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专题10 实验基本技能与常见气体的制取、净化
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 常见仪器及基本操作 ☆☆☆ ①能使用基本工具和仪器（刻度尺、量筒等）进行安全操作②针对探究的目的和已有条件，列出探究实验所使用的相关材料、仪器、设备等，设计相关实验方案，画出相关装置图③说明混合物分离的主要方法（过滤、蒸发）及操作要点
考点2 常见气体的制取、检验与净化 ☆☆☆
■考点一　常见仪器及基本操作
一、化学仪器的使用
名称 仪器示意图 主要用途 使用时注意事项
试管 少量试剂的反应容器，盛放溶液，可直接加热 常温或加热时使用，加热时夹持中上部。加热时溶液不超过试管容积的1/3
烧杯 溶解、配制溶液，大量试剂反应容器 常温或加热时使用。加热时下面要放石棉网，使之均匀受热
量筒 用于量取一定体积的液体(不可加热，不能用作反应容器) 不能用作反应容器，不能加热。量取液体时应竖直放置，使视线与凹液面的最低处保持水平，读数取凹液面最低点刻度
铁架台 固定各种反应容器和其他仪器
酒精灯 用于加热，酒精量1/4～2/3，外焰温度最高 加热时使用外焰。不可用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯；不可向燃着的酒精灯中添加酒精；使用完毕用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭
漏斗 过滤
胶头滴管 用于吸取或滴加少量液体 滴加液体时，滴管不可插入或接触容器口及 内壁
玻璃棒 搅拌、过滤或转移液体时引流
二、化学药品的取用
1．实验室药品取用规则
(1)三不原则：不能用手接触药品；不要把鼻孔凑到容器口去闻药品气味；不得尝任何药品的味道。
(2)节约原则：注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量，一般应该按最少量取用，液体1～2mL，固体只需盖满试管底部。
(3)处理原则：“三不一要”，实验剩余的药品既不要放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。
2．固体药品的取用
(1)固体药品通常保存在广口瓶里。
(2)固体粉末一般用药匙或纸槽取用。操作时先使试管倾斜，把药匙小心地送至试管底部，然后使试管直立。(一倾、二送、三直立)
(3)块状药品一般用镊子夹取。操作时先横放试管，然后用镊子把块状药品或金属颗粒放入试管口，再把试管慢慢竖立起来，使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部，以免打破容器。(一横、二放、三慢竖)
3．液体药品的取用
(1)液体药品通常盛放在细口瓶里。广口瓶、细口瓶等都经过磨砂处理，目的是增大容器的气密性。
(2)取用不定量(较多)液体——直接倾倒。
(3)使用时的注意事项：
①细口瓶的瓶塞必须倒放在桌面上，防止药品腐蚀实验台或污染药品。
②瓶口必须紧挨试管口，并且缓缓地倒，防止药液损失。
③细口瓶贴标签的一面必须朝向手心处，防止药液洒出腐蚀标签。
④倒完液体后，要立即盖紧瓶塞，防止药品变质，并把瓶子放回原处，标签朝向外面。
4．使用胶头滴管滴加较少液体
应在容器的正上方垂直滴入；胶头滴管不要接触容器壁，防止污染试管或污染试剂；滴管不要平放或倒置，防止液体倒流，污染试剂或腐蚀橡胶胶帽；用过的滴管要立即用清水冲洗干净；但滴瓶上的滴管不能用水冲洗，也不能交叉使用。
5．使用量筒取用一定量的液体
当向量筒中倾倒液体接近所需刻度时，停止倾倒，余下部分用胶头滴管滴加液体至所需刻度线。读数时量筒必须放平，视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，再读出液体的体积(仰视偏小，俯视偏大)。
■考点一　常见仪器及基本操作
◇典例1：（2023·衢州）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据气体发生装置、排水法收集氧气注意事项、检验氧气的方法及硫在氧气中燃烧的注意事项分析。
【解答】A、过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解制氧气，长颈漏斗下端要浸入液面以下，在液面以上会使气体逸出，装置需要纠正，符合题意；
B、排水法收集氧气，导管伸入倒置集气瓶口，操作不需纠正，不符合题意；
C、检验气体是否为氧气，要用带火星木条伸入瓶中，观察木条是否复燃，操作不需纠正，不符合题意；
D、硫在氧气中燃烧，将硫伸入到瓶底预留水的集气瓶中，以吸收生成的二氧化硫，操作不需纠正，不符合题意；
◆变式训练1：（2023·温州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
【答案】（1）可能是（2）取出导管再进行验满
【解析】（1）如果溶液中有未溶的固体存在，那么溶液肯定饱和；如果没有未溶的固体存在，那么溶液可能饱和，也可能不饱和。
（2）导管在集气瓶中也会占有一定的体积，当取出导管后，集气瓶内氧气的体积肯定小于瓶子的容积，即集气瓶还没有收集满，据此分析解答。
【解答】（1）根据图片可知，溶液②中没有未溶的白糖存在，因此它可能是白糖的饱和溶液；
（2）可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是：取出导管再进行验满。
◇典例2：在学校组织的科学实验考查中，小明抽到的是用高锰酸钾制取氧气的实验。
（1）他看到实验桌上有上图所示的器材，要完成本实验，除选取①②③④⑤器材外，还需　 　（填序号）
（2）小明组装装置后，开始制取并收集氧气，实验结束时出现了水槽中的水倒流入试管的现象，他在实验操作中的错误是　 　。
【答案】（1）⑦⑨⑩
（2）没有在熄灭酒精灯前将导管从水槽中移出
【解析】（1）实验室用高锰酸钾制取氧气，发生装置有：铁架台、试管、棉花，酒精灯和插有导管的单孔胶塞；收集装置有：集气瓶，水槽等；
（2）氧气收集完毕后，如果先将酒精灯熄灭，后撤导管，那么试管中不再有气体生成，气压会减小，这时水槽里的水会沿着导管逆流进入试管，可能导致试管炸裂。
【解答】(1)他看到实验桌上有上图所示的器材，要完成本实验，除选取①②③④⑤器材外，还需试管、铁架台、酒精灯，即⑦⑨⑩；
（2）小明组装装置后，开始制取并收集氧气，实验结束时出现了水槽中的水倒流入试管的现象，他在实验操作中的错误是： 没有在熄灭酒精灯前将导管从水槽中移出 。
◆变式训练2：（2023·衢州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择　 　(选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
【答案】（1）分液漏斗 （2）B （3）
【解析】（1）根据常用仪器名称分析；
（2）根据反应物状态及反应条件选择发生装置分析；
（3）根据过氧化氢分解实质分析。
【解答】（1） 仪器a的名称是分液漏斗；
（2） 实验室用过氧化氢制取氧气，要选择固液常温型发生装置，即B；
（3）由反应前后原子种类和个数不变及过氧化氢分解实质可 知，生成物横线上粒子为一个水分子和一个氧分子，图示为；
■考点二　常见气体的制取、检验与净化
◇典例1：（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
【答案】C
【解析】A、根据氧气与铝、铁等常温可发生反应分析；
B、根据氧气的助燃性分析；
C、根据实验室高锰酸钾制氧气分析；
D、根据除杂时不能引入新杂质分析。
【解答】A. 氧气的化学性质比较活泼，与其他物质反应可以在常温下进行，如铁生锈，不符合题意；
B. 氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的助燃物 ，不符合题意；
C. 实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气 ，不符合题意；
D. 将氮气和氧气混合气体通过红热的炭 ，氧气与碳反应会生成二氧化碳，引入新杂质，不符合题意；
◆变式训练1：（2021·金华）以下是实验室制取、收集、检验气体的常用装置。
（1）图甲中，在试管口放棉花的目的是　 　 ；用图示方法收集氧气的理由是　 　 。
（2）用图乙检验CO2性质时，澄清石灰水始终未见浑浊，原因可能是　 　。
【答案】（1）防止高锰酸钾粉末进入导管中；氧气不易溶于水，不和水反应
（2）盐酸浓度过高，有挥发性，会与氢氧化钙反应
【解析】该题主要考查了氧气制取的相关操作的目的和收集气体方法的原理；及二氧化碳的检验方法.
【解答】（1）高锰酸钾是粉末，受热分解产生氧气，会形成气流，会带走部分高锰酸钾粉末，放置棉花可以阻止高锰酸钾粉末进入导管中；甲采用的是排水法收集氧气，说明氧气不易溶于水，且不和水发生反应；
（2）澄清石灰水是碱，而盐酸具有挥发性，如果使用的稀盐酸浓度过大，会导致二氧化碳气体中混有的二氧化碳浓度过高，导致氢氧化钙被反应了，所以无法与二氧化碳反应，即没有任何现象；
◇典例2：（2023·衢州）某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。小金利用下图的装置探究其成分(所用药品均足量，反应均完全)。
（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是　 　；
（2）实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，过一会 观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是　 　 。
【答案】（1）长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定 （2）①CO2 H2；②CO2 CO
【解析】（1）根据压强差原理检查装置气密性方法分析；（2）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，氢气和一氧化碳具有还原性分析。
【解答】（1） 在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，气体不能排出，则甲装置中广口瓶内长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定；
（2）实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，说明原气体中有二氧化碳，过一会观察到乙装置中黑色粉末变红，说明有氢气或CO还原了氧化铜，甲装置电子天平读数恒定不变，说明不含水蒸气，则原混合气体组成可能是 ①CO2 H2；②CO2 CO ；
◆变式训练2：（2023·温州）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为　 　；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的　 　环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是　 　。
【答案】（1）H2O、CO2、CO
（2）气体净化
（3）防止加热时发生爆炸，检验CO2
（4）H装置中澄清石灰水变浑浊
【解析】根据水能使无水硫酸铜变蓝，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳与氧化铜反应后生成二氧化碳分析。
【解答】（1） 实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，说明含有水，B装置中的澄清石灰水均变浑浊，说明含有二氧化碳，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，F石灰水变浑浊，说明将原二氧化碳除去，经过反应又生成了二氧化碳，即原气体中含有一氧化碳；
（2） 装置C和D是除去原有二氧化碳，归属于上述思维模型中的气体净化 ；
（3）加热CO与空气的混合气体时易发生爆炸，且为验证气体中有二氧化碳，需在CO反应前检验，所以小金在加热前先通一段时间的混合气体，目的是防止加热时发生爆炸，并检验CO2；
（4） H装置中澄清石灰水变浑浊，则说明有通入气体进入H，装置内空气已排净；
1．（2021·金华）下列实验操作需要纠正的是（　　）
A．检查气密性 B．向试管中加固体 C．倾倒液体 D．收集氧气
【答案】B
【解析】A、根据热胀冷缩的原理检查装置气密性的方法分析；
B、根据固体药品取用原则分析；
C、根据倾倒液体要看瓶塞、试剂瓶口和标签三处分析；
D、根据氧气可用排水法收集分析。
【解答】A、检查装置气密性，将导管放入水中，手握试管观察导管口是否有气泡冒出，不符合题意；
B、向试管中加固体，要横持试管，将固体放在试管口，再缓缓直立，符合题意；
C、倾倒液体，瓶塞要倒放，试剂瓶口紧挨试管口，标签向着手心，不符合题意；
D、氧气不易溶于水，可用排水法收集，不符合题意；
2．（2023·衢州）实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是（　　）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
【答案】D
【解析】考虑实验室选择气体收集方式时，是否能选用排水法要考虑气体的溶解性和是否与水反应；是否能选用排空气法要考虑气体的密度比空气大还是小；据此进行分析判断。
【解答】实验室制取气体选择收集方法时，收集方法的选择是根据：一般考虑气体物理性质中的密度和溶解性，化学性质中看它是否与水发生化学反应；难溶于水或不易溶于水且不与水反应的气体可用排水法收集；密度比空气大的气体（不能与空气中的成分反应）可用向上排空气法收集，密度比空气小的气体（不能与空气中的成分反应）可用向下排空气法收集。故②③⑤需要考虑
3．（2023·温州）小舟要用锌粒和稀硫酸在实验室制取一瓶干燥的氢气。
[实验原理]Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
[发生装置]根据反应条件与反应物状态，小舟应选择的发生装置是　 　（选填“甲”或“乙“）。
[收集装置]为了得到干燥的氢气，小舟设计了如图丙的装置，装置中液体a可以是　 　。
【答案】乙；浓硫酸
【解析】实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，可用向下排空气法或者排水法收集氢气。
【解答】由实验原理可知，锌粒和稀硫酸反应时不需要加热，故发生装置选择乙；
干燥的氢气一般可用浓硫酸的吸水性。
4．（2021·金华）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式　 　；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　 　。
【答案】（1）MnO2 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑。
（2）⑥③②④①⑤
【解析】（1）根据实验室制取氧气的反应原理分析；
（2）根据加热固体制取氧气的步骤口诀“查、装、定、点、收、移、熄”，谐音“茶庄定点收利息”分析。
【解答】（1）制取氧气的反应方程式有2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ;
（2）加热固体且用排水法收集氧气时，要先检查装置气密性，再装药品，再加热、收集气体，然后集满后先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，顺序为 ⑥③②④①⑤ 。
故答案为：（1）2KClO3 2KCl+3O2↑或2H2O2 2H2O+O2↑或2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑；（2） ⑥③②④①⑤ 。
5．（2021·金华）小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢 查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于刷烈而引发事故。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度
【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验， 观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度， 使反应速度变慢。
【交流反思】
（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的　 　相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较　 　。
（3）【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是　 　。
【答案】（1）速度
（2）相同时间内收集到氧气的体积
（3）水可以降低温度，减缓反应的速度
【解析】（1）在反应过程中，如果滴加过氧化氢溶液的速度过快，也会造成溶液浓度的增大，从而对实验探究的问题产生影响；
（2）氧气产生的速度其实就是气泡生成的速度，可以用相同时间比体积或相同体积比时间的方法来确定速度的大小；
（3）分析对实验的描述中哪个因素发生改变，从而确定猜想的因素即可。
【解答】（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的速度相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较：相同时间内收集到氧气的体积；
（3）用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，变量是温度，因此该实验基于的假设为：水可以降低温度，减缓反应的速度。
6．（2023·温州）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200m注射器入橡皮塞中，将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……
（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是　 　。
（2）装置末端连接的气球的作用是　 　。
（3）实验过程中，当观察到　 　现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为　 　(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
【答案】（1）通入氢气
（2）收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入)
（3）U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝
（4）0.8a
【解析】根据氢气与氧化铜反应生成铜和水，进行实验时为防止发生爆炸要先排除装置内空气及氧化铜中铜元素质量即为生成铜的质量分析。
【解答】（1）氢气与空气混合气体受热易发生爆炸，所以为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前应先通入纯净氢气排除装置内空气；
（2）空气中水蒸气会干扰实验结果，装置末端连接的气球可收集尾气且防止空气中的水蒸气进入；
（3）硫酸铜遇水会变蓝， U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝可判断有水生成；
（4）a克氧化铜中铜元素质量为，若生成0.8a则说明氧化铜已完全转化为铜。
故答案为：（1）通入氢气；（2） 收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入) ；（3） U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝 ；（4）0.8a.
7．（2023·衢州）小科利用以下“认识物质性质”的思维模型，在老师的指导下学习未知气体X的性质。
（1）变化→性质：小科用图甲装置进行实验，向左侧塑料瓶里倒入足量的气体X，观察到试纸A不变红，试纸B比C先变红。据此推测气体X有哪些性质？　 　
（2）性质→变化：通过学习知道，气体X能与氢氧化钠反应，且不产生其他气体。如图乙，小科向充满气体X的烧瓶中注入10mL氢氧化钠溶液，反应结束后打开止水夹。预测将出现的现象，并写出对应的原因。　 　
（3）性质→应用：根据以上性质，若要收集一瓶干燥的气体X，可将气体X干燥后，再选用下图中的　 　（填字母）方法进行收集。
【答案】（1）气体X的密度比空气大，且能与水反应生成酸性物质
（2）烧杯中的水倒吸进入烧瓶，原因：气体X与氢氧化钠反应导致瓶内气压减小，大气压将水压入烧瓶
（3）B或E
【解析】（1）根据倒入X的现象确定其性质分析；
（2）根据X与氢氧化钠反应装置内压强减小分析；
（3）根据X的性质选择收集方法分析。
【解答】（1）X能倒入容器， 试纸B比C先变红 ，说明具有密度比空气大的性质，干燥石蕊试纸不变色，湿润的石蕊试纸变红，可证明气体能与水反应生成酸性物质。
（2） 气体X与氢氧化钠反应导致瓶内气压减小，大气压将水压入烧瓶 ，观察到的现象为烧杯中的水倒吸进入烧瓶 。
（3） X密度比空气大，能与水反应，若要收集一瓶干燥的气体X，可将气体X干燥后，选用向上排空气法收集，即B或E。
故答案为：（1） 气体X的密度比空气大，且能与水反应生成酸性物质 ；（2） 烧杯中的水倒吸进入烧瓶 ，气体X与氢氧化钠反应导致瓶内气压减小，大气压将水压入烧瓶 ；（3）B或E。
8．（2023·温州）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。
【答案】（1）A；B （2）2H2O2 2H2O+O2↑ （3）t3
【解析】本题考查的实验室制取氧气的相关知识，实验室利用双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水。
【解答】（1）实验的唯一变量为双氧水的浓度，故其余变量都相同（如二氧化锰质量，以及滴加速度等）；
（2）双氧水在二氧化锰的催化作用下，生成氧气和水；故方程式为： 2H2O2 2H2O+O2↑ ；
（3） H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢， 故t3最大；
9．（2023·温州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
【答案】（1）将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满
（2）二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大
（3）
【解析】（1）根据二氧化碳气体的验满方法解答；
（2）二氧化碳的密度大于空气，它们会不断的从上面的小孔逸出，进入空气，从而使电子秤的示数减小；
（3）分析电子秤示数的变化规律，然后尝试完成作图即可。
【解答】（1）检验二氧化碳收集满的操作是：将燃着的木条放在集气瓶口。若熄灭，则已经收集满。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是：二氧化碳逸出，空气进入：且二氧化碳比空气密度大。（3）①氢气的密度小于空气，随着氢气的逸出，空气会慢慢进入桶内，从而使电子秤的示数增大，直到最后示数变成5.39g；
②由于氢气的密度小于空气，因此它会聚集在纸筒的上面，即正放时氢气的逸出速度大于倒放时的速度，则正放时电子秤的示数增大速度大于倒放时，如下图所示：
10．（2023·衢州）小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置：图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热，图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。小明产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分，小明查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，小明确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先　 　，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有　 　气体生成。
（2）在②中小明是利用物质的　 　 (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为　 。
【答案】（1）先通入一氧化碳，排尽装置内的空气；CO2
（2）物理
（3）CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4
【解析】（1）根据一氧化碳与金属氧化物反应需先排尽装置内空气，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析；
（2）根据不需化学变化体现的性质为物理性质分析；
（3）根据所给实验现象确定图1中生成物，从而写出反应方程式分析。
【解答】（1） 一氧化碳与空气的混合气体加热可能发生爆炸，在①中开始实验时，应该先通入一会一氧化碳，排尽装置内空气， 再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有二氧化碳生成。
（2） 在②中小明用磁铁吸引黑色固体，是利用物质的物理性质进行判别。
（3） 图1硬质玻璃管中黑色固体加入稀硫酸未观察到气泡，说明生成物四氧化三铁和二氧化碳，则图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为CO+3Fe2O3 CO2+2Fe3O4 。
11．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是　 　g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是　 　元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
【答案】（1）1.4
（2）设20mL过氧化氢溶液中溶质的质量为x
2H2O2 2H2O+ O2↑
68 32
x 1.4g
x=2.975g
（3）240
（4）A；C；D
【解析】氧气是氧元素形成的一种单质，化学式O2，其化学性质比较活泼，与大部分的元素都能与氧气反应。常温下不是很活泼，与许多物质都不易作用。但在高温下则很活泼，能与多种元素直接化合，这与氧原子的电负性仅次于氟有关。 氧气是无色无味气体，是氧元素最常见的单质形态。熔点-218.4℃，沸点-183℃。不易溶于水，1L水中溶解约30mL氧气。在空气中氧气约占21%。液氧为天蓝色。固氧为蓝色晶体。动物呼吸、燃烧和一切氧化过程（包括有机化合物的腐败）都消耗氧气。但空气中的氧能通过植物的光合作用不断地得到补充。在金属的切割和焊接中。是用纯度93.5%~99.2%的氧气与可燃气（如乙炔）混合，产生极高温度的火焰，从而使金属熔融。冶金过程离不开氧气。为了强化硝酸和硫酸的生产过程也需要氧。不用空气而用氧与水蒸气的混合物吹入煤气气化炉中，能得到高热值的煤气。医疗用气极为重要。
【解答】（1）从乙图中质量的变化量中可以看出完全分解的氧气质量为413.7-412.3=1.4克；
（3） 若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L） ，氧气的质量=600L×1.4g/L=840克；
是20mL过氧化氢制取氧气质量的600倍，所以所需的过氧化氢的成本=0.4元×600=240元；
（4）氧气微溶于水，所以B有影响，B错误；ACD都是合理的；A中广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水，导致测得的体积减小，正确；C：读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小，因为此时右边的液体压强大，B正确；D：测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积，正确，过氧化氢溶液的加入也会使得甲中气体像丙中压入，D正确；
12．（2023·衢州）某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
[制氧剂]相关信息
制氧剂A的成分为：2Na2CO3·3H2O2
制氧剂A放入水中后发生的反应：2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
制氧剂B的成分为：MnO2
[使用步骤]
Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位；
Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方；
Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体；
Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。回答下列问题：
（1）在乙杯中加入清水的作用是　 　；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　；
（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
【答案】（1）通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气
（2）控制氧气产生的速率
（3）知识要点：
①过氧化氢溶液分解会产生氧气
②二氧化锰是该反应的催化剂，能加快过氧化氢的分解
③气体增多使甲杯内上方压强增大，大于外界大气压
【解析】（1）根据气体从水中导出可观察速率及湿润气体分析；
（2）根据反应速率与反应物浓度有关分析；
（3）根据过氧化氢分解产生氧气，且在二氧化锰催化作用下可加快分解分析。
【解答】（1） 在乙杯中加入清水的作用是通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，且能湿润氧气 ；
（2） 甲杯中加入清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有改变反应的浓度，以 控制氧气产生的速率 ；
故答案为：（1） 通过观察气泡的速度知道供氧的快慢，湿润氧气 ；（2） 控制氧气产生的速率 ；（3）从产生氧气、催化剂加快分解、产生气体后装置内压强增大等方面解答合理即可。
13．（2023·温州）水质对水族箱内鱼的生存至关重要，定期监测和维护水质有利于鱼的生存。
（1）自来水消毒后残留的氯称为余氯，其对鱼有害。某研究者用三种不同的方式去除余氯，其效果如图所示。据图，小明采取方式二去除余氯，其理由是　 　。
（2）水族箱在使用过程中需要补充氧气，常用的方法有增加水草或投放增氧剂。
①增加水草可以补充氧气的原因是　 　。
②过氧化钙是常用的增氧剂，其与水缓慢反应生成氧气的化学方程式为：。
检测发现，投放适量过氧化钙为鱼补充氧气，在持续补氧过程中水的pH基本保持不变。解释原因　 　。
【答案】（1）所用时间较短且节能
（2）水草光合作用能产生氧气；过氧化钙与水反应生成氢氧化钙的速度和鱼呼吸作用产生二氧化碳消耗氢氧化钙的速度基本相同，基本保持不变
【解析】（1）选择哪一种方式处氯，可通过除去时间和所消耗能源等方面进行考虑；
（2）氧气的多少可通过光合作用来补充；过氧化钙与水反应生成的氢氧化钙会与二氧化碳反应；
【解答】（1） 明采取方式二去除余氯，其理由是所用时间较短且节能；
（2）①增加水草可以补充氧气的原因是 ：水草光合作用能产生氧气；
②氢氧化钙也会吸收二氧化碳，使其溶于水的量减少，故原因为： 过氧化钙与水反应生成氢氧化钙的速度和鱼呼吸作用产生二氧化碳消耗氢氧化钙的速度基本相同，基本保持不变 。
14．（2023·温州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是　 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
【答案】（1）木条复燃
（2）净化气体（或观察产生气体的速度）
（3）解：设生成的氧气质量为m
2 = 2 O+ ↑
68 　 32
119克 　 m
m=56克
答：用一瓶茶垢净制得的氧气能供该人持续吸氧80分钟。
【解析】（1）实验室可用带火星的木条来检验氧气；
（2）A瓶释放的氧气通过B瓶后可被湿润；
（3）利用双氧水制取氧气的化学方程式和双氧水的质量即可求得氧气的质量。
【解答】（1） 带火星的木条伸入氧气瓶中，能观察到木条复燃；
（2）A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是净化气体（或观察产生气体的速度）。
1．（2022·南湖模拟）下列实验操作正确的是（　　）
A．测溶液pH B．检查装置气密性 C．过滤 D．氢气还原氧化铜
【答案】B
【解析】A、根据pH试纸的使用方法分析；
B、根据热胀冷缩原理检查装置气密性的操作方法分析；
C、根据过滤“一贴二低三靠”原则分析；
D、根据氢气还原氧化铜装置的特点及给试管中固体加热试管口略向下倾斜分析。
【解答】A.测溶液的pH时，不能将pH试纸直接浸入待测液中，以免污染待测液，A错误。
B.检查装置气密性时把导管的一端浸没在水里，用手紧握试管外壁，若观察到水中的导管口有气泡冒出，则装置不漏气，B正确。
C.过滤时应用玻璃棒引流，C错误。
D.氧化铜与氢气反应生成铜和水，为防止冷凝水回流炸裂试管，试管口应略向下倾斜，D错误。
2．（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
【答案】C
【解析】根据MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气，要收集干燥氧气，需将气体通过碱石灰干燥后利用向上排空气法收集及氧气的验满方法分析。
【解答】A、在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可加快过氧化氢分解产生氧气，二氧化锰不能产生氧气 ，不符合题意；
B、 装置②的方法收集氧气中会含有水蒸气，不能得到干燥氧气，不符合题意；
C、 若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满 ，符合题意；
D、 将装置①分别与装置③连接，能达到实验目的 ，②收集气体不干燥，不符合题意；
3．下列实验方案能达到相应实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中混有的少量氯化氢气体 将气体通过足量的氢氧化钠溶液
B 测定空气中O2体积大致所占比例 用铁丝代替红磷做实验
C 证明CO2能与水反应 将CO2通入滴有无色酚酞试液的水中
D 除去氧气中混有的少量水蒸气 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、D、根据除杂原则分析，除杂时所加物质只能与杂质反应且不能引入新杂质；
B、根据测定氧气体积分数的原理分析；
C、根据酸的化学性质分析。
【解答】A、氢氧化钠既能与杂质氯化氢反应，又能与原物质二氧化碳反应，错误；
B、铁丝在氧气中不能燃烧，不能代替红磷测氧气体积分数，错误；
C、二氧化碳与水反应生成碳酸，酚酞不能检验碳酸的生成，错误；
D、 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶 ，可以除去氧气中的水蒸气，正确。
4．如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
（1）甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。（选填字母）
（2）乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含　 　。
（3）丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时，老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。”的实验，增补该对照实验的目的是　 　。
【答案】（1）BD
（2）氢元素
（3）排除水中加入二氧化锰也会产生氧气
【解析】（1）根据发生装置选择看反应物状态及反应条件，收集装置选择看气体密度与溶解分析；
（2）根据质量守恒定律分析；
（3）根据实验中干扰因素要用对比实验排除分析。
【解答】（1） 用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体， 应选择固液常温型发生装置，即B，二氧化碳要用向上排空气法收集，选D；
（2）因高锰酸钾中不含氢元素，所以不能生成水；
（3）过氧化氢溶液中含有水， 排除水中加入二氧化锰也会产生氧气 ，所以要补充二氧化锰与水混合的实验；
5．（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
【答案】（1）CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（2）1号滤纸条不变色，2号滤纸条变红
（3）二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧
（4）C
（5）饱和NaHCO3溶液
【解析】（1）根据实验室制取二氧化碳原理分析；
（2）根据二氧化碳与水化合生成碳酸分析；
（3）根据二氧化碳不支持燃烧本身不燃烧分析；
（4）根据二氧化碳利用燃着木条放瓶口进行验满分析；
（5）根据氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体分析。
【解答】(4)CO2验满时，应将燃着的木条放在集气瓶口，验满之前导管不能拿出，故正确操作为C。(5)氢氧化钠能与二氧化碳反应，碳酸氢钠不能与二氧化碳反应，且能吸收挥发出的氯化氢气体，故棉花团上应事先浸有饱和NaHCO3溶液。
6．（2022·南湖模拟）为防止油脂酸败、肉类的氧化以及食品中维生素的损失，通常一些食品包装中会加入脱氧剂。例如月饼盒中常使用脱氧剂，主要成分为活性化铁粉，通过吸氧、绝氧等手段来达到产品保鲜目的。使用一段时间后黑色脱氧剂中会产生红褐色固体，小金对红褐色固体成分作出如下猜想，猜想一：可能是氧化铁；猜想二：可能是氢氧化铁；猜想三：可能是氧化铁和氢氧化铁。为探究固体中是否有氧化铁，小金设计图甲装置进行实验。
（1）图甲中C装置的作用是　 　。
（2）随着实验进行，B中出现白色沉淀，小金认为存在氧化铁。小金查阅资料发现氢氧化铁加热时会分解，并产生氧化铁和水，对实验结果存在干扰。于是他改进实验装置如图乙所示，在B装置前接一个U形管，里面装有无水硫酸铜粉末，D中出现　 　现象可以说明猜想一错误。请写出铁粉吸收空气中的氧气、水生成氢氧化铁的化学方程式：　 　。
（3）实验测得反应前后D装置的质量增加了a克，则红褐色固体中的氢氧化铁的质量为　 　(用含有字母的关系式表示)，小金再与反应前固体总质量的大小进行比较，即可判断猜想二、三正确性。
【答案】（1）尾气处理，防止污染环境
（2）白色固体变蓝色；4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3
（3）107a/27
【解析】（1）根据尾气中含CO，CO污染环境分析；
（2）根据硫酸铜遇水变蓝，铁、氧气、水化合生成氢氧化铁分析；
（3）根据反应前后元素质量守恒及元素质量为物质质量×元素质量分数分析。
【解答】（1）一氧化碳的实验中尾气有一氧化碳，排放空气中会污染空气，装置C作用是处理尾气，防止污染环境。
（2）氢氧化铁受热分解产生氧化铁和水，无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色，所以D中出现白色固体变蓝色，说明有水生成，由此可证明猜想一错误，铁吸收氧气和水生成氢氧化铁，反应方程式为为 4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3 。
（3） 反应前后D装置的质量增加了a克，即生成水的质量为a克，由水中氢元素质量即为氢氧化铁中氢元素质量可知，红褐色固体中的氢氧化铁的质量为。
故答案为：（1） 尾气处理，防止污染环境 ；（2） 白色固体变蓝色 ；4Fe+3O2+6H2O=4Fe（OH）3 ；（3） 107a/27 。
7．（2023九下·义乌模拟）为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。
【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。
【讨论与交流】
（1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法　 　。
（2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写)　 　。
（3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是　 　。
（4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中：
　 反应前 反应后
D装置 100g 103.6g
E装置 120g 125.5g
你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析：　 　。
【答案】（1）点燃处理或用气球收集处理等
（2）2、1、3
（3）白色固体变成蓝色
（4）能，由方程式可知，D装置增重质量为甲烷与氧化铜反应产生水的质量，同时生成二氧化碳质量为4.4克，而E装置增重质量为吸收二氧化碳质量，为5.5克。
【解析】（1）根据CO实验尾气可点燃或收集处理分析；
（2）根据检验气体时要先验证水，再检验其它气体分析；
（3）根据硫酸铜遇水由白色变成蓝色分析；
（4）根据D装置增重质量即为生成水的质量，E增重质量为二氧化碳质量，由方程式中质量关系确定甲烷与氧化铜反应生成水和二氧化碳质量，再由二氧化碳总质量确定CO存在分析。
【解答】（1）CO具有可燃性，为防止污染空气，实验的尾气可点燃处理或用气球收集处理等。
（2）要证明气体成分，需先验证水并除去水，再检验二氧化碳并除去，然后利用一氧化碳和甲烷能与氧化铜反应，通过生成二氧化碳和水验证甲烷和一氧化碳，方框中为验证水和二氧化碳的装置，即2、1、3。
（3）原气体中若含有CH4，与氧化铜反应后有水生成，D中的现象是白色固体变成蓝色。
（4）D装置增重质量即为生成水的质量，生成水为3.6克，设甲烷生成3.6克水同时生成二氧化碳质量为x
CH4+4CuO4Cu+ CO2+ 2H2O
　 44 36
　 x 3.6g
44：36=x：3.6g
x=4.4g，而生成二氧化碳总质量为E装置增重质量，即5.5克，说明原气体中含有CO。
故答案为：（1）点燃处理或用气球收集处理等；（2）2、1、3；（3）白色固体变成蓝色；（4）能，由方程式可知，D装置增重质量为甲烷与氧化铜反应产生水的质量，同时生成二氧化碳质量为4.4克，而E装置增重质量为吸收二氧化碳质量，为5.5克。
8．（2023·慈溪模拟）俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但在使用煤炭的过程中，却发生了中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢 同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想：
猜想1：有CO、CO2
猜想2：有CO、H2
猜想3：有CO、CO2和 H2
猜想4：有CO、H2、CO2和 H2O
【初步分析】
（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是　 　。
（2）【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是　 　
（3）同学们最终选择了下图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是　 　。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是　 　。
【答案】（1）违背质量守恒定律(合理即可)
（2）不可行，无法检验原气体中是否含有水蒸气
（3）F中的无水硫酸铜变蓝；检验CO2，收集尾气
【解析】质量守恒： 1.反应前后物质总质量不变 2.元素的种类不变 3.各元素的总质量不变
【解答】（1）根据质量守恒：反应前后元素种类不变，反应前有C、H、O三种元素，反应后也应有这三种，猜想1中没有H元素，故填：违背了质量守恒定律。
（2）装置A的作用：吸收CO2 装置B的作用：检验水蒸气，装置C的作用：检验CO2，当气体通过溶液后会带出一部分的水蒸气，对检验原气体中是否含有水蒸气会产生干扰，因此需要先检验是否含有水蒸气。故填： 不可行，无法检验原气体中是否含有水蒸气
（3）①H2能与E装置的CuO发生反应：H2+CuOH2O+Cu 现象为黑色固体变红色，且产生的H2O能使F装置中的无水CuSO4变蓝，故填：F中的无水硫酸铜变蓝。
②G装置中澄清石灰水可以用来检验CO2，且该实验中尾气含有CO，CO难溶于水，可以利用该装置收集CO尾气，故填：检验CO2，收集尾气。
9．（2021·金华）某同学用足量的金属镁与7.3克5%的稀盐酸反应，测量产生气的体积。
（1）已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择甲图中的　 　装置进行制取和收集。
（2）乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有　 　产生，则表示该装置气密性良好。
（3）已知氢气的密度为0.09克/升，请计算能收集到多少升氢气。(计算结果精确到0.01%)
（4）反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能原因(写出两点).
【答案】（1）B和D
（2）气泡，松手后导管口有一段水柱
（3）解：盐酸中溶质氯化氢的质量：7.3克×5%=0.365克
设生成氢气的质量为m。
Mg+ 2HCl=MgCl2+ H2↑
73 　 2
0.365克 　 m
=
m=0.01克
V= = =0.11升
答：能收集到0.11升的氢气。
（4）反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体(或“气体中含有水蒸气”、“读数时量筒内的液面高于水槽液面”、“量筒内气压低于外界气压”“量筒内水没有装满”等合理答案均可)
【解析】（1）根据反应物的状态和反应条件选择气体的发生装置，根据气体的性质确定收集方法；
（2）如果装置气密性良好，那么当试管中的气体受热后体积膨胀，会从烧杯的管口处排出，形成气泡。松手后，温度下降，试管内气压减少，在大气压强的作用下，烧杯内的水会被吸入导管形成一段水柱。
（3）首先根据溶液质量×溶质质量分数计算出盐酸中溶质的质量，然后根据镁和稀盐酸反应的方程式，计算出生成氢气的质量，最后根据密度公式计算生成氢气的体积。
（4）收集到气体的体积偏大，可能是气体温度高引起的，也可能是里面混有其它气体，比如镁和水反应生成的、气体中的水蒸气，还可能是量筒内水没有装满等角度解答。
【解答】（1）反应物金属镁为固体，而稀盐酸为液体，且不需要加热，因此选择“固液常温型”，也就是发生装置选择B；因为氢气难溶于水，所以可以使用排水法收集，故收集装置选择D。
（2）乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有气泡，松手后导管口有一段水柱产生，则表示该装置气密性良好。
（3）盐酸中溶质氯化氢的质量：7.3g×5%=0.365g；
设生成氢气的质量为m，
Mg+ 2HCl=MgCl2+ H2↑
73 　 2
0.365克 　 m
；
解得：m=0.01g；
。
（4）反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，原因可能是：反应放热使反应容器内的气体受热膨胀、镁与水发生反应产生气体(或“气体中含有水蒸气”、“读数时量筒内的液面高于水槽液面”、“量筒内气压低于外界气压”“量筒内水没有装满”)。
10．（2021·金华）面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠(Na2CO3)，为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数(杂质不与盐酸反应)。
完成下列问题：
（1）为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的　 　装置(填字母)；
（2）小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见下表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数；
实验次数 碱面样品质量/克 稀盐酸质量/克 二氧化碳质量/克
1 11.0 50.0 1.1
2 11.0 200.0 4.4
3 11.0 250.0 4.4
（3）按照图甲实验装置测定的CO2气体质量，可能导致CO2质量测定结果偏小的原因 　 　(写出一种即可)。
【答案】（1）B
（2）解：设参加反应的Na2CO3的质量为x
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
106 44
x 4.4克
x=10.6克
Na2CO3%= ×100%=96.4%
答：碱面中Na2CO3的质量分数96.4%。
（3）生成的二氧化碳没有被全部吸收(或装置中还残留有二氧化碳气体)
【解析】（1）根据制取气体的反应物的状态和反应条件选择合适的制取装置。
（2）根据表格可知，当加入200g和250g稀盐酸时，生成二氧化碳的质量保持不变，这说明其中的碳酸钠已经完全反应。写出碳酸钠和稀盐酸反应的方程式，利用生成二氧化碳的质量计算出参加反应的碳酸钠的质量，最后根据计算即可。
（3）当反应结束后，整个装置内肯定会残留部分生成的二氧化碳气体，不能被氢氧化钠溶液吸收，从而导致计算出的碳酸钠的质量偏小，得到的质量分数偏小。
【解答】（1）碱面中的碳酸钠为固体，而稀盐酸为液体，反应不需要加热，因此气体发生装置应选择图乙中的B；
（2） 根据表格可知，反应结束时生成二氧化碳的质量为4.4g；
设参加反应的Na2CO3的质量为x，
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑
106 44
x 4.4克
；
解得：x=10.6g；
样品中碳酸钠的质量分数： 。
（3）按照图甲实验装置测定的CO2气体质量，可能导致CO2质量测定结果偏小的原因：生成的二氧化碳没有被全部吸收(或装置中还残留有二氧化碳气体)。
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专题10 实验基本技能与常见气体的制取、净化
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 常见仪器及基本操作 ☆☆☆ ①能使用基本工具和仪器（刻度尺、量筒等）进行安全操作②针对探究的目的和已有条件，列出探究实验所使用的相关材料、仪器、设备等，设计相关实验方案，画出相关装置图③说明混合物分离的主要方法（过滤、蒸发）及操作要点
考点2 常见气体的制取、检验与净化 ☆☆☆
■考点一　常见仪器及基本操作
一、化学仪器的使用
名称 仪器示意图 主要用途 使用时注意事项
试管 少量试剂的反应容器，盛放溶液，可直接加热 常温或加热时使用，加热时夹持中上部。加热时溶液不超过试管容积的1/3
烧杯 溶解、配制溶液，大量试剂反应容器 常温或加热时使用。加热时下面要放石棉网，使之均匀受热
量筒 用于量取一定体积的液体(不可加热，不能用作反应容器) 不能用作反应容器，不能加热。量取液体时应竖直放置，使视线与凹液面的最低处保持水平，读数取凹液面最低点刻度
铁架台 固定各种反应容器和其他仪器
酒精灯 用于加热，酒精量1/4～2/3，外焰温度最高 加热时使用外焰。不可用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯；不可向燃着的酒精灯中添加酒精；使用完毕用灯帽盖灭，不可用嘴吹灭
漏斗 过滤
胶头滴管 用于吸取或滴加少量液体 滴加液体时，滴管不可插入或接触容器口及 内壁
玻璃棒 搅拌、过滤或转移液体时引流
二、化学药品的取用
1．实验室药品取用规则
(1)三不原则：不能用手接触药品；不要把鼻孔凑到容器口去闻药品气味；不得尝任何药品的味道。
(2)节约原则：注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量，一般应该按最少量取用，液体1～2mL，固体只需盖满试管底部。
(3)处理原则：“三不一要”，实验剩余的药品既不要放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。
2．固体药品的取用
(1)固体药品通常保存在广口瓶里。
(2)固体粉末一般用药匙或纸槽取用。操作时先使试管倾斜，把药匙小心地送至试管底部，然后使试管直立。(一倾、二送、三直立)
(3)块状药品一般用镊子夹取。操作时先横放试管，然后用镊子把块状药品或金属颗粒放入试管口，再把试管慢慢竖立起来，使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部，以免打破容器。(一横、二放、三慢竖)
3．液体药品的取用
(1)液体药品通常盛放在细口瓶里。广口瓶、细口瓶等都经过磨砂处理，目的是增大容器的气密性。
(2)取用不定量(较多)液体——直接倾倒。
(3)使用时的注意事项：
①细口瓶的瓶塞必须倒放在桌面上，防止药品腐蚀实验台或污染药品。
②瓶口必须紧挨试管口，并且缓缓地倒，防止药液损失。
③细口瓶贴标签的一面必须朝向手心处，防止药液洒出腐蚀标签。
④倒完液体后，要立即盖紧瓶塞，防止药品变质，并把瓶子放回原处，标签朝向外面。
4．使用胶头滴管滴加较少液体
应在容器的正上方垂直滴入；胶头滴管不要接触容器壁，防止污染试管或污染试剂；滴管不要平放或倒置，防止液体倒流，污染试剂或腐蚀橡胶胶帽；用过的滴管要立即用清水冲洗干净；但滴瓶上的滴管不能用水冲洗，也不能交叉使用。
5．使用量筒取用一定量的液体
当向量筒中倾倒液体接近所需刻度时，停止倾倒，余下部分用胶头滴管滴加液体至所需刻度线。读数时量筒必须放平，视线要与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平，再读出液体的体积(仰视偏小，俯视偏大)。
■考点一　常见仪器及基本操作
◇典例1：（2023·衢州）下列与氧气有关的实验操作，需要纠正的是（　　）
A． B． C． D．
◆变式训练1：（2023·温州）科学发现往往源于对实验现象的观察与研究。
（1）如图甲进行白糖溶解实验，根据图中现象判断：溶液②　 　(填“是”“不是”或“可能是")白糖的饱和溶液。
（2）如图乙所示，小科利用集气瓶收集从导管导出的氧气时，每隔一段时间，他就取出导管，再用带火星的木条放在瓶口验满。可是他始终没有观察到带火星木条复燃，小科实验操作中出现的错误是　 　。
◇典例2：在学校组织的科学实验考查中，小明抽到的是用高锰酸钾制取氧气的实验。
（1）他看到实验桌上有上图所示的器材，要完成本实验，除选取①②③④⑤器材外，还需　 　（填序号）
（2）小明组装装置后，开始制取并收集氧气，实验结束时出现了水槽中的水倒流入试管的现象，他在实验操作中的错误是　 　。
◆变式训练2：（2023·衢州）科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置，请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是　 　。
（2）实验室用过氧化氢制取氧气，发生装置应选择　 　(选填”A”或”B”)。
（3）图C为过氧化氢分解的过程示意图，请将生成物的微观粒子模型补充完整。
■考点二　常见气体的制取、检验与净化
◇典例1：（2023·衢州）下列关于氧气性质及其制备的说法正确的是（　　）
A．氧气的化学性质很不活泼，与其他物质反应必须要加热
B．氧气参与很多燃烧反应，它是一种常见的可燃物
C．实验室可用加热分解高锰酸钾的方法制备氧气
D．要除去N2中的O2得到纯净的N2，只需将混合气体通过红热的炭
◆变式训练1：（2021·金华）以下是实验室制取、收集、检验气体的常用装置。
（1）图甲中，在试管口放棉花的目的是　 　 ；用图示方法收集氧气的理由是　 　 。
（2）用图乙检验CO2性质时，澄清石灰水始终未见浑浊，原因可能是　 　。
◇典例2：（2023·衢州）某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。小金利用下图的装置探究其成分(所用药品均足量，反应均完全)。
（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是　 　；
（2）实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通人混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊，过一会 观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是　 　 。
◆变式训练2：（2023·温州）思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出），将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
（1）实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为　 　；
（2）图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的　 　环节；
（3）【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是　 　；
（4）实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是　 　。
1．（2021·金华）下列实验操作需要纠正的是（　　）
A．检查气密性 B．向试管中加固体 C．倾倒液体 D．收集氧气
2．（2023·衢州）实验室制取气体选择收集方法时，下列性质：①颜色；②密度；③溶解性；④可燃性；⑤能否与水反应，必须考虑的是（　　）
A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．②③⑤
3．（2023·温州）小舟要用锌粒和稀硫酸在实验室制取一瓶干燥的氢气。
[实验原理]Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
[发生装置]根据反应条件与反应物状态，小舟应选择的发生装置是　 　（选填“甲”或“乙“）。
[收集装置]为了得到干燥的氢气，小舟设计了如图丙的装置，装置中液体a可以是　 　。
4．（2021·金华）实验室提供H2O2溶液、二氧化锰、KClO3和KMnO4四种药品及下列装置
根据要求完成下列问题：
（1）根据提供的药品，写出一种实验室制取O2的化学方程式　 　；
（2）选择装置B和C制取氧气的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　 　。
5．（2021·金华）小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢 查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于刷烈而引发事故。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度
【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验， 观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度， 使反应速度变慢。
【交流反思】
（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的　 　相同。
（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较　 　。
（3）【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是　 　。
6．（2023·温州）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200m注射器入橡皮塞中，将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……
（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是　 　。
（2）装置末端连接的气球的作用是　 　。
（3）实验过程中，当观察到　 　现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为　 　(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
7．（2023·衢州）小科利用以下“认识物质性质”的思维模型，在老师的指导下学习未知气体X的性质。
（1）变化→性质：小科用图甲装置进行实验，向左侧塑料瓶里倒入足量的气体X，观察到试纸A不变红，试纸B比C先变红。据此推测气体X有哪些性质？　 　
（2）性质→变化：通过学习知道，气体X能与氢氧化钠反应，且不产生其他气体。如图乙，小科向充满气体X的烧瓶中注入10mL氢氧化钠溶液，反应结束后打开止水夹。预测将出现的现象，并写出对应的原因。　 　
（3）性质→应用：根据以上性质，若要收集一瓶干燥的气体X，可将气体X干燥后，再选用下图中的　 　（填字母）方法进行收集。
8．（2023·温州）实验室用15%的H2O2溶液在MnO2催化作用下制取氧气，实验前需在烧瓶中加入一定量的水，是不是H2O：溶液浓度会影响氧气产生的速度？小科利用如图装置进行探究。
[建立假设]H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢，
[实验方案]在相同条件下，分别用30毫开2%、4%和6%的H2O2溶液进行实验，记录收集20毫升氧气所需的时间。
[实验数据]
实验序号 1 2 3
H2O2溶液的浓度 2% 4% 6%
收集20毫升氧气所需时间/秒 t1 t2 t3
[实验结论]在相同条件下，H2O2溶液浓度越小，产生氧气的速度越慢。
（1）上述实验除了实验装置相同，还要控制 相同(填字母)；
A．MnO2质量 B．滴加H2O2溶液的速度
（2）该实验通过分解H2O2制取氧气，可用化学方程式表示为　 　；
（3）表中t1、t2、t3的大小关系是支持上述实验结论的，其中最大的是　 　。
9．（2023·温州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：
①将有底的空纸筒盖上硬纸板、在电子秤上称得质量为5.39克；
②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体、盖上硬纸板。分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙、观察并记录读数变化：
③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。
回答下列问题：
（1）检验二氧化碳收集满的操作是　 　。
（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是　 　。
（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气。请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。(纸筒收集满氢气后的质量为5.30克)
10．（2023·衢州）小明在参考书上看到一氧化碳还原氧化铁(Fe2O3)的两种实验装置：图1用酒精灯(火焰温度400℃~ 500℃左右)加热，图2用酒精喷灯(火焰温度可达800℃以上)加热。小明产生了疑惑：在不同温度下反应有什么不同呢？他猜想：在不同温度条件下，得到产物的成分可能不同。于是他按图组装装置并检查好气密性，进行探究：
①在硬质玻璃管中，分别装入等量氧化铁粉末，连接装置，开始实验。当红棕色粉末变成黑色时停止加热。待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。过程中澄清石灰水均变浑浊。
②小明把两装置中的黑色粉末分别倒在白纸上，用磁铁靠近，发现黑色粉末均能被磁铁吸引。根据已有知识他判断黑色粉末可能为Fe、Fe3O4中的一种或两种。③为进一步确定成分，小明查阅资料，了解到Fe能和稀硫酸反应产生氢气而Fe3O4不能。于是他分别取等量黑色粉末装入两支试管，加入等量同浓度稀硫酸，产生气泡的情况如下表：
实验记录表
粉末来源 产生气泡的情况
图1装置 未观察到气泡
图2装置 大量气泡
由此，小明确定两装置中产物的成分不同，证实了自己的猜想。
（1）在①中开始实验时，应该先　 　，再分别加热玻璃管中的氧化铁。过程中澄清石灰水均变浑浊，说明都有　 　气体生成。
（2）在②中小明是利用物质的　 　 (选填“物理"或“化学”)性质来进行判别的。
（3）结合①②③实验结果，小明判断图1硬质玻璃管中反应的化学方程式为　 。
11．（2023·衢州）在医院，吸氧的患者每小时消耗600L氧气，费用为4元。实验室制取氧气的成本是多少呢？小科在图甲装置的锥形瓶中加入适量的二氧化锰和水，用注射器吸入20mL过氧化氢溶液并全部注入锥形瓶中，测得装置的总质量变化如图乙。
（1）上述过氧化氢溶液完全分解产生氧气的质量是　 　g。
（2）根据实验数据，通过化学方程式计算20mL过氧化氢溶液中溶质的质量。
（3）已知上述20mL过氧化氢溶液的成本为0.4元，若在实验室用同样的过氧化氢溶液制取600L氧气（密度取1.4g/L），需要的成本是　 　元，可见在实验时应节约药品。（不计其它成本）
（4）小科连接图甲和图丙装置，用注射器另取4mL同样的过氧化氢溶液，通过直接测量氧气的体积来计算成本。若不考虑导管对实验的影响，以下分析正确的是____。
A．广口瓶中的水面上有少量植物油，能防止氧气溶于水
B．实验前图丙装置中广口瓶内的水量不会影响测量结果
C．读数时量筒中的水面高于广口瓶内的液面导致测得氧气的体积偏小
D．测得氧气的体积等于量筒中增加的水的体积减去加入的过氧化氢溶液的体积
12．（2023·衢州）某款市售制氧杯具有供氧快、便携带、易操作、成本低的特点。图1为制氧杯实物图，图2为制氧杯内部结构剖面示意图，图3为制氧剂的相关信息。利用该制氧杯制氧，产生的氧气可以在剧烈运动后即时补氧，也可以供老人、孕妇等在家中和户外急救补氧。
[制氧剂]相关信息
制氧剂A的成分为：2Na2CO3·3H2O2
制氧剂A放入水中后发生的反应：2Na2CO3·3H2O2=2Na2CO3+3H2O2
制氧剂B的成分为：MnO2
[使用步骤]
Ⅰ．取下杯盖，在甲杯中加入A、B两种制氧剂，再加入清水至相应水位；
Ⅱ．取下与杯盖相连的乙杯，在乙杯中加入适量清水，将乙杯装回杯盖的中央正下方；
Ⅲ．将带有乙杯的杯盖和甲杯旋紧，形成一个如图1所示的整体；
Ⅳ．待出气孔②处有氧气逸出时，通过医用导气管供人呼吸补氧。回答下列问题：
（1）在乙杯中加入清水的作用是　 　；
（2）在甲杯中加入清水至相应水位，清水除了溶解制氧剂A并使制氧反应发生以外，还具有的作用是　 　；
（3）请运用所学知识，并结合以上信息，解释该制氧杯能快速产生氧气并能从出气孔②快速逸出的原因。
13．（2023·温州）水质对水族箱内鱼的生存至关重要，定期监测和维护水质有利于鱼的生存。
（1）自来水消毒后残留的氯称为余氯，其对鱼有害。某研究者用三种不同的方式去除余氯，其效果如图所示。据图，小明采取方式二去除余氯，其理由是　 　。
（2）水族箱在使用过程中需要补充氧气，常用的方法有增加水草或投放增氧剂。
①增加水草可以补充氧气的原因是　 　。
②过氧化钙是常用的增氧剂，其与水缓慢反应生成氧气的化学方程式为：。
检测发现，投放适量过氧化钙为鱼补充氧气，在持续补氧过程中水的pH基本保持不变。解释原因　 　。
14．（2023·温州）市场上有一种“茶垢净”，遇到热水后会产生氧气，并能深入微小的缝隙快速去除茶垢。
（1）向“茶垢净”中倒入热水，收集一瓶氧气，将带火星的木条伸入，能观察到　 　。
（2）如图是一台简易制氧机，A瓶中装有“茶垢净”、二氧化锰和水，氧气可从B瓶盖子上的出气孔排出，供人呼吸。A瓶的导管伸入B瓶水中的目的是　 　（写出一点）。
（3）现有一瓶“茶垢净”，其制氧量相当于119克过氧化氢分解产生的氧气量。某人吸氧时需要制氧机提供每分钟0.5升的氧气，请计算用这瓶“茶垢净”制得的氧气，最多能供他持续吸氧多长时间？（氧气密度取1.4克/升）
1．（2022·南湖模拟）下列实验操作正确的是（　　）
A．测溶液pH B．检查装置气密性 C．过滤 D．氢气还原氧化铜
2．（2023九下·义乌模拟）如图所示，①为制取氧气的发生装置(气密性良好)，其中的燃烧匙可以上下移动。②和③为氧气的收集装置。小金欲制取一瓶干燥的氧气，下列分析正确的是（　　）
A．在①中，将MnO2浸入H2O2溶液，MnO2可分解产生氧气
B．若用装置②的方法收集氧气，需等到导管口气泡均匀并连续冒出时才可收集
C．若用装置③的方法收集氧气，可将带火星的木条放至瓶口进行验满
D．将装置①分别与装置②或③连接，均能达到实验目的
3．下列实验方案能达到相应实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中混有的少量氯化氢气体 将气体通过足量的氢氧化钠溶液
B 测定空气中O2体积大致所占比例 用铁丝代替红磷做实验
C 证明CO2能与水反应 将CO2通入滴有无色酚酞试液的水中
D 除去氧气中混有的少量水蒸气 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
4．如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题。
（1）甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体，他应选用的实验装置是　 　。（选填字母）
（2）乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气，实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾不含　 　。
（3）丙同学在选用B装置探究“二氧化锰能加快过氧化氢分解制氧气”的实验时，老师要求他补充“在盛有少量二氧化锰的试管中加入适量水，并把带火星的木条伸入试管，观察现象。”的实验，增补该对照实验的目的是　 　。
5．（2022·南湖模拟）在学习了二氧化碳的制取与性质实验后，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的实验(夹持仪器已略去)。请回答：
（1）装置A中发生反应的化学方程式为　 　。
（2）装置B玻璃管内、外壁分别贴有用紫色石蕊试液浸泡过的干燥或湿润滤纸条，打开K1，关闭K2和K3，并向玻璃管外壁上4号滤纸条喷醋酸，观察到　 　，3号滤纸条不变色，4号滤纸条变红。由此证明了CO2能与水反应。
（3）紧接着又打开K3观察到低处蜡烛先熄灭，说明CO2具有的化学性质是　 　。
（4）如图所示CO2验满操作中，正确的是　 　(填字母)。
（5）为保证制得纯净的二氧化碳，棉花团上应事先浸有　 　(填”NaOH溶液”或”饱和NaHCO3溶液”)。
6．（2022·南湖模拟）为防止油脂酸败、肉类的氧化以及食品中维生素的损失，通常一些食品包装中会加入脱氧剂。例如月饼盒中常使用脱氧剂，主要成分为活性化铁粉，通过吸氧、绝氧等手段来达到产品保鲜目的。使用一段时间后黑色脱氧剂中会产生红褐色固体，小金对红褐色固体成分作出如下猜想，猜想一：可能是氧化铁；猜想二：可能是氢氧化铁；猜想三：可能是氧化铁和氢氧化铁。为探究固体中是否有氧化铁，小金设计图甲装置进行实验。
（1）图甲中C装置的作用是　 　。
（2）随着实验进行，B中出现白色沉淀，小金认为存在氧化铁。小金查阅资料发现氢氧化铁加热时会分解，并产生氧化铁和水，对实验结果存在干扰。于是他改进实验装置如图乙所示，在B装置前接一个U形管，里面装有无水硫酸铜粉末，D中出现　 　现象可以说明猜想一错误。请写出铁粉吸收空气中的氧气、水生成氢氧化铁的化学方程式：　 　。
（3）实验测得反应前后D装置的质量增加了a克，则红褐色固体中的氢氧化铁的质量为　 　(用含有字母的关系式表示)，小金再与反应前固体总质量的大小进行比较，即可判断猜想二、三正确性。
7．（2023九下·义乌模拟）为进一步确定湖边收集的气体的组成，同学们进行了以下探究过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
【提出猜想】收集的气体中可能含有CH4、CO2、CO和H2O。
【查阅资料】CO+CuOCu+CO2 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O
【设计方案】：学习小组的同学经过讨论，设计了如图所示的装置进行“猜想”的实验探究。已知：A为储气罐，存放湖边收集的气体；B中装有浓硫酸；C中装有CuO；D中盛装无水硫酸铜白色粉末；E中装有氢氧化钙溶液。
【讨论与交流】
（1）该系列装置还缺少尾气处理装置，写出一种你认为可行的尾气处理方法　 　。
（2）请你设计完成如图方框内的实验方案(选用下列装置，按连接顺序填写)　 　。
（3）原气体中若含有CH4，则D中的现象是　 　。
（4）老师认为以上设计仍有缺陷，不能确定CO气体是否存在。小王同学和小李同学想通过定量实验的方法进行检验，于是对实验方案进行了改进，E装置中的试剂改为足量的氢氧化钠溶液，同时对D、E装置在实验前后的质量进行称量，数据计入下表中：
　 反应前 反应后
D装置 100g 103.6g
E装置 120g 125.5g
你认为根据上述数据计算后能否得出原气体中含有CO的结论，并简要分析：　 　。
8．（2023·慈溪模拟）俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但在使用煤炭的过程中，却发生了中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢 同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想：
猜想1：有CO、CO2
猜想2：有CO、H2
猜想3：有CO、CO2和 H2
猜想4：有CO、H2、CO2和 H2O
【初步分析】
（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是　 　。
（2）【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是　 　
（3）同学们最终选择了下图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是　 　。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是　 　。
9．（2021·金华）某同学用足量的金属镁与7.3克5%的稀盐酸反应，测量产生气的体积。
（1）已知氢气的密度比空气小，难溶于水。应选择甲图中的　 　装置进行制取和收集。
（2）乙图为检查发生装置气密性的操作，当观察到水中的导管口有　 　产生，则表示该装置气密性良好。
（3）已知氢气的密度为0.09克/升，请计算能收集到多少升氢气。(计算结果精确到0.01%)
（4）反应结束后，发现实际收集到的气体体积比计算值要大，请分析可能原因(写出两点).
10．（2021·金华）面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠(Na2CO3)，为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数(杂质不与盐酸反应)。
完成下列问题：
（1）为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的　 　装置(填字母)；
（2）小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见下表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数；
实验次数 碱面样品质量/克 稀盐酸质量/克 二氧化碳质量/克
1 11.0 50.0 1.1
2 11.0 200.0 4.4
3 11.0 250.0 4.4
（3）按照图甲实验装置测定的CO2气体质量，可能导致CO2质量测定结果偏小的原因 　 　(写出一种即可)。
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