专题03气体的制取、净化、收集(原卷版+解析)

专题03气体的制取、净化、收集【解题技巧】气体的制取实验也是中考中常见的问题。实验室制取气体的实验往往与气体的干燥与净化综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：同学们可按照上图的流程来选择合适的装置进行气体制取实验【例题精析】一．气体制取装置的探究1．某校化学兴趣小组用下列装置制取并收集氧气．（可以通过调节分液漏斗的活塞控制液体滴加速度．）（1）写出仪器名称a，b；（2）选择发生装置（填字母）制氧气比较便捷环保，反应的符号表达式为．如果要得到干燥的氧气，用装置（填字母）来收集．如何证明氧气已集满？．（3）实验室常利用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气，如右图所示，烧杯中的水可溶解氯气且与氯气反应．氯气是一种黄绿色的气体，密度比空气大．因此可用装置（填字母）来收集氯气．（4）右图是实验中常用的一种收集气体的装置，当用排空气法收集某气体时，若空气从b端排出，则该气体的密度比空气．当用排水法收集气体时，若气体的密度比空气小，则气体应从（填字母）端进入．2．化学实验室开放日，化学科代表拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种常见无色气体．（1）该气体可能是什么物质？同学们展开了一系列探究活动．①验证气体的实验方案如下：猜想实验步骤现象结论此气体是②制取该气体的化学方程式是．③下图装置中，仪器①的名称是，仪器②的名称是．④想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的（填序号，下同），收集装置是，选用该装置收集的依据是．（2）猜想此无色气体还可能是另外一种气体，则生成该气体的化学方程式是．（3）氨气（NH3）在通常情况下是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水．实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2△¯CaCl2+2NH3↑+2H2O．实验室制取氨气的发生装置选用上图中装置，收集氨气选用上图中3．请你结合下列装置图回答问题：（1）写出有标号仪器的名称：a，b．（2）①实验室用甲装置制氧气的化学方程式是，用法收集氧气．②试管口放一团棉花的目的是．③反应结束后冷却，往试管中加入足量的水，搅拌、过滤，得到黑色粉末．该黑色粉末与过氧化氢接触有大量气泡产生，反应的化学方程式是黑色粉末在反应中的作用是．（3）某同学想用右图装置乙制取CO2，广口瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是，为解决这一问题，在不改变原有仪器的基础上添加一种仪器，请把该仪器画在图中应该放置的位置．加了该仪器以后，还有一个好处是．（4）某化学兴趣小组用乙装置制取并检验二氧化碳．装置中分液漏斗的作用是可控制．实验过程中，可观察到试管里产生色沉淀，证明CO2的生成，该反应的化学方程式是．若实验过程中一直没有出现证明CO2生成的现象（装置和操作步骤都正确），则可能原因是．（5）该小组同学在观察到产生沉淀后继续通入二氧化碳，过了一段时间后，发现沉淀溶解变成澄清溶液．为了确定沉淀溶解成澄清溶液的原因，小组的同学进行了相关探究．【提出问题】沉淀为什么能溶解变成澄清溶液？【查阅资料】①碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]溶于水；②碳酸盐溶于酸，Ca（HCO3）2与酸反应跟CaCO3与酸反应类似．【猜想与假设】①溶液呈酸性；②反应生成了碳酸氢钙．【实验与结论】实验操作实验现象实验结论实验Ⅰ：把一小片pH试纸放在一块干净的玻璃片上，用蘸取沉淀溶解成澄清的溶液沾在试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照．测得被测液的pH＝8猜想①．（填“成立”或“不成立”）实验Ⅱ：取沉淀溶解成澄清的溶液于另一支试管中，加入．有气体产生反应的化学方程式为：猜想②成立．通过探究得知，生成的沉淀会与二氧化碳、水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙．反应的化学方程式是．【交流与反思】从探究中你得到的启示或感受是．二．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法4．氯气（Cl2）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2+H2O＝HCl+HClO．产物中，次氯酸HClO是一种弱酸．氯气溶于水所得溶液称为氯水．把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色．如图是实验室制取氯气的成套装置图，请填空：（1）仪器X的名称是：．（2）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于型气体发生装置．（3）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为，装置戊中可得到氯水．（4）晓红对“氯水使品红试纸褪色”产生兴趣，她所在的学习小组进行了如下探究，请你一起来完成：提出问题：氯水中的什么成分使品红试纸褪色？猜想：猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；猜想2：氯水中的Cl2使品红试纸褪色；猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；猜想4：氯水中的（填化学式）使品红试纸褪色．实验探究：实验操作实验现象结论①把品红试纸放入水中（A）猜想1不成立②把品红试纸放入干燥的氯气中试纸不褪色猜想2不成立③试纸不褪色猜想3不成立结论：学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质．反思：向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是．5．图1是实验室制备某些常见气体的装置示意图．（1）实验室制备CO2的化学方程式为可用的发生装置是（选填图1字母序号）．（2）排水法收集与排空气法收集CO2的比较比较项目排水法向上排空气法收集方法可行性分析CO2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CO2不与空气中主要成分反应，且收集验满过程分析集满的现象是：集气瓶内液面降至瓶口，且有从瓶口逸出集满的现象是：用燃烧的木条放在瓶口，燃烧的木条（3）块状石灰石（杂质不溶于水，也不与盐酸反应）和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2．此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如图2[pH为纵坐标，时间s（秒）为横坐标]：①在AB段实验的现象是，产生该现象的化学方程式为，②BC“平台”段实验的现象是，产生该现象的化学方程式为．③CD段上升说明碳酸钠溶液已经．进行到D点时，溶液中所含溶质是．6．根据下列实验装置图，回答有关问题。（1）图中标有①的仪器名称是。（2）实验室制取CO2气体的化学方程式为，若用D装置收集CO2气体，证明集气瓶已充满CO2的方法是（3）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物在加热条件下制取甲烷气体，发生装置可选择（填字母），甲烷气体一般采用装置C进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图E所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是。如果选用F装置收集甲烷，气体应从（填“a“”或“b“）端管口通入。（4）饱和NH4Cl溶液与饱和NaNO2溶液混合共热可制取氮气，再用制得的氮气和氢气在一定条件下化合生成氨气。如图是实验室模拟合成氨的装置。①装置A中导管a所起的作用是（用序号回答）。a．防止NaNO2饱和溶液蒸发b．使分液漏斗中溶液能顺利滴下c．使实验装置不漏气②装置A中反应物所有的氮元素都转化成氮气，该反应的方程式为③装置C可以使N2、H2两种气体充分混合，并通过观察气泡以调节N2和H2的气流的速度，除此以外，还有一个作用是④从装置E中导出的气体成分是，向装置E的试管中滴入酚酞溶液，观察到的现象是7．结合图示实验装置，回答下列问题。（1）图中a、b仪器的名称：a，b。（2）用高锰酸钾固体制氧气，选用的发生装置是（填“A”、“B”或“C”），反应的化学方程式为；如用D装置收集O2，则气体收集完毕时，应先（填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”）；如用F装置收集O2，则验满的方法是。（3）实验室制取氢气时，如用G装置收集H2，则气体应从端通入（填“c”或“d”）。（4）小红同学想探究实验室中用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答问题。【提出问题】废液中的溶质是什么物质？【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCl2；你认为还可能含有的溶质是（填化学式）。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【实验与结论】①请你写出碳酸钙和盐酸反应的化学方程式。②分别取少量该废液和CaCl2溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比实验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。③你认为小红的实验（填“能”或“不能”）证明她的猜想，理由是。④如果要证明你的猜想是正确的，你可以选择（填字母）来代替酚酞试液。A．石蕊试液B．氢氧化钠溶液C．稀盐酸D．硝酸银溶液【拓展与应用】①若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的，反应完成后过滤，即可得到只含CaCl2一种溶质的溶液。②经实验证明了你的猜想是正确。某同学继续做了如下实验：取废液20.0g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液质量（/g）与生成沉淀的质量（/g）的变化关系如图所示。试计算：（ⅰ）废液中CaCl2的质量分数：。（ⅱ）碳酸钠溶液中溶质的质量分数是。8．根据下列实验装置图，回答有关问题。（1）图中标有①的仪器名称是；（2）实验室如用氯酸钾和二氧化锰制取较纯净的氧气，应选用的装置组合是，反应的化学方程式为，基本反应类型是。（3）实验室制取二氧化碳，发生装置是，反应的化学方程式为，若用E装置收集二氧化碳，则验满的方法是。（4）在2017年江苏省中学化学创新实验调演中，李彬老师设计了“氢氧焰”的实验，装置如图：利用氢气与氧气的发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。A瓶中硫酸铜溶液的作用是，B瓶中产生气体的化学方程式为。通过玻璃活塞K1、K2分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作：①关闭K2，打开K1，通入氧气，将带火星的木条置于三通管口处，观察到，说明氧气具有助燃性。将燃着的木条移开，管口处无火焰。②关闭K1，打开K2，通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰。移去燃着的木条，氢气安静地燃烧，说明氢气具有可燃性，该反应的化学方程式为。把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状；打开K1，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是。9．请根据下图装置回答：（1）在实验室可用同一气体发生装置制取O2、H2、CO2三种气体，写出用该装置制取O2的化学方程式．（2）在实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应的共同点是（填序号）．A．需要加热B．需用催化剂C．没有气体参加反应D．生成的气体只有一种（3）实验室新进36%的浓盐酸，要把5g该浓盐酸稀释为5%的稀盐酸，需要水克．配制该溶液时用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和．（4）化学上可通过多种反应得到NH3（NH3极易溶于水，密度比空气小），例如：a．2NH4Cl（固）+Ca（OH）2（固）△¯CaCl2+2NH3↑+2H2b．NH4HCO3（固）△¯NH3↑+CO2↑+H2c．CaO（固）+NH3•H2O＝NH3↑+Ca（OH）2选用反应a在实验室制取NH3时，应选用上图中的（填装置序号）作为反应的发生装置；选用反应c在实验室制取NH3时，应选用上图中的（填装置序号）作为反应的发生装置，实验室制取NH3不选择反应b的原因是，收集NH3应选择装置（填装置序号）10．实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题．（1）写出编号所指仪器的名称：①；（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方填在下列横线上：．将上述错误装置改进后，请继续回答下列问题．（3）小亮利用上述装置制取氧气后发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃．那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠呢？小亮对此展开探究：第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，按要求收集气体．将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象．小亮在前一组实验的基础上又做了第二、三组实验，三组实验的数据和现象见下表．第一组第二组第三组集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①收集的O2占容积的体积分数（%）l0203040503l3335373934带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮请根据实验回答下列问题：①为了达到实验目的小亮选用A和E装置制取和收集氧气并在A装置的试管口加一团棉花，请写出利用该装置制取氧气的化学反应方程式．②集气瓶中氧气的体积分数＝收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×%．③采取“半值法”探究能减少实验次数．例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号为①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为．④小亮通过计算知道了使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值，同时发现使用带火星的木条验满氧气的方法并不可靠．（4）你和小明还一起利用上述装置进行实验室制取二氧化碳的探究．①选择药品．小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别药品实验现象①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，不选用第③组药品的原因是；②选择装置．通过对制取气体装置的分析，他选择用B或者C的发生装置．③制取气体．将药品装入所选装置制取气体，欲制取2.2克的二氧化碳气体，则至少需要含杂质20%的石灰石多少克？三．常见气体的检验与除杂方法11．有一瓶气体，它是由一氧化碳、甲烷和二氧化碳中的一种或几种组成，将其分别进行如下实验：a将气体通过滴加了紫色石蕊试液的蒸馏水，无明显现象．b在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色．用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入澄清石灰水，石灰水变浑浊．请回答下列问题：（1）气体中一定有，一定没有．（2）为了确定可能含有的气体，甲、乙两位同学设计了下列实验方案（假定每步反应都完全进行，每次都能准确测定装置的质量变化）来测定燃烧后气体中各成分的质量．甲方案：将生成的气体先通过碱石灰（氧化钙、氢氧化钠），再通过浓硫酸乙方案：将生成的气体先通过浓硫酸，再通过碱石灰上述实验方案中正确的；正确方案的实验过程中记录的实验数据如下：碱石灰总质量浓硫酸总质量反应前356.8g156.6g反应后359.0g158.4g则该气体的成分为：．12．【问题情景】化学老师给同学们说，不能用金属与浓硫酸反应来制取氢气，可是某实验小组的同学在一次实验中将锌粒加入到浓硫酸中发现有大量的气泡放出，他们对气体的成分进行了探究．【提出猜想】从物质组成元素的角度来看，放出的气体可能是SO2、O2、H2．【查阅资料】SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种有机色素呈红色）溶液褪色，能与NaOH反应生成Na2SO3．【方案设计】实验小组的同学设计了如下一些方案．（1）甲同学认为是SO2，其检验方法是；（2）乙同学认为是O2，则检验方法是；（3）丙同学认为是H2，则可将气体通过盛灼热CuO的硬质玻璃管，若出现现象证明是H2．【问题研究】经充分论证，确认所得气体含有SO2和H2．（4）写出Zn与浓H2SO4反应生成SO2的方程式；（5）产生H2的原因是（方程式结合文字说明）；（6）要用过量锌与浓H2SO4反应后的混合物制取ZnSO4固体，需要进行的操作是，其中要用到的玻璃仪器有；（7）有两种方案可制得ZnSO4，甲Zn与浓H2SO4反应；乙Zn和稀H2SO4反应．要制得等量的ZnSO4，方案更好，理由是．13．科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料（主要是生铁、镀锌铁皮）时，溶液发烫并闻到了刺激性气味，这种反常现象引起了同学们的思考．从组成物质的元素角度分析，他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种．为了确定该气体的成分，他们进行了如下探究．查阅资料：I．SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水，CaSO3难溶于水；II．SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色，上述其它气体不能．实验探究：（1）甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2，把它直接通入澄清石灰水，并观察实验现象．乙同学认为甲同学的做法不合理．请用化学方程式表示其原因．（2）同学们设计了一套合理的实验装置，如图所示（铁架台已略去）．请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验（药品可重复选用）：澄清石灰水，氢氧化钠溶液，酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸，无水硫酸铜，碱石灰（假设每步反应都是完全的）①写出E装置中试剂的名称或化学式．②若观察到（填装置序号）中澄清石灰水变浑浊，证明原气体中有CO2；③若观察到现象，证明原气体中有H2无CO．14．下图为常见的实验装置（用途不一），根据下列要求回答问题，装置可重复使用．提示：无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．（1）将含有水蒸气的氢气干燥后还原氧化铜，则该气体先要通过装置（填序号，下同）．（2）如果要验证混合气体由H2、CO组成，则需要连接的仪器顺序为．（3）如果要验证混合气体由CO、CO2组成，则需要连接的仪器顺序为．（4）如果要验证混合气体由H2、H2O组成，则需要连接的仪器顺序为．（5）如果要验证混合气体由CO2、CO、H2组成，则需要连接的仪器顺序为．15．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史．某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：a．气体产物可能是二氧化碳；b．气体产物可能是一氧化碳；c．气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合气体．（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应后的产物．（2）如果猜想b成立，写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式．（3）同学们设计了如图所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分．实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C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．（4）有同学提出：从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分．请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论）．四．气体的净化（除杂）16．将含有HCl和水蒸气的H2依次通过如图所示的装置，测定水的组成。据示意图回答下列问题。（1）甲装置的作用是；甲试管中的现象是。（2）乙中装的是生石灰，其作用是，实验前向丙中放入CuO的操作是。（3）实验中测得有关数据见右表，实验前实验后（氧化铜+玻璃管）的质量/g75.669.2（氯化钙+U型管）的质量/g110.8118.0根据表中数据求生成的水中氧元素的计算式为；生成的水中氢元素的计算式为。实验结束后，若丙处仍有少量黑色固体，这对实验结果的影响是（填“氧的质量偏大“、“氢的质量偏大“或“无影响“）。专题03气体的制取、净化、收集【解题技巧】气体的制取实验也是中考中常见的问题。实验室制取气体的实验往往与气体的干燥与净化综合在一起。气体综合实验的装置选择及连接顺序为：同学们可按照上图的流程来选择合适的装置进行气体制取实验【例题精析】一．气体制取装置的探究1．某校化学兴趣小组用下列装置制取并收集氧气．（可以通过调节分液漏斗的活塞控制液体滴加速度．）（1）写出仪器名称a铁架台，b水槽；（2）选择发生装置A（填字母）制氧气比较便捷环保，反应的符号表达式为H2O2→MnO2H2O+O2．如果要得到干燥的氧气，用装置D（3）实验室常利用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气，如右图所示，烧杯中的水可溶解氯气且与氯气反应．氯气是一种黄绿色的气体，密度比空气大．因此可用装置D（填字母）来收集氯气．（4）右图是实验中常用的一种收集气体的装置，当用排空气法收集某气体时，若空气从b端排出，则该气体的密度比空气大．当用排水法收集气体时，若气体的密度比空气小，则气体应从b（填字母）端进入．【解答】解：（1）铁架台和水槽是实验中常用的化学仪器，故答案为：a铁架台；b水槽（2）用过氧化氢和二氧化锰制氧气时，不需要加热，需要选择A装置．验满方法是：将带火星的木条放在集气瓶口，观察木条是否复燃．故答案为：A；H2O2→MnO2H2（3）水可溶解氯气且与氯气反应，氯气的密度比空气大，因此氯气只能用向上排空气法收集．故答案为：D；（4）根据气体的密度，密度比空气大的从a管进入；密度比空气小的从b进入．故答案为：大，b2．化学实验室开放日，化学科代表拿出两瓶无标签的试剂，分别是固体和液体，他取少量试剂在试管中混合，立即产生一种常见无色气体．（1）该气体可能是什么物质？同学们展开了一系列探究活动．①验证气体的实验方案如下：猜想实验步骤现象结论此气体是CO2将气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该气体为CO2②制取该气体的化学方程式是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑．③下图装置中，仪器①的名称是试管，仪器②的名称是集气瓶．④想制取该气体，采用的发生装置可选取下图中的B（填序号，下同），收集装置是E，选用该装置收集的依据是CO2的密度比空气的大．（2）猜想此无色气体还可能是另外一种气体O2（或H2），则生成该气体的化学方程式是2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑（或Zn+2HCl＝ZnCl2+H（3）氨气（NH3）在通常情况下是一种无色有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水．实验室常用加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气，反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2△¯CaCl2+2NH3↑+2H2O．实验室制取氨气的发生装置选用上图中A装置，收集氨气选用上图中D【解答】解：（1）①我们以大家最熟悉的气体二氧化碳，做为猜想，由于它能使澄清的石灰水变浑浊，所以将其通入澄清石灰水变浑浊则为二氧化碳；②根据（1）猜想，实验室制取二氧化碳是的化学方程式是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；③常见的用于少量物质反应或被加热的玻璃仪器试管，收集气体的仪器集气瓶；④固液不加热型装置是B，其密度大于空气用E装置收集；（2）根据制取的药品特点还可能是氧气或氢气，过氧化氢（液态）→二氧化锰(固态)（3）“加热氯化铵和熟石灰两种固体物质的混合物来制取氨气”是固固加热型的装置A，氨气密度小于空气，向下排空气法；极易溶于水，不能用C装置．故正确答案：（1）①验证气体的实验方案猜想实验步骤现象结论此气体是CO2将气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该气体为CO2②CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑③试管；集气瓶④B、E、CO2的密度比空气的大（2）O2（或H2）；2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑（或Zn+2HCl＝ZnCl2（3）A；D3．请你结合下列装置图回答问题：（1）写出有标号仪器的名称：a酒精灯，b锥形瓶．（2）①实验室用甲装置制氧气的化学方程式是2KMnO4加热¯K2MnO4+MnO2+O2↑，用排水法（或向上排空气法）法收集氧气．②试管口放一团棉花的目的是防止高锰酸钾粉末随氧气流进入导气管，堵塞导气管．③反应结束后冷却，往试管中加入足量的水，搅拌、过滤，得到黑色粉末．该黑色粉末与过氧化氢接触有大量气泡产生，反应的化学方程式是2H2O2催化剂¯2H2O+O黑色粉末在反应中的作用是催化作用．（3）某同学想用右图装置乙制取CO2，广口瓶内的反应进行较长时间后，用燃着的火柴放在集气瓶口，火焰仍不熄灭的原因是产生的CO2从漏斗中逃逸出去，为解决这一问题，在不改变原有仪器的基础上添加一种仪器，请把该仪器画在图中应该放置的位置．加了该仪器以后，还有一个好处是节约使用稀盐酸．（4）某化学兴趣小组用乙装置制取并检验二氧化碳．装置中分液漏斗的作用是可控制控制反应的速率．实验过程中，可观察到试管里产生白色沉淀，证明CO2的生成，该反应的化学方程式是CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O．若实验过程中一直没有出现证明CO2生成的现象（装置和操作步骤都正确），则可能原因是使用的盐酸溶液浓度太高，CO2中混有太多的HCl气体．（5）该小组同学在观察到产生沉淀后继续通入二氧化碳，过了一段时间后，发现沉淀溶解变成澄清溶液．为了确定沉淀溶解成澄清溶液的原因，小组的同学进行了相关探究．【提出问题】沉淀为什么能溶解变成澄清溶液？【查阅资料】①碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]溶于水；②碳酸盐溶于酸，Ca（HCO3）2与酸反应跟CaCO3与酸反应类似．【猜想与假设】①溶液呈酸性；②反应生成了碳酸氢钙．【实验与结论】实验操作实验现象实验结论实验Ⅰ：把一小片pH试纸放在一块干净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取沉淀溶解成澄清的溶液沾在试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照．测得被测液的pH＝8猜想①不成立．（填“成立”或“不成立”）实验Ⅱ：取沉淀溶解成澄清的溶液于另一支试管中，加入盐酸（硫酸）．有气体产生反应的化学方程式为：2HCl+Ca（HCO3）2═CaCl2+2H2O+2CO2↑（H2SO4+Ca（HCO3）2═CaSO4+2H2O+2CO2↑）猜想②成立．通过探究得知，生成的沉淀会与二氧化碳、水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙．反应的化学方程式是2HCl+Ca（HCO3）2═CaCl2+2H2O+2CO2↑CO2+Ca（OH）2+H2O＝Ca（HCO3）2．【交流与反思】从探究中你得到的启示或感受是不溶物在一定条件下可转化为可溶物．【解答】解：（1）熟悉常见的化学仪器，了解它们的名称．图中a是酒精灯，b是锥形瓶．故答案为：酒精灯；锥形瓶；（2）①甲装置是可以加热的装置，实验室中可用加热高锰酸钾的方法制取氧气．反应方程式是：2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2↑；氧气的密度大于空气的密度，并且不易溶于水，我们可用排水集气法（或向上排空气法）收集；②③加热高锰酸钾的反应结束后，产物有K2MnO4、MnO2、O2．其中的O2被收集、K2MnO4可溶于水，在加水、搅拌、过滤后，只剩下不溶于水的黑色粉末MnO2．实验室中常用二氧化锰做催化剂，分解过氧化氢制取氧气．反应方程式是：2H2O2MnO2¯2H2故答案分别为：2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2↑、排水集气法（或向上排空气法）、2H2O2MnO2¯2H（3）由于该装置中漏斗与空气通着，气体从漏斗口溢出，而收集不满二氧化碳；所化装置只要切断气体向外溢出的路径即可；（4）分液漏斗的作用是可以控制滴加稀盐酸的速度，即控制了反应速度，还可以控制反应的发生和停止；二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水．（2）澄清石灰水中通入二氧化碳时，可观察到试管里产生白色沉淀，反应的化学方程式是：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O，（5）产生沉淀后继续通入二氧化碳，过一段时间后，发现沉淀溶解变成澄清溶液，因为生成的沉淀会与二氧化碳、水反应生成了可溶于水的碳酸氢钙；酸碱度测定的方法是：用洁净的玻璃棒蘸取被测试的溶液，滴在pH试纸上，将试纸显示的颜色与标准比色卡对照，看与哪种颜色最接近，从而确定被测溶液的pH．根据pH便可判断溶液的酸碱性强弱，由pH＝8＞7，溶液呈碱性，因此猜想①溶液呈酸性，不成立；往沉淀溶解变成澄清溶液里加入足量的稀盐酸，碳酸氢钙与盐酸反应生成二氧化碳，气泡冒出，因此猜想②反应生成了碳酸氢钙，成立；故答案为：白；Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；科学探究是学习化学的好方法．实验操作实验现象实验结论实验Ⅰ：把一小片pH试纸放在一块干净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取沉淀溶解成澄清的溶液沾在试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照．猜想①不成立．（填“成立”或“不成立”）实验Ⅱ：取沉淀溶解成澄清的溶液于另一支试管中，加入稀盐酸（硫酸）．2HCl+Ca（HCO3）2═CaCl2+2H2O+2CO2↑（H2SO4+Ca（HCO3）2═CaSO4+2H2O+2CO2↑）二．常用气体的发生装置和收集装置与选取方法4．氯气（Cl2）是黄绿色气体，氯气溶于水部分以Cl2分子存在于溶液中，部分与水反应Cl2+H2O＝HCl+HClO．产物中，次氯酸HClO是一种弱酸．氯气溶于水所得溶液称为氯水．把品红试纸（染有品红颜料的滤纸）放入氯水中，品红试纸褪色．如图是实验室制取氯气的成套装置图，请填空：（1）仪器X的名称是：分液漏斗．（2）从反应物的状态和反应条件看，装置甲属于固﹣液，加热型气体发生装置．（3）氯气在装置丁中被收集，其收集方法为向上排空气法，装置戊中可得到氯水．（4）晓红对“氯水使品红试纸褪色”产生兴趣，她所在的学习小组进行了如下探究，请你一起来完成：提出问题：氯水中的什么成分使品红试纸褪色？猜想：猜想1：氯水中的水使品红试纸褪色；猜想2：氯水中的Cl2使品红试纸褪色；猜想3：氯水中的盐酸使品红试纸褪色；猜想4：氯水中的HClO（填化学式）使品红试纸褪色．实验探究：实验操作实验现象结论①把品红试纸放入水中（A）试纸不褪色猜想1不成立②把品红试纸放入干燥的氯气中试纸不褪色猜想2不成立③把品红试纸放入盐酸溶液中试纸不褪色猜想3不成立结论：学习小组通过讨论，找到了氯水中使品红试纸褪色的物质．反思：向氯水中滴加几滴紫色石蕊试液，会观察到的现象是溶液先变红后褪色．【解答】解：（1）X是分液漏斗；（2）装置中烧瓶内是固体物质，分液漏斗内加入液体试剂，用酒精灯加热，故发生装置的特点是固﹣液，加热型；（3）因为收集氯气的导气管伸入到集气瓶的底部，把空气通过短管排出，故是向上排空气法收集；（4）【猜想】氯水是指氯气溶于水，既有物理变化（氯气和水），又有化学变化（生产盐酸和次氯酸），所以结合其它猜想我们可以作出是次氯酸使品红褪色的猜想，次氯酸的化学式为：HClO；【实验探究】猜想1不成立，说明品红没有褪色；要证明猜想3不成立，只要把品红试纸伸入到盐酸中，现象是无变化就可以了，故答案为：把品红试纸伸入到盐酸中；【反思】因为氯水中有HCl和HClO，酸性溶液可使石蕊变红，而HClO具有漂白作用，故向氯水中滴加紫色石蕊试液，观察到的现象是：先变红色后褪色；故答案为：（1）分液漏斗（2）固﹣液，加热（基本意思正确即可）（3）向上排空气法猜想4：HClO实验探究（A）：试纸不褪色实验操作③把品红试纸放入盐酸溶液中（或“取盐酸滴入品红试纸中”等类似描述）【反思】现象：溶液先变红后褪色．5．图1是实验室制备某些常见气体的装置示意图．（1）实验室制备CO2的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O可用的发生装置是B（选填图1字母序号）．（2）排水法收集与排空气法收集CO2的比较比较项目排水法向上排空气法收集方法可行性分析CO2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CO2不与空气中主要成分反应，且密度比空气大收集验满过程分析集满的现象是：集气瓶内液面降至瓶口，且有气泡从瓶口逸出集满的现象是：用燃烧的木条放在瓶口，燃烧的木条熄灭（3）块状石灰石（杂质不溶于水，也不与盐酸反应）和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2．此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如图2[pH为纵坐标，时间s（秒）为横坐标]：①在AB段实验的现象是有气泡产生，产生该现象的化学方程式为Na2CO3+2HCl＝2NaCl+CO2↑+H2O，②BC“平台”段实验的现象是有白色沉淀，产生该现象的化学方程式为Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl．③CD段上升说明碳酸钠溶液已经过量．进行到D点时，溶液中所含溶质是Na2CO3、NaCl．【解答】解：（1）大理石（或石灰石）的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；反应物的状态是固态和液态，反应条件是常温，应选固﹣液不加热型的发生装置；（2）用排水法收集气体时，当看到集气瓶口有气泡冒出，说明集气瓶中的水已排完，气体已收集满；二氧化碳的密度比空气大，用向上排空气法收集时，用燃烧的木条放在瓶口，燃烧的木条熄灭说明收集满了；（4）①残留液的pH为2，说明溶液显酸性，溶液中一定有盐酸；加入碳酸钠后，碳酸钠会和盐酸反应生成显中性的氯化钠，溶液的PH会逐渐升高；②残留液中除了有盐酸外，还有石灰石与盐酸反应生成的氯化钙，氯化钙溶液显中性，会和碳酸钠反应生成不溶性的碳酸钙和显中性的氯化钠；③碳酸钠溶液显碱性，当盐酸、氯化钙反应完后继续滴加碳酸钠溶液，溶液显碱性，PH会逐渐增大；所以CD段上升说明碳酸钠溶液已经过量，进行到D点时，溶液中所含溶质是Na2CO3、NaCl；故答案为：（1）CaCO3+2HCl＝CaCl2+CO2↑+H2O；B；（2）排水法向上排空气法密度比空气大气泡熄灭（3）①有气泡产生，Na2CO3+2HCl＝2NaCl+CO2↑+H2O，②有白色沉淀，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl．③过量；Na2CO3、NaCl．6．根据下列实验装置图，回答有关问题。（1）图中标有①的仪器名称是长颈漏斗。（2）实验室制取CO2气体的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，若用D装置收集CO2气体，证明集气瓶已充满CO2的方法是将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已满（3）实验室常用无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物在加热条件下制取甲烷气体，发生装置可选择A（填字母），甲烷气体一般采用装置C进行收集，收集满后集气瓶的放置方式如图E所示，据此可推断甲烷一定具备的物理性质是甲烷难溶于水，密度比空气小。如果选用F装置收集甲烷，气体应从b（填“a“”或“b“）端管口通入。（4）饱和NH4Cl溶液与饱和NaNO2溶液混合共热可制取氮气，再用制得的氮气和氢气在一定条件下化合生成氨气。如图是实验室模拟合成氨的装置。①装置A中导管a所起的作用是b（用序号回答）。a．防止NaNO2饱和溶液蒸发b．使分液漏斗中溶液能顺利滴下c．使实验装置不漏气②装置A中反应物所有的氮元素都转化成氮气，该反应的方程式为NaNO2+NH4Cl△¯N2↑+NaCl+2H2③装置C可以使N2、H2两种气体充分混合，并通过观察气泡以调节N2和H2的气流的速度，除此以外，还有一个作用是干燥N2、H2两种气体④从装置E中导出的气体成分是N2、H2、NH3，向装置E的试管中滴入酚酞溶液，观察到的现象是溶液变成红色【解答】解：（1）根据实验室常用仪器的认识解决此题，答案为：长颈漏斗；（2）实验室常用大理石（石灰石）和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；二氧化碳密度比空气大，不燃烧也不支持燃烧，故可采用燃着的木条进行验满，故答案为：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已满；（3）制取甲烷的药品是无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物，反应条件是加热，故应选用的发生装置为A；由收集满后集气瓶的放置方式如图E所示可知氢气的密度比空气小；由甲烷难溶于水，可以用排水法来收集，气体应从b端通入；（4）①装置中a部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管起到了平衡气压的作用，可以让NaNO2饱和溶液容易流下，故选b；②反应物NH4Cl和NaNO2，反应条件是加热，反应的化学方程式为：NH4Cl+NaNO2△¯N2↑+NaCl+2H2O；③浓硫酸具有吸水性，起到干燥氮气和氢气的作用；④从装置E中导出的气体中有除生成的NH3外，还有没反应的N2和H2；NH3故答案为：（1）长颈漏斗；（2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，说明已满；（3）A；甲烷难溶于水，密度比空气小；b；（4）①b；②NaNO2+NH4Cl△¯N2↑+NaCl+2H2O；③干燥N2、H2两种气体；④N2、H2、NH37．结合图示实验装置，回答下列问题。（1）图中a、b仪器的名称：a试管，b集气瓶。（2）用高锰酸钾固体制氧气，选用的发生装置是A（填“A”、“B”或“C”），反应的化学方程式为2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2↑；如用D装置收集O2，则气体收集完毕时，应先从水中取出导气管（填“从水中取出导气管”或“熄灭酒精灯”）；如用F装置收集O2，则验满的方法是将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了（3）实验室制取氢气时，如用G装置收集H2，则气体应从d端通入（填“c”或“d”）。（4）小红同学想探究实验室中用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳后废液中溶质的成分，请你一同参与探究并回答问题。【提出问题】废液中的溶质是什么物质？【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCl2；你认为还可能含有的溶质是HCl（填化学式）。【查阅资料】CaCl2溶液呈中性。【实验与结论】①请你写出碳酸钙和盐酸反应的化学方程式CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。②分别取少量该废液和CaCl2溶液加入到两支试管中，并向其中分别滴入无色酚酞试液做对比实验，结果两支试管中溶液均无色，于是小红认为自己的猜想是正确的。③你认为小红的实验不能（填“能”或“不能”）证明她的猜想，理由是无色酚酞试液遇到酸性和中性溶液都不变色。④如果要证明你的猜想是正确的，你可以选择A（填字母）来代替酚酞试液。A．石蕊试液B．氢氧化钠溶液C．稀盐酸D．硝酸银溶液【拓展与应用】①若实验证明了你的猜想是正确的，向废液中加入过量的生石灰，反应完成后过滤，即可得到只含CaCl2一种溶质的溶液。②经实验证明了你的猜想是正确。某同学继续做了如下实验：取废液20.0g于烧杯中，逐滴滴入碳酸钠溶液至过量，滴入碳酸钠溶液质量（/g）与生成沉淀的质量（/g）的变化关系如图所示。试计算：（ⅰ）废液中CaCl2的质量分数：5.55%。（ⅱ）碳酸钠溶液中溶质的质量分数是5.3%。【解答】解：（1）试管是常用的反应容器，集气瓶是收集气体的仪器，故答案为：试管；集气瓶；（2）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；实验结束应先移出导管，后熄灭酒精灯，其原因是：防止水倒流，使试管炸裂；氧气的验满方法是：将带火星的木条平放在集气瓶口，木条复燃，证明氧气满了；故答案为：A；2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2（3）实验室制取氢气时，如用G装置收集H2，则气体应从短管进入，因为氢气的密度比空气小；故答案为：d；（4）。【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCl2；我认为还可能含有的溶质是氯化氢；【实验与结论】①碳酸钙和氯化氢反应生成氯化钙和水和二氧化碳，配平即可；③我认为小红的实验不能证明她的猜想，理由是：无色酚酞试液遇到酸性和中性溶液都不变色；④如果要证明我的猜想是正确的，我可以选择石蕊试液来代替酚酞试液；【拓展与应用】①若实验证明了我的猜想是正确的，向废液中加入过量的生石灰，反应完成后过滤，即可得到只含CaCl2一种溶质的溶液；②设氯化钙的质量为x，碳酸钠的质量为y；CaCl2+Na2CO3＝CaCO3↓+2NaCl111106100xy1g111100=x1gx＝1.11g；废液中CaCl106100=y故答案为：【作出猜想】HCl；【实验与结论】①CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；③不能；无色酚酞试液遇到酸性和中性溶液都不变色；④A；【拓展与应用】①生石灰；②5.55%；5.3%。8．根据下列实验装置图，回答有关问题。（1）图中标有①的仪器名称是长颈漏斗；（2）实验室如用氯酸钾和二氧化锰制取较纯净的氧气，应选用的装置组合是AD，反应的化学方程式为2KClO3MnO2¯△2KCl+3O2（3）实验室制取二氧化碳，发生装置是B，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑，若用E装置收集二氧化碳，则验满的方法是将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了。（4）在2017年江苏省中学化学创新实验调演中，李彬老师设计了“氢氧焰”的实验，装置如图：利用氢气与氧气的发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。A瓶中硫酸铜溶液的作用是催化作用，B瓶中产生气体的化学方程式为Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑。通过玻璃活塞K1、K2分别有序控制氧气和氢气的流量，先后进行如下操作：①关闭K2，打开K1，通入氧气，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，说明氧气具有助燃性。将燃着的木条移开，管口处无火焰。②关闭K1，打开K2，通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰。移去燃着的木条，氢气安静地燃烧，说明氢气具有可燃性，该反应的化学方程式为2H2+O2点燃¯2H2O。把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状；打开K1，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是氧气浓度越高，燃烧越剧烈，火焰温度越高【解答】解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗；（2）如果用氯酸钾制氧气就需要加热，氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下生成氯化钾和氧气，配平即可；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，排水法收集的氧气比较纯净；故答案为：AD；2KClO3MnO2¯（3）实验室制取CO2，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热。二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集；二氧化碳的验满方法是：将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；故答案为：B；CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；将一根燃着的木条平放在集气瓶口，木条熄灭，证明满了；（4）利用氢气与氧气的发生装置制取并储存纯净的气体于气球中。A瓶中硫酸铜溶液的作用是催化作用；实验室是用锌粒和稀硫酸在常温下反应制氢气的，氢气难溶于水，密度比空气的密度小，因此可以用排水法和向下排空气法收集；①关闭K2，打开K1，通入氧气，将带火星的木条置于三通管口处，观察到木条复燃，说明氧气具有助燃性；②关闭K1，打开K2，通入氢气，将燃着的木条置于三通管口处，管口处有火焰，氢气和氧气在点燃的条件下生成水，配平即可；把铁片放在火焰上一段时间，铁片呈红热状；打开K1，通入氧气，铁片迅速熔断被切割，由此得出的结论是：氧气浓度越高，燃烧越剧烈，火焰温度越高；故答案为：催化作用；Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；①木条复燃；②2H2+O2点燃¯2H29．请根据下图装置回答：（1）在实验室可用同一气体发生装置制取O2、H2、CO2三种气体，写出用该装置制取O2的化学方程式2H2O2MnO2¯2H2O+O（2）在实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应的共同点是CD（填序号）．A．需要加热B．需用催化剂C．没有气体参加反应D．生成的气体只有一种（3）实验室新进36%的浓盐酸，要把5g该浓盐酸稀释为5%的稀盐酸，需要水31克．配制该溶液时用到的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒和量筒、胶头滴管．（4）化学上可通过多种反应得到NH3（NH3极易溶于水，密度比空气小），例如：a．2NH4Cl（固）+Ca（OH）2（固）△¯CaCl2+2NH3↑+2H2b．NH4HCO3（固）△¯NH3↑+CO2↑+H2c．CaO（固）+NH3•H2O＝NH3↑+Ca（OH）2选用反应a在实验室制取NH3时，应选用上图中的A（填装置序号）作为反应的发生装置；选用反应c在实验室制取NH3时，应选用上图中的B（填装置序号）作为反应的发生装置，实验室制取NH3不选择反应b的原因是有两种气体生成不易分离，收集NH3应选择装置D（填装置序号）【解答】解：（1）用固液常温型的装置来制取三种气体，因此制取氧气的药品是过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物，反应的方程式为：2H2O2MnO2¯2H2（2）制取三种气体可以都不用加热，只有氧气用催化剂，C没有气体参加反应和D生成的气体只有一种便于气体的收集，故选择CD；（3）根据稀释前后溶质的质量不变，故设需要加水的质量为X5g×36%＝（5g+X）×5%X＝31g配制过程量取中需要量筒和胶头滴管，溶解需要烧杯和玻璃棒；（4）选用反应a在实验室制取NH3时，发生装置的特点是固固加热型，故选择A；选用反应c在实验室制取NH3时，发生装置的特点是固液常温型，故选择B；实验室制取NH3不选择反应b的原因是产生两种气体不易分离；根据NH3极易溶于水，密度比空气小，故采用向下排空气法（D）收集．故答案为：（1）2H2O2MnO2¯2H2（3）31量筒和胶头滴管（4）AB有两种气体生成不易分离D10．实验室常用下列装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题．（1）写出编号所指仪器的名称：①长颈漏斗；（2）以上装置图中共有两处明显的错误，请你找出错误的地方填在下列横线上：A装置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导管没有伸到集气瓶的底部．将上述错误装置改进后，请继续回答下列问题．（3）小亮利用上述装置制取氧气后发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃．那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠呢？小亮对此展开探究：第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，按要求收集气体．将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象．小亮在前一组实验的基础上又做了第二、三组实验，三组实验的数据和现象见下表．第一组第二组第三组集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①收集的O2占容积的体积分数（%）l0203040503l3335373934带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮请根据实验回答下列问题：①为了达到实验目的小亮选用A和E装置制取和收集氧气并在A装置的试管口加一团棉花，请写出利用该装置制取氧气的化学反应方程式2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2↑②集气瓶中氧气的体积分数＝收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×21%．③采取“半值法”探究能减少实验次数．例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号为①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为①④⑤．④小亮通过计算知道了使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值，同时发现使用带火星的木条验满氧气的方法并不可靠．（4）你和小明还一起利用上述装置进行实验室制取二氧化碳的探究．①选择药品．小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：组别药品实验现象①块状石灰石和稀盐酸产生气泡速率适中②块状石灰石和稀硫酸产生气泡速率缓慢并逐渐停止③碳酸钠粉末和稀盐酸产生气泡速率很快从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，不选用第③组药品的原因是反应速率太快，不便于收集气体；②选择装置．通过对制取气体装置的分析，他选择用B或者C的发生装置．③制取气体．将药品装入所选装置制取气体，欲制取2.2克的二氧化碳气体，则至少需要含杂质20%的石灰石多少克？【解答】解：（1）长颈漏斗方便加液体药品，故答案为：长颈漏斗（2）图中共有两处明显的错误，分别是：A装置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导管没有伸到集气瓶的底部；故答案为：A装置的试管口没有略向下倾斜；E装置的导管没有伸到集气瓶的底部；（3）如果用高锰酸钾制氧气就需要加热，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾和二氧化锰和氧气，要注意配平；氧气约占空气体积的21%，第二组实验可以省去的实验编号为：①④⑤；故答案为：①2KMnO4△¯K2MnO4+MnO2+O2↑；②21；（4）从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，不选用第③组药品的原因是：反应速率太快，不便于收集气体；故答案为：①反应速率太快，不便于收集气体；③解：设需要含杂质20%的石灰石的质量为xCaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑10044（1﹣20%）x2.2g10044答：需要含杂质20%的石灰石的质量是6.25g．故答案为：6.25g三．常见气体的检验与除杂方法11．有一瓶气体，它是由一氧化碳、甲烷和二氧化碳中的一种或几种组成，将其分别进行如下实验：a将气体通过滴加了紫色石蕊试液的蒸馏水，无明显现象．b在导管口将气体点燃，气体安静燃烧，火焰呈蓝色．用一个干冷的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水珠；把烧杯迅速倒转过来，注入澄清石灰水，石灰水变浑浊．请回答下列问题：（1）气体中一定有甲烷，一定没有二氧化碳．（2）为了确定可能含有的气体，甲、乙两位同学设计了下列实验方案（假定每步反应都完全进行，每次都能准确测定装置的质量变化）来测定燃烧后气体中各成分的质量．甲方案：将生成的气体先通过碱石灰（氧化钙、氢氧化钠），再通过浓硫酸乙方案：将生成的气体先通过浓硫酸，再通过碱石灰上述实验方案中正确的乙；正确方案的实验过程中记录的实验数据如下：碱石灰总质量浓硫酸总质量反应前356.8g156.6g反应后359.0g158.4g则该气体的成分为：甲烷．【解答】解：（1）将气体通过滴加了紫色石蕊试液的蒸馏水，无明显现象说明没有二氧化碳，烧杯内壁出现水珠说明该物质燃烧生成了水，说明物质中含有氢元素，所以一定含有甲烷，把烧杯迅速倒转过来，注入澄清石灰水，石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，说明物质中含有碳元素，因为甲烷中既含有氢元素又含有碳元素，所以一定含有甲烷，可能含有一氧化碳；（2）浓硫酸具有吸水性，浓硫酸质量增加多少说明生成水的质量是多少，碱石灰能吸收二氧化碳，根据碱石灰质量的增加量是生成二氧化碳的质量，由于碱石灰也能吸收水分，所以必须先将气体通过浓硫酸，再通过碱石灰；浓硫酸质量增加了：158.4g﹣156.6g＝1.8g所以生成水质量为1.8g；碱石灰质量增加了：359.0g﹣356.8g＝2.2g即生成二氧化碳的质量为2.2g；设甲烷燃烧生成1.8g水的同时，生成二氧化碳质量为X则：CH4+2O2点燃¯CO2+2H24436X1.8g根据：4436故答案为：（1）甲烷；二氧化碳；（2）乙；甲烷．12．【问题情景】化学老师给同学们说，不能用金属与浓硫酸反应来制取氢气，可是某实验小组的同学在一次实验中将锌粒加入到浓硫酸中发现有大量的气泡放出，他们对气体的成分进行了探究．【提出猜想】从物质组成元素的角度来看，放出的气体可能是SO2、O2、H2．【查阅资料】SO2有刺激性气味，易溶于水，能使品红（一种有机色素呈红色）溶液褪色，能与NaOH反应生成Na2SO3．【方案设计】实验小组的同学设计了如下一些方案．（1）甲同学认为是SO2，其检验方法是将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色；（2）乙同学认为是O2，则检验方法是伸入带火星的木条看是否能够复燃；（3）丙同学认为是H2，则可将气体通过盛灼热CuO的硬质玻璃管，若出现现象黑色粉末变成红色证明是H2．【问题研究】经充分论证，确认所得气体含有SO2和H2．（4）写出Zn与浓H2SO4反应生成SO2的方程式Zn+2H2SO4（浓）＝ZnSO4+SO2↑+2H2O；（5）产生H2的原因是（方程式结合文字说明）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，随着硫酸的消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；（6）要用过量锌与浓H2SO4反应后的混合物制取ZnSO4固体，需要进行的操作是过滤、蒸发，其中要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；（7）有两种方案可制得ZnSO4，甲Zn与浓H2SO4反应；乙Zn和稀H2SO4反应．要制得等量的ZnSO4，乙方案更好，理由是节约药品（或无污染、安全）．【解答】解：（1）因为二氧化硫能使品红溶液褪色，故检验二氧化硫的方法是：将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色；（2）检验氧气的方法是：伸入带火星的木条看是否能够复燃；（3）氢气具有还原性，能使氧化铜还原成铜，故看到的现象是；黑色粉末变成红色；（4）Zn与浓H2SO4反应生成硫酸锌、二氧化硫和水，反应的方程式为：Zn+2H2SO4（浓）＝ZnSO4+SO2↑+2H2O；（5）因为锌能与稀硫酸反应生成氢气，从锌和浓硫酸反应的方程式可以看出有水的生成，且溶质逐渐被消耗，溶液会逐渐变稀，故答案为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，随着硫酸的消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；（6）过量的锌经反应后混合物中含有难溶性的锌和可溶性的硫酸锌，故需要通过过滤操作，而要得到硫酸锌固体，则需要再经过蒸发操作，故需要的玻璃仪器有；漏斗、玻璃棒、烧杯；（7）根据锌和浓硫酸及稀硫酸反应的方程式可以看出要得到等量的硫酸锌需要浓硫酸是稀硫酸的2倍，且浓硫酸反应后会产生二氧化硫污染空气，浓硫酸具有强腐蚀性，使用时比较危险等，故方案已更好，理由是：节约药品（或无污染、安全等）故答案为：（1）将气体通入品红溶液中，看能否使品红褪色；（2）伸入带火星的木条看是否能够复燃；（3）黑色粉末变成红色；（4）Zn+2H2SO4（浓）＝ZnSO4+SO2↑+2H2O；（5）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，随着硫酸的消耗和水的生成，硫酸变稀，这时就会发生锌与稀硫酸反应能生成氢气；（6）漏斗、玻璃棒、烧杯；（7）节约药品（或无污染、安全等）．13．科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料（主要是生铁、镀锌铁皮）时，溶液发烫并闻到了刺激性气味，这种反常现象引起了同学们的思考．从组成物质的元素角度分析，他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种．为了确定该气体的成分，他们进行了如下探究．查阅资料：I．SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水，CaSO3难溶于水；II．SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色，上述其它气体不能．实验探究：（1）甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2，把它直接通入澄清石灰水，并观察实验现象．乙同学认为甲同学的做法不合理．请用化学方程式表示其原因SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O．（2）同学们设计了一套合理的实验装置，如图所示（铁架台已略去）．请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验（药品可重复选用）：澄清石灰水，氢氧化钠溶液，酸性高锰酸钾溶液，浓硫酸，无水硫酸铜，碱石灰（假设每步反应都是完全的）①写出E装置中试剂的名称或化学式无水硫酸铜．②若观察到B（填装置序号）中澄清石灰水变浑浊，证明原气体中有CO2；③若观察到D装置中黑色粉末变成红色，E中的无水硫酸铜变蓝，F中的石灰水不变浑浊现象，证明原气体中有H2无CO．【解答】解：（1）二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，但混合气体中可能含有二氧化硫，二氧化硫能与石灰水反应生成亚硫酸钙沉淀，也可以使澄清石灰水变浑浊，化学反应式是：SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O，所以甲同学的做法不合理．故答案为：SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O．（2）①E装置中试剂的名称应该是无水硫酸铜，可以检验经过D装置后有无水生成，从而检验氢气的存在；故答案为：无水硫酸铜．②要证明原气体中有CO2，首先装置A中的试剂应该是酸性高锰酸钾溶液，除去可能存在的二氧化硫，因为二氧化硫也可以使澄清的石灰水变浑浊；然后在装置B中加入澄清石灰水，澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，检验二氧化碳的存在，所以要观察到B中的澄清石灰水变浑浊，证明原气体中有CO2．故答案为：B③D装置中黑色粉末变成红色，说明有还原气体存在，E中的无水硫酸铜变蓝，说明有水生成，继而说明混合气体中含有