中考化学考前冲刺专题九 气体的制取与收集.docx
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中考化学考前冲刺专题九气体的制取与收集
2019-2020年中考化学考前冲刺专题九气体的制取与收集
☞ 中考考查热点:
一、1.氧气、二氧化碳的实验室制法及相关实验操作程序
2.制取某种气体所给的原料选择,发生、收集装置的选择及错误操作所造成的后果及原因分析。
3.对氧气和二氧化碳三种气体的发生与收集装置进行分析比较,归纳总结出结论并加以应用,来解决某些未知气体的制取问题。
其中,判断实验室制取某种气体的方案的分析、研究及拓展应用是近年来中考命题的一大趋势。
二、题型与注意事项
1、题型一:
仪器识别与使用
(1)、发生装置的选择①规律应用;
装置改进:
。
(2)收集装置的选择
2、题型二:
实验方案设计与评价
3、实验室制取气体的一般顺序是:
连接装置→检查气密性→装药品(先固体,后液体)→反应→收集气体(应等到装置中空气排净后再收集)。
4、氧气、氢气和二氧化碳的实验室制法列表比较:
氧气
氢气
二氧化碳
药药品
KClO3和MnO2或KMnO4
或H2O2和MnO2
Zn和稀H2SO4
大理石(或石灰石)
和稀HCl
反反应原理
2KClO32KCl+3O2↑
2KMnO4
K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2MnO22H2O+O2↑
Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
发发生装置和收集装置
收收集
排水法或
向上排空气法
排水法或
向下排空气法
向上排空气法
检检验
使带火星的木条复燃
点燃,火焰呈淡蓝色,产物只有水
使澄清石灰水变浑浊
注明:
1.固液不加热装置——凡是反应物为固体和液体且反应不需加热的发生装置图
学科王2.固固加热装置——凡是反应物都为固体且反应需要加热的发生装置图
4、“万能瓶”的几种主要用途:
(1).集气:
(贮气)学科王
①如瓶中为空气,即用排空气法收集气体时,密度比空气大的气体从a管进,密度小的从b管进。
②若瓶中为水,即用排水法收集气体时,气体从b管进。
(2).洗气:
(长入短出)
瓶内装浓硫酸或氢氧化钠溶液。
(3).量气:
(短入长出)
瓶内装满水,气体从b端进入,a端接量筒,通过测量量筒内水的体积从而测得生成气体的体积。
(4).安全瓶:
(长入短出)
点燃可燃气体时,瓶内装少量水,将点燃的气体与从发生装置产生的气体分隔开。
☞中考在线
【中考在线1】下列有关制取干燥的氧气和二氧化碳的实验中错误的是()
【答案】C
【名师解析】
反应物地状态和反应条件决定了气体的发生装置,气体的性质决定了气体的干燥、收集和验满。
氧气和二氧化碳都可以用“固体和液体不加热”的方法原理来制备,都可用A发生装置;二者都不溶于浓硫酸,都可以用装有浓硫酸的洗气瓶B干燥;二者密度都比空气的大(可用比较相对分子质量法比较气体密度大小,空气的平均相对分子质量为29),都可用D向上排空气法收集。
氧气具有助燃性,可用带火星的木条放在瓶口验满;二氧化碳不能燃烧,也不能支持燃烧,可用燃着的木条放在瓶口验满。
所以C错误。
【名师剖析】
本题综合考查氧气和二氧化碳的发生、干燥、验满、收集等实验基本知识点。
解题关键是掌握制取常见气体的反应原理和气体的物化性质,进而分析气体发生装置的适用范围与反应物状态和反应条件的关系,干燥装置和干燥剂的选择、气体的验满方法和气体的收集方法分别由气体的什么性质决定的。
【中考在线2】(2013•鄂州)如图所示装置(不可倒置)有多种用途,下列叙述正确的是( )
A.若用排空气法往装置内收集H2时,气体应从A端通入
B.若要除去H2中CO2可在此装置中装入NaOH溶液,气体从B端通入
C.若用排空气法往装置内收集CO2时气体应从A端通入
D.若用水将此装置中O2的排出,水应从B端进入
【答案】C
【名师解析】
A、本装置中,密度比空气大的气体从长管进入,密度比空气小的气体从短管进入,排空气法收集氢气-气体从装置的B端通入,故A错误;
B、除去H2中CO2可在此装置中装入NaOH溶液,且二氧化碳的密度比NaOH溶液小,所以气体应从A端通入,故B错误;
C、本装置中,密度比空气大的气体从长管进入,密度比空气小的气体从短管进入,排空气法收集氢气-气体从装置的A端通入,故C正确;
D、氧气的密度比水小,水应该从长管进入,气体从短管出,故D错误.
故选C.
【名师剖析】
本考点考查了气体的收集、检验和干燥方法,要记忆常用气体的性质,理解应用.本考点考查了学生的实验设计能力、分析能力和实验评价能力,希望同学们认真把握.
【中考在线3】(2013威海市)在实验室里,利用下列物质和装置制取气体的方法正确的是( )
A.
二氧化锰和氯酸钾制取氧气
B.
大理石和稀盐酸制取二氧化碳
C.
二氧化锰和5%的过氧化氢溶液制取氧气学科王
D.
铜和稀硫酸制取氢气
【答案】C
【名师解析】
此装置中的发生装置是固液常温型,反应物应为固体与液体,反应条件为常温,收集装置是排水法收集,说明该气体不易或难溶于水.
A、氯酸钾和二氧化锰是固体,反应条件是加热,发生装置应选用给固体加热装置,故错误;
B、石灰石是固体,稀盐酸是液体,反应条件是常温,发生装置选用固液常温型装置,二氧化碳能溶于水,不能用排水法收集,故错误;
C、过氧化氢是液体,二氧化锰是固体,反应条件是常温,发生装置选用固液常温型;氧气不易溶于水,可用排水法收集,正确.
D、铜排在金属活动性顺序表中氢的后面,和稀硫酸不反应,不能用来制取氢气,故错误;
故选C.
【名师剖析】反应物是固体与液体,反应条件是常温,可用固液常温型装置;不易或难溶于水的气体可用排水法收集.
【中考在线4】(2013安徽省)空气是人类活动必需的自然资源。
工业上常用分离空气的方法制取氧气,实验室常用物质分解的方法制取氧气。
ABCDE
(1)工业制氧气是变化________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)图中仪器a的名称是___________。
(3)实验室制取并收集氧气,可选择_________装置(填字母代号),此法制取氧气的化学方程式为____________________________________________________。
(4)检查B装置气密性的方法是(可借助水和图中的其他装置)______________________
_____________________________________________________________________________。
【答案】
(1)物理;
(2)铁架台;
(3)A和C(或E);2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑;
也可选B和C(或E);2H2O2MnO22H2O+O2↑;(4)将B和C相连的橡皮管用止水夹夹住,从长颈漏斗中倒入水至淹没下端管口,使长颈中形成一段水柱,过一会,水柱不下降证明装置气密性良好.
【名师解析】
(1)是利用氧气和氮气的沸点不同分离氧气的,属于物理变化;
(2)a是用于固定的铁架台;
(3)实验室若用加热高锰酸钾制氧气,属于固体加热型,故选发生装置A,该反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的方程式为:
2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑;
实验室若用过氧化氢溶液在二氧化锰的作用下制取氧气,属于固液常温型的B装置,反应产生水和氧气,反应的方程式为:
2H2O2MnO22H2O+O2↑;
因为氧气不溶于水,可以用排水法收集,又因为密度比空气大,所以也可以向上排空气法,故答案为C或D;
(4)检查B装置气密性的方法是:
将B和C相连的橡皮管用止水夹夹住,从长颈漏斗中倒入水至淹没下端管口,使长颈中形成一段水柱,过一会,水柱不下降证明装置气密性良好.
【名师剖析】
本题主要考查了制取氧气反应原理及发生装置和收集装置的选择,属于基础性的考查,注意若采用A装置时要看试管口是否有一团棉花.
【中考在线5】现有实验室制取气体的部分装置,请结合所学化学知识,回答有关问题:
(1)请写出图中标有字母的仪器名称:
a酒精灯
(2)装置A可用于实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应的化学方程式是.用E装置收集氧气的合适时机是气泡连续、均匀冒出时
.
(3)实验室用制取并收集氢气,可用的装置是B
,写出实验室常用反应的化学方程式:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
.
(4)实验室制取二氧化碳并收集到干燥的二氧化碳气体时,应将发生装置与F装置的
m
(填“m”或“n”)相连.
【答案】
(1)酒精灯;
(2)2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑;气泡连续、均匀冒出时;(3)B;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(4)m.
【名师解析】
(1)图中标有字母的仪器是用于加热的酒精灯;
(2)高锰酸钾在加热的条件下,生成锰酸钾和二氧化锰和氧气,方程式是2KMnO4加热K2MnO4+MnO2+O2↑;排水法收集氧气的合适时机是气泡连续、均匀冒出时,因为开始出来的气体中含有较多的空气;
(3)实验室是用稀硫酸和锌制取氢气的,该反应不需加热,属于固液常温型,故选发生装置B,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(4)洗气装置中导管要长进短出,让气体和浓硫酸充分接触干燥;
【名师剖析】本考点主要考查氧气和氢气的制法和气体的干燥,还考查了化学方程式的书写和气体发生装置选择的依据.综合性比较强.气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关.
☞例题经典
【经典例题1】右图是老师放置在实验桌上的三瓶无色气体,它们可能是H2、O2、CO2。
下列关于这三种气体的的鉴别方法中,不正确的是
A.根据瓶③倒置,可判断瓶③存放的是H2
B.用带火星的木条放入①中,若复燃,则存放的是O2
C.用点燃的木条伸入②中,若火焰熄灭,则存放的是CO2
D.向②中加入少量蒸馏水,若变为红色,则存放的是是CO2
【答案】
D
【名师解析】
A、由于氢气密度比空气小,应倒置;O2、CO2的密度比空气都大,故A正确;
B、由于氧气有助燃性,能使带火星的木条复燃,故B正确;
C、氢气能够燃烧并发出蓝色火焰,氧气有助燃性,只有二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧;故C正确;
D、二氧化碳溶于水没有颜色变化,通入石蕊试液变红.故D错误.
故选D.
【点悟】要熟记氢气能够燃烧并发出蓝色火焰的特性,氧气有助燃性,二氧化碳不支持燃烧,能使澄清石灰水变浑浊的特性.
【经典例题2】通过一年的化学学习,相信你已掌握了实验室制取气体的有关知识.请结合图示回答下列问题.
(1)请写出图中标号a、b仪器的名称:
a试管
;b集气瓶
.
(2)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气,发生反应的化学方程式为,选用的发生装置是B
,(填装置序号,下同)收集装置是D或E
.
(3)F装置可用来测量生成的CO2气体的体积,在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水中
,植物油上方原有的空气对实验的结果没有
(填“有”或“没有”)明显影响.
【答案】
(1)试管;集气瓶
(2)2H2O2MnO22H2O+O2↑;B;D或E
(3)防止CO2溶解于水中;没有
【名师解析】
(1)a、b仪器的名称是试管、集气瓶.故填:
试管;集气瓶.
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应的化学方程式为:
2H2O2MnO22H2O+O2↑.
反应不需要加热,可以选择B装置制取氧气,氧气的密度比空气大,不易溶于水,可以用向上排空气法或排水法收集.故填:
B;D或E.
(3)在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水中,使测量结果不准确.实验结束后,只要植物油上方仍然保持和原来相同体积的气体,对实验结果没有明显影响.
【点悟】
本题主要考查二氧化碳、氧气的性质和化学方程式的书写等方面的知识,书写化学方程式时要注意四步,一是反应物和生成物的化学式要正确,二是遵循质量守恒定律,三是写上必要的条件,四是看是否有“↑”或“↓”.
【经典例题3】
某兴趣小组根据实验室提供的仪器和药品进行了氧气的制备实验.
(1)甲同学选用如右图所示的装置制取氧气.
①写出仪器B的名称:
集气瓶
.
②甲同学应选取的试剂是Mn02和H2O2
(填化学式),Mn02固体在该反应中起催化
作用.
③除用排水法,甲同学还可选择向上排空气
法收集氧气.
④实验前,甲同学先向仪器A中加入水,然后将导管放人水槽中,并打开仪器A的活塞,观察导管口是否有连续的气泡出现.该实验操作的目的是检查装置的气密性
.
(2)甲烷是密度小于空气,极难溶于水的气体.实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取.制取甲烷能否用此装置否
(填“能”或“否”)原因是制取甲烷需加热,该装置适合固液常温制取的气体
.
【答案】
(1)①集气瓶;②H2O2、催化;③向上排空气法;④检验装置的气密性;
(2)否;制取甲烷需加热,该装置适合固液常温制取的气体.
【名师解析】
(1)①图中B是集气瓶,故答案为:
集气瓶;
②该装置适合固液不加热反应,我们可以用过氧化氢溶液和固体二氧化锰反应制取氧气,其中二氧化锰在反应前后性质和质量都不发生变化,所以二氧化锰起催化作用;
③氧气的密度大于空气的密度,不易溶于水,所以除用排水法收集外,还可以用向上排空气法收集;
④这种做法可以使装置内外形成压力差,看装置是否漏气;
(2)从题意中知道,该反应的反应物是无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物,反应条件是加热,该装置适合固液不加热反应,所以不能用此装置 .
【点悟】本题考查制取氧气的相关内容以及装置的选取等内容,掌握对应知识才可做好此题.
【经典例题4】现有下列四套常见的实验装置,请按要求填写下列有关空格:
(l)写出标号仪器的名称:
a,b。
(2)除去食盐水中的少量泥沙,应选用的一套装置是(填序号),要正确完成该操作还
需要的仪器名称是。
(3)在进行A装置相关操作时,通常在实验桌上放一石棉网。
该石棉网在此实验过程中的
用途是;石棉网属于▲(选填“复合”或“合成”)材料。
(4)用装置C可制备O2、CO2等气体。
请写出用该装置制取O2的化学方程式;实验
中始终未能检验到O2已集满,下列解释不合理的是(填序号)。
A.装置可能漏气B.药品用量可能不足
C.导气管未伸到集气瓶底部D.药品可能失效
(5)实验室可用D装置制取甲烷气体,则下列说法错误的是▲(填序号)。
A.制取甲烷的药品是固体B.甲烷在水中溶解能力小
C.甲烷不与水反应D.甲烷密度大于空气
【答案】
铁架台;锥形瓶;
B;玻璃棒;
放置加热后的蒸发皿;复合;
2H2O2MnO22H2O+O2↑,C
D
【名师解析】
(1)标号仪器的名称:
a铁架台,b锥形瓶;故填:
铁架台;锥形瓶;
(2)泥沙难溶于水,所以除去食盐水中的少量泥沙可用过滤的方法;要正确完成该操作还需要的仪器名称是玻璃棒;
(3)蒸发过程中石棉网的用途,放置加热后的蒸发皿;石棉网属于复合材料;
(4)装置C适用于固体和液体混合不需要加热的反应,所以用该装置制取O2的化学方程式2H2O2MnO22H2O+O2↑;实验中始终未能检验到O2已集满,可能是装置可能漏气、药品用量可能不足、药品可能失效,而导气管未伸到集气瓶底部不会导致这种结果;
(5)A.根据D装置适用于固体,所以制取甲烷的药品是固体,故正确;B.甲烷用排水法收集,说明甲烷在水中溶解能力小,故正确 C.甲烷用排水法收集,说明甲烷也不与水反应,故正确;D.D装置不能说明甲烷密度大于空气,事实甲烷的密度小于空气的密度,故错误.故填:
D.
【点悟】
本题首先要掌握各种仪器的名称以及过滤的方法,氧气的制取原理和注意事项等,然后根据所掌握的相关知识去分析解决问题.
☞精选名题巧练
【名题巧练1】对知识进行归纳和整理时学习化学的一种重要方法。
现有H2、CO、CH4、NH3四种气体,请按要求答题。
(1)从不同角度指出四种气体的相同之处:
①。
②。
(2)将其中任意一种气体与另外三种气体进行比较,指出它们的不同之处:
①。
②
【答案】
(1)①密度都比空气小;②通常情况下都是无色气体
(2)CO是氧化物,其余不是;②CH4是有机物,其余不是(或H2是单质,其余是化合物;NH3有刺激性气味,其余没有。
其他合理答案也可以)
【名师解析】
(1)从四种气体的密度及颜色的相同点解答即可.故答案为:
①密度比空气小②都是无色气体.
(2)不同点可从物质分类的角度解决,可从单质化合物有机物作为出发点.故答案为:
一氧化碳是氧化物而其它三种不是。
【考点定位】
此题是一道物质性质及分类的考查题,解题的关键是对四种物质物理性质以及分类知识的掌握.
【名题巧练2】在学习一氧化碳化学性质时,关于一氧化碳还原氧化铜的实验,老师让同学们设计实验装置.三个组的同学设计了如下甲、乙、丙三套实验装置,请根据下列要求回答有关问题:
甲
乙
丙
(1)写出甲、乙、丙三套实验装置中有关仪器的名称:
①铁架台、
,②酒精灯
;
(2)实验开始时,要先通一会儿一氧化碳然后再加热,其目的是排尽玻璃管中的空气,防止一氧化碳与空气混合后发生爆炸.
;
实验结束时,为了防止生成的铜被空气氧化,要注意先先熄灭酒精灯停止加热,继续通一氧化碳到试管冷却.
.
(3)装置丙与装置甲、乙相比,它的主要优点是变废为宝;充分利用能源;更能有效利用能源
;
(4)将符合上述装置组合设计意图的标号填写在空格上①②③④
.
①说明一氧化碳具有还原性; ②既说明一氧化碳具有可燃性;又充分地利用了能源;
③说明一氧化碳得氧后的产物是二氧化碳; ④有效地防止了一氧化碳的扩散到空气中.
【答案】
(1)铁架台、酒精灯
(2)排尽玻璃管中的空气,防止一氧化碳与空气混合后发生爆炸.
先熄灭酒精灯停止加热,继续通一氧化碳到试管冷却.
(4)变废为宝;充分利用能源;更能有效利用能源(合理即可).
(5)①②③④
【名师解析】
(1)仪器名称为:
铁架台、酒精灯
(2)一氧化碳具有可燃性,加热一氧化碳与空气混合气体可能发生爆炸,实验开始时,要先通一会儿一氧化碳然后再加热
目有的是排尽玻璃管中的空气,防止一氧化碳与空气混合后发生爆炸.实验结束时要先熄灭酒精灯停止加热,继续通一氧化碳到试管冷却.防止生成的铜又被氧化成氧化铜;
(4)丙装置将剩余的一氧化碳作为燃料给氧化铜加热,这样变废为宝;充分利用能源;更能有效利用能源.
(5)上述实验可以说明说明一氧化碳具有还原性;说明一氧化碳具有可燃性;又充分地利用了能源;
一氧化碳得氧后的产物是二氧化碳; 有效地防止了一氧化碳的扩散到空气中.
【考点定位】本题考查了一氧化碳的化学性质,要记住一氧化碳还原氧化铜的步骤:
对于一氧化碳来说是早出晚归.
【名题巧练3】某兴趣小组在学习了常见金属的性质和气体的制备后,欲用下图所示几种装置制取氢气,并进行测量有关反应产生的气体体积实验.
(1)A装置中发生反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
.
(2)选择A装置制备气体最大的特点是能随时控制反应的发生和停止
.
该装置对反应物的状态和反应条件的要求是:
块状固体和液体反应,不需加热
.
(3)运用A发生装置还可以制备初中化学常见的CO2
气体(填写化学式).欲用B装置收集一瓶干燥的该气体,气体应由导管a
通入.(填a或b)
(4)化学兴趣小组测定某石灰行样品中碳酸钙的质量分数,其方法是:
将样品与盐酸反应,然后选用上图
防止CO2溶于水
C
装置(填写装置序号)可测量产生的CO2的体积,再利用此时CO2的密度,可计算CO2的质量,再根据CO2的质量求出样品中碳酸钙的质量.图中瓶内水面上油层的作用是防止CO2溶于水
.
【答案】
(1)Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
(2)能随时控制反应的发生和停止;块状固体和液体反应,不需加热;
(3)CO2;a;
(4)C;防止CO2溶于水.
【名师解析】
1)A装置中是锌粒和稀盐酸反应生成氢气和氯化锌,其反应的化学方程式为:
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
(2)用启普发生器装置制备气体的最大特点是:
能随时控制反应的发生和停止;该装置对反应物的状态和反应条件的要求是:
块状固体和液体反应,不需加热;
(3)二氧化碳的制取也可以用启普发生器制取,二氧化碳的密度比空气大,用向上排气法收集气体时,导管插到集气瓶底部;
(4)二氧化碳能溶于水,在水面上放一层植物油的目的是:
防止CO2部分溶解在水里;
【考点定位】
本题主要考查常用气体的发生装置和收集装置的选取方法;以实验室制取气体的思路及操作为基础,注意启普发生器的使用条件和注意事项,以及考查了二氧化碳的水溶性.
【名题巧练4】下面所示(如图)为常见气体制备、干燥和性质实验的部分装置.试根据题目要求,回答下列问题:
(1)欲在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体.
①所选装置的连接顺序为A→E→F
(填写装置序号字母).
②装置A中,发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
.
(2)欲用一氧化碳气体测定某不纯氧化铁样品的纯度(杂质不反应),并验证反应中气体生成物的性质.所选装置的连接顺序为D→B→C.
①装置B中看到的现象是澄清的石灰水变浑浊
.
②通过测量反应前、后D处大玻璃管的质量变化,来计算氧化铁样品的纯度.若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁.则计算出样品纯度的结果将偏小
(填“偏大”“偏小”“不影响”,其中之一).
【答案】
(1)①A→E→F;②CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2)①澄清的石灰水变浑浊;②偏小
【名师解析】
1)实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体,要选用的药品是稀盐酸和石灰石、干燥二氧化碳的药品是浓硫酸,因为二氧化碳比空气重,所以选用向上排空气法来收集气体;因而需要用到的装置是发生装置A、干燥二氧化碳气体装置E;收集装置F;在连接顺序上应该是制取气体、干燥气体、收集气体;
(2)①发生装置D里的化学反应为:
,所以,通入装置B的气体是二氧化碳,而二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙↓+水,所以,装置B中看到的现象是澄清的石灰水变浑浊了;②若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁,说明氧化铁没有完全反应,还有剩余,因为
.所以,若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁.则计算出样品纯度的结果将偏小.
【考点定位】本题综合考查了实验室制取二氧化碳的装置的选取与连接顺序,一氧化碳还原氧化铁的化学反应以及化学方程式的书写.