九年级化学中考复习知识清单：气体的制取与净化

九年级化学中考复习知识清单：气体的制取与净化一、气体制取与净化的核心原理与知识基石本部分内容旨在构建气体制取与净化的理论根基，所有实验设计与操作均源于此。（一）气体发生装置的选择依据与原理【基础】【高频考点】气体发生装置的选择，其根本依据在于反应物的状态（固体、液体）以及反应条件（是否需要加热）。这决定了装置的类型与基本构造。1、固固加热型装置：适用于反应物为固体，且需要加热才能发生反应的情况。例如，实验室用高锰酸钾或氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气。该装置的核心组件包括带有试管的铁架台、酒精灯、单孔塞（或带有导管的胶塞）。需要注意的是，若使用高锰酸钾制氧气，试管口应略向下倾斜，以防止冷凝水回流使试管炸裂；并且试管口需放置一团棉花，防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。【重要】【易错点】2、固液不加热型装置：适用于反应物为固体和液体，且无需加热即可发生反应的情况。这是中考中最常考的装置类型，因其可控性强，衍生出多种变式。（1）基本型（启普发生器原理的简易装置）：如使用长颈漏斗的装置。优点是便于添加液体。使用时，长颈漏斗的下端管口必须液封，即伸入液面以下，以防止生成的气体从长颈漏斗口逸出。【重要】【易错点】（2）改进型（控制反应速率）：如使用分液漏斗的装置。分液漏斗有活塞，可以控制液体的滴加速率和滴加量，从而实现对反应速率的精确控制。（3）控制型（控制反应的发生与停止）：如使用带有多孔隔板（或塑料板）的装置。其原理是通过弹簧夹的开闭，控制试管内压强变化，从而实现固液的接触与分离。打开弹簧夹，液体从长颈漏斗流入，浸没固体，反应发生；关闭弹簧夹，反应生成的气体无法导出，试管内压强增大，将液体压回长颈漏斗，固液分离，反应停止。这种设计思想是中考实验探究题的热点。（二）气体收集装置的选择依据与原理【基础】【高频考点】气体收集方法的选择，主要取决于气体的密度（与空气比较）和在水中的溶解性，以及是否与水或空气中的成分发生反应。1、排水法：适用于不易溶于水或难溶于水，且不与水发生反应的气体。例如，氧气（不易溶于水）、氢气（难溶于水）、一氧化碳（难溶于水，但有毒，需在通风橱中进行）。该方法收集的气体纯度较高，但不干燥。【热点】2、排空气法：根据气体密度与空气密度的相对大小，分为向上排空气法和向下排空气法。（1）向上排空气法：适用于密度比空气大（相对分子质量大于29）且不与空气中成分反应的气体。例如，二氧化碳、氧气。收集时，导管应伸入集气瓶底部，以排尽瓶内空气。【重要】（2）向下排空气法：适用于密度比空气小（相对分子质量小于29）且不与空气中成分反应的气体。例如，氢气、氨气（注意氨气极易溶于水，通常只用此法）。收集时，导管也应伸入集气瓶底部。【重要】3、多功能瓶的使用【拓展】【难点】：这是对基础收集装置的灵活运用。（1）排空气法：若瓶内是空气，气体从长管（a）进短管（b）出，用于收集密度比空气大的气体（如CO₂）；气体从短管（b）进长管（a）出，用于收集密度比空气小的气体（如H₂）。记忆口诀：上轻下重（密度小的气体向上走，从短管进；密度大的气体向下沉，从长管进）。（2）排水法：瓶内充满水，气体从短管（b）进入，水从长管（a）排出。适用于收集不溶于水的气体。（3）洗气、干燥、净化功能：瓶内盛放适量的液体试剂（如浓硫酸、氢氧化钠溶液等），气体从长管（a）进短管（b）出，让气体与液体充分接触，以达到除去杂质或干燥气体的目的。此时称为“洗气瓶”。（三）常见气体的实验室制备原理（化学方程式）【必会】【核心】1、氧气（O₂）（1）高锰酸钾制氧气：2KMnO₄=△=K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（2）氯酸钾制氧气：2KClO₃=MnO₂=△=2KCl+3O₂↑（MnO₂是催化剂）（3）过氧化氢制氧气：2H₂O₂=MnO₂=2H₂O+O₂↑2、二氧化碳（CO₂）大理石或石灰石（主要成分CaCO₃）与稀盐酸：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑【注意】不可用浓盐酸（挥发出HCl气体使CO₂不纯），不可用硫酸（生成CaSO₄微溶，包裏大理石表面阻碍反应），不可用纯碳酸钠（反应速率太快，不易控制）。3、氢气（H₂）锌粒与稀硫酸（或稀盐酸）：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑（实验室通常用稀硫酸，因盐酸可能挥发出HCl）二、气体的净化与干燥深度剖析实验室制备的气体往往混有杂质，如酸雾、水蒸气或其他反应副产物，必须进行净化和干燥才能得到纯净、干燥的气体。（一）气体净化的原则与核心方法【核心】1、净化原则：在选择净化试剂（吸收剂）时，必须遵循两大原则：（1）不引入新杂质：所选试剂只能与杂质气体反应，而不能与被净化的主体气体反应。（2）易分离：吸收杂质后的产物，应易于与主体气体分离，通常产物为液体或固体沉淀，不会释放出新的气体杂质。2、吸收方法：主要分为物理吸收（如活性炭吸附）和化学吸收。中考化学中主要考查化学吸收，即利用酸碱中和、氧化还原等反应原理除去气体。（二）常见气体杂质的吸收剂【重要】【高频考点】1、吸收水蒸气（干燥）：常用干燥剂有浓硫酸（酸性干燥剂，不能干燥碱性气体如NH₃）、碱石灰（CaO与NaOH的混合物，碱性干燥剂，不能干燥酸性气体如CO₂、SO₂、HCl）、无水氯化钙（中性干燥剂，但能吸收NH₃，形成CaCl₂·8NH₃，故不能干燥氨气）、无水硫酸铜（白色，遇水变蓝，常用于检验水蒸气的存在，吸水效率不高）。2、吸收CO₂：常用NaOH溶液（强碱，吸收彻底），也可用澄清石灰水（但吸收效率不如NaOH，常用于检验CO₂）。3、吸收O₂：常用灼热的铜网。4、吸收HCl气体：常用水（HCl极易溶于水）或NaOH溶液（但NaOH会同时吸收CO₂等酸性气体），或饱和NaHCO₃溶液（专门用于除去CO₂中的HCl，因为发生反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂，既不消耗CO₂，又增加了CO₂）。这是处理CO₂中HCl杂质的经典方法。【难点】【易错点】5、吸收SO₂：常用NaOH溶液或酸性KMnO₄溶液。6、吸收NH₃：常用水（极易溶）或酸溶液。7、吸收CO：常用灼热的CuO，将其转化为CO₂（这是转化而非直接吸收，用于检验或除去CO）。（三）气体干燥与净化的装置连接顺序【核心】【难点】【必考】这是气体制取综合题的关键得分点。连接顺序的总体原则是：除杂在前，干燥在后。1、逻辑分析：气体从发生装置出来，首先应通过除杂装置除去其他气体杂质，最后再通过干燥装置除去水蒸气。因为气体通过溶液除杂后，会带出水蒸气，若先干燥再除杂，气体又会变得潮湿。2、特殊情况：（1）检验水蒸气：通常放在最前面。因为很多检验过程在溶液中进行，会带出水蒸气，干扰对原气体中水蒸气的检验。（2）除杂与干燥的先后顺序：若除杂试剂是溶液，则干燥必须放在最后；若除杂试剂是固体（且不吸水），则放在干燥前或干燥后均可，但通常为了简化，仍遵循“除杂在前，干燥在后”。（3）洗气瓶中长进短出：所有用于盛放液体试剂的洗气瓶或集气瓶，无论用于洗气、干燥还是检验，气体都必须从长管进入，短管排出，以保证气体与液体充分接触。【重要】3、气体通过多个装置的次序：当一个反应需要先除去干扰气体时，必须合理安排顺序。例如，要除去CO中混有的CO₂，并得到干燥的CO，应先将混合气体通过NaOH溶液（除去CO₂），再通过浓硫酸（干燥），最后收集。如果反过来，干燥后的气体再通过溶液，又会变潮湿。三、气体的检验与验满（验纯）方法【基础】【必会】（一）常见气体的检验方法【高频考点】1、氧气（O₂）：用带火星的木条伸入集气瓶中，若木条复燃，证明是氧气。检验时注意是“伸入”，而不是“放在瓶口”。2、二氧化碳（CO₂）：通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，证明是二氧化碳。其原理是Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。3、氢气（H₂）：点燃，若纯净的氢气在空气中安静燃烧，火焰呈淡蓝色，罩一个干冷烧杯，烧杯内壁有水珠生成，则证明是氢气。4、一氧化碳（CO）：点燃，火焰呈蓝色，产物能使澄清石灰水变浑浊，则证明是一氧化碳。或者通过灼热的CuO，再将产物通入澄清石灰水，黑色粉末变红，石灰水变浑浊。5、氨气（NH₃）：用湿润的红色石蕊试纸放在试管口（或瓶口），若试纸变蓝，证明是氨气。6、水蒸气（H₂O）：用无水硫酸铜，若白色粉末变蓝，证明有水。（二）气体的验满方法【基础】1、氧气验满：用带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，证明已满。注意区别于检验氧气。2、二氧化碳验满：用燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，证明已满。或者用湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口，若变红，证明已满（CO₂溶于水生成碳酸）。3、其他气体验满：通常也采用排空气法的原理，用特定的试纸或燃烧现象在瓶口检验。（三）气体的验纯方法【基础】1、氢气验纯：凡是涉及可燃气体的制备与收集（尤其是用排空气法收集后），在点燃前必须验纯，防止爆炸。方法是用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火。若听到尖锐的爆鸣声，则说明气体不纯（混有空气）；若听到轻微的“噗”声，则说明气体较纯。【重要】【易错点】2、其他可燃气体（CO、CH₄等）在使用或点燃前，同样需要验纯。四、跨学科视野下的综合实验设计与评价【拓展】【难点】【素养导向】新课程改革强调跨学科实践。气体的制取与净化不仅是化学核心知识的载体，也是连接物理（压强原理）、生物（呼吸作用）、环境科学等学科的桥梁。（一）基于压强原理的创新型实验设计【物理观念】1、检查装置气密性的原理与方法：其核心原理是物理学中的气压变化。通过改变装置内的温度（如双手捂热）或压强（如向里推或向外拉注射器），造成装置内外产生压强差，从而通过观察液柱、气泡等现象判断气密性是否良好。（1）加热法（适用于有热源的装置）：将导管一端放入水中，双手紧握试管（或用酒精灯微热），若导管口有气泡冒出，松手后导管内形成一段水柱，且一段时间不下降，则气密性良好。（2）液差法（适用于有长颈漏斗的装置）：关闭弹簧夹，从长颈漏斗向试管内注水，使水淹没漏斗下端管口后，继续加水至漏斗颈内形成一段水柱，且一段时间水柱高度不变，则气密性良好。原理：内部气压+水柱压强=外界大气压，说明密封性好。（3）注射器法：连接好装置，连接注射器。若向外拉注射器活塞，松开后活塞回到原位；或向里推注射器，在长颈漏斗口（如果有）能观察到液面上升，则气密性良好。2、反应速率与压强控制：分液漏斗、注射器的使用，体现了通过控制反应物浓度（滴加速度）来控制反应速率，进而控制气体产生的速率，保证实验平稳进行。3、安全瓶与防倒吸装置：利用安全瓶（空瓶）增大气体缓冲空间，防止因压强骤变引起液体倒吸。其原理是当发生倒吸时，液体首先被吸入安全瓶，从而保护反应装置。（二）微型实验与绿色化学思想【社会责任】利用注射器、小试管、点滴板等器材，设计微型化、简约化的气体制取与净化装置。例如，用破底试管和单孔塞制成微型启普发生器；用U型管装填固体干燥剂，连接注射器进行气体的干燥与净化。这体现了减少污染、节约药品的绿色化学理念。（三）物质转化与守恒思想的应用【化学观念】在涉及多步净化和转化时，如除去CO中混有的CO₂和H₂O，并最终将纯净的CO转化为CO₂，整个过程体现了物质的转化与质量守恒思想。通过计算反应前后各物质的质量关系，可以定量分析样品组成或反应效率。五、甘肃中考命题趋势、考点聚焦与解题策略结合甘肃省中考化学命题特点，本部分内容常以实验探究题、综合应用题的形式出现，分值占比较高，是区分学生能力的关键题型。（一）高频考点与考向分析【核心】1、装置的选择与连接（必考）：给出制取某种气体的药品，选择发生装置（固固加热型、固液不加热型及其改进装置）；给出气体性质，选择收集装置（排水法、排空气法）。考查多功能瓶的综合应用，如洗气、收集、储气等。2、常见气体的制备原理（必考）：书写化学方程式，重点考查O₂、CO₂的实验室制法。3、气体的检验与验满（必考）：描述O₂、CO₂的检验与验满操作及现象。4、气体的净化与干燥（高频）：选择适当的吸收剂除去特定杂质（如用NaOH除去CO₂，用浓硫酸干燥酸性气体），并排序连接装置。这是实验题中的重难点，常设置陷阱。5、实验装置的改进与评价（难点）：分析所给装置的优点或缺点（如能否控制反应速率、能否使反应随时发生或停止、是否环保等）。6、综合实验探究（压轴题）：结合一个具体的实验目的（如测定某混合物中碳酸钙的质量分数、探究某气体样品的成分），设计包含“发生—净化—检验—收集/尾气处理”的完整流程。要求学生具备系统思维能力。（二）常见题型与解题步骤【方法】1、选择题：考查基础知识，如发生装置、收集方法的判断，除杂试剂的选择。2、填空题与简答题：考查化学方程式的书写、实验现象的描述、实验操作的目的（如“液封”的作用）。3、实验与探究题（主要题型）：（1）审题：明确实验目的，是制取某种气体，还是探究某混合气体的成分。（2）析题：①根据反应原理选择发生装置。②根据目标气体的性质选择收集装置。③分析可能存在的杂质，选择合适的吸收剂，并按“除杂在前，干燥在后”的原则连接净化装置。④若有检验环节，注意检验的顺序，避免干扰。⑤考虑是否需要尾气处理（尤其是有毒气体如CO、SO₂）。（3）答题：规范书写化学方程式，准确描述操作与现象。例如，“将……放入……中，观察到……”，语言要精炼、准确、完整。（三）易错点与解题要点【警示】1、长颈漏斗必须“液封”：很多同学在画图或连接装置时会忽略这一点，导致气密性检查失败或气体逸散。2、洗气瓶的“长进短出”与集气瓶的收集方式混淆：洗气、干燥必须长进短出；向上排空气法收集气体，也是长进短出，但目的是排空气；向下排空气法收集气体，则是短进长出。需根据具体功能判断。3、澄清石灰水与NaOH溶液的选择：检验CO₂用澄清石灰水（现象明显），吸收CO₂用NaOH溶液（吸收彻底）。4、干燥剂的选择与气体的酸碱性冲突：酸性气体（CO₂、SO₂、HCl）不能用碱性干燥剂（碱石灰）；碱性气体（NH₃）不能用酸性干燥剂（浓硫酸）和某些中性干燥剂（无水CaCl₂）。5、尾气处理装置的忽视：当制取或检验有毒气体（如CO）时，必须有尾气处理装置，如点燃、用气球收集、用溶液吸收等。这是科学素养和环保意识的体现。六、思维拓展：常见气体的实验室制取与净化方案集成为帮助构建系统认知，将常见气体的制备、净化、收集、检验方案进行整合梳理。（一）氧气（O₂）的制备与净化方案1、目标：制取干燥、纯净的氧气。2、发生装置：根据药品选择。若用过氧化氢溶液和二氧化锰，选择固液不加热型装置（最好选用分液漏斗以控制速率）。若用高锰酸钾或氯酸钾，选择固固加热型装置。3、净化：若用KClO₃或KMnO₄制氧，可能混有少量固体小颗粒，可通过在导管后连接一个盛有水的洗气瓶除去（同时会带出水蒸气）。若想得到干燥氧气，可将气体通过浓硫酸。4、收集：可用排水法（较纯净但潮湿）或向上排空气法（较干燥但不纯）。若要得到纯净干燥的氧气，应先净化（除杂、干燥）后再用向上排空气法收集。5、检验：带火星的木条伸入瓶内复燃。（二）二氧化碳（CO₂）的制备与净化方案1、目标：制取干燥、纯净的二氧化碳（常用于性质实验或定量实验）。2、发生装置：固液不加热型装置。使用长颈漏斗时注意液封。3、净化：用大理石和稀盐酸制取的CO₂中常混有HCl气体和水蒸气。（1）除HCl：将气体通过盛有饱和NaHCO₃溶液的洗气瓶。反应为：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂。（2）干燥：将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶。4、连接顺序：发生装置→除HCl（饱和NaHCO₃溶液）→干燥（浓硫酸）→收集装置。5、收集：只能用向上排空气法。6、验满：燃着的木条放在集气瓶口熄灭。7、检验：通入澄清石灰水变浑浊。（三）氢气（H₂）的制备与净化方案1、目标：制取干燥、纯净的氢气（用于还原实验或性质探究）。2、发生装置：固液不加热型装置，常用启普发生器或其简易装置。3、净化：用锌和稀硫酸制取的H₂中常混有HCl气体（若用盐酸）和H₂S气体（锌粒中含硫杂质），以及水蒸气。（1）除HCl或H₂S：可将气体通过NaOH溶液。（2）干燥：通过浓硫酸或碱石灰（但需注意顺序，若用碱石灰干燥，应先通过NaOH溶液再干燥，因碱石灰会同时吸收水蒸气和酸性杂质）。4、收集：可用排水法（较纯）或向下排空气法（较干燥）。若用于还原氧化铜实验，通常需要干燥的氢气，所以先干燥后用向下排空气法收集。5、验纯：点燃前必须验纯。（四）一氧化碳（CO）的制备与净化（拓展）CO在实验室中不常用，通常是用甲酸脱水制得（HCOOH=浓H₂SO₄=△=CO↑+H₂O）。制得的CO中可能混有CO₂和H₂O。净化方法：通过NaOH溶液除去CO₂，通过浓硫酸干燥。由于CO有毒，必须有尾气处理装置（如点燃或收集）。七、综合应用与素养提升：典型情境下的问题解决为将知识转化为能力，此处提供一个综合思考的框架，不设具体习题，而是构建解决问题的思维模型。（一）物质检验型实验设计思维模型情境：某混合气体可能含有H₂O、CO₂、CO、H₂中的一种或几种，要求设计实验方案逐一检验。设计原则：1、先检水：先通过无水硫酸铜（白色→蓝色），检验水蒸气，并记录现象。2、再检CO₂：再通过澄清石灰水（变浑浊），检验CO₂。注意从石灰水中出来的气体会带出水蒸气，若后面还有检验水的步骤，需先干燥。3、转化与检验：对于CO和H₂，它们不能直接检验，通常利用它们的还原性，转化为可检验的物质。（1）将气体通过灼热的氧化铜，CO和H₂会将CuO还原为Cu，同时生成CO₂和H₂O。（2）将生成的气体先通过无水硫酸铜（检验生成的水，从而证明原气体中有H₂）。（3）最后将气体通过澄清石灰水（检验生成的CO₂，从而证明原气体中有CO）。4、排除干扰：在进行氧化铜还原反应前，必须将原气体中的CO₂和H₂O彻底除去（通过NaOH溶液和浓硫酸），否则会对后续检验产生干扰。5、连接顺序总结：检验水→检验并除尽CO₂→干燥→通过灼热CuO→检验生成的水→检验生成的CO₂→尾气处理。这个流程充分体现了逻辑的严密性和思维的完整性。（二）定量测定型实验设计思维模型情境：测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数。设计原理：利用样品与足量酸反应，测定生成的CO₂的质量或体积，通过化学方程式计算得出CaCO₃的质量，进而求质量分数。关键点：1、发生装置：需保证样品