2020年中考化学实验考题突破02常见气体的制取、检验与净化讲练新人教版.docx

02 常见气体的制取、检验与净化（讲练）【题型概述】气体的制取、检验与净化是中考实验探究题常考题型，主要考查常见气体二氧化碳、氧气（有时也会拓展考查氢气和氨气等）的制备，并且常见气体的检验和净化常穿插于气体的制取考题中，常考题型是实验探究题，有时也会以选择题的形式考查。此类题难度较大，但是这部分知识规律性很强，掌握好制取气体的一般思路和方法，即可掌握好大半。希望大家熟练掌握该部分的实验基础，在练习过程中研究其题型，探究解题方法，提高解题技巧。【考点梳理】考点一：实验室制取气体的一般思路与装置1、实验室制取气体的一般思路：（1）确定制取气体的反应原理（即在什么条件下，如：常温、加热、催化剂等。）,选择什么药品，通过什么反应来制取气体。（2）确定制取气体的实验装置。（3）确定如何验证制得气体就是需要的气体。2、制取气体的实验装置装置：发生装置： （1）选择依据：反应物状态、反应条件。 （2）类型：固液不加热如A；固固加热如B； （1）选择依据：密度、溶解性、是否发生反应。 收集装置： 排水法：条件：不溶于水且不与水反应； （2）类型： 优点：收集的气体纯净； 缺点：收集的气体不干燥 向上排空气：条件：密度比空气大且不与空气反应 。 优点：收集的气体干燥；缺点：收集的气体不纯净 向下排空气：条件：密度比空气小且不与空气反应。 优点：收集的气体干燥；缺点：收集的气体不纯净 考点二：实验室制取氧气1、选药品的条件：必须含有氧元素。常用过氧化氢溶液和二氧化锰；或加热高锰酸钾或氯酸钾。如：用过氧化氢和二氧化锰制取氧气：（1）原理：2H2O2 2H2O + O2；（2）装置：固液不加热，排水法（或向上排空法）。（3）步骤：检查气密性；装药品，先固后液；（4）收集法：、排水法：原因氧气不易溶于水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，瓶口，木条复燃则收集满。（6）检验：用带火星的木条伸入，瓶内，木条复燃则该气体是氧气。（7）注意事项：向上排空气法收集气体时，导管口要接近集气瓶底（目的：便于排净空气）。如：用高锰酸钾或氯酸钾制取氧气：（1）原理：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；（2）装置：固固加热，排水法（或向上排空法）（3）步骤：连接装置：先下后上，从左到右的顺序；检查装置的气密性；装入药品：按粉末状固体取用的方法；固定装置：固定试管时，试管口应略向下倾斜，铁夹应夹在试管的中上部；加热药品：先预热，后在反应物部位用酒精灯外焰加热；收集气体；先将导管移出水面，再停止加热。（4）收集法：、排水法：原因氧气不易溶于水，不与水反应；（何时开始收集：导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集。）、向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；（5）验满：向上排空气法，用带火星的木条放在，瓶口，木条复燃则收集满。（6）检验：用带火星的木条伸入，瓶内，木条复燃则该气体是氧气。（7）注意事项：试管口要略微向下倾斜：防止生成的水回流,使试管破裂；导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞：有利于产生的气体排出；用高锰酸钾制取氧气时，试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导气管；实验结束后，先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯：防止水槽中的水倒流，炸裂试管。考点三：实验室制取二氧化碳1、药品：大理石或石灰石和稀盐酸2、原理：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；3、装置：固液不加热，向上排空法，4、步骤：连接装置；检查装置的气密性；向锥形瓶中加入大理石；从长颈漏斗加入稀盐酸；收集二氧化碳；验满。5、收集法：向上排空气法：原因密度比空气大且不与空气反应；能溶于水且与水反应，不能用排水法。6、验满：向上排空气法，用燃着的木条放在，瓶口，木条熄灭则收集满。 7、检验：将气体通入澄清石灰水，若石灰水浑浊，则是二氧化碳。原理：Ca(OH)2+CO2 =CaCO3+H2O 8、药品的选择：实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应是因为（稀硫酸和大理石反应生成的硫酸钙微溶于水，会附着在大理石表面，阻碍反应的继续发生）。也不用浓盐酸是因为（浓盐酸易挥发，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯）。考点四：常见气体的检验气体检验方法现象氧气把带火星的木条伸入集气瓶中木条复燃二氧化碳把气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊一氧化碳点燃后在火焰上方罩一个内壁有澄清石灰水的烧杯火焰呈蓝色，烧杯内壁变浑浊甲烷点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯，迅速倒转后，注入少量澄清石灰水烧杯内壁上有水珠，石灰水变浑浊氢气点燃后在火焰上方罩一个干冷的烧杯火焰呈淡蓝色，烧杯内壁上有水珠水蒸气通过白色硫酸铜粉末硫酸铜变为蓝色氨气放入湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝考点五：常见气体的净化1、气体中有水蒸气杂质，用干燥剂除去，常用干燥剂浓硫酸和碱石灰（NaOH和CaO）；注意浓硫酸不能干燥NH3等碱性气体；碱石灰不能干燥CO2、SO2和HCl等酸性气体。2、CO2中有HCl杂质，将气体通过饱和的碳酸氢钠溶液。3、气体中有H2和CO等还原性气体杂质，将气体通过灼热的氧化铜。4、除去气体中的氧气，将气体通过灼热的铜网。考点六：常见气体的净化1、制取气体时，要先检查装置气密性，后装药品（先固后液）。2、收集气体，先净化后收集。3、检验气体时，先检验水后检验杂质。4、净化气体时，先除杂后干燥。例如，二氧化碳中有水蒸气和HCl杂质。检验气体：（1）先通过白色硫酸铜粉末，硫酸铜变为蓝色则说明有水蒸气；（2）再通过硝酸银溶液，若有不溶于硝酸的白色沉淀生成，说明有HCl。净化气体：（1）先通过饱和碳酸氢钠溶液，除去HCl；（2）再通过浓硫酸溶液，除去水蒸气。5、 综上，装置顺序为（1） 发生装置（选取依据反应物状态和反应条件）（2）净化装置（3）干燥装置（4）收集装置（5）有污染性的气体，为了保护环境，要加一个吸收装置。【典题聚焦】题型一：选择题【例1】【2019江苏苏州】下列有关CO2实验的图示正确的是（）A制取CO2 B收集CO2C验证CO2已集满 D验证CO2能与水反应【答案】D【解析】A制取二氧化碳时，长颈漏斗要伸入液面以下防止生成的气体从长颈漏斗下端逸出，故A错误；B二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，如果用的话也要短进长出，故B错误；C验满时要把燃着的木条放在集气瓶中，而不是伸入集气瓶内，故C错误；D通过观察紫色石蕊试液变红色就可以验证二氧化碳能和水反应，故D正确。故选：D。【技巧点拨】本题难度不大，熟练掌握实验室中制取气体的发生装置和收集装置的选择依据以及验满、检验方法是正确解答本题的关键。【例2】【2019广东茂名一模】下列鉴别空气、氧气和二氧化碳的方法中，正确的是（）A闻气味 B观察颜色 C加入澄清石灰水 D插入燃着的木条【答案】D【解析】A、空气、氧气和二氧化碳三瓶气体均没有气味的气体，用闻气味无法鉴别，故选项错误；B、空气、氧气和二氧化碳三瓶气体均没有颜色的气体，用观察气体的颜色的方法无法鉴别，故选项错误；C、二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，用澄清的石灰水只能鉴别出二氧化碳，无法鉴别空气、氧气，故选项错误；D、把燃着的木条分别伸入三个集气瓶中，若木条熄灭，则是二氧化碳；若木条燃烧更旺，则是氧气；若木条正常燃烧，则是空气；现象明显，能一次鉴别出这三瓶气体，故选项正确；故选D。【技巧点拨】本题考查了常见气体的鉴别方法，解题的关键是利用所要鉴别气体的性质的差别，根据实验中是否出现明显的不同现象判断能否鉴别。【变式训练】1、【2019.北京】下列关于CO2的实验室制法及性质实验的说法不正确的是（ ）A. 制CO2的药品B发生装置C收集装置D比较CO2与空气的密度【答案】A【解析】大理石与稀硫酸反应生成微溶的硫酸钙覆盖在大理石上，阻止反应进一步发生，该实验方案不合理。故选A。2、【2019四川攀枝花】关于下列装置使用的说法，不正确的是（）A用此装置制取氧气 B用此装置制取二氧化碳C用此装置收集氢气 D用此装置收集氧气【答案】C【解析】A装置中有酒精灯、试管口没有棉花，可用于加热氯酸钾制氧气，故A正确；B装置中没有酒精灯，适合固液混合常温状态下制取气体，因此可用此装置制取二氧化碳，故B正确；C氢气的密度比空气小，应该用向下排空气法收集，故C错误；D氧气不易溶于水，可用排水法收集，故D正确。故选：C。3、【2018浙江省舟山市】15%的H2O2溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O2实验室欲利用15%的H2O2溶液制取O2，则下列装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（）ABCD【答案】D【解析】实验室利用15%的H2O2溶液制取O2，反应速率较快，选择的制取装置应能控制反应的速率。A、图中装置不能控制反应速率，故选项错误。B、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过滴加水的方法控制反应速率，故选项错误。C、15%的H2O2溶液与二氧化锰混合，反应速率较快，不能通过加水的方法控制反应速率，故选项错误。D、图中所示装置能控制15%的H2O2溶液滴加的速率，从而控制反应的速率，故选项正确。故选D。4、【2019江苏苏州】将草酸（H2C2O4），沸点约150，分解温度约190）隔绝空气加热，得到的混合物经充分冷却后，残余气体M（CO、CO2中的一种或两种）。为探究M的成分，设计如图所示实验。下列说法不正确的是（）A若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2B若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含COC若装置甲、乙位置互换，则无法判断M中是否含有COD若加热所得混合物不经充分冷却，则M中可能混有草酸蒸气【答案】C【解析】A二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若甲试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO2，故A正确；B丙中固体变黑是因为和一氧化碳反应生成了铁和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，故B正确；C若装置甲、乙位置互换，二氧化碳会被氢氧化钠溶液吸收，甲中澄清石灰水无变化，则无法判断M中是否含有CO2，故C错误；D因为草酸（H2C2O4），沸点约150，分解温度约190，如果温度没有冷却到150以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D正确。故选：C。5、【2018山东省威海市】 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B. 实验室收集氧气和二氧化碳均可使用装置，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，气体从导管a进入D. 实验室收集的氧气和二氧化碳，均可如图临时存放【答案】B【解析】A. 装置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，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，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，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，均可如图临时存放，正确。故选B。题型二：氧气的制取【例3】【2019江苏苏州】实验室常用高锰酸钾制取氧气，可能用到的装置如图所示。（1）本实验可选用的发生和收集装置为 （填字母）。（2）写出高锰酸钾分解制氧气的化学方程式： 。上述反应的理论产氧率为 ，结果精确到0.1%。取一定量的高锰酸钾固体，充分加热，发现实际产氧率远高于上述数值，则可能的原因有 （测定过程中产生的误差可忽略）。（3）某同学进行该实验并用排水法收集O2下列操作正确的是 （填字母）a未检查装置气密性即向大试管中加入高锰酸钾固体b当导管口有连续气泡均匀冒出时，开始收集氧气c集气瓶中氧气收集满后，先用玻璃片盖住集气瓶口，再将其移出水面d气体收集完毕后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面（4）实验室也可用双氧水制氧气。某同学为研究MnO2粉末用量对双氧水分解速率的影响，做了以下实验：采用不同质量的MnO2粉末做催化剂，每次均用30mL 10%的双氧水（其他实验条件均相同），测定收集500mL氧气所用的时间，结果如表：序号123456789MnO2用量/g0.10.20.30.40.50.60.70.80.9所用时间/s1786322222写出上述反应的化学方程式： 。该实验可得出的结论是 。【答案】（1）AE；（2）2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；10.1%；K2MnO4或MnO2在加热的条件分解产生氧气；（3）bc；（4）2KClO3MnO22KCl+3O2；其他条件相同时，在一定范围内增加二氧化锰的质量，可以加快过氧化氢分解的速率。【解析】（1）高锰酸钾制取氧气，需要加热，发生装置可选A；氧气不易溶于水，收集装置可选用E；（2）高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2；根据化学方程式理论上氧气的产率=32316100%=10.1%；取一定量的高锰酸钾固体，充分加热，发现实际产氧率远高于上述数值，则可能的原因有：K2MnO4或MnO2在加热的条件分解产生氧气；（3）a要先检查装置的气密性，再装药品，故a错误；b防止收集到的气体不纯，等导管口有连续气泡均匀冒出时，开始收集氧气，故b正确；c集气瓶中氧气收集满后，先用玻璃片盖住集气瓶口，再将其移出水面，故c正确；d为了防止水槽中水沿导管进入试管使试管炸裂，要先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，故d错误；（4）氯酸钾的二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气，化学方程式为：2KClO3MnO22KCl+3O2；通过题干和表格中提供的信息可知，其他条件相同时，在一定范围内增加二氧化锰的质量，可以加快过氧化氢分解的速率。【技巧点拨】熟悉常见气体的制备原理以及对应的化学方程式，对应的制取与收集装置以及验满、检验等，用多功能装置，用排空气法收集气体时，气体密度比空气大的从长管进，密度比空气密度小的从短管进。【变式训练】1、【2019辽宁本溪】请根据如图回答问题。（1）仪器的名称是 。（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为 。若用图E装置收集氧气，当观察到导管口的气泡 时，再把导管口伸入盛满水的集气瓶。（3）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图F所示），观察到的现象是 。（4）通常状况下，甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制得甲烷气体。制取甲烷的发生装置可选用 （填字母，下同），收集装置可选用 。【答案】（1）锥形瓶；（2）2H2O22H2O+O2；气泡连续均匀冒出；（3）剧烈燃烧、发出白光、放出热量；（4）B； D或E。【解析】（1）仪器的名称是锥形瓶；（2）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生水和氧气，化学方程式为：2H2O22H2O+O2；为了防止收集到的气体不纯，当观察到导管口的气泡连续均匀冒出时再收集；（3）用收集的氧气完成木炭燃烧的实验（如图F所示），观察到的现象是：剧烈燃烧、发出白光、放出热量；（4）实验室常用醋酸钠和碱石灰两种固体混合物加热制得甲烷气体，不需要加热，属于固液常温型，发生装置应选B；甲烷的密度比空气大、难溶于水，常用 向下排空气法和排水法收集。2、【2019广东省深圳一模】某化学实验小组需制备O2并进行O2部分性质实验，结合以下装置，回答下列问题：（1）甲同学利用KClO3和MnO2制备O2，其发生装置应选用上述装置中的 （ 选填装置对应的字母），收集O2的方法是 （只填一种），可用 检验O2；（2）乙同学提出可用H2O2和MnO2制备O2，本着废物利用的原则，可以从甲同学制备O2后剩余的固体中提取MnO2，则提取MnO2的操作步骤依次为：溶解、 、洗涤、干燥，其中步骤比多使用了一种玻璃仪器，该仪器名称是 ，请写出乙同学制O2的化学方程式： （3）丙同学欲用少量的KMnO4和较多量的KClO3固体混合物加热，以较快制备较多量O2，你认为是否可行？ ，（填“可行”或“不可行”），请说明理由： ；（4）丁同学将硫粉置于收集到的O2中燃烧，可观察到发出 火焰（填火焰颜色），其产物的名称是 ，它是形成酸雨的主要原因。【答案】（1）C；向上排空气法；带火星的木条；（2） 过滤；漏斗；2H2O22H2O+O2；（3） 可行；KMnO4受热易分解，其分解后生成的二氧化锰又可以作为氯酸钾的催化剂，使氯酸钾快速分解；（4） 蓝紫色；二氧化硫。【解析】（1）氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，属于固体加热型制取气体，给试管中的固体加热时试管口要略微向下倾斜，以防冷凝水倒流炸裂试管，故应选用发生装置是C；氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集；氧气有助燃的作用，可以将带火星的小木条放在集气瓶内，如果复燃说明是氧气。（2）剩余物质中有KCl（或含KClO3）和MnO2，要想回收MnO2，要利用KCl（或含KClO3）溶于水，但MnO2不溶于水，应先将混合物溶解，然后过滤得MnO2固体，然后将MnO2固体洗涤并干燥即可；溶解需要的玻璃仪器是烧杯与玻璃棒；过滤需要的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒；过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2。（3）KMnO4受热易分解，其分解后生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，二氧化锰又可以作为氯酸钾的催化剂，使氯酸钾快速分解，故该实验设计可行。（4）硫在氧气中的燃烧会出现明亮的蓝紫色火焰，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，它是形成酸雨的主要原因。题型三：二氧化碳的制取【例4】【2019广西桂林】请帮助小红利用下列实验装置制备并研究CO2的性质（1）仪器的名称是_，装入药品之前应先进行的操作是_。（2）实验室里制取一瓶CO2气体，应选择的气体发生装置是_（填“A”或“B”）。按气体从左到右流动，导管口的连接顺序是a_（填接口小写字母）。检验本实验中CO2已经收集满的操作是_。（3）将收集到的CO2气体按图D进行实验，可观察到蜡烛熄灭。通过该实验可知CO2具有的性质是_（填字母序号）。a密度比空气大 b既不能燃烧也不支持燃烧【答案】（1）铁架台；检查装置的气密性；（2）B；c；b；把燃着的木条放在b导管口处，如果木条熄灭，则集满；（3）ab。【解析】（1）仪器的名称是：铁架台；加药品前应该检查装置的气密性；（2）实验室制取CO2用的是稀盐酸和石灰石或大理石，采用的是固液常温型，发生装置应选B；CO2密度比空气重，收集CO2采用向上排空气法，所以导管口的连接顺序是acb；检验本实验中CO2已经收集满的操作是：把燃着的木条放在b导管口处，如果木条熄灭，则集满；（3）通过蜡烛熄灭实验，证明二氧化碳具有一个物理性质：密度比空气大，二个化学性质：不能燃烧，也不支持燃烧，所以ab都选。【技巧点拨】熟悉常见气体的制备原理以及对应的化学方程式，对应的制取与收集装置以及验满、检验等，用多功能装置，用排空气法收集气体时，气体密度比空气大的从长管进，密度比空气密度小的从短管进。【变式训练】1、【2019广东广州】如图1是实验室制取CO2及进行性质实验的部分装置。（1）CaCO3固体与稀盐酸反应生成CO2气体的化学方程式是 。（2）检验装置气密性，按图连接装置，先 ，再加水至 A下端形成一段水柱，静置，若观察到 ，说明气密性良好。（