2025届中考化学二轮复习高频考点突破:考点七 气体的制备(含解析)

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2025届中考化学二轮复习高频考点突破:考点七 气体的制备(含解析)

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2025届中考化学二轮复习高频考点突破:考点七 气体的制备
【考察方向及考察内容】
一、气体制备的仪器与装置
常见仪器的识别与使用
发生装置的选择依据
收集装置的选择依据。
二、反应原理与化学方程式
氧气、二氧化碳等气体的实验室制取原理
反应条件、催化剂的作用及化学方程式书写
气体的检验与验满
氧气、二氧化碳的检验方法
排空气法和排水法收集气体的验满操作及现象。
三、气体的净化与干燥
除杂试剂的选择
净化和干燥的顺序
【备考重点】
知识迁移:将实验室制法迁移到生活场景,分析不同装置的优缺点。
实验设计:控制变量法优化实验。
问题解决:识别装置错误,提出改进措施。
综合分析:结合气体性质选择合适的收集、净化方法,解释实验现象。
【基础知识复习】
常见气体的制取方案流程(实验室制取气体的一般思路和方法)
常见气体的发生装置
固体加热型 固液常温型
反应物的状态 固体 固体和液体
反应条件 加热 不加热
发生装置
注意事项 ①试管口应略向下倾斜; ②铁夹夹在离试管口1/3处; ③导管刚刚露出橡胶塞; ④当用高锰酸钾制氧气时,导管口处应放一团疏松的棉花 ①长颈漏斗末端应伸入液面以下,防止气体从长颈漏斗中逸出; ②反应器中的导管刚露出橡胶塞即可; ③若要控制反应速率应用分液漏斗
收集装置的选择
1.选择依据:气体的密度、溶解性及能否与水反应
2.常见气体的收集装置
依据 收集装置 举例 优缺点
不易溶于水或难溶于水且不与水发生反应的气体 排水法 O2、H2、CH4等 收集的气体纯度较高,但含有少量水蒸气
密度比空气大,且不与空气中的成分反应的气体 向上排空气法 O2、CO2等 收集的气体较干燥,但纯度不高
密度比空气小,且不与空气中的成分反应的气体 向下排空气法 H2、CH4等
注意:
①用排水法收集气体时,应等有气泡连续均匀冒出时再开始收集;
②实验室用排水法收集加热高锰酸钾产生的氧气,实验结束时,应先撤导管,再熄灭酒精灯;
③用排空气法收集气体时,导气管应伸入到集气瓶底部,目的是充分排净集气瓶中的空气。
【知识拓展】多功能瓶的使用
装置 功能 气体进出方向
排空 气法 收集 气体 密度大于 空气的气体 a进b出
密度小于 空气的气体 b进a出
排水法收集气体 b进a出
检验、除杂、干燥气体 a进b出
气体的检验与验满
1.常见气体的检验
气体 检验方法及现象 装置图
O2 将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃
CO2 通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊
H2 点燃,火焰呈淡蓝色,在火焰上方罩一只干冷的烧杯,烧杯内壁有水珠产生(生成物只有水)
NH3 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,红色石蕊试纸变蓝,有刺激性气味的气体产生
2.常见气体的验满
气体 验满方法及现象 装置图
O2 将带火星的木条放在集气瓶瓶口,若木条复燃,则证明氧气已收集满
CO2 将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若木条熄灭,则证明二氧化碳已收集满
气体的除杂
除杂装置及除杂剂 杂质气体
极易溶于水的气体,如HCl、NH3等
NaOH溶液 酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
饱和NaHCO3溶液 除去CO2中的HCl
水蒸气、酸性气体,如CO2、SO2、HCl、H2S等
灼热的氧化铜 还原性气体,如H2、CO等
灼热的铜网 O2
气体的干燥
1.干燥:用干燥剂除去气体中混有的水蒸气的过程。
2.原则:干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与气体发生反应。
干燥装置 干燥剂 可干燥 的气体 不可干燥 的气体
酸性 浓硫酸 H2、O2、 CO2、CO、 CH4、N2、 SO2、HCl NH3等 碱性 气体
碱性 固体氢氧 化钠、生 石灰、碱 石灰 H2、O2、 CO、CH4、 N2、NH3 CO2、 SO2、 HCl 等酸性 气体
中性 无水氯 化钙 除NH3 以外的所 有气体 NH3
【注意】
①若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。因为从溶液中出来的气体中会混有水蒸气,干燥在后可将水蒸气完全除去。
②若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。因为加热时气体中最好不要混有水蒸气。
尾气处理
方法 点燃尾气 溶液吸收 尾气回收
装置图
适用范围 针对具有可燃性的污染气体,点燃将其转化成无污染气体,如将CO点燃转化成CO2 酸性(或碱性)气体通入碱性(或酸性)溶液中,生成不具有挥发性的盐,如将CO2、SO2通入NaOH溶液 在装置末端接一个气球或其他容器,用以收集污染气体后集中处理或再利用
【练习】
考点七 气体的制备——中考二轮复习高频考点突破
1.实验室制取、和是初中化学必备知识。下列说法不正确的是( )
A.和的发生装置可以相同 B.和的发生装置可以不同
C.和的收集装置完全相同 D.和的发生和收集装置可以相同
2.以下是实验室制取、收集、干燥、存放气体的装置图,有关说法错误的是( )
A.实验室用双氧水制取氧气,用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳均可使用装置②
B.实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置③,气体从导管b进入
C.实验室干燥氧气和二氧化碳均可使用装置④,气体从导管a进入
D.实验室收集的氧气和二氧化碳,均可如图⑤临时存放
3.根据下图,有关气体的实验室制法叙述正确的是( )
A. 选择甲装置制取,X为稀硫酸
B. 选择甲装置制取,Y为铜粒
C. 选择乙装置既可收集也可收集
D. 选择乙装置干燥,气流方向为b进a出
4.实验室制取某些气体的装置如下图,下列说法错误的是( )
A.装置①和④组合可以用来制取氧气
B.装置②和⑤组合可以用来制取氢气
C.装置②和③组合可以用来制取二氧化碳
D.装置②可以随时添加液体药品
5.在配制稀硫酸并制备氢气的实验中,下列装置和实验操作正确并规范的是( )
A.量取浓硫酸 B.稀释浓硫酸
C.制取氢气 D.干燥氢气
6.根据的化学知识,有关的实验设计合理的是( )
化学知识 实验室用固体和固体加热制取NH3 能与硫酸反应 易溶于水 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
实验 制取: 干燥: 收集: 验满:
选项 A B C D
A.A B.B C.C D.D
7.在实验室制取二氧化碳的实验中,下列装置和操作正确且规范的是( )
A.检查装置气密性
B.加入大理石
C.制取
D.收集
8.项目学习小组在学习了实验室制氧气之后,查阅了相关资料,利用塑料瓶、注射器、吸管等设计并制作简易供氧器(如图所示),其中药品A是过碳酸钠和二氧化锰的混合物(过碳酸钠遇水会生成)。生活用品可以代替一些化学仪器。本实验利用了塑料瓶、注射器、吸管等进行实验,在该实验中相关说法错误的是( )
A.塑料瓶相当于锥形瓶 B.吸管相当于导管
C.注射器相当于长颈漏斗 D.该装置可控制反应速率
9.实验室制取一氧化碳发生的化学反应是。用下图所示的装置制取一氧化碳并还原氧化铜时,下列说法不正确的是( )
A.反应过程中a处黑色粉末逐渐变成红色
B.浓硫酸在制取一氧化碳的反应中起催化作用
C.大气球的作用是收集一氧化碳,防止其污染空气
D.该实验所涉及的反应类型有分解反应和置换反应
10.根据如图实验装置,回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称:__________。
(2)写出实验室用A装置制取氧气的反应的化学方程式:____。实验室要得到比较纯净的氧气通常选用_____________(填字母)装置收集,若用此收集方法收集到的不纯净的原因是_____________(写一点即可)。
(3)实验室制取二氧化碳的反应原理是______(用化学方程式表示),B、C装置均可作为实验室制取的发生装置,与B装置相比,选用C装置的优点是_____;检验的方法是____(用化学方程式表示)。
(4)若用E装置收集满一瓶后,再向瓶中注水排出瓶中气体,水应从____(填“①”或“②”)端进入。
11.化学是一门以实验为基础的自然科学。结合下列实验装置图回答问题。
(1)A装置中仪器a的名称是__________。
(2)通常状况下,是一种密度比空气大、有臭鸡蛋气味的有毒气体,能溶于水。实验室用块状的硫化亚铁与稀硫酸发生复分解反应制取硫化氢气体。
①制取气体的发生装置可选用__________(填字母)。
②若用C装置来收集,气体应从_________(填“a”或“b”)端进入集气瓶。
(3)某化学兴趣小组用图2装置探究、CuO对过氧化氢分解的催化效果,设计的方案和记录的数据如下表所示:
实验序号 过氧化氢溶液 催化剂 收集50 mL 所用时间
实验1 30 mL 2% 粉末状 0.2 g 21 s
实验2 30 mL 2% 粉末状CuO a g 47 s
①表格中a的值为______。
②实验1中的化学反应方程式为______。
③结论:对过氧化氢分解的催化效果比CuO好。得出此结论的依据是______。
12.氧气、二氧化碳是航空母舰中的常用储备气体,在急救、灭火等方面具有重要的应用。气体的制备是初中化学实验中的重要内容,请根据下列装置回答问题:
(1)仪器①的名称是__________。
(2)实验室利用装置A,选用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,化学方程式为__________,实验结束后,从剩余固体中回收二氧化锰,有下列操作步骤:①过滤;②洗涤;③溶解;④干燥,正确的操作顺序是__________(填序号)。为检验二氧化锰是否洗涤干净,可向最后一次洗涤液中,滴加__________(填化学式)溶液,观察现象即可。
(3)实验室用装置B、C、D进行实验时,C中蜡烛燃烧更旺,D中溶液变浑浊,则B中产生的气体为__________,小试管的作用是__________。
(4)为制取二氧化碳,需将60 g溶质质量分数为36%的浓盐酸稀释至9%,所加蒸馏水(密度为1 g/mL)的体积为__________mL。用装置E、F测量二氧化碳的体积时,若E中无植物油,则测得的二氧化碳的体积__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
13.化学是一门以实验为基础的学科,请结合图示回答问题。
(1)实验室用大理石和稀盐酸制取,应选用的发生装置是_________(填字母序号,下同)。实验室加热高锰酸钾制取反应的化学方程式是__________________。
(2)实验室制取和均不能选择的收集装置是_________。
(3)某化学实践活动小组开展“自制简易供氧器”的实践活动。
【查阅资料】
过碳酸钠()和二氧化锰加水常温就能产生氧气,过氧化钙 ()和过氧化钠()固体常温均能与水反应产生氢氧化物和氧气。
【调查研究】
实践活动小组各取10g样品加足量等体积的水进行实验,测得实验数据如下表所示:
实验试剂 反应原理 产生氧气体积(mL) 供氧时间
过碳酸钠和二氧化锰加水 1070 20~30
过氧化钠和水 1440 30~50
过氧化钙和水 1560 50~80
①若给鱼缸长效增氧,选择的药品为_________,理由是_________。
【进行实验】
兴趣小组制作了如图所示的“自制简易供氧器”
②向矿泉水瓶加水的装置类似于化学仪器中的_________(填仪器名称)。
③上图中多孔气泡石所起的作用是___________________________。
【交流反思】
④选择药品制取氧气成本较高,请写出一种更经济的给鱼缸供氧的方法_________。
14.二氧化碳是空气的重要组成部分。下面是同学们在实验室制取二氧化碳并验证其性质的实验活动。
【制取二氧化碳】如图是实验室制取气体常用装置,请完成实验步骤、内容与分析。
(1)仪器a的名称是_________。
(2)在实验室可选用装置_________(填字母)组合制取并收集二氧化碳,连接仪器后,需__________________。
(3)加入试剂。先往试管内加入_________,然后加入其他试剂,立即用带有导管的胶塞塞住管口。观察到试管内发生的现象为_________,反应的化学方程式为_________。固定装置。连接好反应装置,将试管竖直固定在铁架台上。
(4)收集二氧化碳。用向上排空气法收集二氧化碳,将燃着的木条放在集气瓶_________(填“口”或“内”),火焰熄灭,说明已收集满。收集满二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片,_________(填“正”或“倒”)放在实验台上备用。
【验证二氧化碳性质】
(5)
示意图 活动内容、步骤与分析
①向盛有1~2mL澄清石灰水的试管中通入二氧化碳,观察到_________
②将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,观察到_________
【实验拓展】
(6)实验室里一瓶石灰水中含有氢氧化钙 ,要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,至少需要二氧化碳的质量是_________。
15.化学学习要求大家能有意识地应用化学知识,自主调用物理、数学等多个学科的相关知识,参与实践活动,不断改进,提升解决问题的能力。用鱼缸养鱼时要定期供氧。某化学兴趣小组的同学决定利用所学化学知识“设计和制作简易供氧器”,给鱼缸提供氧气。
(1)实验室里一般不能制得氧气的物质是__________(填字母)。
A.高锰酸钾()
B.氯酸钾()
C.氯化钠(NaCl)
D.过氧化氢()
(2)兴趣小组的同学综合考虑了成本、环保、安全等因素后,决定利用溶液制备氧气的原理给鱼缸暂时供氧。请回答下列问题:
同学们向鱼缸供氧是因为氧气有的性质。若利用浓度为30%的溶液和制备氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,发生装置(下图)最合适的是___________(填字母);发生反应的化学方程式为__________。
(3)实验改进:用制取氧气时,也可用铂丝代替作催化剂。催化剂的特点是在化学反应前后其__________没有发生改变。下图装置可通过铂丝的上下移动控制,若制备过程中体系内压强过大,则安全管中的现象是__________,此时应将铂丝抽离过氧化氢溶液。
活动反思:请大家从原理、装置、技术、实际需求等方面进行反思,如铂丝的价格过高等,课余时间合作尝试用不同方法解决问题。
16.下图是实验室制取常见气体的相关装置。(已知浓硫酸具有吸水性)回答下列问题:
(1)写出用装置B制取氧气的化学方程式:_____。
(2)若用装置E收集氧气,验满的实验操作是_______。
(3)若用装置A、E、F制取并收集干燥的二氧化碳,管口正确的连接顺序是_______(填序号)。
(4)装置C中明显的一处错误是______。
(5)装置A与改正后的装置C相比,其优点是_______。
17.过氧化钠()可将人们呼出的转化为,常用作特殊环境中的供氧剂。某课外活动小组设计了下列实验验证“与反应需要与水接触”。
【查阅资料】过氧化钠易与水、、盐酸反应,化学方程式为:
、、
Ⅰ装置分析
(1)装置①中发生反应的化学方程式是______。
(2)装置②中饱和碳酸氢钠溶液的作用是______。
(3)装置⑥中碱石灰的作用:一是避免空气中的二氧化碳、水蒸气进入④⑤,影响实验结论;二是______。
Ⅱ进行实验
步骤1:打开,关闭,打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条不复燃。
步骤2:打开,关闭,打开分液漏斗活塞缓缓加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条复燃。
Ⅲ实验反思
(4)有同学提出:“步骤2实验不足以证明氧气是二氧化碳与过氧化钠反应产生的。”其理由是______。
(5)为验证⑤中生成了,需要补充的实验操作是:取⑤中反应后的少量固体,加入稀盐酸至溶液呈酸性,______。
18.化学兴趣班的同学准备分组进行气体的制取与性质的探究实验,实验员准备了下图仪器,同学们根据所学知识完成下列题目。
(1)请写出如图所示中对应字母编号为“e”的仪器名称:_______。
(2)甲小组的同学准备制得较多量的二氧化碳,同时便于添加液体试剂,应选择上图中的_______(填字母)来组成发生装置,生成二氧化碳的化学方程式为_______。
(3)乙小组的同学利用甲小组组装的发生装置制得了二氧化碳气体,并将气体从如图a端通入以探究二氧化碳的性质,其中1、4为湿润的石蕊棉球,2、3为干燥的石蕊棉球。同学们观察到2、3棉球不变色,1、4棉球变红且4棉球先变红,根据实验现象可得出二氧化碳的物理性质是_______,二氧化碳的化学性质是_______(用化学方程式表示)。
19.气体的制取和性质是初中化学知识的核心之一。结合下列实验装置图回答问题:
(1)实验室用装置A制取氧气的文字表达式为__________,若此时选用装置E收集氧气,当实验完毕后应先__________。
(2)桢桢同学连接装置B、F、G进行实验。若往装置B中分别加入二氧化锰固体和过氧化氢溶液,且在装置F和G中看到明显的现象,则按气体流向,导管口的连接顺序为a→_____(填导管口字母),装置F和G中分别观察到的现象是_____。
(3)某气体只能用装置E收集,则该气体可能具有的性质为______(填字母)。
a.能与水反应
b.能与空气中某种物质反应
c.密度与空气的密度非常接近
(4)如图所示是实验室常用的气体收集多功能装置。
①若用图1装置排空气法收集一瓶氧气,从______(填“a”或“b”)端通入。
②若在图2装置中盛满水,用排水法收集一瓶氧气,从________(填“a”或“b”)端通入。
20.根据需求选择合适的化学制氧剂和装置制取氧气,用于生产、生活实际。
【寻找制氧剂】高锰酸钾()、双氧水()、氯酸钠()可以作为化学制氧剂是因为三种物质中都含有元素。
【实验室制取氧气并验证性质】
(1)实验原理:高锰酸钾制氧气的文字表达式为______。
(2)装置选择:可选择的发生装置是______(填字母)。
(3)主要操作:①装药品;②检查装置的气密性;③固定装置;④点燃酒精灯;⑤收集气体;⑥熄灭酒精灯;⑦从水槽中移出导管。合理的操作顺序是_______(填字母)。
A.①②③④⑤⑦⑥
B.②①③④⑤⑦⑥
C.②①③④⑤⑥⑦
(4)实验过程:
①做木炭在氧气中燃烧的实验,证明木炭燃烧发生了化学变化的操作是_______。
②做铁丝燃烧实验更适合用_______法收集氧气以获得相同条件下浓度更高的氧气。
【自制简易制氧机】
(5)原料选择:用双氧水和二氧化锰比高锰酸钾更适合的主要原因是_______。
(6)设计简易制氧机:原始设计:
改进设计:
改进设计中C与其他设计相比,具有的优点是_______(写出一点即可)。
(7)自制简易制氧机的一般思路:在选取制氧的化学反应原理后,模拟一般气体制备所需的_______,并根据实际需要增加净化装置。
【实验拓展】“证据推理”是科学思维重要的组成部分。用“——”进行连线。
答案以及解析
1.答案:C
解析:A、实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应是固液不加热型,实验室用过氧化氢和二氧化锰混合物制取氧气,也是固液不加热型,故A正确。
B、实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应是固液不加热型,用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气或用高锰酸钾加热制取氧气,选固体加热型装置,故B正确。
C、二氧化碳密度比空气大,能溶于水,所以收集方法是向上排空气法,氢气密度比空气小,可用向下排空气法收集,氢气难溶于水,可用排水法收集,故C错误。
D、氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集;氢气密度比空气小,可用向下排空气法收集,氨气难溶于水,可用排水法收集,故D正确。
故选:C。
2.答案:B
解析:实验室制取气体时,发生装置的选择依据的是反应物的状态和反应条件,用双氧水制取氧气,用石灰石与稀盐酸制取二氧化碳,都是固体和液体反应,且反应条件都是常温,因此这两种气体都可用装置②制取,A正确;由于氧气和二氧化碳的密度都比空气的大,因此采用装置③收集气体时,气体应从导管a进入,B错误;干燥氧气和二氧化碳都可以使用浓硫酸,为了达到干燥气体的目的,气体应从装置④的导管a进入,C正确;装置⑤是集气瓶,氧气和二氧化碳都可以存放在集气瓶中,但由于集气瓶的密封性不好,因此集气瓶中的气体不能存放时间过长,只能临时存放,D正确。
3.答案:C
解析:实验室制取二氧化碳时,一般选用的实验试剂为大理石(或石灰石)与稀盐酸,若X为稀硫酸,碳酸钙与稀硫酸反应会生成微溶于水的硫酸钙,硫酸钙覆盖在大理石(或石灰石)表面,阻止反应进一步进行,故选择甲装置制取二氧化碳时,X不能为稀硫酸,A错误;实验室制取氢气时,一般选用的实验试剂为锌粒与稀硫酸,由于在金属活动性顺序里,铜位于氢后,无法置换出稀硫酸中的氢,因此选择甲装置制取氢气时, Y不能为铜粒,B错误;使用乙装置收集气体时,密度比空气大的气体应“长进短出”密度比空气小的气体应“短进长出”,氢气的密度比空气的小,二氧化碳的密度比空气的大,故选择乙装置既可收集氢气也可收集二氧化碳,C正确;选择乙装置干燥氧气时,气体应“长进短出”,即气流方向为a进b出,D错误。
4.答案:A
解析:装置①的试管中没有棉花团,因此可用于加热氯酸钾制氧气,由于氧气的密度比空气的大,且不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集,不能用向下排空气法收集,即不能选择装置④作为收集装置,A错误;实验室用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气,发生装置可选择固液常温型装置,即装置②,氢气难溶于水,密度比空气的小,因此可以用排水法和向下排空气法收集,因此装置②和⑤组合可用于制取氢气,B正确;实验室制取二氧化碳,是用大理石或石灰石和稀盐酸在常温下反应制取的,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,因此不需要加热,二氧化碳能溶于水,其密度比空气的大,因此只能用向上排空气法收集,因此装置②和③组合可以用来制取二氧化碳,C正确;装置②长颈漏斗可以随时添加液体药品,D正确。
5.答案:D
解析:量取时要倾倒液体,试剂瓶标签应朝向手心,试剂瓶塞应倒放在桌面上;稀释浓硫酸要将浓硫酸慢慢注入水中;制取氢气长颈漏斗的下端管口应插入液面以下防止产生的气体逸出。
6.答案:D
解析:A、给试管中的固体加热时,为防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂,试管口应略向下倾斜,故选项A实验设计不合理。B、浓硫酸具有吸水性,但能与氨气反应,不能用于干燥氨气,故选项B实验设计不合理。C、易溶于水,不能用排水法收集,故选项C实验设计不合理。D、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则检验氨气是否集满时,可将湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口,若变蓝色,说明已集满,故选项D实验设计合理。故选:D。
7.答案:D
解析:A、该装置中的长颈漏斗与外界相通,没有形成密闭系统,无法用此方法检查该装置的气密性,故A操作错误;B、向锥形瓶内添加块状固体时,应先将锥形瓶横放,用镊子将固体放入锥形瓶口,再慢慢将锥形瓶竖起,使其滑落至容器底部,故B操作错误;C、该装置中的长颈漏斗下端没有伸入液面以下,会导致生成的二氧化碳由长颈漏斗逸出,无法收集到二氧化碳气体,故C操作错误;D、二氧化碳的密度比空气大,用图示装置收集二氧化碳时,二氧化碳应从长管通入,故D操作正确。故选:D。
8.答案:C
解析:注射器可控制液体的滴加速度,相当于分液漏斗。
9.答案:D
解析:一氧化碳具有还原性,能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,反应过程中可观察到a处黑色粉末逐渐变成红色,A正确;由题中制取一氧化碳的化学方程式可知,浓硫酸是催化剂,在反应中起催化作用,B正确;一氧化碳有毒,大气球的作用是收集一氧化碳,防止其污染空气,C正确;该实验共涉及三个反应,反应一为甲酸在热的浓硫酸的作用下生成一氧化碳和水,该反应具备“一变多”的特点,属于分解反应,反应二为一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,该反应不属于分解反应或置换反应,反应三为二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙和水,该反应也不属于分解反应或置换反应,故该实验所涉及的反应有分解反应,没有置换反应,D不正确。
10.答案:(1)长颈漏斗
(2);D;没有等到气泡连续均匀冒出时就开始收集或收集前集气瓶内没有装满水(合理即可)
(3);可以控制反应速率;
(4)①
解析:(1)仪器a的名称为长颈漏斗。
(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;排水法收集的气体较排空气法纯净,由于氧气不易溶于水,所以实验室要得到比较纯净的氧气通常选用排水法收集。用D装置排水法收集氧气时,开始排出的气体中含有空气,待气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集到的气体不纯;用排水法收集气体时,集气瓶内必须装满水,否则收集到的气体不纯,故用排水法收集到的不纯净的原因:没有等到气泡连续均匀冒出时就开始收集或收集前集气瓶内没有装满水(合理即可)。
(3)实验室利用石灰石或大理石(主要成分为碳酸钙)与稀盐酸制取二氧化碳,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为;该反应为固液常温型,发生装置可选择B或C,与B相比,C装置中可以通过分液漏斗,控制液体的滴加速度,从而控制反应速率;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,通常用澄清石灰水检验二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为。
(4)若用E装置收集满一瓶后,再向瓶中注水排出瓶中气体,由于氧气不易溶于水,密度比空气的大,所以水应从长管①端进入,才能将氧气排出。
11.答案:(1)酒精灯
(2)①B;②b;②
(3)①0.2;③收集50 mL 所用时间CuO比的多
解析:(1)仪器a是酒精灯。
(2)①用块状的硫化亚铁与稀硫酸制取气体,是固液不加热反应,其发生装置可选用B;②H S的密度比空气的大,用C装置来收集时,应从长管b端进气。
(3)①实验1、2利用了控制变量法,则表格中a的值为0.2;②实验1中过氧化氢在二氧化锰催化作用下产生水和氧气,化学方程式是:;③分析表中数据,可知二氧化锰作催化剂时,收集50 mL 所用时间更少。
12.答案:(1)锥形瓶
(2);③①②④;
(3)氧气 形成液封,节约药品
(4)180 偏小
解析:(1)由图可知,仪器①的名称是锥形瓶。
(2)氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:;实验结束后,从剩余固体中回收二氧化锰,氯化钾易溶于水,二氧化锰难溶于水,故可通过溶解、过滤、洗涤、干燥的方法,正确顺序为③①②④;如果二氧化锰未洗涤干净,表面会附着氯化钾,氟化钾能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钾,故可向最后一次洗涤液中,滴加溶液,若无白色沉淀生成,则说明已经洗涤干净。
(3)实验室用装置B、C、D进行实验时,C中蜡烛燃烧更旺,D中溶液变浑浊,说明B中产生的气体是氧气,氧气具有助燃性,能使蜡烛燃烧的更旺;小试管的作用是形成液封、节约药品。
(4)解:设所加蒸馏水的质量为x,根据稀释前后,溶质的质量不变,可得60 g×36%=(60 g+x)×9%,x=180 g,即180 mL。用装置E、F测量二氧化碳的体积时,若E中无植物油,部分二氧化碳溶于水,且与水反应,会导致测得二氧化碳的体积偏小。
13.答案:(1)B;
(2)D
(3)①过氧化钙和水;产生氧气多,供氧时间长
②分液漏斗
③增大与水的接触面积,提高水中的溶氧效率
④通入空气
解析:(1)实验室用大理石和稀盐酸制取为固液常温型反应,应选用的发生装置是B,高锰酸钾受热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为;
(2)二氧化碳的密度比空气大,能溶于水,可用向上排空气法收集,氧气不易溶于水,密度都比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,则实验室制取和均不能用向下排空气法收集,故实验室制取和均不能选择的收集装置是D;
(3)①由表格中的实验数据可知,过氧化钙和水反应产生氧气多,供氧时间长,所以若给鱼缸长效增氧,选择的试剂为过氧化钙和水;
②由图可知,向矿泉水瓶加水的装置类似于化学仪器中的长颈漏斗;
③多孔气泡石所起的作用是增大与水的接触面积,提高水中的溶氧效率;
④选择试剂制取氧气成本较高,空气中氧气的体积分数为21%,则一种更经济的给鱼缸供氧的方法是通入空气。
14.答案:(1)铁架台
(2)BC;检查装置气密性
(3)大理石/石灰石;有大量气泡产生;
(4)口;正
(5)澄清石灰水变浑浊;燃着蜡烛熄灭
(6)1.76
解析:(1)据图可知,仪器a的名称是铁架台;
(2)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,二氧化碳能溶于水且密度比空气大,只能用向上排空气法收集,在实验室可选用装置BC制取二氧化碳;连接仪器后,需检查装置气密性;
(3)加入药品,先往试管内加入大理石(或石灰石),然后加入其他药品,立即用带有导管的橡胶塞塞住管口,观察到试管内发生的现象为:有大量气泡产生;碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;反应的化学方程式为:;
(4)二氧化碳密度比空气大,用向上排空气法收集二氧化碳,将燃着的木条放在集气瓶口,当火焰熄灭,说明已收集满;收集满二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片,正放在试验台上备用;
(5)①二氧化碳和石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,所以向盛有1~2mL澄清石灰水的试管中通入二氧化碳,观察到澄清石灰水变浑浊;
②二氧化碳具有不燃烧且不支持燃烧的化学性质,将二氧化碳倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,观察到燃着蜡烛熄灭;
(6)设至少需要二氧化碳的质量是x,
要使该石灰水中的氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀,至少需要二氧化碳的质量是1.76g。
15.答案:(1)C
(2)供给呼吸;B;
(3)质量和化学性质反应的发生与停止;液面上升
解析:(1)氯化钠由钠元素和氯元素组成,不含氧元素,由质量守恒定律可知,氯化钠发生化学反应后不可能生成氧气。
(2)A装置中虽有分液漏斗,但控制的是水的量,水不参加反应,无法控制反应速率;B装置通过分液漏斗控制加入过氧化氢溶液的量,能够控制反应速率,获得平稳的气流;C装置中长颈漏斗无法控制加入过氧化氢溶液的量,不能获得平稳的气流;D装置中长颈漏斗加水,水不参加反应,无法控制反应速率。
(3)图中装置内过氧化氢分解生成氧气,使集气瓶中的气体增多,压强变大,过氧化氢溶液被压入安全管中,液面上升。
16.答案:(1)
(2)把带火星的木条放在导管③处,若木条复燃,则集满
(3)①⑤④②③
(4)长颈漏斗下端没有伸入液面以下
(5)能够控制反应的速率
解析:(1)装置B属于固固加热型,试管口有棉花,适合用高锰酸钾制取氧气。(2)氧气的密度比空气大,具有助燃性,若用装置E(正放)收集氧气,氧气应该从②端进入,将空气从③端排出来。
(3)浓硫酸具有吸水性,且不和二氧化碳反应,可用来干燥二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,要收集干燥的气体可用向上排空气法。
(4)为了防止产生的气体从长颈漏斗下端逸出,装置C中的长颈漏斗下端要伸入液面以下。
(5)装置A可通过分液漏斗控制液体的滴加速率,从而控制反应的速率。
17.答案:(1)
(2)吸收氯化氢气体
(3)吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳
(4)过氧化钠与水反应也能生成氧气
(5)有气泡生成,说明⑤中生成了
解析:(1)大理石的主要成分是碳酸钙,则装置①中发生的反应为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
(2)盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,则装置①中生成的二氧化碳中会混有氯化氢气体,氯化氢能与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,因此装置②中饱和碳酸氢钠溶液的作用是吸收氯化氢气体;
(3)碱石灰能吸收水蒸气和二氧化碳,所以装置⑥中碱石灰的作用:一是避免空气中的二氧化碳、水蒸气进入④⑤,影响实验结论;二是吸收氧气中的水蒸气和二氧化碳;
(4)有同学提出:“步骤2实验不足以证明氧气是二氧化碳与过氧化钠反应产生的”,其理由是过氧化钠与水反应也能生成氧气;
(5)为验证⑤中生成了,需要补充的实验操作是:取⑤中反应后的少量固体,加入稀盐酸至溶液呈酸性,碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡生成,说明⑤中生成了。
18.答案:(1)长颈漏斗
(2)beh;
(3)密度比空气大;
解析:(2)制二氧化碳的发生装置为固液不加热型,要制取较多的气体,应该选择容积较大的锥形瓶,即装置b,同时要便于随时添加液体药品,需要选择长颈漏斗,即装置e,搭配的橡胶塞为双孔橡胶塞,即装置h。
(3)由图可知,将二氧化碳从a端通入后,观察到2、3干燥的棉球不变色,1、4湿润的棉球变红且4棉球先变红,4先变红,说明二氧化碳的密度比空气大,湿润的棉球变红的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸使石蕊变红。
19.答案:(1)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气;将导管从水槽中取出
(2)b→c→d→e;F中燃着的蜡烛燃烧得更旺,G中澄清石灰水变浑浊
(3)bc
(4)①a;②b
解析:(3)某气体只能用排水法收集,则该气体可能具有的性质:难溶于水、能与空气中某种物质反应、密度与空气的密度非常接近。
(4)①氧气密度比空气大,不易溶于水,所以若用图1排空气法收集一瓶氧气,从a端通入,将空气从b端排出。②若在图2装置中盛满水,用排水法收集一瓶氧气,从b端通入,将水从a端排出。
20.答案:【寻找制氧剂】氧
【实验室制取氧气并验证性质】
(1)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
(2)A
(3)B
(4)①往反应后的集气瓶中加入适量澄清石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊;②排水
【自制简易制氧机】
(5)不需加热,节约能源,生成物为水,不会污染环境
(6)可以控制反应的发生和停止
(7)发生装置和收集装置
【实验拓展】
解析:【实验室制取氧气并验证性质】(4)①木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,要证明木炭燃烧发生了化学变化,即证明产生了新物质二氧化碳即可。②做铁丝燃烧实验需要浓度更高的氧气,排水法收集到的氧气浓度更高。
【自制简易制氧机】(6)改进设计中A添加了长颈漏斗,便于添加液体药品,B将长颈漏斗改成注射器,通过控制液体的滴加速率,从而控制反应的速率,C将药品放置于无纺布袋中,液体通过长颈漏斗加入,打开弹簧夹,加入液体药品,固液接触,反应开始,产生气体,关闭弹簧夹,装置中气压增大,将液体药品压回长颈漏斗中,固液分离,反应停止,则C与其他设计相比,具有优点是可以控制反应的发生和停止。

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