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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：（2025·浙江）下列实验操作正确的是 （　　）
A． B． C． D．
◆变式训练1：（2026·浙江模拟）2026年长三角新材料产业博览会上，高纯氧化镁作为高端电子材料备受关注。某科研团队以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为原料制备该材料，核心流程需经历酸浸、调节pH、过滤洗涤、加热分解等操作。下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A．按装置甲图示配制稀硫酸
B．按装置乙图示测定溶液的pH
C．按装置丙图示洗涤Mg(OH)2固体
D．按装置丁图示加热 Mg(OH)2固体
◆变式训练2：（2025·宁波模拟）如图甲所示为西藏芒康盐井古盐田，该地仍然保留着我国最原始的手工晒盐方法，江边的盐田经阳光蒸晒，晒干之后得到粗盐。小金按如图乙所示的操作流程提纯含少量泥沙的粗盐。
（1）通过①操作得到的物质为　 　(选填“纯净物”或“混合物”)。
（2）如图所示的实验操作中，需要用到玻璃棒的有　 　(填序号)。
（3）测定粗盐中氯化钠的质量分数时，下列实验操作中，会使测量结果偏大的是（）(填字母)。
A．蒸发过程中晶体飞溅
B．蒸发所得的精盐比较潮湿
C．蒸发皿中的精盐没有全部转移到称量纸上
◆变式训练3：（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　 　。
■考点二　常见气体的制取、检验与净化
◇典例1：（2025·嵊州模拟）规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的操作正确的是（）
A．检查装置气密性
B．取用固体试剂
C．排水法收集二氧化碳
D．验满
◆变式训练1：（2025·定海模拟）下列实验设计能实现相应实验目的的是（）
A．①验证集气瓶中集满氧气
B．②比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．③给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．④检查装置的气密性
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）小科同学利用如图装置制取氧气，并研究氧气的性质。请回答：
（1）小科用图甲装置制取氧气，则收集氧气的装置应连接　 　(填“A”或“B”)侧导管。
（2）小科用排水法收集氧气，当集气瓶中水排完后，用玻璃片磨砂面在水下盖紧集气瓶口，取出后将集气瓶　 　(填“正”或“倒”)放在水平桌面上。
（3）小科用如图丙装置研究氧气的性质，实验步骤如下： ①将透明实验盒用隔板分成互不相通的两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据绘制成图像丁；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③取走中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。图像丁中P点后氧气含量迅速下降，是因为P时刻进行了上述实验步骤 　 　(填序号)。
（4）根据上述探究实验能说明氧气密度比空气大、具有助燃性的实验现象是　 　。
◆变式训练3：（2025·浙江模拟） 某科学小组设计如图所示的实验装置探究化粪池内沼气的成分。小组同学将收集到的沼气依次通过如图甲所示的装置并观察现象。已知化粪池内气体可能含有 四种气体中的一种或儿种，碱石灰为NaOH和CaO的混合物。(假设每个装置内都充分反应或吸收)
请回答：
（1）收集沼气的方法是用绳子将装满水的大塑料瓶吊入化粪池，并将塑料瓶倒转，使水完全流出。该方法的本质是　 　集气法。
（2）装置①申清清石灰水吸浑浊，说明沼气中一定有　 　。
（3）设置装置②的目的是　 　。
（4）图甲中的④是由图乙中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整；气体燃烧装置→　 　→尾气处理装置。
1．（2025·浙江）科学是一门以实验为基础的学科。下列实验操作正确的是(　　)
A． B． C． D．
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·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
4．（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　 　。
5.（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　 　。
6.（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。
7.（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　 　 。
8．（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　 　。
9．（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。
10.（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　 　。
11．（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。
12．（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　 　。
13．（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)
14．（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　 。
15．（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
16．（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。
17．（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　 　。
18．（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．（2025·温州模拟）实验装置搭建得是否正确会影响实验的安全性及成功率。下列氢气还原氧化铜的装置合理的是(　　)
A． B．
C． D．
2．（2025·温州模拟）某科学社团开展实验活动，以下几个实验设计方案中，符合要求的是(　　)
A．①区分铁和硫化亚铁 B．②验证铁钉生锈需要氧气
C．③干燥并收集一瓶氧气 D．④测定空气中氧气的体积分数
3．（2025·德清模拟）如图甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列说法正确的是（　　）
A．甲实验现象为红色物质变黑，试管口有水珠
B．乙实验因为一氧化碳有毒，采用酒精灯燃烧法进行尾气处理
C．都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体以防止发生爆炸
D．氢气和一氧化碳都实现将铜元素从游离态变成化合态
4．（2025·浙江模拟）下列各图所示的装置气密性检查中，能说明装置漏气的是(　　)
A． B．
C． D．
5．（2025·温州模拟）小明在研究气体制取时发现，除了用大理石制取二氧化碳外，还可以通过加热碳酸氢钠固体来制取二氧化碳。
（1）实验室用大理石制取二氧化碳，需加入　 　(填“稀硫酸”“稀盐酸”或“浓盐酸”)。
（2）若用分解碳酸氢钠固体来制取，则应选用的气体发生装置和收集装置分别是图中的　 　(填字母)。
6．（2025·浙江三模）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　 　。 (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(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
7．（2026·瑞安模拟）某同学利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为　 。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对该同学的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
8．（2025·温州模拟）小科家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究：
【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。
（1）丙图中“气体发生器”装置的气密性检验方法：　 　。
（2）装置中计泡器的作用是　 　。
（3）如图丙所示，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的　 　(填“①”“②”或“③”)处。
（4）请在如下评价量表格指标二中填入“优秀”的相应评价内容：　 　。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 　 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出
9．（2025·浙江模拟） 在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体 置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。
简易制氢机评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒
产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸
氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适
请回答：
（1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是　 　反应。
（2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是　 　。
（3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是　 　。
（4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是　 　。
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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：（2025·浙江）下列实验操作正确的是 （　　）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】胶头滴管要垂直悬空滴加药品。
【解答】A、加热试管内的液体时，液体不能超过试管总体积的三分之一，手要握住试管夹的长柄，故A错误；
B、使用胶头滴管滴加药品时，不能将胶头滴管插入量筒内，故B错误；
C、不能用点燃的酒精灯取点另一盏酒精灯，故C错误；
D、使用药匙或纸槽取药品粉末，伸入试管底部后再将试管缓缓竖起，故D正确。
故答案为：D。
◆变式训练1：（2026·浙江模拟）2026年长三角新材料产业博览会上，高纯氧化镁作为高端电子材料备受关注。某科研团队以菱镁矿(主要成分是MgCO3)为原料制备该材料，核心流程需经历酸浸、调节pH、过滤洗涤、加热分解等操作。下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A．按装置甲图示配制稀硫酸
B．按装置乙图示测定溶液的pH
C．按装置丙图示洗涤Mg(OH)2固体
D．按装置丁图示加热 Mg(OH)2固体
【答案】C
【解析】稀释浓硫酸的操作：将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入水中，并用玻璃棒搅拌。
测pH：用玻璃棒蘸取待测液，滴在试纸上，呆颜色稳定后与标准比色卡进行对比。
【解答】A、稀释浓硫酸时，应将浓硫酸倒入水中，故A错误；
B、为防止污染试剂，不能将pH试纸伸入待测液中测量pH值，故B错误；
C、洗涤滤纸上的沉淀时，应用水浸没沉淀，重复2-3次，故C正确；
D、加热固体时，为了防止冷凝水倒流回试管，导致试管破裂，应将试管口略向下倾斜，故D错误。
故答案为：C。
◆变式训练2：（2025·宁波模拟）如图甲所示为西藏芒康盐井古盐田，该地仍然保留着我国最原始的手工晒盐方法，江边的盐田经阳光蒸晒，晒干之后得到粗盐。小金按如图乙所示的操作流程提纯含少量泥沙的粗盐。
（1）通过①操作得到的物质为　 　(选填“纯净物”或“混合物”)。
（2）如图所示的实验操作中，需要用到玻璃棒的有　 　(填序号)。
（3）测定粗盐中氯化钠的质量分数时，下列实验操作中，会使测量结果偏大的是（）(填字母)。
A．蒸发过程中晶体飞溅
B．蒸发所得的精盐比较潮湿
C．蒸发皿中的精盐没有全部转移到称量纸上
【答案】（1）混合物
（2）①②③
（3）B
【解析】（1）根据操作①是溶解操作进行分析；
（2）根据溶解、过滤、蒸发操作所需的仪器进行分析；
（3）根据测得结果偏大，获得的精盐的质量偏多进行分析。
【解答】（1）操作①是溶解操作，通过操作①所得到的物质中含有氯化钠、泥沙、水等，为混合物；（2）在溶解、过滤、蒸发操作中都要用到的玻璃仪器是玻璃棒，在溶解操作中，玻璃棒的作用是搅拌，加快粗盐的溶解速率的作用；过滤操作中，玻璃棒的作用是引流；蒸发操作中，玻璃棒的作用搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅，故选：①②③；
（3）A、蒸发过程中晶体飞溅，会导致得到的精盐的质量偏小，而使精盐的产率偏小；
B、蒸发所得的精盐比较潮湿，会导致得到的精盐的质量偏大，而使精盐的产率偏大；
C、蒸发皿中的精盐没有全部转移到称量纸上，会导致称量的精盐的质量偏小，而使精盐的产率偏小。
故选：B。
故答案为：（1）混合物；（2）①②③；（3）B。
◆变式训练3：（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。
■考点二　常见气体的制取、检验与净化
◇典例1：（2025·嵊州模拟）规范操作是科学实验的基本要求，下列有关“实验室制取二氧化碳”的操作正确的是（）
A．检查装置气密性
B．取用固体试剂
C．排水法收集二氧化碳
D．验满
【答案】A
【解析】根据常见实验操作的规范分析判断。
【解答】A.检查装置气密性时，关闭弹簧夹，如果长颈漏斗内的液面不下降，则说明装置的气密性良好，故A正确；
B.取用固体试剂时，瓶塞要倒放在桌面上，故B错误；
C.二氧化碳易溶于水，不能用排水法收集二氧化碳，故C错误；
D.验满时，燃烧的火柴要放到集气瓶口，故D错误。
故选A。
◆变式训练1：（2025·定海模拟）下列实验设计能实现相应实验目的的是（）
A．①验证集气瓶中集满氧气
B．②比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．③给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．④检查装置的气密性
【答案】D
【解析】A.根据氧气验满的方法判断；
B.根据除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，进行分析判断。
C.根据图中装置可观察到产生气泡的快慢，进行分析判断。
D.根据装置气密性的检查方法判断。
【解答】A.验证集气瓶中氧气是否收集满时，木条伸到瓶口即可，故A错误；
B.图中实验，过氧化氢溶液的浓度不同，变量不唯一，不能比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，故B错误；
C.监控氧气的流速，应“长进短出”，这样可根据产生气泡的速率来控制生成氧气的速率，故C错误；
D.如果装置的气密性良好，那么向长颈漏斗内添加液体时，瓶内的液面高度不变，故D正确。
故选D。
◆变式训练2：（2025·浙江模拟）小科同学利用如图装置制取氧气，并研究氧气的性质。请回答：
（1）小科用图甲装置制取氧气，则收集氧气的装置应连接　 　(填“A”或“B”)侧导管。
（2）小科用排水法收集氧气，当集气瓶中水排完后，用玻璃片磨砂面在水下盖紧集气瓶口，取出后将集气瓶　 　(填“正”或“倒”)放在水平桌面上。
（3）小科用如图丙装置研究氧气的性质，实验步骤如下： ①将透明实验盒用隔板分成互不相通的两部分，点燃燃烧室内的蜡烛，将倾倒室内的氧气传感器连接电脑并采集数据绘制成图像丁；②将氧气缓慢倒入倾倒室；③取走中间隔板；④观察并记录蜡烛的燃烧现象。图像丁中P点后氧气含量迅速下降，是因为P时刻进行了上述实验步骤 　 　(填序号)。
（4）根据上述探究实验能说明氧气密度比空气大、具有助燃性的实验现象是　 　。
【答案】（1）A
（2）正
（3）③
（4）0~25秒倾倒室内氧气含量上升，25秒后蜡烛燃烧更旺
【解析】（1）根据在电解水的实验中，与电源正极相连的一端产生的气体是氧气来分析解答；
（2）根据瓶内氧气的密度分析解答；
（3）根据在步骤③中，取走中间隔板，燃烧室内的蜡烛会消耗两侧的氧气，导致氧气含量迅速下降来分析解答；
（4）根据在该实验中，将氧气缓慢倒入倾倒室，当取走中间隔板后，蜡烛燃烧更旺，这是因为氧气具有助燃性，能支持燃烧来分析解答。
【解答】（1）在电解水的实验中，与电源正极相连的一端产生的气体是氧气，则收集氧气的装置应连接A；
（2）当集气瓶中水排完后，瓶内充满氧气，由于氧气的密度比空气大，所以应当把集气瓶正放在水平桌面上；
（3）在步骤 ③ 中，取走中间隔板，燃烧室内的蜡烛会消耗两侧的氧气，导致氧气含量迅速下降，从图像中可以看到P点后氧气含量迅速下降，所以P点后氧气含量迅速下降是因为P时刻进行了实验步骤 ③ ；
（4）在该实验中，将氧气缓慢倒入倾倒室，当取走中间隔板后，蜡烛燃烧更旺，这是因为氧气具有助燃性，能支持燃烧，同时氧气能从倾倒室进入燃烧室使蜡烛燃烧更旺，说明氧气是向下流动的，即氧气密度比空气大，则该探究实验能说明氧气密度比空气大、具有助燃性的实验现象是：0~25秒倾倒室内氧气含量上升，25秒后蜡烛燃烧更旺。
故答案为：（1）A；（2）正；（3） ③ ；（4）0~25秒倾倒室内氧气含量上升，25秒后蜡烛燃烧更旺。
◆变式训练3：（2025·浙江模拟） 某科学小组设计如图所示的实验装置探究化粪池内沼气的成分。小组同学将收集到的沼气依次通过如图甲所示的装置并观察现象。已知化粪池内气体可能含有 四种气体中的一种或儿种，碱石灰为NaOH和CaO的混合物。(假设每个装置内都充分反应或吸收)
请回答：
（1）收集沼气的方法是用绳子将装满水的大塑料瓶吊入化粪池，并将塑料瓶倒转，使水完全流出。该方法的本质是　 　集气法。
（2）装置①申清清石灰水吸浑浊，说明沼气中一定有　 　。
（3）设置装置②的目的是　 　。
（4）图甲中的④是由图乙中的两个装置组合而成，请在空格中按顺序填入装置的导管编号，将装置补充完整；气体燃烧装置→　 　→尾气处理装置。
【答案】（1）排水
（2）二氧化碳
（3）完全吸收二氧化碳和水，排除干扰
（4）b→a→d→c
【解析】（1）排水法收集气体时要求气体不溶于水也不与水反应。
（2）澄清石灰水可用于检验二氧化碳。
（3）碱石灰是固态氢氧化钠和氧化钙的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳气体。
（4）检验气体时，第一步检验的是水蒸气，定量分析中，第一步吸收的也是水蒸气，除杂时，最后一步吸收水蒸气。
【解答】（1）将水倒出，气体进入瓶内，属于排水法收集气体。
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，可知沼气中一定含有二氧化碳。
（3）碱石灰能够吸收水分和二氧化碳，防止水和二氧化碳对后续检验造成干扰。
（4）浓硫酸具有吸水性，为防止氢氧化钠溶液中的水对实验造成干扰，应先接浓硫酸，检验和吸收气体时，应长进短出，可知先接b、a，再接d、c，即顺序为：b→a→d→c。
1．（2025·浙江）科学是一门以实验为基础的学科。下列实验操作正确的是(　　)
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】量筒只能用于测量体积，不能用于配制溶液、稀释溶液等。
【解答】A、检查装置的气密性，导管口有连续、均匀气泡冒出，说明装置气密性良好，故A正确；
B、加热试管内的液体时，试管内的液体的体积应小于试管容积的三分之一，故B错误；
C、倾倒液体时，瓶塞要倒放，故C错误；
D、不能用量筒配制溶液，应在烧杯中进行，故D错误。
故答案为：A。
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·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；
4．（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。
5.（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；
6.（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；
7.（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 ；
8．（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。
9．（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.
10.（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；
11．（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。
12．（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；
13．（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：
14．（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 。
15．（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；
16．（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。
17．（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 。
18．（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．（2025·温州模拟）实验装置搭建得是否正确会影响实验的安全性及成功率。下列氢气还原氧化铜的装置合理的是(　　)
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】加热时氢气和氧化铜反应生成铜和水。
【解答】为了排尽试管中的空气，导管应该伸入到试管底部。为了防止水蒸气冷凝回流炸裂试管，试管口应该略向下倾斜，
故A、B、C错误，而D正确。
故选D。
2．（2025·温州模拟）某科学社团开展实验活动，以下几个实验设计方案中，符合要求的是(　　)
A．①区分铁和硫化亚铁 B．②验证铁钉生锈需要氧气
C．③干燥并收集一瓶氧气 D．④测定空气中氧气的体积分数
【答案】A
【解析】要测量空气中氧气的体积分数，应使用红磷这类不会产生气体的物质。
【解答】A、铁能被磁铁吸引而硫化亚铁不能，故A正确；
B、由图可知，两个试管的变量是水，可知探究的是铁钉生锈是否需要水，故B错误；
C、氧气密度大于空气，应长管进、短管出，故C错误；
D、木炭燃烧会产生二氧化碳气体，装置内压强不变，不能用于测定空气中氧气的体积分数，故D错误。故答案为：A。
3．（2025·德清模拟）如图甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列说法正确的是（　　）
A．甲实验现象为红色物质变黑，试管口有水珠
B．乙实验因为一氧化碳有毒，采用酒精灯燃烧法进行尾气处理
C．都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体以防止发生爆炸
D．氢气和一氧化碳都实现将铜元素从游离态变成化合态
【答案】B
【解析】A.根据氢气还原氧化铜的现象判断；
B.根据一氧化碳的燃烧产物判断；
C.可燃气体与空气混合受热容易发生爆炸；
D.元素在化合物中为化合态，在单质中为游离态。
【解答】A.氢气能与氧化铜反应生成铜和水，则乙实验还能通过玻璃管中黑色粉末逐渐变红判断反应是否发生，试管口有水珠，故A错误；
B.一氧化碳燃烧生成二氧化碳，从有毒变成无毒，故B正确；
C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，再使试管、玻璃管均匀受热，以防止发生爆炸，故C错误；
D. 氢气和一氧化碳都实现将铜元素化合态变成游离态，故D错误。
故选B。
4．（2025·浙江模拟）下列各图所示的装置气密性检查中，能说明装置漏气的是(　　)
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，根据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；一般用到的方法有：空气热胀冷缩法、注水法、抽气或压气法等；据此进行分析解答。
【解答】A.用手紧捂试管外壁，导气管口有气泡产生，说明装置气密性良好，故A不合题意；
B.弹簧夹夹紧乳胶管后，再向长颈漏斗中加水，有稳定液面差，说明装置气密性良好，故B不合题意；
C.弹簧夹夹紧后，上下移动左侧玻璃管，两边液面始终相平，说明装置漏气，故C符合题意；
D.夹紧弹簧夹用手紧捂烧瓶外壁，中间的导管内有水柱产生，说明装置气密性良好，故D不合题意。
故选C。
5．（2025·温州模拟）小明在研究气体制取时发现，除了用大理石制取二氧化碳外，还可以通过加热碳酸氢钠固体来制取二氧化碳。
（1）实验室用大理石制取二氧化碳，需加入　 　(填“稀硫酸”“稀盐酸”或“浓盐酸”)。
（2）若用分解碳酸氢钠固体来制取，则应选用的气体发生装置和收集装置分别是图中的　 　(填字母)。
【答案】（1）稀盐酸
（2）BC
【解析】（1）浓盐酸会挥发，会导致收集到的二氧化碳气体不纯；稀硫酸与大理石反应产生的硫酸钙微溶，会附着在大理石表面，使反应停止。
（2）A适用于有液体参与的反应，D适用于收集密度小于空气的气体。
【解答】（1）实验室采用稀盐酸和大理石制取二氧化碳。
（2）碳酸氢钠是固体，所以发生装置选择的是B，二氧化碳密度大于空气，所以选择的收集装置是C。
6．（2025·浙江三模）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　 　。 (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(KMnO4)不含　 　。
（3）能用C装置收集的气体性质是　 　。
【答案】（1）B、D
（2）氢
（3）不溶于水、不与水反应
【解析】（1）A适用于反应物全是固体的反应，B适用于固液不加热的反应。二氧化碳气体密度大于空气，所以采用向上排空气法收集。
（2）根据质量守恒定律可知，反应前后元素的种类不变。
（3）为减少气体的损失，使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
【解答】（1）石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应物时固体和液体，选择的发生装置是B。
二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，所以选择的发生装置是D。
（2）高锰酸钾的化学式为，不含氢元素，可知水不是由高锰酸钾分解产生的。
（3）使用排水法收集的气体不能与水反应，也不溶于水。
7．（2026·瑞安模拟）某同学利用碎鸡蛋壳和白醋(主要成分是一种酸————醋酸，具有挥发性)为原料，以回收的生活用品作为器材，制取二氧化碳气体并验证其部分性质。
（1）如图1，用矿泉水瓶作为发生装置的容器。反应前检查此装置气密性的操作方法为　 。
（2）如图2，取4张蓝色石蕊试纸，将其中两张用蒸馏水湿润后，再用细铁丝固定在透明的塑料管中。在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有　 　性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色。请分析出现这种情况的可能原因：　 　。
（3）实验过程中发现，在进行性质验证时，经常会因为一些原因需要暂停反应。请你利用生活中的物品，对该同学的发生装置进行改进，使其达到能随时暂停反应的进行。将你的设计表示在图3中(画出简图，并配上简短的操作说明)。
【答案】（1）将吸管的一端放入水中，用手捂住矿泉水瓶
（2）能与水反应生成碳酸，且密度比空气大；二氧化碳气体中含有水蒸气
（3）示例图1或图2，其他合理答案均可
【解析】（1）根据装置气密性的检查方法解答；
（2）二氧化碳本身没有酸性，但是溶于水后会形成碳酸，能够使石蕊试纸变红，结合它的密度大于空气分析解答；
（3）想办法将固体和液体分离即可控制反应的开始和结束。
【解答】（1） 检查装置气密性的原理是通过液封观察气压变化。关闭出口后加水，若装置漏气，液面会因内外气压平衡而下降；反之则气密性良好。
（2）在矿泉水瓶中加入碎鸡蛋壳和白醋，将产生的二氧化碳气体通入图2装置，根据二氧化碳具有能与水反应生成碳酸，且密度比空气大性质，预期将观察到：试纸4先变红色，试纸1后变红色，试纸2和3不变色。但实验结果却发现试纸2和3也变红色，可能原因：二氧化碳气体中含有水蒸气。
（3）我们可以用细绳拉动一个纱布做成的小沙包，在里面放上鸡蛋壳。用细绳将鸡蛋壳拉起，使其脱离下面的酸，则反应停止；将细绳放下，让鸡蛋壳与酸接触，则反应开始，如下图所示：
8．（2025·温州模拟）小科家的水族箱，因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究：
【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，自制补给器，部分设计如图丙所示。
（1）丙图中“气体发生器”装置的气密性检验方法：　 　。
（2）装置中计泡器的作用是　 　。
（3）如图丙所示，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的　 　(填“①”“②”或“③”)处。
（4）请在如下评价量表格指标二中填入“优秀”的相应评价内容：　 　。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 　 气体能直接排出但速度无法观测 气体无法排出
【答案】（1）关闭气体发生器右侧的气量调节阀，向气体发生器加水至淹没长颈漏斗下端，继续加水，形成一段水柱，液面不下降则气密性良好
（2）观察气体生成速率
（3）③
（4）气体能直接排出且速度可观测
【解析】（1）根据装置气密性检验的基本原理，即通过形成封闭体系，改变体系内压强，观察是否有相应现象来判断装置是否漏气，分析“气体发生器”装置的气密性检验方法。
（2）根据计泡器在装置中的位置和作用，结合气体产生和排出的过程，判断其作用。
（3）根据气体在水中溶解和分布特点，以及水族箱内水的流动情况，分析气体细化器应放置的位置。
（4）根据装置的功能进行评价。
【解答】（1）丙图中“气体发生器”装置的气密性检验方法：关闭气量调节阀，往长颈漏斗中加水至浸没漏斗下端，继续加水形成一段水柱，水柱能保持稳定不下落则说明气密性良好；故答案为：关闭气量调节阀，往长颈漏斗中加水至浸没漏斗下端，继续加水形成一段水柱，水柱能保持稳定不下落则说明气密性良好。
（2）计泡器是用于观察气体产生速度的装置，应长管进气，短管排出，即图D；故答案为：D。
（3）如图丙所示，将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的③处。因为③处是水族箱底部，二氧化碳气体密度比水大，将气体细化器放在此处，二氧化碳能更好地溶解在水中，且能随着水的流动扩散到整个水族箱，提高二氧化碳的溶解效率，更有利于水草吸收二氧化碳；故答案为：③。
（4）该装置反应安全，且可控，气体能直接排出且速度可以观测，因此评为优秀；故答案为：等级：优秀，依据是反应安全，且可控，气体能直接排出且速度可以观测。
9．（2025·浙江模拟） 在制作“简易制氧机”项目式学习中，师生共同制定了如表所示的评价表。小组同学通过对照评价表自评后，完成了如图所示的简易制氧机从1.0到3.0版的迭代。已知使用制氧机的具体操作是量取一次保健吸氧所需过碳酸钠固体 置于塑料瓶中，再加入一定量的水和少量的二氧化锰。
简易制氢机评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
稳定性 摆放平稳，不易倒伏 摆放较平稳，轻碰后易倒伏 摆放不稳定，不碰即倒
产氧速率 产氧速率适中，适合人体呼吸 产氧速率略快或略慢 产氧速率过快或过慢，不适合人体呼吸
氧气湿度 适宜呼吸，让人体感觉舒适 偏干燥或潮湿，呼吸道略有不适 过于干燥或潮湿，呼吸道极度不适
请回答：
（1）对1.0版的制氧机进行测试时，发现塑料瓶瓶壁微烫。则说明该反应是　 　反应。
（2）从评价指标看，2.0版的制氧机将发生装置和加湿装置固定相贴的作用是　 　。
（3）3.0版的制氧机，发生装置中标注了a、b、c三条不同季节的水位线，以控制不同季节产氧速率的大致稳定。c为夏季的水位线，原因是　 　。
（4）制氧机使用后会残留大量含碳酸钠的废液，需调节至中性才能排放。则可以向废液中加入的过量试剂是　 　。
【答案】（1）放热
（2）提高制氧机的稳定性
（3）由于夏季环境温度高于冬季，故反应速率较快，需要较高的水位来稀释反应物，通过降低反应物浓度来减慢反应速率；同时，较多的水可以吸收较多的热量
（4）氯化钙
【解析】（1）反应放热，导致塑料瓶因吸热而发烫。
（2）由表中数据可知，稳定性好的装置在评级中为优秀，所以需提高装置的稳定性。
（3）温度高、反应物的浓度大，反应速度快。
（4）所加试剂可过量，说明该试剂呈中性。
【解答】（1）塑料瓶瓶壁微烫，说明反应放出热量，塑料瓶因吸收热量而发烫。
（2）加湿装置质量较大，将发生装置和加湿装置固定相贴可以提高制氧剂的稳定性。
（3）夏季温度高，反应速度快，所以需要更多的水来稀释反应物，降低反应物的浓度从而减缓制氧速度，且水的比热容大，更多的水吸收的热量更多，所以夏季水位线最高。
（4）氯化钙与碳酸钠反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钠呈中性，且过量的氯化钙也呈中性，所以应加入过量的氯化钙使滤液调整至中性。
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