资源简介

实验室制取气体的研究与实践
知识点及
学习目标
1、初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
2、知道依据反应原理选择合适的仪器组装制气装置。
3、知道依据气体的性质选择适宜的收集气体的方法。
真题：
1．误差分析是定量实验的一个重要内容，下列分析正确的是(　　)
A．用量筒量取10
mL水，仰视读数，会导致水的实际体积偏小
B．测定溶液的pH，先用水将pH试纸润湿，会导致测出的pH偏大
C．测定空气中氧气的体积分数，铜粉的量不足，会导致测出氧气的体积分数偏小
D．配制6%的氯化钠溶液，氯化钠中含有杂质，会导致氯化钠的质量分数偏大
2．根据下图回答相关问题：
　　　　　　　　　
　　　　　　
A
　　　　　　B
　　　　　
C　　　　　　
D
（1）仪器a的名称是______________。
（2）A图称量前，要将天平调平衡，首先要把______________，然后才调节平衡螺母；称量粉末状固体时若药品量不足，此时一只手用药匙取药品移至天平左盘上方，另一只手应_______________________，使少量药品落入盘中。
（3）上述图有明显错误的是______(填序号)；C图中的玻璃棒作用是：搅拌，防止______________________。
（4）D图的装置可用来制取的气体是______________(写一种)，制取该气体的化学方程式为：______________________，该装置操作上的优点是________________________________。
（6）右图是利用CO还原Fe2O3的实验装置：
玻璃管中固体的颜色变化是：____________________；集气瓶中的溶液用于检验和除去产生的CO2，请把虚框中的图补充完整；处理尾气的方法是____________________________。
重难点+考点
考点一、氧气、二氧化碳、氢气的实验室制法
1．实验室制取O2、CO2、H2的化学原理：
（1）氧气
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
（2）二氧化碳
CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
（3）氢气
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
2.实验设计的依据：
3.“多功能瓶”收集气体的方法：任何一种气体，都可以用如图所示的装置进行收集。
（1）若待收集气体的密度比空气大，则气体由a管通入，将空气由b管排出；
（2）若待收集气体的密度比空气小，则气体由b管通入，将空气由a管排出；
（3）若用排水法收集气体，则先在集气瓶中装满水，气体由b管通入。
【要点诠释】
1．制取气体选择药品的原则：
速率适中，操作方便，节能环保，气体纯净，杂质易除。
2．实验室几种常见气体制取方法比较：
气体
药品状态
装置
反应条件
收集方法
O2
KMnO4、KClO3和MnO2混合物（固+固）
管口略向下倾斜的试管
加热
向上排空气法或排水法收集
O2
H2O2和MnO2混合物（固+液）
竖直试管或锥形瓶
不加热
向上排空气法或排水法收集
CO2
大理石（主要成分是CaCO3）和稀盐酸（固+液）
竖直试管或锥形瓶
不加热
向上排空气法
H2
锌粒和盐酸（固+液）
竖直试管或锥形瓶
不加热
向下排空气法或排水法收集
NH3
铵盐和碱石灰混合物（固+固）
管口略向下倾斜的试管
加热
向下排空气法收集
3．根据气体的性质确定气体的收集方法（如下表）：
收集方法
气体性质
优缺点
A．向上排空气法
密度比空气大
干燥、纯度不高
B．排水法
难溶于水或不易溶于水
纯度高、不干燥
C．向下排空气法
密度比空气小
干燥、纯度不高
当气体的密度和空气密度相近且难溶于水时，一般采用排水法。
4．比较气体密度与空气密度大小的方法：无法确定气体密度时，可以根据气体的相对分子质量与空气比较得到相对密度大小，空气的平均相对分子质量约为29，如果气体的相对分子质量比29大，则密度比空气的大，如果相对分子质量小于29，则密度比空气的小。
考点二、实验室制取气体综合实验题的特点和解题思路
1．实验室制取气体综合实验题的特点是“三综合”：综合多种气体的制取，如O2、CO2、H2、NH3、CH4等。综合多种装置：加热试管装置、液固接触反应装置；排空气收集装置、排水收集装置；气体去杂装置、气体干燥装置等。制取气体的操作步骤。
2．解答此类试题的思路是“三根据”：根据实验室制取气体要求选择药品，根据药品状态和反应条件选择装置，根据气体的密度和溶解性选择收集装置。
3．在解答实验操作步骤时要记住“四先四后”：先检查装置的气密性，后加药品；先加固体药品，后加液体药品；先放置酒精灯，后固定试管；先加热试管，后将导管伸入集气瓶内；实验结束先将导管移出水面，后熄灭酒精灯。
【要点诠释】
1．在实验室制备的各种气体中，常含有少量的酸雾、水蒸气或其它气体杂质，需经过净化和干燥后才能得到纯净的气体。常用的干燥及净化装置主要有洗气瓶、干燥管和U形管。
2．气体的干燥：选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质而定，其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分，而不能与气体发生反应。
干燥剂
可干燥的气体
不能干燥的气体
浓硫酸
H2、O2、CO、HCl等中、酸性气体
不能干燥碱性气体，如NH3
无水硫酸铜（CuSO4）、氯化钙（CaCl2）
H2、O2、CO、CO2、HCl
能干燥绝大多数气体，NH3除外
氢氧化钠固体或生石灰
H2、O2、CO等中、碱性气体
不能干燥酸性气体。如CO2、SO2、HCl、H2S等
3．气体的净化：选择气体吸收剂应根据气体的性质和要除去杂质的性质而定。
①原则：所用的吸收剂只能吸收气体中的杂质；不能与被提纯的物质反应，也不能引入新的杂质。
②常见的气体及其吸收剂：
H2O：浓硫酸、无水硫酸铜、氢氧化钠固体、碱石灰（氢氧化钠与生石灰的混合物）等。
HCl：氢氧化钠溶液、碱石灰等。
HCl、CO2：氢氧化钠溶液、澄清石灰水、碱石灰等。
③气体的净化顺序：先除杂，后干燥；加热之前先除去水。
典例引领：
一、选择题
(每小题只有一个选项符合题意)
1．下列气体中，只能用向上排空气法收集的是（　　）
A．氧气
B．氢气
C．二氧化碳
D．一氧化碳
2．常温常压下实验室收集NH3(气体)，与选择收集方法无关的信息是（
）
A．NH3的密度
B．NH3在水中的溶解性
C．空气的密度
D．NH3的质量
3．除去CO2气体中混有的少量水蒸气，应选用的试剂是（　　）
A．浓盐酸
B．浓硫酸
C．熟石灰
D．氢氧化钠
4．可生成二氧化碳的反应很多，例如：①酒精的燃烧；②木炭在空气中燃烧；③碳与氧化铜反应；④高温煅烧石灰石；⑤石灰石（块状）与稀硫酸；⑥石灰石（块状）与稀盐酸；⑦碳酸钙粉末与浓盐酸。其中可用于实验室制CO2的是（
）
A．④⑥
B．⑤⑥
C．⑥
D．全部
5．下列操作中，可以鉴别空气、氧气和二氧化碳三瓶气体的是（　　）
A．倒入石蕊溶液
B．闻气体的气味
C．倒入澄清的石灰水
D．插入燃着的木条
6．NO是常温下一种难溶于水的气体，密度比空气略大，它能与氧气迅速反应生产NO2。现要收集NO气体，可采用的方法是（　　）
A．只有③　　　B．只有②　　
　C．②和③　　　D．①和③
7．下列气体中，既能用排水法，又能用向上排空气法收集的气体是（
）
A．氧气
B．氢气
C．二氧化碳
D．甲烷
标准状况下密度（g/L）
1.429
0.089
1.978
0.714
在水中的溶解性
不易溶于水
难溶于水
能溶于水
难溶于水
（在标准状况下，空气的密度是1.293g/L）。
8．实验室收集二氧化硫气体，应选用的装置是（　　）
A
B
C
D
9．可用氢氧化钠固体干燥的气体是（　　）
A．SO2
B．CO2
C．H2
D．HCl
二、填空题
10．如图所示，是某同学用排水法收集到的一瓶无色气体，请你推测该气体除颜色、状态以外的其他物理性质：
（写一种）。
11．如图是实验室常用的制取气体的发生装置和收集装置（用序号填空）。
（1）实验室制取二氧化碳的发生装置是
，收集装置为
；实验室制取氧气的发生装置可用
或
，收集装置可用
或
。
（2）你所学过的知识中，A装置还可以用来做
的实验（举一例）。
（3）实验室常用块状固体硫化亚铁（FeS）和稀硫酸在常温下制取硫化氢气体，有关化学方程式为：FeS+H2SO4═H2S↑+FeSO4，硫化氢气体是一种有臭鸡蛋气味的有毒的气体，能溶于水，根据上述信息回答：实验室制取硫化氢的发生装置为
，收集装置为
。
12．实验室制取气体所需装置如下图所示。
（1）实验仪器a、b的名称是a
、b
。
（2）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时，所选用的发生装置是
（填序号），其反应的化学方程式是
。
（3）用高锰酸钾制取氧气，其反应的化学方程式是
。将装置A和C连接进行此实验，实验结束，停止加热前要先将导管移出水面，目的是
。
13．根据如图所示装置，结合所学知识回答下列问题。
（1）写出图中标号①仪器的名称
；
（2）实验室用大理石和稀盐酸反应制取CO2，应选择的发生装置是
（填字母），不用D装置收集CO2的原因是
；
（3）实验室若用A装置制取O2，通常所用的药品是
，若选择E装置用排水法收集O2，具体的操作步骤是
。
14．下图是实验室制取干燥氧气的装置：（提示：分液漏斗可以防止气体外逸）
（1）写出图中标号d的仪器名称
。
（2）a中的药品是
；c中试剂的作用是
。
（3）请说明如何改正装置中的两处错误
、
。
15．下图是实验室制取气体常用的装置。
A
B
C
D
E
（1）仪器a的名称是
。
（2）用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为
；实验时应在试管口放一团棉花，其作用是
；用排水法收集氧气的合适时机是
。
（3）制取二氧化碳应选用的发生和收集装置是（填字母）
，选择该发生装置的依据是
。
16．被称为“绿色氧化剂”的过氧化氢（H2O2），俗称双氧水，是一种无色液体，常用作氧化剂、消毒杀菌剂和漂白剂等。在较低温度下和少量催化剂（如MnO2）条件下，它能迅速分解，生成氧气和水。请回答下列问题：
（1）写出图1中标号仪器的名称：a、________；b、________；c、________；d、________。
（2）若实验室用过氧化氢代替氯酸钾制取氧气，可采用上面的哪种发生装置？________（填序号），主要理由是________________________。
（3）当过氧化氢接触二氧化锰后，反应便立即开始并不能人为控制其速度．如果稍改变你所选择的装置，便可控制其反应的速度。请从如图2的仪器中选择一种仪器更换你选择的装置中的一种仪器，以达到控制反应速度的目的。你选择的仪器是________（填序号），它更换原装置的________。控制反应速度的原理是：________________________。
（4）天然气、沼气的主要成分是甲烷（CH4），它是无色无味的气体，密比空气小，极难溶于水，能燃烧。实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体混合物加热制取甲烷气体。若用此法制取甲烷气体，其气体发生装置选择（从图1A、B、C中选择）________，可采用________或________收集。
巩固练习：
1．如图是初中化学实验中常用的几种装置，请据图回答下列问题：
（1）装置E中仪器X的名称为______。
（2）若要制取并收集大量较纯净的氧气，可从图中选择的装置组合是______（填字母）；组装完气体发生装置后，应先检查装置的
，再添加药品。
（3）若用D装置收集二氧化碳气体，气体应从______（填“a”或“b”）端进入。
2．下图是实验室制取气体常用的发生和收集装置，据此回答有关问题。
（1）写出仪器的名称，①____________；②____________；
（2）实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应化学方程式为_______，收集二氧化碳选用________（填字母，下同）装置，验满的方法是_________；
（3）要进一步验证二氧化碳的化学性质，将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变成红色，反应的化学方程式为___________________；
（4）实验室可用无水醋酸钠固体和碱石灰共热制取甲烷，选择用的发生装置为__，能用E装置收集甲烷，说明甲烷具有的性质是_________________，当看到导管口出现_______________时开始收集气体；
3．某化学小组选用如图装置进行常见气体的实验室制取。提示：常温下CO2难溶于饱和的
NaHCO3溶液。
回答下列问题：
（1）仪器①的名称为　
　。
（2）若实验室要加热KMnO4制取较纯净的氧气，选择的装置组合是　
　，反应的化学方程式为　
　。
（3）实验室常用大理石和稀盐酸，选取B、D装置制取CO2，用此方法制得的CO2中混有HCl．为了除去CO2中混有的HCl，可在B、D装置之间连接F装置，导管口a应连接　
　（填“b”或“c”），此时F装置中盛装的试剂为　
　。
4．实验室制取氧气并模拟氢氧焰实验。
（1）用过氧化氢制取氧气（二氧化锰作催化剂）
①反应的化学方程式为
。
②仪器A的名称为
。现用下列仪器组装氧气的发生装置，应选用的仪器有______（填标号）。
③欲用浓硫酸干燥氧气，应从装置F的_____（填“a”或“b”）处通入气体。
（2）模拟氢氧焰实验：按下图所示装置进行实验
①关闭K，通入氢气，点燃。为保证安全，点燃氢气之前应先_____________。将铁丝网放在火焰上灼烧，铁丝网只发红，不熔断。
②打开K，通入氧气，火焰更明亮，铁丝熔断，说明燃烧的剧烈程度与氧气的_____有关。
5．根据下列实验装置改进，请回答有关问题：
实验一：①仪器a的名称是
；制取二氧化碳的反应方程式为
；
②改进装置的优点是
（写一条即可）。
实验二：①两套装置中作用相当的仪器：漏斗与
（填“b”、“c”或“d”）；②装置改进后，下列说法正确的是
（填序号，双选）。
A．同样可以降低水的硬度
B．冰块与水的性质完全相同
C．比原装置得到的蒸馏水更纯
D．利用太阳光、塑料袋、矿泉水瓶等作替代品可户外自制饮用水
6．下图是实验室制取气体常用的发生装置和收集装置。
（1）写出仪器①的名称
。
（2）写出实验室用加热高锰酸钾制氧气的化学方程式
。
（3）实验室里，常用锌与稀硫酸反应来制取氢气。该反应的化学方程式为
。利用该反应制取氢气，发生装置应选
（填字母，下同），收集装置应选
。
（4）已知：一氧化氮（NO）气体难溶于水，在空气中容易发生如下反应：NO
+
O2
→
NO2（二氧化氮），则收集NO气体应选用的装置是
，其原因是
。
7．实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题。
（1）写出标有序号的仪器名称：①_____
；
（2）实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳可选择的发生和收集装置为_____（填字母序号），其反应的化学方程式为_____
，该发生装置中使用分液漏斗的优点是_____________________；
（3）写出检验二氧化碳是否集满的操作方法_____
；
（4）若用（2）中所选装置来制取干燥的氧气，还需要的装置为_____（填字母序号）。
（5）某兴趣小组的同学用A、G、H装置进行实验，若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈，H装置中的现象是
，A装置中反应的化学方程式为
_
。
8．根据下列实验装置图回答问题：
（1）写出图中仪器a的名称：__________。
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的发生装置为__________（填字母序号），写出该反应的化学方程式________________________________________。若用E装置来收集氧气，集满气体的集气瓶移出水面后应__________（填“正放”或“倒放”）在桌面上。
（3）实验室可利用装置F来检验生成的二氧化碳，其现象为____________________，请写出有关的化学方程式________________________________________。
（4）若用G装置来去除CO中混有的少量CO2，则该装置中最好加入下列哪种试剂__________（填字母序号），混合气体应从__________（填“M”或“N”）端导管口进入。
A．浓硫酸
B．紫色石蕊溶
C．氢氧化钠溶液
9．如图所示是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置：
回答下列问题：
（1）写出图中标有数字的仪器名称：
。
（2）实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，发生装置可选用图中的
装置（填字母序号），写出该反应的化学方程式：
。
（3）实验室用氯酸钾与二氧化锰制取氧气，若要使收集到的氧气较为纯净，最好选用图中的
装置进行收集（填字母序号）。
10．如图是初中化学常见的气体发生与收集装置，根据要求回答下列问题。
（1）写出图中标号a的仪器名称　
　。
（2）若用A装置作发生装置制取氧气，则发生反应的化学方程式为　
　。
（3）若用E装置收集氧气，当观察到导管口出现　
　时开始收集。
（4）在A～E中选择一套实验室制取二氧化碳的装置　
　（填字母）。
（5）若用F装置收集二氧化碳，验满的操作是　
　。
11．化学是一门以实验为基础的科学，根据如图所示装置，回答相关问题。
（1）图中标有序号①的仪器名称是______。
（2）实验室用双氧水和二氧化锰制取氧气，该反应的化学方程式是______，若需收集一瓶氧气用于铁丝燃烧的实验，应选择的发生与收集装置的组合是______（从A-E中选择，填字母），收集完毕，用玻璃片的______（填“光滑面”或“磨砂面”）盖住集气瓶口。
（3）装置F可以作为制取二氧化碳的发生装置，相比B装置其主要优点是__________________。
课后作业：
1．实验室用如图所示装置进行相关实验，请回答问题。
（1）写出①的仪器名称　　
。
（2）实验室制取氧气和二氧化碳均可选择的装置组合是　　
（填字母）。
（3）加热混有二氧化锰的氯酸钾固体制取氧气的化学方程式是　　
。
（4）选用E装置收集气体时，表明气体已集满的现象是　　
。
（5）F装置可用于检验二氧化碳，瓶中液体是澄清石灰水，气体应从　　
（填“a或“b”）端通入。
2．请根据下列各图中提供的信息回答问题：
（1）写出仪器a的名称：______。
（2）请写出用装置B制取氧气的化学方程式：______。
（3）比较用过氧化氢溶液和用氯酸钾固体制取O2的方法，两者的共同点是______。
A．发生装置相同
B．都可用MnO2做催化剂
C．完全反应后剩余的固体成分相同
（4）装置B、C都可用来制取二氧化碳，装置C相对于装置B在操作方面的优势是
。
（5）用大理石和稀盐酸制取一瓶二氧化碳气体，将这瓶气体按G所示慢慢倒入烧杯中，观察到蜡烛自下而上依次熄灭，说明二氧化碳具有的性质是
。
3．根据下列装置进行实验，请你参与并回答：
（1）仪器①的名称是　
　。
（2）写出实验室用A制氧气的化学方程式
；收集氧气的装置可选
　（填字母序号），理由是　
　。
（3）实验室制取二氧化碳，可选用的发生装置是　
　（填字母序号）；若用装置C收集二氧化碳气体，气体由　
（填“a”或“b”）端进入；检验二氧化碳是否收满的方法是　
　。
4．结合下列化学实验装置，回答有关问题。
（1）写出图中标有字母的仪器的名称：a　
　，b　
　。
（2）实验室用氯酸钾制取氧气时应选择　
　（填代号）作为发生装置。常温下，下列收集氧气的方法不可行的是　
（填字母序号）。
a．向上排空气法
b．向下排空气法
c．排水法
（3）用装置E收集实验室制取的二氧化碳，气体应从　
　（填“①”或“②”）端进入。
（4）实验室常用装置C代替装置B制取气体，装置C的优点是　
　。
5．下图是实验室，制取气体常用的装置。结合图示回答下列问题：
（1）写出B图中仪器Ⅰ的名称
；
（2）实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气，应选用的发生装置
（填装置字母序号）；
（3）实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，可选用B发生装置，装置中使用分液漏斗的优点是
；
（4）实验室用双氧水和二氧化锰制取一瓶干燥的氧气，仪器接口的连接顺序是
（填导管接口的字母序号）；
（5）实验室制取CO2一般有六个步骤：①检查装置的气密性；②按要求装配好仪器；
③向漏斗中注入酸液；④向仪器Ⅰ中放入小块的大理石；⑤用燃着的木条靠近集气瓶口验满；⑥收集气体。则正确的操作顺序是
（填数字序号）。
6.下图是实验室中常见装置，回答下列问题。
（1）仪器a的名称是__________________
（2）用装置A进行实验时.首先应________________（填序号)
①加药品
②加热
③检查装置气密性
（3）用A装置制取气体的不是之处是____________________________
（4）若要收集干燥的C02，可将含有水蒸气的C02从装置B的______(填“m”成“n”)端导入，试剂X是________；再用装置______（填“C”或“D”或“E”)收集。
（6）向集满C02的集气瓶中加入澄清石灰水，反应的化学方程式为____________________________。
7．实验室用高锰酸钾制取氧气，请结合下列装置，回答问题：
A
B
C
D
E
（1）写出仪器X的名称：
；
（2）要制备较为纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是
（填序号），该反应的化学方程式为
；
（3）该实验的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品、棉花；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
。
8．请回答下列实验问题：
（1）现提供下列装置：
①上图E装置中，甲仪器的名称是
_。
②实验室用KClO3和MnO2混合制O2发生装置可选用______(填装置序号)，用装置C干燥O2，气体由导管____端(填“a”或“b”)进人，用E装置收集O2的依据是
。
③英国化学家布莱克是第一个“捕捉”到CO2的人，实验室制备CO2的化学方程式为
；1774年德国化学家贝格曼将CO2通入紫色石蕊试液中，发现试液由紫色变为红色，此反应的化学方程式为
。
（2）对一定质量的粗盐(含泥沙)进行初步提。
①实验的主要步骤：称量与溶解，过滤、蒸发：蒸发结束后用____(填仪器名称)将固体从蒸发皿转移到纸片上，比较食盐提纯前后的状态。
②下列有关蒸发过程说法正确的是
(填序号)
a.蒸发时用玻璃棒不断搅拌
b.当蒸发皿中水分全部蒸干时，停止加热
c.蒸发时若有滤液溅出，则精盐质量将偏低
d.蒸发过程中，溶液中钠元素质量增大
9．某同学用稀盐酸和石灰石（杂质不与稀盐酸反应，也不溶于水）反应制取二氧化碳并验证其性质（如图所示），实验时发现烧杯中澄清石灰水先变浑浊，后逐渐变澄清（提示碳酸钙能与二氧化碳、水发生反应生成碳酸氢钙，碳酸氢钙易溶于水）。
（1）甲装置中发生反应的化学方程式是　
　。
（2）实验开始时，乙装置中澄清石灰水发生浑浊的现象不很明显，出现这种现象可能的原因是　
　。
（3）实验结束时，甲装置溶液中的溶质除氯化钙外，还可能有　
　（填化学式）。
（4）请写出乙装置中由浑浊变澄清发生反应的化学方程式　
　。
10．实验室制取气体时需要的一些装置如图所示，请回答下列问题：
（1）写出标有序号的仪器名称：①　
　。
（2）实验室制取氧气和二氧化碳的发生装置都可选用B装置的原因是　
　，其中实验室制O2的化学方程式为　
　。
（3）若要制取并收集到干燥的氧气，所选择装置的连接顺序为：　
　（填字母序号）。
（4）若B装置用于实验室制取二氧化碳，则反应的化学方程式为　
　。
（5）实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷，甲烷密度比空气小，难溶于水，收集装置可以选择　
　（填字母序号，一种即可）；请写出甲烷完全燃烧的化学方程式　
　。
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