上·河南驻马店·单元检测）“多功能瓶”具有使用方便、操作简单的优点，可借助它完成多个实验。下列说法错误的是（ ）
A．若用图1收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
B．若用图1收集一瓶氢气(密度比空气小)，则氢气应从b端通入
C．若用图2收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入
D．若用图2测量收集的氧气体积，则应在a端连接一个量筒
【答案】C
【解析】A、氧气的密度比空气大，先在集气瓶底部聚集，若用图1收集一瓶氧气，则氧气应从a端通入，故选项说法正确；
B、氢气密度比空气小，先在集气瓶上方聚集，若用图1收集一瓶氢气，则氢气应从b端通入，故选项说法正确；
C、由于氧气不易溶于水，密度比水小，若用图2收集一瓶氧气，则氧气应从b端通入，故选项说法不正确；
D、由于氧气不易溶于水，氧气的密度比水小，用图2装置收集氧气，气体从b端通入，水从a端排出，因此若用图2测量收集的氧气体积，则应在a端连接一个量筒，故选项说法正确。
故选C。
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