资源简介

三、气体的制备
【重难考点】
考点一
常见气体的制取问题
【重难考点】
1、制取装置的确定依据
（1）发生装置的确定依据：反应物的状态和反应条件。
（2）收集装置的确定依据：气体的性质（溶解性、与空气中成分是否反应及与空气密度的大小比较）。
2、常见固液常温型制取装置
类型
长颈漏斗型
分液漏斗型
多孔隔板型
装置
优缺点或注意
便于添加液体药品,长颈漏斗应伸到液面以下,防止气体从长颈漏斗逸出
可以控制反应速率
可以控制反应的发生与停止
3、气体收集方法
（1）用排空气法收集气体时，所收集的气体必须无毒且不与空气中的成分发生反应。
（2）用排水法收集气体时，导管应放在集气瓶瓶口；用排空气法收集气体时，导管应伸到集气瓶的底部。
（3）用排水法收集的气体更为纯净；用排空气法收集的气体更为干燥。
【方法指导】
解此类习题时应注意根据具体气体的制取原理确定发生装置，根据气体的性质确定收集装置及检验方法等。
考点二
气体制取的一般思路和方法的问题
【重难考点】
实验室制取气体装置的选择
（1）发生装置:根据反应所用药品的状态和反应条件选择,分为固体加热型和固液常温型。
类型
固体加热型
固液常温型
装置
优缺点或注意
试管口应略向下倾斜
便于添加液体药品,长颈漏斗应伸到液面以下,防止气体从长颈漏斗逸出
（2）收集装置：由气体的密度和气体在水中的溶解性决定，分为排水法、向上排空气法和向下排空气法。
类型
排水法
向上排空气法
向下排空气法
装置
适用范围
收集不易(或难)溶于水且不与水反应的气体
收集密度比空气(略)大且不与空气中成分发生反应的气体
收集密度比空气小且不与空气中成分发生反应的气体
优缺点或注意事项
收集的气体纯度高,但不干燥;集气瓶应装满水,导管口气泡连续均匀冒出时方可收集
收集的气体干燥,但纯度不高;导管应伸到集气瓶底部,便于排出集气瓶内空气
【方法指导】
实验室制取气体的一般思路和方法：
（1）确定制取气体的化学反应原理，即在实验室条件下，选择什么药品、通过什么反应来制取这种气体；对制取气体的药品进行对比，选择最佳原料。除考虑反应原理是否可行外，还要考虑原料价廉易得、消耗能源较少、反应速率适中、尽量减少环境污染等因素。
（2）确定制取气体时应采用的实验装置，包括气体发生装置和收集装置。要考虑仪器简单、操作简便、节约药品和易于控制；要对仪器进行多种形式的优化组合。
（3）确定如何验证制得的气体就是所要制取的气体。
【易错警示】
①排空气法收集气体时，一定要将导管伸到集气瓶的底部，并且收集的时间要稍微延长一点，以防瓶内的空气排不干净，使收集的气体的纯度不高；
②若选用向上排空气法收集气体时，还要注意用毛玻璃片盖住一半瓶口，以防密度更大的气体进入瓶内，使收集的气体的纯度不高。
考点三
气体的检验及尾气处理问题
【方法指导】
（1）检验气体应从气体的性质入手，明确各种气体的特性，选取合适的方法，通过实验操作、现象和结论加以说明，并用规范的语言表达。初中常见的几种气体的检验方法见下表:
气体
检验方法
现象
氧气
将带火星的木条伸入集气瓶中
木条复燃
二氧化碳
通入澄清石灰水中
石灰水变浑浊
氢气
点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯
纯净气体能安静燃烧，有淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠
一氧化碳
点燃，在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯
石灰水变浑浊
甲烷
点燃，在火焰上方罩一个干而冷的烧杯，迅速倒转后，注入少量澄清石灰水
烧杯内壁有水珠，石灰水变浑浊
氨气
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口
红色石蕊试纸变蓝
水蒸气
通过白色CuSO4粉末
白色粉末变蓝
氮气
将燃着的木条伸入集气瓶中，再加入澄清石灰水，振荡
木条火焰熄灭，石灰水不变浑浊
氯化氢
通入HNO3酸化的AgNO3溶液中
有白色沉淀生成
（2）尾气处理
常用方法
点燃尾气
溶液吸收
尾气回收
水封法
装置
适用范围
针对具有可燃性的污染性气体,点燃将其转化成无污染气体,如CO
酸性(或碱性)气体,如CO2、SO2通入NaOH溶液
适用于有毒气体的收集,在装置末端接一个气球或其他容器
适用于水溶性较大的气体,如HCl和NH3
【跟踪试题】
1.一氧化氮在常温下是一种难溶于水的气体，密度比空气略大，它能跟空气里的氧气迅速反应，生成二氧化氮。现要收集一瓶一氧化氮气体可采用的方法是(
)
A.向上排空气法
B.排水法
C.排水法或向上排空气法
D.排水法或向下排空气法
2.对如图启普发生器的分析正确的是(
)
A.可用于制备二氧化碳气体
B.图中活塞可能处于关闭状态
C.关闭图中活塞，固液一定会分离
D.启普发生器的优点是随开随用
3.如图所示装置，有洗气、储气等用途，在医院给病人输氧气时，也利用了类似的装置。并在装置中盛放大约半瓶蒸馏水。以下说法正确的是(
)
A.b导管连接供给氧气的钢瓶
B.a导管连接病人吸氧气的塑胶管
C.如果用此装置收集氧气，先在瓶中装满水，然后氧气应该从a导管进入
D.如果用此装置收集氧气，先在瓶中装满水，然后氧气应该从b导管进入
4.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
5.如图装置可用于气体的收集、检验、除杂和体积的测量等，下列实验不能实现的是(
)
A.气体从b端通入，用于实验室收集氧气
B.若瓶内装有澄清石灰水，气体从b通入可检验其中是否混有二氧化碳
C.收集难溶于水的气体，瓶内装满水，气体从b端通入
D.要利用水将瓶内原有气体排出并收集，水应从b端注入
6.用如图装置进行实验，不能达到实验目的是（　　）
A．
收集一瓶氧气
B．
干燥氧气
C．
检验二氧化碳
D．
验满二氧化碳
7.下列装置用于实验室制取，不能随开随用、随关随停的装置是(
)
A.
B.
C.
D.
8.在进行实验室制取和收集的过程中，有关做法不正确的是(
)
A.选择装置①或②作为的发生装置
B.选择装置③或④作为的收集装置
C.装置④要等到导管口气泡均匀连续冒出时再收集
D.将装置①中的长颈漏斗改成分液漏斗，则下端管口必须插入液面以下
9.在通常情况下，硫化氢一种没有颜色、具有臭鸡蛋气味的有毒气体，比空气重，能溶于水．实验室用块状固体硫化亚铁跟稀硫酸通过复分解反应来制取气体，请回答：
（1）实验室制气体的发生装置可选用________（填序号）的气体发生装置；
（2）硫化亚铁与稀硫酸反应的化学方程式为________；
（3）已知水溶液的pH值小于7，向其中加入紫色石蕊试液，溶液呈________色；
（4）实验室制取气体时，为防止污染和避免中毒，多余的硫化氢应该用________吸收．
10.现有如图所示实验装置,请回答下列问题
（1）实验室用高锰酸钾制取氧气,通常选用的A装置作为发生装置,反应文字表达式是______,在固定试管时,若发现试管口没有略向下倾斜,应调整铁夹______部位（填A或B或C）。若用装置④收集氧气,气体应该从______端导入。
（2）用块状固体和液体常温下制取气体时,用装置③代替②装置的优点是______。
（3）观察装置③的反应,判断气体制取处于_____（填“进行”或“停止”）中。
11.某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质请结合图回答有关问题：
（1）写出装置中标号仪器的名称②_____；
（2）实验室用高锰酸钾制氧气的发生装置是_____（填字母），反应的文字表达式或化学方程式为
；试管口塞一团棉花，其作用是_____；
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取较纯净的氧气，装置组合是_____（填字母），反应的文字表达式或化学方程式为
。
（4）实验室常用氯化氨固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下氨气是一种无色，有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性，实验室制取并收集氨气，应该从图中选择的装置组合是_____
（5）已知二氧化碳密度大于空气，若用F装置来收集二氧化碳，则气体可以从_____（填“a”或“b”）端通入。
12.下图为实验室常见的仪器和装置：
（1）加热高锰酸钾制取较纯净的氧气反应原理是________（填化学方程式）；选择的发生和收集装置的组合是_____（填大写字母）。
（2）制取并检验二氧化碳
①制备二氧化碳的化学方程式为_____。
②生成二氧化碳后，用装置C收集再进行检验，仪器口连接的顺序为：_____（填小写字母，下同）
→_____→_____→e。若装置
E
中石灰水没有变浑浊，可能的原因为____（写一点）
。
③若在检验二氧化碳前进行干燥，须选择的干燥装置为_____（填大写字母）。
13.下列装置常用于实验室制取气体。根据给出的装置回答下列问题：
（1）指出编号仪器名称：①_____；②_____。
（2）实验室利用A装置用氯酸钾制取氧气，反应原理用化学方程式表示为_____。用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验后，还需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是_____。
（3）制取并收集二氧化碳应选择的装置是_____（从A﹣E中选择），使用该套装置制取气体的突出优点是_____，该反应原理用化学方程式表示为_____。制得的二氧化碳中常含有少量的氯化氢气体与水蒸气，欲使用G、H装置将以上杂质气体除去，则装置正确的连接顺序是：混合气体→_____→_____（用装置字母表示）。
（4）将纯净的二氧化碳气体通入盛有蒸馏水的洗气瓶一段时间后，测得该装置中溶液的pH_____（填“＞”、“＜”或“＝”）7。
14.下图A~H是实验室制取某些常见气体的装置示意图。请完成下列相关问题。
（1）写出图中仪器②的名称__________。
（2）实验室要制取一瓶干燥的氧气所选择的装置是____________（填序号）。
（3）实验室制备的化学方程式为______________，若用装置H收集气体，产生的气体应从_________（填“a”或“b”）端通入；
（4）用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，选取装置C或D相对于装置B在操作方面的优势为______________；若选择装置D用双氧水和二氧化锰制备氧气，能否体现该优点_________（填“能”或“否”）；
（5）用排水法与排空气法收集及相关性质的比较（分别用体积相同的2个集气瓶收集）。
已知：向收集满的集气瓶内倒入等体积适量澄清石灰水，并振荡。二氧化碳纯度越高，澄清石灰水先变浑浊后变澄清的时间越短。
比较项目
排水法
向上排空气法
收集方法可行性分析
气体生成和从水面逸出的速率远大于其溶解和与水反应的速率
______Ⅰ___，且不与空气发生反应
收集过程分析
集满现象：_____Ⅱ____
“验满”分析：因气体无色，是否集满难确定，即便用燃着的木条移近容器口熄灭，也难以证明空气完全排尽
石灰水变浑浊又变澄清所需时间分析
时间较短
时间较长
由上述实验可得结论：①二氧化碳可用排水法或向上排空气法收集；
②与排空气法相比，排水法的优点是___________。
15.根据如图所示列举的初中常见的装置图，回答下列问题：
（1）标号为①的仪器的名称是：　
　　
　，②的仪器的名称是：　
　。
（2）实验室选用装置A作为制取氧气的发生装置，写出该反应的文字表达式　
　　
　
　　
　　
　　
　　
　
　　
　　
　。收集氧气可选用E装置，优点是　
　
　　
　　
　，若选择C装置收集氧气，则验满的方法是　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　。
（3）实验室选用装置B作为制取氧气的发生装置，某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用C装置收集，过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都没见木条复燃，其原因可能是　
　　
　　
　　
　。
若实验时用此法代替高锰酸钾加热制取氧气，优点是　
　（填编号）。
①生成物只有氧气
②不需加热
③需加热
若装置B中反应很剧烈，据此提出实验安全注意事项是　
　（填编号）
①控制液体的加入速度
②用体积较小的锥形瓶
③加热反应物
（4）若采用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物来制取氧气，制取主要步骤有：①固定装置
②装入药品
③加热
④检查装置的气密性
⑤用排水法收集
⑥熄灭酒精灯
⑦从水槽中移出导气管。其操作顺序是　
　　
　　
　，该实验中试管口应略向下倾斜的原因是　
　　
　　
　　
　　
　。
（5）空气中氧气含量测定的实验装置如图F。发生的反应的文字表达式：
。
下列有关说法正确的是　
　（填字母）。
A．燃烧匙中的红磷不可以换成硫和木炭
B．燃烧匙中的红磷越多，水位上升越高
C．本实验可以证明空气含有、、和稀有气体
D．选用红磷是因为反应可以耗尽空气中的氧气，且生成固态的
答案以及解析
1.答案：B
解析：一氧化氮难溶于水可采用排水法收集一氧化氮；一氧化氮密度比空气大，能与空气中的氧气反应生成二氧化氮，所以不能采用排空气法收集一氧化氮。
故选：B。
2.答案：A
3.答案：D
4.答案：B
解析：A.
装置②是固液常温反应制取气体的装置，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，正确；B.
氧气和二氧化碳的密度都比空气的密度大，均可使用装置③，气体从导管a进入占据下方空间，空气则被赶到上方空间而从b排出，错误；C.
浓硫酸具有吸水性，能干燥不与其反应的气体，装置④是洗气装置，导气管是长进短出，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，正确；D.
氧气和二氧化碳的密度比空气的密度大，对于密度比空气大的气体，集气瓶正放，实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图⑤临时存放，正确。故选B。
5.答案：C
6.答案：A
解析：A.
氧气不易溶于水，所以可以用排水法收集，用图中装置收集要短进长出才能排出集气瓶中的水收集到氧气，A不正确；
B.
浓硫酸具有吸水性可干燥氧气，导管要长进短出，B正确；
C.
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，导管长进短出，C正确；
D.
二氧化碳的密度大于空气密度，用图中装置收集要长进短出，验满用燃着的木条放在短管出口，D正确；
故选：A
7.答案：B
解析：
A项装置打开止水夹两种反应物接触即可反应生成，当关闭止水夹时试管内的气体会将稀盐酸从试管底去部的小孔压入烧杯中，两种反应物分离，反应停止，同理C、D项装置也可行；但B项装置中关闭止水夹时，大试管中的稀盐酸不能被压入小试管中，固液不能分离，故选B。
8.答案：D
9.答案：（1）B
（2）
（3）红
（4）氢氧化钠溶液
解析：（1）实验室制气体是块状固体和液体反应，在常温下进行的，所以发生装置为B；
（2）硫化亚铁与稀硫酸反应，生成硫化氢和硫酸亚铁，对应的化学方程式为；
（3）已知水溶液的pH值小于7，由于石蕊遇酸变红，所以向其中加入紫色石蕊试液，溶液呈红色；
（4）实验室制取气体时，为防止污染和避免中毒，由于硫化氢溶解于水显酸性，所以多余的硫化氢应该用碱性物质吸收，如?氢氧化钠溶液等，但不宜选用氢氧化钙溶液，因为氢氧化钙溶解度太小，吸收效果不好．
10.答案：（1）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
；
B；
E
（2）可以控制反应的发生和停止（3）进行
解析：
（1）高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式为：高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气；用高锰酸钾制氧气需要加热，在固定试管时，若发现试管口没有略向下倾斜，应调整铁夹B部位；若用装置④收集氧气，气体应该从E(长)管进入，因为氧气的密度比空气大；
（2）用块状固体和液体常温下制取气体时，在装置③中，固体药品放在多孔隔板上，液体药品从长颈漏斗中加入。反应后关闭开关时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止，打开开关时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行。用装置③代替装置②的优点是：可以控制反应的发生和停止；
（3）观察装置③的反应，固体与液体接触可判断气体制取处于进行中。
11.答案：酒精灯
；A
；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或；防止高锰酸钾颗粒进入导气管；
BE
；过氧化氢水+氧气或；
AC；
a
解析：
（1）仪器②是酒精灯；故填：酒精灯；
（2）实验室用高锰酸钾制氧气，同时生成锰酸钾和二氧化锰，属于固体加热型，选择装置A来制取，为了防止高锰酸钾颗粒进入导气管，需要在试管口处放置一团棉花；故填：A；高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气或；防止高锰酸钾颗粒进入导气管；
（3）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气，同时生成水，该反应属于固液常温型，所以选择装置B来制取，氧气不易溶于水，所以可用排水法来收集较为纯净的氧气；故填：BE；过氧化氢水+氧气或；
（3）实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气（NH3）。属固固加热型，则实验室制取并收集氨气，应该从上图中选择的发生装置是：A；常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小。氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性。应该从上图中选择的收集装置是：C；故填：AC；
（4）二氧化碳密度大于空气，若用F装置来收集二氧化碳，则气体可以从a端通入；故填：a。
12.答案：（1）；AD（2）；
b
；d
；c；气体中有挥发出的氯化氢
；
G
13.答案：（1）铁架台；
长颈漏斗（2）；
吸收产生的二氧化硫气体，防止污染空气（3）
BE；可以随时控制反应发生或停止
；
；
H
；
G
（4）
＜
解析：
（1）仪器①是铁架台，②是长颈漏斗。
（2）氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热的条件下分解为氯化钾和氧气，
；硫燃烧生成的二氧化硫有毒，能与碱反应，所以用收集到的氧气完成硫粉燃烧实验后，还需向集气瓶内加入适量氢氧化钠溶液，目的是吸收产生的二氧化硫气体，防止污染空气。
（3）制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，不需要加热，属于固液常温型，二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集；故选用的制取装置为BE，使用该套装置制取气体的突出优点是：可通过夹子的开闭控制反应的发生和停止；打开夹子，固液接触产生气体，关闭夹子，试管内压强增大，将液体压入长颈漏斗，固液分离，反应停止；实验室用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应能生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：；要除去氯化氢气体与水蒸气，应该先通过饱和的碳酸氢钠溶液除去氯化氢，再通过浓硫酸除去水，因为气体通过碳酸氢钠溶液会带来水蒸气，故混合气体先通过H除去氯化氢，再通过G浓硫酸除去水。
（4）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，pH小于7。
14.答案：（1）水槽
（2）AG（或AH）
（3）；a
（4）能随时控制反应的发生和停止（或随开随用，随关随停）；否
（5）Ⅰ：密度比空气大；Ⅱ：集气瓶口有气泡冒出
②用排水法收集到的二氧化碳更纯净（或用排水法集满二氧化碳现象明显，易操作）
解析：本题考查气体的制取和收集。
（1）仪器②为水槽。
（2）实验室要制取干燥的氧气应选择加热固体制取和向上排空气法收集，装置组合为AG或AH。
（3）实验室制备二氧化碳的化学方程式为若用H收集，二氧化碳密度比空气大，则气体应从长导管a端通入。
（4）C和D装置可控制固体与液体的接触与分离，从而控制反应的发生和停止；因二氧化锰为粉末状固体，无法与液体分离，使用D不能体现该优点。
（5）二氧化碳密度比空气大且不与空气发生反应，所以可用向上排空气法收集；排水法收集二氧化碳时，当集气瓶口有气泡冒出时证明已收集满。与排空气法相比，排水法收集的气体较纯净。
15.答案：（1）①长颈漏斗，②水槽。
（2）高锰酸钾
锰酸钾
+
二氧化锰
+
氧气。收集的氧气比较纯净。
将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则集满氧气。
（3）装置漏气；
②；①。
（4）④②①③⑤⑦⑥，防止冷凝水回流使试管炸裂。
（5）红磷
+
氧气
五氧化二磷。A、D。

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