2022年中考化学(百色专用)复习教学案-专题突破6常见气体的制取

专题突破六常见气体的制取【题型特征】氧气、二氧化碳等常见气体的制取是历年中考必考的内容，以实验题的题型出现居多，分值为7分，主要考查实验原理，装置的选择，气体的收集方法、验证、验满、除杂，多功能瓶的使用等，常将几种气体的制取相结合同题考查，难度中等。【解题策略】做这类题关键在于学会制取气体的各个流程并熟记实验室制取氧气、二氧化碳的化学方程式和步骤中的各种注意事项。审题是关键，看清楚是发生装置还是收集装置；多选还是单选；题目要求写化学式还是化学方程式；是写名称还是化学符号；知道酸性或碱性干燥剂和气体除杂试剂的选择等。注意仪器名称不能出现错别字。1．实验药品、原理及发生装置(氧气、二氧化碳每年必考)氧气二氧化碳氢气药品高锰酸钾氯酸钾、二氧化锰过氧化氢、二氧化锰石灰石(或大理石)、稀盐酸锌粒、稀硫酸原理2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑H2SO4＋Zn=ZnSO4＋H2↑装置类型固—固加热型固—液不加热型装置图见第2点注意事项(1)试管口略向下倾斜(2)用高锰酸钾制氧气时试管口需塞一团棉花(3)导管稍露出橡胶塞即可(4)铁夹应夹在试管的中上部长颈漏斗下端应伸入液面以下，起到液封的作用2.常见固—液不加热型发生装置对比装置图装置特点安装简单便于添加液体可控制反应速率可随时控制反应的发生和停止适用范围用于制取少量气体用于平稳反应并制取较多气体用于剧烈反应并制取较多气体用于平稳反应并持续时间较长地制取气体3.收集装置的选择选择气体收集装置需要考虑气体的溶解性、密度、是否有毒、是否与空气中的成分发生化学反应等因素。收集方法排空气法排水法向上排空气法向下排空气法装置图气体性质密度比空气小密度比空气大微溶于水或难溶于水典型气体H2、NH3、CH4等O2、CO2等H2、O2、NO、CO、CH4等注意事项导管伸到集气瓶底部，防止收集到的气体不纯(1)待导管口气泡连续、均匀冒出时，开始收集(2)导管口伸到集气瓶瓶口即可优缺点优点：气体干燥缺点：气体纯度较差优点：气体纯净缺点：气体较潮湿4.检验和验满气体检验方法验满方法氧气将带火星的木条伸入集气瓶内，木条复燃排气法：将带火星的木条放在集气瓶瓶口，若木条复燃，则说明已收集满排水法：当有大量气泡从集气瓶口冒出时，表示已收集满二氧化碳通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊将燃着的木条靠近集气瓶瓶口，若木条立即熄灭，则说明已收集满氢气点燃，罩上干冷小烧杯，产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠生成使用排水法时，若有大量气泡在瓶口冒出，说明氢气已满5.气体的净化、干燥、尾气处理(1)气体的净化与干燥①装置②常见气体的吸收剂吸收剂吸收的气体杂质强碱溶液(NaOH)酸性气体，如CO2、SO2、HCl、H2S等碱石灰(NaOH＋CaO)水蒸气；酸性气体，如CO2、H2S等饱和NaHCO3溶液CO2中混有的HCl气体归纳：除CO2NaOH溶液除HCl气体根据原有气体选择性地用NaOH溶液、Na2CO3溶液或饱和NaHCO3溶液除H2先通过灼热的CuO将其转化为水，再用浓硫酸或碱石灰吸收除水蒸气浓硫酸、CaCl2、碱石灰(主要成分是NaOH和CaO)、生石灰、无水CuSO4(并且可以检验杂质中有无水蒸气，若有则颜色由白色变为蓝色)等③常见气体的干燥剂干燥剂可干燥的气体不能干燥的气体酸性浓硫酸O2、H2、CO、SO2、HCl等NH3中性无水氯化钙O2、H2、CO等NH3碱性生石灰、碱石灰、氢氧化钠固体O2、H2、CO、NH3等CO2、SO2、HCl等(2)尾气处理方法燃烧法吸收法收集法通过燃烧使其转化为无害的物质。适用于可燃性气体使尾气与溶液反应生成不具有挥发性的盐类，如将酸性气体通入碱液中，碱性气体通入酸液中在导管出口套一个气球，收集未反应完全或反应生成的气体。适用于有毒气体的收集装置图举例CO等CO2、SO2等酸性气体通入氢氧化钠溶液中CO、Cl2等6.多功能瓶的使用装置作用进出口方向举例洗气、干燥、验气a进b出(长进短出)浓硫酸干燥氢气收集密度大于空气密度的气体a进b出(长进短出)收集O2收集密度小于空气密度的气体b进a出(短进长出)收集H2排水集气法收集气体a进b出(短进长出)收集H2、O2；进入的气体聚集在集气瓶上方，水从下方导管被压出注意：检验和净化实验中的先后顺序：(1)组装仪器时，一般按从左到右、从下到上的顺序。(2)制取气体时，先检查装置气密性，后装药品。(3)收集气体时，先净化后收集。(4)检验气体时，先验水后验杂(其他气体杂质)。(5)净化气体时，先除杂后干燥。【易错点分析】1．制取气体时，对药品的选择出错(1)实验室用KMnO4制取O2时，不需要加MnO2，MnO2是该反应的生成物；用KClO3和过氧化氢溶液制取氧气时，应加入少量MnO2，MnO2是该反应的催化剂，加快反应的速率。(2)实验室制取CO2，不能用碳酸钠或碳酸钙粉末，其与稀盐酸反应速率过快，不易收集气体；不能用浓盐酸，因为浓盐酸具有挥发性，使制得的气体不纯；不能用稀硫酸，因为硫酸(H2SO4)与碳酸钙反应后产生的硫酸钙(CaSO4)微溶于水，会阻止稀硫酸与碳酸钙进一步发生反应，反应无法彻底进行。2．氧气的检验和验满位置放错用带火星的木条检验时应伸入集气瓶内，验满时放在瓶口。3．气体干燥和除杂试剂或方法选择出错(1)干燥CO2用NaOH固体，错误原因是CO2与NaOH反应，应该使用浓硫酸干燥CO2。(2)除去CO2中少量CO不可用点燃的方法，原因是CO2不可燃不助燃，CO2中混有的少量CO点不燃，应改为将气体通过灼热的CuO。例1(2021百色中考)下图是实验室制取气体的装置图，请回答下列问题：(1)仪器a的名称为集气瓶。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。若用高锰酸钾制取氧气时，所选用的发生装置是B(填字母，下同)。(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，选用的发生装置是A，收集较为干燥的二氧化碳气体，选用的收集装置是E，检验该气体是否收集满的操作是把燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则集满。【解析】本题考查常见气体的实验室制取原理及装置、收集、验满等。(1)仪器a的名称为集气瓶。(2)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑；若用高锰酸钾制取氧气时，应选用“固—固加热型”发生装置。(3)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应选用“固—液不加热型”发生装置。二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集较为干燥的二氧化碳气体应选用向上排空气法，检验二氧化碳气体是否收集满的操作是把燃着的木条放在集气瓶口，如果木条熄灭，说明已经收集满。例2(2021北部湾中考)下图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：(1)图中标号①仪器名称是酒精灯。用A装置制取氧气的化学方程式是2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑。选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水且不与水反应。集满氧气的集气瓶应正(选填“正”或“倒”)放在桌面上。(2)用装置F和装置I(填序号)收集并测量O2体积，实验时气体应从装满水的装置F中的导管b(选填“a”或“b”)端通入。(3)实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取极易溶于水的氨气(NH3)。若要制取并收集干燥的氨气，正确的装置连接顺序是AHE(或AHF)(填字母)。【解析】(1)图中标号①仪器名称是酒精灯。用A装置制取氧气的反应为固体加热反应且试管口没有一团棉花，故反应为氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑。选择C装置收集氧气是因为氧气不易溶于水，可以用排水法收集。氧气密度大于空气，集满氧气的集气瓶应正放在桌面上。(2)氧气密度小于水，实验时氧气应从装满水的装置F中的导管b端通入，水被排出，排出水的体积就是收集到氧气的体积，测量水的体积还需要使用装置Ⅰ量筒。(3)实验室常用加热氯化铵和熟石灰固体混合物制取氨气，反应条件为固体加热，发生装置应选A；氨气极易溶于水、密度小于空气密度，收集装置选择向下排空气法，可选用装置E或万能瓶装置F(氨气短进长出，从b端进入)。氨气能和硫酸反应，不与碱石灰反应，故在制得氨气后应首先通过碱石灰干燥装置H干燥后再收集，故正确的装置连接顺序是AHE或AHF。1．(2021贵港中考)根据下列装置回答问题。(1)写出标号仪器的名称：②水槽。(2)用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选用的装置是BF(填字母)。(3)实验室制取二氧化碳发生装置可选用A或C，装置C的优点是随时控制反应的发生与停止；若用装置G收集二氧化碳，气体应从a(选填“a”或“b”)端通入。2．(2021德阳中考)厉害了，我的国！5月15日，“天问一号”巡视器成功着陆于火星乌托邦平原，我国首次火星探测器任务着陆火星取得圆满成功。运载“天问一号”探测器的“长征五号遥四”常用氢氧燃料提供动力。结合以下装置探究氢气、氧气的相关实验，回答下列问题。(1)如图的仪器甲的名称为酒精灯。(2)在实验室用高锰酸钾做原料制取氧气，发生装置应选择A(填标号)，选用装置F采用排空气法收集，氧气应从i(选填“h”或“i”)通入。(3)采用锌与稀盐酸反应制取氢气，反应原理为Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑(用化学方程式表达)，选择上述恰当的装置，组装一套制取、除杂、并收集一瓶氢气的装置，所选装置的接口连接顺序为a→g、f→d、e→h。(均填接口标号)3．(2021铜仁中考)根据下列图示实验装置，回答有关问题。(1)写出标有字母a的仪器名称：长颈漏斗。(2)实验室制取O2的反应原理为2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑(或2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑)(用化学方程式表示)，你选择的发生装置是A(或B)(填字母)。(3)实验室制取CO2的反应原理为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑(用化学方程式表示)，制得的CO2中通常含有少量的HCl和水蒸气，若要制取干燥纯净的CO2，正确的装置连接顺序是BFEC(填字母)，饱和NaHCO3溶液的作用是NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑(用化学方程式表示)。(4)将CO2通入紫色石蕊溶液中，溶液变红的原因是二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，可以使紫色石蕊溶液变红。4．(2021自贡中考)化学是一门以实验为基础的科学。根据下列实验装置图，回答有关问题：(1)图中标有①的仪器名称为锥形瓶。(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置为A(填字母)，该装置有一不足之处，应怎样改进：在试管口塞一团棉花。(3)实验室用B装置制取氧气，其反应的化学方程式是2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。(4)若用D装置收集二氧化碳气体，气体应从m(选填“m”或“n”)端进入。(5)E装置试管中的现象是溶液变红色。F装置是将E装置实验后的试管加热，此时发生反应的化学方程式为H2CO3eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋H2O。(6)实验室制取气体时，下列因素中不需要考虑的是D(填字母)。A．药品容易获得，能生成所要制取的气体B．反应条件易于控制，反应速率适中C．操作简便易行，安全可靠，节能环保D．所要制取气体的颜色和气味1．某气体既能用排水法又能用向下排空气法收集，则该气体应具有的性质是BA．易溶于水，密度比空气小B．难溶于水，密度比空气小C．易溶于水，密度比空气大D．难溶于水，密度比空气大2．(2021重庆中考B卷)氧气是人类活动的必需物质之一，下列与氧气有关的实验装置图错误的是Ceq\o(\s\up7(),\s\do5(A.制取))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B.干燥))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C．收集))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D.验满))3．(2021重庆中考A卷)实验室制取二氧化碳部分操作如图所示，其中错误的是Ceq\o(\s\up7(),\s\do5(A.检查气密性))eq\o(\s\up7(),\s\do5(B.仪器连接))eq\o(\s\up7(),\s\do5(C.加入药品))eq\o(\s\up7(),\s\do5(D.收集气体))4．(2021桂林中考)根据下列装置图回答问题。(1)实验室里把装置B(填字母，下同)与C连接可制取并收集CO2或O2。(2)将燃着的木条放在收集CO2的集气瓶口，若出现木条熄灭的现象，说明CO2已集满。(3)选用装置A制取O2的药品是高锰酸钾。(4)装置E中，若观察到蜡烛燃烧更旺，集气瓶收集到的气体是氧气，由此说明该气体具有的性质有助燃性(或密度比空气大)(填一点即可)。5．(2021青海中考)实验室现有氯酸钾、二氧化锰、稀硫酸、石灰石和稀盐酸以及如图装置：(1)写出仪器的名称：a酒精灯、b集气瓶。(2)利用上述药品制取氧气，选择的发生装置是A，写出该反应的化学方程式：2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑，若收集较纯净氧气应选用的装置是E。(3)制取二氧化碳气体，在上述药品中选择石灰石和稀盐酸，气体发生装置选择B，气体收集装置选择C。(4)实验室制取氢气时，收集装置可以选择D的原因是氢气密度比空气小。6．(2021新疆中考)如图是实验室常用的实验装置，请回答下列问题。(1)仪器①的名称是集气瓶。(2)若用高锰酸钾制取氧气，选取的发生装置是A(填字母)，写出该反应的化学方程式：2KMnO4eq\o(=,\s\up7(△))K2MnO4＋MnO2＋O2↑。(3)能用D装置收集氧气是因为氧气具有不易溶于水且不与水反应的性质。(4)将收集的氧气用作性质实验，如图F所示，水的作用是吸收二氧化硫，防止其污染空气。写出F装置中发生反应的化学方程式：S＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))SO2。(5)氢气是一种清洁能源。实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，应选择的发生装置是B(填字母，下同)，收集装置除选D外，还可以选E。7．(2021贺州中考)请根据下列实验装置，回答问题。(1)写出仪器a的名称：试管。(2)若实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，选用的发生装置和收集装置是AC(或AD)，写出该反应的化学方程式：2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑。(3)将B制取的气体通入G装置，探究燃烧的条件。观察到Y形管左边的白磷燃烧，右边的白磷不燃烧，可探究出燃烧所需的条件是可燃物燃烧需要氧气。(4)若用B、F装置制取二氧化碳。当观察到澄清石灰水变浑浊时，证明二氧化碳收集已满；若F装置中没有出现上述现象，其可能原因是CO2气体中含有HCl气体(或装置漏气或澄清石灰水变质等，合理即可)(写一个)。8．(2021安徽中考)某小组利用如图装置制备CO2，并模拟自然界中CO2的循环。回答下列问题。(1)装置B中仪器①的名称是试管。(2)实验室用稀盐酸和石灰石制取CO2，反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，发生装置是A(填字母序号)